KR20160101576A

KR20160101576A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20160101576A
Application number: KR1020150024435A
Authority: KR
Inventors: 이창환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-08-25
Also published as: WO2016133235A1

Abstract

본 발명은 피사체를 이미지화하는 카메라 모듈에 있어서, 상기 카메라 모듈은 광축방향을 따라 이동가능 가능 하도록 이루어지는 제1 이동렌즈군, 상기 이미지를 확대 또는 축소하기 위하여 상기 광축방향을 따라, 상기 제1 렌즈군과 상대이동 가능하도록 이루어지는 제2 이동렌즈군, 상기 제2 이동렌즈군을 통과한 빛이 맺히도록 이루어지며, 중심을 기준으로 변형가능하도록 이루어지는 이미지 센서 및 상기 제1 및 제2 이동렌즈군의 이동에 근거하여 상기 이미지 센서의 곡률을 변화시키는 제어부를 포함하는 카메라모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODUEL}

본 발명은 광학줌이 가능한 카메라모듈에 관한 것이다.

줌(zoom) 기능이 구현되는 카메라는 직선으로 구성된 경통 내부에 줌잉(zooming)을 실행하는 구동부와 포커싱부를 포함하는 직선형 이너줌 카메라, 줌잉(zooming)시 렌즈가 전면으로 돌출되도록 구현되는 전면 돌출형 카메라, 미러(mirror)나 프리즘(prism)을 넣어 중간 광경로를 변경하여 카메라모듈의 길이를 감소시키는 방식의 밴딩 컴펙트 줌형 카메라(banding compact zoom type camera)로 구분될 수 있다.

또는, 줌형 카메라를 박형 모바일 제품들에 적용하기 위하여 줌을 구동하기 위한 화질이 저하되는 단점이 있으나, 별도의 부품이 불필요한 디지털 줌 카메라(digital zoom camera) 서로 다른 두 개의 초점 거리를 갖는 두 개의 고정초점 렌즈를 병렬로 배열하여 형성하는 듀얼 줌(dual zoom) 카메라 등이 있다.

다만, 줌렌즈는 고정초점렌즈 대비 렌즈의 구성을 복잡하게 하고 렌즈의 매수가 증가하며 렌즈를 이동시키는 구동모터가 포함되어야하므로, 부피가 증가한다. 두 개의 렌즈 사이의 줌배율의 보간이 제한적으로 가능하기 때문에 고배율의 적용이 어려운 단점이 있다.

이에 본 발명의 기술적 과제는 컴펙트한 줌형 카메라 모듈을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 일 실시예에 따라 피사체를 촬영하는 본원발명의 카메라 모듈은 광축방향을 따라 이동가능 가능 하도록 이루어지는 제1 이동렌즈군, 상기 이미지를 확대 또는 축소하기 위하여 상기 광축방향을 따라, 상기 제1 렌즈군과 상대이동 가능하도록 이루어지는 제2 이동렌즈군, 상기 제2 이동렌즈군을 통과한 빛이 맺히도록 이루어지며, 중심을 기준으로 변형가능하도록 이루어지는 이미지 센서 및 상기 제1 및 제2 이동렌즈군의 이동에 근거하여 상기 이미지 센서의 곡률을 변화시키는 제어부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이미지 센서는 상기 제2 이동렌즈군과 마주보는 일면이 오목한 형상을 이루도록 변형된다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 줌배율이 높을수록 큰 곡률을 갖도록 상기 이미지 센서를 제어할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 줌배율에 근거하여 상기 제1 및 제2 이동 렌즈군 중 적어도 하나가 상기 광축방향을 따라 이동시키도록 제어할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 줌배율에 근거하여 상기 광축방향을 따라 상기 이미지 센서를 이동시킨다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 상기 줌배율이 높아질수록 상기 이미지 센서와 상기 제1 이동 렌즈군이 가까워지도록 이동시키고, 상기 제2 이동 렌즈군은 고정되도록 제어할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이미지 센서는 전기적인 신호에 근거하여 형상이 변형되는 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는 기 설정된 복수의 기준 배율에 대응되는 기 설정된 복수의 곡률 중 어느 하나를 갖도록 상기 이미지 센서를 변형시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 목표 배율로 피사체를 촬영하기 위한 제어명령에 근거하여 상기 제어부는 상기 목표 배율보다 작은 제1 기준 배율로 피사체의 제1 이미지를 획득하는 단계, 상기 목표 배율보다 큰 제2 기준 배율로 제2 이미지를 획득하는 단계, 상기 제1 이미지를 업스케일링하여 제3 이미지를 형성하는 단계, 상기 제2 이미지를 다운스케일링하여 제4 이미지를 형성하는 단계 및 상기 제3 및 제4 이미지를 합성하는 단계를 포함하는 제어방법을 실행할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 카메라 모듈은 베이스 경통, 상기 베이스 경통에 상기 광축방향을 따라 이동 가능하도록 설치되며 상기 제1 이동 렌즈군을 수납하는 제1 경통, 상기 베이스 경통에 상기 광축방향을 따라 이동 가능하도록 설치되며 상기 제2 이동 렌즈군을 수납하는 제2 경통을 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 경통의 이동에 근거하여 상기 곡률을 변경하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면 복수의 렌즈의 중심부와 주변부의 광선의 서로 다른 굴절특성에 의하여 이미지 센서의 중심부 및 주변부에 상이 맺히는 위치가 상이하여 발생되는 광선수차인 상면만곡현상(filed curvature)을 방지할 수 있다. 따라서, 중심부 및 주변부의 해상력이 일정한 이미지를 출력할 수 있다.

또한, 상기 이미지 센서의 곡률에 의하여 주변부에 빛이 입사하는 각도(CRA, Chief Ray Angle)가 감소되어 영상의 밝기를 향상시킬 수 있다. , 광선수차를 보정하기 위한 추가적으로 배치되는 보정렌즈의 매수를 감소시킬 수 있으므로, 카메라 모듈을 소형화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성요소를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 도 1의 카메라 모듈의 광학계의 광학적 배치를 설명하기 위한 개념도.
도 3a 내지 도 3c은 본 실시예에 따른 이미지 센서의 변형예를 설명하기 위한 개념도.
도 4a 내지 도 4c는 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성요소를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 도 5의 카메라 모듈의 제어방법을 설명하기 위한 개념도.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따라 불연속적으로 줌기능이 구현되는 카메라 모듈의 제어방법을 설명하기 위한 개념도.
도 8a 및 도 8b는 경통형 구동장치에 수납되는 카메라 모듈을 설명하기 위한 개념도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성요소를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 카메라 모듈의 광학계의 광학적 배치를 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 순차적으로 배열된 부의 굴절력을 가지는 제1 고정 렌즈군(110), 정의 굴절력을 가지는 제1 이동 렌즈군(120), 정의 굴절력을 가지는 제2 고정 렌즈군(130), 제2 이동 렌즈군(130) 및 이미지 센서(150)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 광축을 따라 이동 하도록 형성된다. 즉, 상기 제1 이동 렌즈군(120)은 제1 구동부(121)와 연결되고, 상기 제2 이동 렌즈군(140)은 상기 제2 구동부(142)와 연결된다.

상기 제1 고정 렌즈군(110)은 제1 렌즈(L1), 제2 렌즈(L2) 및 그 사이에 배치되는 프리즘(prism)로 이루어진다. 구체적으로 상기 제1 고정 렌즈군(110)은 부의 굴절력을 가지는 매니스커스(meniscus)형상의 단식 렌즈의 제1 렌즈(L1), 광로를 약 90도 로 전환되도록 형성되는 프리즘(P), 정의 굴절력을 가지는 단식렌즈로 형성되는 제2 렌즈(L1)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 이동 렌즈군(120)은 제3 내지 제5 렌즈(L3, L4, L5)로 이루어진다. 상기 제2 고정 렌즈군(130)은 제6 렌즈(L6)을 포함하고, 상기 제2 이동 렌즈군(140)은 제7 내지 제9 렌즈(L7, L8, L9)로 이루어진다. 빛은 상기 제1 고정 렌즈군(110), 제1 이동 렌즈군(120), 제2 고정 렌즈군(130) 및 제2 이동 렌즈군(140)을 통과하여 상기 이미지 센서(150)에 도달한다.

상기 제2 이동 렌즈군(140)의 각 렌즈 들 중 적어도 하나는 비구면 렌즈로 형성될 수 있다. 이 경우, 광각단에 있어서 부의 왜곡수차를 보정할 수 있다.

상기 제1 이동 렌즈군(120) 및 상기 제2 이동 렌즈군(130) 사이에 조리개(IRIS)가 형성된다. 도면에 구체적으로 도시되지 아니하였으나, 상기 이미지 센서(150) 및 상기 제2 이동 렌즈군(140) 사이에 저역필터(LP, Low Pass Filter), 적외선 커트 필터(Cut Filter) 및 CCD의 커버유리(CG)가 배치될 수 있다.

상기 제어부(101)는 상기 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140)을 이동시켜 주밍(zooming)을 수행한다. 단초점 거리단(광각단)으로부터 장초점 거리단(망원단)으로 변경하는 경우, 상기 제1 이동 렌즈군(120)이 객체가 위치하는 영역으로부터 상면측으로 이동한다. 상기 제어부(101)는 상기 제2 이동 렌즈군(140)를 이동시켜 포커스(focus)를 조정한다.

상기 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140)은 상기 제1 및 제2 구동부(121, 141)에 의하여 서로 연동하여 이동 할 수 있으나 이에 한정되지 아니하며, 이동하는 방향이 동일하거나 반대될 수 있다.

상기 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140)과 상기 제1 및 제2 고정 렌즈군(110, 130)을 통과한 빛은 상기 이미지 센서(150)에 도달하여, 초점을 맺은 영상요소들이 변환되어 영상으로 출력된다. 상기

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 줌잉 (zooming) 기능을 수행하기 위하여 상기 이미지 센서(150)의 형상이 변형된다. 이하, 상기 이미지 센서(150)의 형상이 변형되는 특징을 설명한다.

도 3a 내지 도 3c은 본 실시예에 따른 이미지 센서의 변형예를 설명하기 위한 개념도이다. 도 3a는 망원단에서의 상기 이미지 센서의 형상을 표시하고, 도 3c는 광각단에서의 상기 이미지 센서의 형상을 도시한다. 상기 이미지 센서(150)가 곡률을 갖는 경우, 상기 빛은 상기 이미지 센서(150)의 오목한 영역으로 입사하도록 상기 이미지센서(150)가 상기 광학계에 배치된다.

본 실시예에 따른 이미지 센서(150)는 중심(O)을 기준으로 곡면을 이루도록 변형될 수 있다. 즉, 상기 이미지 센서(150)는 상기 중심(O)을 기준으로 기 설정된 곡률을 갖도록 변형된다. 예를 들어, 상기 이미지 센서(150)는 전기적인 신호에 근거하여 형상이 변형되는 형상변형재질로 이루어질 수 있다.

상기 제어부(101)는 상기 줌잉(zooming)의 줌배율에 근거하여 상기 이미지센서(150)의 변형정도를 제어할 수 있다. 상기 이미지 센서(150)는 높은 줌배율에서 큰 곡률을 갖도록 변형되고, 낮은 줌배율에서 작은 곡률을 갖도록 변형된다. 디폴트(default)상태에서 상기 이미지 센서(150)는 도 3c에 도시된 바와 같이 평평한 플렛(flat)상태를 유지할 수 있다.

상기 이미지 센서(

도 3a 내지 도 3c에서 상기 이미지 센서(150)는 가장자리의 프레임(151)에 의하여 고정될 수 있다. 이에 따라 상기 빛이 도달할 수 있는 상기 빛의 이동방향과 수직하는 상기 이미지센서(150)의 평면적은 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 다만, 이미지 센서(150)가 구현되는 구조는 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 상기 이미지 센서(150)의 변형에 의하여 상기 빛의 이동방향과 수직하는 상기 이미지 센서(150)의 평면적은 상기 이미지 센서(150)의 굴곡이 클수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

도면에 구체적으로 도시되지 아니하였으나, 상기 이미지 센서(150)는 물리적인 가압에 의하여 변형가능하도록 이루어지는 탄성재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 이미지 센서(150)와 인접하게 배치되어, 외면이 기 설정된 곡률을 갖도록 형성되는 가압부재(미도시)가 상기 이미지 센서(150)에 외력을 인가하여 상기 이미지 센서(150)의 곡률을 변형시키도록 제어할 수 있다. 상기 가압부재(미도시)는 상기 제1 및 제2 구동부(121, 141)과 연동하도록 구현될 수 있다.

일 실시예에 따른 이미지 센서(150)는 기 설정된 불연속적인 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈을 구성하는 광학계의 특성을 고려하여, 제1 내지 제3 곡률로 변형되도록 설정될 수 있다. 또는 상기 이미지 센서(150)가 연속적으로 곡률이 변형되도록 설정될 수 있다.

이에 따라, 복수의 렌즈의 중심부와 주변부의 광선의 서로 다른 굴절특성에 의하여 이미지 센서의 중심부 및 주변부에 상이 맺히는 위치가 상이하여 발생되는 광선수차인 상면만곡현상(filed curvature)을 방지할 수 있다. 따라서, 중심부 및 주변부의 해상력이 일정한 이미지를 출력할 수 있다.

이하, 주밍(zooming)기능, 포커스(focus)기능과 함께 이미지 센서가 변형되는 제어방법을 설명한다.

도 4a 내지 도 4c는 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2 및 도 4a를 참조하면, 상기 줌배율이 커지는 경우, 즉 광각단에서 망원단으로 변형되는 경우 줌 구동군인 상기 제1 이동 렌즈군(120)은 상기 점차적으로 상기 이미지 센서(150)와 인접하는 제1 방향(D1)으로 이동한다. 이와 연동하여 상기 제2 이동 렌즈군(140)은 상기 제1 방향(D1)으로 이동하다가, 기 설정된 줌배율 이상이 되면 제1 방향(D1)과 반대되는 방향으로 이동하는 궤적을 이룬다. 본 실시예에서 상기 제어부(101)는 상기 줌배율이 커지는 경우 상기 곡률이 점차적으로 커지도록 상기 이미지센서(150)를 변형시킨다.

도 2 및 도 4b를 참조하면, 상기 줌배율의 변화에 근거하여 상기 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140)이 실질적으로 동일한 방향으로 이동한다. 다만, 상기 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140)이 이동되는 속도는 다르게 구현될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 구동부(121, 141)은 동일한 모터로 형성될 수 있다.

본 실시예에서도 상기 이미지 센서(150)는 상기 줌배율의 변화에 따라 이동 하지 아니하며, 상기 제어부(101)는 상기 줌배율이 커질 수록 상기 이미지 센서(150)의 곡률이 점차적으로 커지도록 변형시킨다.

도 2 및 도 4c를 참조하면, 상기 줌배율의 변화에 근거하여 상기 제1 이동 렌즈군(120)이 이동한다. 상기 줌배율이 증가하면, 상기 제1 이동 렌즈군(120)은 상기 이미지 센서(150)와 인접해지는 방향으로 이동한다. 상기 제2 이동 렌즈군(140)은 상기 줌배율이 변하여도 고정된다. 상기 이미지 센서(150)는 상기 줌배율이 증가하면 곡률이 커지도록 변형된다. 본 실시예에 따르면, 포커스(focus)를 조절하는 상기 제2 이동 렌즈군(140)은 고정된 상태를 유지하고, 상기 제1 이동 렌즈군(120)과 상기 이미지 센서(150)의 곡률을 변형시켜 상기 이미지 센서(150)에 맺히는 이미지를 제어할 수 있다.

도 5는 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성요소를 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 도 5의 카메라 모듈의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 제1 및 제2 고정 렌즈군(110, 130), 제1 및 제2 이동 렌즈군(120, 140), 이미지 센서(150)와 상기 이미지 센서(150)를 이동시키는 제3 구동부(151)를 포함한다. 상기 제3 구동부(151)를 제외한 본 실시예에 다른 카메라 모듈은 도 2의 카메라 모듈의 구성요소와 실질적으로 동일한다. 따라서 동일 및 유사한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 상기 줌배율이 커질수록 상기 제1 이동 렌즈군(120)이 상기 이미지 센서(150)와 가까워지는 상기 제1 방향(D1)으로 이동한다. 이 경우, 상기 제2 이동 렌즈군(140)은 이동 하지 아니하고, 고정된다. 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 제2 구동부(141)이 생략될 수 있다.

한편, 상기 이미지 센서(150)는 상기 줌배율이 커질수록 곡률이 증가하도록 제어된다. 또한, 상기 제어부(101)는 상기 줌배율의 변화에 따라 상기 이미지 센서(150)를 이동 시키도록 상기 제3 구동부(151)를 제어한다.

예를 들어, 상기 이미지 센서(150)는 상기 줌배율이 커질수록 상기 제2 이동 렌즈군(140)과 가까워지는 방향으로 이동하다가, 기 설정된 배율에 도달하면 다시 상기 제2 이동 렌즈군(140)과 멀어지는 방향으로 이동 될 수 있다(a).

또는 상기 제어부(101)는 상기 줌배율이 커질수록 상기 제2 이동 렌즈군(140)과 가까워지도록 상기 이미지 센서(150)를 이동시키도록 상기 제3 구동부(151)를 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제3 구동부(121, 151)가 연동하며, 상기 제1 및 제3 구동부(121, 151)는 하나의 구동모터로 구현될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2 이동 렌즈군(140)를 이동시키기 위한 구성요소가 불필요하며, 상기 이미지 센서를 이동시켜 보다 많은 양의 빛을 정확하게 입사시킬 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따라 불연속적으로 줌기능이 구현되는 카메라 모듈의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 7a를 참조하면, 상기 제어부(101)는 상기 기 설정된 줌배율에 근거하여 기 설정된 곡률을 갖도록 상기 이미지 센서(150)를 변형시킨다. 도면에 구체적으로 도시되지 아니하였으나, 상기 제어부(101)는 사용자의 제어명령 등에 의하여 기 설정된 줌배율을 형성하도록 상기 제1 및 제2 구동부(121, 141)(또는 상기 제1 및 제3 구동부(121, 151))를 제어한다.

다만 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 상기 제2 구동부(141)는 연속적으로 상기 제2 이동 렌즈군(140)을 이동시켜 피사체의 거리를 보상하도록 제어된다.

예를 들어, 1배율, 3배율 및 5배율로 설정된 기준배율들로 구동되도록 설정된 경우, 줌배율의 1배인 경우 상기 이미지 센서는 평평한 형상이고, 줌배율이 3배인 경우 상기 이미지 센서(150)가 제1 곡률을 갖도록 변형되며, 줌배율이 5배인 경우 상기 이미지 센서(150)가 제1 곡률보다 큰 제2 곡률을 갖도록 변형된다. 이하, 기준배율이 아닌 목표 배율로 이미지를 촬영하기 위한 제어명령이 인가된 경우의 제어방법을 설명한다.

상기 제어부(101)는 기 설정된 기준배율들 중 목표 줌배율과 가장 가깝고 목표 줌 배율보다 작은 제1 기준배율로 피사체의 제1 이미지를 획득한다(S10). 예를 들어, 상기 목표 줌 배율이 4배율인 경우, 제3 배율로 피사체를 촬영한다.

상기 제어부는 상기 기준배율들 중 목표 줌 배율과 가장 가깝고 목표 줌배율보다 큰 제2 기준 배율로 피사체의 제2 이미지를 획득한다(S11). 예를 들어, 상기 5 배율로 피사체를 촬영한다.

상기 제어부는 상기 제1 이미지를 업스케일링(up scaling)한 제3 이미지를 생성하고(S12), 제2 이미지를 다운스케일링(down scaling)한 제4 이미지를 생성한다(S13).

상기 제어부는 상기 제3 및 제4 이미지를 합성하여, 상기 4배율에서 촬영된 이미지를 형성한다(S14).

본 실시예에 따르면, 불연속적인 줌기능을 갖도록 설정된 카메라 모듈의 경우 두영상을 합성하여 기준 줌배율 사이의 배율에서 촬영된 이미지를 형성할 수 있다.

한편, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 기준배율에서 조리개를 조절하여 밝은 영상과 어두운 영상을 획득하여 HDR의 영상 향상을 도모할 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 경통형 구동장치에 수납되는 카메라 모듈을 설명하기 위한 개념도이다. 도 8a는 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 광학계 구동장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 8b는 광학계 구동장치를 도시한 단면도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상기 구동장치는 베이스(30), 상기 베이스(30)에 고정된 메인경통(41), 상기 제1 이동 렌즈군(120)을 감싸는 제1 경통(43), 상기 제2 고정 렌즈군(130)을 감싸는 제2 경통(45)와 상기 제1 및 제2 경통(43, 45)를 구동하는 제1 구동수단(50), 상기 제1 고정 렌즈군(110)을 감싸는 제3 경통(61), 상기 제3 경통(61)을 구동하는 제2 구동수단(70)을 포함한다. 또한, 상기 구동장치는 상기 메인경통(41)의 후방에 결합되는 제4 경통(81)과 상기 제4 경통(81) 내에 설치되며 상기 제2 이동 렌즈군(140) 중 전군 렌즈군(140a)를 감싸도록 형성되는 제5 경통(83)과 상기 제2 이동 렌즈군(140) 중 후군 렌즈군(140b)를 감싸도록 형성되는 제6 경통(85) 및 상기 후군 렌즌군(140b)를 이동시켜 초점거리를 조절하는 제3 구동수단(90)을 포함한다.

상기 제1 경통(43)은 상기 메인경통(41) 내에서 상기 제1 구동수단(50)에 의하여 상기 제1 방향(D1)을 따라 직선 이동한다. 상기 제1 구동수단(50)에 의하여 상기 캠경통(55)이 회전한다. 상기 캠경통(55)의 회전에 따라 상기 제1 경통(43)은 제1 캠홈(55a)의 위치변화에 따라 직선운동하게 된다. 상기 제1 경통(43)은 상기 제1 캠홈(55a)에 끼워지는 제1 가이드롤러(44)가 형성된다.

또한, 상기 캠경통(55)에 형성되는 제2 캠홈(55b) 및상기 제2 경통(45)에 형성되며 상기 제2 캠홈(55b)에 끼워지는 제2 가이드롤러(46) 의하여 상기 제2 경통(45)이 직선이동하게 된다.

상기 제2구동수단(70)은 상기 메인경통(41)에 대한 상기 제3경통(61)을 구동하기 위한 것으로, 제2구동원(71)과, 상기 제3경통(61)의 외주에 형성된 기어부재(75)를 포함하여 구성된다.

상기 기어부재(75)는 제2구동원(71)의 회전축(71a)에 설치된 제2구동기어(73)에 맞물려 회전되는 것으로, 상기 기어부재(75)의 회전에 의해 제3경통(61)이 회전한다. 이때, 상기 제3경통(61)이 메인경통(41)에 대해 나사결합되어 있으므로, 제3경통(61)이 회전하면서 광축과 나란한 방향으로 움직이게 된다. 즉, 상기 제2구동원(71)의 정역, 회전에 따라 상기 제3경통(61)이 움직이면서, 이 제3경통(61) 내에 설치된 제1 이동 렌즈군(120)을 가동하여 포커싱을 맞추게 된다.

상기 캠부재(91)는 원형캠 구조를 가지며, 상기 작동편(93)에 끼워지는 단부(91a)가 캠부재(91)의 회전중심에 대해 편심되게 위치된다. 상기 지지편(95)는 상기 제4경통(91)의 외주에 스크류에 의해 나사결합되는 것으로, 상기 캠부재(91)의 이탈을 방지한다.

또한, 상기 제어부는 상기 제1 내지 제3 구동수단(50, 70, 90)의 구동을 감지하여 상기 이미지 센서(150)의 형상 변형을 제어한다. 도면에 구체적으로 도시되지 아니하였으나 외력에 의하여 상기 경통이 상대이동하는 경우, 상기 경통의 상대이동을 감지하는 감지부가 더 포함될 수 있다. 이 경우 상기 제어부는 상기 감지부에 의하여 상기 이미지 센서의 형상을 제어할 수 있다.

또한, 상기 베이스(30)로부터 상대이동하도록 형성되며 상기 이미지 센서(150)를 수납하는 추가적인 경통을 구비하여, 상기 이미지 센서가 상기 렌즈들로부터 상대이동하도록 구현될 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

피사체를 이미지화하는 카메라 모듈에 있어서, 상기 카메라 모듈은,
광축방향을 따라 이동가능 가능 하도록 이루어지는 제1 이동렌즈군;
상기 이미지를 확대 또는 축소하기 위하여 상기 광축방향을 따라, 상기 제1 렌즈군과 상대이동 가능하도록 이루어지는 제2 이동렌즈군;
상기 제2 이동렌즈군을 통과한 빛이 맺히도록 이루어지며, 중심을 기준으로 변형가능하도록 이루어지는 이미지 센서; 및
상기 제1 및 제2 이동렌즈군의 이동에 근거하여 상기 이미지 센서의 곡률을 변화시키는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 이미지 센서는 상기 제2 이동렌즈군과 마주보는 일면이 오목한 형상을 이루도록 변형되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 줌배율이 높을수록 큰 곡률을 갖도록 상기 이미지 센서를 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 줌배율에 근거하여 상기 제1 및 제2 이동 렌즈군 중 적어도 하나가 상기 광축방향을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 줌배율에 근거하여 상기 광축방향을 따라 상기 이미지 센서를 이동시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 줌배율이 높아질수록 상기 이미지 센서와 상기 제1 이동 렌즈군이 가까워지도록 이동시키고, 상기 제2 이동 렌즈군은 고정시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 이미지 센서는 전기적인 신호에 근거하여 형상이 변형되는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 기 설정된 복수의 기준 배율에 대응되는 기 설정된 복수의 곡률 중 어느 하나를 갖도록 상기 이미지 센서를 변형시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서, 목표 배율로 피사체를 촬영하기 위한 제어명령에 근거하여 상기 제어부는,
상기 목표 배율보다 작은 제1 기준 배율로 피사체의 제1 이미지를 획득하는 단계;
상기 목표 배율보다 큰 제2 기준 배율로 제2 이미지를 획득하는 단계;
상기 제1 이미지를 업스케일링하여 제3 이미지를 형성하는 단계;
상기 제2 이미지를 다운스케일링하여 제4 이미지를 형성하는 단계; 및
상기 제3 및 제4 이미지를 합성하는 단계를 포함하는 제어방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
베이스 경통;
상기 베이스 경통에 상기 광축방향을 따라 이동 가능하도록 설치되며 상기 제1 이동 렌즈군을 수납하는 제1 경통;
상기 베이스 경통에 상기 광축방향을 따라 이동 가능하도록 설치되며 상기 제2 이동 렌즈군을 수납하는 제2 경통을 포함하고,
상기 제어부는 상기 제1 및 제2 경통의 이동에 근거하여 상기 곡률을 변경하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.