KR20180127698A

KR20180127698A - 카메라 장치

Info

Publication number: KR20180127698A
Application number: KR1020170062741A
Authority: KR
Inventors: 이경용; 이상화; 연제승; 박철순
Original assignee: 자화전자(주)
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-11-30
Also published as: WO2018216915A1; CN211293562U

Abstract

본 발명의 카메라 장치는 광축을 따라 렌즈 어셈블리가 배치된 캐리어; 상기 캐리어가 실장되고 홈부레일이 구비된 메인프레임; 상기 메인프레임이 장착되고 상기 홈부레일에 대응되는 가이드레일이 형성된 하우징; 및 상기 메인프레임을 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 장치{CAMERA DEVICE}

본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 피사체에 대한 영상을 생성하는 렌즈 어셈블리를 정밀하게 이동시키는 구조가 적용된 카메라 장치에 관한 것이다.

영상들의 상호 대응되는 경계 부분을 매칭시키는 방법 등을 통하여 복수 개 영상을 상호 머징(merging)시킴으로써 하나의 파노라마 영상을 생성하는 방법이 최근 이용되고 있다.

이와 같은 파노라마 영상 등을 생성하기 위해서는 기본적으로 파노라마 영상이 생성될 보다 확대되거나 확장된 영역의 영상이 촬영되어야 하는데 종래 파노라마 영상 생성 기능이 구현된 장치는 그 내부에 카메라 장치가 고정된 상태로 구현되므로 사용자가 보다 확대되거나 확장된 영역을 대상으로 영상을 생성하기 위해서 부득이 렌즈 어셈블리가 장착된 카메라 장치의 뷰(view) 방향을 사용자가 직접 이동시켜야 한다.

이러한 방법은 인적 의존적 방법이므로 렌즈 어셈블리를 동일 평면상의 이동 경로로 흔들림 없이 정확하게 회전시킬 수 없다는 본질적인 문제가 있음은 물론, 바람, 진동 등의 외부 요인이나 사용자 자신의 손 떨림과 같은 내적 요인에 쉽게 영향을 받아 확장된 영역의 영상을 정확하게 생성할 수 없고 나아가 사용자가 원하는 정확한 영역을 영상에 정밀하게 반영할 수 없다는 문제점도 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 복수 개의 렌즈를 시야각이 겹치지 않도록 하나의 장치에 배치하여 더 넓은 시야각 즉, 더 확장된 촬영 영역에 대한 영상이 동시적으로 촬영되도록 하는 방법이 최근 소개되고 있다.

그러나 이러한 방법은 물리적인 구조를 단순히 병렬적으로 확장하는 방법으로서 복수 개의 렌즈가 배치되는 더 넓은 공간이 확보되어야 하므로 장치를 소형화시킬 수 없다는 본질적인 문제가 있음은 물론, 상시적으로 사용되지 않는 경우 그 효용성이 극히 낮으며 제조 비용 또한, 상승한다는 또 다른 문제점이 발생하게 된다.

한편, 피사체에 대한 심도 영상(depth images) 생성, 파노라마 영상 생성, 피사체의 원근감 표현, 렌더링, 3D 영상, VR 켄텐츠 제작 등을 위해서는 피사체의 형상적 특징은 물론, 피사체 각 지점별 상대적 거리 정보가 필요하다.

피사체의 형상적 특징은 카메라가 촬영하는 일반적인 영상에 반영되나 피사체의 각 지점별 상대적 거리 정보는 이에 포함되지 않으므로 피사체의 거리 정보를 생성하기 위한 추가적인 방법이 필요하며, 이러한 방법으로는 적외선 센서를 이용하거나 키넥트(Kinect) 센서를 이용하는 방법 또는 TOF(Time Of Flight)기술을 적용한 방법 등이 주로 이용된다.

이중 상대적으로 정밀한 거리 정보를 생성할 수 있는 TOF 기술은 피사체에 조사된 빛의 특성과 피사체에 의하여 반사되어 회귀되는 빛의 특성 차이를 이용하여 피사체와의 거리를 계산하는 기술에 해당한다.

이러한 TOF 기술이 구현된 장치 또한, 앞서 기술된 일반 카메라 장치와 같이 확장된 영역의 영상을 생성하기 위해서 사용자가 직접 카메라 장치를 회전시켜야 하므로 앞서 기술된 문제점이 그대로 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 렌즈 어셈블리가 장치를 기준으로 정밀하게 이동하도록 구성하여 확장된 영역의 영상을 더욱 정확하게 생성하고 이를 이용하여 확장된 영역의 파노라마 영상을 더욱 신뢰도 높게 생성할 수 있는 카메라 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 장치는 광축을 따라 렌즈 어셈블리가 배치된 캐리어; 상기 캐리어가 실장되고 홈부레일이 구비된 메인프레임; 상기 메인프레임이 장착되고 상기 홈부레일에 대응되는 가이드레일이 형성된 하우징; 및 상기 메인프레임을 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.

실시형태에 따라서 본 발명은 상기 홈부레일과 상기 가이드레일 사이에 배치되는 볼을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 상기 홈부레일과 상기 가이드레일은 라운드진 형상을 가지고, 상기 메인프레임은 상기 홈부레일 또는 상기 가이드레일을 따라 회전 이동하도록 구성될 수 있고 이 경우, 본 발명의 상기 홈부레일은 적어도 2개가 서로 이격되어 나란히 형성되도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 홈부레일은 상기 메인프레임의 하부에 형성되고, 상기 가이드레일은 상기 홈부레일과 대면하도록 상기 하우징의 바닥부에 형성될 수 있다.

본 발명의 상기 구동부는 상기 메인프레임 또는 하우징 중 어느 하나에 배치되는 구동마그네트; 및 상기 메인프레임 또는 하우징 중 상기 구동마그네트가 배치되지 않는 다른 하나에 배치되어 상기 구동마그네트에 전자기력을 발생시키는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 구동마그네트는 상기 메인프레임의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 좌측 및 우측 위치에 각각 구비되도록 구성되는 것이 바람직하다.

더 바람직하게, 상기 구동마그네트는 상기 코일과 대면하는 면이 2극 이상으로 이루어지고 이 경우, 상기 구동마그네트의 위치를 인식하는 홀센서를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 메인프레임과 상기 하우징 사이에 인력을 발생시키는 인력부를 더 포함하도록 구성될 수 있으며, 본 발명의 상기 인력부는 상기 메인프레임 또는 하우징 중 어느 하나에 배치되는 인력마그네트; 및 상기 메인프레임 또는 하우징 중 상기 인력마그네트가 배치되지 않는 다른 하나에 배치되어 상기 인력마그네트에 인력을 발생시키는 요크를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 인력마그네트는 상기 메인프레임의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 위치에 각각 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 렌즈 어셈블리는 빛을 피사체에 조사하는 발광부; 상기 피사체에서 반사되는 빛을 감지하는 감지부; 및 상기 발광부에서 조사한 빛과 상기 감지부에서 감지된 빛을 이용하여 상기 피사체와의 거리 데이터를 생성하는 제어부를 포함하는 TOF모듈일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의할 때, 메인프레임의 회전 이동이 홈부레일 및 가이드레일이 제공하는 경로를 따라 광축을 기준으로 수직한 방향으로 정밀하게 구현되므로 확장된 영역의 파노라마 영상을 정밀하게 생성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의할 때, 상대적으로 적은 공간을 차지하는 마그네트와 코일을 이용하여 구동부를 구성함으로써 카메라 장치를 소형화시킬 수 있고, 렌즈 어셈블리를 이동시키는 구동력으로 전자기력을 이용함으로써 구동 시 발생되는 소음을 최소화시킬 수 있으며 응답 특성을 더욱 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의할 때, 카메라 장치 내부의 렌즈 어셈블리 자체가 자동적으로 이동 내지 회전 이동하므로 사용자 자신이 카메라 장치를 직접 이동 내지 회전 이동시켜야 하는 추가적인 동작이 전혀 요구되지 않는 효과를 제공할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 카메라 장치의 전체적인 모습을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 카메라 장치의 구성을 도시한 분해 결합도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 홈부레일과 가이드레일의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 TOF모듈의 상세 구성을 도시한 블록도,
도 5는 메인프레임이 회전 이동함에 따라 렌즈 어셈블리가 영상을 생성하는 범위가 확장되는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 카메라 장치(100)에 대한 내용을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 카메라 장치(100)의 전체적인 모습을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 카메라 장치(100)는 하우징(130), 메인프레임(110), 캐리어(120), 렌즈 어셈블리(121), 쉴드캔(5), 및 회로기판(10) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

우선, 본 발명의 하우징(130)은 카메라 장치(100)의 케이스로서 기능하며 후술되는 바와 같이 내부에 후술되는 본 발명의 구성들이 구비되는 공간을 제공한다.

하우징(130)의 내부에 구비되는 본 발명의 메인프레임(110)은 후술되는 본 발명의 캐리어(120)가 설치되는 공간을 제공한다.

본 발명의 캐리어(120)는 메인프레임(110)에 설치되므로 메인프레임(110)이 이동 또는 회전 이동하게 되면 메인프레임(110)과 함께 물리적으로 이동한다.

본 발명의 렌즈 어셈블리(121)는 광축을 따라 캐리어(121)에 장착되고 캐리어(120)는 메인 프레임(110)과 함께 이동하므로 본 발명의 렌즈 어셈블리(121)는 메인 프레임(110)의 이동 또는 회전 이동과 함께 이동 또는 회전 이동하게 된다.

본 발명의 설명에 있어 광축(optical axis)은 피사체의 빛이 렌즈에 입사되는 방향 즉, 렌즈의 수평면을 기준으로 수직된 방향의 축 방향을 의미하며, 통상 Z축으로 지칭된다. 렌즈 어셈블리(121)는 하나 이상의 렌즈, 렌즈 조립체 또는 광학계 등이 조합되어 이루어질 수 있으므로 렌즈 어셈블리(121)를 구성하는 렌즈 등의 구성품은 광축(Z축)을 따라 배치된다.

본 발명의 쉴드캔(5, Shield Can)은 다양한 형상, 재질 등으로 구현될 수 있는데, 본 발명의 카메라 장치(100)가 모바일 단말이나 다른 장치 등에 설치되는 경우 모바일 단말 등에 설치되는 다른 외부 소자, 모듈 등에 전자기력이 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 금속 재질 등으로 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 회로기판(10)는 유연성, 성형성 등을 향상시키기 위해 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)로 구현될 수 있으며, 본 발명의 카메라 장치(100) 내부에 설치되는 홀센서(131, 도 2)와 제어 신호 등을 인터페이싱(interfacing)하거나 홀센서(131, 도 2) 및 코일(143, 도 2) 등으로 전원을 공급하는 기능을 수행한다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 기능 등을 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 카메라 장치(100)의 구성을 상세히 도시한 분해 결합도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 홈부레일(111)과 가이드레일(133)의 구조를 상세히 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 장치(100)는 메인프레임(110), 캐리어(120), 하우징(130), 구동부(140) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 메인프레임(110)은 본 발명의 구동부(140)가 제공하는 구동력에 의하여 광축에 수직한 방향으로 이동 또는 회전이동하며, 이러한 메인프레임(110)의 이동은 후술되는 바와 같이 본 발명의 홈부레일(111) 또는 가이드레일(133)에 의해 가이딩된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 메인프레임(110)에 홈부레일(111)이 구비되며 이 홈부레일(111)과 대응되는 구조 또는 형상으로 이루어진 가이드레일(133)이 하우징(130)에 구비되므로 본 발명의 홈부레일(111)과 가이드레일(133)은 메인프레임(110)이 하우징(130)의 내부공간에서 이동하는 경로를 제공한다.

실시형태에 따라, 홈부레일(111)은 메인프레임(110)의 하부에 형성되고(도 2 기준) 가이드레일(133)은 메인프레임(110)의 하부에 형성된 홈부레일(111)과 대면하도록 하우징(130)의 바닥부에 형성될 수 있다.

이러한 실시형태는 하나의 예이며, 홈부레일(111)과 가이드레일(133)의 상호 대응되는 형상 내지 구조가 메인프레임(110)과 하우징(130) 각각에 구현된다면 통상의 기술자 수준에서 다양한 설계 변경 또는 위치 변경이 가능함은 물론이다.

렌즈 어셈블리(121)가 직선 경로로 이동하는 것보다 회전 경로 이동하는 경우 더 넓은 영역 영상을 생성할 수 있으므로 이를 위하여 본 발명의 홈부레일(111)은 라운드진 형상으로 형성되고 가이드레일(133)은 이와 대응되는 형상으로 형성되어 메인프레임(110) 즉, 메인프레임(110)에 구비된 렌즈 어셈블리(121)가 홈부레일(111) 또는 가이드레일(133)에 대응되는 경로를 따라 회전 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 메인프레임(110)의 회전이동이 안정적으로 가이딩되고 이로부터 더욱 정밀한 영상을 생성하기 위해 홈부레일(111)은 2개가 서로 이격되어 나란히 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명의 홈부레일(111)은 메인프레임(110)을 광축에 수직한 방향으로 회전 이동 즉, 피사체의 수평 방향(동일 평면상)을 기준으로 회전 이동시키기 위해 수평 길이 방향으로 연장된 라운드진 형상으로 형성될 수 있다.

더 나아가, 2개의 가이드레일(133) 중 하나는 그 단면이 V자 형상이 되도록 하고 다른 하나는 그 단면이 U자 등의 형상이 되도록 구성하면 후술되는 볼(115)과의 관계에서 메인프레임(110)을 더욱 흔들림 없이 이동시킬 수 있음은 물론, 메인프레임(110)의 이동을 더욱 유연하게 구현할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 홈부레일(111)과 가이드레일(133) 사이에는 복수 개의 볼(115)이 배치되는데, 이와 같은 볼(115)의 배치를 통하여 본 발명의 메인프레임(110)과 하우징(130)은 일정 간격이 이격된 상태를 유지할 수 있고 볼(115)에 의한 점접촉(point-contact)에 의하여 최소화된 마찰력으로 본 발명의 메인프레임(110)이 하우징(130)을 기준으로 회전 이동할 수 있다.

볼(115)의 외부 이탈을 방지하고, 장치 자체의 부피 또는 크기를 감소시키기 위하여 볼(115)은 도 3에 예시된 바와 같이 홈부레일(111) 또는 가이드레일(133)에 일정 부분이 수용되는 형태로 구비될 수 있다.

본 발명의 인력부(150)는 메인프레임(110)과 하우징(130)을 서로 밀착시키는 인력을 제공하는 구성으로서, 구체적으로 인력마그네트(151)와 요크(153)를 포함하여 구성될 수 있다.

인력마그네트(151)는 메인프레임(110) 또는 하우징(130) 중 어느 하나에 배치되고 요크(153)는 메인프레임(110) 또는 하우징(130) 중 인력마그네트(151)가 배치되지 않는 다른 하나에 배치될 수 있다.

요크(153)는 인력마그네트(151)에 인력을 발생시켜 메인프레임(110)을 하우징(130) 방향으로 당기게 되므로, 이 인력에 의하여 메인프레임(110)은 볼(115)과 지속적으로 점접촉하게 되고 또한, 메인프레임(110)이 외부로 이탈되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.

나아가, 동일한 인력을 이용하여 지속적인 점접촉과 외부 이탈 방지를 효과적으로 구현하기 위해 인력마그네트(151)를 메인프레임(110)의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 위치에 각각 배치하고, 이 인력마그네트(151)에 인력을 발생시키는 요크(153)는 하우징(130)의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 위치에 각각 배치하는 것이 바람직하다.

더 나아가, 본 발명의 메인프레임(110)과 하우징(130)에 더 강한 인력이 제공되도록 요크(153)는 인력마그네트(151)와 대면하는 방향에 배치되는 것이 바람직하다.

실시형태에 따라, 후술되는 구동마그네트(141)와 볼(115)을 기준으로 대칭되는 하우징(130)에 요크(153)를 배치하면 구동마그네트(141)가 인력마그네트(151)의 역할을 대체할 수도 있다.

즉, 볼(115)을 기준으로 구동마그네트(141)와 대칭되는 하우징(130)에 요크(153)를 배치하면 구동마그네트(141)와 요크(153) 사이에 인력이 발생하고 이 인력을 통하여 메인프레임(110)이 하우징(130) 방향으로 당겨지게 되므로 메인프레임(110)과 볼(115)이 지속적으로 점접촉하게 되고 메인프레임(110)이 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 구동부(140)는 메인프레임(110)을 이동 내지 회전 이동시키는 구동력을 제공하는 구성으로서, 실시형태에 따라서 상기 메인프레임(110)을 이동시킬 수 있다면 압전 소자, 모터 등 다양한 적용례가 가능하다.

이와 관련하여 소비전력, 저소음, 공간 활용, 반응 속도 등을 고려할 때, 본 발명의 상기 구동부(140)는 전자기력을 발생시키는 코일(143)과 구동마그네트(141)로 구현되는 것이 바람직하다.

코일(143)과 구동마그네트(141) 사이에 발생되는 전자기력은 상대적 힘의 관계를 형성하므로 실시형태에 따라, 본 발명의 구동마그네트(141)는 메인프레임(110) 또는 하우징(130) 중 어느 하나에 배치되고 본 발명의 코일(143)은 메인프레임(110) 또는 하우징(130) 중 구동마그네트(141)가 배치되지 않는 다른 하나에 구동마그네트(141)와 대면되게 배치될 수 있다.

구동 관계 등을 더욱 간단히 구현한다는 측면에서 전기적 배선 등이 필요 없는 구동마그네트(141)를 이동하는 객체인 메인프레임(110)에 설치하고 코일(143)은 하우징(130)에 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

외부 전원이 코일(143)에 인가되면 코일(143)에 자기장 내지 전자기력이 발생되고 발생된 자기장 등이 구동마그네트(141)에 전달됨으로써 메인프레임(110)이 이동 내지 회전 이동하게 된다.

실시형태에 따라, 구동마그네트(141)를 메인프레임(110) 또는 하우징(130) 중 어느 하나의 일측에만 배치하고 코일(143)을 메인프레임(110) 또는 하우징(130) 중 구동마그네트(141)가 배치되지 않는 다른 하나의 일측에 구동마그네트(141)와 대면되게 배치할 수 있다.

이와 같이, 메인프레임(110)과 하우징(130)의 일측에만 구동마그네트(141) 또는 코일(143)을 배치하더라도 본 발명의 구동부(140)는 구동마그네트(141)와 코일(143)에 의해 발생되는 전자기력을 이용하여 메인프레임(110)의 이동 또는 회전 이동에 필요한 구동력을 제공할 수 있다.

이와 관련하여, 메인프레임(110)의 이동 또는 회전 이동을 더욱 균형적으로 구현하기 위하여 구동마그네트(141)를 메인프레임(110)의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 좌측 및 우측 위치에 각각 구비하고 코일(143)을 구동마그네트(141)와 대면하는 하우징(130)에 각각 구비하여 대칭되는 양측에서 균형적인 구동력이 메인프레임(110)에 제공되도록 구성하는 것이 바람직하다.

나아가, 구동마그네트(141)와 코일(143)의 상호 배치를 통해 생성되는 구동력을 더욱 정밀하고 효과적으로 구현하기 위해 본 발명의 카메라 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 구동마그네트(141)의 위치를 인식하는 홀센서(131)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 홀센서(131)는 홀효과(hall effect)를 이용하여 구동마그네트(141)가 구비된 메인프레임(110)의 위치를 감지하는 구성으로서 이 홀센서(131)가 구동마그네트(141)의 위치를 감지하면 구동드라이버(미도시)는 구동마그네트(141)의 위치에 대응되는 적절한 크기와 방향의 전원이 코일(143)에 인가되도록 피드백 제어한다. 실시형태에 따라서 구동드라이버와 홀센서(131)는 하나의 칩 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.

이러한 방법을 통하여 메인프레임(110)의 정확한 위치와 그에 따른 전원 인가를 상호 피드백 제어함으로써 메인프레임(110) 즉, 렌즈 어셈블리(121)의 이동이 더욱 정밀하게 구현될 수 있다.

실시형태에 따라, 코일(143)과 대면하는 즉, 홀센서(131)에 노출되는 구동마그네트(141)의 면이 2극 이상으로 이루어지게 구성하고 홀센서(131)는 2극 이상 즉, 다극 착자로 이루어진 구동마그네트(141)의 위치를 감지하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 설명에서 다극 착자 마그네트란 N극과 S극 모두가 홀센서(131)에 노출되도록 배치되는 마그네트를 의미하며, 실시형태에 따라 2개 이상의 N극, 2개 이상의 S극 모두가 홀센서(131)에 노출되도록 배치되는 마그네트를 포함한다.

이와 같이 홀센서(131)가 다극 착자된 마그네트의 자기력 변화를 감지하는 경우 홀센서(131)는 자기력의 크기는 물론 자기력의 방향성 즉, 양의 자기력과 음의 자기력을 동시에 감지할 수 있게 된다.

따라서 이 경우 홀센서(131)가 감지하는 자기력 구간이 단극 착자된 마그네트의 자기력 변화를 감지하는 경우보다 더 확대됨은 물론, 그 방향성 또한, 활용할 수 있으므로 메인프레임(110)의 이동을 더욱 정밀하게 구현할 수 있다.

본 발명의 자력요크(20)는 코일(143)에서 발생된 자기장 내지 전자기력이 외부로 누출되지 않고 구동마그네트(141)에 집중될 수 있도록 금속 재질로 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 렌즈 어셈블리(121)는 실시형태에 따라 캐리어(120)에 장착되어 피사체(도 4의 P)의 거리 데이터를 생성하는 TOF모듈(121)일 수 있다.

도 4는 본 발명의 TOF모듈(121)의 상세 구성을 도시한 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, TOF모듈(121)은 발광부(123), 감지부(125), 제어부(127)를 포함하여 구성될 수 있다.

발광부(123)는 빛을 피사체(P)에 조사하고, 감지부(125)는 피사체(P)에 조사된 빛이 피사체(P)에 의하여 다시 반사되면 이 반사되는 빛을 감지하는 기능을 수행한다.

이와 같이 빛이 조사되고 다시 반사되면 본 발명의 제어부(127)는 발광부(123)에서 조사한 빛과 감지부(125)에서 감지된 빛을 이용하여 피사체(P)와의 거리 데이터를 생성한다. 실시형태에 따라서 생성된 거리 데이터를 이용하여 심도 영상(D)을 생성하거나 생성된 심도 영상(D)을 이용하여 파노라마 심도 영상을 생성할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 구성을 이용하여 심도 영상(D)을 생성하는 대표적인 방법으로는 발광부(123)에서 빛을 조사한 시점과 감지부(125)에서 빛을 감지한 시점 사이의 시간 차이를 측정하여 피사체(P)와의 거리 데이터를 생성하고 생성된 거리 데이터를 이용하여 심도 영상(D) 등을 생성하는 방법이 있다.

이와 같은 방법 이외에 빛의 주기를 이용하여 거리 데이터를 생성하는 방법에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

빛의 주기를 이용하는 방법에서는 발광부(123)에서 LED를 일정한 주기로 점멸시키면서 피사체(P)에 빛을 조사한다. 이 경우, 감지부(125)는 각각의 셀(cell)이 In Phase Receptor(A)와 Out Phase Receptor(B)의 쌍으로 이루어진 이미지 센서로 구성되며 이 중, A는 LED의 점멸 주기와 동기화되어 LED를 점등시키는 구간에서 활성화되고 B는 LED의 점멸 주기와 동기화되어 LED를 소등시키는 구간에서 활성화된다.

이와 같이, A와 B를 시간차를 두고 서로 다르게 활성화시키면 피사체(P)와의 거리에 따라 피사체(P)에서 반사되어 수신부에 감지되는 빛의 양에 차이가 발생하게 되고, 이 차이 즉, A에 수신된 빛의 양과 B에 수신된 빛의 양의 차이를 비교하여 제어부(127)에서 피사체(P)와의 거리 데이터를 생성하고 생성된 거리 데이터를 이용하여 심도 영상데이터(D) 등을 생성하게 된다.

이상에서는 빛이 반사되어 되돌아오는데 소요되는 시간을 이용하여 피사체(P)와의 거리 데이터를 생성하는 방법과 빛의 주기를 이용하여 거리 데이터를 생성하는 방법에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이 두 가지 방법에 국한되는 것은 아니며 빛의 특성을 이용하여 피사체(P)와의 거리 데이터를 생성하는 방법은 모두 본 발명에 포함된다고 봄이 바람직하다.

도 5는 메인프레임(110)이 회전 이동함에 따라 렌즈 어셈블리(121)가 영상을 생성하는 범위가 확장되는 과정을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 홈부레일(111) 또는 가이드레일(133)은 메인프레임(110)의 회전 이동을 가이딩하는 구조를 가지며, 구동부(140)에서 구동력이 발생되면 발생된 구동력에 의하여 메인프레임(110)은 상기 홈부레일(111) 또는 가이드레일(133)을 따라 회전 이동하게 된다.

도 5의 (b)는 메인프레임(110)의 회전 이동이 이루어지지 않은 기준 위치의 카메라 장치(100)를 도시한 도면이며 이 위치에서 렌즈 어셈블리(121)의 영상 생성 범위는 S이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 메인프레임(110)이 구동력에 의하여 반시계 방향으로 회전 이동하게 되면 캐리어(120)에 장착된 렌즈 어셈블리(121)도 반시계 방향으로 최대 θ만큼 회전 이동하게 된다.

그 결과, 렌즈 어셈블리(121)의 영상 생성 범위가 X축 기준으로 좌측으로 최대 S1만큼 확장된다.

대응되는 관점에서, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 메인프레임(110)이 구동력에 의하여 시계 방향으로 회전 이동하게 되면 캐리어(120)에 장착된 렌즈 어셈블리(121)도 시계 방향으로 최대 θ만큼 회전 이동하게 되므로 렌즈 어셈블리(121)의 영상 생성 범위가 X축 기준으로 우측으로 최대 S2만큼 확장된다.

이와 같이, 메인프레임(110) 즉, 렌즈 어셈블리(121)가 구동력에 의하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 이동함으로써 렌즈 어셈블리(121)의 영상 생성 범위가 최대 V로 확장된다.

또한, 실시형태에 따라 렌즈 어셈블리(121)가 TOF모듈(121)인 경우 메인프레임(110)의 회전 이동에 의해 TOF모듈(121)의 거리 데이터 생성 범위가 최대 V로 확장된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 카메라 장치(100)는 메인프레임(110)의 회전 이동이 곡률을 가지는 홈부레일(111)과 가이드레일(133)에 의하여 가이딩되도록 구성하여 구동 제어를 더욱 정밀하게 구현할 수 있으며, 메인프레임(110)을 회전 이동시킴으로써 확장된 범위의 영상 또는 거리데이터를 정확하게 생성할 수 있고 확장된 범위의 영상을 이용하여 파노라마 영상을 정밀하게 생성할 수 있으며, 실시형태에 따라서는 확장된 영역의 거리 데이터를 이용하여 확장된 영역의 심도 영상(D) 또는 파노라마 심도 영상 등을 정밀하게 생성할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.

100 : 카메라 장치
110 : 메인프레임 111 : 홈부레일
115 : 볼 120 : 캐리어
121 : 렌즈 어셈블리, TOF모듈 123 : 발광부
125 : 감지부 127 : 제어부
131 : 홀센서 140 : 구동부
141 : 구동마그네트 142 : 코일
150 : 인력부 151 : 인력마그네트
153 : 요크

Claims

렌즈 어셈블리가 배치된 캐리어;
상기 캐리어가 실장되고 홈부레일이 구비된 메인프레임;
상기 메인프레임이 장착되고 상기 홈부레일에 대응되는 가이드레일이 형성된 하우징; 및
상기 메인프레임을 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서,
상기 홈부레일과 상기 가이드레일 사이에 배치되는 볼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서, 상기 홈부레일과 상기 가이드레일은,
라운드진 형상을 가지고,
상기 메인프레임은 상기 홈부레일 또는 상기 가이드레일을 따라 회전 이동하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서, 상기 홈부레일은,
적어도 2개가 서로 이격되어 나란히 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서, 상기 홈부레일은,
상기 메인프레임의 하부에 형성되고,
상기 가이드레일은 상기 홈부레일과 대면하도록 상기 하우징의 바닥부에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 메인프레임 또는 하우징 중 어느 하나에 배치되는 구동마그네트; 및
상기 메인프레임 또는 하우징 중 상기 구동마그네트가 배치되지 않는 다른 하나에 배치되어 상기 구동마그네트에 전자기력을 발생시키는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 6항에 있어서, 상기 구동마그네트는,
상기 메인프레임의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 좌측 및 우측 위치에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 6항에 있어서, 상기 구동마그네트는,
상기 코일과 대면하는 면이 2극 이상으로 이루어지고,
상기 구동마그네트의 위치를 인식하는 홀센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서,
상기 메인프레임과 상기 하우징 사이에 인력을 발생시키는 인력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 9항에 있어서, 상기 인력부는,
상기 메인프레임 또는 하우징 중 어느 하나에 배치되는 인력마그네트; 및
상기 메인프레임 또는 하우징 중 상기 인력마그네트가 배치되지 않는 다른 하나에 배치되어 상기 인력마그네트에 인력을 발생시키는 요크를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 9항에 있어서, 상기 인력마그네트는,
상기 메인프레임의 가운데 부분을 기준으로 대칭되는 위치에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
제 1항에 있어서, 상기 렌즈 어셈블리는,
빛을 피사체에 조사하는 발광부;
상기 피사체에서 반사되는 빛을 감지하는 감지부; 및
상기 발광부에서 조사한 빛과 상기 감지부에서 감지된 빛을 이용하여 상기 피사체와의 거리 데이터를 생성하는 제어부를 포함하는 TOF모듈인 것을 특징으로 하는 카메라 장치.