KR20180131224A

KR20180131224A - 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR20180131224A
Application number: KR1020170067935A
Authority: KR
Inventors: 여재진; 진중호; 김승필
Original assignee: 주식회사 동운아나텍
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-10
Also published as: JP6873322B2; US20200195849A1; KR101973095B1; CN110692012A; CN110692012B; JP2020522029A; US11330181B2; WO2018221874A1

Abstract

본 발명은 카메라 손떨림 보정을 위해 필요한 데이터를 전송하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법에 관한 것으로, 액츄에이터의 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈로 전송해야 하는 첫 번째 전송구간에서는 상기 액츄에이터 이동감지 소자들 각각이 홀 센서를 통해 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터를 수정 없이 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송하는 제1단계와, 상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서 상기 액츄에이터 이동감지 소자 각각은 각 축에 대해 이전에 전송한 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터로 설정하여 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송하는 제2단계:를 포함함을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈에서의 데이터 전송방법{METHOD FOR TRANSMITTING DATA IN A CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 카메라 손떨림 보정을 위해 필요한 데이터를 전송하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법에 관한 것이다.

카메라 모듈을 장착한 휴대용 장치는 유동성 및 휴대성이 증가됨에 따라서 미세한 진동이나 인체에서 발생된 손떨림 등에 의해 영상이 흐트러지는 현상이 나타난다. 이에 선명한 영상을 얻기 위한 방안으로 손떨림 보정 장치(혹은 기술)가 탑재된 카메라 모듈이 일반화되어 있다. 손떨림 보정 장치(기술)는 DIS 방식, EIS 방식 및 OIS 방식으로 구별되는데, 성능면에서 OIS(Optical Image Stabilization:광학식 영상 보정) 방식이 폭 넓게 사용되고 있다.

OIS 방식을 이용한 손떨림 보정 장치에서는 기본적으로 액츄에이터(혹은 좁은 의미로 캐리어) 이동거리를 피드백 받기 위해 홀 센서를 이용한다. 즉, X, Y축 상의 홀 센서들과, 홀 센서들로부터 출력되는 신호들을 전처리하기 위한 전처리부(Analog Front End:AFE) 및 손떨림 보정부(OIS 컨트롤러)가 손떨림 보정 장치를 구성한다고 볼 수 있으며, 상기 전처리부(AFE)와 손떨림 보정부(OIS 컨트롤러)는 하나의 IC(OIS 컨트롤러 IC라 명명되기도 함) 칩 내에 포함된다. 이와 같이 전처리부(AFE)와 손떨림 보정부(OIS 컨트롤러)가 하나의 IC 칩 내에 포함될 경우 도 1에 도시한 바와 같이 홀 센서들(10,20)과 OIS 컨트롤러 IC(30)를 연결하기 위해서는 7개(VHX, XH+, XH-, VHY, YH+, YH-, 공용 GND)의 핀이 필요하며, 도 2에 도시한 바와 같이 카메라 모듈의 액츄에이터를 구동하기 위한 드라이버 연결핀(P1-P4)은 4개가 필요하므로 총 11개의 핀과 이들을 연결하기 위한 배선이 FPCB에 형성되어야 한다. 참고적으로 도 2에서 A와 B는 각각 X축과 Y축 상의 홀 센서를 나타낸 것이다.

만약 카메라 모듈을 제어하기 위한 축(axis)이 증가한다면 그에 따라 홀 센서의 개수가 증가하며, 증가된 홀 센서와 주변 회로를 연결하기 위한 핀의 개수 또한 증가하게 되는데, 카메라 모듈을 제어하기 위해 필요한 홀 센서들의 출력핀과 카메라 모듈의 액츄에이터를 구동하기 위한 드라이버 연결핀을 최소화하는 것이 카메라 모듈과 OIS 컨트롤러 IC를 연결해 주는 FPCB의 설계 및 제작 편의성을 제공함은 물론 제작 비용을 낮추는데 기여할 것이다. 따라서 카메라 모듈과 OIS 컨트롤러 IC를 연결해 주는 물리적인 핀의 수를 최소화하는 새로운 방안이 절실히 요구되는 바이다.

한편 손떨림 보정 성능과 오토 포커싱 성능은 카메라 모듈 내부 온도에 영향을 받는다. 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축과 y축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하는 홀센서는 온도 변화에 따라서 게인(gain), 즉 민감도가 변화되어 홀센서 출력전압의 크기 역시 변화된다. 또한 액츄에이터의 이동거리를 홀센서로 감지하기 위해 자석이 이용되는데, 카메라 모듈 내부의 온도가 변화하면 자석 성능 역시 변화되기에 결과적으로 시스템 루프 게인이 달라져 OIS 성능이 저하된다. 아울러 액츄에이터 광축의 경우에도 온도 변화에 따라 렌즈가 영향을 받기 때문에 오토 포커싱이 제대로 되지 않는 문제가 발생한다.

이러한 제약을 극복함은 물론, 카메라 모듈과 OIS 컨트롤러 IC를 연결해 주는 물리적인 핀의 수를 최소화하기 위한 방안으로 투-와이어 인터페이스 방식을 채용할 수 있는데, 이러한 경우 추가 전송해야 할 정보(예를 들면 카메라 모듈 내의 온도정보)가 증가하게 되면 투-와이어 인터페이스 방식의 데이터 전송속도 제한으로 인해 추가되는 정보를 온전히 전송하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이에 투-와이어 인터페이스 방식의 데이터 전송규격을 만족시키면서 카메라 모듈과 OIS 컨트롤러 모듈 간에 전송해야 할 정보 손실 없이 정상적으로 데이터를 전송할 수 있는 새로운 방안이 필요하다.

대한민국 공개특허공보 10-2014-0036696호 대한민국 공개특허공보 10-2016-0095911호

이에 본 발명의 목적은 카메라 모듈과 손떨림 보정(OIS)용 컨트롤러 모듈 간에 데이터 전송을 위한 물리적인 연결핀의 수를 최소화하되, 전송해야할 정보의 손실 없이 데이터를 전송할 수 있는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 카메라 모듈과 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈 간에 데이터 전송을 위한 물리적인 연결핀의 수를 최소화하되, 카메라 모듈 내에서 감지 가능한 액츄에이터의 위치 및 카메라 모듈 내의 온도를 손실 없이 전송할 수 있는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법을 제공함에 있고,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 투-와이어 인터페이스 방식의 전송규격을 따르면서도 추가적인 통신속도의 증가 없이 새로이 추가되는 정보 혹은 데이터를 정상적으로 송수신할 수 있는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송방법은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향 혹은 상기 광축 방향과 수직을 이루는 x축 혹은 y축 방향 중 어느 하나의 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하는 홀 센서를 포함하는 액츄에이터 이동감지 소자 복수 개와 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈이 투-와이어 인터페이스 방식으로 데이터를 전송하는 방법으로서,

액츄에이터의 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈로 전송해야 하는 첫 번째 전송구간에서는 상기 액츄에이터 이동감지 소자들 각각이 홀 센서를 통해 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터를 수정 없이 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송하는 제1단계와,

상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서 상기 액츄에이터 이동감지 소자 각각은 각 축에 대해 이전에 전송한 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터로 설정하여 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송하는 제2단계를 포함함을 특징으로 하며,

더 나아가 상기 카메라 모듈 내에 온도감지소자가 포함될 경우 상기 제1단계에서는 상기 온도감지소자를 통해 감지된 온도감지 데이터를 수정 없이 각 축방향 이동거리 감지 데이터에 뒤이어 전송하고, 상기 제2단계에서는 이전에 전송된 온도감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터에 뒤이어 전송함을 또 다른 특징으로 한다.

상술한 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법에 있어서, 상기 액츄에이터의 각 축방향은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로서, x축 및 y축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터 각각이 상기 제1단계와 제2단계에서 순차적으로 전송될 수 있으며,

상기 액츄에이터의 각 축방향은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 상기 광축 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로서, x축, y축 및 z축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터 각각이 상기 제1단계와 제2단계에서 순차적으로 전송될 수도 있고,

상기 액츄에이터의 각 축방향은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 상기 광축 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로서, x축, z축 및 y축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터 각각이 상기 제1단계와 제2단계에서 순차적으로 전송될 수도 있다.

또한 상술한 각각의 데이터 전송방법에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터 이동감지 소자의 슬레이브 어드레스는 동일 어드레스를 가짐을 특징으로 하며,

상술한 데이터 전송방법의 상기 제2단계에서 상기 축방향 이동거리 감지 데이터의 증감분이 설정 임계치를 초과할 경우 상기 설정 임계치를 반복 전송하거나 증감분이 아닌 감지된 축방향 이동거리 감지 데이터를 반복 전송한 후 이전에 전송된 온도감지 데이터와의 증감분을 뒤이어 전송함을 또 다른 특징으로 한다.

상술한 기술적 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송방법은 전송해야 하는 전체 정보(예를 들면 축방향 이동거리 감지 데이터와 온도감지 데이터)를 초기(첫 번째 전송구간)에 전송한 후, 이후부터는 이전 정보와 현재 정보를 비교후 변화된 증감분만을 전송하는 방식으로 전송하기 때문에, 전송해야 하는 정보가 늘어나면 전송속도가 빨라지거나 전송시간이 늘어나야 하는 요구로부터 자유로울 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명의 데이터 전송방법은 데이터 전송 주체간 물리적인 연결을 최소화하는 투-와이어 인터페이스 방식의 전송규격을 따르면서도 추가적인 통신속도의 증가 없이 새로이 추가되는 정보 혹은 데이터를 정상적으로 송수신할 수 있는 이점을 제공하는 유용한 발명이다.

도 1은 일반적인 손떨림 보정 장치의 개략적인 블럭 구성도.
도 2는 일반적인 카메라 모듈측 회로 결선 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(CM)을 구성하는 액츄에이터 이동감지 소자들과 손떨림 보정용 컨트롤 모듈에 해당하는 OIS 컨트롤러 IC(300) 간의 연결 상태 예시도.
도 4는 복수의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)와 액츄에이터 구동코일(MX, MY)이 포함된 카메라 모듈(CM)의 핀 연결상태 예시도.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시한 액츄에이터 이동감지 소자의 개략적인 블럭 구성 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 위해 데이터를 압축하는 과정을 설명하기 위한 예시도.
도 8 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송방법을 설명하기 위한 데이터 전송흐름 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 참고적으로 하기 설명 및 도면에서 사용되는 용어중 Position XH(YH, ZH)는 액츄에이터 이동감지 소자들에서 OIS 컨트롤러 IC 측으로 전송되는 첫 번째 전송구간의 축방향 이동거리 감지 데이터이며, Position X(Y,Z)는 상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서 전송되는 각 축방향 이동거리 감지 데이터로서, 액츄에이터 이동감지 소자 각각이 각 축에 대해 이전에 전송한 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분을 나타내는 것으로 정의하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(CM)을 구성하는 액츄에이터 이동감지 소자들(100,200)과 손떨림 보정용 컨트롤 모듈에 해당하는 OIS 컨트롤러 IC(300) 간의 연결 상태를 예시한 것이다.

우선 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(CM)은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터와 액츄에이터를 구동시키기 위한 액츄에이터 구동코일(MX,MY)이 포함되는 것 외에, 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로 각각 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하여 투-와이어(two-wire) 인터페이스(SCL, SDA) 방식으로 OIS(Optical Image Stabilization) 컨트롤러 IC(300)로 전달하기 위한 복수의 액츄에이터 이동감지 소자들(100,200)을 포함한다. 물론 실시예에 따라서는 액츄에이터의 광축 방향으로 이동한 액츄에이터의 이동거리를 감지하기 위한 z축 방향의 액츄에이터 이동감지 소자(도시하지 않았음)를 더 포함할 수도 있다.

OIS 컨트롤러 IC(300)는 투-와이어 인터페이스 방식으로 상기 복수의 액츄에이터 이동감지 소자들(100,200)로부터 액츄에이터가 이동한 거리를 피드백 받아 손떨림을 보정한다. 이러한 OIS 컨트롤러 IC(300)는 액츄에이터를 구동시키기 위한 액츄에이터 구동 제어 데이터를 생성하여 투-와이어 인터페이스 방식으로 카메라 모듈(CM) 측으로 전송할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 복수의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200) 각각의 시리얼 데이터핀(SDA)과 시리얼 클럭핀(SCL)은 공유되어 OIS 컨트롤러 IC(300)의 시리얼 데이터 및 시리얼 클럭핀과 연결되며, 상기 복수의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200) 각각의 전원핀(VDD)과 접지핀(GND)은 공유되거나 전원핀(VDD)과 접지핀(GND) 중 하나만이 공유될 수 있다.

이와 같이 카메라 모듈을 구성하는 복수의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)와 OIS 컨트롤러 IC(300)가 투-와이어 인터페이스 방식으로 데이터를 송수신하게 되면 카메라 모듈(CM)과 OIS 컨트롤러 IC(300)를 연결해 주는 물리적인 핀 및 배선의 수가 최소화됨으로써 유연성 회로기판(FPCB)의 설계 및 제작이 편리한 장점을 얻을 수 있게 된다.

이를 도 4를 참조하여 부연 설명하면, 도 4는 복수의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)와 액츄에이터 구동코일(MX, MY)이 포함된 카메라 모듈(CM)의 핀 연결상태를 예시한 것이다.

도 4를 참조해 보면 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈용 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)가 적용된 카메라 모듈에는 x축과 y축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 각각 감지하기 위한 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)가 포함되며, 액츄에이터를 구동시키기 위한 액츄에이터 구동코일(MX,MY)이 포함된다.

이에 액츄에이터 구동코일(MX, MY)을 구동시키기 위해 필요한 핀 4개(MX+, MX-, MY+, MY-)와, OIS 컨트롤러 IC(300)와 데이터 인터페이스하기 위한 투-와이어 인터페이스 핀(SCL, SDA) 2개, 그리고 공용 가능한 전원 공급핀(VDD) 1개와 접지핀(GND) 1개, 총 8개의 핀이 필요하다. 이를 종전 방식의 카메라 모듈과 OIS 컨트롤러 IC를 연결해 주는 핀 수와 대비해 보면 3개의 핀수를 절약할 수 있기 때문에, 결과적으로 카메라 모듈 제작시 핀 개수를 줄일 수 있어 FPCB의 설계 및 제작의 편리성을 제공할 수 있게 되는 것이다.

이하 도 5 및 도 6을 참조하여 카메라 모듈내에 수용 가능한 카메라 모듈용 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)에 대해 부연 설명하기로 한다.

디지털 센서로 구현 가능한 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈용 액츄에이터 이동감지 소자(100,200) 각각은 도 5에 도시한 바와 같이,

렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 혹은 y축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하기 위한 홀 센서(102)와,

상기 홀 센서(102)로부터 출력되는 액츄에이터 이동거리 감지신호를 증폭(104)하고 노이즈 제거(R,C 필터)한후 디지털 형태의 액츄에이터 이동거리 감지데이터로 변환(ADC, ADC I/F)하기 위한 제1신호 전처리부와,

상기 액츄에이터 이동거리 감지데이터를 OIS 컨트롤러측(300)으로 전달하되, 투-와이어(two-wire) 인터페이스 방식으로 전달하기 위한 인터페이스부(I2C I/F, 114)를 포함함을 특징으로 한다.

상기 홀 센서(102)와, 상기 제1신호 전처리부 및 상기 인터페이스부(114)는 디지털 원칩 IC로 패키지화될 수 있다.

더 나아가 상술한 구성의 카메라 모듈용 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)는 카메라 모듈 내의 액츄에이터 온도를 감지하기 위해서, 액츄에이터 주변 온도를 감지하기 위한 온도감지센서(116)와,

상기 온도감지센서(116)로부터 출력되는 온도감지신호를 증폭(118)하고 노이즈 제거(R,C필터)하는 제2신호 전처리부와,

노이즈 제거된 상기 액츄에이터 이동거리 감지신호와 노이즈 제거된 상기 온도감지신호 중 하나를 제어주기에 맞춰 상기 제1신호 전처리부의 디지털 변환수단(ADC)으로 선택 출력하는 멀티플렉서(108)를 더 포함할 수도 있다.

이러한 경우 상기 홀 센서(102), 상기 제1신호 전처리부(104, R,C필터, 106), 상기 인터페이스부(114), 상기 온도감지센서(116), 상기 제2신호 전처리부(118,RC필터, 120), 상기 멀티플렉서(108) 및 디지털 변환수단(110,112)은 디지털 원칩 IC로 패키지화될 수 있다.

경우에 따라서는 상술한 2가지 실시예 각각의 구성에 도 6에 도시한 바와 같이 상기 인터페이스부(114)를 통해 OIS 컨트롤러측(300)으로부터 전달된 액츄에이터 구동 제어 데이터에 따른 액츄에이터 구동신호를 생성하여 액츄에이터로 출력하는 액츄에이터 구동부(123)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 인터페이스부(114)는 액츄에이터 구동부(123)와 인터페이싱을 위한 드라이버 인터페이스부(122)를 포함하는 것으로 가정한다. 액츄에이터 구동부(123) 역시 앞서 설명한 바와 같이 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)들을 구성하는 여러 구성요소와 함께 디지털 원칩 IC로 패키지화될 수 있다.

이하 상술한 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)의 동작을 부연 설명하면,

우선 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터가 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 혹은(및) y축 방향으로 이동하게 되면, 각각의 홀 센서(102)는 x축과 y축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하여 출력한다. 이어 액츄에이터 이동거리 감지신호는 증폭기(104)를 통해 증폭되고 RC 필터에서 노이즈 제거된 후 드라이버(106)를 통해 바이패스되어 멀티플렉서(108)로 인가된다.

한편, 카메라 모듈 내에 온도감지센서(116)가 내장되어 있는 경우라면, 온도감지센서(116)는 액츄에이터 주변 온도를 감지하여 출력하게 되고, 이러한 온도감지신호 역시 증폭기(118)에서 증폭된 후 RC 필터에 의해 노이즈 제거되고 드라이버(120)를 통해 바이패스되어 멀티플렉서(108)로 인가된다.

이에 멀티플렉서(108)에 인가된 서로 다른 채널의 액츄에이터 이동거리 감지신호와 온도감지신호는 제어주기에 맞춰 디지털 변환수단인 ADC(110)와 ADC I/F(112)를 통해 투-와이어 인터페이스 방식으로 데이터를 전달하는 인터페이스부(114)로 전달된다.

이에 인터페이스부(114)에서는 디지털 변환된 액츄에이터 이동거리 감지 데이터 혹은 온도감지데이터를 시리얼 클럭(SCL)에 맞춰 시리얼 데이터로 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전달하는데 하기에서와 같은 다양한 방법으로 전송할 수 있다.

우선 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송을 위해 데이터를 압축하는 과정을 설명하기 위한 예시 도면이며, 도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송방법을 설명하기 위한 데이터 전송 흐름을 예시한 것이다.

도 7을 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 투-와이어 인터페이스 규격을 따르되, 기존 통신속도를 유지하면서 데이터 손실 없이 데이터를 전송하기 위해 데이터 압축기술을 이용한다.

부연 설명하면, 액츄에이터의 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송해야 하는 첫 번째 전송구간에서는 액츄에이터 이동감지 소자들(100,200)을 통해 감지되는 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 수정 없이, 즉 도 7에 예시한 바와 같이 오리지널 데이터 '1024'를 그대로 전송한다.

그리고 상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서는 각 축에 대해 이전에 전송된 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지된 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분만을 해당 축방향 이동거리 감지 데이터로 설정하여 전송한다.

예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이 첫 번째 전송해야 하는 축방향 이동거리 감지 데이터가 '1024'이고, 두 번째 전송해야 하는 축방향 이동거리 감지 데이터가 '1026'이라면, 첫 번째 전송구간에서는 오리지널 데이터 '1024'를 그대로 전송(전송 데이터로 표기하였음)하고, 두 번째 전송구간에서는 증감분 '2'만을 전송하고, 세 번째 전송구간에서는 증감분 '5'만을 전송하는 방식으로 전송하면, 상대적으로 전송해야 하는 데이터의 양을 줄일 수 있어 투-와이어 인터페이스 규격을 만족하면서 액츄에이터의 위치정보인 축방향 이동거리 감지 데이터를 정상적으로 전송할 수 있음은 물론, 카메라 모듈(CM)내의 온도감지 데이터와 같이 새롭게 추가되는 정보도 함께 전송할 수 있다.

이하 도 7에서와 같이 압축한 데이터를 전송하는 방법을 도 8 내지 도 15를 참조하여 부연 설명하기로 한다.

우선 액츄에이터의 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송해야 하는 첫 번째 전송구간에서 액츄에이터 이동감지 소자들(100,200) 각각은 홀 센서를 통해 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터를 수정 없이 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송한다.

보다 구체적으로, 도 8에 도시한 바와 같이 마스터 컨트롤러에 해당하는 OIS 컨트롤러 IC(300)가 통신개시신호(S:Start)와 동일한 슬레이브 어드레스를 복수의 액츄에이터 이동감지 소자들로 송신하면, 상기 통신개시신호를 수신한 각각의 액츄에이터 이동감지 소자들(예를 들어 x축, y축, z축에 각각 할당된)은 통신개시신호 수신후 클럭 타이밍 카운트를 통해서 혹은 투-와이어 인터페이스 방식에 따라 OIS 컨트롤러 IC(300)로부터 전송되는 승인신호(A:Acknowledge)를 카운트하여 미리 지정된 시간에 도달(즉, 지정시간 지연후)하면 자신이 홀 센서를 통해 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터를 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송한다.

이에 도 8에 도시한 바와 같이 x축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position XH Data, Position XL Data)가 액츄에이터 이동감지 소자(100)로부터 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송되고, 그에 뒤이어 액츄에이터 이동감지 소자(200)로부터 송신되는 y축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position YH Data, Position YL Data)가 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송되며, 뒤이어 z축 방향에 대한 액츄에이터의 이동을 감지하는 액츄에이터 이동감지 소자(도시하지 않았음)로부터 송신되는 z축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position ZH Data, Position ZL Data)가 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송된다.

만약 카메라 모듈에 온도감지센서가 포함되는 경우라면 도 9에 도시한 바와 같이 온도감지센서를 통해 감지된 온도감지 데이터(Temperature X(Y,Z) Data)를 수정 없이 각 축방향 이동거리 감지 데이터(예를 들면, Position XH Data, Position XL Data)에 뒤이어 전송하면 된다.

이하 상기 첫 번째 전송구간에 뒤이은 두 번째 이후의 전송구간에서 데이터가 전송되는 경우를 설명하기로 한다.

우선 상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서는 상기 액츄에이터 이동감지 소자 각각이 각 축에 대해 이전에 전송한 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터로 설정하여 각각 지정시간(첫 번째 전송구간에서 언급한 지정시간 보다는 작은 값을 가지는 것이 바람직함) 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송한다.

예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)만을 구비한 경우라면, 도 10에 도시한 바와 같이 액츄에이터 이동감지 소자(100)의 인터페이스부(114)는 통신개시신호(S) 수신후 클럭 타이밍을 카운팅하여 지정된 시간에 x축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X Data:증감분에 해당함)를 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송하고, 액츄에이터 이동감지 소자(200) 역시 상기 통신개시신호(S) 수신후 클럭 타이밍을 카운팅하여 지정된 시간, 즉 x축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X Data)에 뒤이어 y축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position Y Data:증감분에 해당함)가 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송되도록 한다.

만약 카메라 모듈에 온도감지센서가 포함된 경우라면 도 10에 도시바와 같이 각 축방향에 대해 증감분에 해당하는 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X(Y,Z) Data) 후위에 온도감지 데이터(Temp X(Y, Z) DATA)를 전송할 수 있다.

또한 광축(z축) 방향에 대한 이동거리를 감지하기 위한 액츄에이터 이동감지소자가 더 포함된 경우라면 도 10에서 설명한 것과 동일한 방법으로 각각의 액츄에이터 이동감지 소자는 증감분에 해당하는 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X, Y, Z Data)를 도 11에 도시한 것처럼 자신에게 지정된 시간에 맞춰 전송할 수 있으며, 온도감지센서가 포함된 경우라면 축방향 이동거리 감지 데이터 후위에 온도감지 데이터를 함께 전송할 수 있다.

이하 본 발명의 변형 가능한 또 다른 실시예를 부연 설명하면,

액츄에이터의 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송해야 하는 첫 번째 전송구간에서 액츄에이터 이동감지 소자들(100,200) 각각은 홀 센서를 통해 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터를 수정 없이 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송한다.

그리고 상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서는 상기 액츄에이터 이동감지 소자 각각이 각 축에 대해 이전에 전송한 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터로 설정하여 각각 지정시간 지연 후 도 12에 도시한 바와 같이 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송한다. 다만 이러한 실시예에서 상기 지정시간은 도 12 및 도 13에 도시한 것처럼 클럭 스트레칭 구간을 포함하는 시간이다.

구체적으로, 도 12에 도시한 바와 같이 액츄에이터 이동감지 소자(100)의 인터페이스부(114)는 통신개시신호(S) 수신후 클럭 타이밍을 카운팅하여 지정된 시간에 x축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X Data:증감분에 해당함)를 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송하고, 또 하나의 액츄에이터 이동감지 소자(200)는 상기 통신개시신호(S) 수신후 클럭 타이밍을 카운팅하여 x축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X Data)가 전송 완료된 후 2클럭 스트레칭 구간에 뒤이어 y축 방향에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(Position Y Data:증감분에 해당함)가 OIS 컨트롤러 IC(300)로 전송되도록 한다. 만약 카메라 모듈에 온도감지센서가 포함된 경우라면 각각의 축방향 이동거리 감지 데이터 후위에 온도감지 데이터(Temp X Data 혹은 Temp Y Data)를 전송할 수도 있다.

또한 광축(z축) 방향에 대한 이동거리를 감지하기 위한 액츄에이터 이동감지소자가 더 포함된 경우라면 도 12에서 설명한 것과 동일한 방법으로 각각의 액츄에이터 이동감지 소자는 증감분에 해당하는 축방향 이동거리 감지 데이터(Position X, Y, Z Data)를 도 13에 도시한 것처럼 자신에게 지정된 시간에 맞춰 전송할 수 있으며, 온도감지센서가 포함된 경우라면 축방향 이동거리 감지 데이터 후위에 온도감지 데이터(Temp X,Y,Z Data)를 함께 전송할 수 있다. 참고적으로 도 13에서 클럭 스트레칭 구간이 도 12에 도시한 클럭 스트레칭 구간과 차이를 가지는 것은 OIS 컨트롤러 IC(300)에서 y축과는 다른 z축 방향을 구분하기 위한 용도로 사용하기 위함이다

이상에서 설명한 바와 같은 방법으로 카메라 모듈(CM)과 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈인 OIS 컨트롤러 IC(300)가 투-와이어 인터페이스 방식으로 데이터를 전송하게 되면, 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)와 OIS 컨트롤러 IC를 상호 연결하는 핀의 수를 줄여 카메라 모듈은 물론 FPCB의 설계 및 제작의 편리성을 제공할 수 있고, 투-와이어 인터페이스 규격을 만족하면서 액츄에이터의 위치정보인 축방향 이동거리 감지 데이터를 정상적으로 전송할 수 있음은 물론, 카메라 모듈(CM)내의 온도감지 데이터와 같이 새롭게 추가되는 정보도 함께 전송할 수 있게 되는 것이다.

한편 이상의 실시예에서는 x축과 y축 및 경우에 따라서는 z축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터(및 온도감지 데이터까지)가 순차적으로 전송되는 방식을 설명하였다. 이를 경우에 따라서는 순차모드로 정의할 수 있다.

순차모드와는 다른 선택모드를 정의할 수 있는데, 예를 들면 x축 다음에 z축에 대한 액츄에이터 이동거리 감지 데이터)와 온도감지 데이터가 전송되도록 하고, 이어서 y축에 대한 액츄에이터 이동거리 감지 데이터와 온도감지 데이터가 전송되도록 할 수 있다. OIS 컨트롤러 IC(300)에서는 수신된 축방향 이동거리 감지 데이터의 수신 시간 카운팅 혹은 액츄에이터 이동감지 소자(100,200) 측으로 전송해 준 승인신호(A)를 카운트함으로써 혹은 축방향 이동거리 감지 데이터 사이에 존재하는 클럭 스트레칭 사이즈를 카운트함으로써 수신되는 데이터의 축방향을 식별할 수 있기 때문에, 순차모드가 아닌 선택모드를 통해서도 카메라 모듈(CM)에서 감지되는 데이터를 전송할 수 있다.

참고적으로 도 14의 (a)는 세 축방향 이동거리 감지 데이터와 온도감지 데이터가 순차모드로 전송되는 예를 나타낸 것이며, 도 14의 (b)는 선택모드로 전송되는 예를 나타낸 것이다.

또 다른 데이터 전송방식으로서 위치반복모드를 정의하여 사용할 수 있다. 이를 부연 설명하면,

우선 액츄에이터의 위치변화와 카메라 모듈(CM) 내의 온도변화를 비교해 보면 상대적으로 온도의 변화가 느리다. 따라서 액츄에이터의 위치변화를 나타내는 축방향 이동거리 감지 데이터를 반복적으로 전송한 후 온도감지 데이터를 전송할 수 있다.

즉, 각각의 액츄에이터 이동감지 소자(100,200)의 인터페이스부(114)에서는 통신개시신호 수신후 각각 지정된 시간에 증감분에 해당하는 축방향 이동거리 감지 데이터를 반복 전송한 후 온도감지 데이터(Temp X Data)를 전송하는 방식(Position X, Position X, Position Y, Position Y, Temp X,Position X, Position X, Position Y, Position Y, Temp Y)으로 전송할 수 있다.

물론 축방향 이동거리 감지 데이터의 증감분이 설정 임계치를 초과할 경우 증감분이 아닌 감지된 축방향 이동거리 감지 데이터를 반복 전송하거나, 상기 설정 임계치를 반복 전송한 후 이전에 전송된 온도감지 데이터와의 증감분을 뒤이어 전송할 수도 있다. 이러한 경우 x축방향 이동거리 감지 데이터와 y축방향 이동거리 감지 데이터를 식별하기 위해 2클럭 스트레칭 구간이 존재하도록 지정 시간 조정할 수 있으며, y축방향 이동거리 감지 데이터와 z축방향 이동거리 감지 데이터를 식별하기 위해 3클럭 스트레칭 구간이 존재하도록 지정 시간 조정할 수 있고, 축방향 이동거리 감지 데이터와 온도감지 데이터를 식별하기 위해 4클럭 스트레칭 구간이 존재하도록 지정 시간 조정할 수 있다.

참고적으로 광축인 z축을 담당하는 액츄에이터 이동감지 소자에 액츄에이터를 구동시키기 위한 드라이버가 내장된 경우라면, 투-와이어 인터페이스 방식에 따라 OIS 컨트롤러 IC(300)측으로부터 액츄에이터 구동 제어 데이터가 z축의 액츄에이터 이동감지 소자로 전달될 것이다. 이러한 경우의 데이터 전송방식을 도식화한 것이 도 15이다. 도 15에서 'R은 리드 모드(Read Mode)를 나타낸 것이고, 'W'는 라이트 모드(Write Mode)를 나타낸 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액츄에이터 이동감지 소자는 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 혹은 y축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하기 위한 홀 센서(102)와, 상기 홀 센서(102)로부터 출력되는 액츄에이터 이동거리 감지신호를 증폭하고 노이즈 제거한후 디지털 형태의 액츄에이터 이동거리 감지데이터로 변환하기 위한 제1신호 전처리부와, 상기 액츄에이터 이동거리 감지데이터를 OIS 컨트롤러측(300)으로 전달하되, 투-와이어(two-wire) 인터페이스 방식으로 전달하기 위한 인터페이스부(114)를 포함함으로서, 상술한 액츄에이터 이동감지 소자를 포함하는 카메라 모듈은 액츄에이터 구동코일(MX, MY)과 연결되는 핀 4개(MX+, MX-, MY+, MY-)와, OIS 컨트롤러 IC(300)와 데이터 인터페이스하기 위한 투-와이어 인터페이스 핀(SCL, SDA) 2개, 그리고 공용 가능한 전원 공급핀(VDD) 1개와 접지핀(GND) 1개, 총 8개의 핀만이 필요해 결과적으로 카메라 모듈 제작시 핀 개수를 줄일 수 있어 FPCB의 설계 및 제작의 편리성을 제공할 수 있게 되는 것이다.

더 나아가 본 발명의 데이터 전송방법은 전송해야 하는 전체 정보(예를 들면 축방향 이동거리 감지 데이터와 온도감지 데이터)를 초기(첫 번째 전송구간)에 전송한 후, 이후부터는 이전 정보와 현재 정보를 비교후 변화된 증감분만을 전송하는 방식으로 전송하기 때문에, 전송해야 하는 정보가 늘어나면 전송속도가 빨라지거나 전송시간이 늘어나야 하는 요구로부터 자유로울 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명의 데이터 전송방법에서는 데이터 수신단에서 식별정보(clock stretching 시간)를 판독해 전송되는 축방향 데이터를 식별할 수 있음은 물론, 경우에 따라서는 전송되어야 하는 데이터의 우선순위를 결정할 수도 있다.

종합해 보면, 본 발명은 데이터 전송 주체간 물리적인 연결을 최소화하는 투-와이어 인터페이스 방식의 전송규격을 따르면서도 통신속도의 증가 없이 새로이 추가되는 정보 혹은 데이터를 정상적으로 송수신할 수 있는 이점을 제공하는 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 복수 개의 액츄에이터 이동감지 소자가 물리적으로 분리되어 있기는 하지만, 동일한 슬레이브 어드레스를 갖게 하여 하나의 칩과 같이 동작하도록 유도함으로써, 슬레이브 어드레스를 읽어 오는 시간으로 인해 발생하는 통신 속도의 저하를 방지할 수도 있는 효과가 있다. 물론 본 발명의 변형 형태로서 서로 다른 슬레이브 어드레스를 각 액츄에이터 이동감지 소자에 부여하여 상술한 바와 같은 투-와이어 인터페이스 방식으로 데이터를 전송할 수도 있을 것이다.

이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 혹은 y축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하는 감지소자에 대해 주로 설명하였으나, 별다른 변형 없이 광축 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하는 감지소자에도 본 발명의 실시예를 적용할 수 있을 것이다. 또한 첨부 도면에 표기된 데이터 전송구간의 주기, 클럭 주파수는 하나의 예시일 뿐 시스템 구현방식에 따라 다양하게 변화될 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향 혹은 상기 광축 방향과 수직을 이루는 x축 혹은 y축 방향 중 어느 하나의 방향으로 액츄에이터가 이동한 거리를 감지하는 홀 센서를 포함하는 액츄에이터 이동감지 소자 복수 개와 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈이 투-와이어 인터페이스 방식으로 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
액츄에이터의 각 축방향 이동거리 감지 데이터를 손떨림 보정용 컨트롤러 모듈로 전송해야 하는 첫 번째 전송구간에서는 상기 액츄에이터 이동감지 소자들 각각이 홀 센서를 통해 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터를 수정 없이 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송하는 제1단계와;
상기 첫 번째 전송구간 이후의 전송구간에서 상기 액츄에이터 이동감지 소자 각각은 각 축에 대해 이전에 전송한 축방향 이동거리 감지 데이터와 현재 감지한 축방향 이동거리 감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터로 설정하여 각각 지정시간 지연 후 순차적으로 투-와이어 인터페이스 방식으로 전송하는 제2단계:를 포함함을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 1에 있어서, 상기 카메라 모듈 내에 온도감지소자가 포함될 경우 상기 제1단계에서는 상기 온도감지소자를 통해 감지된 온도감지 데이터를 수정 없이 각 축방향 이동거리 감지 데이터에 뒤이어 전송하고, 상기 제2단계에서는 이전에 전송된 온도감지 데이터와의 증감분만을 각 축방향 이동거리 감지 데이터에 뒤이어 전송함을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 1에 있어서, 상기 액츄에이터의 각 축방향은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로서, x축 및 y축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터 각각이 상기 제1단계와 제2단계에서 순차적으로 전송됨을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 1에 있어서, 상기 액츄에이터의 각 축방향은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 상기 광축 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로서, x축, y축 및 z축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터 각각이 상기 제1단계와 제2단계에서 순차적으로 전송됨을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 1에 있어서, 상기 액츄에이터의 각 축방향은 렌즈 조립체가 결합되는 액츄에이터의 광축(z축) 방향과 상기 광축 방향과 수직을 이루는 x축 및 y축 방향으로서, x축, z축 및 y축에 대한 축방향 이동거리 감지 데이터 각각이 상기 제1단계와 제2단계에서 순차적으로 전송됨을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수 개의 액츄에이터 이동감지 소자의 슬레이브 어드레스는 동일 어드레스를 가짐을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제2단계에서 상기 축방향 이동거리 감지 데이터의 증감분이 설정 임계치를 초과할 경우 상기 설정 임계치를 반복 전송하거나 증감분이 아닌 감지된 축방향 이동거리 감지 데이터를 반복 전송한 후 이전에 전송된 온도감지 데이터와의 증감분을 뒤이어 전송함을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.
청구항 7에 있어서, 상기 카메라 모듈 내에 온도감지소자가 포함될 경우 상기 제1단계에서는 상기 온도감지소자를 통해 감지된 온도감지 데이터를 상기 반복 전송되는 각 축방향 이동거리 감지 데이터에 뒤이어 전송함을 특징으로 하는 카메라 모듈에서의 데이터 전송방법.