KR20190137036A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 피사체의 광 이미지를 반사시키는 반사경과; 렌즈를 이동시켜 상기 피사체의 광 이미지의 초점을 맞추는 엑추에이터와; 상기 피사체의 광 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함한다.

Description

카메라 모듈 { Camera module }

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 렌즈를 통해 입사받아 이미지에서 피사체의 광 이미지를 촬상한다.

카메라 모듈은 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.

이런 IT기기를 사용자가 손으로 그립(Grip)하여 피사체의 사진을 촬영하는 바, 카메라 모듈에 사용자의 손떨림에 의해 피사체의 광 이미지가 흔들리는 것을 보상하는 엑추에이터에 대한 연구가 요구되고 있다.

그리고, IT기기가 경박화되고 있는 추세이므로, 카메라 모듈의 사이즈도 줄여야 하므로, 카메라 모듈의 사이즈에 영향을 최소화시킬 수 있는 엑추에이터의 개발이 시급한 실정이다.

종래 기술의 카메라 모듈은 렌즈배럴을 이동시켜 피사체의 광 이미지의 초점을 맞추는 엑추에이터를 이용하여 피사체의 광 이미지의 초점을 맞추고 있다.

이와 같은 종래의 카메라 모듈은 광 이미지의 입사 방향으로, 엑추에이터와 이미지 센서가 수직 배열할 수 밖에 없어, 카메라 모듈의 두께를 줄이는 한계 요인이 되고 있다.

본 발명은 카메라 모듈의 두께를 현저하게 감소시키는 과제를 해결한다.

본 발명의 일실시예는, 피사체의 광 이미지를 반사시키는 반사경; 렌즈; 상기 피사체의 광 이미지의 초점을 맞추는 엑추에이터; 및 상기 피사체의 광 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.

그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 엑추에이터와 상기 이미지 센서의 각각의 입사면과, 상기 피사체의 광 이미지가 입사되는 광축은 소정의 각도를 형성될 수 있다.

또한, 상기 반사경을 조정하여 손떨림 보정할 수 있다.

게다가, 상기 엑추에이터는 렌즈를 이동시켜 초점을 맞출 수 있다.

그리고, 상기 피사체의 광 이미지가 입사 렌즈을 통하여 상기 반사경으로 입사될 수 있다.

또, 상기 반사경을 조정하는 반사경 조정부와; 흔들림을 감지하는 위치정보획득 센서와; 상기 위치정보획득 센서에서 감지된 흔들림 정보를 인가받아, 상기 반사경 조정부를 구동시키는 손떨림 보정 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 반사경 조정부는, 상기 반사경을 틸트(tilt) 또는 이동시킬 수 있다.

더불어, 상기 반사경 조정부는, 상기 반사경을 회전축(P)을 중심으로 회전시켜 틸트시키거나, 또는 이동시킬 수 있다.

게다가, 상기 반사경 조정부는, 상기 반사경을 직선 이동시킬 수 있다.

아울러, 상기 엑추에이터는, 멤스 엑추에이터, 비 멤스 엑추에이터, 실리콘 방식 엑추에이터, 액체렌즈, 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor), SMA(형상기억합금) 엑추에이터 및 압전소자 엑추에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 피사체의 광 이미지는, 윈도우(Window)를 통하여 상기 반사경에 입사될 수 있다.

그리고, 상기 반사경, 엑추에이터와 이미지 센서는 케이스에 내장되어 있고, 상기 케이스에 상기 윈도우가 형성될 수 있다.

또, 상기 윈도우가 형성되어 있는 케이스 면에 상기 반사경, 엑추에이터와 이미지 센서는 나란히 배열될 수 있다.

더불어, 상기 엑추에이터와 상기 이미지 센서는 동일 광축으로 배열될 수 있다.

반사경으로 피사체의 광 이미지를 엑추에이터로 반사시키는 구조를 적용하여 카메라 모듈의 두께를 현저하게 감소시킬 수 있는 것이다.

또한, 흔들림을 위치정보획득 센서에서 감지하고, 이 위치정보획득 센서에서 감지된 카메라 모듈의 흔들림 정보에 대응하여, 반사경을 조정함으로써, 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈에 광 이미지를 입사받는 렌즈가 더 구비된 것을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈이 OIS(Optical Image Stabilization) 기능을 수행하기 위한 구성 블록도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈에서 반사경이 조정되는 것을 설명하기 위한 개념적인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈을 설명하기 위한 모식적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈에 광 이미지를 입사받는 렌즈가 더 구비된 것을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.

본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 반사시키는 반사경(100)과; 렌즈를 이동시켜 상기 피사체의 광 이미지의 초점을 맞추는 엑추에이터(110)와; 상기 피사체의 광 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서(120)를 포함한다.

즉, 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈은 상기 반사경(100)에서 피사체의 광 이미지를 상기 엑추에이터(110)로 반사시키는 구조를 갖으므로, 상기 엑추에이터(110) 또는 이미지 센서(120)의 크기에 의해 카메라 모듈의 두께가 결정될 수 있어, 도 1을 참조하면, 종래 기술보다 작은 'd2'의 두께를 갖는 카메라 모듈을 구현할 수 있게 되는 것이다. 카메라 모듈은 광경로 변경 부재를 포함할 수 있다. 광경로 변경 부재는 반사경(100)을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반사경(100)의 상단과 엑추에이터(110)의 상단은 이미지 센서(120)의 상단보다 위로 돌출되지 않을 수 있다. 반사경(100)의 하단과 엑추에이터(110)의 하단은 이미지 센서(120)의 하단보다 아래로 돌출되지 않을 수 있다. 엑추에이터(110)의 광축에 수직인 제1방향으로의 크기는 이미지 센서(120)의 제1방향으로의 크기 내이고, 반사경(100)의 제1방향으로의 크기는 이미지 센서(120)의 제1방향으로의 크기보다 작을 수 있다. 이와 같은 특징을 통해, 카메라 모듈의 제1방향으로의 두께는 이미지 센서(120)의 제1방향으로의 크기에 의해 결정될 수 있다.

이때, 상기 반사경(100)에 의해 상기 엑추에이터(110)와 상기 이미지 센서(120)의 각각의 입사면과, 상기 피사체의 광 이미지가 입사되는 광축은 소정의 각도를 형성한다. 이때, 상기 엑추에이터(110)는 렌즈부를 포함하며, 소정의 각도는 90도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 엑추에이터(110)는, 멤스 엑추에이터, 비 멤스 엑추에이터, 실리콘 방식 엑추에이터, 액체렌즈, 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor), SMA(형상기억합금) 엑추에이터 및 압전소자 엑추에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 피사체의 광 이미지가 입사 렌즈(150)을 통하여 상기 반사경(100)으로 입사되도록 카메라 모듈을 구성할 수 있다.

더불어, 상기 엑추에이터(110)와 상기 이미지 센서(120)는 동일 광축으로 배열될 수 있다.

한편, 상기 피사체의 광 이미지는 상기 반사경(100)으로 윈도우(Window)를 통하여 입사될 수 있다.

즉, 상기 반사경(100), 엑추에이터(110)와 이미지 센서(120)는 하우징과 같은 케이스에 내장되어 있을 수 있고, 상기 케이스에 윈도우가 형성되어 있을 수 있다.

여기서, 상기 케이스는 카메라 모듈의 부품만 내장된 케이스일 수 있고, 휴대 단말기와 같은 전자 장치의 케이스일 수 있다.

상기 휴대 단말기는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 네비게이션 중 하나일 수 있다.

그리고, 상기 윈도우가 형성되어 있는 케이스 면에 상기 반사경(100), 엑추에이터(110)와 이미지 센서(120)는 나란히 배열되어 있을 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈은 반사경으로 피사체의 광 이미지를 엑추에이터로 반사시키는 구조를 적용하여 카메라 모듈의 두께를 현저하게 감소시킬 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈이 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 기능을 수행하기 위한 구성 블록도이다.

본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈은 반사경을 조정하는 반사경 조정부(220)와; 흔들림을 감지하는 위치정보획득 센서(200)와; 상기 위치정보획득 센서(200)에서 감지된 흔들림 정보를 인가받아, 상기 반사경 조정부(220)을 구동시키는 손떨림 보정 구동부(210)를 포함한다. 여기서, 위치정보획득 센서(200)는 자이로 센서, 중력센서, 각속도 센서, 가속도 센서 등이 될 수 있으며, 위치정보를 획득할 수 있는 센서면 어느 것이든 가능하다.

그러므로, 상기 위치정보획득 센서(200)에서 카메라 모듈의 흔들림을 감지하게 되면, 상기 위치정보획득 센서(200)에서 감지된 흔들림 정보를 상기 손떨림 보정 기능(OIS) 구동부(210)에서 인가받고, 상기 손떨림 보정 기능(OIS) 구동부(210)에서 상기 반사경 조정부(220)을 구동시켜, 카메라 모듈의 흔들림에 대응하여 반사경을 조정함으로써, 흔들리지 않은 피사체의 광 이미지를 촬상할 수 있는 것이다.

결국, 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈은 위치정보획득 센서에서 흔들림을 감지하고, 이 위치정보획득 센서에서 감지된 카메라 모듈의 흔들림 정보에 대응하여, 반사경을 조정함으로써, OIS(Optical Image Stabilization) 기능을 수행할 수 있는 것이다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈에서 반사경이 조정되는 것을 설명하기 위한 개념적인 도면이다.

전술된 반사경 조정부는 반사경을 틸트(tilt)시키거나, 또는 직선 이동시켜 흔들리는 피사체의 광 이미지의 흔들림을 보정할 수 있게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 'A'상태의 피사체의 광 이미지가 카메라 모듈의 흔들림에 의해, 'B'상태의 피사체의 광 이미지가 반사경으로 입사되는 경우, '101'상태의 반사경은 틸트되어 '102'상태의 반사경이 된다.

이때, 반사경을 회전축(P)을 중심으로 회전시켜 틸트시키는 것으로, 흔들림에 의해 피사체의 광 이미지가 흔들리더라도 상기 반사경의 틸트에 의해 엑추에이터로 입사되는 경로는 변경되지 않게 된다.

그리고, 도 5를 참조하면, 카메라 모듈의 흔들림에 의해, 피사체의 광 이미지가 'A'상태에서 'B'상태로 피사체의 광 이미지의 광축이 흔들려 반사경으로 입사되는 경우, '101'상태의 반사경은 직선 이동되어 '103'상태의 반사경이 된다.

그러므로, 본 발명의 일 실시예의 카메라 모듈은 반사경을 틸트시키거나, 또는 직선 이동시켜, 손떨림 보정 기능(OIS) 구동과 같은 기능을 수행하여 카메라 모듈의 흔들림에 의한 피사체 광 이미지의 흔들림을 보정할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

1. 이미지 센서;
   상기 이미지 센서와 이격되어 배치되는 광경로 변경 부재;
   상기 광경로 변경 부재와 상기 이미지 센서 사이의 광경로 상에 배치되는 액체렌즈; 및
   상기 광경로 변경 부재를 구동하여 OIS(optical image stabilization) 기능을 수행하는 손떨림 보정 구동부를 포함하고,
   상기 액체렌즈는 상기 이미지 센서에 대해 피사체의 이미지의 초점을 맞추고,
   상기 광경로 변경 부재는 광을 반사하는 반사면을 포함하고,
   상기 반사면은 상기 이미지 센서의 광축과 소정의 각도를 갖도록 배치되고,
   상기 손떨림 보정 구동부는 상기 반사면이 상기 광축과 상기 소정의 각도를 유지한 상태로 상기 광경로 변경 부재를 상기 이미지 센서와 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동시키거나 상기 광경로 변경 부재를 틸트시켜 OIS 기능을 수행하고,
   상기 광경로 변경 부재의 상단과 상기 액체렌즈의 상단은 상기 이미지 센서의 상단보다 위로 돌출되지 않고,
   상기 광경로 변경 부재의 하단과 상기 액체렌즈의 하단은 상기 이미지 센서의 하단보다 아래로 돌출되지 않는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 액체렌즈의 상기 광축에 수직인 제1방향으로의 크기는 상기 이미지 센서의 상기 제1방향으로의 크기 내이고,
   상기 광경로 변경 부재의 상기 제1방향으로의 크기는 상기 이미지 센서의 상기 제1방향으로의 크기보다 작은 카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 카메라 모듈의 상기 제1방향으로의 두께는 상기 이미지 센서의 상기 제1방향으로의 크기에 의해 결정되는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광경로 변경 부재의 상기 반사면과 상기 광축이 이루는 상기 소정의 각도는 45도인 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 액체렌즈는 상기 광경로 변경 부재보다 상기 이미지 센서에 가깝게 배치되는 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 손떨림 보정 구동부의 제어를 통해 상기 광경로 변경 부재를 조정하는 광경로 변경 부재 조정부를 포함하는 카메라 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 광경로 변경 부재는 상기 광축 상에서 직선 이동하는 카메라 모듈.
8. 제2항에 있어서,
   상기 액체렌즈의 상기 제1방향으로의 크기는 상기 이미지 센서의 상기 제1방향으로의 크기와 같은 카메라 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 광경로 변경 부재의 상단은 상기 이미지 센서의 상단보다 낮은 위치에 배치되는 카메라 모듈.
10. 제8항에 있어서,
    상기 광경로 변경 부재의 하단은 상기 이미지 센서의 하단보다 높은 위치에 배치되는 카메라 모듈.
11. 제1항에 있어서,
    상기 광경로 변경 부재는 반사경을 포함하는 카메라 모듈.
12. 휴대 단말기 케이스;
    상기 휴대 단말기 케이스에 형성되는 윈도우;
    흔들림을 감지하는 위치정보획득 센서; 및
    상기 휴대 단말기 케이스 내에 배치되는 제1항의 카메라 모듈을 포함하는 휴대 단말기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 위치정보획득 센서는 자이로 센서를 포함하는 휴대 단말기.
14. 제12항에 있어서,
    상기 카메라 모듈의 상기 이미지 센서는 상기 휴대 단말기 케이스 내에 배치되고 상기 윈도우를 통해 입사하는 상기 피사체의 상기 이미지를 전기신호로 변환하는 휴대 단말기.
15. 제12항에 있어서,
    상기 손떨림 보정 구동부는 상기 위치정보획득 센서에서 감지된 상기 카메라 모듈의 흔들림 정보를 제공받아 상기 광경로 변경 부재를 구동하는 휴대 단말기.
16. 제12항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 상기 휴대 단말기 케이스의 일면에 직접 수직으로 배치되는 휴대 단말기.
17. 제16항에 있어서,
    상기 휴대 단말기 케이스의 상기 일면에는 상기 광경로 변경 부재, 상기 액체렌즈 및 상기 이미지 센서가 나란히 배치되는 휴대 단말기.
18. 제17항에 있어서,
    상기 휴대 단말기 케이스의 상기 일면에 수직인 방향으로의 상기 카메라 모듈의 두께는 상기 이미지 센서의 대응하는 방향으로의 크기에 의해 결정되는 휴대 단말기.
19. 이미지 센서;
    상기 이미지 센서와 이격되어 배치되는 광경로 변경 부재;
    상기 광경로 변경 부재와 상기 이미지 센서 사이의 광경로 상에 배치되는 액체렌즈; 및
    상기 광경로 변경 부재를 구동하여 OIS(optical image stabilization) 기능을 수행하는 손떨림 보정 구동부를 포함하는 카메라 모듈.

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