KR20200070704A - 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라 - Google Patents

흔들림 보정 기능을 갖는 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명은 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라에 관한 것이다. 카메라는 피사체의 이미지를 획득하는 촬상 모듈과, 촬상 모듈을 수평면 상의 X축 및 Y축을 중심으로 각각 틸트시키는 틸트 액추에이터, 및 촬상 모듈의 틸트를 안내하는 틸트 가이드를 포함한다. 여기서, 틸트 가이드는 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 촬상 모듈에 고정되어 촬상 모듈의 측부에 위치되는 제1 틸트 부재와, 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 제1 틸트 부재의 하측에 배치되어 촬상 모듈의 측부에 위치되는 제2 틸트 부재와, 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 제2 틸트 부재의 하측에 배치되어 촬상 모듈의 측부에 위치되는 베이스 부재와, 제1 틸트 부재와 제2 틸트 부재 사이에서 X축 방향으로 배열되어 제1 틸트 부재를 제2 틸트 부재에 대해 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하는 제1 가이드체들, 및 제2 틸트 부재와 베이스 부재 사이에서 Y축 방향으로 배열되어 제2 틸트 부재를 상기 베이스 부재에 대해 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하는 제2 가이드체들을 포함한다.

Description

흔들림 보정 기능을 갖는 카메라{Camera with shake correction function}
본 발명은 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라에 관한 것이다.
디지털 카메라의 소형, 경량화 기술이 발달하면서 스마트폰이나 드론 등과 같은 다양한 전자기기에 카메라가 장착되어 사용되고 있다. 최근 카메라는 자동 초점 기능뿐 아니라, 외부의 진동이나 사용자의 손떨림 등과 같은 흔들림으로 인한 촬영 이미지의 해상력 저하를 막기 위해 흔들림 보정 기능을 채용하는 경우가 늘고 있다. 일 예로, 흔들림 보정 기능을 수행하는 장치로는 광학식 OIS(Optical Image Stabilizer)가 있다.
일반적으로, 광학식 OIS는 흔들림을 검출하여 광학 렌즈 또는 이미지 센서의 위치를 변경함으로써, 카메라의 흔들림이 있더라도 이미지 센서에 결상되는 피사체의 영상을 흔들림 없도록 보정할 수 있게 한다.
한편, 광학식 OIS는 광학 렌즈 또는 이미지 센서의 위치를 변경하기 위해 구동기구를 포함한다. 이로 인해, 카메라가 스마트폰이나 드론 등에 내장되면, 광학식 OIS는 더 많은 장착 공간과 전력을 요하게 된다. 따라서, 카메라의 광학식 OIS는 스마트폰이나 드론 등에 용이하게 채용되기 위해, 소형화 및 경량화를 구현할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있도록 구성될 필요가 있다.
등록특허공보 제10-1640565호(2016.07.18, 공고)
본 발명의 과제는 소형화 및 경량화에 유리할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 흔들림 보정시 영상 왜곡을 방지할 수 있는 카메라를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라는 피사체의 이미지를 획득하는 촬상 모듈과, 촬상 모듈을 수평면 상의 X축 및 Y축을 중심으로 각각 틸트시키는 틸트 액추에이터, 및 촬상 모듈의 틸트를 안내하는 틸트 가이드를 포함한다. 여기서, 틸트 가이드는 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 촬상 모듈에 고정되어 촬상 모듈의 측부에 위치되는 제1 틸트 부재와, 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 제1 틸트 부재의 하측에 배치되어 촬상 모듈의 측부에 위치되는 제2 틸트 부재와, 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 제2 틸트 부재의 하측에 배치되어 촬상 모듈의 측부에 위치되는 베이스 부재와, 제1 틸트 부재와 제2 틸트 부재 사이에서 X축 방향으로 배열되어 제1 틸트 부재를 제2 틸트 부재에 대해 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하는 제1 가이드체들, 및 제2 틸트 부재와 베이스 부재 사이에서 Y축 방향으로 배열되어 제2 틸트 부재를 상기 베이스 부재에 대해 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하는 제2 가이드체들을 포함한다.
본 발명에 따른 카메라는 소형화 및 경량화에 유리할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 카메라는 흔들림 보정시 영상 왜곡을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서, X축 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1에 있어서, Y축 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1에 있어서, 커버가 제거된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 대한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 있어서, 가동 부재와 제1 가이드체들 및 제2 틸트 부재를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 도 5에 있어서, 틸트 가이드를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 8은 도 1에 대한 저면도이다.
도 9는 형상기억합금 와이어들의 위치에 대한 다른 예를 도시한 사시도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 있어서, X축 방향을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1에 있어서, Y축 방향을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 1에 있어서, 커버가 제거된 상태를 도시한 사시도이다. 도 5는 도 4에 대한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5에 있어서, 가동 부재와 제1 가이드체들 및 제2 틸트 부재를 도시한 분해 사시도이다. 도 7은 도 5에 있어서, 틸트 가이드를 발췌하여 도시한 사시도이다. 도 8은 도 1에 대한 저면도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라(10)는 촬상 모듈(100)과, 틸트 액추에이터(200), 및 틸트 가이드(300)를 포함한다.
촬상 모듈(100)은 피사체의 이미지를 획득한다. 틸트 액추에이터(200)는 촬상 모듈(100)을 수평면 상의 X축 및 Y축을 중심으로 각각 틸트시킨다. 여기서, 설명의 편의를 위해 수평 면 상의 한쪽 축을 X축으로 지칭하고, 직교하는 다른 축을 Y축으로 지칭한 것으로, 그 용어에 한정되지 않는다. 틸트 가이드(300)는 촬상 모듈(100)의 틸트를 안내한다.
틸트 가이드(300)는 제1 틸트 부재(310)와, 제2 틸트 부재(320)와, 베이스 부재(330)와, 제1 가이드체(340)들, 및 제2 가이드체(350)들을 포함한다. 제1 틸트 부재(310)는 촬상 모듈(100)을 중공(311)을 통해 삽입한 상태로 촬상 모듈(100)에 고정되어 촬상 모듈(100)의 측부에 위치된다. 제2 틸트 부재(320)는 촬상 모듈(100)을 중공(321)을 통해 삽입한 상태로 제1 틸트 부재(310)의 하측에 배치되어 촬상 모듈(100)의 측부에 위치된다. 베이스 부재(330)는 촬상 모듈(100)을 중공(331)을 통해 삽입한 상태로 제2 틸트 부재(320)의 하측에 배치되어 촬상 모듈(100)의 측부에 위치된다.
제1 가이드체(340)들은 제1 틸트 부재(310)와 제2 틸트 부재(320) 사이에서 X축 방향으로 배열되어 제1 틸트 부재(310)를 제2 틸트 부재(320)에 대해 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내한다. 따라서, 제1 가이드체(340)들은 제1 틸트 부재(310)와 함께 촬상 모듈(100)을 제2 틸트 부재(320)에 대해 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내한다.
제2 가이드체(350)들은 제2 틸트 부재(320)와 베이스 부재(330) 사이에서 Y축 방향으로 배열되어 제2 틸트 부재(320)를 베이스 부재(330)에 대해 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내한다. 따라서, 제2 가이드체(350)들은 제2 틸트 부재(320)와 함께 제1 틸트 부재(310) 및 촬상 모듈(100)을 베이스 부재(330)에 대해 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내한다.
전술한 카메라(10)는 스마트폰이나 드론 등과 같은 전자기기에 탑재된 상태에서 전자기기의 자이로 센서(미도시) 등에 의해 사용자의 손떨림이나 기기 진동 등에 의한 흔들림이 감지되어 전자기기의 제어부(미도시)로부터 흔들림 보정 신호가 틸트 액추에이터(200)로 전송되면, 틸트 액추에이터(200)가 촬상 모듈(100)을 수평면 상의 X축 및/또는 Y축을 중심으로 틸트시켜 흔들림을 보정하게 된다.
이때, 제1 가이드체(340)들은 제1 틸트 부재(310)와 제2 틸트 부재(320) 사이에서 제1 틸트 부재(310)를 제2 틸트 부재(320)에 대해 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하여 촬상 모듈(100)을 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하고, 제2 가이드체(350)들은 제2 틸트 부재(320)와 베이스 부재(330) 사이에서 제2 틸트 부재(320)를 베이스 부재(330)에 대해 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하여 촬상 모듈(100)을 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내한다.
이와 같이, 본 실시예는 촬상 모듈(100) 전체를 X축 및/또는 Y축을 중심으로 각각 틸트시키는 방식이므로, 촬상 모듈(100)에 구비된 렌즈(110)와 이미지 센서(140)를 함께 틸트시킴으로 인해 영상 왜곡이 발생하지 않을 수 있다. 예컨대, 촬상 모듈(100)이 자동초점 기능을 갖도록 구성되는 경우, 자동초점 왜곡이 발생하지 않을 수 있다.
또한, 비교 예로서 이미지 센서에 대해 렌즈를 시프트(shift)시키는 방식은 렌즈 광각과 이미지 센서 영역에 의해 보정 범위가 제한적인 것에 비해, 본 실시예는 렌즈(110)와 이미지 센서(140)를 함께 틸트시키는 방식이므로, 광역 보정이 가능하며, 화상처리를 하지 않아 제어부에 대한 부하가 작게 되어 소비 전력을 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예는 제1,2 가이드체(340, 350)가 각기 다른 층에 엇갈린 형태로 적층되어 시소 원리로 틸트되는 방식이므로, 자이로스코프와 같이 회전 축에 의해 틸트되는 방식에 비해, 사이즈 축소가 가능하여 카메라(10)의 소형화 및 경량화에 유리하게 된다.
게다가, 틸트 가이드(300)는 촬상 모듈(100)의 측부에 위치하므로, 카메라(10) 전체 높이를 낮출 수 있으며, 촬상 모듈(100)이 측부에 위치한 X 및 Y 틸트 축에 대해 균형을 잡고 있어 틸트 구동에 작은 힘이 들고 평형 상태에서 밸런스를 유지하는데 유리할 수 있다.
한편, 촬상 모듈(100)은 바깥 둘레가 4각형으로 이루어져, 4개 바깥 측면을 가질 수 있다. 제1,2 틸트 부재(310, 320) 및 베이스 부재(330)는 4각형 중공을 가지며, 각 중공(311, 321, 331)은 4개 내벽들이 촬상 모듈(100)의 4개 바깥 측면들과 마주한 상태로 촬상 모듈(100)을 삽입시킬 수 있다.
제1 틸트 부재(310)의 중공(311)은 촬상 모듈(100)의 바깥 측면과 맞닿는 크기로 이루어진다. 제1 틸트 부재(310)는 중공 주변으로부터 상방으로 촬상 모듈(100)의 바깥 측면과 면접촉되게 연장된 플랜지(310a)를 가질 수 있다. 제1 틸트 부재(310)의 플랜지(310a)는 촬상 모듈(100)의 바깥 측면에 고정되는 면적을 증대시켜 촬상 모듈(100)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있게 한다. 제2 틸트 부재(320) 및 베이스 부재(330)의 각 중공(321, 331)은 촬상 모듈(100)이 설정 틸트 각도로 틸트 가능하게 제1 틸트 부재(310)의 중공(311)보다 크게 이루어진다.
제1 틸트 부재(310)는 바깥 둘레를 따라 가동 부재(210)에 의해 감싸짐으로써, 가동 부재(210)에 고정될 수 있다. 가동 부재(210)는 사출 금형에 의해 제1 틸트 부재(310)의 바깥 부위에 대해 오버몰드(overmold) 방식으로 사출 성형될 수 있다. 제2 틸트 부재(320)는 가동 부재(210)와 하측으로 간격을 두고 배치된다. 가동 부재(210)와 제2 틸트 부재(320)의 간격은 제1 틸트 부재(310)의 최대 허용 틸트 각도에 맞게 설정될 수 있다.
베이스 부재(330)는 제1,2 틸트 부재(310, 320)의 틸트시 기준이 되는 부재이다. 베이스 부재(330)는 바깥 둘레를 따라 고정 부재(220)에 의해 감싸짐으로써, 고정 부재(220)에 고정될 수 있다. 고정 부재(220)는 사출 금형에 의해 베이스 부재(330)의 바깥 부위에 대해 오버몰드 방식으로 사출 성형될 수 있다.
고정 부재(220)는 가동 부재(210)보다 외측에 위치될 수 있는데, 이 경우 베이스 부재(330)는 제1,2 틸트 부재(310, 320)보다 외측으로 확장된 형태로 이루어져 고정 부재(220)에 고정될 수 있다. 베이스 부재(330)는 제2 틸트 부재(320)와 하측으로 간격을 두고 배치된다. 제2 틸트 부재(320)와 베이스 부재(330)의 간격은 제2 틸트 부재(320)의 최대 허용 틸트 각도에 맞게 설정될 수 있다.
한편, 가동 부재(210)와 고정 부재(220)는 생략 가능하며, 이 경우 제1 틸트 부재(310)는 가동 부재(210)의 크기만큼 확장되어 형성될 수 있고, 베이스 부재(330)는 고정 부재(220)의 크기만큼 확장되어 형성될 수 있다.
제1 가이드체(340)들은 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 또한, 각각의 제1 가이드체(340)은 볼 형상으로 이루어져 제1 틸트 부재(310)의 제1 상측 포켓(361)과 제2 틸트 부재(320)의 제1 하측 포켓(362)에 안착될 수 있다.
제1 틸트 부재(310)는 X축 방향을 기준으로 양쪽 가장자리 부위들에 제1 가이드체(340)들과 대응되게 삽입 홀들을 가질 수 있다. 삽입 홀은 일정 지름으로 제1 틸트 부재(310)를 상하로 관통하여 형성된다. 제1 상측 포켓(361)은 제1 가이드체(340)의 상측 부위를 안착시켜 지지하도록 삽입 홀에 형성될 수 있다.
제1 상측 포켓(361)은 제1 가이드체(340)의 상측 부위를 감싸는 형태로 가동 부재(210)에 형성된다. 제1 상측 포켓(361)은 가동 부재(210)의 하면으로부터 개구되고, 제1 가이드체(340)와 동일한 곡률을 갖는 홈의 형태로 이루어진다. 제1 상측 포켓(361)은 제1 가이드체(340)의 원활한 움직임을 위해 상측 부위로부터 상방으로 연장된 추가 홈을 가질 수 있다. 물론, 제1 상측 포켓(361)은 제1 틸트 부재(310)에 직접적으로 형성될 수도 있다.
제1 하측 포켓(362)들은 X축 방향을 기준으로 제2 틸트 부재(320)의 양쪽 가장자리 부위들에 제1 가이드체(340)들의 하측 부위를 안착시켜 지지하도록 형성될 수 있다. 제1 하측 포켓(362)은 제1 가이드체(340)의 하측 부위를 감싸는 형태로 제2 틸트 부재(320)에 형성된다.
제1 하측 포켓(362)은 제2 틸트 부재(320)의 상면으로부터 개구되고, 제1 가이드체(340)와 동일한 곡률을 갖는 홈의 형태로 이루어져 제2 틸트 부재(320)의 하면으로부터 일부 돌출된 형태로 이루어진다. 제1 하측 포켓(362)은 제1 가이드체(340)의 원활한 움직임을 위해 최하단이 개구된 형태로 이루어질 수 있다.
제1 가이드체(340)는 제1 상측 포켓(361)과 제1 하측 포켓(362)에 각각 움직임 가능하게 안착될 수 있으나, 제1 가이드체(340)는 제1 상측 포켓(361)과 제1 하측 포켓(362) 중 어느 한쪽에 고정되고, 다른 쪽에 움직임 가능하게 안착되는 것도 가능하다.
다른 예로, 제1 가이드체(340)는 제1 틸트 부재(310)와 제2 틸트 부재(320) 중 어느 한쪽으로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 다른 쪽의 포켓에 안착될 수 있다. 즉, 제1 가이드체(340)는 제1 틸트 부재(310)로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 제2 틸트 부재(320)의 제1 하측 포켓(362)에 안착되거나, 제2 틸트 부재(320)로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 제1 틸트 부재(310)의 제1 상측 포켓(361)에 안착될 수 있다.
제2 가이드체(350)들은 한 쌍으로 이루어질 수 있다. 각각의 제2 가이드체(350)은 볼 형상으로 이루어져 제2 틸트 부재(320)의 제2 상측 포켓(363)과 베이스 부재(330)의 제2 하측 포켓(364)에 안착될 수 있다.
제2 상측 포켓(363)들은 Y축 방향을 기준으로 제2 틸트 부재(320)의 양쪽 가장자리 부위들에 제2 가이드체(350)들의 상측 부위를 안착시켜 지지하도록 형성될 수 있다. 제2 상측 포켓(363)은 제2 틸트 부재(320)의 하면으로부터 개구되고, 제2 가이드체(350)와 동일한 곡률을 갖는 홈의 형태로 이루어져 제2 틸트 부재(320)의 상면으로부터 일부 돌출된 형태로 이루어진다. 제2 상측 포켓(363)은 제2 가이드체(350)의 원활한 움직임을 위해 최상단이 개구된 형태로 이루어질 수 있다.
베이스 부재(330)는 Y축 방향을 기준으로 양쪽 가장자리 부위들에 제2 가이드체(350)들과 대응되게 삽입 홀들을 가질 수 있다. 삽입 홀은 일정 지름으로 베이스 부재(330)를 관통하여 형성된다. 제2 하측 포켓(364)은 제2 가이드체(350)의 하측 부위를 안착시켜 지지하도록 삽입 홀에 형성될 수 있다.
제2 하측 포켓(364)은 제2 가이드체(350)의 하측 부위를 감싸는 형태로 고정 부재에 형성된다. 제2 하측 포켓(364)은 고정 부재(220)의 상면으로부터 개구된 형태로 이루어지고, 제2 가이드체(350)와 동일한 곡률을 갖는 홈의 형태로 이루어져 베이스 부재(330)의 하면으로부터 일부 돌출된 형태로 이루어진다. 제2 하측 포켓(364)은 제2 가이드체(350)의 원활한 움직임을 위해 최하단이 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 물론, 제2 하측 포켓(364)은 베이스 부재(330)에 직접적으로 형성될 수도 있다.
제2 가이드체(350)는 제2 상측 포켓(363)과 제2 하측 포켓(364)에 각각 움직임 가능하게 안착될 수 있으나, 제2 가이드체(350)는 제2 상측 포켓(363)과 제2 하측 포켓(364) 중 어느 한쪽에 고정되고, 다른 쪽에 움직임 가능하게 안착되는 것도 가능하다.
다른 예로, 제2 가이드체(350)는 제2 틸트 부재(320)와 베이스 부재(330) 중 어느 한쪽으로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 다른 쪽의 포켓에 안착될 수 있다. 즉, 제2 가이드체(350)는 제2 틸트 부재(320)로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 베이스 부재(330)의 제2 하측 포켓(364)에 안착되거나, 베이스 부재(330)로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 제2 틸트 부재(320)의 제2 상측 포켓(363)에 안착될 수 있다.
촬상 모듈(100)은 적어도 하나의 렌즈(110)와, 렌즈배럴(120)과, 모듈 하우징(130)과, 이미지 센서(140), 및 연성인쇄회로기판(FPCB; Flexible Printed Circuit Board, 150)을 포함할 수 있다.
렌즈(110)는 피사체의 광학적 이미지를 맺게 한다. 렌즈(110)는 복수 개로 이루어져 렌즈계를 구성할 수 있다. 렌즈배럴(120)은 렌즈(110)를 장착한다. 렌즈배럴(120)의 상부는 렌즈(110)로 빛이 들어오도록 개구된다. 렌즈배럴(120)의 하부는 렌즈(110)를 통과한 빛이 렌즈(110)의 하측에 배치된 이미지 센서(140)로 전달될 수 있도록 개구된다.
모듈 하우징(130)은 렌즈배럴(120)을 지지한다. 모듈 하우징(130)은 바깥 둘레가 4각형으로 이루어져 4개 바깥 측면들을 갖고, 제1 틸트 부재(310)의 4각형 중공에 끼워져 고정될 수 있다. 모듈 하우징(130)은 상하가 개구된 형태로 이루어진다. 도시하고 있지 않지만, 모듈 하우징(130)과 렌즈배럴(120) 사이에는 자동 초점 액추에이터(auto focusing actuator, 160)가 구비될 수 있다.
자동 초점 액추에이터(160)는 모듈 하우징(130)에 고정되는 마그네트와, 렌즈배럴(120)에 고정되는 코일을 포함할 수 있다. 코일은 마그네트의 자기장 내에 위치된 상태에서 구동 전압을 인가 받으면 로렌츠 힘에 의해 Z축 방향, 즉 광축 방향으로 이동한다. 코일이 광축 방향으로 이동함에 따라, 렌즈배럴(120)도 광축 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 렌즈배럴(120)에 지지된 렌즈(110)의 위치가 이미지 센서(140)에 대해 광축 방향으로 가변되어, 초점이 자동으로 맞춰질 수 있다. 다른 예로, 코일이 모듈 하우징(130)에 고정되고, 마그네트가 렌즈배럴(120)에 고정될 수도 있다.
물론, 촬상 모듈(100)은 자동 초점 액추에이터(160)가 생략된 구조로 이루어져, 렌즈(120)와 이미지 센서(140)의 간격을 고정시킨 고정 초점 방식으로 구성될 수도 있다. 렌즈배럴(120)은 모듈 하우징(130)에 고정된다.
이미지 센서(140)는 모듈 하우징(130)의 하측 개구에 배치되어 렌즈(110)에 의해 맺힌 광학적 이미지를 전기적 신호로 변환한다. 이미지 센서(140)는 CCD(charge coupled device), CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 등으로 이루어질 수 있다.
연성인쇄회로기판(150)은 이미지 센서(140)를 실장한 상태로 모듈 하우징(130)에 고정되어 모듈 하우징(130)의 틸트를 허용한다. 즉, 모듈 하우징(130)의 틸트시, 연성인쇄회로기판(150)은 모듈 하우징(130)과 결합된 부위가 모듈 하우징(130)과 함께 움직일 수 있게 됨으로써, 모듈 하우징(130)의 틸트가 구속 없이 이루어지게 할 수 있다. 연성인쇄회로기판(150)은 구부러지는 특성을 갖는 재질의 기판에 회로가 구성된 형태로 이루어진다. 연성인쇄회로기판(150)은 내측 기판부(151)와, 외측 기판부(152), 및 연결부(153)들을 포함할 수 있다.
내측 기판부(151)는 이미지 센서(140)를 실장한 상태로 모듈 하우징(130)에 고정된다. 내측 기판부(151)는 모듈 하우징(130)의 틸트시 모듈 하우징(130) 및 이미지 센서(140)와 함께 틸트 가능하게 된다. 내측 기판부(151)는 이미지 센서(140)와 전기적으로 접속되는 전극 패턴이 형성된다. 내측 기판부(151)는 사각형으로 이루어질 수 있다.
외측 기판부(152)는 내측 기판부(151)로부터 간격을 두고 내측 기판부(151)를 감싼 상태로 베이스 부재(330) 쪽에 고정된다. 예컨대, 외측 기판부(152)는 고정 부재(220)에 고정될 수 있다. 외측 기판부(152)는 사각형 링으로 이루어질 수 있다. 커넥터부(152a)가 외측 기판부(152)의 한쪽 변으로부터 연장되어 형성될 수 있다. 외측 기판부(152)와 커넥터부(152a)는 내측 기판부(151)와 회로를 이루는 전극 패턴이 형성된다.
연결부(153)들은 외측 기판부(152)에 대한 내측 기판부(151)의 틸트를 허용하도록 내측 기판부(151)와 외측 기판부(152)에 연결되어 모듈 하우징(130)의 틸트를 허용한다. 연결부(153)들은 내측 기판부(151)의 4개 바깥 측면으로부터 각각 지그재그 형태로 연장되어 외측 기판부(152)의 4개 내측 측면에 연결될 수 있다. 연결부(153)들은 한쪽 방향을 따라 동일 형태로 배열될 수 있다. 연결부(153)들은 내측 기판부(151)의 전극 패턴을 4개로 배분해서 외측 기판부(152)의 전극 패턴에 연결하는 전극 패턴을 가질 수 있다.
모듈 하우징(130)은 스프링(미도시)의 탄성력에 의해 하방으로 가압된 상태로 지지되어 센터를 유지할 수 있다. 틸트 액추에이터(200)에 의한 틸트 구동력이 모듈 하우징(130)에 가해지면, 스프링은 탄성 변형된다. 모듈 하우징(130)에 가해진 틸트 구동력이 해제되면, 스프링은 탄성 복원되어 모듈 하우징(130)을 원래 위치로 복귀시켜 센터를 유지한 상태로 대기시킬 수 있다.
스프링은 판 스프링 등으로 이루어질 수 있다. 틸트 액추에이터(200)가 가동 부재(210)를 덮은 상태로 고정 부재(220)에 고정되는 커버(250)를 구비하는 경우, 스프링은 일측이 커버(250)에 고정되고 타측이 모듈 하우징(130)에 고정될 수 있다.
틸트 액추에이터(200)는 형상기억합금 와이어(230)들, 및 구동 회로기판(240)을 포함할 수 있다. 형상기억합금 와이어(230)들은 길이 변화시 차동 변위를 발생시켜 제1 틸트 부재(310)를 X축 및 Y축을 중심으로 각각 틸트시키도록 제1 틸트 부재(310)와 베이스 부재(330)에 각각 연결된다.
형상기억합금은 임계온도보다 높은 온도, 즉 형상기억처리 온도에서 성형되어 형상이 기억된 다음, 실온 부근에서 변형되면 본래의 형상으로 되돌아가지는 않지만, 어떤 변태온도 이상으로 가열되면 기억하고 있던 원래의 모양으로 되돌아가는 재료이다. 형상기억합금 와이어(230)는 구동 전류 공급에 의한 가열시 수축된다.
형상기억합금 와이어(230)들은 가동 부재(210)를 매개로 제1 틸트 부재(310)를 틸트시킬 수 있고, 가동 부재(210)와 고정 부재(220)를 매개로 제1 틸트 부재(310)와 베이스 부재(330)에 연결될 수 있다. 고정 부재(220)는 한쪽 변의 하단으로부터 절개된 홈을 통해 연성인쇄회로기판(150)의 커넥터부(152a)를 인출시킬 수 있다. 틸트 액추에이터(200)는 가동 부재(210)를 덮은 상태로 고정 부재(220)에 고정되는 커버(250)를 더 포함할 수 있다.
형상기억합금 와이어(230)들은 고정 부재(220)를 매개로 베이스 부재(330)에 고정된 상태로 제1 틸트 부재(310)의 X축 방향에 나란한 한 쌍의 X축 변들과 제1 틸트 부재(310)의 Y축 방향에 나란한 한 쌍의 Y축 변들에 각각 걸리도록 위치될 수 있다. 4개의 형상기억합금 와이어(230)들이 광축 주위로 균등하게 이격된다.
형상기억합금 와이어(230)는 양단이 도전성 클램프 편(231)들에 각각 연결될 수 있다. 클램프 편(231)들은 고정 부재(220)의 변마다 한 쌍씩 배치되어 볼팅 등에 의해 체결됨으로써, 형상기억합금 와이어(230)들의 각 양단이 고정 부재(220)의 변마다 고정될 수 있다. 고정 부재(220)는 외측으로 하향 단차진 형태로 이루어질 수 있다. 고정 부재(220)는 하향 단차진 부위에 클램프 편(231)들과 대응되게 홀들이 형성되어 구동 회로기판(240)의 접속 패드(241)들을 노출시킴으로써, 클램프 편(231)이 접속 패드(241)에 접촉되어 통전될 수 있다.
가동 부재(210)는 변마다 형상기억합금 와이어(230)들의 각 중앙 부위가 걸리도록 하는 홀더(211)들을 포함할 수 있다. 홀더(211)는 상측이 개구되어, 상측 개구를 통해 형상기억합금 와이어(230)의 중앙 부위가 끼워져 걸리도록 할 수 있다.
구동 회로기판(240)은 고정 부재(220)를 매개로 베이스 부재(330)에 고정된 상태로 형상기억합금 와이어(230)들에 접속되어 구동 전류를 공급함으로써, 형상기억합금 와이어(230)들을 구동 제어한다. 구동 회로기판(240)은 사각형 링으로 이루어지며, 접속 패드(241)들을 통해 형상기억합금 와이어(230)들과 접속된다. 접속 패드(241)들은 연성인쇄회로기판(150)의 외측 기판부(152)와 접속될 수 있다.
제1 틸트 부재(310)를 X축을 중심으로 틸트시키기 위해, X축 변들의 형상기억합금 와이어(230)들 중 어느 하나의 형상기억합금 와이어(230)는 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받아 수축되고, 다른 하나의 형상기억합금 와이어(230)는 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받지 않은 상태로 이완되어 차동 변위를 발생시킴으로써, 촬상 모듈(100)을 X축을 중심으로 틸트시킬 수 있다.
이때, X축 중심의 틸트 각도는 구동 회로기판(240)으로부터 형상기억합금 와이어(230)로 공급되는 구동 전류량에 따라 결정되고, X축 중심의 틸트 방향은 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받는 형상기억합금 와이어(230)의 선택에 따라 결정된다.
제1 틸트 부재(310)를 Y축을 중심으로 틸트시키기 위해, Y축 변들의 형상기억합금 와이어(230)들 중 어느 하나의 형상기억합금 와이어(230)는 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받아 수축되고, 다른 하나의 형상기억합금 와이어(230)는 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받지 않은 상태로 이완되어 차동 변위를 발생시킴으로써, 촬상 모듈(100)을 Y축을 중심으로 틸트시킬 수 있다.
이때, Y축 중심의 틸트 각도는 구동 회로기판(240)으로부터 형상기억합금 와이어(230)로 공급되는 구동 전류량에 따라 결정되고, Y축 중심의 틸트 방향은 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받는 형상기억합금 와이어(230)의 선택에 따라 결정된다.
따라서, 형상기억합금 와이어(230)들은 흔들림 보정 신호에 따라 구동 회로기판(240)에 의해 길이 변화되도록 구동 제어됨으로써, 촬상 모듈(100)을 X축 및/또는 Y축을 중심으로 틸트시켜 흔들림을 보정할 수 있게 된다.
다른 예로, 형상기억합금 와이어(230)들은 베이스 부재(330)에 고정된 상태로 제1 틸트 부재(310)의 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사진 대각 방향의 4개 코너 부위들에 각 걸리도록 위치될 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 형상기억합금 와이어(230')들은 고정 부재(220)에 고정된 상태로 가동 부재(210')의 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사진 대각 방향의 4개 코너 부위들에 각 걸리도록 위치될 수 있다.
이 경우, 형상기억합금 와이어(230')의 양단에 연결되는 한 쌍의 클램프 편(231)들은 고정 부재(220)의 X축 변과 Y축 변에 각각 배치되어 볼팅 등에 의해 체결됨으로써, 해당 형상기억합금 와이어(230')의 양단이 고정 부재(220)의 X축 변과 Y축 변에 각각 고정될 수 있다. 가동 부재(210')는 4개 코너 상단 부위마다 해당 형상기억합금 와이어(230')의 중앙 부위가 끼워져 걸리도록 하는 걸림 홈(211')을 포함할 수 있다.
가동 부재(210')를 X축을 중심으로 틸트시키기 위해 4개의 형상기억합금 와이어(230')들 중 어느 2개의 형상기억합금 와이어(230')들은 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받아 수축되고, 나머지 2개의 형상기억합금 와이어(230')들은 구동 회로기판으로부터 구동 전류를 공급받지 않은 상태로 이완되어 차동 변위를 발생시킴으로써, 촬상 모듈(100)을 X축을 중심으로 틸트시킬 수 있다.
가동 부재(210')를 Y축을 중심으로 설정 방향을 따라 틸트시키기 위해 4개의 형상기억합금 와이어(230')들 중 어느 2개의 형상기억합금 와이어(230')들은 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받아 수축되고, 나머지 2개의 형상기억합금 와이어(230')들은 구동 회로기판(240)으로부터 구동 전류를 공급받지 않은 상태로 이완되어 차동 변위를 발생시킴으로써, 촬상 모듈(100)을 Y축을 중심으로 틸트시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100..촬상 모듈 110..렌즈
120..렌즈배럴 130..모듈 하우징
140..이미지 센서 150..연성인쇄회로기판
200..틸트 액추에이터 210, 210'..가동 부재
220..고정 부재 230, 230'..형상기억합금 와이어
240..구동 회로기판 300..틸트 가이드
310..제1 틸트 부재 320..제2 틸트 부재
330..베이스 부재 340..제1 가이드체
350..제2 가이드체

Claims (9)

  1. 피사체의 이미지를 획득하는 촬상 모듈;
    상기 촬상 모듈을 수평면 상의 X축 및 Y축을 중심으로 각각 틸트시키는 틸트 액추에이터; 및
    상기 촬상 모듈의 틸트를 안내하는 틸트 가이드를 포함하며,
    상기 틸트 가이드는,
    상기 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 상기 촬상 모듈에 고정되어 상기 촬상 모듈의 측부에 위치되는 제1 틸트 부재와,
    상기 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 상기 제1 틸트 부재의 하측에 배치되어 상기 촬상 모듈의 측부에 위치되는 제2 틸트 부재와,
    상기 촬상 모듈을 중공을 통해 삽입한 상태로 상기 제2 틸트 부재의 하측에 배치되어 상기 촬상 모듈의 측부에 위치되는 베이스 부재와,
    상기 제1 틸트 부재와 제2 틸트 부재 사이에서 X축 방향으로 배열되어 상기 제1 틸트 부재를 상기 제2 틸트 부재에 대해 X축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하는 제1 가이드체들, 및
    상기 제2 틸트 부재와 베이스 부재 사이에서 Y축 방향으로 배열되어 상기 제2 틸트 부재를 상기 베이스 부재에 대해 Y축 방향을 중심으로 틸트 가능하게 안내하는 제2 가이드체들을 포함하는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 제1 가이드체는 볼 형상으로 이루어져 상기 제1 틸트 부재의 제1 상측 포켓과 상기 제2 틸트 부재의 제1 하측 포켓에 안착되며;
    상기 각각의 제2 가이드체는 볼 형상으로 이루어져 상기 제2 틸트 부재의 제2 상측 포켓과 상기 베이스 부재의 제2 하측 포켓에 안착되는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 제1 가이드체는 상기 제1 상측 포켓과 제1 하측 포켓 중 어느 한쪽에 고정되며,
    상기 각각의 제2 가이드체는 상기 제2 상측 포켓과 제2 하측 포켓 중 어느 한쪽에 고정되는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 제1 가이드체는 상기 제1 틸트 부재와 상기 제2 틸트 부재 중 어느 한쪽으로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 다른 쪽의 포켓에 안착되며;
    상기 각각의 제2 가이드체는 상기 제2 틸트 부재와 상기 베이스 부재 중 어느 한쪽으로부터 반구 형상으로 돌출 형성되어 다른 쪽의 포켓에 안착되는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 모듈은,
    적어도 하나의 렌즈와,
    상기 렌즈를 장착하는 렌즈배럴과,
    상기 렌즈배럴을 지지하는 모듈 하우징과,
    상기 모듈 하우징의 하측 개구에 배치되어 상기 렌즈에 의해 맺힌 광학적 이미지를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서, 및
    상기 이미지 센서를 실장한 상태로 상기 모듈 하우징에 고정되어 상기 모듈 하우징의 틸트를 허용하는 연성인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연성인쇄회로기판은,
    상기 이미지 센서를 실장한 상태로 상기 모듈 하우징에 고정되는 내측 기판부와,
    상기 내측 기판부로부터 간격을 두고 상기 내측 기판부를 감싼 상태로 상기 베이스 부재 쪽에 고정되는 외측 기판부, 및
    상기 외측 기판부에 대한 상기 내측 기판부의 틸트를 허용하도록 상기 내측 기판부와 외측 기판부에 연결되어 상기 모듈 하우징의 틸트를 허용하는 연결부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 틸트 액추에이터는,
    길이 변화시 차동 변위를 발생시켜 상기 제1 틸트 부재를 X축 및 Y축을 중심으로 각각 틸트시키도록 상기 제1 틸트 부재와 베이스 부재에 각각 연결되는 형상기억합금 와이어들 및,
    상기 베이스 부재에 고정된 상태로 상기 형상기억합금 와이어들에 접속되어 구동 전류를 공급하는 구동 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 형상기억합금 와이어들은 상기 베이스 부재에 고정된 상태로 상기 제1 틸트 부재의 X축 방향에 나란한 한 쌍의 X축 변들과 상기 제1 틸트 부재의 Y축 방향에 나란한 한 쌍의 Y축 변들에 각각 걸리도록 위치된 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 형상기억합금 와이어들은 상기 베이스 부재에 고정된 상태로 상기 제1 틸트 부재의 X축 및 Y축에 대해 각각 45도 경사진 대각 방향의 4개 코너 부위들에 각 걸리도록 위치되는 것을 특징으로 하는 흔들림 보정 기능을 갖는 카메라.
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