KR20220094781A

KR20220094781A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20220094781A
Application number: KR1020200186360A
Authority: KR
Inventors: 서은성
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-07-06
Also published as: US20240069409A1; CN116671120A; EP4274218A1; WO2022145992A1

Abstract

실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광 경로 제어 부재, 상기 제1 광 경로 제어 부재와 연결되며 상기 제1 광 경로 제어 부재의 움직임을 제어하는 제1 구동 부재, 상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서, 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부 및 상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

실시예는 향상된 성능을 가지는 카메라 모듈에 대한 것이다.

카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스 그뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다.

예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.

이러한 영상 흔들림 방지(IS) 기술에는 광학적 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer; OIS) 기술과 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술 등 이 있다. 여기서 OIS 기술은 빛의 경로를 변화시킴으로써 움직임을 보정하는 기술이며, 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술은 기계적인 방식과 전자적인 방식으로 움직임을 보정하는 기술이다.

여기서 상기 광학적 영상 흔들림 방지(OIS) 기술은 빛의 경로를 변화시킬 수 있는 반사 부재, 구동 부재 등을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 상기 구동 부재의 구동력으로 상기 반사 부재의 위치를 제어하여 빛의 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈은 흔들림에 따른 각속도 변화를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 센서로부터 감지한 각속도 변화량을 바탕으로 상기 반사 부재의 위치를 제어할 수 있다.

그러나, 상기 카메라 모듈은 흔들림 발생 시 각속도 변화를 바탕으로 흔들림에 대한 보정을 진행하고 있지만, 카메라 모듈의 위치 변화에 따른 흔들림 보정을 수행하고 있지 않다. 이로 인해, 피사체가 근거리에 위치할 경우 흔들림 보정 기능이 효과적으로 동작하기 어려운 문제가 있다.

따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 카메라 모듈이 요구된다.

실시예는 광학 특성이 향상된 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

또한, 실시예는 다양한 거리에 위치한 피사체를 촬영 시 발생하는 이미지 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

또한, 실시예는 슬림하고 컴팩트한 구조를 가지는 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

또한, 실시예는 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

또한, 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고, 상기 제1 광 경로 제어 부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공될 수 있다.

또한, 상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.

[수학식 1]

(수학식 1에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다.)

또한, 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직일 수 있다.

또한, 상기 감지부는 상기 카메라 모듈의 각속도 변화를 감지하는 제1 센서 및 상기 카메라 모듈의 가속도 변화를 감지하는 제2 센서를 포함할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광 경로 제어 부재, 상기 제1 광 경로 제어 부재와 연결되며 상기 제1 광 경로 제어 부재의 움직임을 제어하는 제1 구동 부재, 상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서, 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부, 상기 이미지 센서와 연결되며 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제2 구동 부재 및 상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.

[수학식 2]

(수학식 2에서 θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다.

또한, 상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.

[수학식 3]

(수학식 3에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sz는 상기 이미지 센서가 상기 제1 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)

또한, 상기 제2 구동 부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광 경로 제어 부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 렌즈부 및 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 제2 광 경로 제어 부재를 더 포함하고, 상기 제2 광 경로 제어 부재는, 상기 제2 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향으로 반사할 수 있다.

또한, 상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.

[수학식 4]

(수학식 4에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sx는 상기 이미지 센서가 상기 제2 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)

또한, 상기 제2 광 경로 제어 부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광 경로 제어 부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮을 수 있다.

또한, 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 평행할 수 있다.

실시예에 따른 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가지며 이미지 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈은 흔들림에 의한 각속도 변화, 가속도 변화를 바탕으로 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈은 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시, 회전 및 위치 변화에 대한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 흔들림에 의한 각속도 변화를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도를 제어할 수 있고, 흔들림에 의한 가속도 변화를 바탕으로 이미지 센서의 위치를 제어할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈은 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시, 회전 및 위치 변화에 대한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.

또한, 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 광 경로 제어 부재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라 모듈을 포함하는 기기는 슬림하게 제조할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈이 흔들림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 다른 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우, 그뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우, 그뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향, 그뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

또한, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 렌즈의 광축에서 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 렌즈의 광축에서 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다.

또한, "물체 측 면"은 광의 이동 경로를 기준으로 물체 측을 향햐는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "상 측 면"은 이미지 센서를 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이고, 도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈이 흔들림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 3 및 도 4는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈부(100), 이미지 센서(300), 제1 광 경로 제어 부재(400), 제1 구동 부재(500) 및 감지부(700)를 포함할 수 있다.

상기 렌즈부(100)는 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 하우징 및 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 하우징은 상기 적어도 하나의 렌즈를 수용할 수 있다. 상기 하우징은 상기 적어도 하나의 렌즈를 지지할 수 있다. 상기 렌즈는 2매 이상의 복수개로 제공될 수 있다. 상기 복수의 렌즈는 유리(glass), 플라스틱(plastic) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수의 렌즈는 피사체 측으로부터 상 측 방향으로 상기 렌즈부(100)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 이미지 센서(300)의 상면과 수직일 수 있다.

상기 복수의 렌즈 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 복수의 렌즈 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다.

상기 비유효 영역은 상기 유효 영역 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 하우징 등에 고정되는 영역일 수 있다.

상기 렌즈부(100)는 상기 피사체에 반사된 광의 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 렌즈 각각은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있고, 설정된 형상, 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈부(100)는 상기 피사체에 반사된 광을 확산, 산란, 굴절, 집광 등을 시켜 광의 경로를 제어할 수 있다.

상기 렌즈부(100)는 설정된 화각(FOV)을 가질 수 있다. 또한, 상기 렌즈부(100)는 설정된 유효 초점 거리(Effective Focal Length; EFL)를 가질 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 유효 초점 거리(EFL)는 설정된 범위 내에서 고정되거나 가변 가능하게 제공될 수 있다.

상기 이미지 센서(300)는 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈부(100)는 상기 피사체 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 기판(미도시) 상에 배치될 수 있다.

상기 기판은 상기 이미지 센서(300)와 전기적으로 연결되며 물리적으로 지지할 수 있다. 상기 기판은 회로 기판일 수 있다. 상기 기판은 상기 이미지 센서(300)에 전원을 공급하기 위한 배선층을 포함할 수 있고, 복수의 수지층으로 형성된 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)일 수 있다. 일례로, 상기 기판은 리지드 PCB(Rigid PCB), 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), RFPCB(Rigid Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다

또한, 상기 기판은 유리(glass), 수지, 에폭시 등을 포함하는 합성 수지를 포함할 수 있고, 열전도성이 우수한 세라믹(ceramic), 표면이 절연된 금속을 포함할 수 있다. 상기 기판은 플레이트, 리드 프레임과 같은 형태를 가질 수 있으며 이에 대해 한정하지 않는다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판 상에는 제너 다이오드, 변압 조절기 및 저항 등이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.

상기 기판 상에는 절연층(미도시) 또는 보호층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 절연층 또는 보호층은 상기 기판의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다.

상기 이미지 센서(300)는 상기 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서는 상기 기판의 상면과 직접 접촉하며 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 피사체에 반사되어 상기 카메라 모듈(1000)에 입사된 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 렌즈부(100)를 통과한 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈를 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.

상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 렌즈부(100)보다 피사체와 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 피사체 측으로부터 상 측 방향으로 상기 제1 광 경로 제어 부재(400), 상기 렌즈부(100) 및 상기 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다.

상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 외부에서 입사된 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 카메라 모듈(1000)에 입사되는 광의 경로를 90도 각도로 반사할 수 있다.

상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)에 제1 방향(z축 방향)으로 입사된 광을 반사해 광의 경로를 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈가 배치된 방향인 제2 방향(x축 방향)으로 변경할 수 있다.

상기 카메라 모듈(1000)이 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 포함할 경우, 상기 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(1000)이 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 포함하지 않을 경우, 상기 기기 내에서 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈들은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들을 포함하는 카메라 모듈(1000)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 높은 높이를 가지게 되며 이로 인해 상기 카메라 모듈(1000) 및 이를 포함하는 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다.

그러나, 상기 카메라 모듈(1000)이 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 포함할 경우, 상기 카메라 모듈(1000)은 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다.

즉, 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈들이 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있으며, 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈부(100)를 포함하는 카메라 모듈(1000)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있어, 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있으며, 이로 인해 상기 기기의 두께 역시 보다 얇아질 수 있다.

상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)와 연결될 수 있다. 상기 제1 구동 부재(500)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동 부재(500)는 액추에이터로 VCM(Voice Coil Motor), 피에조 소자(Piezo-electric device), 형상 기억 합금, MEMS 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동 부재(500)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 움직일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제2 방향(x축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 흔들림을 보정할 수 있다.

상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)에 가해지는 회전, 위치 변화를 감지할 수 있다.

상기 감지부(700)는 제1 센서(710) 및 제2 센서(720)를 포함할 수 있다. 상기 제1 센서(710)는 상기 카메라 모듈(1000)의 각속도 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 일례로, 상기 제1 센서(710)는 자이로 센서(gyro sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 센서(720)는 상기 카메라 모듈(1000)의 가속도 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 일례로, 상기 제2 센서(720)는 가속도 센서(acceleration sensor)를 포함할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)를 이용하여 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 변화하는 각속도, 가속도를 감지할 수 있다.

상기 카메라 모듈(1000)은 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 필터는 상기 렌즈부(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터는 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈둘 중 상기 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다.

상기 필터는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.

상기 카메라 모듈(1000)은 제어부(750)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 정보를 바탕으로 상기 제1 구동 부재(500)에 인가되는 신호를 제어할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 제1 구동 부재(500)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 움직임을 제어할 수 있다.

자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우, 상기 감지부(700)는 흔들림에 대한 정보를 감지할 수 있고, 상기 제어부(750)는 흔들림에 대한 보정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우 상기 제1 센서(710)는 각속도 변화를 감지할 수 있고 상기 제2 센서(720)는 가속도 변화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)가 감지한 변화를 바탕으로 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림 정도, 예컨대 회전 정도, 위치 변화의 정도를 계산할 수 있다.

또한, 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 신호에 대한 피드백 값 보정을 진행할 수 있다. 여기서 피드백 값 보정은 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보에서 노이즈 등을 제거하는 보정일 수 있다. 또한, 상기 피드백 값 보정은, 획득한 정보를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 제어를 위한 상기 제1 구동 부재(500)에 인가할 신호를 보정하는 것을 의미할 수 있다. 상기 제어부(750)는 보정한 신호를 상기 제1 구동 부재(500)에 제공할 수 있다. 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제어부(750)로부터 인가된 신호에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸트될 수 있고, 상기 카메라 모듈(1000)의 회전 및 위치 변화에 따른 흔들림을 보정할 수 있다.

이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 무한대(infinity) 내지 근거리에 위치한 피사체를 촬영할 경우 회전에 의한 흔들림과 위치 변화에 따른 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다. 따라서, 상기 카메라 모듈(1000)은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.

이하 종래의 카메라 모듈과 실시예에 따른 카메라 모듈에 대해 비교 설명한다.

	피사체와의 거리	흔들림	픽셀의 이동(pixel)
Pitch, Yaw	무한대(Infinity)	1 도(deg)	432
Pitch, Yaw	25 mm	1 도(deg)	432
X-Y 위치변화	무한대(Infinity)	0.5 mm	0
	700 mm	0.5 mm	17
	100 mm	0.5 mm	124
	25 mm	0.5 mm	354

표 1은 카메라 모듈에서 흔들림 발생에 따른 픽셀의 위치 변화에 대한 것이다. 자세하게, 상기 표 1은 20도의 화각(FOV)을 가지며 이미지 센서(300)의 픽셀 크기가 약 0.7㎛인 카메라 모듈을 이용하여 흔들림에 따라 이동하는 픽셀의 수를 측정한 실험예이다.

표 1을 참조하면, 근거리(25mm) 및 무한대에 위치한 피사체를 촬영 시 회전에 의한 흔들림이 발생할 경우 약 432개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 즉, 회전에 의한 흔들림 발생 시 이동하는 픽셀의 개수는 피사체와의 간격과 큰 영향이 없는 것을 알 수 있다.

또한, 무한대에 위치한 피사체를 촬영 시 제2 방향(x축 방향) 및/또는 제3 방향(y축 방향)으로 위치 변화가 발생할 경우 약 0개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 그리고, 약 700mm에 위치한 피사체를 촬영할 경우 약 17개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있고, 100mm에 위치한 피사체를 촬영할 경우 약 124개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 마지막으로, 근거리(25mm)에 위치한 피사체를 촬영할 경우 약 354개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 즉, 위치 변화에 의한 흔들림 발생 시 이동하는 픽셀의 개수는 무한대에서 근거리로 갈수록 점차 증가하는 것을 알 수 있다.

종래의 카메라 모듈은 흔들림 발생 시 변화하는 각속도를 바탕으로 흔들림 보정을 진행하고, 위치 변화에 따른 가속도 변화를 바탕으로 별도의 흔들림 보정을 진행하지 않았다.

예를 들어, 종래의 카메라 모듈을 이용하여 원거리에 위치한 피사체를 촬영할 수 있다. 이때, 종래의 카메라 모듈은 각속도 변화를 바탕으로 회전에 의한 흔들림 보정을 진행하였다. 그러나, 상기 피사체가 상대적으로 먼 거리에 위치할 경우 상기 표 1과 같이 흔들림에 의한 위치 변화가 거의 없거나 매우 작아 위치 변화에 따른 보정은 별도로 진행하지 않았다.

또한, 종래의 카메라 모듈을 이용하여 근거리에 위치한 피사체를 촬영할 수 있다. 이때, 종래의 카메라 모듈은 각속도 변화를 바탕으로 회전에 의한 흔들림 보정을 진행하였으나, 위치 변화에 따른 보정은 별도로 진행하지 않았다. 이에 따라, 중거리 및 근거리에 위치한 피사체를 촬영할 경우 위치 변화에 대한 흔들림이 효과적으로 보정되지 않는 문제가 있다.

그러나, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 피사체 촬영 시 회전, 위치 변화에 따른 흔들림 보정을 진행할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)은 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트하여 흔들림을 보정할 수 있고, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.

[수학식 1]

수학식 1에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미한다.

또한, 수학식 1에서 θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다.

또한, 수학식 1에서 Φx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미한다.

또한, 수학식 1에서 Tx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미한다.

즉, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 상기 감지부(700)를 통해 감지한 각속도 및 가속도 변화량을 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있다. 이때, 상기 제어부(750)는 흔들림에 의한 회전 및 위치 변화를 고려하여 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있다. 이에 따라, 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시, 상기 카메라 모듈(1000)은 회전 및 위치 변화에 대한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.

도 5는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 다른 도면이다. 도 5를 이용한 설명에서는 앞서 설명한 카메라 모듈과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.

도 5를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈부(100), 이미지 센서(300), 제1 광 경로 제어 부재(400), 제1 구동 부재(500), 제2 구동 부재(520) 및 감지부(700)를 포함할 수 있다.

상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있고, 상기 렌즈부(100)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 이미지 센서(300)의 상면과 수직일 수 있다. 즉, 상기 피사체에 반사된 광은 상기 제1 광 경로 제어 부재(400) 및 상기 렌즈부(100)를 순차적으로 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 제공될 수 있다.

상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)와 연결될 수 있다. 상기 제1 구동 부재(500)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 움직일 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제2 방향(x축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 흔들림을 보정할 수 있다.

상기 제2 구동 부재(520)는 상기 이미지 센서(300)와 연결될 수 있다. 상기 제2 구동 부재(520)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 구동 부재(520)는 액추에이터로 VCM(Voice Coil Motor), 피에조 소자(Piezo-electric device), 형상 기억 합금, MEMS 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제2 구동 부재(520)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 구동 부재(520)는 상기 이미지 센서(300)를 제1 방향(z축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 상기 제2 구동 부재(520)의 구동력에 의해 상기 이미지 센서(300)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 발생하는 위치 변화를 보정할 수 있다.

또한, 상기 제2 구동 부재(520)는 설정된 높이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 구동 부재(520)의 제1 방향(z축 방향) 높이는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 제1 방향 높이보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)의 제1 방향 높이가 상기 제2 구동 부재(520) 및 상기 이미지 센서(300)의 이동에 의해 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 카메라 모듈은 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.

상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부(700)는 각속도 변화를 감지하는 제1 센서(710) 및 가속도 변화를 감지하는 제2 센서(720)를 포함하고, 흔들림 시 발생하는 회전 및 위치 변화를 감지할 수 있다.

상기 카메라 모듈(1000)은 제어부(750)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보를 바탕으로 상기 제1 구동 부재(500) 및 상기 제2 구동 부재(520)에 각각 인가되는 신호를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(750)는 제1 제어부(미도시) 및 제2 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제1 제어부는 상기 제1 구동 부재(500)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제2 제어부(750)는 상기 제2 구동 부재(520)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다.

자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우, 상기 감지부(700)는 흔들림에 대한 정보를 감지할 수 있고, 상기 제어부(750)는 흔들림에 대한 보정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우 상기 제1 센서(710)는 각속도 변화를 감지할 수 있고 상기 제2 센서(720)는 가속도 변화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)가 감지한 변화를 바탕으로 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림 정도, 예컨대 회전 정도, 위치 변화의 정도를 계산 및 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 신호에 대한 피드백 값 보정을 진행할 수 있다. 여기서 피드백 값 보정은 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보에서 노이즈 등을 제어하는 보정일 수 있다. 또한, 상기 피드백 값 보정은 획득한 정보를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재(400) 및 상기 이미지 센서(500)의 제어를 위한 상기 제1 구동 부재(500) 및 상기 제2 구동 부재(520)에 인가할 신호를 보정하는 것을 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 제어부는 상기 제1 센서(710)가 감지한 회전 정도에 대한 보정을 진행할 수 있고, 상기 제2 제어부는 상기 제2 센서(720)가 감지한 위치 변화의 정도에 대한 보정을 진행할 수 있다. 이후 상기 제1 및 제2 제어부는 보정한 신호를 상기 제1 구동 부재(500) 및 상기 제2 구동 부재(520)에 각각 제공할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제1 제어부로부터 인가된 신호에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸트되며 회전에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제2 방향(x축 방향), 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트할 수 있고, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.

[수학식 2]

수학식 2에서 θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다.

또한, 수학식 2에서 Φx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미한다.

그리고, 상기 이미지 센서(300)는 상기 제2 제어부(750)로부터 인가된 신호에 의해 제1 방향(z축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 이동하며 위치 변화에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 이때, 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리는 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.

[수학식 3]

수학식 3에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부(100)의 전체 초점 거리(Focal Length)를 의미한다.

또한, 수학식 3에서 Tx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미한다.

또한, 수학식 3에서 Sz는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제1 방향(z축 방향)으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제3 방향(y축 방향)으로 이동하는 거리를 의미한다.

즉, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 상기 감지부(700)를 통해 감지한 각속도 및 가속도 변화량을 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서(300)의 위치를 설정할 수 있다. 이때, 상기 제어부(750)는 흔들림에 의한 회전을 통해 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있고, 흔들림에 의한 위치 변화를 통해 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리를 설정할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시 회전 및 위치 변화에 의한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 또 다른 도면이다. 도 6을 이용한 설명에서는 앞서 설명한 카메라 모듈과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.

도 6을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈부(100), 이미지 센서(300), 제1 광 경로 제어 부재(400), 제2 광 경로 제어 부재(420), 제1 구동 부재(500), 제2 구동 부재(520) 및 감지부(700)를 포함할 수 있다.

상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있고, 상기 렌즈부(100)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)에 제1 방향(z축 방향)으로 입사된 광을 반사해 광의 경로를 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈가 배치된 방향인 제2 방향(x축 방향)으로 변경할 수 있다.

상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 상기 렌즈부(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 상기 렌즈부(100)를 통과한 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 상기 렌즈부(100)를 통과한 광의 경로를 90도 각도로 반사할 수 있다.

상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 상기 렌즈부(100)를 제2 방향(x축 방향)으로 통과한 광을 반사해 광의 경로를 상기 이미지 센서(300)가 배치된 제1 방향(x축 방향)으로 다시 변경할 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 이미지 센서(300)의 상면과 평행할 수 있다. 즉, 피사체에 반사된 광은 상기 제1 광 경로 제어 부재(400), 상기 렌즈부(100) 및 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)를 순차적으로 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 제공될 수 있다.

상기 제2 광 경로 제어 부재(420)는 설정된 높이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)의 제1 방향(z축 방향) 높이는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 제1 방향 높이보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)의 제2 방향(x축 방향) 높이는 상기 제2 광 경로 제어 부재(420)의 제1 방향 높이보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)의 제1 방향 높이가 상기 제2 광 경로 제어 부재(420) 및 상기 이미지 센서(300)에 의해 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 카메라 모듈(1000)은 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 또한, 상기 이미지 센서(300)의 상면이 상기 렌즈부(100)의 광축과 평행하게 배치됨에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 보다 큰 사이즈를 가지는 이미지 센서(300)를 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 고화소 결과물을 제공할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 구동 부재(500)는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)를 제2 방향(x축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 회전에 의한 흔들림을 보정할 수 있다.

상기 제2 구동 부재(520)는 상기 이미지 센서(300)와 연결될 수 있다. 상기 제2 구동 부재(520)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 상기 제2 구동 부재(520)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 구동 부재(520)는 상기 이미지 센서(300)를 제2 방향(x축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 상기 제2 구동 부재(520)의 구동력에 의해 상기 이미지 센서(300)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 발생하는 위치 변화를 보정할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(750)의 제1 제어부는 상기 제1 구동 부재(500)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(750)의 제2 제어부(750)는 상기 제2 구동 부재(520)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제1 제어부로부터 인가된 신호에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸트되며 회전에 따른 흔들림을 보정할 수 있다.

자세하게, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)는 상기 제2 방향(x축 방향), 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트할 수 있고, 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)의 틸트 각도는 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.

[수학식 4]

수학식 4에서 θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재(400)가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다.

또한, 수학식 4에서 Φx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미한다.

그리고, 상기 이미지 센서(300)는 상기 제2 제어부(750)로부터 인가된 신호에 의해 제2 방향(x축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 이동하며 위치 변화에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 이때, 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리는 하기 수학식 5를 만족할 수 있다.

[수학식 5]

수학식 5에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부(100)의 전체 초점 거리(Focal Length)를 의미한다.

또한, 수학식 5에서 Tx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미한다.

또한, 수학식 5에서 Sx는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제2 방향(x축 방향)으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제3 방향(y축 방향)으로 이동하는 거리를 의미한다.

도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다.

상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 카메라 모듈(1000)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 흔들림 방지(OIS) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈(10)은 상기 카메라 모듈(10)에 흔들림 발생 시 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 흔들림 방지 기능을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 다양한 거리에 위치한 피사체를 촬영할 경우 흔들림을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 보다 슬림한 구조를 가질 수 있어, 상기 이동 단말기(1) 역시 슬림하게 제공될 수 있다.

상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

카메라 모듈: 1000
렌즈부: 100 이미지 센서: 300
제1 광 경로 제어 부재: 400 제1 구동 부재: 500
제2 광 경로 제어 부재: 420 제2 구동 부재: 520
감지부: 700 제1 센서: 710
제2 센서: 720 이동 단말기: 1

Claims

피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광 경로 제어 부재;
상기 제1 광 경로 제어 부재와 연결되며 상기 제1 광 경로 제어 부재의 움직임을 제어하는 제1 구동 부재;
상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부;
상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서;
흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부; 및
상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고,
상기 제1 광 경로 제어 부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공되는 카메라 모듈.
제2 항에 있어서,
상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도는 하기 수학식 1을 만족하는 카메라 모듈.
[수학식 1]

(수학식 1에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다.)
제3 항에 있어서,
상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직인 카메라 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 카메라 모듈의 각속도 변화를 감지하는 제1 센서; 및
상기 카메라 모듈의 가속도 변화를 감지하는 제2 센서를 포함하는 카메라 모듈.
피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광 경로 제어 부재;
상기 제1 광 경로 제어 부재와 연결되며 상기 제1 광 경로 제어 부재의 움직임을 제어하는 제1 구동 부재;
상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부;
상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서;
흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부;
상기 이미지 센서와 연결되며 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제2 구동 부재; 및
상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
제6 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고,
상기 제1 광 경로 제어 부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공되는 카메라 모듈.
제7 항에 있어서,
상기 제1 광 경로 제어 부재의 틸트 각도는 하기 수학식 2를 만족하는 카메라 모듈.
[수학식 2]

(수학식 2에서 θx는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광 경로 제어 부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다.
제8 항에 있어서,
상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 3을 만족하는 카메라 모듈.
[수학식 3]

(수학식 3에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sz는 상기 이미지 센서가 상기 제1 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)
제9 항에 있어서,
상기 제2 구동 부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광 경로 제어 부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮은 카메라 모듈.
제9 항에 있어서,
상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직인 카메라 모듈.
제8 항에 있어서,
상기 렌즈부 및 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 제2 광 경로 제어 부재를 더 포함하고,
상기 제2 광 경로 제어 부재는, 상기 제2 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향으로 반사하는 카메라 모듈.
제12 항에 있어서,
상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 4를 만족하는 카메라 모듈.
[수학식 4]

(수학식 4에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sx는 상기 이미지 센서가 상기 제2 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)
제13 항에 있어서,
상기 제2 광 경로 제어 부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광 경로 제어 부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮은 카메라 모듈.
제13 항에 있어서,
상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 평행한 카메라 모듈.