KR20240038672A - 이동단말의 카메라모듈의 오토 포커싱 방법 및 이를 적용한 이동단말 - Google Patents

이동단말의 카메라모듈의 오토 포커싱 방법 및 이를 적용한 이동단말 Download PDF

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Abstract

이동단말의 카메라모듈의 오토 포커싱 방법 및 이를 적용한 이동단말이 개시된다. 본 발명의 일실시예에서는, 렌즈와 평행하게 배치되는 자세감지센서로부터 렌즈의 자세와 관련한 정보를 수신하고, 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류와의 관계로부터, 상기 렌즈를 구동하는 렌즈구동부에 인가할 시작전류를 결정하여, 상기 시작전류에 대응하는 전류부터 전류를 증가시키면서 상기 렌즈구동부에 인가하여 오토포커싱을 수행한다.

Description

이동단말의 카메라모듈의 오토 포커싱 방법 및 이를 적용한 이동단말{METHOD FOR AUTO FOCUSING IN MOBILE TERMINAL AND MOBILE TERMINAL APPLYING THE SAME}
본 발명은 이동단말의 카메라모듈의 오토 포커싱 방법 및 이를 적용한 이동단말에 대한 것이다.
최근 들어, 초소형 카메라모듈이 내장된 휴대폰 및 타블릿 PC의 이동다말이 활발하게 개발되고 있다.
종래 휴대폰 등에 적용되는 디지털 카메라 모듈의 경우, 외부광을 디지털 이미지 또는 디지털 영상으로 변경하는 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절할 수 없었으나, 최근 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 조절하는 보이스 코일 모터와 같은 렌즈 구동 장치가 개발되어 카메라 모듈에서 보다 개선된 디지털 이미지 또는 디지털 영상을 얻을 수 있게 되었다.
일반적으로 카메라모듈에 적용되는 보이스 코일 모터는 내부에 렌즈가 장착된 가동자가 베이스로부터 상부로 이동하여 렌즈 및 베이스의 후면에 배치된 이미지 센서 사이의 간격을 조절한다.
보이스 코일 모터의 가동자는 보이스 코일 모터의 자세에 따라서 약 30㎛ 내지 50㎛의 변위를 가진다. 이와 같이 보이스 코일 모터의 가동자는 보이스 코일 모터의 자세에 따라 변위를 가지므로, 자세차 발생시 검색 범위(searching range)가 커지므로, 오토포커싱 동작시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2013-0106536호(공개일 2013.09.30) 한국 공개특허공보 제10-2009-0032320호(공개일 2009.04.01) 일본 특허공보 특허 제3382282호(공개일 2003.03.04)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 자세감지센서를 이용한 렌즈의 자세 정보를 오토포커싱에 이용하여 오토포커싱 속도를 증가시키기 위한 이동단말의 카메라모듈의 오토 포커싱 방법 및 이를 적용한 이동단말을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 이동단말은, 렌즈를 구동하는 렌즈구동부; 상기 렌즈의 하부에 배치되는 이미지 센서부; 상기 렌즈구동부와 평행하게 배치되어, 상기 렌즈의 자세를 센싱하는 자세감지센서; 및 상기 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류를 결정하고, 상기 렌즈구동부에 시작전류에 대응하는 전류부터 전류를 증가시키면서 인가하여, 오토포커싱을 수행하는 제어부를 포함하는 이동단말.를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 이동단말은, 상기 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류의 관계를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류의 관계는, 사인함수를 구성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 렌즈구동부에 시작전류부터 전류를 증가시키면서 인가할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 렌즈구동부에 시작전류보다 소정 전류만큼 적은 전류부터 전류를 증가시키면서 인가할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 렌즈구동부에 시작전류에 대응하는 전류부터 전류를 연속적으로 증가시키면서 인가할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 렌즈구동부에 시작전류에 대응하는 전류부터 전류를 단계적으로 증가시키면서 인가할 수 있다.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예의 오토포커싱 방법은, 렌즈와 평행하게 배치되는 자세감지센서로부터 렌즈의 자세와 관련한 정보를 수신하는 단계; 상기 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류와의 관계로부터, 상기 렌즈를 구동하는 렌즈구동부에 인가할 시작전류를 결정하는 단계; 및 상기 시작전류에 대응하는 전류부터 전류를 증가시키면서 상기 렌즈구동부에 인가하여 오토포커싱을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 방법은, 상기 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류의 관계를 미리 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 오토포커싱을 수행하는 단계는, 상기 렌즈구동부에 시작전류부터 전류를 증가시키면서 인가할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 오토포커싱을 수행하는 단계는, 상기 렌즈구동부에 시작전류보다 소정 전류만큼 적은 전류부터 전류를 증가시키면서 인가할 수 있다.
자세감지센서에 의해 결정된 렌즈의 자세를 이용하여 오토포커싱 시작전류를 변동함으로써, 전류 검색범위를 빠르게 결정할 수 있으므로, 빠른 오토포커싱 동작이 가능하다.
도 1a은 본 발명의 일실시예의 이동단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1b는 이동단말에서 자세감지센서가 배치되는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1a의 보이스코일모터를 개념적으로 나타낸 일예시도이다.
도 3은 종래 렌즈 자세에 따른 전류와 스트로크의 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 오토포커싱 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 렌즈 자세에 따른 시작전류를 나타내는 일예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제어부가 인가하는 전류를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1a은 본 발명의 일실시예의 이동단말을 설명하기 위한 구성도이고, 도 1b는 이동단말에서 자세감지센서가 배치되는 예를 설명하기 위한 일예시도이다. 도 2a 내지 도 2c는 도 1a의 보이스코일모터를 개념적으로 나타낸 일예시도이로서, 도 2a는 렌즈의 자세가 0도인 경우, 도 2b는 자세가 90도인 경우, 도 2c는 자세가 180도인 경우를 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동단말은, 제어부(1), 보이스코일모터(VCM)(2), 이미지 센서부(3) 및 자세감지센서(4)를 포함할 수 있다.
자세감지센서(gravity sensor)(4)는 자세를 감지하는 센서로서, 예를 들어 중력 방향을 탐지하는 중력센서일 수 있는 센서일 수 있으며, 이동단말에 탑재되어 중력이 어느 방향으로 작용하는지 탐지하고, 이동단말의 자세를 센싱하여 이를 제어부(1)에 제공할 수 있다. 자세감지센서(4)는 이동단말(1)의 자세결정을 위해, 보이스코일모터(2)와 평행하게 배치될 수 있다. 도 1b를 참조로 하면, 자세감지센서(4)는 보이스코일모터(2)와 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)(6) 위에서 평행하게 배치될 수 있음을 알 수 있다.
보이스코일모터(2)는 렌즈를 일방향 또는 양방향으로 구동하여 오토 포커싱(AF)을 수행할 수 있다. 즉, 보이스코일모터(2)에 장착된 렌즈는 후술될 베이스로부터 상승 또는 하강하는 방향으로 이동하고, 이 과정에서 렌즈와 이미지 센서부(3) 사이에 포커싱 동작이 수행될 수 있다.
도 2 또는 도 3을 참조하면, 보이스코일모터(2)는 베이스(10), 고정자(20), 가동자(30), 탄성부재(40) 및 커버(50)를 포함할 수 있다.
베이스(10)는 내부에 광이 통과하는 개구가 형성되며, 가동자(30)의 하부 스토퍼(stopper)의 기능을 수행한다. 베이스(10)의 하부에는 이미지 센서부(3)가 배치될 수 있다.
이미지 센서부(3)는 보이스코일모터(2)의 가동자(30) 내부의 렌즈에 대응하는 활성영역의 화소에서, 렌즈를 통과하는 광신호를 영상신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서부(3)는, 예를 들어 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD), 상보형 금속산화반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그와 유사한 기능을 수행하는 다른 소자일 수도 있다.
고정자(20)는 베이스(10) 상에 고정되며, 고정자(20)는 자기장을 발생시키는 제1구동부(22)를 포함하며, 고정자(20)의 내부에는 수납공간이 형성된다. 제1구동부(22)는 절연 수지에 의해 절연된 긴 전선을 권선한 코일일 수도 있고, 마그네트일 수도 있다.
가동자(30)는 고정자(20)의 내부에 배치되며, 내부에 렌즈(32)가 배치되는 보빈(34)을 포함할 수 있다. 가동자(30)의 외면에서는 자기장을 발생하는 제2구동부(36)가 배치될 수 있다.
본 발명의 일예에서, 고정자(20)의 제1구동부(22)가 코일인 경우, 가동자(30)의 제2구동부(36)는 마그네트일 수 있으며, 제1구동부(22)가 마그네트인 경우 제2구동부(36)는 코일일 수 있다.
탄성부재(40)는 일측이 가동자(30)에 고정되고, 타측이 고정자(20)에 고정되며, 가동자(30)를 탄력적으로 지지한다. 탄성부재(40)는 가동자(30)의 보빈(34)의 하부에 결합되는 제1탄성부재(44)와 보빈(34)의 상부에 결합되는 제2탄성부재(42)를 포함할 수 있다. 탄성부재(40)는 고정자(20)의 제1구동부(22) 또는 가동자(30)의 제2구동부(36)에 제어부(1)로부터의 구동신호가 인가되지 않은 경우 가동자(30)를 베이스(10) 상면에 접촉시킬 수 있다. 즉, 탄성부재(40)는 제어부(1)로부터 구동신호가 인가되지 않으면 가동자(30)에 베이스(10)를 향하는 방향의 힘을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서 가동자(30)가 베이스(30)로부터 부상하기 위해서는 탄성부재(40)의 탄성력 및 가동자(30)의 자중보다 큰 전자기력을 필요로 한다.
커버(50)는 베이스(10)에 고정되며, 고정자(20) 및 가동자(30)를 감싼다. 또한, 커버(50)는 가동자(30)를 멈추는 상부 스톱퍼로서 기능한다.
도 2a와 같이 이동단말의 자세가 0도인 경우 렌즈 스트로크(lens stroke)가 작지만, 도 2b와 같이 이동단말의 자세가 90도인 경우에는, 렌즈 스트로크가 커진다. 또한, 도 2c와 같이 이동단말의 자세가 180도인 경우에는 90도인 경우보다 렌즈 스트로크가 더 커지게 된다. 본 발명에서는, 이동단말의 자세가 '0도'인 것을, 도 2a와 같이 렌즈가 상면을 향하고 있는 경우로 정의하기로 한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방식으로 자세가 0도인 것을 정의할 수도 있을 것이다.
도 3은 종래 렌즈 자세에 따른 전류와 스트로크의 특성을 설명하기 위한 예시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 동일 전류 인가시 자세에 따라 렌즈 위치의 편차가 발생하고 있음을 알 수 있다. 도면에서 3A는 자세가 0도인 경우 전류에 따른 스트로크를 나타낸 것이고, 3B는 자세가 90도인 경우 전류에 따른 스트로크를 나타낸 것이다.
따라서, 종래의 오토포커싱 방법에 의하면, 자세가 상이한 경우 검색범위가 커지므로, 오토포커싱 동작시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 제어부(1)는 이와 같이, 오토포커싱 동작시간이 길어지는 문제점을 해결하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 오토포커싱 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(1)는, 자세감지센서(4)로부터 이동단말의 자세가 센싱되고, 이를 수신할 수 있다(S10). 도 1b를 참조로 하면, 자세감지센서(4)는 보이스코일모터(2)와 평행하게 배치되므로, 자세감지센서(4)에 의해 보이스코일모터(2)의 렌즈(32)의 자세가 센싱될 수 있다. 이때 이동단말의 자세는, 0도에서 180도 범위에서 결정될 수 있으며, 이동단말의 자세가 0도인 것은, 예를 들어 렌즈가 상방향으로 배치되는 것을 기준으로 한 것이지만, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 이미 설명한 바와 같다.
제어부(1)는 자세감지센서(4)로부터 렌즈(32)의 자세를 수신하면, 렌즈(32)의 자세에 대응하는 가동자(30)를 구동하기 위한 시작전류를 결정할 수 있다(S15).
도 5는 자세에 따른 시작전류를 나타내는 일예시도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 사인함수에 근사화됨을 알 수 있다. 제어부(1)는 이와 같은 자세에 따른 시작전류를 저장부(5)에 저장할 수 있으며, 자세감지센서(4)에 의해 센싱된 자세에 따른 시작전류를 저장부(5)에 저장된 데이터를 바탕으로 결정할 수 있다.
제어부(1)는 이후, 해당 시작전류부터 전류를 단계적으로 또는 연속적으로 인가하여 오토포커싱을 수행할 수 있다(S20).
이때, 제어부(1)는, 해당 시작전류보다 소정 전류만큼 적은 전류를 인가하기 시작할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 제어부가 인가하는 전류를 설명하기 위한 일예시도이다.
즉, 제어부(1)는, 렌즈(32)의 자세가 0도인 경우, 도 5에서 5A에 해당하는 전류를 결정하고, 해당 5A에 대응하는 전류를 시작전류로 하여 최적 포커싱되는 렌즈 스트로크를 결정하기 위해 전류를 증가시켜, 최적 포커싱되는 전류를 결정할 수 있다.
또한, 렌즈(32)의 자세가 90도인 경우, 도 5에서 5B에 해당하는 전류를 결정하고, 도 6에서 5B에 대응하는 전류를 시작전류로 하여 최적 포커싱되는 렌즈 스트로크를 결정하기 위하 전류를 증가시켜, 최적 포커싱되는 전류를 결정할 수 있다.
도 6에서는 전류가 연속적으로 증가하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전류를 단계적으로 변화시켜 오토포커싱을 수행할 수 있음은, 본 발명이 적용되는 기술분야에서 자명한 사항이다.
본 발명의 일실시예에서, 렌즈의 자세가 0도와 90도인 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 자세가 0도 내지 180도 사이에서 결정되면 해당 자세에 대한 시작전류가 도 5의 자세에 대한 시작전류의 관계에 따라 결정될 수 있을 것이다.
다만, 도 6의 일실시예에서는, 시작전류에 해당하는 전류부터 전류를 증가시킬 수 있음을 예를 들어 도시하였으나, 위에서 설명한 바와 같이, 시작전류보다 소정 전류만큼 적은 전류부터 전류를 증가시킬 수도 있을 것이다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 자세감지센서에 의해 결정된 렌즈의 자세를 이용하여 오토포커싱 시작전류를 변동함으로써, 전류 검색범위를 빠르게 결정할 수 있으므로, 빠른 오토포커싱 동작이 가능하다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 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.
1: 제어부 2: 보이스코일모터
3: 이미지 센서부 4: 자세감지센서
5: 저장부 6: PCB
10: 베이스 20: 고정자
30: 가동자 40: 탄성부재
50: 커버

Claims (1)

  1. 렌즈를 구동하는 렌즈구동부;
    상기 렌즈의 자세에 대응하는 시작전류를 결정하고, 상기 렌즈구동부에 시작전류에 대응하는 전류부터 전류를 증가시키면서 인가하여, 오토포커싱을 수행하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
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