WO2018128518A1 - 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기 - Google Patents

카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기 Download PDF

Info

Publication number
WO2018128518A1
WO2018128518A1 PCT/KR2018/000399 KR2018000399W WO2018128518A1 WO 2018128518 A1 WO2018128518 A1 WO 2018128518A1 KR 2018000399 W KR2018000399 W KR 2018000399W WO 2018128518 A1 WO2018128518 A1 WO 2018128518A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image stabilization
compensation value
signal
optical
stabilization
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/000399
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
문영섭
김영운
Original Assignee
엘지이노텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍(주) filed Critical 엘지이노텍(주)
Priority to CN201880006094.XA priority Critical patent/CN110169046A/zh
Priority to US16/476,374 priority patent/US11611703B2/en
Publication of WO2018128518A1 publication Critical patent/WO2018128518A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/04—Vertical adjustment of lens; Rising fronts
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/681—Motion detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/681—Motion detection
    • H04N23/6812—Motion detection based on additional sensors, e.g. acceleration sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/683—Vibration or motion blur correction performed by a processor, e.g. controlling the readout of an image memory
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
    • G03B2205/0015—Movement of one or more optical elements for control of motion blur by displacing one or more optical elements normal to the optical axis
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0069—Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils

Definitions

  • the present invention relates to a camera module. More specifically, the present invention relates to a camera module comprising a lens that can adjust the focal length using electrical energy.
  • the camera module is a module of a camera that photographs a subject as a picture or a video.
  • the camera module includes an AF camera module having an auto focus (AF) function, which is a function of automatically adjusting focus according to a distance of a subject.
  • AF auto focus
  • Autofocus is performed by moving a lens module including several lenses in the optical axis direction using a lens driving apparatus.
  • the OIS camera module with optical image stabilization is performed by moving a lens module including a plurality of lenses in a direction perpendicular to the optical axis by using a lens driving device.
  • the lens driving device has high power consumption, and additional components such as various supporting members, magnets, and coils are required for driving, and in order to protect the lens driving apparatus, a cover glass must be added separately to increase the overall thickness. Therefore, research has been conducted on liquid lenses that perform auto focus and image stabilization functions by electrically adjusting the curvature of two liquid interfaces.
  • the present invention provides a device and method that can simultaneously use optical image stabilization (OIS) and electronic image stabilization (EIS) to correct the movement of the camera module, thereby correcting the movement of the camera module
  • OIS optical image stabilization
  • EIS electronic image stabilization
  • the present invention corresponds to the output of the Gyro sensor (EIS) or optical to compensate for various and complex movements of the camera module including a lens that can adjust the focal length by using electrical energy It is possible to provide a camera module that performs image stabilization (OIS) and compensates for the portion beyond the compensation range through other image stabilization (IS) through complementary complement.
  • EIS Gyro sensor
  • OIS image stabilization
  • IS image stabilization
  • the present invention can be applied with different image stabilization (IS) technology to correct the movement of the camera module, it is possible to control the motion compensation of the camera module more precisely and quickly, thereby improving the performance of the camera module Can be improved.
  • IS image stabilization
  • Camera module comprises a lens assembly comprising a plurality of lenses; An image sensor converting an optical signal transmitted through the lens assembly into an electrical signal; A gyro sensor for outputting a change amount signal in response to the movement of the lens assembly and the image sensor; The first compensation value for optical image stabilization (OIS) by driving at least one of the lenses in response to the change amount signal and the effective area of the image sensor are adjusted to stabilize the electronic image stabilization.
  • a stabilization control unit for determining a second compensation value for the EIS; And a motion compensator for outputting a first control signal and a second control signal to perform image stabilization in response to the first compensation value and the second compensation value.
  • the motion compensation device may further include an optical image stabilizing unit configured to output a first control signal for driving at least one or more of the lenses in response to the first compensation value; And an electrical image stabilization unit configured to output a second control signal for adjusting the image sensor in response to the second compensation value.
  • the stabilization controller may determine the first compensation value by subtracting a compensation value of the electric image stabilization unit from the change amount signal.
  • the stabilization controller may prevent the first compensation value from being present when the change amount signal is smaller than the maximum compensation value of the electrical image stabilization unit.
  • the stabilization controller may determine the second compensation value by subtracting a maximum compensation value of the optical image stabilization unit from the change amount signal.
  • the stabilization controller may prevent the second compensation value from being present when the change amount signal is smaller than the maximum compensation value of the optical image stabilization unit.
  • the stabilization controller may determine the change amount signal by differentially determining the first compensation value and the second compensation value at a preset ratio.
  • the optical image stabilization unit outputs the first control signal to drive at least one lens in the direction of the optical axis or perpendicular to the optical axis to perform optical image stabilization (OIS), the electrical image stabilization unit optical A second control signal for adjusting an effective area of the image sensor for converting a signal into an electrical signal may be output.
  • OIS optical image stabilization
  • the lens assembly may include at least one liquid lens including a conductive liquid and a non-conductive liquid, and the conductive liquid and the non-conductive liquid form an interface.
  • the liquid lens includes a first plate having a cavity including a pre-conductive liquid and a non-conductive liquid, and includes a first electrode disposed above the first plate, a second electrode disposed below the first plate, and an upper portion of the first plate. It may include a second plate disposed.
  • the liquid lens may further include a third plate disposed under the first plate, and the first electrode and the second electrode may include one or more electrode sectors.
  • the optical image stabilizing unit outputs the first control signal to adjust the interface of the liquid lens to perform optical image stabilization (OIS), and the electrical image stabilizing unit converts an optical signal into an electrical signal.
  • a second control signal for adjusting the effective area of the sensor may be output.
  • Optical device includes a display unit for outputting an image; A camera module capable of capturing an image; And a body housing for mounting the display unit and the camera module, wherein the camera module includes a plurality of lenses; An image sensor converting an optical signal transmitted through the lens assembly into an electrical signal; A gyro sensor for outputting a change amount signal in response to the movement of the lens assembly and the image sensor; The first compensation value for optical image stabilization (OIS) by driving at least one of the lenses in response to the change amount signal and the effective area of the image sensor are adjusted to stabilize the electronic image stabilization.
  • a stabilization control unit for determining a second compensation value for the EIS; And a motion compensator for outputting a first control signal and a second control signal to perform image stabilization in response to the first compensation value and the second compensation value.
  • an image stabilization apparatus comprising: a receiver configured to receive an input signal including a motion change amount; A difference unit excluding a compensable value from the input signal; A transmitter for outputting an output of the difference unit; And a stabilization unit performing image stabilization in response to the compensable value.
  • the image stabilization may also include optical image stabilization (OIS) to adjust the camera lens.
  • OIS optical image stabilization
  • the image stabilization may also include electronic image stabilization (OIS) for adjusting the image sensor.
  • OIS electronic image stabilization
  • the image stabilization apparatus may further include a determination unit that determines the compensable value by comparing the input signal with the maximum compensation value of the stabilization unit.
  • a motion compensation device comprising: a gyro sensor configured to detect a motion and output a change amount; A first stabilization unit connected to a gyro sensor to perform first image stabilization by a first compensation value of the change amount; And a second stabilization unit connected to the first stabilization unit to perform second image stabilization by a second compensation value excluding the first compensation value.
  • first image stabilization may include electronic image stabilization (OIS)
  • second image stabilization may include optical image stabilization (OIS).
  • first image stabilization may include optical image stabilization (OIS)
  • second image stabilization may include electronic image stabilization (OIS).
  • the first stabilizer may include a receiver configured to receive an input signal including the change amount; A difference unit which determines the second compensation value by excluding the first compensation value from the input signal; A transmitter for outputting the second compensation value; And a stabilization unit configured to perform the first image stabilization in response to the first compensation value.
  • the first stabilizer may further include a determiner configured to determine the first compensated value by comparing the input signal with a maximum compensation value of the stabilizer.
  • Camera motion correction method comprises the steps of detecting the movement of the camera to output a change amount; Performing first image stabilization by a first compensation value of the change amount; And performing a second image stabilization by a second compensation value excluding the first compensation value from the change amount.
  • first image stabilization may include electronic image stabilization (EIS)
  • second image stabilization may include optical image stabilization (OIS).
  • EIS electronic image stabilization
  • OIS optical image stabilization
  • first image stabilization may include optical image stabilization (OIS)
  • second image stabilization may include electronic image stabilization (EIS).
  • the performing of the first image stabilization by the first compensation value of the change amount may include: receiving an input signal including the change amount; Determining the second compensation value by excluding the first compensation value from the input signal; Outputting the second compensation value; And performing the first image stabilization in response to the first compensation value.
  • the performing of the first image stabilization by the first compensation value of the change amount may further include determining the first compensation value by comparing the maximum compensation value of the input signal with the stabilization part.
  • a computer-readable recording medium may be recorded by an application program, which is implemented by a processor to realize the above-described camera motion correction method.
  • a motion compensation device includes a processing system including a processing system including at least one processor and at least one memory device in which a computer program is stored, wherein the processing system includes a motion compensation device.
  • the processing system may further include: performing, by the motion compensation device, electronic image stabilization (EIS) based on the compensable value; And performing optical image stabilization (OIS) based on the remaining values.
  • EIS electronic image stabilization
  • OIS optical image stabilization
  • the processing system may further include: performing, by the motion compensation device, optical image stabilization (OIS) based on the compensable value; And performing electronic image stabilization (EIS) based on the remaining values.
  • OIS optical image stabilization
  • EIS electronic image stabilization
  • the present invention can take advantage of both optical image stabilization (OIS) and electronic image stabilization (EIS) to correct the movement of the camera module due to external vibrations, including hand shake.
  • OIS optical image stabilization
  • EIS electronic image stabilization
  • the present invention can correct the movement of the camera module by using the optical image stabilization (OIS) and electrical image stabilization (EIS) method can be a wide range to correct the movement of the camera module.
  • OIS optical image stabilization
  • EIS electrical image stabilization
  • FIG. 1 illustrates a camera module capable of motion compensation.
  • FIG. 2 illustrates a first example of a motion compensation device.
  • FIG 3 illustrates a second example of the motion compensation device.
  • FIG. 4 illustrates a control device for image stabilization (IS).
  • FIG. 5 describes the operation of the control device described with reference to FIG. 4.
  • FIG. 6 illustrates a camera motion correction method
  • EIS 7 illustrates electrical image stabilization (EIS).
  • the top (bottom) or the bottom (bottom) ( on or under) when described as being formed on the “top” or “on or under” of each element, the top (bottom) or the bottom (bottom) ( on or under includes both two elements directly contacting each other or one or more other elements are formed indirectly between the two elements.
  • the top (bottom) or the bottom (bottom) when expressed as “up” or “on (under)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
  • FIG. 1 illustrates a camera module capable of motion compensation.
  • the camera module may include a lens assembly 10 and an image sensor 20.
  • the camera module may further include a gyro sensor 30 or a motion compensation device 40.
  • the motion compensator 40 may be represented by a motion compensator, and the motion compensator 40 and the motion compensator may be used interchangeably on the present specification.
  • the camera module may include a motion compensation device 40 for adjusting the lens assembly 10 and the image sensor 20 in response to the amount of change transmitted from the gyro sensor 30.
  • the motion compensation device 40 may include an optical image stabilizer OIS 12 and an electrical image stabilizer EIS 22.
  • the optical image stabilizing unit OIS 12 may output a first control signal for adjusting the lens assembly 10 in response to the change amount transmitted from the gyro sensor 30, and the electrical image stabilizing unit EIS 22. May output a second control signal for adjusting the image sensor 20 in response to the change amount transmitted from the gyro sensor 30.
  • the motion compensation device 40 may use the optical image stabilization unit OIS 12 and the electrical image stabilization unit EIS 22 in two different ways in response to the amount of change transmitted from the gyro sensor 30. For example, some of the changes transmitted from the gyro sensor 30 may be compensated through the optical image stabilizer OIS 12 and the other through the electrical image stabilizer EIS 22.
  • the camera module may be moved by external vibrations such as hand shake, and the camera module should be fixed so as not to move in order to prevent degradation of the camera quality caused by movement.
  • fixing the camera mounted on a portable device is deteriorating portability and convenience.
  • fixing the camera module may be very inconvenient and difficult to obtain a desired image or image.
  • an apparatus capable of performing image stabilization (IS) may be included in the camera to correct the movement of the camera module or compensate for the amount of change in the movement.
  • optical image stabilization OIS
  • electronic image stabilization EIS
  • digital image stabilization DIS
  • OIS optical image stabilization
  • EIS electronic image stabilization
  • DIS digital image stabilization
  • the cost can be realized in the order of digital image stabilization (DIS), electrical image stabilization (EIS), optical image stabilization (OIS) at a low cost, but Motion correction, compensation effect, and performance may be superior in order of optical image stabilization (OIS), electrical image stabilization (EIS), and digital image stabilization (DIS).
  • the digital image stabilization (DIS) does not compensate or compensate for the movement of the camera module in the process of obtaining an image converted from an optical signal into an electrical signal, but processes the image of the camera module in the process of processing an image composed of the converted electrical signal. Degradation of image quality can occur largely because it compensates or compensates for motion.
  • the electric image stabilization unit (EIS) 22 is limited in the range that can correct or compensate for the movement of the camera module. This is a problem related to the size of the image sensor 20 included in the camera module and the number of pixels. In particular, in the case of a camera module mounted in a portable device, the size of the image sensor 20 is physically limited. Therefore, a case may occur in which the electric image stabilization unit EIS 22 cannot correct or compensate for all the changes corresponding to the movement of the camera module transmitted from the gyro sensor 30. For this reason, it may be advantageous to use the optical image stabilization unit OIS 12 and the electrical image stabilization unit EIS 22 to compensate or compensate for the amount of change corresponding to the movement of the camera module transmitted through the gyro sensor 30. Can be.
  • a stabilization controller may further include determining a first compensation value and a second compensation value for electric image stabilization (EIS).
  • FIG. 2 illustrates a first example of a motion compensation device.
  • the motion compensation device may include an electric image stabilizer 22A and an optical image stabilizer 12A.
  • the electrical image stabilizer 22A may receive an amount of change signal GO transmitted from the gyro sensor 30 to perform electrical image stabilization EIS, and the optical image stabilizer 12A may be an electrical image stabilizer 22A.
  • the signal input to the electrical image stabilizer 22A may be a change amount signal GO, and the signal input to the optical image stabilization OIS may be a first compensation value.
  • the change amount signal GO and the first compensation value signal may be different signals.
  • the amount of change transmitted from the gyro sensor 30, that is, the amount of motion to be corrected or compensated may be corrected through the electrical image stabilizer 22A as well as through the optical image stabilizer 12A.
  • the sum of the second compensation value corrected through the electric image stabilization unit 22A and the first compensation value corrected through the optical image stabilization unit 12A may be substantially equal to the amount of change transmitted from the gyro sensor 30. have.
  • the electrical image stabilizing unit 22A may output a second control signal EC for adjusting the image sensor 20 (see FIG. 1) in response to the second compensation value.
  • the optical image stabilizer 12A physically moves the lens assembly 10 (see FIG. 1) and the image sensor 20 in response to the first compensation value to adjust the path of the optical signal (the first control signal ( OC) can be output.
  • the change amount included in the change amount signal GO output from the gyro sensor 30 and the second control signal EC and the optical image stabilization unit 12A output by the electric image stabilization unit 22A are output.
  • the sum of the compensation values included in the first control signal OC may be substantially the same.
  • the electric image stabilization unit 22A performs an image stabilization operation in response to a second compensation value that can be compensated by performing an electric image stabilization (EIS), and the image stabilizer 22A performs an operation on the change amount transmitted from the gyro sensor 30.
  • EIS electric image stabilization
  • the rest other than the two compensation values may be transmitted to the optical image stabilization unit 12A.
  • the gyro sensor 30, the electric image stabilizing unit 22A, and the optical image stabilizing unit 12A output, correct, and compensate the values displayed in magnitude, where the amount or the value is a Cartesian coordinate system X,
  • Each component of Y and Z may be an acceleration (change amount of speed).
  • the gyro sensor 30, the electric image stabilizing unit 22A, and the optical image stabilizing unit 12A may be connected through a serial communication scheme.
  • the gyro sensor 30, the electrical image stabilizing unit 22A, and the optical image stabilizing unit 12A may be connected by I2C communication (Inter-Integrated Circuit, or TWI-Two Wire Interface) method.
  • I2C communication is a protocol in which a plurality of slave devices can support short-range communication (N: N communication) with a plurality of master devices, but the gyro sensor 30, the electrical image stabilizing unit 22A, and the optical image stabilizing unit 12A It can be connected in series for 1: 1 communication.
  • the change amount signal GO output from the gyro sensor 30 When the gyro sensor 30 is connected to the electric image stabilizing unit 22A and the optical image stabilizing unit 12A in a 1: 2 manner instead of 1: 1, the change amount signal GO output from the gyro sensor 30. Is difficult to clarify where the electrical image stabilizer 22A or optical image stabilizer 12A is delivered, as well as transfer the first compensation value between the electrical image stabilizer 22A and the optical image stabilizer 12A. It can be difficult.
  • the gyro sensor 30 and the electrical image stabilization unit 22A connected 1: 1 the gyro sensor 30 is a slave device Sx and the electrical image stabilization unit 22A is a master device ( Mx).
  • the electric image stabilizing unit 22A and the optical image stabilizing unit 12A connected 1: 1 the electric image stabilizing unit 22A is a slave device Sx and the optical image stabilizing unit 12A is a master device ( Mx).
  • FIG 3 illustrates a second example of the motion compensation device.
  • the motion compensation device is provided from the optical image stabilization unit 12B and the optical image stabilization unit 12B which receives the change amount signal GO transmitted from the gyro sensor 30 to perform optical image stabilization (OIS).
  • the electronic image stabilization unit 22B may receive an output signal OO including the second compensation value for the electrical image stabilization EIS and perform the electrical image stabilization EIS.
  • the amount of change transmitted from the gyro sensor 30, that is, the amount of motion to be corrected or compensated may be corrected through the optical image stabilizer 12B as well as through the electrical image stabilizer 22B.
  • the sum of the first compensation value corrected through the optical image stabilization unit 12B and the second compensation value corrected through the electric image stabilization unit 22B may be substantially equal to the amount of change transmitted from the gyro sensor 30. have.
  • the optical image stabilizer 12B physically moves the lens assembly 10 (see FIG. 1) or the image sensor 20 in response to the first compensation value to adjust the path of the optical signal OC.
  • the electric image stabilizing unit 22B may output a second control signal EC for adjusting the image sensor 20 (see FIG. 1) in response to the second compensation value.
  • the change amount included in the change amount signal GO output from the gyro sensor 30 and the first control signal OC and the electric image stabilizer 22B output by the optical image stabilizer 12B are output.
  • the sum of the compensation values included in the second control signal EC may be substantially the same.
  • the optical image stabilization unit 12B performs an image stabilization operation in response to the first compensation value that can be compensated by performing optical image stabilization (OIS), and the optical image stabilization unit 12B performs an operation on the change amount transmitted from the gyro sensor 30.
  • the remainder except for the 1 compensation value may be transmitted to the electric image stabilization unit 22B.
  • the gyro sensor 30, the optical image stabilizing unit 12B and the electrical image stabilizing unit 22B may be connected through a serial communication scheme.
  • the gyro sensor 30, the optical image stabilizing unit 12B and the electrical image stabilizing unit 22B may be connected by I2C communication (Inter-Integrated Circuit, or TWI-Two Wire Interface) method.
  • I2C communication Inter-Integrated Circuit, or TWI-Two Wire Interface
  • the gyro sensor 30 is a slave device Sx and the optical image stabilizer 12B is a master device ( Mx).
  • the electric image stabilizing unit 22B is a slave device Sx and the optical image stabilizing unit 12B is a master device ( Mx).
  • FIG. 4 illustrates a control device for image stabilization (IS).
  • control device 54 for image stabilization is disposed at the input of the circuit unit 52 for performing electrical image stabilization (EIS) or optical image stabilization (OIS) to implement as one image stabilization device 50 Can be.
  • EIS electrical image stabilization
  • OIS optical image stabilization
  • control device 54 is a receiver 62 for receiving the change amount signal (GO) received from the gyro sensor, and the amount of correction or compensation through the circuit portion 52 of the change amount of movement included in the change amount signal (GO)
  • the decision unit 70 may determine and output the remaining amount, and the transmission unit 64 may include the remaining amount transferred from the decision unit 70 in the output signal EO / OO.
  • the determination unit 70 changes the signal according to the comparison result of the determination unit 66 and the determination unit 66 comparing the maximum compensation value that the circuit unit 52 can perform among the movement change amounts transmitted through the reception unit 62.
  • the circuit unit 52 may include a difference unit 68 to exclude a compensable value to be performed.
  • Configuration of the determination unit 70 or a method for determining a compensation value may vary according to embodiments.
  • the determination unit 70 may determine not the maximum compensation value of the circuit unit 52 connected to the determination unit 70 but the compensation value of another image stabilization device connected to the transmission unit 64.
  • the determination unit 70 may determine the amount to compensate and the remaining amount based on a determination of whether the circuit unit 52 is effective to correct according to a predetermined ratio or a predetermined characteristic among the movement variation transmitted from the receiver 62.
  • the amount to compensate may vary depending on whether the circuit unit 52 connected to the determination unit 70 performs electrical image stabilization (EIS) or optical image stabilization (OIS).
  • EIS electrical image stabilization
  • OIS optical image stabilization
  • FIG. 5 explains the operation of the control device 54 (refer to FIG. 4) described in FIG. Specifically, (a) may describe the operation of the receiver 62 (see FIG. 4) of the control device and the operation of the transmitter 64 (see FIG. 4) of the control device.
  • (a) describes the change amount signal GO transmitted from the gyro sensor input to the receiver 62
  • (b) describes the output signal EO / OO output from the transmitter 64.
  • the change amount signal GO and the output signal EO / OO are transmitted in correspondence with a constant reference signal CLK / PLL, and it is understood that the output signal EO / OO of a smaller amount than the change amount signal GO is transmitted. Can be. This explains that the control apparatus outputs the remaining amount through the transmitter 64 except for a part of the movement change amount included in the change amount signal GO transmitted through the receiver 62.
  • FIG. 6 illustrates a camera motion correction method
  • the camera motion correction method detects the movement of the camera and outputs a change amount (80), receiving an input signal including the change amount of motion (82), except for the compensable value from the input signal, the rest Determining the value 84, delivering 86 the compensable value and the remaining value separately, and performing image stabilization based on the compensable value and the remaining value 88.
  • the movement of the camera may be included in the camera or at least detected through a gyro sensor or the like interoperating with the camera.
  • the portable device may include various sensors independently of the camera module, and the gyro sensor may also be included in the portable device.
  • the camera does not include a gyro sensor and may receive information about the movement of the portable device from a sensor included in the portable device.
  • the change in movement of the camera or portable device in which the camera is mounted is received (82)
  • the change in the difference is performed to perform different types of image stabilization (ie, electrical image stabilization (EIS) and optical image stabilization (OIS)). It is then necessary to determine the compensable value and the remaining value (84).
  • image stabilization ie, electrical image stabilization (EIS) and optical image stabilization (OIS)
  • the process of determining the compensable value and the remaining value may vary.
  • the image stabilization method may vary depending on which of the different image stabilization methods is used first in determining a compensable value, and the image stabilization method of the different methods is based on the nature of the motion variation transmitted from the gyro sensor. It may also depend on which is efficient.
  • the compensable value and the remaining values may be determined based on the limited range.
  • each image stabilization circuit is based on the compensable and remaining values for electrical image stabilization (EIS) and optical image Stabilization (OIS) may be performed (88).
  • EIS electrical image stabilization
  • OIS optical image Stabilization
  • EIS 7 illustrates electrical image stabilization (EIS).
  • the image sensor 20 may include a plurality of pixels 72.
  • Each pixel 72 is composed of a sensor capable of detecting different colors (eg, R, G, G, B).
  • Electrical image stabilization may have several implementations.
  • the area of the image sensor 20 may be adjusted in response to the control signal EC (see FIGS. 2 and 3) output from the electrical image stabilizing units 22A and 22B (see FIGS. 2 and 3).
  • an effective area for converting an optical signal in the image sensor 20 into an electrical signal in units of rows and columns may be adjusted (EIS).
  • the electrical image stabilization (EIS) has an advantage that can be controlled relatively easily, but the size of the camera and image sensor mounted in the portable device may be limited by space limitations. For this reason, the compensation range of electrical image stabilization (EIS) may be limited.
  • optical image stabilization may physically move lens assembly 10A to change the path of the optical signal.
  • the amount of change in the movement of the camera output from the gyro sensor 30 (see FIG. 1) or the portable device equipped with the camera may be transmitted in an acceleration form based on the X, Y, and Z axes.
  • the optical image stabilizer 12A, 12B may output a control signal OC corresponding to the amount of change in motion.
  • the lens assembly 10A may move in the up, down, left, and right directions, such as the control signal OC.
  • the lens assembly 10B may include a liquid lens 90 whose focal length is changed by electrical energy.
  • the focal length of the liquid lens 90 may vary according to the change of the interface 94 formed by two liquids having different properties.
  • the change of the interface 94 may be adjusted by the voltage applied to the lens 90.
  • the liquid lens 90 using the electrowetting phenomenon can reduce the size of the camera module rather than adjusting the position of the focus by moving the lens (by adjusting the distance between the lenses). It consumes less power than it does.
  • the liquid lens 90 included in the lens assembly 10B may be moved without moving the entire lens assembly 10B in the up, down, left, and right directions.
  • OIS optical image stabilization
  • optical device including the above-described camera module
  • the optical device may include a device capable of processing or analyzing an optical signal.
  • optical instruments may include camera / video devices, telescope devices, microscope devices, interferometer devices, photometer devices, polarimeter devices, spectrometer devices, reflectometer devices, autocollimator devices, lens meter devices, and the like, and may include liquid lenses.
  • Embodiments of the present invention can be applied to optical devices that can be used.
  • the optical device may be implemented as a portable device such as a smartphone, a notebook computer, a tablet computer.
  • the optical device may include a camera module, a display unit for outputting an image, and a main body housing in which the camera module and the display unit are mounted.
  • the optical device may further include a memory unit in which a communication module capable of communicating with other devices may be mounted in the body housing and store data.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리를 통해 전달된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서, 렌즈 어셈블리 및 상기 이미지 센서의 움직임에 대응하여 변화량 신호를 출력하는 자이로(Gyro) 센서, 변화량 신호에 대응하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 위한 제1보상값 및 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 위한 제2보상값을 결정하는 안정화 제어부, 제1 보상값 및 제2보상값에 대응하여 이미지 안정화를 수행하는 움직임 보상부를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은, 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하는 카메라의 모듈이다. 카메라 모듈에는, 피사체의 거리에 따라 초점을 자동으로 조절하는 기능인 오토 포커스(AF, Auto Focus) 기능을 갖춘 AF 카메라 모듈이 있다.
오토 포커스는, 여러 개의 렌즈를 포함하는 렌즈모듈을 렌즈 구동 장치를 이용하여, 광축 방향으로 이동시켜 수행된다.
또한 손 떨림 보정(OIS, Optical image stabilization) 기능을 갖춘 OIS 카메라 모듈은 여러 개의 렌즈를 포함하는 렌즈모듈을 렌즈 구동 장치를 이용하여, 광축 에 수직한 방향으로 이동시켜 수행된다.
그러나 렌즈 구동 장치는 전력 소모가 높으며, 구동을 위해 여러 지지부재, 마그넷 및 코일 등 추가 구성요소들이 필요하고 이를 보호하기 위해서 카메라 모듈과 별도로 커버 글라스를 추가하여야 하는바 전체 두께가 두꺼워 진다. 따라서 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스와 손떨림 보정 기능을 수행하는 액체렌즈에 대한 연구가 이루어 지고 있다.
본 발명은 카메라 모듈의 움직임을 보정하기 위해 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS) 및 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 동시에 사용할 수 있는 장치와 방법을 제공함으로써, 카메라 모듈의 움직임을 보정할 수 있는 범위가 더 커질 수 있다.
또한, 본 발명은 전기 에너지를 이용하여 초점 거리를 조정할 수 있는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈의 다양하고 복잡한 움직임을 보상하기 위해, 자이로(Gyro) 센서의 출력에 대응하여 전기 이미지 안정화(EIS) 또는 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하고, 상호 보완을 통해 보상 범위가 넘어서는 부분을 다른 이미지 안정화(image stabilization, IS)를 통해 보상할 수 있는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라 모듈의 움직임을 보정하기 위해 서로 다른 방식의 이미지 안정화(IS) 기술을 함께 적용할 수 있어, 카메라 모듈의 움직임 보정을 보다 세밀하고 빠르게 제어할 수 있어, 카메라 모듈의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리를 통해 전달된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서; 상기 렌즈 어셈블리 및 상기 이미지 센서의 움직임에 대응하여 변화량 신호를 출력하는 자이로(Gyro) 센서; 상기 변화량 신호에 대응하여 상기 렌즈 중 적어도 하나 이상의 렌즈를 구동하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하기 위한 제1보상값 및 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하여 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 하기 위한 제2보상값을 결정하는 안정화 제어부; 및 상기 제1 보상값 및 상기 제2보상값에 대응하여 이미지 안정화를 수행하기 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 출력하는 움직임 보정 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 움직임 보정 장치는 상기 제1보상값에 대응하여 상기 렌즈 중 적어도 하나 이상의 렌즈를 구동하기 위한 제1제어신호를 출력하는 광학 이미지 안정화부; 및 상기 제2보상값에 대응하여 상기 이미지 센서를 조정하기 위한 제2제어신호를 출력하는 전기 이미지 안정화부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안정화 제어부는 상기 변화량 신호에서 상기 전기 이미지 안정화부의 보상값을 차분하여 상기 제1보상값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 안정화 제어부는 상기 변화량 신호가 상기 전기 이미지 안정화부의 최대 보상값보다 작은 경우, 상기 제1보상값이 없도록 할 수 있다.
또한, 상기 안정화 제어부는 상기 변화량 신호에서 상기 광학 이미지 안정화부의 최대 보상값을 차분하여 상기 제2보상값을 결정할 수 있다.
또한, 상기 안정화 제어부는 상기 변화량 신호가 상기 광학 이미지 안정화부의 최대 보상값보다 작은 경우, 상기 제2보상값이 없도록 할 수 있다.
또한, 상기 안정화 제어부는 상기 변화량 신호를 기 설정된 비율로 상기 제1보상값 및 상기 제2보상값을 차분하여 결정할 수 있다.
또한, 상기 광학 이미지 안정화부는 적어도 하나 이상의 렌즈가 광축 방향 또는 광축에 수직한 방향으로 구동하도록 상기 제1제어신호를 출력하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하고, 상기 전기 이미지 안정화부는 광 신호를 전기 신호를 변환하는 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하는 제2제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 렌즈어셈블리는 전도성 액체와 비전도성 액체를 포함하고 상기 전도성 액체와 비전도성 액체가 계면을 형성하는 적어도 하나의 액체렌즈를 포함할 수 있다. 액체렌즈는 기 전도성 액체 와 비전도성 액체를 포함하는 캐비티가 형성된 제1 플레이트를 포함하고, 제1 플레이트 상부에 배치되는 제1 전극, 제1 플레이트 하부에 배치되는 제2 전극과 제1 플레이트 상부에 배치되는 제2 플레이트를 포함할 수 있다. 또한 액체렌즈는 제1 플레이트 하부에 배치되는 제3 플레이트를 더 포함할 수 있으며 제1 전극 및 제2 전극은 하나 이상의 전극 섹터를 포함할 수 있다. 상기 광학 이미지 안정화부는 상기 액체렌즈의 상기 계면이 조절되도록 상기 제1 제어신호를 출력하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하고, 상기 전기 이미지 안정화부는 광 신호를 전기 신호를 변환하는 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하는 제2제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학기기는 영상을 출력할 수 있는 디스플레이부; 영상을 촬영할 수 있는 카메라모듈; 및 상기 디스플레이부와 카메라모듈을 실장하는 본체 하우징을 포함하고, 상기 카메라모듈은 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리를 통해 전달된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서; 상기 렌즈 어셈블리 및 상기 이미지 센서의 움직임에 대응하여 변화량 신호를 출력하는 자이로(Gyro) 센서; 상기 변화량 신호에 대응하여 상기 렌즈 중 적어도 하나 이상의 렌즈를 구동하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하기 위한 제1보상값 및 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하여 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 하기 위한 제2보상값을 결정하는 안정화 제어부; 및 상기 제1 보상값 및 상기 제2보상값에 대응하여 이미지 안정화를 수행하기 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 출력하는 움직임 보정 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 안정화 장치는 움직임 변화량을 포함하는 입력 신호를 수신하는 수신부; 상기 입력신호에서 보상 가능한 값을 제외하는 차분부; 상기 차분부의 출력을 출력하는 송신부; 및 상기 보상 가능한 값에 대응하여 이미지 안정화(image stabilization)를 수행하는 안정화부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 안정화는 카메라 렌즈를 조정하기 위한 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 안정화는 이미지 센서를 조정하기 위한 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, OIS)를 포함할 수 있다.
또한, 이미지 안정화 장치는 상기 입력신호와 상기 안정화부의 최대 보상값을 비교하여 상기 보상 가능한 값을 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 움직임 보정 장치는 움직임을 감지하여 변화량을 출력하는 자이로 센서; 자이로 센서와 연결되어 상기 변화량 중 제1보상값만큼 제1이미지 안정화를 수행하는 제1안정화부; 및 상기 제1안정화부와 연결되어 상기 변화량 중 상기 제1보상값을 제외한 제2보상값만큼 제2 이미지 안정화를 수행하는 제2안정화부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1이미지 안정화는 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, OIS)를 포함하고, 상기 제2이미지 안정화는 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1이미지 안정화는 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 포함하고, 상기 제2이미지 안정화는 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, OIS)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1안정화부는 상기 변화량을 포함하는 입력 신호를 수신하는 수신부; 상기 입력신호에서 상기 제1보상값을 제외하여 상기 제2보상값을 결정하는 차분부; 상기 제2보상값을 출력하는 송신부; 및 상기 제1보상값에 대응하여 상기 제1이미지 안정화를 수행하는 안정화부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1안정화부는 상기 입력신호와 상기 안정화부의 최대 보상값을 비교하여 상기 제1보상값을 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 움직임 보정 방법은 카메라의 움직임을 감지하여 변화량을 출력하는 단계; 상기 변화량 중 제1보상값만큼 제1이미지 안정화를 수행하는 단계; 및 상기 변화량 중 상기 제1보상값을 제외한 제2보상값만큼 제2 이미지 안정화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1이미지 안정화는 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 포함하고, 상기 제2이미지 안정화는 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1이미지 안정화는 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 포함하고, 상기 제2이미지 안정화는 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변화량 중 제1보상값만큼 제1이미지 안정화를 수행하는 단계는 상기 변화량을 포함하는 입력 신호를 수신하는 단계; 상기 입력신호에서 상기 제1보상값을 제외하여 상기 제2보상값을 결정하는 단계; 상기 제2보상값을 출력하는 단계; 및 상기 제1보상값에 대응하여 상기 제1이미지 안정화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변화량 중 제1보상값만큼 제1이미지 안정화를 수행하는 단계는 상기 입력신호와 상기 안정화부의 최대 보상값을 비교하여 상기 제1보상값을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 전술한 카메라 움직임 보정 방법을 실현하는 것을 특징으로 하는 응용 프로그램이 기록될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 움직임 보정 장치는 적어도 하나의 프로세서와 컴퓨터 프로그램이 저장된 적어도 하나의 메모리 장치를 포함하는 프로세싱 시스템을 포함하는 움직임 보정 장치에 있어서, 상기 프로세싱 시스템은 상기 움직임 보정 장치가 움직임 변화량을 포함하는 입력 신호를 수신하는 단계; 상기 입력신호에서 보상 가능한 값을 제외하여 나머지 값을 결정하는 단계; 및 상기 보상 가능한 값과 상기 나머지 값을 개별적으로 전송하는 단계를 수행하도록 할 수 있다.
또한, 상기 프로세싱 시스템은 상기 움직임 보정 장치가 상기 보상 가능한 값을 바탕으로 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 수행하는 단계; 및 상기 나머지 값을 바탕으로 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 수행하는 단계를 더 수행하도록 할 수 있다.
또한, 상기 프로세싱 시스템은 상기 움직임 보정 장치가 상기 보상 가능한 값을 바탕으로 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 수행하는 단계; 및 상기 나머지 값을 바탕으로 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS) 를 수행하는 단계를 더 수행하도록 할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 손 떨림을 비롯한 외부 진동에 의한 카메라 모듈의 움직임을 보정하기 위해 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS) 및 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)의 장점을 모두 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 광학 이미지 안정화(OIS) 및 전기 이미지 안정화(EIS) 방식을 함께 사용하여 카메라 모듈의 움직임을 보정할 수 있어 카메라 모듈의 움직임을 보정할 수 있는 범위가 넓어질 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 움직임 보정이 가능한 카메라 모듈을 설명한다.
도2는 움직임 보정 장치의 제1예를 설명한다.
도3은 움직임 보정 장치의 제2예를 설명한다.
도4는 이미지 안정화(image stabilization, IS)를 위한 제어 장치를 설명한다.
도5는 도4에서 설명한 제어 장치의 동작을 설명한다.
도6은 카메라 움직임 보정 방법을 설명한다.
도7은 전기 이미지 안정화(EIS)를 설명한다.
도8은 광학 이미지 안정화(OIS)를 설명한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 요소(element)의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 요소(element)가 상기 두 요소(element)사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
도1은 움직임 보정이 가능한 카메라 모듈을 설명한다.
도시된 바와 같이, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리(10), 이미지 센서(20)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈은 자이로 센서(30) 또는 움직임 보정 장치(40)를 더 포함할 수 있다. 움직임 보정 장치(40)는 움직임 보정부로 나타낼 수 있으며 움직임 보정 장치(40)와 움직임 보정부는 본 명세서 상에 혼용하여 사용할 수 있다. 또한 카메라 모듈은 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량에 대응하여 렌즈 어셈블리(10) 및 이미지 센서(20)를 조정하기 위한 움직임 보정 장치(40)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 움직임 보정 장치(40)는 광학 이미지 안정화부(OIS, 12),및 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)를 포함할 수 있다. 광학 이미지 안정화부(OIS, 12)는 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량에 대응하여 렌즈 어셈블리(10)를 조정하기 위한 제1제어신호를 출력할 수 있고, 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)는 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량에 대응하여 이미지 센서(20)를 조정하기 위한 제2제어신호를 출력할 수 있다. 움직임 보정 장치(40)는 자이로 센서(30)에서 전달되는 변화량에 대응하여 두 가지 서로 다른 방식의 광학 이미지 안정화부(OIS, 12)와 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)를 함께 사용할 수 있다. 예를 들어, 자이로 센서(30)에서 전달되는 변화량 중 일부는 광학 이미지 안정화부(OIS, 12)로 다른 일부는 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)를 통해 보상이 이루어질 수 있다.
손 떨림을 비롯한 외부 진동에 의한 카메라 모듈이 움직일 수 있고, 움직임에 의한 카메라 화질 저하를 막기 위해서는 카메라 모듈이 움직이지 않도록 고정해야 하지만, 휴대용 장치에 탑재된 카메라를 고정하는 것은 휴대성과 편의성이 나빠진다. 또한, 움직이는 대상을 촬영하기 위해 휴대용 장치에 탑재된 카메라 모듈을 사용할 때 카메라 모듈을 고정하는 것은 매우 불편하고 원하는 영상 또는 이미지를 얻기 힘들 수 있다. 따라서, 카메라 모듈의 움직임을 보정하거나 움직임의 변화량을 보상할 수 있도록 카메라 내부에 이미지 안정화(Image Stabilization, IS)를 수행할 수 있는 장치가 포함될 수 있다.
카메라의 움직임으로 인해 화질이 저하되는 것을 보정하거나 보상하기 위한 방법으로는 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS), 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS), 디지털 이미지 안정화 (digital image stabilization, DIS)의 3가지 방식이 있다. 여기서, 광학 이미지 안정화(OIS)는 자이로(Gyro) 센서(30)를 통해 움직임, 흔들림을 감지하고 물리적으로 렌즈 어셈블리(10)를 움직여 광 신호의 경로를 변경하는 방법을 통해 영상을 안정화 한다. 또한, 전기 이미지 안정화(EIS)는 자이로(Gyro) 센서(30)를 통해 움직임, 흔들림을 감지하고 이미지 센서(20)에서 광 신호를 전기 신호로 변경하는 영역을 조정하는 방법 등을 통해 영상을 안정화 한다. 마지막으로, 디지털 이미지 안정화(DIS)는 광학 이미지 안정화(OIS) 와 전기 이미지 안정화(EIS)와 같이 자이로(Gyro) 센서를 이용한 방법 대신 이미지 센서(20)에서 출력되는 이미지를 소프트웨어 적인 방법을 통해서 안정화 한다.
통상적으로 이미지 안정화(IS)를 위한 3가지 방법에서, 비용은 디지털 이미지 안정화(DIS), 전기 이미지 안정화(EIS), 광학 이미지 안정화(OIS)의 순서로 저렴한 비용으로 구현이 가능하지만, 카메라 모듈의 움직임 보정, 보상의 효과, 성능은 광학 이미지 안정화(OIS), 전기 이미지 안정화(EIS), 디지털 이미지 안정화(DIS) 순서로 우수할 수 있다. 여기서, 디지털 이미지 안정화(DIS)는 광 신호를 전기 신호로 변환된 이미지를 얻는 과정에서 카메라 모듈의 움직임을 보정하거나 보상하는 것이 아니라, 이미 변환된 전기 신호로 구성된 이미지를 가공하는 과정에서 카메라 모듈의 움직임을 보정하거나 보상하기 때문이 화질의 저하가 크게 일어날 수 있다.
한편, 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)는 카메라 모듈의 움직임을 보정하거나 보상할 수 있는 범위가 제한되어 있다. 이는 카메라 모듈에 포함된 이미지 센서(20)의 크기 및 화소 수와 관련한 문제로, 특히 휴대용 장치에 탑재되는 카메라 모듈의 경우에 이미지 센서(20)의 크기가 물리적으로 제한될 수 밖에 없다. 따라서, 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)가 자이로 센서(30)로부터 전달된 카메라 모듈의 움직임에 대응하는 변화량을 모두 보정하거나 보상할 수 없는 경우가 발생할 수도 있다. 이러한 이유로, 자이로 센서(30)를 통해 전달되는 카메라 모듈의 움직임에 대응하는 변화량을 광학 이미지 안정화부(OIS, 12)와 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)를 함께 사용하여 보정하거나 보상하는 것이 유리할 수 있다.
움직임 보정 장치(40)가 두 가지 서로 다른 방식의 광학 이미지 안정화부(OIS, 12)와 전기 이미지 안정화부(EIS, 22)를 함께 사용하기 위해서 변화량 신호에 대응하여 광학 이미지 안정화(OIS)를 위한 제1보상값 및 전기 이미지 안정화(EIS)를 위한 제2보상값을 결정하는 안정화 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도2는 움직임 보정 장치의 제1예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 움직임 보정 장치는 전기 이미지 안정화부(22A) 및 광학 이미지 안정화부(12A)를 포함할 수 있다. 전기 이미지 안정화부(22A)는 자이로 센서(30)로부터 전달되는 변화량 신호(GO)를 입력받아 전기 이미지 안정화(EIS)를 수행할 수 있고, 광학 이미지 안정화부(12A)는 전기 이미지 안정화부(22A)로부터 광학 이미지 안정화(OIS)를 위한 제 1 보상값을 포함하는 출력신호(EO)를 전달받아 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행할 수 있다. 따라서 전기 이미지 안정화부(22A)에 입력되는 신호와 광학 이미지 안정화(OIS)에 입력되는 신호는 서로 다를 수 있다. 전기 이미지 안정화부(22A)에 입력되는 신호는 변화량 신호(GO)일 수 있고, 광학 이미지 안정화(OIS)에 입력되는 신호는 제1 보상값일 수 있다. 변화량 신호(GO)와 제1 보상값 신호는 서로 다른 신호일 수 있다. 자이로 센서(30)로부터 전달된 변화량, 즉 보정하거나 보상해야 하는 움직임의 양은 전기 이미지 안정화부(22A)를 통해 보정될 수 있을 뿐만 아니라 광학 이미지 안정화부(12A)를 통해 보정될 수 있다. 여기서, 전기 이미지 안정화부(22A)를 통해 보정되는 제2보상값과 광학 이미지 안정화부(12A)를 통해 보정되는 제1보상값을 합치면 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량과 실질적으로 동일할 수 있다.
전기 이미지 안정화부(22A)는 제2보상값에 대응하여 이미지 센서(20, 도1참조)를 조정하기 위한 제2제어신호(EC)를 출력할 수 있다. 반면, 광학 이미지 안정화부(12A)는 제1보상값에 대응하여 렌즈 어셈블리(10, 도1참조)와 이미지 센서(20)를 물리적으로 이동시켜 광 신호의 경로를 조정하기 위한 제1제어신호(OC)를 출력할 수 있다. 그래프를 참조하면, 자이로 센서(30)에서 출력된 변화량 신호(GO)에 포함된 변화량과 전기 이미지 안정화부(22A)가 출력하는 제2제어신호(EC)와 광학 이미지 안정화부(12A)가 출력하는 제1제어신호(OC)에 포함된 보상값을 합하면 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들면, 전기 이미지 안정화부(22A)는 전기 이미지 안정화(EIS)를 수행하여 보상할 수 있는 제2보상값에 대응하여 이미지 안정화 작업을 수행하고, 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량에서 제2보상값을 제외한 나머지를 광학 이미지 안정화부(12A)에 전달할 수 있다.
한편 설명을 위해 그래프에서는 자이로 센서(30), 전기 이미지 안정화부(22A) 및 광학 이미지 안정화부(12A)가 출력하거나 보정, 보상하는 값을 크기로 표시하였으나, 여기서 양 또는 값은 직교좌표계 X, Y, Z의 각 성분에 가속도(속도의 변화량)일 수 있다.
자이로 센서(30), 전기 이미지 안정화부(22A) 및 광학 이미지 안정화부(12A)는 시리얼 통신(serial communication) 방식을 통해 연결될 수 있다. 예를 들면, 자이로 센서(30), 전기 이미지 안정화부(22A) 및 광학 이미지 안정화부(12A)는 I2C 통신(Inter-Integrated Circuit, 또는 TWI - Two Wire Interface) 방식으로 연결될 수 있다. I2C 통신은 복수개의 슬레이브 장치가 복수개의 마스터 장치와 근거리 통신(N:N통신)을 지원할 수 있는 프로토콜이지만, 자이로 센서(30), 전기 이미지 안정화부(22A) 및 광학 이미지 안정화부(12A)은 1:1통신을 위해 직렬로 연결될 수 있다. 자이로 센서(30)가 전기 이미지 안정화부(22A) 및 광학 이미지 안정화부(12A)와 1:1로 연결되지 않고 1:2로 연결되는 경우, 자이로 센서(30)에서 출력되는 변화량 신호(GO)가 전기 이미지 안정화부(22A) 또는 광학 이미지 안정화부(12A)가 어디로 전달되는지를 명확히 하기 어려울 뿐만 아니라 전기 이미지 안정화부(22A)와 광학 이미지 안정화부(12A) 사이에 제1보상값을 전달하기 어려워질 수 있다.
도2를 참조하면, 1:1로 연결되는 자이로 센서(30)와 전기 이미지 안정화부(22A)에서, 자이로 센서(30)는 슬레이브 장치(Sx)이고 전기 이미지 안정화부(22A)는 마스터 장치(Mx)일 수 있다. 한편, 1:1로 연결되는 전기 이미지 안정화부(22A)와 광학 이미지 안정화부(12A)에서, 전기 이미지 안정화부(22A)는 슬레이브 장치(Sx)이고 광학 이미지 안정화부(12A)는 마스터 장치(Mx)일 수 있다.
도3은 움직임 보정 장치의 제2예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 움직임 보정 장치는 자이로 센서(30)로부터 전달되는 변화량 신호(GO)를 입력 받아 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하는 광학 이미지 안정화부(12B) 및 광학 이미지 안정화부(12B)로부터 전기 이미지 안정화(EIS)를 위한 제2보상값을 포함하는 출력 신호(OO)를 전달받아 전기 이미지 안정화(EIS)를 수행하는 전기 이미지 안정화부(22B)를 포함할 수 있다. 자이로 센서(30)로부터 전달된 변화량, 즉 보정하거나 보상해야 하는 움직임의 양은 광학 이미지 안정화부(12B)를 통해 보정될 수 있을 뿐만 아니라 전기 이미지 안정화부(22B)를 통해 보정될 수 있다. 여기서, 광학 이미지 안정화부(12B)를 통해 보정되는 제1보상값과 전기 이미지 안정화부(22B)를 통해 보정되는 제2보상값을 합치면 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량과 실질적으로 동일할 수 있다.
광학 이미지 안정화부(12B)는 제1보상값에 대응하여 렌즈 어셈블리(10, 도1참조) 또는 이미지 센서(20)를 물리적으로 이동시켜 광 신호의 경로를 조정하기 위한 제1제어신호(OC)를 출력할 수 있다. 반면, 전기 이미지 안정화부(22B)는 제2보상값에 대응하여 이미지 센서(20, 도1참조)를 조정하기 위한 제2제어신호(EC)를 출력할 수 있다. 그래프를 참조하면, 자이로 센서(30)에서 출력된 변화량 신호(GO)에 포함된 변화량과 광학 이미지 안정화부(12B)가 출력하는 제1제어신호(OC)와 전기 이미지 안정화부(22B)가 출력하는 제2제어신호(EC)에 포함된 보상값을 합하면 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들면, 광학 이미지 안정화부(12B)는 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하여 보상할 수 있는 제1보상값에 대응하여 이미지 안정화 작업을 수행하고, 자이로 센서(30)에서 전달된 변화량에서 제1보상값을 제외한 나머지를 전기 이미지 안정화부(22B)에 전달할 수 있다.
자이로 센서(30), 광학 이미지 안정화부(12B) 및 전기 이미지 안정화부(22B)는 시리얼 통신(serial communication) 방식을 통해 연결될 수 있다. 예를 들면, 자이로 센서(30), 광학 이미지 안정화부(12B) 및 전기 이미지 안정화부(22B)는 I2C 통신(Inter-Integrated Circuit, 또는 TWI - Two Wire Interface) 방식으로 연결될 수 있다. 도3를 참조하면, 1:1로 연결되는 자이로 센서(30)와 광학 이미지 안정화부(12B)에서, 자이로 센서(30)는 슬레이브 장치(Sx)이고 광학 이미지 안정화부(12B)는 마스터 장치(Mx)일 수 있다. 한편, 1:1로 연결되는 전기 이미지 안정화부(22B)와 광학 이미지 안정화부(12B)에서, 전기 이미지 안정화부(22B)는 슬레이브 장치(Sx)이고 광학 이미지 안정화부(12B)는 마스터 장치(Mx)일 수 있다.
도4는 이미지 안정화(image stabilization, IS)를 위한 제어 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 이미지 안정화를 위한 제어 장치(54)는 전기 이미지 안정화(EIS) 또는 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하는 회로부(52)의 입력단에 배치되어 하나의 이미지 안정화 장치(50)로 구현될 수 있다.
구체적으로, 제어 장치(54)는 자이로 센서로부터 전달되는 변화량 신호(GO)를 수신하는 수신부(62), 변화량 신호(GO)에 포함된 움직임 변화량 중 회로부(52)를 통해 보정 또는 보상할 양을 결정하고 나머지 양을 출력하는 결정부(70), 및 결정부(70)에서 전달된 나머지 양을 출력 신호(EO/OO)에 포함하여 전달하는 송신부(64)를 포함할 수 있다.
결정부(70)는 수신부(62)를 통해 전달된 움직임 변화량 중 회로부(52)가 수행할 수 있는 최대 보상값을 비교하는 판단부(66) 및 판단부(66)의 비교 결과에 따라 변화량 신호(GO)에서 회로부(52)가 수행할 보상 가능한 값을 제외하는 차분부(68)를 포함할 수 있다.
결정부(70)의 구성이나 보상값 결정을 위한 방법은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 결정부(70)는 결정부(70)와 연결된 회로부(52)의 최대 보상값이 아닌 송신부(64)와 연결되는 다른 이미지 안정화 장치의 보상값을 기준으로 판단할 수 있다. 또는, 결정부(70)는 수신부(62)에서 전달되는 움직임 변화량 중 일정 비율 또는 기 설정된 특성 등에 따라 회로부(52)에서 보정하는 것이 효율적인지에 대한 판단에 따라 보상할 양과 나머지 양을 결정할 수도 있다. 한편, 결정부(70)와 연결된 회로부(52)가 전기 이미지 안정화(EIS)를 수행하는 지 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행하는 지에 따라 보상할 양이 달라질 수도 있다.
도5는 도4에서 설명한 제어 장치(54, 도4참조)의 동작을 설명한다. 구체적으로, (a)는 제어 장치의 수신부(62, 도4참조)의 동작을 설명하고, 제어 장치의 송신부(64, 도4참조)의 동작을 설명할 수 있다.
먼저, (a)는 수신부(62)로 입력되는 자이로 센서로부터 전달되는 변화량 신호(GO)를 설명하고, (b)는 송신부(64)에서 출력되는 출력 신호(EO/OO)를 설명한다. 변화량 신호(GO) 및 출력 신호(EO/OO)는 일정한 기준 신호(CLK/PLL)에 대응하여 전달되는 데, 변화량 신호(GO)보다 작은 량의 출력 신호(EO/OO)가 전달되는 것을 알 수 있다. 이는 제어 장치가 수신부(62)를 통해 전달된 변화량 신호(GO)가 포함한 움직임 변화량의 일부를 제외하고 나머지 양에 대해 송신부(64)를 통해 출력하고 있음을 설명한다.
도6은 카메라 움직임 보정 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이, 카메라 움직임 보정 방법은 카메라의 움직임을 감지하여 변화량을 출력하는 단계(80), 움직임 변화량을 포함하는 입력 신호를 수신하는 단계(82), 입력 신호에서 보상 가능한 값을 제외하여 나머지 값을 결정하는 단계(84), 보상 가능한 값과 나머지 값을 개별적으로 전달하는 단계(86), 및 보상 가능한 값과 나머지 값을 바탕으로 이미지 안정화를 수행하는 단계(88)를 포함할 수 있다.
카메라의 움직임은 카메라에 포함되거나 적어도 카메라와 연동하는 자이로 센서 등을 통해 감지될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 장치의 경우 카메라 모듈과는 독립적으로 다양한 센서를 포함할 수 있는데, 자이로 센서 역시 휴대용 장치에 포함될 수 있다. 휴대용 장치에 탑재되는 카메라의 경우 자이로 센서를 포함하지 않고, 휴대용 장치에 포함되어 있는 센서로부터 휴대용 장치의 움직임에 관한 정보를 수신할 수 있다.
카메라 또는 카메라가 탑재된 휴대용 장치의 움직임에 대한 변화량을 전달받으면(82), 서로 다른 방식의 이미지 안정화(즉, 전기 이미지 안정화(EIS) 및 광학 이미지 안정화(OIS))를 수행하기 위해 변화량을 차분하여 보상 가능한 값과 나머지 값을 결정할 필요가 있다(84).
실시예에 따라, 보상 가능한 값과 나머지 값을 결정하는 과정은 달라질 수 있다. 예를 들어, 보상 가능한 값을 결정하는 데 서로 다른 방식의 이미지 안정화 방법 중 어느 것을 우선하여 사용할 것인지에 따라 달라질 수도 있고, 자이로 센서에서 전달된 움직임 변화량의 속성을 바탕으로 서로 다른 방식의 이미지 안정화 방법 중 어느 것이 효율적인지에 따라 달라질 수도 있다. 또한, 서로 다른 방식의 이미지 안정화 방법 중 보상 범위의 제한이 있다면, 제한되는 범위를 기준으로 보상 가능한 값과 나머지 값을 결정할 수 있다.
보상 가능한 값과 나머지 값이 결정되면, 서로 다른 방식의 이미지 안정화 회로에 개별적으로 전달되고(86), 각각의 이미지 안정화 회로는 보상 가능한 값과 나머지 값을 바탕으로 전기 이미지 안정화(EIS) 및 광학 이미지 안정화(OIS)를 수행할 수 있다(88).
도7은 전기 이미지 안정화(EIS)를 설명한다.
도시된 바와 같이, 이미지 센서(20)는 복수의 화소(72)를 포함할 수 있다. 각각의 화소(72)는 서로 다른 색상(예, R, G, G, B)을 감지할 수 있는 센서로 구성된다.
전기 이미지 안정화(EIS)는 여러 가지 구현 방법이 있을 수 있다. 예를 들면, 전기 이미지 안정화부(22A, 22B, 도2,3참조)에서 출력되는 제어신호(EC, 도2, 3참조)에 대응하여, 이미지 센서(20)의 영역을 조정해 줄 수 있다. 제어신호(EC)에 대응하여 행과 열 단위로 이미지 센서(20) 내 광 신호를 전기 신호로 변환하는 유효 영역을 조절(EIS)할 수 있다. 이러한 전기 이미지 안정화(EIS)는 비교적 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있으나, 휴대용 장치에 탑재되는 카메라, 이미지 센서는 공간상의 제한에 의해 크기가 제한될 수 있다. 이러한 이유로 전기 이미지 안정화(EIS)의 보상 범위는 제한될 수 있다.
도8은 광학 이미지 안정화(OIS)를 설명한다.
도시된 바와 같이, 광학 이미지 안정화(OIS)는 렌즈 어셈블리(10A)를 물리적으로 움직여 광 신호의 경로를 변경할 수 있다. 자이로 센서(30, 도1참조)에서 출력된 카메라 또는 카메라가 장착된 휴대용 장치의 움직임에 대한 변화량은 X, Y, Z 축을 기준으로 하는 가속도 형태로 전달될 수 있다. 이에 대응하여 광학 이미지 안정화부(12A, 12B, 도2, 3참조)는 움직임에 대한 변화량에 대응하는 제어 신호(OC)를 출력할 수 있다. 렌즈 어셈블리(10A)는 제어 신호(OC)에 대응하여 상하, 좌우, 앞뒤 등의 방향으로 움직일 수 있다.
한편, 렌즈 어셈블리(10B)는 전기 에너지에 의해 초점 거리가 변하는 액체 렌즈(90)를 포함할 수 있다. 액체 렌즈(90)는 서로 다른 성질의 두 액체가 형성하는 계면(94)의 변화에 따라 초점 거리가 달라질 수 있다. 여기서, 계면(94)의 변화는 렌즈(90)에 인가되는 전압에 의해 조정될 수 있다.
일렉트로웨팅 현상을 이용한 액체렌즈(90)는 렌즈를 움직여(렌즈 간 거리를 조정하여) 초점의 위치를 조절 하는 것 보다 카메라 모듈의 크기를 작게 할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈를 모터 등을 사용하여 기계적으로 움직이는 것 보다 전력 소모가 작다.
액체 렌즈(90)를 포함하는 렌즈 어셈블리(10B)의 경우, 렌즈 어셈블리(10B) 전체를 상하, 좌우, 앞뒤 등의 방향으로 움직일 필요없이, 렌즈 어셈블리(10B)에 포함된 액체 렌즈(90)의 계면(94)을 조정하는 것으로 광학 이미지 안정화(OIS)를 구현할 수 있다.
전술한 카메라 모듈을 포함한 광학 기기(Optical Device, Optical Instrument)를 구현할 수 있다. 여기서, 광학 기기는 광신호를 가공하거나 분석할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 광학 기기의 예로는 카메라/비디오 장치, 망원경 장치, 현미경 장치, 간섭계 장치, 광도계 장치, 편광계 장치, 분광계 장치, 반사계 장치, 오토콜리메이터 장치, 렌즈미터 장치 등이 있을 수 있으며, 액체 렌즈를 포함할 수 있는 광학 기기에 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다. 또한, 광학 기기는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 휴대용 장치로 구현될 수 있다. 이러한 광학 기기는 카메라 모듈, 영상을 출력하는 디스플레이부, 카메라 모듈과 디스플레이부를 실장하는 본체 하우징을 포함할 수 있다. 광학기기는 본체 하우징에 타 기기와 통신할 수 있는 통신모듈이 실장될 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리;
    상기 렌즈 어셈블리를 통해 전달된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;
    상기 렌즈 어셈블리 및 상기 이미지 센서의 움직임에 대응하여 변화량 신호를 출력하는 자이로(Gyro) 센서;
    상기 변화량 신호에 대응하여 상기 렌즈 중 적어도 하나 이상의 렌즈를 구동하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하기 위한 제1보상값 및 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하여 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 하기 위한 제2보상값을 결정하는 안정화 제어부; 및
    상기 제1 보상값 및 상기 제2보상값에 대응하여 이미지 안정화를 수행하기 제1 제어신호 및 제2 제어신호를 출력하는 움직임 보정 장치를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 보정 장치는
    상기 제1보상값에 대응하여 상기 렌즈 중 적어도 하나 이상의 렌즈를 구동하기 위한 제1제어신호를 출력하는 광학 이미지 안정화부; 및
    상기 제2보상값에 대응하여 상기 이미지 센서를 조정하기 위한 제2제어신호를 출력하는 전기 이미지 안정화부
    를 포함하는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안정화 제어부는
    상기 변화량 신호에서 상기 전기 이미지 안정화부의 보상값을 차분하여 상기 제1보상값을 결정하는 카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 안정화 제어부는
    상기 변화량 신호가 상기 전기 이미지 안정화부의 최대 보상값보다 작은 경우, 상기 제1보상값이 없도록 하는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안정화 제어부는
    상기 변화량 신호에서 상기 광학 이미지 안정화부의 최대 보상값을 차분하여 상기 제2보상값을 결정하고,
    상기 변화량 신호가 상기 광학 이미지 안정화부의 최대 보상값보다 작은 경우 상기 제2보상값이 없도록 하는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안정화 제어부는
    상기 변화량 신호를 기 설정된 비율로 상기 제1보상값 및 상기 제2보상값을 차분하여 결정하는 카메라 모듈.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 광학 이미지 안정화부는
    적어도 하나 이상의 렌즈가 광축 방향 또는 광축에 수직한 방향으로 구동하도록 상기 제1제어신호를 출력하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하고,
    상기 전기 이미지 안정화부는 광 신호를 전기 신호를 변환하는 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하는 제2제어신호를 출력하는 카메라 모듈.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 렌즈어셈블리는 전도성 액체와 비전도성 액체를 포함하고 상기 전도성 액체와 비전도성 액체가 계면을 형성하는 적어도 하나의 액체렌즈를 포함하고
    상기 광학 이미지 안정화부는
    상기 액체렌즈의 상기 계면이 조절되도록 상기 제1 제어신호를 출력하여 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 하고,
    상기 전기 이미지 안정화부는
    광 신호를 전기 신호를 변환하는 상기 이미지 센서의 유효 영역을 조절하는 제2제어신호를 출력하는 카메라 모듈.
  9. 카메라의 움직임을 감지하여 변화량을 출력하는 단계;
    상기 변화량 중 제1보상값만큼 제1이미지 안정화를 수행하는 단계; 및
    상기 변화량 중 상기 제1보상값을 제외한 제2보상값만큼 제2 이미지 안정화를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 제1이미지 안정화는 전기 이미지 안정화(electronic image stabilization, EIS)를 포함하고, 상기 제2이미지 안정화는 광학 이미지 안정화(optical image stabilization, OIS)를 포함하는 카메라 움직임 보정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 변화량 중 제1보상값만큼 제1이미지 안정화를 수행하는 단계는
    상기 변화량을 포함하는 입력 신호를 수신하는 단계;
    상기 입력신호에서 상기 제1보상값을 제외하여 상기 제2보상값을 결정하는 단계;
    상기 제2보상값을 출력하는 단계; 및
    상기 제1보상값에 대응하여 상기 제1이미지 안정화를 수행하는 단계
    를 포함하는 카메라 움직임 보정 방법.
PCT/KR2018/000399 2017-01-09 2018-01-09 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기 WO2018128518A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880006094.XA CN110169046A (zh) 2017-01-09 2018-01-09 相机模块以及包括该相机模块的光学仪器
US16/476,374 US11611703B2 (en) 2017-01-09 2018-01-09 Camera module, method of correcting movement of the module, image stabilization device therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0002853 2017-01-09
KR1020170002853A KR102639757B1 (ko) 2017-01-09 2017-01-09 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018128518A1 true WO2018128518A1 (ko) 2018-07-12

Family

ID=62790917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/000399 WO2018128518A1 (ko) 2017-01-09 2018-01-09 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11611703B2 (ko)
KR (1) KR102639757B1 (ko)
CN (1) CN110169046A (ko)
WO (1) WO2018128518A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE526025T1 (de) 2005-01-27 2011-10-15 Novartis Vaccines & Diagnostic Behandlung metastasierter tumore
CN113170040B (zh) * 2018-11-29 2023-08-08 富士胶片株式会社 抖动校正控制装置、抖动校正控制装置的工作方法、存储介质及摄像装置
CN111371995B (zh) * 2020-03-13 2021-06-25 北京理工大学 用于观测动物神经元细胞活动的图像采集方法及装置
CN113014807B (zh) * 2021-02-07 2023-07-11 深圳市品优创新技术有限公司 一种防震动摄像机及防震图像处理方法
KR20220145621A (ko) * 2021-04-22 2022-10-31 삼성전자주식회사 촬영 시 흔들림을 보정하는 방법 및 그 전자 장치
US11750927B2 (en) * 2021-08-12 2023-09-05 Deepx Co., Ltd. Method for image stabilization based on artificial intelligence and camera module therefor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150085043A (ko) * 2012-11-16 2015-07-22 렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트 배율 조절되는 액체 렌즈
US9232138B1 (en) * 2013-06-03 2016-01-05 Amazon Technologies, Inc. Image stabilization techniques
KR20160006492A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 주식회사 동운아나텍 손떨림 보정 기능을 갖는 이미지 센서 모듈
KR101657283B1 (ko) * 2015-06-15 2016-09-19 (주)엠씨넥스 광학식 손떨림 보정장치
US20160360111A1 (en) * 2014-08-25 2016-12-08 Apple Inc. Combined Optical And Electronic Image Stabilization

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2071367A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-17 Varioptic Image stabilization circuitry for liquid lens
KR101651619B1 (ko) * 2009-06-16 2016-08-29 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
US8493454B1 (en) 2010-02-17 2013-07-23 Ambarella, Inc. System for camera motion compensation
KR101643618B1 (ko) * 2010-07-28 2016-07-29 삼성전자주식회사 디지털 촬영장치 및 방법
JP5720556B2 (ja) 2011-12-14 2015-05-20 株式会社Ｊｖｃケンウッド 撮像装置及び画像ぶれ補正方法
JP6004785B2 (ja) 2012-06-29 2016-10-12 キヤノン株式会社 撮像装置、光学機器、撮像システムおよび制御方法
JP6494202B2 (ja) * 2013-08-07 2019-04-03 キヤノン株式会社 像振れ補正装置、その制御方法、および撮像装置
KR101983156B1 (ko) * 2013-11-08 2019-05-28 삼성전기주식회사 촬영 장치의 이미지 보정 장치 및 방법
US9743001B1 (en) * 2016-02-19 2017-08-22 Fotonation Limited Method of stabilizing a sequence of images
US20170331998A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Htc Corporation Camera device, method for camera device, and non-transitory computer readable storage medium

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150085043A (ko) * 2012-11-16 2015-07-22 렌슬러 폴리테크닉 인스티튜트 배율 조절되는 액체 렌즈
US9232138B1 (en) * 2013-06-03 2016-01-05 Amazon Technologies, Inc. Image stabilization techniques
KR20160006492A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 주식회사 동운아나텍 손떨림 보정 기능을 갖는 이미지 센서 모듈
US20160360111A1 (en) * 2014-08-25 2016-12-08 Apple Inc. Combined Optical And Electronic Image Stabilization
KR101657283B1 (ko) * 2015-06-15 2016-09-19 (주)엠씨넥스 광학식 손떨림 보정장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20220006956A1 (en) 2022-01-06
US11611703B2 (en) 2023-03-21
KR102639757B1 (ko) 2024-02-23
CN110169046A (zh) 2019-08-23
KR20180081930A (ko) 2018-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018128518A1 (ko) 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기
WO2018135924A1 (ko) 카메라 모듈 및 카메라 모듈을 포함하는 광학기기
WO2019177206A1 (en) Image acquisition device
WO2018066775A2 (ko) Ois를 위한 반사계 구동장치
KR102510509B1 (ko) 카메라 모듈
WO2018135851A1 (ko) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
WO2014046351A1 (en) Camera module
WO2010117111A1 (ko) 입체영상 생성용 이미지센서
WO2019164335A1 (ko) 렌즈 모듈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
WO2018139897A1 (ko) 액체 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
WO2013137637A1 (en) Imaging apparatus and image sensor thereof
WO2013094875A1 (en) Micro electro mechanical systems device and apparatus for compensating tremble
WO2018194195A1 (ko) 이동 단말기
WO2019035550A1 (ko) 카메라 모듈에 포함된 렌즈부의 흔들림을 제어하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법
WO2019151772A1 (ko) 카메라 모듈
WO2020189992A1 (ko) 카메라 모듈
WO2018139850A1 (ko) 액체 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
WO2017164435A1 (ko) 렌즈 구동 장치
WO2018164524A1 (ko) 액체렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈 및 광학기기
WO2021246826A1 (ko) 카메라 모듈
CN112262343A (zh) 相机模块
WO2020246770A1 (ko) 액체 렌즈를 포함하는 액체 렌즈 모듈을 제어하는 액체 렌즈 제어 장치, 그의 제어 방법 및 이 장치를 포함하는 카메라 모듈
WO2022025630A1 (ko) 거리 센서를 포함하는 전자 장치 및 오토 포커스 수행 방법
WO2019212280A1 (ko) 액체 렌즈를 포함하는 듀얼 카메라 모듈
WO2020226269A1 (ko) 탄성 부재를 이용하여 렌즈의 초점을 보상하는 카메라 모듈 및 상기 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18735963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18735963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1