WO2020045867A1 - 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치 - Google Patents

프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치 Download PDF

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WO2020045867A1
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prism module
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정종우
강형주
권영만
이동렬
이자용
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    • 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 prism module, a camera having the same, and an image display device, and more particularly, to a prism module capable of accurately detecting a magnetic field, a camera having the same, and an image display device.
  • the camera is a device for photographing an image. Recently, as a camera is adopted in a mobile terminal, research into miniaturization of a camera is in progress.
  • An object of the present invention is to provide a lens prism module capable of accurately detecting a magnetic field, a camera having the same, and an image display device.
  • Another object of the present invention is to provide a prism module, a camera having the same, and an image display apparatus capable of accurately detecting a magnetic field and compensating it for implementing a hand shake function to prevent hand shake.
  • Still another object of the present invention is to provide a prism module, a camera having the same, and an image display device, which can implement a slim camera.
  • a yoke, a driving magnet attached to the second surface, which is a rear surface of the first surface of the yoke, a sensor magnet disposed above the yoke, a hall sensor disposed to be spaced apart from the sensor magnet, and a sensor magnet to which the sensor magnet is attached It includes a support member.
  • the sensor magnet support member and the yoke are in contact with each other.
  • the sensor magnet disposed on the sensor magnet support member the first surface may be exposed to the outside.
  • the sensor magnet disposed on the sensor magnet support member, the first surface and the second surface may be exposed to the outside.
  • the sensor magnet support member and the sensor magnet may be in contact with the yoke.
  • the distance between the sensor magnet and the hall sensor is preferably smaller than the width of the sensor magnet.
  • the width of the sensor magnet is preferably larger than the width of the sensor magnet support member.
  • the gyro sensor for detecting the movement, to compensate for the movement detected by the gyro sensor, the input light, the first rotation axis and A lens having a prism structure for outputting the angle change with respect to the second axis of rotation and a plurality of lenses, wherein at least one lens is moved for variable focus, and outputting light from the prism structure using the moved lens.
  • a structure and an image sensor for converting light from the lens structure into an electrical signal the prism structure having a first prism, the first prism module for angle varying the first prism in a first direction for image stabilization And a second prism module having a second prism, the second prism module angularly shifting the second prism in a second direction for image stabilization; At least one of the module and the second module is a prism, a sensor magnet support member which is attached to the sensor magnet.
  • a prism module, a camera including the same, and an image display device may include a prism holder for fixing a prism on a first surface, and a second surface that is a rear surface of a first surface of the prism holder.
  • the sensor magnet support member and the yoke are in contact with each other. Accordingly, it is possible to accurately detect the magnetic field.
  • the sensor magnet disposed on the sensor magnet support member the first surface may be exposed to the outside. Accordingly, it is possible to accurately detect the magnetic field.
  • the sensor magnet disposed on the sensor magnet support member, the first surface and the second surface may be exposed to the outside. Accordingly, it is possible to accurately detect the magnetic field.
  • the sensor magnet support member and the sensor magnet may be in contact with the yoke. Accordingly, it is possible to accurately detect the magnetic field.
  • the distance between the sensor magnet and the hall sensor is preferably smaller than the width of the sensor magnet. Accordingly, it is possible to accurately detect the magnetic field.
  • the width of the sensor magnet is preferably larger than the width of the sensor magnet support member. Accordingly, it is possible to accurately detect the magnetic field.
  • the sensor magnet support member it is possible to design smaller than the width or size of the sensor magnet, compared with the prior art. Therefore, the manufacturing cost of the sensor magnet and the like can be reduced.
  • the gyro sensor for detecting the movement, and to compensate for the movement detected by the gyro sensor, the input light, the angle relative to the first axis and the second axis of rotation
  • a lens structure for outputting light from the prism structure by using a shifted lens, the prism structure to be outputted and having a plurality of lenses, the at least one lens being moved for variable focus, and using the shifted lens;
  • An image sensor for converting light of the light into an electrical signal, the prism structure comprising: a first prism module having a first prism, the first prism module angularly shifting the first prism in a first direction for image stabilization; And a second prism module configured to angularly change the second prism in the second direction to compensate for camera shake, wherein the first prism module and the second prism module At least one includes a sensor magnet support member to which the sensor magnet is attached. Accordingly, in order to prevent hand shake, the magnetic field may be accurately
  • FIG. 1A is a perspective view of a mobile terminal, which is an example of an image display apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1B is a rear perspective view of the mobile terminal shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a block diagram of the mobile terminal of FIG. 1.
  • 3A is an internal cross-sectional view of the camera of FIG. 2.
  • 3B is an internal block diagram of the camera of FIG. 2.
  • 3C-3D are various examples of internal block diagrams of the camera of FIG. 2.
  • 4A is a diagram illustrating a camera having a double prism structure.
  • 4B and 4C illustrate a camera without a double prism structure.
  • 5A is a diagram illustrating an example of a camera having a rotatable dual prism module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a mobile terminal having the camera of FIG. 5A.
  • FIG. 6A illustrates another example of a camera having a rotatable dual prism module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a mobile terminal having the camera of FIG. 6A.
  • FIG. 7 to 9C are views referred to in the description of the camera of FIG. 6A.
  • FIG. 10 is a view referred to for describing the prism module.
  • FIG. 11 illustrates a prism module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A to 14 are views referred to in the description of FIG. 11.
  • module and “unit” for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the “module” and “unit” may be used interchangeably.
  • FIG. 1A is a front perspective view of a mobile terminal as an example of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a rear perspective view of the mobile terminal shown in FIG. 1A.
  • the case forming the exterior of the mobile terminal 100 is formed by the front case 100-1 and the rear case 100-2.
  • Various electronic components may be built in the space formed by the front case 100-1 and the rear case 100-2.
  • the front case 100-1 may include a display 180, a first sound output module 153a, a first camera 195a, and first to third user input units 130a, 130b, and 130c. have.
  • the fourth user input unit 130d, the fifth user input unit 130e, and the first to third microphones 123a, 123b, and 123c may be disposed on the side surface of the rear case 100-2.
  • the display 180 may operate as a touch screen.
  • the first sound output module 153a may be implemented in the form of a receiver or a speaker.
  • the first camera 195a may be implemented in a form suitable for capturing an image or a video of a user or the like.
  • the microphone 123 may be implemented in a form suitable for receiving a user's voice or other sound.
  • the first to fifth user input units 130a, 130b, 130c, 130d, and 130e and the sixth and seventh user input units 130f and 130g to be described below may be collectively referred to as the user input unit 130.
  • the first to second microphones 123a and 123b are disposed above the rear case 100-2, that is, above the mobile terminal 100 to collect audio signals, and the third microphone 123c
  • the rear case 100-2 that is, the lower side of the mobile terminal 100, may be arranged to collect audio signals.
  • a second camera 195b, a third camera 195c, and a fourth microphone 123d may be additionally mounted on the rear surface of the rear case 100-2, and the rear case 100-
  • the sixth and seventh user input units 130f and 130g and the interface unit 175 may be disposed on side surfaces of 2).
  • the second camera 195b may have a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 195a, and may have different pixels from the first camera 195a.
  • a flash (not shown) and a mirror (not shown) may be further disposed adjacent to the second camera 195b.
  • another camera may be further provided adjacent to the second camera 195b to be used for capturing a 3D stereoscopic image.
  • a second sound output module (not shown) may be further disposed on the rear case 100-2.
  • the second sound output module may implement a stereo function together with the first sound output module 153a and may be used for a call in the speakerphone mode.
  • the power supply unit 190 for supplying power to the mobile terminal 100 may be mounted on the rear case 100-2 side.
  • the power supply unit 190 is, for example, a rechargeable battery, and may be detachably coupled to the rear case 100-2 for charging.
  • the fourth microphone 123d may be disposed at the front of the rear case 100-2, that is, at the rear of the mobile terminal 100 to collect audio signals.
  • FIG. 2 is a block diagram of the mobile terminal of FIG. 1.
  • the mobile terminal 100 includes a wireless communication unit 110, an A / V input unit 120, a user input unit 130, a sensing unit 140, an output unit 150, and a memory. 160, an interface unit 175, a controller 170, and a power supply unit 190 may be included. Such components may be configured by combining two or more components into one component, or by dividing one or more components into two or more components as necessary when implemented in an actual application.
  • the wireless communication unit 110 may include a broadcast receiving module 111, a mobile communication module 113, a wireless internet module 115, a short range communication module 117, and a GPS module 119.
  • the broadcast receiving module 111 may receive at least one of a broadcast signal and broadcast related information from an external broadcast management server through a broadcast channel.
  • the broadcast signal and / or broadcast related information received through the broadcast receiving module 111 may be stored in the memory 160.
  • the mobile communication module 113 may transmit / receive a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the wireless signal may include various types of data according to voice call signal, video call signal, or text / multimedia message transmission and reception.
  • the wireless internet module 115 refers to a module for wireless internet access.
  • the wireless internet module 115 may be embedded or external to the mobile terminal 100.
  • the short range communication module 117 refers to a module for short range communication.
  • Bluetooth Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, Near Field Communication (NFC), and the like may be used.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • UWB Ultra Wideband
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near Field Communication
  • the GPS (Global Position System) module 119 receives position information from a plurality of GPS satellites.
  • the A / V input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 195 and a microphone 123.
  • the camera 195 may process an image frame such as a still image or a video obtained by an image sensor in a video call mode or a photographing mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display 180.
  • the image frame processed by the camera 195 may be stored in the memory 160 or transmitted to the outside through the wireless communication unit 110. Two or more cameras 195 may be provided according to the configuration of the terminal.
  • the microphone 123 may receive an external audio signal by a microphone in a display off mode, for example, a call mode, a recording mode, or a voice recognition mode, and process the external audio signal as electrical voice data.
  • a display off mode for example, a call mode, a recording mode, or a voice recognition mode
  • the microphone 123 may be arranged as a plurality in different positions.
  • the audio signal received by each microphone may be processed by the controller 170 or the like.
  • the user input unit 130 generates key input data input by the user for controlling the operation of the terminal.
  • the user input unit 130 may include a key pad, a dome switch, a touch pad (static pressure / capacitance), etc., which may receive a command or information by a user's pressing or touch manipulation.
  • a touch screen when the touch pad has a mutual layer structure with the display 180 described later, this may be referred to as a touch screen.
  • the sensing unit 140 detects a current state of the mobile terminal 100 such as an open / closed state of the mobile terminal 100, a location of the mobile terminal 100, a presence or absence of user contact, and the like to control the operation of the mobile terminal 100.
  • the sensing signal may be generated.
  • the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141, a pressure sensor 143, a motion sensor 145, a touch sensor 146, and the like.
  • the proximity sensor 141 may detect the presence or absence of an object approaching the mobile terminal 100 or an object present in the vicinity of the mobile terminal 100 without mechanical contact.
  • the proximity sensor 141 may detect a proximity object by using a change in an alternating magnetic field or a change in a static magnetic field, or by using a change rate of capacitance.
  • the pressure sensor 143 may detect whether pressure is applied to the mobile terminal 100 and the magnitude of the pressure.
  • the motion sensor 145 may detect the position or movement of the mobile terminal 100 using an acceleration sensor, a gyro sensor, or the like.
  • the touch sensor 146 may detect a touch input by a user's finger or a touch input by a specific pen.
  • the touch screen panel may include a touch sensor 146 for sensing location information, intensity information, and the like of the touch input.
  • the sensing signal detected by the touch sensor 146 may be transmitted to the controller 180.
  • the output unit 150 is for outputting an audio signal, a video signal, or an alarm signal.
  • the output unit 150 may include a display 180, a sound output module 153, an alarm unit 155, and a haptic module 157.
  • the display 180 displays and outputs information processed by the mobile terminal 100.
  • the mobile terminal 100 displays a user interface (UI) or a graphic user interface (GUI) related to the call.
  • UI user interface
  • GUI graphic user interface
  • the mobile terminal 100 may display captured or received images, respectively, or simultaneously, and display a UI and a GUI.
  • the display 180 and the touch pad form a mutual layer structure and constitute a touch screen
  • the display 180 may also be used as an input device capable of inputting information by a user's touch in addition to the output device. Can be.
  • the sound output module 153 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the memory 160 in a call signal reception, a call mode or a recording mode, a voice recognition mode, a broadcast reception mode, and the like. In addition, the sound output module 153 outputs an audio signal related to a function performed in the mobile terminal 100, for example, a call signal reception sound and a message reception sound.
  • the sound output module 153 may include a speaker, a buzzer, and the like.
  • the alarm unit 155 outputs a signal for notifying occurrence of an event of the mobile terminal 100.
  • the alarm unit 155 outputs a signal for notifying occurrence of an event in a form other than an audio signal or a video signal.
  • the signal may be output in the form of vibration.
  • the haptic module 157 generates various tactile effects that a user can feel.
  • a representative example of the haptic effect generated by the haptic module 157 is a vibration effect.
  • the haptic module 157 When the haptic module 157 generates vibration by the tactile effect, the intensity and pattern of the vibration generated by the haptic module 157 may be converted, and may be output by combining different vibrations or sequentially.
  • the memory 160 may store a program for processing and controlling the controller 170, and may provide a function for temporarily storing input or output data (for example, a phone book, a message, a still image, a video, etc.). It can also be done.
  • input or output data for example, a phone book, a message, a still image, a video, etc.
  • the interface unit 175 serves as an interface with all external devices connected to the mobile terminal 100.
  • the interface unit 175 may receive data from an external device or receive power and transmit the data to each component within the mobile terminal 100, and may transmit data within the mobile terminal 100 to an external device.
  • the controller 170 typically controls the operation of each unit to control the overall operation of the mobile terminal 100. For example, related control and processing for voice calls, data communications, video calls, and the like can be performed.
  • the controller 170 may include a multimedia playback module 181 for multimedia playback.
  • the multimedia playback module 181 may be configured in hardware in the controller 170 or may be configured in software separately from the controller 170.
  • the controller 170 may include an application processor (not shown) for driving an application. Alternatively, the application processor (not shown) may be provided separately from the controller 170.
  • the power supply unit 190 may receive the external power and the internal power under the control of the controller 170 to supply power required for the operation of each component.
  • 3A is an internal cross-sectional view of the camera of FIG. 2.
  • 3A is an example of sectional drawing about the 2nd camera 195b in the camera 195. As shown in FIG.
  • the second camera 195b may include an aperture 194b, a prism structure 192b, a lens structure 193b, and an image sensor 820b.
  • the aperture 194b may open and close light incident on the lens structure 193b.
  • the image sensor 820b may include an RGb filter 915b and a sensor array 911b for converting an optical signal into an electrical signal in order to sense an RGB color.
  • the image sensor 820b may sense and output RGB images, respectively.
  • 3B is an internal block diagram of the camera of FIG. 2.
  • FIG. 3B is an example of a block diagram for the second camera 195b in the camera 195.
  • the second camera 195b may include a prism structure 192b, a lens structure 193b, an image sensor 820b, and an image processor 830.
  • the image processor 830 may generate an RGB image based on the electrical signal from the image sensor 820b.
  • the image sensor 820b may adjust the exposure time based on the electrical signal.
  • the RGB image from the image processor 830 may be transferred to the controller 180 of the mobile terminal 100.
  • the controller 180 of the mobile terminal 100 may output a control signal to the lens structure 193b for the movement of the lens in the lens structure 193b and the like.
  • a control signal for auto focusing may be output to the lens structure 193b.
  • the controller 180 of the mobile terminal 100 may output a control signal for the anti-shake function in the prism structure 192b to the prism structure 192b.
  • 3C-3D are various examples of internal block diagrams of the camera of FIG. 2.
  • FIG. 3C illustrates that a gyro sensor 145c, a driving controller DRC, a first prism module 692a, and a second prism module 692b are provided inside the camera 195b.
  • the gyro sensor 145c may detect the first direction movement and the second direction movement.
  • the gyro sensor 145c may output the motion information Sfz including the first direction motion and the second direction motion.
  • the driving control unit DRC generates control signals Saca and Sacb for motion compensation based on the motion information Sfz including the first direction motion and the second direction motion from the gyro sensor 145c, respectively.
  • the first prism module 692a and the second prism module 692b may be output.
  • the drive control part DRC can output to the 1st actuator ACTa and the 2nd actuator ACTb in the 1st prism module 692a and the 2nd prism module 692b.
  • the first control signal Saca may be a control signal for compensating for the first direction motion detected by the gyro sensor 145c
  • the second control signal Sacb may be a second direction motion detected by the gyro sensor 145c. It may be a control signal for compensation
  • the first actuator ACTa may change the angle of the first prism PSMa based on the first rotation axis based on the first control signal Saca.
  • the second actuator ACTb may change the angle of the second prism PSMb based on the second rotation axis based on the second control signal Sacb.
  • the first hall sensor HSa and the second hall sensor Hsb are the first prism PSMa and the second prism PSMb, respectively.
  • the magnetic field change may be sensed.
  • the motion information detected by the first hall sensor HSa and the second hall sensor Hsb, in particular, the first and second magnetic field change information Shsa and Shsb may be input to the driving controller DRC. .
  • the driving controller DRC may perform PI control based on the control signals Saca and Sacb for motion compensation and the motion information, in particular, the first and second magnetic field change information Shsa and Shsb. Accordingly, the movements of the first prism PSMa and the second prism PSMb can be accurately controlled.
  • the driving controller DRC performs closed loop control by receiving the information Shsa and Shsb detected by the first hall sensor Hsa and the second hall sensor Hsb.
  • the movement of the first prism PSMa and the second prism PSMb can be accurately controlled.
  • FIG. 3D is similar to FIG. 3C except that the gyro sensor 145c is provided in the motion sensor 145 in the separate sensing unit 140 in the mobile terminal 100, not in the camera 195b. There is.
  • the camera 195b of FIG. 3D may further include an interface unit (not shown) for receiving a signal from an external gyro sensor 145c.
  • the motion information Sfz including the received first direction motion and the second direction motion from the sensor 145c is input to the drive control unit DRC. It may be the same as the description of 3c.
  • 4A is a diagram illustrating a camera having a double prism structure.
  • the camera 195x of FIG. 4A includes an image sensor 820x, a lens structure 193x for transmitting light to the image sensor, a lens driver (CIRx) for moving a lens in the lens structure 193x, It illustrates an example including a dual prism structure 192x having a first prism 192ax and a second prism 192bx.
  • CIRx lens driver
  • the camera 195x of FIG. 4A performs movement of the lens structure 193x to prevent camera shake. In the figure, the compensation is performed in the Dra direction.
  • the lens movement direction should cross the Dra direction, and thus, it is difficult to simultaneously implement the lens movement and the movement for preventing the camera shake.
  • angle compensation is performed by using a rotary actuator.
  • a rotary actuator for example, a plurality of prism modules may be used to compensate the first angle in the first and second rotation axis directions, respectively.
  • angle compensation within a predetermined range can be performed irrespective of the optical zoom, thereby improving the accuracy of image stabilization. This will be described below with reference to FIG. 5A.
  • 4B and 4C illustrate a camera without a double prism structure.
  • the camera 195y of FIG. 4B includes an image sensor 820y, a lens structure 193y for transmitting light to the image sensor, and a lens driver (CIRy) for moving a lens in the lens structure 193y.
  • the input light RI is directly input through the lens structure 193y, and thus the lens structure 193y and the image sensor 820y. ) Should be placed perpendicular to the incoming light RI.
  • the input light RI is transmitted to the image sensor 820y via the lens structure 193y.
  • the length Wy of the lens structure 193y increases according to the trend of high quality and high performance. According to this structure, as the length Wy of the lens structure 193y increases, the thickness DDy of the mobile terminal 100y is increased. ) Has the disadvantage of becoming larger.
  • a dual prism is adopted, and the first prism and the second prism are arranged so as to cross the light (RI) paths of the first prism and the second prism.
  • RI light
  • this structure it is possible to implement an L-type camera, and thus, to realize a slim camera having a thin thickness. This will be described with reference to FIG. 5A and below.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a camera having a rotatable dual prism module according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a mobile terminal having the camera of FIG. 5A.
  • the camera 500a of FIG. 5A includes an image sensor 520, a lens structure 593 transmitting light to the image sensor 520, a first prism module 592a, and a second prism module 592b.
  • An example includes a dual prism structure 592 having a).
  • the dual prism structure 592 unlike FIG. 4A, differs in rotating to implement the anti-shake function.
  • the lens structure (593), unlike the Figure 4a, is not equipped with a hand shake function, it can be implemented more slim.
  • the lens structure 593 includes at least one lens, and the lens may be moved for variable focus.
  • the lens structure 593 includes a plurality of lenses, such as a concave lens and a convex lens, and based on a control signal from the image processor 830 or the controller 180, for the variable focus, an internal lens At least one of the can be moved. In particular, it may move to the image sensor 820b or move in the opposite direction of the image sensor 820b.
  • the lens structure 593 is arranged in the order of the image sensor 520, the lens structure 593, and the dual prism structure 592, and the light incident on the dual prism structure 592 enters the lens structure 593 and the image. Although illustrated as being transmitted to the sensor 520, other modifications are possible.
  • light from the top is reflected at the reflecting surface of the first prism PSMa in the first prism module 592a, transmitted to the second prism module 592b, and the second prism in the second prism module 592b.
  • the light may be reflected by the reflective surface of the PSMb to be transmitted to the lens structure 593 and the image sensor 520.
  • the dual prism structure 592 may include a first prism module 592a including a first prism PSMa, a first rotational actuator for angularly changing the first prism PSMa in a first direction to compensate for image stabilization,
  • a second prism module 592b may include a second prism PSMb and a second rotational actuator configured to angularly change the second prism PSMb in a second direction to compensate for image stabilization.
  • first prism PSMa and the second prism PSMb may be disposed to cross each other.
  • first prism PSMa and the second prism PSMb are preferably disposed perpendicular to each other.
  • the refractive indices of the first prism PSMa and the second prism PSMb may be 1.7 or more. Accordingly, total reflection may be performed in the first prism PSMa and the second prism PSMb, and thus, may transmit light RI toward the image sensor.
  • the refractive indices of the first prism PSMa and the second prism PSMb are less than 1.7, and the refractive indices of the first prism PSMa and the second prism PSMb are less than 1.7, and the first prism PSMa and the second prism are Reflective coatings may be formed on the reflective surfaces of the PSMb, respectively. Accordingly, total reflection may be performed in the first prism PSMa and the second prism PSMb, and thus, may transmit light RI toward the image sensor.
  • the image sensor 520, the lens structure 593, and the first prism module 592a are arranged side by side in one direction, but the second prism module 592b intersects with the first prism module 592a. Can be arranged.
  • the first prism module 592a and the second prism module 592b may be referred to as an L-type dual prism structure 592.
  • such a structure of the camera 500a may be referred to as an L-type camera.
  • the first prism module 592a and the second prism module 592b respectively have a first direction CRa, for example, a counterclockwise direction ccw, based on the first rotation axis Axma.
  • Rotation angle in the second direction CRb for example, counterclockwise (ccw), and the angle compensation can be performed to implement the anti-shake function. Will be.
  • a slim camera 500a can be implemented. Therefore, it can be applied to the mobile terminal 100 or the like.
  • the length of the lens structure 593 is illustrated as Wa
  • the length of the dual prism structure 592 is illustrated as Wpa
  • the heights of the lens structure 593 and the dual prism structure 592 are illustrated as ha.
  • the second prism module 592a and the second prism module 592b in the dual prism structure 592 are disposed to cross each other, as in the mobile terminal 100a of FIG. 5B, the advancing direction of the incident light RI
  • the second prism module 592a and the second prism module 592b may be changed twice, and the image sensor 520 may be disposed on the left side of the mobile terminal 100a. In particular, the image sensor 520 may be disposed to face the side of the mobile terminal 100a.
  • the thickness DDa of the mobile terminal 100y is not the sum of the length Wa + Wpa of the lens structure 593 and the dual prism structure 592, but the lens structure 593 and the dual prism structure 592.
  • the height ha of the image sensor or the height ho of the image sensor is determined.
  • the thickness DDa of the mobile terminal 100y can be made slimmer. . Therefore, it is possible to implement a slim camera 500a having a thin thickness and a mobile terminal having the same.
  • FIG. 6A is a view showing another example of a camera having a rotatable dual prism module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a view showing a mobile terminal having the camera of FIG. 6A
  • FIGS. 7 to FIG. 9C is a diagram referred to in the description of the camera of FIG. 6A.
  • the camera 600 of FIG. 6A includes an image sensor 620, a lens structure 693 transmitting light to the image sensor 620, a first prism module 692a and a second prism module 692b. It illustrates an example including a dual prism structure (692) having a).
  • the camera 600 of FIG. 6A is similar to the camera 500a of FIG. 5A except that the arrangement of the first prism module 692a and the second prism module 692b in the dual prism structure 692 is different. have. This will be described based on the difference.
  • light arranged in the order of the image sensor 620, the lens structure 693, and the dual prism structure 692, and the light incident on the dual prism structure 692 is the lens structure 693 and the image sensor 620.
  • light from the top is reflected at the reflecting surface of the first prism PSMa in the first prism module 692a, transmitted to the second prism module 692b, and the second prism in the second prism module 692b.
  • the light may be reflected by the reflective surface of the PSMb and transferred to the lens structure 693 and the image sensor 620.
  • the first prism module 692a in the dual prism structure 692 of FIG. 6A is disposed forward in comparison with the second prism module 692b. Accordingly, the light reflected by the prism module PSMa in the first prism module 692a travels in the paper direction or the right direction.
  • the dual prism structure 692 includes a first prism module 692a having a first prism PSMa and a first rotational actuator for angularly changing the first prism PSMa in a first direction for image stabilization;
  • a second prism module 692b may include a second prism PSMb and a second rotational actuator configured to angularly change the second prism PSMb in a second direction to compensate for camera shake.
  • first prism PSMa and the second prism PSMb may be disposed to cross each other.
  • first prism PSMa and the second prism PSMb are preferably disposed perpendicular to each other.
  • the refractive indices of the first prism PSMa and the second prism PSMb may be 1.7 or more. Accordingly, total reflection may be performed in the first prism PSMa and the second prism PSMb, and thus, may transmit light RI toward the image sensor.
  • the refractive indices of the first prism PSMa and the second prism PSMb are less than 1.7, and the refractive indices of the first prism PSMa and the second prism PSMb are less than 1.7, and the first prism PSMa and the second prism are Reflective coatings may be formed on the reflective surfaces of the PSMb, respectively. Accordingly, total reflection may be performed in the first prism PSMa and the second prism PSMb, and thus, may transmit light RI toward the image sensor.
  • the image sensor 620, the lens structure 693, and the first prism module 692a are disposed side by side in one direction, but the second prism module 692b crosses the first prism module 692a. Can be arranged.
  • the first prism module 692a and the second prism module 692b may be referred to as an L-shaped dual prism structure 692.
  • such a structure of the camera 600 may be referred to as an L-type camera.
  • the first prism module 692a and the second prism module 692b are rotated in a first direction, for example, counterclockwise (ccw) with respect to the first rotation axis Axa, respectively.
  • the angle compensation may be performed by rotating in a second direction, for example, a counterclockwise direction (ccw), based on the second rotation axis Axb, thereby implementing an anti-shake function.
  • the slim camera 600 can be implemented. Therefore, it can be applied to the mobile terminal 100 or the like.
  • the length of the lens structure 693 is illustrated as Wb
  • the length of the dual prism structure 692 is illustrated as Wpb
  • the heights of the lens structure 693 and the dual prism structure 692 are illustrated as hb.
  • the image sensor 620 may be disposed on the left side of the mobile terminal 100b. In particular, the image sensor 620 may be disposed to face the side of the mobile terminal 100b.
  • the thickness DDb of the mobile terminal 100y is not the sum of the lengths Wb + Wpb of the lens structure 693 and the dual prism structure 692, but the lens structure 693 and the dual prism structure 692. It is determined by the height hb or the height ho of the image sensor.
  • the slimmer the thickness DDb of the mobile terminal 100y can be realized. . Therefore, it is possible to implement a slim camera 600 and a mobile terminal having the same that the thickness is thin.
  • the dual prism structure 692 may include a first prism module 692a and a second prism module 692b.
  • the first prism module 692a has a prism PSMa, a prism holder PSMHa for fixing the prism PSMa to the first surface, and a second surface that is the back surface of the first surface of the prism holder PSMHa.
  • the driving coil DCLa disposed between Yka and the Hall sensor Hsa positioned between the driving coil DCLa and the driving magnet DMa may be provided.
  • the coil holder CLHa may include protrusions at both ends protruding in the prism holder PSMa direction, and opening portions HSSa formed in the protrusions, respectively.
  • the coil holder CLHa can fix the drive coil DCLa.
  • the prism holder PSMa may include bosses BSSa at both ends that protrude in the coil holder CLHa direction.
  • the bosses BSSa at both ends of the prism holder PSMa may be coupled to the openings HSSa formed at both ends in the coil holder CLHa.
  • the drive magnet DMa and the drive coil DCLa in the first prism module 692a can constitute the first rotary actuator ACTa.
  • the driving controller (( The DRC may output the first control signal Saca to the first actuator ACTa in the first prism module 692a.
  • the first actuator ACTa may change the angle of the first prism PSMa based on the first rotation axis based on the first control signal Saca.
  • the first prism PSMa may be angularly changed based on the first rotation axis based on the first control signal Saca applied to the driving coil DCLa in the first actuator ACTb.
  • the first hall sensor HSa may sense a magnetic field change to confirm movement information according to the movement of the first prism PSMa.
  • the motion information detected by the first hall sensor HSa in particular, the magnetic field change information Shsa, may be input to the driving controller DRC.
  • the driving controller DRC may perform PI control based on the control signal Saca for motion compensation and the motion information, in particular, the magnetic field change information Shsa. Accordingly, the first prism PSMa You can precisely control the movement of the).
  • the driving controller DRC performs the closed loop control by receiving the information Shsa sensed by the first hall sensor HSa and accurately controls the movement of the first prism PSMa. You can do it.
  • the driving magnet DMa, the prism holder PSMHa, and the prism PSMa may be rotated based on the first rotation axis Axa.
  • the coil holder CLHa, the driving coil DCLa, and the hall sensor HSa may be fixed without being rotated based on the first rotation axis Axa.
  • some units in the first prism module 692a are rotated and some units are fixed to detect hand shake based on the magnetic field signal sensed by the hall sensor HSa, and to compensate for hand shake.
  • the driving magnet DMa is rotated to rotate the prism PSMa or the like.
  • the second prism module 692b includes a prism PSMb, a prism holder PSMHb for fixing the prism PSMb on the first surface, and a prism holder PSMHb.
  • the yoke (Ykb) to which the first surface is attached, the drive magnet (DMb) attached to the second surface, which is the back surface of the first surface of the yoke (Ykb), and the coil holder (CLHb) are attached to the second surface, which is the back surface of one surface. ),
  • a driving coil DCLb disposed between the coil holder CLHb and the yoke Ykb, and a hall sensor Hsb positioned between the driving coil DCLb and the driving magnet DMb.
  • the coil holder CLHb may include protrusions at both ends protruding in the prism holder PSMb direction, and openings HSSb respectively formed in the protrusions.
  • the coil holder CLHb can fix the drive coil DCLb.
  • the prism holder PSMb may include bosses BSSb at both ends that protrude in the coil holder CLHb direction.
  • the bosses BSSb at both ends of the prism holder PSMb may be coupled to the openings HSSb formed at both ends in the coil holder CLHb.
  • the drive magnet DMb and the drive coil DCLb in the second prism module 692b can constitute the second rotary actuator ACTb.
  • the driving controller (( The DRC can output the second control signal Sacb to the second actuator ACTb in the second prism module 692b.
  • the second actuator ACTb may change the angle of the second prism PSMb based on the second rotation axis based on the second control signal Sacb.
  • the second prism PSMb may be angularly changed on the basis of the second rotation axis.
  • the second hall sensor HSb may sense a change in the magnetic field to confirm movement information according to the movement of the second prism PSMb.
  • the motion information detected by the second hall sensor HSb may be input to the driving controller DRC.
  • the driving controller DRC may perform a PI control or the like based on the control signal Sacb for motion compensation and the motion information, in particular, the magnetic field change information Shsb. Accordingly, the second prism PSMb You can precisely control the movement of the).
  • the driving controller DRC performs the closed loop control by receiving the information Shsb sensed by the second hall sensor HSb and accurately controls the movement of the second prism PSMb. You can do it.
  • the driving magnet DMb, the prism holder PSMHb, and the prism PSMb may be rotated based on the second rotation axis Axb.
  • the coil holder CLHb, the driving coil DCLb, and the hall sensor HSb may be fixed without being rotated based on the second rotation axis Axb.
  • some units in the second prism module 692b are rotated and some units are fixed to detect hand shake based on the magnetic field signal sensed by the hall sensor HSb, and to compensate for hand shake.
  • the driving magnet DMb rotates to rotate the prism PSMb or the like.
  • the driving controller DRC is shaken by the hand.
  • the first prism PSMa, the first sensor magnet SMa, and the like may be rotated using the rotary actuator, in particular, the first driving magnet DMa and the first driving coil DCLa. Can be controlled to rotate in a counterclockwise direction (CCW).
  • the first driving coil DCLa when the first control signal Saca from the driving control unit DRC is applied to the first driving coil DCLa in the first actuator ACTa, the first driving coil DCLa and the first driving are performed. Between the magnets DMa, the force of Lorentz is generated so that the first driving magnet DMa can rotate in the counterclockwise direction CCW.
  • the first hall sensor Hsa may detect a change in the magnetic field that is changed by the counterclockwise rotation of the first sensor magnet SMa.
  • the driving controller DRC performs a closed loop control based on the information Shsa sensed by the first hall sensor HSa, and accordingly, the driving controller DRC of the first driving magnet DMa Counterclockwise (CCW) rotation can be controlled more accurately.
  • the driving controller DRC compensates for the hand shake.
  • the second prism (PSMb), the second sensor magnet (SMb), and the like are connected to the second rotary shaft (2) using the second rotary actuator, in particular, the second driving magnet (DMb) and the second driving coil (DCLb).
  • Axb) can be controlled to rotate in the counterclockwise direction (CCW).
  • the second sensor Hsb may detect a change in the magnetic field that is changed by the counterclockwise rotation of the second sensor magnet SMb.
  • the driving control unit DRC performs a closed loop control based on the information Shsb detected by the second hall sensor HSb, and accordingly, the driving control unit DRC of the second driving magnet DMb Counterclockwise (CCW) rotation can be controlled more accurately.
  • the first prism module 692a and the second prism module 692b may be independently driven based on each of the first rotation axis Axa and the second rotation axis Axb according to the shaking motion. have. Therefore, the camera shake correction for a plurality of directions can be performed quickly and accurately.
  • the first actuator ACTa when the first prism PSMa moves at a first angle in the first direction of the first rotation axis Axa, the first prism PSMa moves the first prism PSMa to the first axis of the first rotation axis Axa.
  • the second angle ⁇ 1 which is half of the first angle ⁇ 1 may be changed. According to this, in spite of the user's shaking movement, by performing the motion compensation at an angle smaller than the movement, accurate shaking correction can be performed. In addition, power consumption is also reduced.
  • the second actuator ACTb moves the second prism PSMb to the second rotation axis Axb when the second prism PSMb moves at the third angle ⁇ 3 in the third direction of the second rotation axis Axb.
  • it may be changed to the fourth angle ⁇ 4 which is half of the third angle.
  • 9A to 9C are diagrams for explaining hand shake motion and compensation according to hand shake motion.
  • the image sensor 692, the first prism PSMa, and the front object OBL will be described.
  • FIG. 9A illustrates that the first prism PSMa disposed between the front object OBL and the image sensor 692 is fixed when there is no shaking of the user.
  • the reflective surface SFa of the image sensor 692 and the first prism PSMa has an angle of ⁇ m, and is formed between the reflective surface SFa of the first prism PSMa and the object OBL in front of it.
  • the angle may be the same ⁇ m angle.
  • the angle ⁇ m may be approximately 45 degrees.
  • the image sensor 692 captures the light of the object OBL in front of the light through the light reflected from the reflecting surface SFa of the first prism PSMa and converts the light into an electrical signal. It becomes possible. Therefore, image conversion of the object OBL in front is possible.
  • FIG. 9B illustrates the first prism PSMa disposed between the front object OBL and the image sensor 692 when the shaking of the user occurs by the first angle ⁇ 1 in the counterclockwise direction ccw. It rotates by the 1st angle (theta) 1 in this counterclockwise direction ccw.
  • the reflecting surface SFa of the image sensor 692 and the rotated first prism PSMa may have an angle of ⁇ m, or the reflecting surface SFa of the rotated first prism PSMa and the object in front of each other. OBL) may be ⁇ n smaller than the ⁇ m angle.
  • the reflecting surface SFa of the image sensor 692 and the rotated first prism PSMa is ⁇ m angle
  • the reflecting surface SFa of the rotated first prism PSMa is ⁇ m angle from the reflecting surface SFa of the rotated first prism PSMa. In front of the object OBL is not located.
  • the image sensor 692 is unable to capture the light for the object OBL in front of the light reflected through the reflecting surface SFa of the first prism PSMa.
  • the first actuator ACTa may rotate the first prism PSMa in the clockwise direction cw at a second angle ⁇ 1 that is half of the first angle ⁇ 1.
  • FIG. 9C illustrates that the first prism PSMa is rotated by the second angle ⁇ that is half of the first angle ⁇ 1 in the clockwise direction cw to compensate for the shaking of the user.
  • the reflecting surface SFa of the image sensor 692 and the rotated first prism PSMa are ⁇ m angles, and the reflecting surface SFa of the rotated first prism PSMa The angle ⁇ m between the objects OBL in front is obtained.
  • the image sensor 692 captures the light of the object OBL in front of the light through the light reflected from the reflecting surface SFa of the first prism PSMa and converts the light into an electrical signal. It becomes possible. Therefore, despite the hand shake, image stabilization of the front object OBL is possible stably through the hand shake correction.
  • FIG. 10 is a view referred to for describing the prism module.
  • a prism PSMax is disposed on a first surface of the prism holder PSMHax, and a second surface that is a rear surface of the first surface of the prism holder PSMHax.
  • the yoke Ykax is disposed, and in the state in which the rotation axis AXa is disposed in the up and down direction of the ground, the sensor magnet SMax is disposed above the yoke Ykax, and is spaced apart from the sensor magnet SMax.
  • the hall sensor Hsaz may be disposed.
  • the driving control unit DRC may rotate the actuator, in particular, the driving magnet, to compensate for the shaking of the hand.
  • the prism PSMax, the sensor magnet SMax, and the like may be controlled to rotate in the counterclockwise direction CCW based on the rotation axis Axa.
  • the hall sensor Hsax may detect a change in the magnetic field that is changed by the counterclockwise rotation of the sensor magnet SMax.
  • the width of the sensor magnet SMax may be W1 as shown in the drawing.
  • the present invention proposes a method of increasing the accuracy of detecting the change of the magnetic field or the strength of the magnetic field in the Hall sensor. This will be described with reference to FIG. 11 and below.
  • FIG. 11 is a view showing a prism module according to an embodiment of the present invention
  • Figures 12a to 14 is a view referred to the description of FIG.
  • the prism PSMa is disposed on the first surface of the prism holder PSMHa, and the yoke Yka is provided on the second surface of the first surface of the prism holder PSMHa. Is placed.
  • the first surface of the yoke Yka may be disposed on the second surface of the prism holder PSMHa.
  • the sensor magnet SMa is disposed above the yoke Yka, and the hall sensor Hsaz is spaced apart from the sensor magnet SMa. Can be.
  • the driving magnet DMa may be attached to the second surface, which is the rear surface of the first surface of the yoke Yka.
  • the driving controller DRC is shaken by the hand.
  • the driving magnet DMa and the driving coil the prism PSMa, the sensor magnet SMa, etc. are controlled to rotate in the counterclockwise direction CCW with respect to the axis of rotation Axa. can do.
  • the hall sensor Hsa may detect a change in the magnetic field that is changed by the counterclockwise rotation of the sensor magnet SMa.
  • the prism module 692a includes the sensor magnet supporting member Yka1 to which the sensor magnet Sma is attached. Shall be.
  • the sensor magnet supporting member Yka1 is disposed above the yoke Yka.
  • the sensor magnet support member Yka1 is preferably a magnetic field shielding material capable of shielding a magnetic field in a direction opposite to the hall sensor Hsa, not in the direction of the hall sensor Hsa.
  • the sensor magnet support member Yka1 may be a steel plate cold commercia (SPCC), ferrite, or the like.
  • the sensor magnet supporting member Yka1 is preferably a material capable of enhancing the strength of the magnetic field in the direction of the hall sensor Hsa.
  • FIG. 11 it demonstrates that the 1st surface (left side) and the 2nd surface (upper side) of the sensor magnet Sma arrange
  • the lower side and the right side of the sensor magnet Sma contact the sensor magnet supporting member Yka1 and are not exposed to the outside, and only the left side and the upper side of the sensor magnet Sma are exposed to the outside. Illustrate that.
  • the magnetic field to the right direction and the downward direction of the sensor magnet Sma is shielded. Therefore, the magnetic field in the left direction and the upward direction of the sensor magnet Sma is increased.
  • the angle compensation range by the rotation in the counterclockwise direction CCW is the clockwise direction due to the hand shake. It may be between about 5 degrees and -5 degrees, which is half of the range of the rotation angle of CW.
  • the width W2 or the size of the sensor magnet Sma of FIG. 11 can be designed smaller than the width W1 or the size of the sensor magnet Smax of FIG. 10. do.
  • the width W2 of the sensor magnet Sma of FIG. 11 is roughly half of the width W1 of the sensor magnet Smax of FIG.
  • the width W2 of the sensor magnet Sma of FIG. 11 may be half of the width W1 of the sensor magnet Sma and the sensor magnet support member Yka1. Therefore, the manufacturing cost of the sensor magnet Sma can be reduced.
  • the intensity change curve of the magnetic field according to the structures of FIGS. 10 and 11 may be illustrated as shown in FIGS. 12C and 12D.
  • the intensity change in the magnetic field may be approximately 50T. That is, the slope of the intensity change curve CV of the magnetic field of FIG. 12C may be approximately 50T.
  • the intensity change in the magnetic field may be approximately 70T. have. That is, the slope of the intensity change curve CVb of the magnetic field of FIG. 12D may be approximately 70T. Therefore, compared with FIG. 10, the change in the magnetic field strength of 40% can be improved.
  • the prism module 692a of FIG. 11 the accuracy of detecting the change of the magnetic field or the strength of the magnetic field is improved in the hall sensor Hsa.
  • FIG. 13A to 13D are views showing various examples of the prism module according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A shows a first surface (left side), a second surface (upper side), and a third surface (s) of the sensor magnet Sma disposed on the sensor magnet supporting member Yka1 in the prism module 692b.
  • the lower side is exposed to the outside.
  • the right side of the sensor magnet Sma is in contact with the sensor magnet support member Yka1 and is not exposed to the outside, and the left side, the upper side, and the bottom side of the sensor magnet Sma are exposed to the outside. do.
  • the magnetic field in the right direction of the sensor magnet Sma is shielded, and the magnetic fields in the left direction, the upper direction, and the lower direction of the sensor magnet Sma are counted, and finally, the magnetic field near the hall sensor Hsa. Will increase the intensity.
  • FIG. 13B illustrates that the first surface (left side surface) of the sensor magnet Sma disposed on the sensor magnet support member Yka2 in the prism module 692c is exposed to the outside.
  • the right side, the upper side, and the lower side of the sensor magnet Sma contact the sensor magnet supporting member Yka2 and are not exposed to the outside, and the left side of the sensor magnet Sma is exposed to the outside. do.
  • the magnetic field in the right direction, the upper direction, and the lower direction of the sensor magnet Sma is shielded, and the magnetic field in the left direction of the sensor magnet Sma is counted, and eventually, the magnetic field near the hall sensor Hsa. Will increase the intensity.
  • the sensor magnet support member Yka2 and the yoke Yka may be formed of the same material. Accordingly, the sensor magnet support member (Yka2) and the yoke (Yka) can be formed at the same time, there is an advantage that becomes simple during manufacturing.
  • the magnetic field shielding effect by the sensor magnet support member Yka2 can be further improved.
  • FIG. 13C illustrates that the first surface (left side surface) of the sensor magnet Sma disposed on the sensor magnet support member Yka3 in the prism module 692d is exposed to the outside.
  • the right side and the bottom side of the sensor magnet Sma are in contact with the sensor magnet support member Yka3 and are not exposed to the outside, and the left side and the top side of the sensor magnet Sma are exposed to the outside. do.
  • the sensor magnet support member Yka3 and the yoke Yka may be formed of the same material. Accordingly, the sensor magnet support member (Yka3) and the yoke (Yka) can be formed at the same time, there is an advantage that becomes simple at the time of manufacturing.
  • the magnetic field shielding effect by the sensor magnet support member Yka3 can be further improved.
  • the right side surface of the sensor magnet Sma contacts the sensor magnet support member Yka4 and is not exposed to the outside. Can be.
  • the prism module 692e of FIG. 13D may contact the sensor magnet supporting member Yka4 without being spaced apart from the yoke Yka. Accordingly, the lower side surface of the sensor magnet Sma may contact the yoke Yka and may not be exposed to the outside.
  • the first surface (left side) and the second surface (upper side) of the sensor magnet Sma may be exposed to the outside.
  • the sensor magnet support member Yka4 and the yoke Yka may be formed of the same material. Accordingly, the sensor magnet support member (Yka4) and the yoke (Yka) can be formed at the same time, there is an advantage that becomes simple at the time of manufacturing.
  • the magnetic field shielding effect by the sensor magnet support member Yka4 can be further improved.
  • FIG. 14 is a view referred to for explaining the sensor magnet support member Yka1 and the sensor magnet Sma in the prism module 692e of FIG. 13D.
  • the distance Wc between the sensor magnet Sma and the hall sensor Hsa is preferably smaller than the width Wa of the sensor magnet Sma.
  • the width Wa of the sensor magnet Sma is preferably larger than the width Wb of the sensor magnet support member Yka1.
  • the width Wb of the sensor magnet support member Yka1 is smaller than the width Wa of the sensor magnet Sma.
  • the magnetic field in the right direction and the lower direction of the sensor magnet Sma is shielded, and the intensity of the magnetic field near the hall sensor Hsa becomes large.
  • the ratio of the distance Wc between the sensor magnet Sma and the hall sensor Hsa, the width Wa of the sensor magnet Sma, and the width Wb of the sensor magnet support member Yka1 are approximately one. 2: 2 to 0.5 to 2.
  • the ratio of the interval Wc between the sensor magnet Sma and the hall sensor Hsa, the width Wa of the sensor magnet Sma, and the width Wb of the sensor magnet support member Yka1 are 1: 2: 0.5 to 1: 2: 2. According to this, the strength of the magnetic field near the hall sensor Hsa is increased, the sensing accuracy is improved, and the size of the sensor magnet Sma can be designed to be small, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the prism structure 692 including the first prism module 692a and the second prism module 692b described with reference to FIGS. 6 to 14 includes the mobile terminal 100 of FIG. 2, a vehicle, a TV, a drone, and a robot. It can be applied to various electronic devices such as robot cleaner.

Abstract

본 발명은 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 모듈은, 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크와, 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트와, 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트와, 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서와, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.

Description

프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치
본 발명은 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 자기장을 정확하게 감지할 수 있는 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치에 관한 것이다.
카메라는, 이미지를 촬영하기 위한 장치이다. 최근, 카메라가, 이동 단말기에 채용되면서, 카메라의 소형화에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편, 카메라의 소형화 추세에 더불어, 자동 초점 기능, 손 떨림 방지 기능이 채택되고 있는 실정이다.
특히, 손 떨림 방지 기능 등을 위해, 손 떨림 움직임을 정확하게 감지하고 이를 보상하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은, 자기장을 정확하게 감지할 수 있는 렌즈 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 손 떨림 방지를 위해, 자기장을 정확하게 감지하고, 이를 보상하여, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있는, 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 슬림(slim) 카메라를 구현할 수 있는, 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 모듈은, 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크와, 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트와, 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트와, 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서와, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 요크가 서로 접촉된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면이 외부로 노출될 수 있다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면, 및 제2 면이 외부로 노출될 수 있다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 센서 마그네트가, 요크에 접촉될 수 있다.
한편, 센서 마그네트와 홀 센서 사이의 간격은, 센서 마그네트의 폭 보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 센서 마그네트의 폭은, 센서 마그네트 지지부재의 폭 보다 큰 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라, 및 영상표시장치는, 움직임을 감지하는 자이로 센서와, 자이로 센서에서 감지된 움직임을 보상하기 위해, 입력되는 광을, 제1 회전축 및 제2 회전축 기준으로 각도 변화시켜, 출력하는 프리즘 구조체와, 복수의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 적어도 하나의 렌즈가 이동되며, 이동된 렌즈를 이용하여, 프리즘 구조체로부터의 광을 출력하는 렌즈 구조체와, 렌즈 구조체로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하며, 프리즘 구조체는, 제1 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 프리즘 모듈과, 제2 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 프리즘 모듈을 구비하고, 제1 프리즘 모듈과 제2 프리즘 모듈 중 적어도 하나는, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프리즘 모듈, 이를 구비하는 카메라, 및 영상표시장치는, 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더와, 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크와, 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트와, 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트와, 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서와, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 요크가 서로 접촉된다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면이 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 센서 마그네트는, 제1 면, 및 제2 면이 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재와, 센서 마그네트가, 요크에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트와 홀 센서 사이의 간격은, 센서 마그네트의 폭 보다 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트의 폭은, 센서 마그네트 지지부재의 폭 보다 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 자기장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재로 인하여, 종래 대비, 센서 마그네트의 폭 또는 크기 보다 작게 설계할 수 있게 된다. 따라서, 센서 마그네트의 제조 비용 등이 저감될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라, 및 영상표시장치는, 움직임을 감지하는 자이로 센서와, 자이로 센서에서 감지된 움직임을 보상하기 위해, 입력되는 광을, 제1 회전축 및 제2 회전축 기준으로 각도 변화시켜, 출력하는 프리즘 구조체와, 복수의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 적어도 하나의 렌즈가 이동되며, 이동된 렌즈를 이용하여, 프리즘 구조체로부터의 광을 출력하는 렌즈 구조체와, 렌즈 구조체로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하며, 프리즘 구조체는, 제1 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 프리즘 모듈과, 제2 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 프리즘 모듈을 구비하고, 제1 프리즘 모듈과 제2 프리즘 모듈 중 적어도 하나는, 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재를 포함한다. 이에 따라, 손 떨림 방지를 위해, 자기장을 정확하게 감지하고, 이를 보상하여, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있게 된다.
또한, 제1 프리즘 모듈과 제2 프리즘 모듈의 광 경로가 다르므로, L자 타입의 카메라 구현이 가능하며, 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라를 구현할 수 있게 된다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 일예인 이동 단말기를 전면에서 바라본 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시한 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 2는 도 1의 이동 단말기의 블럭도이다.
도 3a는 도 2의 카메라의 내부 단면도이다.
도 3b는 도 2의 카메라의 내부 블록도이다.
도 3c 내지 도 3d는 도 2의 카메라의 내부 블록도의 다양한 예이다.
도 4a는 이중 프리즘 구조의 카메라를 도시한 도면이다.
도 4b와 도 4c는 이중 프리즘 구조가 생략된 카메라를 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 일예를 도시하는 도면이다.
도 5b는 도 5a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이다.
도 7 내지 도 9c는 도 6a의 카메라의 설명에 참조되는 도면이다.
도 10은 프리즘 모듈의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시에에 따른 프리즘 모듈을 도시한 도면이다.
도 12a 내지 도 14는 도 11의 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 일예인 이동 단말기를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시한 이동 단말기의 후면 사시도이다.
도 1a을 참조하면, 이동 단말기(100)의 외관을 이루는 케이스는, 프론트 케이스(100-1)와 리어 케이스(100-2)에 의해 형성된다. 프론트 케이스(100-1)와 리어 케이스(100-2)에 의해 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장될 수 있다.
구체적으로 프론트 케이스(100-1)에는 디스플레이(180), 제1 음향출력모듈(153a), 제1 카메라(195a), 및 제1 내지 제3 사용자 입력부(130a, 130b, 130c)가 배치될 수 있다. 그리고, 리어 케이스(100-2)의 측면에는 제4 사용자 입력부(130d), 제5 사용자 입력부(130e), 및 제1 내지 제3 마이크(123a, 123b, 123c)가 배치될 수 있다.
디스플레이(180)는 터치패드가 레이어 구조로 중첩됨으로써, 디스플레이(180)가 터치스크린으로 동작할 수 있다.
제1 음향출력 모듈(153a)은 리시버 또는 스피커의 형태로 구현될 수 있다. 제1 카메라(195a)는 사용자 등에 대한 이미지 또는 동영상을 촬영하기에 적절한 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 마이크(123)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력받기 적절한 형태로 구현될 수 있다.
제1 내지 제5 사용자 입력부(130a, 130b, 130c, 130d, 130e)와 후술하는 제6 및 제7 사용자 입력부(130f, 130g)는 사용자 입력부(130)라 통칭할 수 있다.
제1 내지 제2 마이크(123a, 123b)는, 리어 케이스(100-2)의 상측, 즉, 이동 단말기(100)의 상측에, 오디오 신호 수집을 위해 배치되며, 제3 마이크(123c)는, 리어 케이스(100-2)의 하측, 즉, 이동 단말기(100)의 하측에, 오디오 신호 수집을 위해 배치될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 리어 케이스(100-2)의 후면에는 제2 카메라(195b), 제3 카메라(195c), 및 제4 마이크(123d)가 추가로 장착될 수 있으며, 리어 케이스(100-2)의 측면에는 제6 및 제7 사용자 입력부(130f, 130g)와, 인터페이스부(175)가 배치될 수 있다.
제2 카메라(195b)는 제1 카메라(195a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 제1 카메라(195a)와 서로 다른 화소를 가질 수 있다. 제2 카메라(195b)에 인접하게는 플래쉬(미도시)와 거울(미도시)이 추가로 배치될 수도 있다. 또한, 제2 카메라(195b) 인접하게 다른 카메라를 더 설치하여 3차원 입체 영상의 촬영을 위해 사용할 수도 있다.
리어 케이스(100-2)에는 제2 음향출력 모듈(미도시)가 추가로 배치될 수도 있다. 제2 음향출력 모듈은 제1 음향출력 모듈(153a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 스피커폰 모드로 통화를 위해 사용될 수도 있다.
리어 케이스(100-2) 측에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착될 수 있다. 전원공급부(190)는, 예를 들어 충전 가능한 배터리로서, 충전 등을 위하여 리어 케이스(100-2)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
제4 마이크(123d)는, 리어 케이스(100-2)의 전면, 즉, 이동 단말기(100)의 뒷면에, 오디오 신호 수집을 위해 배치될 수 있다.
도 2는 도 1의 이동 단말기의 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(175), 제어부(170), 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다.
무선 통신부(110)는 방송수신 모듈(111), 이동통신 모듈(113), 무선 인터넷 모듈(115), 근거리 통신 모듈(117), 및 GPS 모듈(119) 등을 포함할 수 있다.
방송수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송관리 서버로부터 방송 신호 및 방송관련 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 방송수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(113)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(115)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무선 인터넷 모듈(115)은 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다.
근거리 통신 모듈(117)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), NFC(Near Field Communication) 등이 이용될 수 있다.
GPS(Global Position System) 모듈(119)은 복수 개의 GPS 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다.
A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(195)와 마이크(123) 등이 포함될 수 있다.
카메라(195)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이(180)에 표시될 수 있다.
카메라(195)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(195)는 단말기의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(123)는, 디스플레이 오프 모드, 예를 들어, 통화모드, 녹음모드, 또는 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 오디오 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리할 수 있다.
한편, 마이크(123)는, 서로 다른 위치에, 복수개로서 배치될 수 있다. 각 마이크에서 수신되는 오디오 신호는 제어부(170) 등에서 오디오 신호 처리될 수 있다.
사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 사용자의 누름 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력받을 수 있는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 후술하는 디스플레이(180)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다.
센싱부(140)는 근접센서(141), 압력센서(143), 및 모션 센서(145), 터치 센서(146) 등을 포함할 수 있다.
근접센서(141)는 이동 단말기(100)로 접근하는 물체나, 이동 단말기(100)의 근방에 존재하는 물체의 유무 등을 기계적 접촉이 없이 검출할 수 있다. 특히, 근접센서(141)는, 교류자계의 변화나 정자계의 변화를 이용하거나, 혹은 정전용량의 변화율 등을 이용하여 근접물체를 검출할 수 있다.
압력센서(143)는 이동 단말기(100)에 압력이 가해지는지 여부와, 그 압력의 크기 등을 검출할 수 있다.
모션 센서(145)는 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하여 이동 단말기(100)의 위치나 움직임 등을 감지할 수 있다.
터치 센서(146)는, 사용자의 손가락에 의한 터치 입력 또는 특정 펜에 의한 터치 입력을 감지할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180) 상에 터치 스크린 패널이 배치되는 경우, 터치 스크린 패널은, 터치 입력의 위치 정보, 세기 정보 등을 감지하기 위한 터치 센서(146)를 구비할 수 있다. 터치 센서(146)에서 감지된 센싱 신호는, 제어부(180)로 전달될 수 있다.
출력부(150)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것이다. 출력부(150)에는 디스플레이(180), 음향출력 모듈(153), 알람부(155), 및 햅틱 모듈(157) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이(180)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영되거나 수신된 영상을 각각 혹은 동시에 표시할 수 있으며, UI, GUI를 표시한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이(180)와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이(180)는 출력 장치 이외에 사용자의 터치에 의한 정보의 입력이 가능한 입력 장치로도 사용될 수 있다.
음향출력 모듈(153)은 호 신호 수신, 통화 모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 음향출력 모듈(153)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능, 예를 들어, 호 신호 수신음, 메시지 수신음 등과 관련된 오디오 신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈(153)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(155)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 알람부(155)는 오디오 신호나 비디오 신호 이외에 다른 형태로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들면, 진동 형태로 신호를 출력할 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(157)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(157)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동 효과가 있다. 햅틱 모듈(157)이 촉각 효과로 진동을 발생시키는 경우, 햅택 모듈(157)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 변환가능하며, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
메모리(160)는 제어부(170)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입력되거나 출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
인터페이스부(175)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 수행한다. 인터페이스부(175)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달할 수 있고, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다.
제어부(170)는 통상적으로 상기 각부의 동작을 제어하여 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 재생 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 재생 모듈(181)은 제어부(170) 내에 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(170)와 별도로 소프트웨어로 구성될 수도 있다. 한편, 제어부(170)는, 애플리케이션 구동을 위한 애플리케이션 프로세서(미도시)를 구비할 수 있다. 또는 애플리케이션 프로세서(미도시)는 제어부(170)와 별도로 마련되는 것도 가능하다.
그리고, 전원 공급부(190)는 제어부(170)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
도 3a는 도 2의 카메라의 내부 단면도이다.
도면을 참조하면, 도 3a는, 카메라(195) 내의, 제2 카메라(195b)에 대한 단면도의 일예이다.
제2 카메라(195b)는, 조리개(194b), 프리즘 구조체(192b), 렌즈 구조체(193b), 이미지 센서(820b)를 구비할 수 있다.
조리개(194b)는, 렌즈 구조체(193b)로 입사되는 광을 개폐할 수 있다.
이미지 센서(820b)는, RGB 색상을 센싱하기 위해, RGb 필터(915b)와, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 센서 어레이(911b)를 구비할 수 있다.
이에 따라, 이미지 센서(820b)는, 각각 RGB 이미지를 센싱하여, 출력할 수 있다.
도 3b는 도 2의 카메라의 내부 블록도이다.
도면을 참조하면, 도 3b는, 카메라(195) 내의 제2 카메라(195b)에 대한 블록도의 일예이다.
제2 카메라(195b)는, 프리즘 구조체(192b), 렌즈 구조체(193b), 이미지 센서(820b), 이미지 프로세서(830)를 구비할 수 있다.
이미지 프로세서(830)는, 이미지 센서(820b)로부터의, 전기 신호에 기초하여, RGB 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 이미지 센서(820b)는, 전기 신호에 기초하여, 노출 시간이 조절될 수 있다.
한편, 이미지 프로세서(830)로부터의 RGB 이미지는 이동 단말기(100)의 제어부(180)로 전달될 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)의 제어부(180)는, 렌즈 구조체(193b) 내의 렌즈의 이동 등을 위해, 제어 신호를, 렌즈 구조체(193b)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 오토 포커싱을 위한 제어 신호를 렌즈 구조체(193b)로 출력할 수 있다.
한편, 이동 단말기(100)의 제어부(180)는, 프리즘 구조체(192b) 내의 손떨림 방지 기능을 위한 제어 신호를, 프리즘 구조체(192b)로 출력할 수도 있다.
도 3c 내지 도 3d는 도 2의 카메라의 내부 블록도의 다양한 예이다.
먼저, 도 3c는, 카메라(195b) 내부에, 자이로 센서(145c), 구동 제어부(DRC), 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)이 구비되는 것을 예시한다.
자이로 센서(145c)는, 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 감지할 수 있다. 그리고, 자이로 센서(145c)는, 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 포함하는 움직임 정보(Sfz)로 출력할 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 자이로 센서(145c)로부터의 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 포함하는 움직임 정보(Sfz)에 기초하여, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Saca,Sacb)를, 각각, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)에 출력할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)는, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b) 내의, 제1 액츄에이터(ACTa), 및 제2 액츄에이터(ACTb)에 출력할 수 있다.
제1 제어 신호(Saca)는, 자이로 센서(145c)에서 감지된 제1 방향 움직임 보상을 위한 제어 신호일 수 있으며, 제2 제어 신호(Sacb)는, 자이로 센서(145c)에서 감지된 제2 방향 움직임 보상을 위한 제어 신호일 수 있다
제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 제어 신호(Saca)에 기초하여, 제1 프리즘(PSMa)을 제1 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
제2 액츄에이터(ACTb)는, 제2 제어 신호(Sacb)에 기초하여, 제2 프리즘(PSMb)을 제2 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
한편, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b) 내의, 제1 홀 센서(HSa)와 제2 홀 센서(Hsb)는, 각각 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 이동에 따른, 이동 정보 확인을 위해, 자기장 변화를 센싱할 수 있다.
그리고, 제1 홀 센서(HSa)와 제2 홀 센서(Hsb)에서 감지되는 움직임 정보, 특히 제1 및 제2 자기장 변화 정보(Shsa, Shsb)는, 구동 제어부((DRC)로 입력될 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Saca,Sacb)와, 움직임 정보, 특히 제1 및 제2 자기장 변화 정보(Shsa, Shsb)에 기초하여, PI 제어 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 구동 제어부((DRC)는, 제1 홀 센서(HSa)와 제2 홀 센서(Hsb)에서 감지된 정보(Shsa, Shsb)를 수신함으로써, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
다음, 도 3d는 도 3c와 유사하나, 자이로 센서(145c)가 카메라(195b) 내부가 아닌, 이동 단말기(100) 내의 별도의 센싱부(140) 내의 모션 센서(145) 내에 구비되는 것에 그 차이가 있다.
이에 따라, 도 3d에서는 도시하지 않았지만, 도 3d의 카메라(195b)는, 외부의 자이로 센서(145c)로부터의 신호 수신을 위한 인터페이스부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
한편, 이로 센서(145c)로부터의 수신된 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임을 포함하는 움직임 정보(Sfz)는, 구동 제어부((DRC)로 입력된다. 구동 제어부((DRC)의 동작은 도 3c의 설명과 동일할 수 있다.
도 4a는 이중 프리즘 구조의 카메라를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4a의 카메라(195x)는, 이미지 센서(820x), 이미지 센서로 광을 전달하는 렌즈 구조체(193x), 렌즈 구조체(193x) 내의 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부((CIRx), 제1 프리즘(192ax)과 제2 프리즘(192bx)을 구비하는 듀얼 프리즘 구조체(192x)를 포함하는 것을 예시한다.
도 4a의 카메라(195x)는, 손떨림 방지를 위해, 렌즈 구조체(193x)의 이동을 수행한다. 도면에서는, Dra 방향으로 보상 수행이 되는 것을 예시한다.
이러한 방식에 의할 경우, 렌즈 구조체(193x)의 광학 줌이 고배율일 때, 손 떨림 보상은 더 많이 수행되어야 하는 단점이 있다. 따라서, 손 떨림 보상의 정확도가 떨어지게 된다.
또한, 이러한 방식의 경우, 렌즈 이동 방향은 Dra 방향과 교차되어야 하며, 따라서, 렌즈 이동과 손떨림 방지를 위한 이동을 동시에 구현하기 어렵다는 단점이 있다.
본 발명에서는, 이러한 점을 보완하기 위해, 손 떨림 보상을, 프리즘 모듈 내부에 구현하고, 특히, 회전 액츄에이터를 사용하여, 각도 보상을 수행하는 것으로 한다. 이에 의하면, 각도 보상을 수행함으로써, 렌즈 구조체(193x)의 광학 줌이, 저배율이거나 고배율인 경우에 상관 없이, 소정 범위 이내의 각도만 보상하면 되는 장점이 있다. 예를 들어, 복수의 프리즘 모듈을 이용하여, 각각 제1 및 제2 회전축 방향으로, 제1 각도를 보상할 수 있다. 이에 따라, 광학 줌에 관계 없이, 소정 범위 이내의 각도 보상이 가능해지므로, 손 떨림 보상의 정확도가 향상된다. 이에 대해서는 도 5a 이하를 참조하여 기술한다.
도 4b와 도 4c는 이중 프리즘 구조가 생략된 카메라를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 도 4b의 카메라(195y)는, 이미지 센서(820y), 이미지 센서로 광을 전달하는 렌즈 구조체(193y), 렌즈 구조체(193y) 내의 렌즈를 이동시키는 렌즈 구동부((CIRy)를 포함하는 것을 예시한다.
한편, 도 4b의 카메라(195y)에 의하면, 복수의 프리즘 구조가 없으므로, 입력되는 입력되는 광(RI)이, 바로 렌즈 구조체(193y)를 통해 입력되므로, 렌즈 구조체(193y), 이미지 센서(820y)가, 입력되는 입력되는 광(RI)에 수직으로 배치되어야 한다.
즉, 도 4c의 이동 단말기(100y)를 보면, 입력되는 광(RI)이, 렌즈 구조체(193y)를 거쳐, 이미지 센서(820y)로 전달된다.
최근, 고화질, 고성능의 추세에 따라 렌즈 구조체(193y)의 길이(Wy)가 커지며, 이러한 구조에 의하면, 렌즈 구조체(193y)의 길이(Wy)가 커질수록, 이동 단말기(100y)의 두께(DDy)가 커지는 단점이 있다.
이에 따라, 본 발명에서는, 이러한 점을 해결하기 위해, 듀얼 프리즘을 채용하고, 제1 프리즘과 제2 프리즘의 광(RI) 경로가 다르도록, 제1 프리즘과 제2 프리즘을 교차하도록 배치한다. 이러한 구조에 의하면, L자 타입의 카메라 구현이 가능하며, 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라를 구현할 수 있게 된다. 이에 대해서는, 도 5a 이하를 참조하여 기술한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 일예를 도시하는 도면이고, 도 5b는 도 5a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 5a의 카메라(500a)는, 이미지 센서(520), 이미지 센서(520)로 광을 전달하는 렌즈 구조체(593), 제1 프리즘 모듈(592a)과 제2 프리즘 모듈(592b)을 구비하는 듀얼 프리즘 구조체(592)를 포함하는 것을 예시한다.
듀얼 프리즘 구조체(592)는, 도 4a와 달리, 손 떨림 방지 기능 구현을 위해, 회전하는 것에 그 차이가 있다.
한편, 렌즈 구조체(593)는, 도 4a와 달리, 손 떨림 방지 기능이 구비되지 않으므로, 보다 슬림하게 구현 가능하다.
렌즈 구조체(593)는, 적어도 하나의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 렌즈가 이동될 수 있다.
예를 들어, 렌즈 구조체(593)는, 오목 렌즈와 볼록 렌즈 등 복수의 렌즈를 구비하며, 이미지 프로세서(830) 또는 제어부(180)로부터의 제어 신호에 기초하여, 가변 초점을 위해, 내부의 렌즈 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있다. 특히, 이미지 센서(820b)로 이동하거나, 이미지 센서(820b)의 반대 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 도 5a는, 이미지 센서(520), 렌즈 구조체(593), 듀얼 프리즘 구조체(592)의 순서로 배열되며, 듀얼 프리즘 구조체(592)로 입사되는 광이, 렌즈 구조체(593)와, 이미지 센서(520)로 전달되는 것을 예시하나, 이와 달리 변형이 가능하다.
구체적으로, 상부로부터의 광이 제1 프리즘 모듈(592a) 내의 제1 프리즘(PSMa)의 반사면에서 반사되어, 제2 프리즘 모듈(592b)로 전달되고 제2 프리즘 모듈(592b) 내의 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에서 반사되어, 렌즈 구조체(593)와, 이미지 센서(520)로 전달될 수 있다.
즉, 도 5a와 달리, 이미지 센서(520), 듀얼 프리즘 구조체(592), 렌즈 구조체(593)의 순서로 배열되며, 렌즈 구조체(593)로 입사되는 광이, 듀얼 프리즘 구조체(592)와, 이미지 센서(520)로 전달될 수도 있다.
듀얼 프리즘 구조체(592)는, 제1 프리즘(PSMa)과, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘(PSMa)을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 회전 액츄에이터를 구비하는 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘(PSMb)과, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘(PSMb)을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 회전 액츄에이터를 구비하는 제2 프리즘 모듈(592b)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 교차하여 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 수직으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 미만이며, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에 각각 반사 코팅이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
이에 따르면, 이미지 센서(520), 렌즈 구조체(593), 및 제1 프리즘 모듈(592a)은, 일방향으로 나란히 배치되나, 제2 프리즘 모듈(592b)은, 제1 프리즘 모듈(592a)과 교차하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 프리즘 모듈(592a)과 제2 프리즘 모듈(592b)은, L자 타입의 듀얼 프리즘 구조체(592)라 명명할 수 있다. 그리고, 이러한 카메라(500a) 구조를 L자 타입의 카메라라 명명할 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘 모듈(592b)을 통해, 각각 제1 회전축(Axma)을 기준으로 제1 방향(CRa), 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시키고, 제2 회전축(Axmb)을 기준으로 제2 방향(CRb), 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시켜, 각도 보상을 수행할 수 있어, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있게 된다.
특히, 회전 액츄에이터를 사용하여, 각도 보상을 수행함으로써, 렌즈 구조체(593)의 광학 줌이, 저배율이거나 고배율인 경우에 상관 없이, 소정 범위 이내의 각도만 보상하면 되는 장점이 있다. 결국, 광학 줌에 관계 없이, 손 떨림 보상의 정확도가 향상된다.
또한, 한정된 공간에서, 최적의 공간 배치를 할 수 있게 되므로, 슬림(slim) 카메라(500a)를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 이동 단말기(100) 등에 적용될 수 있게 된다.
도 5a에서는, 렌즈 구조체(593)의 길이를 Wa로, 듀얼 프리즘 구조체(592)의 길이를 Wpa로 예시하며, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 높이를 ha로 예시한다.
듀얼 프리즘 구조체(592) 내의 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘 모듈(592b)이 서로 교차하여 배치되므로, 도 5b의 이동 단말기(100a)와 같이, 입사되는 광(RI)의 진행 방향이, 제1 프리즘 모듈(592a)과, 제2 프리즘 모듈(592b)을 통해, 2회 변경되며, 이동 단말기(100a)의 좌측에, 이미지 센서(520)가 배치될 수 있게 된다. 특히, 이미지 센서(520)가, 이동 단말기(100a)의 측면에 대향하여 배치될 수 있게 된다.
따라서, 이동 단말기(100y)의 두께(DDa)는, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 길이의 합(Wa+Wpa)가 아닌, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 높이(ha) 또는 이미지 센서의 높이(ho)에 의해, 결정되게 된다.
따라서, 렌즈 구조체(593)와 듀얼 프리즘 구조체(592)의 높이(ha) 또는 이미지 센서의 높이(ho)가 낮도록 설계할수록, 이동 단말기(100y)의 두께(DDa)를 슬림하게 구현할 수 있게 된다. 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라(500a) 및 이를 구비하는 이동 단말기를 구현할 수 있게 된다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 회전 가능한 이중 프리즘 모듈을 구비하는 카메라의 다른 예를 도시하는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 카메라를 구비하는 이동 단말기를 도시하는 도면이며, 도 7 내지 도 9c는 도 6a의 카메라의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 6a의 카메라(600)는, 이미지 센서(620), 이미지 센서(620)로 광을 전달하는 렌즈 구조체(693), 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)을 구비하는 듀얼 프리즘 구조체(692)를 포함하는 것을 예시한다.
도 6a의 카메라(600)는, 도 5a의 카메라(500a)와 유사하나, 듀얼 프리즘 구조체(692) 내의 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)의 배치가 다른 것에 그 차이가 있다. 이에 대해서는, 그 차이 위주로 기술한다.
도면에서는, 이미지 센서(620), 렌즈 구조체(693), 듀얼 프리즘 구조체(692)의 순서로 배열되며, 듀얼 프리즘 구조체(692)로 입사되는 광이, 렌즈 구조체(693)와, 이미지 센서(620)로 전달되는 것을 예시한다.
구체적으로, 상부로부터의 광이 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 제1 프리즘(PSMa)의 반사면에서 반사되어, 제2 프리즘 모듈(692b)로 전달되고 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에서 반사되어, 렌즈 구조체(693)와, 이미지 센서(620)로 전달될 수 있다.
즉, 도 5a와 달리, 도 6a의 듀얼 프리즘 구조체(692) 내의, 제1 프리즘 모듈(692a)이, 제2 프리즘 모듈(692b)에 비해 앞 방향으로 배치되는 것에 그 차이가 있다. 이에 따라, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 프리즘 모듈(PSMa)에서 반사되는 광이, 지면 방향 또는 우측 방향으로 진행하게 된다.
즉, 도 6a와 달리, 이미지 센서(620), 듀얼 프리즘 구조체(692), 렌즈 구조체(693)의 순서로 배열되며, 렌즈 구조체(693)로 입사되는 광이, 듀얼 프리즘 구조체(692)와, 이미지 센서(620)로 전달될 수도 있다. 이하에서는, 도 6a의 구조를 중심으로 기술한다.
듀얼 프리즘 구조체(692)는, 제1 프리즘(PSMa)과, 손떨림 보상을 위해 제1 프리즘(PSMa)을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 회전 액츄에이터를 구비하는 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘(PSMb)과, 손떨림 보상을 위해 제2 프리즘(PSMb)을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 회전 액츄에이터를 구비하는 제2 프리즘 모듈(692b)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 교차하여 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)은 서로 수직으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 이상일 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
한편, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 굴절율은, 1.7 미만이며, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)의 반사면에 각각 반사 코팅이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)과 제2 프리즘(PSMb)에서 전반사가 수행될 수 있게 되며, 결국, 이미지 센서 방향으로 광(RI)을 전달할 수 있게 된다.
이에 따르면, 이미지 센서(620), 렌즈 구조체(693), 및 제1 프리즘 모듈(692a)은, 일방향으로 나란히 배치되나, 제2 프리즘 모듈(692b)은, 제1 프리즘 모듈(692a)과 교차하도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)은, L자 타입의 듀얼 프리즘 구조체(692)라 명명할 수 있다. 그리고, 이러한 카메라(600) 구조를 L자 타입의 카메라라 명명할 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)을 통해, 각각 제1 회전축(Axa)을 기준으로 제1 방향, 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시키고, 제2 회전축(Axb)을 기준으로 제2 방향, 예를 들어, 반시계 방향(ccw)으로 회전시켜, 각도 보상을 수행할 수 있어, 손 떨림 방지 기능을 구현할 수 있게 된다.
특히, 회전 액츄에이터를 사용하여, 각도 보상을 수행함으로써, 렌즈 구조체(693)의 광학 줌이, 저배율이거나 고배율인 경우에 상관 없이, 소정 범위 이내의 각도만 보상하면 되는 장점이 있다. 결국, 광학 줌에 관계 없이, 손 떨림 보상의 정확도가 향상된다.
또한, 한정된 공간에서, 최적의 공간 배치를 할 수 있게 되므로, 슬림(slim) 카메라(600)를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 이동 단말기(100) 등에 적용될 수 있게 된다.
도 6a에서는, 렌즈 구조체(693)의 길이를 Wb로, 듀얼 프리즘 구조체(692)의 길이를 Wpb로 예시하며, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 높이를 hb로 예시한다.
듀얼 프리즘 구조체(692) 내의 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)이 서로 교차하여 배치되므로, 도 6b의 이동 단말기(100b)와 같이, 입사되는 광(RI)의 진행 방향이, 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)을 통해, 2회 변경되며, 이동 단말기(100b)의 좌측에, 이미지 센서(620)가 배치될 수 있게 된다. 특히, 이미지 센서(620)가, 이동 단말기(100b)의 측면에 대향하여 배치될 수 있게 된다.
따라서, 이동 단말기(100y)의 두께(DDb)는, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 길이의 합(Wb+Wpb)가 아닌, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 높이(hb) 또는 이미지 센서의 높이(ho)에 의해, 결정되게 된다.
따라서, 렌즈 구조체(693)와 듀얼 프리즘 구조체(692)의 높이(hb) 또는 이미지 센서의 높이(ho)가 낮도록 설계할수록, 이동 단말기(100y)의 두께(DDb)를 슬림하게 구현할 수 있게 된다. 따라서, 두께가 얇아지는 슬림 카메라(600) 및 이를 구비하는 이동 단말기를 구현할 수 있게 된다.
한편, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 듀얼 프리즘 구조체(692)는, 제1 프리즘 모듈(692a)과, 제2 프리즘 모듈(692b)을 구비할 수 있다.
제1 프리즘 모듈(692a)은, 프리즘(PSMa)과, 제1 면에 프리즘(PSMa)을 고정하는 프리즘 홀더(PSMHa)와, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크(Yka)와, 요크(Yka)의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트(DMa)와, 코일 홀더(CLHa)와, 코일 홀더(CLHa)와 요크(Yka) 사이에 배치되는 구동 코일(DCLa)과, 구동 코일(DCLa)과 구동 마그네트(DMa) 사이에 위치하는 홀 센서(Hsa)를 구비할 수 있다.
코일 홀더(CLHa)는, 프리즘 홀더(PSMa) 방향으로 돌출되는 양단의 돌출부와, 돌출부 내에 각각 형성된 개구부(HSSa)를 구비할 수 있다. 코일 홀더(CLHa)는, 구동 코일(DCLa)을 고정할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMa)는, 코일 홀더(CLHa) 방향으로, 돌출되는 양단의 보스(boss)(BSSa)를 구비할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMa)의 양단의 보스((BSSa)는, 코일 홀더(CLHa) 내의 양단에 형성된 개구부(HSSa)와 결합될 수 있다.
한편, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 구동 마그네트(DMa)와, 구동 코일(DCLa)은, 제1 회전 액츄에이터(ACTa)를 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 3c 또는 도 3d에 도시된 모션 센서(145), 특히 자이로 센서(145c)에서 감지된 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임 중 제1 방향 움직임을 보상하기 위해, 구동 제어부((DRC)가, 제1 제어 신호(Saca)를, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 제1 액츄에이터(ACTa)에 출력할 수 있다.
제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 제어 신호(Saca)에 기초하여, 제1 프리즘(PSMa)을 제1 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
특히, 제1 액츄에이터(ACTb) 내의 구동 코일(DCLa)에 인가되는 제1 제어 신호(Saca)에 기초하여, 제1 프리즘(PSMa)을 제1 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
한편, 제1 홀 센서(HSa)는, 제1 프리즘(PSMa)의 이동에 따른, 이동 정보 확인을 위해, 자기장 변화를 센싱할 수 있다.
그리고, 제1 홀 센서(HSa)에서 감지되는 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsa)는, 구동 제어부((DRC)로 입력될 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Saca)와, 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsa)에 기초하여, PI 제어 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 제1 프리즘(PSMa)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 구동 제어부((DRC)는, 제1 홀 센서(HSa)에서 감지된 정보(Shsa)를 수신함으로써, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 제1 프리즘(PSMa)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이에 따라, 구동 마그네트(DMa), 프리즘 홀더(PSMHa), 프리즘(PSMa)은, 제1 회전축(Axa)을 기준으로, 회전될 수 있다.
한편, 코일 홀더(CLHa), 구동 코일(DCLa), 홀 센서(HSa)는, 제1 회전축(Axa)을 기준으로, 회전되지 않고 고정될 수 있다.
이와 같이, 제1 프리즘 모듈(692a) 내의 일부 유닛은, 회전하고, 일부 유닛은 고정됨으로써, 홀 센서(HSa)에서 센싱된 자기장 신호에 기초하여, 손 떨림을 감지하고, 손 떨림 보상을 위해, 구동 마그네트(DMa)가 회전하여, 프리즘(PSMa) 등을 회전시킬 수 있게 된다. 따라서, 제1 방향에 대한 손 떨림 보상이 정확하게 수행될 수 있게 된다.
한편, 도 8을 참조하여 설명하면, 제2 프리즘 모듈(692b)은, 프리즘(PSMb)과, 제1 면에 프리즘(PSMb)을 고정하는 프리즘 홀더(PSMHb)와, 프리즘 홀더(PSMHb)의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크(Ykb)와, 요크(Ykb)의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트(DMb)와, 코일 홀더(CLHb)와, 코일 홀더(CLHb)와 요크(Ykb) 사이에 배치되는 구동 코일(DCLb)과, 구동 코일(DCLb)과 구동 마그네트(DMb) 사이에 위치하는 홀 센서(Hsb)를 구비할 수 있다.
코일 홀더(CLHb)는, 프리즘 홀더(PSMb) 방향으로 돌출되는 양단의 돌출부와, 돌출부 내에 각각 형성된 개구부(HSSb)를 구비할 수 있다. 코일 홀더(CLHb)는, 구동 코일(DCLb)을 고정할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMb)는, 코일 홀더(CLHb) 방향으로, 돌출되는 양단의 보스(boss)(BSSb)를 구비할 수 있다.
프리즘 홀더(PSMb)의 양단의 보스((BSSb)는, 코일 홀더(CLHb) 내의 양단에 형성된 개구부(HSSb)와 결합될 수 있다.
한편, 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 구동 마그네트(DMb)와, 구동 코일(DCLb)은, 제2 회전 액츄에이터(ACTb)를 구성할 수 있다.
예를 들어, 도 3c 또는 도 3d에 도시된 모션 센서(145), 특히 자이로 센서(145c)에서 감지된 제1 방향 움직임 및 제2 방향 움직임 중 제2 방향 움직임을 보상하기 위해, 구동 제어부((DRC)가, 제2 제어 신호(Sacb)를, 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 제2 액츄에이터(ACTb)에 출력할 수 있다.
제2 액츄에이터(ACTb)는, 제2 제어 신호(Sacb)에 기초하여, 제2 프리즘(PSMb)을 제2 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
특히, 제2 액츄에이터(ACTb) 내의 구동 코일(DCLb)에 인가되는 제2 제어 신호(Sacb)에 기초하여, 제2 프리즘(PSMb)을 제2 회전축 기준으로 각도 변화시킬 수 있다.
한편, 제2 홀 센서(HSb)는, 제2 프리즘(PSMb)의 이동에 따른, 이동 정보 확인을 위해, 자기장 변화를 센싱할 수 있다.
그리고, 제2 홀 센서(HSb)에서 감지되는 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsb)는, 구동 제어부((DRC)로 입력될 수 있다.
구동 제어부((DRC)는, 움직임 보상을 위한 제어 신호(Sacb)와, 움직임 정보, 특히 자기장 변화 정보(Shsb)에 기초하여, PI 제어 등을 수행할 수 있으며, 이에 따라, 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
즉, 구동 제어부((DRC)는, 제2 홀 센서(HSb)에서 감지된 정보(Shsb)를 수신함으로써, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 제2 프리즘(PSMb)의 움직임을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이에 따라, 구동 마그네트(DMb), 프리즘 홀더(PSMHb), 프리즘(PSMb)은, 제2 회전축(Axb)을 기준으로, 회전될 수 있다.
한편, 코일 홀더(CLHb), 구동 코일(DCLb), 홀 센서(HSb)는, 제2 회전축(Axb)을 기준으로, 회전되지 않고 고정될 수 있다.
이와 같이, 제2 프리즘 모듈(692b) 내의 일부 유닛은, 회전하고, 일부 유닛은 고정됨으로써, 홀 센서(HSb)에서 센싱된 자기장 신호에 기초하여, 손 떨림을 감지하고, 손 떨림 보상을 위해, 구동 마그네트(DMb)가 회전하여, 프리즘(PSMb) 등을 회전시킬 수 있게 된다. 따라서, 제2 방향에 대한 손 떨림 보상이 정확하게 수행될 수 있게 된다.
예를 들어, 도 7과 같이, 사용자의 손 떨림에 의해, 제1 프리즘(PSMa)이 제1 회전축(Axa) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 회전 액츄에이터, 특히, 제1 구동 마그네트(DMa)와 제1 구동 코일(DCLa)을 이용하여, 제1 프리즘(PSMa), 및 제1 센서 마그네트(SMa) 등이 제1 회전축(Axa) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)로부터의 제1 제어 신호(Saca)가, 제1 액츄에이터(ACTa) 내의 제1 구동 코일(DCLa)에 인가되는 경우, 제1 구동 코일(DCLa)과, 제1 구동 마그네트(DMa) 사이에, 로렌츠의 힘이 발생하여, 제1 구동 마그네트(DMa)가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전할 수 있게 된다.
이때, 제1 홀 센서(Hsa)는, 제1 센서 마그네트(SMa)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
그리고, 구동 제어부((DRC)는, 제1 홀 센서(HSa)에서 감지된 정보(Shsa)에 기초하여, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 이에 따라, 제1 구동 마그네트(DMa)의 시계 반대 방향(CCW) 회전을 보다 정확하게 제어할 수 있게 된다.
다른 예로, 도 7과 같이, 사용자의 손 떨림에 의해, 제2 프리즘(PSMb)이 제2 회전축(Axb) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 제2 회전 액츄에이터, 특히, 제2 구동 마그네트(DMb)와 제2 구동 코일(DCLb)을 이용하여, 제2 프리즘(PSMb), 및 제2 센서 마그네트(SMb) 등이 제2 회전축(Axb) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)로부터의 제2 제어 신호(Sacb)가, 제2 액츄에이터(ACTb) 내의 제2 구동 코일(DCLb)에 인가되는 경우, 제2 구동 코일(DCLb)과, 제2 구동 마그네트(DMb) 사이에, 로렌츠의 힘이 발생하여, 제2 구동 마그네트(DMb)가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전할 수 있게 된다.
이때, 제2 센서(Hsb)는, 제2 센서 마그네트(SMb)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
그리고, 구동 제어부((DRC)는, 제2 홀 센서(HSb)에서 감지된 정보(Shsb)에 기초하여, 폐루프 제어(closed loop)를 수행하며, 이에 따라, 제2 구동 마그네트(DMb)의 시계 반대 방향(CCW) 회전을 보다 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이와 같이, 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)은, 손 떨림 움직임에 따라, 각각의 제1 회전축(Axa), 제2 회전축(Axb) 기준으로, 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 신속하고 정확하게, 복수의 방향에 대한 손 떨림 보정이 수행될 수 있게 된다.
한편, 제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 프리즘(PSMa)이 제1 회전축(Axa)의 제1 방향의 제1 각도로 이동시, 제1 프리즘(PSMa)을, 제1 회전축(Axa)의 제1 방향과 반대인 제2 방향으로, 제1 각도(θ1)의 절반인 제2 각도(θ1)로 변화시키는 킬 수 있다. 이에 의하면, 사용자의 손 떨림 움직임에도 불구하고, 그 움직임 보다 작은 각도로 움직임 보상을 수행함으로써, 정확한 손 떨림 보정이 가능하게 된다. 또한, 전력 소비도 작아지게 된다.
한편, 제2 액츄에이터(ACTb)는, 제2 프리즘(PSMb)이 제2 회전축(Axb)의 제3 방향의 제3 각도(θ3)로 이동시, 제2 프리즘(PSMb)을, 제2 회전축(Axb)의 제3 방향과 반대인 제4 방향으로, 제3 각도의 절반인 제4 각도(θ4)로 변화시킬 수 있다. 이에 의하면, 사용자의 손 떨림 움직임에도 불구하고, 그 움직임 보다 작은 각도로 움직임 보상을 수행함으로써, 정확한 손 떨림 보정이 가능하게 된다. 또한, 전력 소비도 작아지게 된다. 이에 대해서는, 이하의 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명한다.
도 9a 내지 도 9c는 손 떨림 움직임 및 손 떨림 움직임에 따른 보상을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 이미지 센서(692)와 제1 프리즘(PSMa), 그리고, 전방의 사물(OBL)에 대해 기술한다.
먼저, 도 9a는, 사용자의 손 떨림 움직임이 없는 경우, 전방의 사물(OBL)과 이미지 센서(692) 사이에 배치되는 제1 프리즘(PSMa)이 고정된 것을 예시한다.
도 9a에 따르면, 이미지 센서(692)와 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이며, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)과 전방의 사물(OBL) 사이의 각은, 동일한 θm 각도일 수 있다. 여기서, θm 각도는 대략 45일 수 있다.
이에 의하면, 이미지 센서(692)는, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 반사되어 입사되는 광을 통해, 전방의 사물(OBL)에 대한 광을 포착하고, 이를 전기 신호로 변환할 수 있게 된다. 따라서, 전방의 사물(OBL)에 대한 이미지 변환이 가능하게 된다.
다음, 도 9b는, 사용자의 손 떨림이 반시계 방향(ccw)으로 제1 각도(θ1)만큼 발생한 경우, 전방의 사물(OBL)과 이미지 센서(692) 사이에 배치되는 제1 프리즘(PSMa)이 반시계 방향(ccw)으로 제1 각도(θ1)만큼 회전하는 것을 예시한다.
도 9b에 따르면, 이미지 센서(692)와 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이나, 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)과 전방의 사물(OBL) 사이의 각은, θm 각도 보다 작은 θn일 수 있다.
다시 설명하면, 이미지 센서(692)와 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이며, 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 θm 각도인 방향에는, 전방의 사물(OBL)이 위치하지 않게 된다.
따라서, 이미지 센서(692)는, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 반사되어 입사되는 광을 통해, 전방의 사물(OBL)에 대한 광을 포착할 수 없게 된다.
이에, 제1 액츄에이터(ACTa)는, 제1 프리즘(PSMa)을 시계 방향(cw)으로, 제1 각도(θ1)의 절반인 제2 각도(θ1)로 회전시킬 수 있다.
도 9c는, 사용자의 손 떨림 보상을 위해, 시계 방향(cw)으로 제1 각도(θ1)의 절반인 제2 각도(θ)만큼 제1 프리즘(PSMa)이 회전하는 것을 예시한다.
이에 따라, 다시 도 9a와 같이, 이미지 센서(692)와 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)은, θm 각도이며, 회전된 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)과 전방의 사물(OBL) 사이의 각도 θm이게 된다.
이에 의하면, 이미지 센서(692)는, 제1 프리즘(PSMa)의 반사면(SFa)에서 반사되어 입사되는 광을 통해, 전방의 사물(OBL)에 대한 광을 포착하고, 이를 전기 신호로 변환할 수 있게 된다. 따라서, 손 떨림에도 불구하고, 손 떨림 보정을 통해, 안정적으로, 전방의 사물(OBL)에 대한 이미지 변환이 가능하게 된다.
도 10은 프리즘 모듈의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 10의 프리즘 모듈(692x)와 같이, 프리즘 홀더(PSMHax)의 제1 면에 프리즘(PSMax)이 배치되고, 프리즘 홀더(PSMHax)의 제1 면의 배면인 제2 면에 요크(Ykax)가 배치되며, 지면의 상,하 방향으로 회전축(AXa)이 배치된 상태에서, 요크(Ykax)의 상측에, 센서 마그네트(SMax)가 배치되고, 센서 마그네트(SMax)와 이격되어 홀 센서(Hsaz)가 배치될 수 있다.
한편, 사용자의 손 떨림에 의해, 프리즘(PSMax)이 회전축(Axa) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 회전 액츄에이터, 특히, 구동 마그네트(DMax)와 구동 코일을 이용하여, 프리즘(PSMax), 및 센서 마그네트(SMax) 등이 회전축(Axa) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
이때, 홀 센서(Hsax)는, 센서 마그네트(SMax)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
한편, 센서 마그네트(SMax)의 폭은 도면과 같이, W1일 수 있다.
그러나, 센서 마그네트(SMax)만으로 유발되는 자기장의 변화 또는 자기장의 세기는 약하므로, 홀 센서(Hsax)에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 낮아지게 된다. 그리고, 시계 반대 방향(CCW)으로 회전에 의한 각도 보상의 정확도가 낮아질 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에서는, 홀 센서에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 증가되는 방안을 제시한다. 이에 대해서는, 도 11 이하를 참조하여 기술한다.
도 11은 본 발명의 실시에에 따른 프리즘 모듈을 도시한 도면이고, 도 12a 내지 도 14는 도 11의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11의 프리즘 모듈(692a)에 따르면, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제1 면에 프리즘(PSMa)이 배치되고, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제1 면의 배면인 제2 면에, 요크(Yka)가 배치된다. 특히, 프리즘 홀더(PSMHa)의 제2 면에, 요크(Yka)의 제1 면이 배치될 수 있다.
한편, 지면의 상,하 방향으로 회전축(AXa)이 위치한 상태에서, 요크(Yka)의 상측에, 센서 마그네트(SMa)가 배치되고, 센서 마그네트(SMa)와 이격되어 홀 센서(Hsaz)가 배치될 수 있다.
한편, 구동 마그네트(DMa)는, 요크(Yka)의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착될 수 있다.
이때, 도 7 및 도 8에서 기술한 바와 같이, 사용자의 손 떨림에 의해, 프리즘(PSMa)이 회전축(Axa) 기준으로 시계 방향(CCW)으로 회전하는 경우, 구동 제어부(DRC)는, 손 떨림 보상을 위해, 회전 액츄에이터, 특히, 구동 마그네트(DMa)와 구동 코일을 이용하여, 프리즘(PSMa), 및 센서 마그네트(SMa) 등이 회전축(Axa) 기준으로 시계 반대 방향(CCW)으로 회전하도록 제어할 수 있다.
특히, 구동 제어부((DRC)로부터의 제어 신호(Saca)가, 액츄에이터(ACTa) 내의 구동 코일(DCLa)에 인가되는 경우, 구동 코일(DCLa)과, 구동 마그네트(DMa) 사이에, 로렌츠의 힘이 발생하여, 구동 마그네트(DMa)가 시계 반대 방향(CCW)으로 회전할 수 있게 된다.
이때, 홀 센서(Hsa)는, 센서 마그네트(SMa)의 시계 반대 방향(CCW) 회전에 의해, 가변되는 자기장의 변화를 감지할 수 있다.
그러나, 센서 마그네트(SMa)만으로 유발되는 자기장의 변화 또는 자기장의 세기는 약하므로, 본 발명에서는, 프리즘 모듈(692a)이, 센서 마그네트(Sma)가 부착되는 센서 마그네트 지지부재(Yka1)를 포함하는 것으로 한다.
특히, 요크(Yka)의 상측에, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)가 배치되는 것이 바람직하다.
이때, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 홀 센서(Hsa) 방향이 아닌, 홀 센서(Hsa) 반대 방향의 자기장을 차폐할 수 있는 자기장 차폐 소재인 것이 바람직하다.
예를 들어, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 철판(steel plate cold commercia, SPCC), 페라이트 등일 수 있다.
또는, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 홀 센서(Hsa) 방향의 자기장의 세기를 강화할 수 있는 소재인 것이 바람직하다.
도 11에서는, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면), 및 제2 면(상측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 하측면, 우측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면, 및 상측면만이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 된다. 따라서, 센서 마그네트(Sma)의 좌측 방향, 상측 방향으로의 자기장이 세지게 된다.
한편, 도 11에 의하면, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 의해, 홀 센서(Hsa) 주변에 자기장의 세기 등이, 도 10에 비해 훨씬 커지므로, 홀 센서(Hsa)에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 향상되게 된다. 따라서, 각도 보상의 정확도가 향상될 수 있게 된다.
한편, 손 떨림에 의한 시계 방향(CW)의 회전 각도의 범위가, 대략 10도 내지 -10도 사이인 경우, 시계 반대 방향(CCW)으로 회전에 의한 각도 보상 범위는, 손 떨림에 의한 시계 방향(CW)의 회전 각도의 범위의 절반인, 대략 5 도 내지 -5도 사이일 수 있다.
한편, 도 11에 의하면, 손 떨림이 작아, 시계 방향(CW)의 회전 각도가 작아지더라도, 홀 센서(Hsa)에서 정확한 감지가 가능하며, 결국 시계 반대 방향(CCW) 회전을 위한 각도 보상의 정확도가 향상될 수 있게 된다.
한편, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)로 인하여, 도 11의 센서 마그네트(Sma)의 폭(W2) 또는 크기는, 도 10의 센서 마그네트(Smax)의 폭(W1) 또는 크기 보다 작게 설계할 수 있게 된다.
도면에서는, 도 11의 센서 마그네트(Sma)의 폭(W2)이 대략, 도 10의 센서 마그네트(Smax)의 폭(W1)의 절반인 것을 예시한다. 예를 들어, 도 11의 센서 마그네트(Sma)의 폭(W2)은, 센서 마그네트(Sma)와 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(W1)의 절반일 수 있다. 따라서, 센서 마그네트(Sma)의 제조 비용 등이 저감될 수 있게 된다.
도 12a 및 도 12b는 도 11의 센서 마그네트 지지부재(Yka1), 센서 마그네트(Sma), 홀 센서(Hsa)에 대한 탑 뷰(top view), 및 확대도를 도시한다.
도 10과 도 11의 구조에 따른 자기장의 세기 변화 곡선은, 도 12c와 도 12d와 같이 예시될 수 있다.
도 10에 대응하는 도 12c의 자기장의 세기 변화 곡선(CVa)에 따르면, 프리즘(PSMa)이 일정 각도(예를 들어, 1 도)로 회전하는 경우, 자기장에 세기 변화는 대략 50T일 수 있다. 즉, 도 12c의 자기장의 세기 변화 곡선(CVa)의 기울기가, 대략 50T일 수 있다.
한편, 도 11에 대응하는 도 12d의 자기장의 세기 변화 곡선(CVb)에 따르면, 프리즘(PSMb)이 일정 각도(예를 들어, 1 도)로 회전하는 경우, 자기장에 세기 변화는 대략 70T일 수 있다. 즉, 도 12d의 자기장의 세기 변화 곡선(CVb)의 기울기가, 대략 70T일 수 있다. 따라서, 도 10 대비, 40%의 자기장 세기 변화가 향상될 수 있게 된다.
결국, 도 11의 프리즘 모듈(692a)에 따르면, 홀 센서(Hsa)에서 자기장의 변화 또는 자기장의 세기의 감지의 정확도가 향상되게 된다.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명의 실시예에 다른 프리즘 모듈의 다양한 예를 도시하는 도면이다.
먼저, 도 13a는, 프리즘 모듈(692b) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면), 제2 면(상측면), 및 제3 면(하측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 우측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면, 상측면, 하측면이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측 방향, 상측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
다음, 도 13b는, 프리즘 모듈(692c) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka2)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 우측면, 상측면, 하측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 상측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 도 13b와 같이, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)가 요크(Yka)에 접촉하는 경우, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)와 요크(Yka)는, 동일 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)와 요크(Yka)를 동시에 형성할 수 있어, 제조시 간편해지는 장점이 있다.
또한, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)와 요크(Yka)의 접촉으로, 센서 마그네트 지지부재(Yka2)에 의핸 자기장 차폐 효과는 더욱 향상될 수 있게 된다.
다음, 도 13c는, 프리즘 모듈(692d) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka3)에 배치되는 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면)이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
구체적으로, 센서 마그네트(Sma)의 우측면, 하측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않으며, 센서 마그네트(Sma)의 좌측면, 상측면이 외부로 노출되는 것을 예시한다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 상측 방향, 좌측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 도 13b와 같이, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)가 요크(Yka)에 접촉하는 경우, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)와 요크(Yka)는, 동일 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)와 요크(Yka)를 동시에 형성할 수 있어, 제조시 간편해지는 장점이 있다.
또한, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)와 요크(Yka)의 접촉으로, 센서 마그네트 지지부재(Yka3)에 의핸 자기장 차폐 효과는 더욱 향상될 수 있게 된다.
다음, 도 13d의 프리즘 모듈(692e)은, 도 13a의, 프리즘 모듈(692b)과 유사하게, 센서 마그네트(Sma)의 우측면은, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않을 수 있다.
한편, 도 13a와 달리, 도 13d의 프리즘 모듈(692e)은, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)가 요크(Yka)와 이격되지 않고, 접촉할 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트(Sma)의 하측면은, 요크(Yka)에 접촉하여, 외부로 노출되지 않을 수 있다.
결국, 센서 마그네트(Sma)의, 제1 면(좌측면), 제2 면(상측면)이 외부로 노출될 수 있다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 센서 마그네트(Sma)의 상측 방향, 좌측 방향으로의 자기장이 세지게 되며, 결국 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 도 13b와 같이, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)가 요크(Yka)에 접촉하는 경우, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)와 요크(Yka)는, 동일 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)와 요크(Yka)를 동시에 형성할 수 있어, 제조시 간편해지는 장점이 있다.
또한, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)와 요크(Yka)의 접촉으로, 센서 마그네트 지지부재(Yka4)에 의한 자기장 차폐 효과는 더욱 향상될 수 있게 된다.
도 14는 도 13d의 프리즘 모듈(692e) 내의 센서 마그네트 지지부재(Yka1)와, 센서 마그네트(Sma)의 설명을 위해 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc)은, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa) 보다 작은 것이 바람직하다.
센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc)이 작아질수록, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa)이 커질수록, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
다음, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa)은, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb) 보다 큰 것이 바람직하다.
센서 마그네트 지지부재(Yka1)는, 자기장 차폐를 위한 것이므로, 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb)은, 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa) 보다 작은 것이 바람직하다.
이에 의하면, 센서 마그네트(Sma)의 우측 방향, 하측 방향으로의 자기장이 차폐되게 되며, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커지게 된다.
한편, 센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc), 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa), 및 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb)의 비율은, 대략 1:2:0.5 내지 2일 수 있다.
즉, 센서 마그네트(Sma)와 홀 센서(Hsa) 사이의 간격(Wc), 센서 마그네트(Sma)의 폭(Wa), 및 센서 마그네트 지지부재(Yka1)의 폭(Wb)의 비율은, 1:2:0.5 내지 1:2:2일 수 있다. 이에 의하면, 홀 센서(Hsa) 부근의 자기장의 세기가 커져, 센싱 정확도가 향상되며, 센서 마그네트(Sma)의 크기를 작게 설계할 수 있어, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.
한편, 도 11 내지 도 14의 설명은, 도 6 내지 도 8의 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b) 중 제1 프리즘 모듈(692a)을 기준으로 설명하였으며, 제1 프리즘 모듈(692a)에 적용 가능하나, 이에 한정되지 않고, 제2 프리즘 모듈(692b)에도 적용 가능하다.
한편, 도 6 내지 도 14에서 설명한 제1 프리즘 모듈(692a)과 제2 프리즘 모듈(692b)을 구비하는 프리즘 구조체(692)는, 도 2의 이동 단말기(100), 차량, TV, 드론, 로봇, 로봇 청소기 등 다양한 전자 기기에 채용 가능하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (14)

  1. 제1 면에, 프리즘을 고정하는 프리즘 홀더;
    상기 프리즘 홀더의 제1 면의 배면인 제2 면에, 제1면이 부착되는 요크;
    상기 요크의 제1 면의 배면인 제2 면에 부착되는 구동 마그네트;
    상기 요크의 상부에 배치되는 센서 마그네트;
    상기 센서 마그네트와 이격되어 배치되는 홀 센서;
    상기 센서 마그네트가 부착되는 센서 마그네트 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재와, 상기 요크가 서로 접촉되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 상기 센서 마그네트의 제1 면이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재에 배치되는 상기 센서 마그네트의 제1 면, 및 제2 면이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서 마그네트 지지부재와, 상기 센서 마그네트가, 상기 요크에 접촉되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트와 상기 홀 센서 사이의 간격은, 상기 센서 마그네트의 폭 보다 작은 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트의 폭은, 상기 상기 센서 마그네트 지지부재의 폭 보다 큰 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서 마그네트와 상기 홀 센서 사이의 간격, 상기 센서 마그네트의 폭, 및 상기 센서 마그네트 지지부재의 폭의 비율은, 1:2:0.5 내지 2인 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    코일 홀더;
    상기 코일 홀더와 상기 요크 사이에 배치되는 구동 코일;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코일 홀더의 양단의 출부에 형성된 개구부와, 상기 프리즘 홀더의 양단에 형성된 보스가 결합되는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    제1 방향 움직임에 대한 보상을 위한 제어 신호가 상기 구동 코일에 인가된는 경우, 상기 프리즘이, 제1 회전축 기준으로 회전하는 것을 특징으로 하는 프리즘 모듈.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 프리즘 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라.
  13. 움직임을 감지하는 자이로 센서;
    상기 자이로 센서에서 감지된 움직임을 보상하기 위해, 입력되는 광을, 제1 회전축 및 제2 회전축 기준으로 각도 변화시켜, 출력하는 프리즘 구조체;
    복수의 렌즈를 구비하며, 가변 초점을 위해 적어도 하나의 렌즈가 이동되며, 상기 이동된 렌즈를 이용하여, 상기 프리즘 구조체로부터의 광을 출력하는 렌즈 구조체;
    상기 렌즈 구조체로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서;를 포함하며,
    상기 프리즘 구조체는,
    제1 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 상기 제1 프리즘을 제1 방향으로 각도 변화시키는 제1 프리즘 모듈;
    제2 프리즘을 구비하고, 손떨림 보상을 위해 상기 제2 프리즘을 제2 방향으로 각도 변화시키는 제2 프리즘 모듈;을 구비하고,
    상기 제1 프리즘 모듈과 상기 제2 프리즘 모듈 중 적어도 하나는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 프리즘 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라.
  14. 제12항의 카메라를 구비하는 영상표시장치.
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