WO2022203366A1 - 렌즈 구동 장치 - Google Patents

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WO2022203366A1
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driving
unit
axis
magnet
magnet part
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장현웅
김민
김장현
김태호
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • the embodiment relates to a lens driving device.
  • the embodiment relates to a lens driving device, a camera module, a camera device, and a driving method thereof.
  • the camera module performs a function of capturing a subject and storing it as an image or video, and is installed and used in mobile terminals such as cell phones, laptops, drones, and vehicles.
  • portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops have built-in micro camera modules, and these camera modules automatically adjust the distance between the image sensor and the lens to align the focal length of the lens (autofocus, AF). function can be performed.
  • recent camera modules can perform a zooming function such as zooming up or zooming out by increasing or decreasing the magnification of a distant subject through a zoom lens. have.
  • recent camera modules provide an image stabilization (IS) function. That is, the camera module may be moved by an unstable fixing device, a user's movement, vibration, or impact.
  • the image shake prevention function corrects or prevents image shake caused by the movement of the camera module.
  • the image stabilization (IS) function may include an optical image stabilizer (OIS) function and an image stabilization function using an image sensor.
  • OIS optical image stabilizer
  • the optical image stabilization function corrects motion by changing the path of light
  • the image stabilization device using the image sensor corrects motion by mechanical and electronic methods.
  • the embodiment provides a lens driving device capable of solving a problem of an increase in driving force generated as the size of an image sensor increases, and a camera module including the same.
  • the embodiment provides a lens driving device capable of preventing an increase in a rolling torque required for driving a roll during OIS operation, and a camera module including the same.
  • the embodiment provides a lens driving device capable of solving the reliability problem of the camera module caused by an external impact, and a camera module including the same.
  • the embodiment provides a lens driving device capable of solving a problem in which components of the lens driving device are separated from each other by impact, and a camera module including the same.
  • the embodiment provides a lens driving device capable of solving technical problems related to generation of high-frequency vibration by a spring structure, increase in driving resistance, and generation of dynamic tilt, and a camera module including the same.
  • the embodiment provides a lens driving device capable of preventing magnetic field interference between a plurality of magnets and a camera module including the same.
  • the embodiment provides a camera device and a method of driving the same so that the movement about the rotation axis can be sequentially performed when the OIS is driven.
  • the embodiment provides a camera device capable of providing a driving order of a plurality of rotation shafts for driving an OIS and a driving method thereof.
  • the embodiment provides a camera device capable of determining the driving order of a plurality of rotation shafts for driving the OIS based on the degree of shaking of each rotation shaft, and a driving method thereof.
  • the embodiment provides a camera device capable of determining a driving order of a plurality of rotation axes for OIS driving based on a photographing mode of the camera device, and a driving method thereof.
  • a lens driving device includes a first housing having a lens assembly disposed therein, and a magnet disposed therein; and a second housing in which a coil is disposed and disposed to surround the first housing, wherein the magnets include a plurality of magnet parts for moving the lens assembly based on different rotation axes, and the plurality of magnet parts In the first housing, the lens assembly is disposed at the same distance from the center of the rotation axis.
  • the plurality of magnet parts may include: a first magnet part for moving the lens assembly with respect to a first rotation axis; a second magnet unit for moving the lens assembly based on a second rotation axis different from the first rotation axis; and a third magnet part for moving the lens assembly based on a third rotation axis different from the first and second rotation axes.
  • center of the rotation shaft is the center of any one of the first to third rotation shafts.
  • a distance from the center of the rotation shaft to the third magnet unit is equal to at least one of a distance from the center of the rotation shaft to the first magnet and a distance from the center of the rotation shaft to the second magnet.
  • the third rotation axis corresponds to an optical axis through which light is incident to the lens assembly.
  • the sizes of the first to third magnet parts are the same as each other.
  • the coil may include: a first coil unit corresponding to the first magnet unit; a second coil unit corresponding to the second magnet unit; and a third coil part corresponding to the third magnet part, a distance from the center of the rotation shaft to the third coil part, a distance from the center of the rotation shaft to the first coil part, and the second from the center of the rotation shaft.
  • the distance to the coil part is equal to each other.
  • the lens assembly a lens; and a bobbin on which the lens is disposed and a fourth coil part corresponding to the first magnet part and the second magnet part is disposed.
  • the first magnet part includes a plurality of first magnets disposed to face each other in a first direction from the center of the first housing, and the second magnet part is arranged in the first direction toward the center of the first housing. and a plurality of second magnets disposed to face each other in a second direction perpendicular to, and wherein the third magnet part is a center of the first housing, in a diagonal direction between the first direction and the second direction. It includes a plurality of third magnets disposed to face each other.
  • the distance between the plurality of first magnets passing through the center of the first housing, the distance between the plurality of second magnets passing through the center of the first housing, and the plurality of the plurality of magnets passing through the center of the first housing are equal to each other.
  • a lens driving device includes a lens; a bobbin on which the lens is disposed; and a first housing in which the bobbin is disposed and a plurality of magnet parts are disposed, wherein the plurality of magnet parts include a plurality of first magnets facing each other in a first direction from the center of the first housing.
  • a second magnet unit including a plurality of second magnets facing each other in a second direction perpendicular to the first direction at the center of the first housing; and a third magnet part including a plurality of third magnets facing each other in a diagonal direction between the first direction and the second direction at the center of the first housing, wherein the plurality of magnets passing through the center of the first housing A distance between the first magnets, a distance between the plurality of second magnets passing through the center of the first housing, and a distance between the plurality of third magnets passing through the center of the first housing are equal to each other.
  • the first magnet part is a yaw magnet part for yaw of the lens
  • the second magnet part is a pitch magnet part for pitching the lens
  • the third magnet part is a roll magnet for rolling the lens.
  • the lens driving device includes a first housing in which the renzo assembly is disposed; a second housing in which the first housing is disposed; and a driving unit for moving the first housing in which the lens assembly is disposed with respect to the second housing, wherein the driving unit includes: a first driving unit for moving the first housing with respect to a first rotation axis; A second driving unit for moving the first housing based on a second rotation axis different from the first rotation axis, and a third driving unit for moving the first housing based on a third rotation axis different from the first and second rotation axes, ,
  • the centers of the first to third rotation shafts are the same as each other, and respective distances from the centers to the first to third driving units are the same.
  • the first driving unit includes a first magnet unit and a first coil unit
  • the second driving unit includes a second magnet unit and a second coil unit
  • the third driving unit includes a third magnet unit and a third and a coil part, wherein the distance is a distance from the center to the first to third magnet parts and a distance from the center to the first to third coil parts.
  • a camera device includes a fixing unit; a moving part that moves relative to the fixed part; a driving unit providing a driving force so that the moving unit can move relative to the fixed unit; and a control unit supplying a driving signal to the driving unit, wherein the driving unit includes a plurality of driving units for moving the moving unit about different rotation axes, and the control unit includes a plurality of driving units to be supplied to the plurality of driving units.
  • a driving signal is generated, and the plurality of driving signals are respectively output at different times.
  • the driving unit may include: a first driving unit for moving the moving unit about a first rotational axis; a second driving unit for moving the moving unit about a second rotating axis different from the first rotating axis; and a third driving unit for moving the moving unit around a third rotating shaft different from the first and second rotating shafts, wherein the control unit includes first to third driving signals to be supplied to the first to third driving units, respectively. and outputting the generated first to third driving signals at different time points, respectively.
  • the camera device includes a motion detector for obtaining motion information
  • the controller includes the first to the first to move the moving unit to a target position based on the motion information obtained through the motion detecting unit.
  • a third driving signal is generated.
  • the control unit may include: a compensation angle calculator configured to calculate a compensation angle for each of the first to third rotation axes based on the motion information; a driving signal generator configured to generate the first to third driving signals based on the compensation angle calculated by the compensation angle calculator; and a driving signal output unit determining an output order of the generated first to third driving signals and outputting the first to third driving signals to the first to third driving units in response to the determined output order.
  • control unit includes a mode determination unit that determines a mode for determining the output order of the first to third driving signals.
  • the mode determining unit extracts pre-stored mode information, and determines the output order of the first to third driving signals based on the extracted mode information.
  • the mode determining unit calculates a deviation between a target position and a final position for a plurality of modes at regular intervals, and updates the stored mode information based on the calculated deviation.
  • the driving signal output unit outputs a driving signal of a first order among the first to third driving signals at a first time, and outputs a driving signal of a second order among the first to third driving signals to the first time.
  • the output is performed at a second time point when a first delay time has elapsed from the time point, and a driving signal of a third order among the first to third driving signals is output at a third time point when a second delay time has elapsed from the second time point.
  • At least one of the first delay time and the second delay time is at least one of a frequency of the first to second driving signals, a frequency of a clock signal of the control unit, and a driving response speed of the first to third driving units. determined by one
  • control unit includes a compensation angle comparison unit for comparing the compensation angles for each of the first to third rotation axes, and the driving signal output unit, according to the comparison result of the compensation angle comparison unit, in the order of the compensation angles from the largest.
  • the first to third driving signals are output.
  • a method of driving a camera device may include detecting motion information of the camera device; calculating first to third compensation angles for compensating for hand shake with respect to first to third rotation axes of the camera device based on the detected motion information; determining an order of compensation for hand shake with respect to the first to third rotation axes; and sequentially performing handshake compensation for the first to third rotation axes based on the determined compensation order.
  • the calculating may include: calculating a first compensation angle for compensating for hand shake with respect to a first rotation axis; calculating a second compensation angle for compensating for hand shake based on a second rotation axis different from the first rotation axis; and calculating a third compensation angle for handshake compensation based on a third rotation axis different from the first and second rotation axes.
  • first axis of rotation is a yaw axis for yaw
  • second axis of rotation is a pitch axis for pitching
  • third axis of rotation is a roll axis for rolling.
  • the determining of the handshake compensation order includes extracting pre-stored mode information, and the sequentially performing the handshake compensation order is based on the extracted mode information, and the first to third rotation axes are compensated for handshake. determining the order.
  • the method includes calculating a deviation between a target position and a final position for a plurality of modes at regular intervals and updating the stored mode information based on the calculated deviation.
  • the sequentially performing may include, based on the compensation order, performing handshake compensation for the rotation axis of the first priority at a first time point; performing handshake compensation on the rotation axis of a second priority at a second time point when a first delay time has elapsed from the first time point based on the compensation sequence; and, based on the compensation sequence, performing handshake compensation for the third-order rotation axis at a third time point when a second delay time has elapsed from the second time point.
  • the method may further include comparing the first to third compensation angles with respect to the respective rotation axes, and the determining of the hand shake compensation order may include, according to the comparison result, the hand shake compensation order in the order of the compensation angles. including the step of determining
  • a camera device includes a fixed unit, a moving unit that moves relative to the fixed unit; a driving unit providing a driving force so that the moving unit can move relative to the fixed unit; and a control unit outputting a driving signal for compensating for hand shake to the driving unit, wherein the driving unit includes first to third driving units for moving the moving unit about first to third rotation axes, the control unit comprising generating first to third driving signals to be supplied to the first to third driving units, determining an output order of the first to third driving signals based on the degree of hand shake of the first to third rotation axes, and The first to third driving signals are sequentially output in the determined output order.
  • the degree of hand shake is determined by a gripping direction of the camera device or a photographing mode.
  • the camera device includes a motion detector for acquiring motion information, and the controller determines a gripping direction or a photographing mode of the camera device based on the motion information, and based on the determined gripping direction or photographing mode to determine an output order of the first to third driving signals.
  • the control unit when the gripping direction of the camera device is a horizontal direction or the photographing mode is a horizontal photographing mode, the control unit outputs the first driving signal corresponding to the first rotation axis in the first priority.
  • the control unit outputs the first driving signal corresponding to the second rotation axis in the first priority.
  • first rotation axis is an x-axis perpendicular to the optical axis
  • second rotation axis is the optical axis and a y-axis perpendicular to the x-axis
  • third rotation axis is a z-axis corresponding to the optical axis.
  • the camera device includes a motion detection unit for obtaining motion information, and the control unit calculates a compensation angle for each of the first to third rotation axes based on the motion information, and based on the compensation angle, , to generate the first to third driving signals, and output the first to third driving signals to the first to third driving units in response to the determined output order.
  • the controller compares the compensation angles for each of the first to third rotation axes, and determines the output order of the first to third driving signals in the order of the compensation angles according to the comparison result.
  • control unit outputs a first-order driving signal among the first to third driving signals at a first time, based on the determined output order, and a second-order driving signal among the first to third driving signals.
  • a driving signal is output at a second time point when a first delay time has elapsed from the first time point, and a driving signal of a third order among the first to third driving signals is outputted when a second delay time has elapsed from the second time point. output at the third time point.
  • At least one of the first delay time and the second delay time is at least one of a frequency of the first to third driving signals, a frequency of a clock signal of the control unit, and a driving response speed of the first to third driving units. determined by one
  • a method of driving a camera device may include detecting motion information of the camera device; calculating first to third compensation angles for compensating for hand shake with respect to first to third rotation axes of the camera device based on the detected motion information; determining a gripping direction or a photographing mode of the camera device based on the detected motion information; determining a handshake compensation sequence for the first to third rotation axes based on the gripping direction or the photographing mode; and sequentially performing handshake compensation for the first to third rotation axes based on the determined compensation order.
  • the determining of the hand shake compensation order includes: if the gripping direction is a horizontal direction or the photographing mode is a horizontal photographing mode, performing hand shake compensation corresponding to the first rotation axis in the first priority; and performing compensation for hand shake corresponding to the second rotation axis in the first priority when the photographing mode is the vertical photographing mode.
  • the sequentially performing may include: performing handshake compensation on the rotation axis of the first priority at a first time point based on the determined handshake compensation order; performing handshake compensation for a second-order rotation axis at a second time point when a first delay time has elapsed from the first time point; and performing handshake compensation for a third-order rotation axis at a third time point when a second delay time has elapsed from the second time point.
  • first rotation axis is an x-axis perpendicular to the optical axis
  • second rotation axis is the optical axis and a y-axis perpendicular to the x-axis
  • third rotation axis is a z-axis corresponding to the optical axis.
  • a method of driving a camera device may include detecting motion information of the camera device; calculating first to third compensation angles for compensating for hand shake with respect to first to third rotation axes of the camera device based on the detected motion information; determining a handshake compensation order with respect to the first to third rotation axes in an order of increasing magnitudes of the first to third compensation angles; and sequentially performing handshake compensation for the first to third rotation axes in the determined order of handshake compensation.
  • first axis of rotation is a yaw axis for yaw
  • second axis of rotation is a pitch axis for pitching
  • third axis of rotation is a roll axis for rolling.
  • the sequentially performing may include: based on the handshake compensation order, performing handshake compensation for the rotation axis of the first priority at a first time point; performing handshake compensation on the rotation axis of a second priority at a second time point when a first delay time has elapsed from the first time point based on the compensation sequence; and, based on the compensation sequence, performing handshake compensation for the third-order rotation axis at a third time point when a second delay time has elapsed from the second time point.
  • the accuracy and reliability of the 3-axis OIS driving can be improved according to the lens driving device and the camera module including the same according to the embodiment.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 are disposed in the first housing.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 disposed in the first housing are disposed at the same distance from the center of the rotation shaft.
  • the third magnet part MN3 is disposed farther from the center of the rotation shaft compared to the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 .
  • OIS of yaw and/or pitch is implemented (yaw and/or pitching) by the first magnet part MN1 and/or the second magnet part MN2.
  • the sensing value was significantly changed.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 and the third magnet part are respectively disposed at the same distance from each other based on the center of the rotation shaft in the first housing 300 . .
  • the movement distance of each magnet unit with respect to the turning radius is made equal to each other, and thus the influence of each axis can be equally interpreted. Accordingly, in the embodiment, it is possible to secure the linearity of the output value of each Hall sensor with respect to the turning radius, thereby improving the OIS implementation accuracy and further improving the operation reliability.
  • the first magnet part MN1, the second magnet part MN2, and the third magnet part MN3 have the same size.
  • the size of the third magnet part MN3 was formed to be smaller than that of the sides of the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 .
  • the analysis of the position change of the third magnet part MN3 is not impossible.
  • the yaw or pitch implementation by the first magnet part MN1 or the second magnet part MN2 is the third magnet part MN3. It is impossible to interpret how it affects the position change.
  • the first magnet part MN1, the second magnet part MN2 and the third magnet part MN3 are disposed at the same distance from each other about the rotation axis, and further have the same size. . Accordingly, in the embodiment, since the movement distance of each magnet unit with respect to the rotation radius is the same, the influence of each axis can be equally interpreted, and accordingly, the linearity of the sensing value of the Hall sensor can be secured. Furthermore, in the embodiment, it is possible to effectively reduce the change in the Hall sensing range according to the turning radius, and furthermore, it is possible to minimize the cross-talk of other axes.
  • the lens driving apparatus and the camera module including the same even if the size of the image sensor increases, the image sensor for OIS driving as the spring stiffness of the sensor wiring structure for shifting and tilting the image sensor for OIS implementation increases It is possible to provide a lens driving device capable of resolving a technical contradiction in which more force is required for shift or tilt driving, and a camera module including the same.
  • the embodiment can solve the problem of reducing the reliability of the camera module when an external shock occurs in the OIS implementation.
  • the embodiment can solve the technical problem that the component of the lens driving device is separated when an impact is applied to the camera module.
  • the first guide groove GH1 in which the first guide member is disposed to have a non-large shape, even when an impact occurs, the first guide member is prevented from being separated while minimizing friction.
  • the lens driving device and the camera module including the same prevent the separation of the first guide member when implementing AF, zooming, or OIS, so that the AF and OIS implementation for the lens become precise, so that the lens decenter or There is a technical effect of remarkably improving image quality or resolution by preventing a change in the angle of view or defocusing by properly aligning a plurality of lens groups by solving the problem of the occurrence of tilt.
  • the embodiment it is possible to provide a structure that allows the lens to move with minimal friction and tilt by removing a spring vulnerable to high-frequency vibration from the AF structure and applying a guide shaft.
  • the first guide member for AF driving is disposed between the first guide groove and the second guide groove, there is no vibration due to high frequency by removing the spring structure compared to the prior art, and the driving resistance is small because there is no spring structure Power consumption is lowered, and there is a technical effect with less dynamic tilt compared to the guide bearing structure.
  • a camera device includes a driving unit that moves the moving unit with respect to the fixed unit.
  • the driving unit includes a first driving unit for moving the moving unit about a first rotational axis, a second driving unit for moving the moving unit about a second rotating axis, and a third driving unit for moving the moving unit about a third rotating axis.
  • the first to third driving signals are simply applied to the first to third driving units without considering the driving order.
  • the 3-axis OIS technology can define each rotation axis as a rotation matrix by rotation transformation. At this time, since the relationship between each rotation axis is dependent, the movement change of the preceding rotation axis affects the movement change of the other rotation axis. Accordingly, a deviation occurs in the final position of the moving part according to the driving sequence.
  • the handshake compensation order for each rotation axis or the output order of the driving signals supplied to each driving unit is determined, and according to the determined handshake compensation order or output order, Make sure that the OIS operation is performed sequentially. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving based on a specific handshake compensation sequence or output sequence having the least mutual influence, the accuracy of the final position of the moving part is improved, and furthermore, the OIS reliability can be improved.
  • the handshake compensation order for each rotation axis or the output order of the driving signals supplied to each driving unit is determined, and the OIS for each rotation axis according to the determined handshake compensation order or output order Drives are made sequentially. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving based on a specific handshake compensation sequence or output sequence having the least mutual influence, the accuracy of the final position of the moving part is improved, and furthermore, the OIS reliability can be improved.
  • the rotation axis with the largest amount of movement or the rotation axis with the largest rotation angle (for example, the rotation axis with the most shaking) or the rotation axis with the highest degree of hand shake in the order of OIS proceed sequentially. Accordingly, in the embodiment, as the OIS is performed from a rotational shaft having a large degree of shaking, cross-talk generated by other rotational shafts can be minimized.
  • the degree of shaking may correspond to a change in the user's posture. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving in the order of the degree of shaking (or hand shake), the OIS driving may be adaptively performed according to the user's posture, and thus user satisfaction may be improved.
  • the OIS driving can be adaptively performed to the user's photographing posture. That is, in the embodiment, in response to the user's photographing posture, an order of compensating for hand shake for each rotation axis or an output order of driving signals supplied to each driving unit can be determined.
  • the handshake compensation order or the output order is determined according to whether the user holds the camera device in a horizontal direction or a vertical direction.
  • the handshake compensation order or the output order is determined according to whether the photographing mode of the camera device is a horizontal photographing mode or a vertical photographing mode. For example, when the gripping direction is the horizontal direction or the photographing mode is the horizontal photographing mode, the main hand shake occurs in the x-axis.
  • the OIS is driven by giving the first priority to the hand shake compensation order of the first rotation axis corresponding to the x-axis or the output order of the first driving signal.
  • the gripping direction is the vertical direction or the photographing mode is the vertical photographing mode
  • the main hand shake occurs in the y-axis.
  • the OIS is driven with the handshake compensation order of the second rotation axis corresponding to the y-axis or the output order of the second driving signal as the first priority. Accordingly, in the embodiment, it is possible to provide OIS performance optimized for the user's photographing posture, thereby improving the handshake compensation accuracy.
  • FIG. 1A is a perspective view of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 1B is a detailed perspective view of a camera module according to the embodiment shown in FIG. 1A .
  • FIG. 2A is a bottom view of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 1B.
  • FIG. 2B is a perspective view in which a wiring board, a sensor board, and an image sensor are disposed in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is an exploded perspective view of the wiring board, the sensor board, and the image sensor shown in FIG. 2B .
  • Fig. 2d is a bottom view of Fig. 2b;
  • FIG. 3A is a view in which the main board is omitted from the camera module according to the embodiment shown in FIG. 1A .
  • FIG. 3B is a detailed view in which a bobbin, a lens, an image sensor, and a sensor substrate are omitted from FIG. 3A .
  • FIG. 3C is a detailed view in which the first housing, the first guide part, and the wiring board are omitted from FIG. 3B .
  • FIG. 3D is an enlarged view of the first region in FIG. 3B .
  • FIG. 3E is an enlarged view of a second region in FIG. 3C .
  • Fig. 3f is an enlarged view of the second housing in Fig. 3e;
  • FIG. 4A is a perspective view of a lens driving device in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4B is a plan view of the lens driving device according to the embodiment shown in FIG. 4A.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the lens driving device according to the embodiment shown in FIG. 4B.
  • FIG. 5A is a perspective view of a lens driving device according to the embodiment shown in FIG. 3A.
  • FIG. 5B is a side cross-sectional view of the lens driving device according to the embodiment shown in FIG. 5A taken along line B1-B2 perpendicular to the z-axis.
  • FIG. 6A is an enlarged view of a third area in a cross-sectional side view of the lens driving device according to the embodiment shown in FIG. 5B .
  • Fig. 6b is a first detailed view of Fig. 6a;
  • Fig. 6c is a second detailed view of Fig. 6a;
  • Fig. 6d is a third detail view of Fig. 6a;
  • FIG. 7A is a diagram illustrating an arrangement structure of a magnet unit according to a comparative example.
  • 7B is a view illustrating a positional relationship between the third magnet part and the third Hall sensor when the general OIS is not driven.
  • 7C is a diagram schematically illustrating a positional relationship between a third Hall sensor and a third magnet unit when an OIS is driven according to a comparative example.
  • 7D is a diagram schematically illustrating a positional relationship between a third Hall sensor and a third magnet unit when an OIS is driven according to an embodiment.
  • FIGS. 8A and 8E are diagrams illustrating a change in a sensing value of a third Hall sensor according to a yaw angle and a pitch angle according to a comparative example.
  • 9A and 9F are diagrams illustrating changes in a sensing value of a third Hall sensor according to a yaw angle and a pitch angle according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining an OIS operation of a camera device according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a rotation matrix according to a rotation axis in an OIS operation according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the camera device according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a camera device according to a second embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram of a detailed configuration of the control unit shown in FIG. 12 or 13 .
  • 15 is a diagram for describing hand-shake characteristics according to a gripping direction or a photographing mode of a camera device.
  • 16 is a diagram for explaining an output sequence of a driving signal according to a comparative example and an exemplary embodiment.
  • 17 is a flowchart for explaining a method of operating the camera device according to the first embodiment step by step.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the control unit of FIG. 12 or 13 according to the second embodiment.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of operating a camera device according to a second embodiment step by step.
  • 20 is a perspective view of an optical device according to an embodiment.
  • FIG. 21 is a block diagram of the optical device shown in FIG. 20 .
  • FIG. 22 is a perspective view of a vehicle to which a camera module according to an embodiment is applied.
  • relational terms such as “upper/upper/above” and “lower/lower/below” etc. do not necessarily require or imply any physical or logical relationship or order between such entities or elements, It may be used to distinguish one entity or element from another entity or element.
  • FIG. 1A is a perspective view of a camera module according to an embodiment
  • FIG. 1B is a detailed perspective view of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 1A .
  • An 'optical axis direction' used below is defined as an optical axis direction of a lens and/or an image sensor coupled to a lens driving device.
  • the 'vertical direction' used below may be a direction parallel to the optical axis direction.
  • the optical axis direction or the vertical direction may be a direction corresponding to the 'z axis' of FIG. 1A . Accordingly, the optical axis direction, the vertical direction, and the third direction described below may be substantially the same direction.
  • the z-axis, the third axis, and the optical axis may mean substantially the same axis.
  • the 'horizontal direction' used below may be a direction perpendicular to the vertical direction.
  • the xy plane may represent the ground perpendicular to the z-axis
  • the x-axis may mean a direction perpendicular to the z-axis on the ground (xy plane)
  • the y-axis may mean a direction perpendicular to the x-axis on the ground.
  • the x-axis may mean the same axis as the first axis below.
  • the y-axis may mean the same axis as the second axis below.
  • the 'autofocus function' used below automatically adjusts the distance from the image sensor by moving the lens in the optical axis direction according to the distance of the subject so that a clear image of the subject can be obtained on the image sensor. It is defined as a function that matches Meanwhile, 'auto focus' may correspond to 'AF (Auto Focus)'. Also, it may be used interchangeably with 'auto focusing'.
  • a 'shake correction function' used below is defined as a function of moving a lens and/or an image sensor to offset vibration (movement) generated in the image sensor by an external force.
  • 'hand shake correction' may correspond to 'OIS (Optical Image Stabilization)'.
  • 'Yaw' used below may be a movement in a yaw direction that rotates or tilts about an x-axis.
  • 'Pitching' used below may be a movement in a pitch direction rotating around a y-axis.
  • the embodiment is not limited thereto, and a movement rotating about the x-axis may be defined as 'pitching', and a movement rotating around the y-axis may be defined as 'yaw'.
  • the camera module 1000 may be a module tilting method in which the lens 100 and the image sensor 60 (refer to FIG. 2B ) move integrally to implement OIS. Meanwhile, when the AF is driven, only the lens 100 moves while the image sensor is fixed to change the distance to the image sensor, but is not limited thereto.
  • a camera module 1000 includes a main board 50 , a bobbin 200 disposed on the main board 50 and a lens 100 disposed therein, and the bobbin 200 .
  • ) may include a first housing 300 in which is disposed and a second housing 400 in which the first housing 300 is disposed.
  • the lens 100 and the bobbin 200 may be referred to as a lens assembly.
  • a plurality of the second housing 400 may be disposed outside the first housing 300 .
  • four second housings 400 may be disposed at the outer corners of the first housing 300 , but the present invention is not limited thereto.
  • the main board 50 may be a PCB, flexible printed circuit boards (FPCB), or rigid flexible printed circuit boards (RFPCB).
  • FPCB flexible printed circuit boards
  • RFPCB rigid flexible printed circuit boards
  • the embodiment may include a coil substrate 52 electrically connected to the main substrate 50 and disposed in the second housing 400 .
  • the coil substrate 52 may be divided into a plurality of parts.
  • the embodiment is not limited thereto, and the coil substrate 52 may be configured as a single integrated substrate.
  • a first coil unit CL1 , a second coil unit CL2 , and a third coil unit CL3 may be disposed on the coil substrate 52 .
  • the first coil unit CL1 may be disposed in the y-axis direction in the second housing 400 .
  • the second coil unit CL2 may be disposed in the x-axis direction in the second housing 400 .
  • the third coil unit CL3 may be disposed in a diagonal direction between the x-axis and the y-axis in the second coil unit CL2 .
  • the first coil unit CL1 may be referred to as a 'yaw coil unit' for yawing.
  • the second coil unit CL2 may be referred to as a 'pitch coil unit' for pitching.
  • the third coil unit CL3 may be referred to as a 'roll coil unit' for rolling.
  • the distance from the center of the rotation shaft to the first coil unit CL1 , the second coil unit CL2 , and the distance to the third coil unit CL3 which will be described below, are the same as each other. .
  • the second housing 400 may be divided into a plurality of parts separated from each other.
  • the second housing 400 may be divided into four parts.
  • the coil substrate 52 may be disposed on each of the four parts of the second housing 400 .
  • the embodiment is not limited thereto.
  • the second housing 400 surrounds the first housing 300 and may have one integrated frame structure, and the coil substrate 52 may include the second housing 400 of the one integrated frame structure. ) can be placed in
  • the coil substrate 52 may also be divided into four parts corresponding to each part of the second housing 400 .
  • at least one of the first coil unit CL1 , the second coil unit CL2 , and the third coil unit CL3 may be disposed on each of the four parts of the coil substrate 52 .
  • a first coil part CL1 and a third coil part CL3 may be disposed on the first part of the coil substrate 52
  • a second coil part CL3 may be disposed on the second part of the coil substrate 52 .
  • the part CL2 and the third coil part CL3 may be disposed, but the present invention is not limited thereto.
  • a magnet part may be disposed in the first housing 300 .
  • a first magnet part MN1 , a second magnet part MN2 , and a third magnet part MN3 may be disposed in the first housing 300 .
  • the first magnet part MN1 may correspond to the first coil part CL1 .
  • the first magnet part MN1 may be disposed in the y-axis direction in the first housing 300 .
  • the second magnet part MN2 may correspond to the second coil part CL2 .
  • the second magnet part MN2 may be disposed in the x-axis direction in the first housing 300 .
  • the third magnet part MN3 may correspond to the third coil part CL3 .
  • the third magnet part MN3 may be disposed in a diagonal direction between the x-axis and the y-axis in the first housing 300 .
  • the first magnet part MN1 may be referred to as a 'yaw magnet part' for yawing through interaction with the first coil part CL1.
  • the second magnet part MN2 may be referred to as a 'pitch magnet part' for pitching through interaction with the coil part CL2.
  • the third magnet part MN3 may be referred to as a 'roll magnet part' for rolling through interaction with the third coil part CL3.
  • OIS driving may be possible by electromagnetic force between the first coil unit CL1 and the first magnet unit MN1 .
  • the yaw for driving the OIS may be performed by an electromagnetic force between the first coil unit CL1 and the first magnet unit MN1 .
  • OIS driving may be possible by electromagnetic force between the second coil unit CL2 and the second magnet unit MN2 .
  • the pitch for driving the OIS may be performed by electromagnetic force between the second coil unit CL2 and the second magnet unit MN2 .
  • OIS driving may be possible by electromagnetic force between the third coil unit CL3 and the third magnet unit MN3.
  • the rolling for driving the OIS may be performed by the electromagnetic force between the third coil unit CL3 and the third magnet unit MN3 .
  • the first coil part CL1 , the second coil part CL2 , the third coil part CL3 , the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 and the third magnet part By the part MN3, 3-axis OIS driving may be possible.
  • the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 may also function as an AF driving function, as will be described later.
  • a part of the first magnet part MN1 may contribute to OIS driving for yaw, and another part of the first magnet part MN1 may contribute to AF driving.
  • a part of the second magnet part MN2 may contribute to OIS driving for pitching, and another part of the second magnet part MN2 may contribute to AF driving.
  • first coil unit CL1 and the first magnet unit MN1 may be referred to as a first driving unit.
  • second coil unit CL2 and the second magnet unit MN2 may be referred to as a second driving unit.
  • third coil unit CL3 and the third magnet unit MN3 may be referred to as a third driving unit.
  • FIG. 2A is a bottom view of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 1B .
  • the camera module 1000 includes a main board 50 , a wiring board 500 disposed on the main board 50 , and a sensor board disposed on the wiring board 500 . (550).
  • the wiring board 500 includes a first wiring frame 510 electrically connected to the main board 50 .
  • the wiring board 500 includes a second wiring frame 520 on which the sensor substrate 550 is disposed.
  • the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 may be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • an open region (not shown) may be formed between the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 .
  • the wiring board 500 may include a wiring pattern part 530 electrically connecting the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 .
  • the wiring pattern part 530 may be disposed in the open area between the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 .
  • the wiring pattern part 530 may have elasticity.
  • the wiring pattern part 530 may be a spring-type elastic wiring pattern part, but is not limited thereto.
  • the wiring pattern part 530 has elasticity and flexible characteristics, has a bent shape, and can connect between the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 .
  • the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 may have a polygonal shape.
  • the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 may have a rectangular shape, but are not limited thereto.
  • the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 may have a circular shape.
  • the wiring pattern part 530 may be configured in plurality. For example, two, three, four, or more wiring pattern portions 530 may be formed to connect a plurality of sides of the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 , respectively. may be formed, but is not limited thereto.
  • the main substrate 50 may have a substrate through hole 50H in its center.
  • the size of the substrate through hole 50H may be larger than the size of the second wiring frame 520 , and may be smaller than the size of the first wiring frame 510 . Also, the size of the substrate through hole 50H may be smaller than the size of the sensor substrate 550 .
  • a portion of the bottom surface of the sensor substrate 550 may be exposed through the substrate through hole 50H, and the second wiring frame ( 520) may be spatially moved.
  • the embodiment may include a gyro sensor (not shown) disposed on the main board 50 to detect a motion, and a driving circuit device (not shown) for driving according to an input/output signal of the gyro sensor.
  • a gyro sensor (not shown) disposed on the main board 50 to detect a motion
  • a driving circuit device (not shown) for driving according to an input/output signal of the gyro sensor.
  • the gyro sensor of the embodiment may employ a two-axis gyro sensor that detects two amounts of rotational movement, a pitch and a yaw, which indicate a large movement in a two-dimensional image frame, and the pitch for more accurate handshake correction. It is also possible to employ a three-axis gyro sensor that detects both the amount of movement of , yaw and roll. The motion corresponding to the pitch, yaw, and roll detected by the gyro sensor may be converted into an appropriate physical quantity according to a hand shake correction method and a correction direction.
  • the embodiment may include a position detection sensor (not shown) that detects the amount of yaw movement, the amount of pitch movement, and the amount of roll movement, respectively.
  • the position detection sensor may be implemented as a Hall sensor.
  • a plurality of Hall sensors may be disposed on the coil substrate 52 .
  • a first Hall sensor may be disposed in an inner region of the first coil unit CL1 disposed on the coil substrate 52 .
  • the first Hall sensor may detect a change in magnetic force according to the movement of the first magnet part MN1 .
  • a second Hall sensor may be disposed in an inner region of the second coil unit CL2 disposed on the coil substrate 52 .
  • the second Hall sensor may detect a change in magnetic force according to the movement of the second magnet part MN2.
  • a third Hall sensor may be disposed in an inner region of the third coil unit CL3 disposed on the coil substrate 52 .
  • the third Hall sensor may detect a change in magnetic force according to the movement of the third magnet part MN3.
  • FIG. 2B is a perspective view in which the wiring board 500 , the sensor board 550 , and the image sensor 60 of the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2A are disposed.
  • FIG. 2B shows a wiring board 500 in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 2A , a sensor board 550 disposed on the wiring board 500 , and the sensor board 550 . It is a perspective view of the image sensor 60 to be disposed.
  • FIG. 2C is an exploded perspective view of the wiring board 500 , the sensor board 550 , and the image sensor 60 shown in FIG. 2B
  • FIG. 2D is a bottom view of FIG. 2B .
  • An object of the present invention is to provide a lens driving device capable of solving a technical problem requiring more force and a camera module including the same.
  • the camera module 1000 includes a wiring board 500 , a sensor board 550 disposed on the wiring board 500 , and an image sensor disposed on the sensor board 550 . (60) may be included.
  • the wiring board 500 includes a first wiring frame 510 electrically connected to the main board 50 , a second wiring frame 520 in which the sensor substrate 550 is disposed, and the first wiring frame 510 . ) and a wiring pattern part 530 electrically connecting the second wiring frame 520 to each other.
  • the first size D1 of the sensor substrate 550 may be larger than the second size D2 of the second wiring frame 520 .
  • the size of the image sensor 60 may be smaller than the first size D1 of the sensor substrate 550 and larger than the second size D2 of the second wiring frame 520 .
  • the size of each component may be a horizontal length in the first axial direction, but is not limited thereto.
  • the lens driving apparatus and the camera module including the same even if the size of the image sensor increases, the image sensor for OIS driving as the spring stiffness of the sensor wiring structure for shifting and tilting the image sensor for OIS implementation increases It is possible to provide a lens driving device capable of resolving a technical contradiction in which more force is required for shift or tilt driving, and a camera module including the same.
  • the first size D1 of the sensor substrate 550 on which the image sensor 60 is mounted may increase.
  • a second wiring frame 520 electrically connected to the sensor substrate 550 is provided, and the second size D2 of the second wiring frame 520 is the second size D2 of the sensor substrate 550 .
  • One size D1 may be controlled to be smaller than the size of the image sensor, and the second wiring frame 520 may be directly connected to the wiring pattern unit 530 .
  • the size of the second wiring frame 520 connected to the wiring pattern unit 530 may not increase, so that the wiring pattern directly connected to the second wiring frame 520 . Since the length of the part 530 can be designed to be long, and thus the length of the wiring pattern part 530 can be provided to be long, the spring rigidity of the wiring pattern part 530 can be reduced.
  • the embodiment even if the size of the image sensor increases, the length of the wiring pattern part 530 can be secured without increasing the size of the camera module, so the spring stiffness of the sensor wiring structure for shifting and tilting the image sensor for OIS implementation can be controlled small. Therefore, when the size of the image sensor increases, the embodiment has a special technical effect that can solve the technical contradiction in which more force is required for shifting or tilting the image sensor for driving the OIS.
  • FIG. 3A is a view in which the main board 50 is omitted from the camera module according to the embodiment shown in FIG. 1A
  • FIG. 3B is the bobbin 100 , the lens 100 , the image sensor 60 and the sensor substrate in FIG. 3A
  • 550 is a detailed drawing omitted.
  • FIG. 3C is a detailed view in which the first housing 300 , the first guide member 220 , and the wiring board 500 are omitted from FIG. 3B .
  • the camera module 1000 includes a first housing 300 in which a bobbin 200 is disposed and a second housing 400 in which the first housing 300 is disposed. can do.
  • the embodiment may include a wiring board 500 electrically connected to the main board 50 and disposed under the second housing 400 .
  • the camera module 1000 may be a module tilting method in which the lens 100 and the image sensor 60 are integrally moved to implement OIS.
  • the OIS operation is possible by moving the entire module including the lens and the image sensor, so the correction range is wider than the existing lens movement method, and the optical axis of the lens and the axis of the image sensor are not misaligned.
  • the wiring board 500 includes a first wiring frame 510 electrically connected to the main board 50 and a second wiring frame 520 electrically connected to the image sensor 60 . ) and a wiring pattern part 530 connecting the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 .
  • the first wiring frame 510 and the second wiring frame 520 may be rigid printed circuit boards (Rigid PCB), and the wiring pattern part 530 may be a flexible printed circuit board or a rigid printed circuit board. (Rigid Flexible PCB), but is not limited thereto.
  • the wiring pattern part 530 may be arranged in a curved shape in the form of a flexible circuit board.
  • the embodiment may include a plurality of coil substrates 52 .
  • each coil substrate 52 may be disposed in each of the four-part second housing 400 , and each coil substrate 52 includes a second coil unit CL2 and a third coil unit CL3 . Each may be disposed, but is not limited thereto.
  • the first housing 300 may have a circular shape.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 may be disposed in the first housing 300 , respectively.
  • a first electromagnetic force between the first magnet part MN1 and the first coil part CL1, a second electromagnetic force between the second magnet part MN2 and the second coil part CL2, and OIS driving may be possible by a third electromagnetic force between the third magnet part MN3 and the third coil part CL3 .
  • the OIS driving of the yaw may be possible by the first electromagnetic force between the first magnet part MN1 and the first coil part CL1 .
  • the OIS driving of the pitch may be possible by the second electromagnetic force between the second magnet part MN2 and the second coil part CL2.
  • OIS driving of a roll may be possible by a third electromagnetic force between the third magnet part MN3 and the third coil part CL3 .
  • the first housing 300 is pitched relative to the second housing 400 by the second guide member 420 disposed between the first housing 300 and the second housing 400 . It can rotate (pitch) or yaw or roll (roll).
  • the outer surface of the first housing 300 may include a curved surface.
  • the outer surface of the first housing 300 may include a curved surface in which the central portion is convex outwardly than the upper and/or lower portion.
  • the inner surface of the second housing 400 corresponding to the outer surface of the first lower jig 300 may include a curved surface.
  • the inner surface of the second housing 400 may include a curved surface in which the central portion is convex outwardly (specifically, in a direction away from the outer surface of the first housing) rather than the upper and/or lower portion.
  • OIS may be implemented through the curved surface of the outer surface of the first housing 300 and the curved surface of the inner surface of the second housing 400 .
  • the inner surface of the second housing 400 may include a curved surface in which the central portion is convex outwardly than the upper and lower portions, and the second guide member 420 is disposed to form the second housing.
  • the module rotational movement of the first housing 300 based on 400 it may rotate a pitch or a yaw or a roll.
  • the first housing 300 includes a first housing outer surface (not shown) facing the second housing 400, and the second housing 400 ) may include an inner surface (not shown) of the second housing facing the first housing 300 .
  • the outer surface of the first housing and the inner surface of the second housing may include curved surfaces having central portions convex outwardly than upper and lower portions.
  • OIS may be implemented through a curved surface.
  • the embodiment may include a second guide member 420 disposed between the outer surface of the first housing and the inner surface of the second housing.
  • the first guide member 220 and the second guide member 420 may have different shapes.
  • the first guide member 220 may have a cylindrical shape
  • the second guide member 420 may have a ball shape.
  • the second guide member 420 may be a ball bearing, but is not limited thereto.
  • the fourth coil unit CL4 may be disposed on the bobbin 200 .
  • the fourth coil unit CL4 may be disposed around the bobbin 200 .
  • the fourth coil part CL4 may correspond to the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 .
  • the first guide part 200 by the mutual electromagnetic force between a part of the first magnet part MN1 or a part of the second magnet part MN2 and the fourth coil part CL4. It may be possible to drive AF according to .
  • the lens driving apparatus and the camera module including the same it is possible to solve a relative position detection error when implementing a pitch, yaw, and roll in OIS implementation.
  • a first magnet part MN1 for yaw implementation, a second magnet part MN2 for pitch implementation, and a third magnet part for roll implementation ( MN3) may be disposed at the same distance from the center of the rotation shaft.
  • the first magnet part MN1 rotates the lens 100 or the bobbin 200 about a first axis.
  • the second magnet part MN2 rotates the lens 100 or the bobbin 200 about the second axis.
  • the third magnet part MN3 rotates the lens 100 or the bobbin 200 about a third axis.
  • the center of the first axis, the center of the second axis, and the center of the third axis may be the same.
  • the center of the first axis may correspond to the center of the second axis and the center of the third axis.
  • the center of the first axis, the center of the second axis, and the center of the third axis may mean the center of the lens 100 or the bobbin 200 .
  • the center of the first axis, the center of the second axis, the center of the third axis, and further, the center of the lens 100 or the bobbin 200 will be described as the center of the rotation axis.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 are respectively disposed on the outer surface of the first housing 300 .
  • the center of the first housing 300 may be referred to as the center of the lens 100 or the center of the bobbin 200 or the center of the rotation shaft.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 disposed in the first housing 300 are disposed at the same distance from the center of the rotation shaft, respectively. make it possible Accordingly, in the embodiment, the distance between the driving points of the first magnet part MN1, the second magnet part MN2, and the third magnet part MN3 is the same, and thus the mutual interference is minimized. make it possible
  • the third magnet part MN3 is disposed farther from the center of the rotation shaft compared to the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 . Accordingly, in the comparative example, when a yaw and/or a pitch is implemented by the first magnet part MN1 and/or the second magnet part MN2, the roll implementation A position detection error has occurred.
  • the sensed value sensed by the third Hall sensor is change takes place at this time, in the comparative example, as the third magnet part MN3 is disposed farther from the center of the rotation axis compared to the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2, the first magnet part MN1 And when a yaw or a pitch is implemented by the second magnet part MN2, the position of the third Hall sensor is largely spaced apart from the center of the third magnet part MN3.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 and the third magnet part are respectively disposed at the same distance from each other based on the center of the rotation shaft in the first housing 300 .
  • the movement distance of each magnet unit with respect to the turning radius is made equal to each other, and thus the influence of each axis can be equally interpreted. Accordingly, in the embodiment, it is possible to secure the linearity of the output value of each Hall sensor with respect to the turning radius, thereby improving the OIS implementation accuracy and further improving the operation reliability.
  • the first magnet part MN1, the second magnet part MN2, and the third magnet part MN3 have the same size.
  • the size of the third magnet part MN3 was formed to be smaller than that of the sides of the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 .
  • the analysis of the position change of the third magnet part MN3 is not impossible.
  • the yaw or pitch implementation by the first magnet part MN1 or the second magnet part MN2 is the third magnet part MN3. It is impossible to interpret how it affects the position change.
  • the first magnet part MN1, the second magnet part MN2 and the third magnet part MN3 are disposed at the same distance from each other about the rotation axis, and further have the same size. . Accordingly, in the embodiment, since the movement distance of each magnet unit with respect to the rotation radius is the same, the influence of each axis can be equally interpreted, and accordingly, the linearity of the sensing value of the Hall sensor can be secured. Furthermore, in the embodiment, it is possible to effectively reduce the change in the Hall sensing range according to the turning radius, and furthermore, it is possible to minimize the cross-talk of other axes. This will be described in more detail below.
  • the size of the second wiring frame 520 connected to the wiring pattern part 530 may not increase, so that the second wiring frame Since the length of the wiring pattern part 530 directly connected to the 520 can be designed to be long, and thus the length of the wiring pattern part 530 can be provided long, the spring rigidity of the wiring pattern part 530 can be reduced. .
  • FIG. 3D is an enlarged view of the first area P1 in FIG. 3B
  • FIG. 3E is an enlarged view of the second area P2 in FIG. 3C
  • FIG. 3F is an enlarged view of the second housing 400 in FIG. 3E .
  • the first housing 300 is moved to the second housing by the second guide member 420 disposed between the first housing 300 and the second housing 400 . It can be rotated by pitch or yaw or roll based on (400).
  • the OIS driving of the yaw may be possible by the electromagnetic force between a part of the first magnet part MN1 and the first coil part CL1 .
  • the OIS driving of the pitch may be possible by the electromagnetic force between a part of the second magnet part MN2 and the second coil part CL2 .
  • the OIS driving of the roll may be possible by the electromagnetic force between the third magnet part MN3 and the third coil part CL3.
  • the first housing 300 is moved by the second guide member 420 disposed between the first housing 300 and the second housing 400 based on the second housing 400 .
  • the embodiment can solve the problem of lowering the reliability of the camera module when an external shock occurs in OIS implementation.
  • the first housing 300 may include at least one protrusion (not shown).
  • the first housing 300 may include a housing groove 400R.
  • a third coil unit CL3 disposed on the coil substrate 52 may be disposed in the housing groove 400R.
  • a protrusion (not shown) formed on the first housing 300 may come into contact with the housing groove 400R when the first housing 300 moves with respect to the second housing 400 .
  • the housing groove 400R may include a groove sidewall portion 400R1 and a groove bottom portion 400R2 .
  • the groove sidewall portion 400R1 and the groove bottom portion 400R2 may be disposed to surround the side and lower portions of the third coil portion CL3 disposed on the coil substrate 52 .
  • the groove sidewall portion 400R1 and the groove bottom portion 400R2 may be spaced apart from the side and lower portions of the third coil portion CL3 disposed on the coil substrate 52 by a predetermined interval.
  • the groove side wall portion 400R1 may function as a stopper during roll rotation
  • the groove bottom portion 400R2 may function as a stopper during yaw or pitch rotation, but is not limited thereto.
  • the groove bottom part 400R2 may function as a stopper during AF driving.
  • the second guide member 420 may be disposed adjacent to the housing groove 400R having a stopper structure.
  • the second guide member 420 may be disposed to be symmetrical with respect to the housing groove 400R. In this way, the OIS function can be stably implemented.
  • the first guide member 220 may be disposed to overlap the second guide member 420 in a radial direction about the optical axis.
  • the second housing 400 has a technical effect of serving as a stopper while accommodating the third coil unit CL3 and the like.
  • the second magnet part MN2 may be disposed closer to the second coil part CL2 than the housing groove 400R.
  • the second housing 400 includes a housing body 410 , a guide groove 420G disposed in the housing body 410 , and a housing sidewall extending outside the housing body 410 . (425).
  • a housing hole 420H may be provided between the housing sidewall 425 and the housing body 410 .
  • a second guide member 420 may be disposed in the guide groove 420G to realize OIS. Also, a coil substrate 52 may be disposed in the housing hole 420H. In addition, the third coil unit CL3 disposed on the coil substrate 52 may be disposed in the housing groove 400R.
  • FIG. 4A is a perspective view of the lens driving device 1010 in the camera module according to the embodiment shown in FIG. 3A .
  • the lens driving device 1010 includes a bobbin 200 on which a lens 100 is disposed, a first housing 300 on which the bobbin 200 is disposed, and the bobbin 200 . and a first guide member 220 disposed between the first housing 300 .
  • the yaw OIS may be driven by an electromagnetic force between a part of the first magnet part MN1 and the first coil part CL1 .
  • the OIS driving of the pitch may be possible by the electromagnetic force between a part of the second magnet part MN2 and the second coil part CL2 .
  • the OIS driving of the roll may be possible by the electromagnetic force between the third magnet part MN3 and the third coil part CL3.
  • the first housing 300 is moved by the second guide member 420 disposed between the first housing 300 and the second housing 400 based on the second housing 400 .
  • FIG. 4B is a plan view of the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 4B . to be.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 are disposed in the first housing 300 .
  • the first magnet part MN1 may be disposed in the second axis direction with respect to the rotation axis center CP.
  • the first magnet part MN1 may rotate or tilt the lens 100 using a first axis as a rotation axis.
  • the second magnet part MN2 may be disposed in the first axis direction with respect to the rotation axis center CP.
  • the second magnet part MN2 may rotate or tilt the lens 100 using a second axis as a rotation axis.
  • the third magnet part MN3 may be disposed in a diagonal direction between the first axis and the second axis with respect to the center of the rotation axis CP.
  • the third magnet part MN3 may rotate or tilt the lens 100 using a third axis as a rotation axis.
  • the first magnet part MN1 may be spaced apart from the rotation axis center CP by a first distance L1.
  • the second magnet part MN2 may be spaced apart from the rotation axis center CP by a second distance L2.
  • the third magnet part MN3 may be spaced apart from the rotation axis center CP by a third distance L3.
  • the first distance L1 , the second distance L2 , and the third distance L3 may be equal to each other.
  • the sizes of the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 may be the same as each other.
  • the first magnet part MN1 includes a plurality of first magnets facing each other.
  • the second magnet part MN2 includes a plurality of second magnets facing each other.
  • the third magnet part MN3 includes a plurality of third magnets facing each other.
  • the distance between the plurality of first magnets, the distance between the plurality of second magnets, and the distance between the plurality of third magnets may be the same.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 are arranged to be spaced apart from each other by the same distance from the center of the rotation shaft, thereby the rotation radius of the rotation shaft to be identical to each other, thereby improving OIS reliability.
  • AF driving is possible by the interaction between the first magnet part MN1 and the fourth coil part CL4 disposed on the bobbin 200 , and the lens according to the movement of the bobbin 200 .
  • 100 may be moved up and down in the optical axis direction, the third axis direction, or the z axis direction, and the distance to the image sensor 60 may be controlled.
  • the first magnet part MN1 may include a positively-polarized magnet.
  • the first magnet part MN1 may include a 1-1 magnet MN1a and a 1-2 magnet MN1b.
  • the 1-1 magnet MN1a may be disposed to face the fourth coil unit CL4.
  • the AF may be driven as long as the vertical width and length of the 1-1 magnet MN1a, but the present invention is not limited thereto.
  • the first-second magnet MN1b may contribute to driving the OIS by interacting with the first coil unit CL1 .
  • the 1-1 magnet MN1a may contribute to driving the OIS by interaction with the first coil unit CL1. That is, the 1-1 magnet MN1a may be a magnet for both AF driving and OIS, but is not limited thereto.
  • the second magnet part MN2 may have a structure corresponding to the first magnet part MN1 .
  • the second magnet part MN2 may include a polarized magnet, and thus may include a 2-1 magnet (not shown) and a 2-2 magnet (not shown).
  • a positively polarized magnet may be disposed in a third axis direction, an optical axis direction, or a z axis direction.
  • the third magnet part MN3 may also include a positively-polarized magnet, and thus may include a 3-1 magnet (not shown) and a 3-2 magnet (not shown).
  • the 3-1 magnet and the 3-2 magnet of the third magnet part MN3 may be arranged in a horizontal direction, unlike the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2. There will be.
  • FIG. 5A is a perspective view of the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 3A
  • FIG. 5B is the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 5A perpendicular to the z-axis B1- It is a side cross-sectional view taken along line B2.
  • the lens driving device 1010 includes a bobbin 200 on which a lens 100 is disposed, a first housing 300 on which the bobbin 200 is disposed, and the bobbin 200 . and a first guide member 220 disposed between the first housing 300 .
  • the first guide member 220 may be disposed in plurality.
  • four first guide members 220 disposed between the bobbin 200 and the first housing 300 may be included, but the present invention is not limited thereto.
  • the first guide member 220 may have a shaft shape, but is not limited thereto.
  • the bobbin 200 of the embodiment includes a second recess 200R2 in an area corresponding to the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 disposed in the first housing 300 .
  • the electromagnetic force between the first magnet part MN1 and the fourth coil part CL4 or the second magnet part MN2 and the fourth The electromagnetic force between the coil units CL4 may be improved, and the driving force may be improved as the weight of the bobbin 200 is reduced.
  • FIG. 6A is an enlarged view of the third region P3 in a cross-sectional side view of the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 5B
  • FIG. 6B is a first detailed view of FIG. 6A
  • FIG. 6C is It is a second detailed view of FIG. 6A
  • FIG. 6D is a third detailed view of FIG. 6A .
  • FIG. 6B is a first detailed view in which the first guide member 220 is omitted from the enlarged view of the third region P3 in the cross-sectional side view of the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 6A .
  • 6C is a second detailed view in which the first guide member 220 is omitted from the enlarged view of the third region P3 in the cross-sectional side view of the lens driving device 1010 according to the embodiment shown in FIG. 6A .
  • the first housing 300 may include a first guide groove GH1 in which the first guide member 220 is disposed.
  • the first guide groove GH1 may have an asymmetric shape.
  • the bobbin 200 may include a second guide groove GH2 in which the first guide member 220 is disposed.
  • the second guide groove GH2 may have a shape corresponding to the outer peripheral surface of the first guide member 220 .
  • the second guide groove GH2 may have a curved shape corresponding to the outer peripheral surface of the first guide member 220 .
  • the first housing 300 includes a first housing frame having a hollow shape for accommodating the bobbin 200 , and the first guide groove GH1 is formed of the first housing 300 . It may be formed inside the first housing frame.
  • the first guide groove GH1 has a first guide surface 311 and a second guide surface 312 that can be in contact with the first guide member 220, and the first guide surface 311 and The angle ⁇ formed by the second guide surface 312 may be an acute angle.
  • first guide groove GH1 may include a first guide surface 311 and a second guide surface 312 that can contact the first guide member 220 .
  • the first guide surface 311 and the second guide surface 312 may be flat.
  • the lens driving device and the camera module including the same it is possible to solve the technical problem that the lens driving device is separated when an impact is applied to the camera module.
  • the first guide member 220 for driving the AF of the lens is disposed between the first guide groove GH1 and the second guide groove GH2, and the first guide groove GH1 ) and the second guide groove GH2 may function as a guide rail.
  • the first guide groove GH1 in which the first guide member 220 is disposed has an asymmetric shape, thereby preventing the first guide member 220 from being separated even when an impact occurs. Friction has the technical effect of providing a movement path for the lens to move.
  • the angle ⁇ formed by the first guide surface 311 and the second guide surface 312 may be an acute angle. There is a technical effect that can prevent departure.
  • the angle ⁇ formed by the first guide surface 311 and the second guide surface 312 may be an acute angle.
  • the first line L1 and the second line L2 may be one of tangent lines to the first guide member 220 .
  • the impact to the camera module is When applied, it is possible to solve the technical problem that the first guide member 220 is separated.
  • the bobbin 200 includes a bobbin frame 212 in which the second guide groove GH2 is formed and a first recess 200R1 inwardly from the outermost 214 of the bobbin frame.
  • the first housing 300 may include a first guide protrusion 315 protruding from the first housing frame toward the bobbin 200 , and the first guide protrusion 315 is the second of the bobbin 200 . 1 may be disposed on the recess 200R1.
  • the first guide protrusion 315 may be disposed lower than the outermost 214 of the bobbin 200 . Through this, the separation of the first guide member 220 can be effectively prevented.
  • the first guide protrusion 315 of the first housing 300 protrudes in the direction of the bobbin 200 , and is disposed to protrude up to the first recess 200R1 of the bobbin 200 .
  • the first guide member 220 is not detached even in such a situation, and it can be firmly positioned in the first guide groove GH1 and the second guide groove GH2, and reliability can be improved by preventing the AF module from being separated by an impact. .
  • the embodiment it is possible to provide a structure that allows the lens to move with minimal friction and tilt by removing a spring vulnerable to high-frequency vibration from the AF structure and applying a guide shaft.
  • the first housing 300 may move up and down in a point contact state.
  • the spring structure is removed compared to the prior art to vibrate by high frequency. There is no spring structure, so the driving resistance is low, so power consumption is lowered, and there is a technical effect of less dynamic tilt compared to the guide bearing structure.
  • FIG. 7A is a view showing the arrangement structure of the magnet unit according to the comparative example
  • FIG. 7B is a view showing the positional relationship between the third magnet unit and the third Hall sensor when the general OIS is not driven
  • FIG. 7C is the OIS driving according to the comparative example It is a view schematically showing the positional relationship between the third Hall sensor and the third magnet unit in the city
  • FIG. 7D is a diagram schematically illustrating the positional relation between the third hall sensor and the third magnet unit when the OIS is driven according to an embodiment.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 , and the third magnet part MN3 are disposed in the first housing 300a .
  • a plurality of protrusions (not shown) protruding outwardly are formed on the outside of the frame.
  • the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 are disposed on the frame of the first housing 300a.
  • the third magnet part MN3 is disposed on the protrusion of the first housing 300a.
  • the first magnet part MN1 in the comparative example is disposed to be spaced apart by a first distance 11 with respect to the center of the rotation axis CP.
  • the second magnet part MN2 in the comparative example is disposed to be spaced apart from each other by a second distance l2 with respect to the center of the rotation axis CP.
  • the third magnet part MN3 in the comparative example is disposed to be spaced apart from each other by a third distance l3 with respect to the center of the rotation axis CP.
  • the first distance l1 and the second distance l2 in the comparative example are equal to each other.
  • the third distance l3 in the comparative example is greater than the first distance l1 and the second distance l2.
  • the third magnet part MN3 is disposed farther from the rotation axis center CP than the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 .
  • the positional relationship between the third magnet part MN3 and the third Hall sensor HS3 when the OIS is not driven is as follows.
  • the rotation angle of the yaw with respect to the OIS is 0°
  • the rotation angle of the pitch is 0°
  • the rotation angle of the roll is 0° .
  • the third Hall sensor HS3 is the third magnet part MN3. It may be positioned to overlap the center.
  • the overlapping positions of the third Hall sensor HS3 and the third magnet part MN3 may vary greatly with respect to the arrangement direction.
  • the third Hall sensor HS3 when OIS driving is performed at an angle greater than 0°, the third Hall sensor HS3 ) moves downward with respect to the center of the third magnet part MN3.
  • the third distance l3 is greater than the first distance l1 and the second distance l2, and accordingly, the third distance l3 in the downward direction with respect to the third Hall sensor HS3. The amount of movement can be large.
  • the third Hall sensor HS3 when the OIS driving is performed at an angle smaller than 0°, the third Hall sensor HS3 is It moves upward with respect to the center of the third magnet part MN3.
  • the third distance l3 is greater than the first distance l1 and the second distance l2 , and accordingly, the amount of movement of the third Hall sensor HS3 in the upward direction can be large.
  • the third distance l3 from the center of the rotation shaft CP to the third magnet part MN3 is the first distance l1 or the second distance l3 to the first magnet part MN1. Since it is larger than the second distance l2 to the magnet part MN2, the third in the condition that OIS for yaw or pitch is made in a state where OIS for roll is not made.
  • the position of the third Hall sensor HS3 is greatly separated from the center of the magnet part MN3 , and accordingly, there is a problem in that a sensing value of the third Hall sensor HS3 decreases. Furthermore, in the comparative example, the size of the third magnet part MN3 is smaller than the size of the first magnet part MN1 or the size of the second magnet part MN2 . Accordingly, in the comparative example, when the OIS is driven for yaw or pitch, the position of the third Hall sensor HS3 from the center of the third magnet part MN3 moves more greatly.
  • the amount of change in the overlapping position of the third Hall sensor HS3 and the third magnet part MN3 based on the arrangement direction is reduced compared to the comparative example.
  • the third magnet part MN3 in the embodiment is disposed at the same distance from the rotation axis center CP as the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2.
  • the angle of the yaw or the angle of the pitch is greater than 0° (the same angle as (A) of FIG. 7C of the comparative example).
  • the third Hall sensor HS3 moves downward with respect to the center of the third magnet part MN3.
  • the amount of movement in the downward direction in the example was significantly reduced compared to the comparative example.
  • the entire area of the third Hall sensor HS3 overlaps the third magnet part MN3 with respect to the arrangement direction, and sensing accordingly The decrease in value can be minimized.
  • the angle of the yaw or the angle of the pitch is less than 0° (the same angle as in (B) of FIG. 7C).
  • the third Hall sensor HS3 moves upward with respect to the center of the third magnet part MN3.
  • the third distance L3 is the same as the first distance L1 and the second distance L2, and accordingly, the third distance L3 is the same as the upper direction of the third Hall sensor HS3.
  • the amount of movement may be smaller than that of the comparative example. Accordingly, in the embodiment, as shown in (B) of FIG. 7D , the entire area of the third Hall sensor HS3 overlaps the third magnet part MN3 with respect to the arrangement direction.
  • the third magnet part MN3 is disposed farther from the center of the rotation shaft compared to the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 . Accordingly, in the comparative example, when a yaw and/or a pitch is implemented by the first magnet part MN1 and/or the second magnet part MN2, the roll implementation A position detection error (for example, a decrease in the sensing value of the Hall sensor) occurred for .
  • the sensed value sensed by the third Hall sensor is change takes place at this time, in the comparative example, as the third magnet part MN3 is disposed farther from the center of the rotation axis compared to the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2, the first magnet part MN1 And when a yaw or a pitch is implemented by the second magnet part MN2, the position of the third Hall sensor is largely spaced apart from the center of the third magnet part MN3.
  • the first magnet part MN1 , the second magnet part MN2 and the third magnet part are respectively disposed at the same distance from each other based on the center of the rotation shaft in the first housing 300 .
  • the movement distance of each magnet unit with respect to the turning radius is made equal to each other, and thus the influence of each axis can be equally interpreted. Accordingly, in the embodiment, it is possible to secure the linearity of the output value of each Hall sensor with respect to the turning radius, thereby improving the OIS implementation accuracy and further improving the operation reliability.
  • the first magnet part MN1, the second magnet part MN2, and the third magnet part MN3 have the same size.
  • the size of the third magnet part MN3 was formed to be smaller than that of the sides of the first magnet part MN1 and the second magnet part MN2 .
  • the analysis of the position change of the third magnet part MN3 is not impossible.
  • the yaw or pitch implementation by the first magnet part MN1 or the second magnet part MN2 is the third magnet part MN3. It is impossible to interpret how it affects the position change.
  • the first magnet part MN1, the second magnet part MN2 and the third magnet part MN3 are disposed at the same distance from each other about the rotation axis, and further have the same size. . Accordingly, in the embodiment, since the movement distance of each magnet unit with respect to the rotation radius is the same, the influence of each axis can be equally interpreted, and accordingly, the linearity of the sensing value of the Hall sensor can be secured. Furthermore, in the embodiment, it is possible to effectively reduce the change in the Hall sensing range according to the turning radius, and furthermore, it is possible to minimize the cross-talk of other axes.
  • FIGS. 8A and 8E are diagrams illustrating a change in a sensing value of a third Hall sensor according to a yaw angle and a pitch angle according to a comparative example.
  • FIG. 8a is a state in which the angle of the yaw is fixed at 0°, and the angle of the roll is fixed at any one of -4°, -2°, 0°, 2° and 4°;
  • the change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 when the angle of the pitch is changed from -4° to 4° is shown.
  • an x-axis denotes a pitch angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • FIG. 8b shows a state in which the angle of the yaw is fixed at -2°, and the angle of the roll is fixed at any one of -4°, -2°, 0°, 2° and 4°. , represents a change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 when the pitch angle is changed from -4° to 4°.
  • an x-axis denotes a pitch angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • FIG. 8c shows a state in which the angle of the yaw is fixed at -4°, and the angle of the roll is fixed at any one of -4°, -2°, 0°, 2° and 4°. , represents a change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 when the pitch angle is changed from -4° to 4°.
  • an x-axis denotes a pitch angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • FIG. 8D is a state in which the angle of the yaw is fixed at 2°, and the angle of the roll is fixed at any one of -4°, -2°, 0°, 2° and 4°;
  • the change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 when the angle of the pitch is changed from -4° to 4° is shown.
  • an x-axis denotes a pitch angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • Figure 8e is a state in which the angle of the yaw is fixed at 4°, and the angle of the roll is fixed at any one of -4°, -2°, 0°, 2° and 4°;
  • the change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 when the angle of the pitch is changed from -4° to 4° is shown.
  • an x-axis denotes a pitch angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • the angle of the pitch is sensed even when only the angle of the pitch is changed while the angle of the yaw and the angle of the roll are fixed. It could be confirmed that the sensing value of the third Hall sensor HS3 was greatly changed with irregularity. Furthermore, in the comparative example, it was confirmed that the change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 increases as the angle of the pitch increases, and thus the reliability of the OIS decreases.
  • 9A and 9F are diagrams illustrating a change in a sensing value of a third Hall sensor according to a yaw angle and a pitch angle according to an embodiment.
  • FIG. 9a shows a state in which the angle of the pitch is fixed at 0°, and the angle of the roll is fixed at any one of 0°, 2°, 4°, 6°, 8° and 10° , represents a change in the sensed value of the third Hall sensor HS3 when the yaw angle is changed from 0° to 6°.
  • an x-axis denotes a yaw angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • 9b shows a state in which the angle of the pitch is fixed at 1°, and the angle of the roll is fixed at any one of 0°, 2°, 4°, 6°, 8° and 10° , represents a change in the sensed value of the third Hall sensor HS3 when the yaw angle is changed from 0° to 5°.
  • an x-axis denotes a yaw angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • 9c shows a state in which the angle of the pitch is fixed at 2°, and the angle of the roll is fixed at any one of 0°, 2°, 4°, 6°, 8° and 10°. , represents a change in the sensed value of the third Hall sensor HS3 when the yaw angle is changed from 0° to 5°.
  • an x-axis denotes a yaw angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • 9D shows a state in which the angle of the pitch is fixed at 3°, and the angle of the roll is fixed at any one of 0°, 2°, 4°, 6°, 8° and 10°. , represents a change in the sensed value of the third Hall sensor HS3 when the yaw angle is changed from 0° to 5°.
  • an x-axis denotes a yaw angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • 9E shows a state in which the angle of the pitch is fixed at 4°, and the angle of the roll is fixed at any one of 0°, 2°, 4°, 6°, 8° and 10°. , represents a change in the sensed value of the third Hall sensor HS3 when the yaw angle is changed from 0° to 5°.
  • an x-axis denotes a yaw angle
  • a y-axis denotes a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • an x-axis means an angle of a yaw
  • a y-axis means a sensing value of the third Hall sensor HS3 (roll hall sensor).
  • the third Hall sensor HS3 when the angle of the pitch and/or the angle of the yaw is changed while the angle of the roll is fixed, the third Hall sensor HS3 ), it was confirmed that the sensed values change with a certain regularity. Furthermore, it was confirmed that the amount of change in the sensing value of the third Hall sensor HS3 according to the change in the angle of the pitch or the angle of the yaw in the embodiment was significantly reduced compared to the comparative example.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining an OIS operation of a camera device according to an embodiment
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a rotation matrix according to a rotation axis in an OIS operation according to an embodiment.
  • the OIS operation of the embodiment may be performed based on three axes.
  • the camera device may include the camera module 1000 as described above.
  • the camera module 1000 may include a fixing unit, a first moving unit, a second moving unit, and a driving unit.
  • the driving unit 2200 may provide a driving force for relatively moving the first moving unit and the second moving unit with respect to the fixed unit.
  • the driving unit 2200 may relatively move the second moving unit with respect to the first moving unit and the fixed unit during AF driving.
  • the driving unit 2200 may relatively move the first moving unit and the second moving unit with respect to the fixed unit when the OIS is driven.
  • there is a characteristic of OIS driving and accordingly, the characteristic of driving OIS will be described in detail. Accordingly, hereinafter, the first moving part and the second moving part will be described as a 'moving part'.
  • the moving unit 2100 may include the lens 200 as described above.
  • the moving part may include an image sensor 60 .
  • the driving unit 2200 may provide a driving force for relatively moving the moving unit 2100 including the lens 200 and the image sensor 60 with respect to the fixed unit for the OIS operation. have.
  • the driving unit 2200 may include a first driving unit 2210 , a second driving unit 2220 , and a third driving unit 2230 .
  • the first driving unit 2210 may provide a first driving force for rotating, tilting, or moving the moving unit 2100 about a first rotation axis. This may mean yaw in the OIS operation, but is not limited thereto.
  • the second driving unit 2220 may provide a second driving force for rotating, tilting, or moving the moving unit 2100 about a second rotation axis. This may mean pitching in the OIS operation, but is not limited thereto.
  • the third driving unit 2230 may provide a third driving force for rotating, tilting, or moving the moving unit 2100 about a third rotation axis. This may mean rolling in the OIS operation, but is not limited thereto.
  • OIS is implemented by relatively moving the moving unit 2100 with respect to the fixed unit around three different rotation axes as described above.
  • the three-axis OIS as described above may indicate the position of the moving part 2100 with respect to the fixed part by a combination of the rotation driving of the pitch, yaw, and roll.
  • the driving of the three-axis OIS may be defined as a rotation matrix by rotation transformation of each rotation axis.
  • the center CP of each rotation shaft is the same.
  • the respective axes of rotation are not independent of each other, but at least partially share with each other. Accordingly, the rotation matrices for each of the rotation axes as described above may not have mutually independent characteristics, but may have mutually dependent characteristics.
  • a change in position that proceeds about each rotation axis may affect a change in position that proceeds around another rotation axis.
  • OIS driving when the moving unit 2100 is rotated or moved about the first axis of rotation and the position of the moving unit 2100 is changed with respect to the first axis of rotation, it is the second axis of rotation and The position of the moving part 2100 with respect to the third rotation axis is also affected.
  • the final position of the moving unit 2100 is changed according to which of the three rotating axes has priority and the OIS of the moving unit 2100 is performed.
  • the driving order and the hand shake compensation order may have substantially the same meaning.
  • the driving order may be expressed as an output order of driving signals for driving each driving unit. Accordingly, meanings of the driving sequence, the handshake compensation sequence, and the output sequence described below may be substantially the same, but are not limited thereto.
  • the moving unit 2100 when each of the three rotation axes is to be rotated by 1 degree, the moving unit 2100 follows the driving order of the first rotation axis -> the second rotation axis -> the third rotation axis or the hand shake compensation order. ), the final position of the moving unit 2100 in the case of moving or rotating the moving unit 2100 in the driving sequence of the third rotation axis -> second rotation axis -> first rotation axis or in the hand shake compensation order. In this case, the final position of the moving unit 2100 is different from each other.
  • OIS is implemented in a state in which the driving order thereof is not considered at all, and accordingly, there is a problem in that the positional accuracy of the moving unit 2100 is deteriorated.
  • the driving order or the hand-shake compensation order for movement based on each rotation axis is determined, and the OIS driving is sequentially performed according to the determined order, so that the moving unit ( 2100) to improve the accuracy of the final position and further improve the OIS reliability.
  • the final position of the moving unit 2100 may not be significantly affected by the driving order or the handshake compensation order. That is, in the case of the two-axis OIS, since only the relative 1:1 relationship with respect to the two axes is considered, the difference in the final position of the moving unit 2100 according to the driving order or the hand-shake compensation order is not large. However, when the OIS driving is performed based on three axes, a large difference occurs in the final position of the moving unit 2100 according to the driving order.
  • the OIS driving range was not large.
  • the OIS was driven within the range of ⁇ 1 degree with respect to the three rotation axes.
  • the degree of mutual influence on the respective rotation axes as described above was not large.
  • the OIS driving range is within ⁇ 5 degrees.
  • the degree of mutual influence on the respective rotation axes increases, and accordingly, the difference in the final position of the moving unit 2100 according to the driving order also increases.
  • the movement order that is, the hand shake compensation order
  • the driving order for each rotation axis is determined, and the OIS drive is sequentially performed according to the determined order, so that the moving unit accordingly It is possible to improve the accuracy of the final position of the 2100 and further improve the OIS reliability.
  • the conditions for the driving sequence may be divided into six conditions. And, the change of the final position according to each driving order may be as shown in Table 1 below. Table 1 shows the difference in the final position of the moving part under the condition that the radius of the actuator is 8 mm, the OIS of 5 degrees around the first axis of rotation, 5 degrees around the second axis of rotation, and 5 degrees around the third axis of rotation should be implemented. is shown.
  • X denotes a first rotation axis
  • Y denotes a second rotation axis
  • Z denotes a third rotation axis.
  • the driving order can be largely divided into six conditions as follows.
  • the 3-axis OIS may be implemented based on six driving sequences.
  • Table 1 when the OIS is driven in the order of the first rotation axis (X) ⁇ the second rotation axis (Y) ⁇ the third rotation axis (Z), the final position of the moving unit 2100 may correspond to the target position. have.
  • the OIS when the OIS is driven in the order of the third rotation axis (Z) ⁇ the second rotation axis (Y) ⁇ the first rotation axis (X), the final position of the moving unit 2100 may be different from the target position, which is compared to the target position. It was confirmed that it appeared with a pixel difference of 60.53.
  • the final position of the moving unit 2100 may be different from the target position, which is compared to the target position It was confirmed that it appeared with a pixel difference of 60.53.
  • the final position of the moving unit 2100 may be different from the target position, which is compared to the target position It was confirmed that it appeared with a pixel difference of 2.65.
  • the final position of the moving unit 2100 may be different from the target position, which is compared to the target position It was confirmed that it appeared with a pixel difference of 57.88.
  • the final position of the moving unit 2100 may be different from the target position, which is compared to the target position It was confirmed that it appeared with a pixel difference of 63.41.
  • the driving order or the handshake compensation order is determined for each of the three rotation axes, and the 3-axis OIS can be driven based on this. Accordingly, in the embodiment, it is possible to improve the accuracy of the OIS and further improve the OIS performance and reliability.
  • a driving signal was sequentially supplied to each driving unit based on a driving signal capable of minimizing an error.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the camera device according to the first embodiment
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the camera device according to the second embodiment.
  • the camera device of FIGS. 12 and 13 may have a difference in the detailed configuration of the motion detection unit 2400 .
  • the motion detector 2400 of the camera device of the first embodiment of FIG. 12 may include at least one motion sensor.
  • the motion detector 2400 of the camera device of the second embodiment of FIG. 13 may include at least two motion sensors.
  • the camera devices of the first and second embodiments will be described as a whole by assigning the same reference numerals to the same components.
  • the camera device includes a driving unit 2200 providing a driving force for moving or rotating the moving unit 2100 and a position sensor 2300 sensing the position of the moving unit 2100 . and a motion detection unit 2400 for detecting a motion of the camera device, and a control unit 2500 for supplying a driving signal for moving or rotating the moving unit 2100 according to the motion of the camera device.
  • the driving unit 2200 includes a first driving unit 2210 , a second driving unit 2220 , and a third driving unit 2230 .
  • the driving unit 2200 includes a first driving unit 2210 for moving or rotating the moving unit 2100 about a first rotation axis.
  • the driving unit 2200 includes a second driving unit 2220 for moving or rotating the moving unit 2100 about a second rotation axis.
  • the driving unit 2200 includes a third driving unit 2230 for moving or rotating the moving unit 2100 about a third rotation axis.
  • the position sensor 2300 may include a first position sensor 2310 , a second position sensor 2320 , and a third position sensor 2330 .
  • the first position sensor 2310 may detect the position of the moving unit 2100 with respect to the first rotation axis.
  • the first position sensor 2310 may detect the position of the first driving unit 2210 .
  • the second position sensor 2320 may detect the position of the moving unit 2100 with respect to the second rotation axis.
  • the second position sensor 2320 may detect the position of the second driving unit 2220 .
  • the third position sensor 2330 may detect the position of the moving unit 2100 with respect to the third rotation axis.
  • the third position sensor 2330 may detect the position of the third driving unit 2230 .
  • the first position sensor 2310 , the second position sensor 2320 , and the third position sensor 2330 may be the first to third Hall sensors as described above, but are not limited thereto.
  • the motion detector 2400 may be a motion sensor.
  • the motion detection unit 2400 according to the first embodiment will be described first.
  • the motion detection unit 2400 may acquire motion information MI according to motion detection of the camera device.
  • the motion information MI may output angular velocity information and acceleration information.
  • the motion detector 2400 may include a 3-axis gyro sensor, a 6-axis gyro sensor, an angular velocity sensor, an acceleration sensor, and an inertial sensor, but is not limited thereto.
  • the motion detection unit 2400 may be omitted from the camera device and may be mounted on an optical device.
  • the controller 2500 of the camera device may receive the detected motion information MI from the motion detector of the optical device.
  • the motion detector 2400 may be mounted on both a camera device and an optical device.
  • the motion detection unit 2400 may detect at least one of angular velocity information and acceleration information according to the movement, and output it.
  • the angular velocity information may include at least one of an X-axis angular velocity, a Y-axis angular velocity, and a Z-axis angular velocity.
  • the acceleration information may include at least one of X-axis acceleration, Y-axis acceleration, and Z-axis acceleration.
  • the motion detection unit 2400 according to the second embodiment will be described.
  • the motion detector 2400 may acquire the first motion information MI according to the motion detection of the camera device.
  • the first motion information MI may be hand shake information of the camera device.
  • the motion detector 2400 may detect the second motion information GDI for a shooting mode or a gripping direction of the camera device.
  • the motion detector 2400 may include a first motion sensor 2410 and a second motion sensor 2420 .
  • the first motion sensor 2410 may include an angular velocity sensor.
  • the second motion sensor 2420 may include an acceleration sensor.
  • the motion detection unit 2400 is configured by being divided into a first motion sensor 2410 and a second motion sensor 2420 , but the present invention is not limited thereto.
  • the motion detector 2400 may be configured as a 6-axis gyro sensor that acquires angular velocity information and acceleration information.
  • the motion detection unit 2400 may further include an inertial sensor or the like.
  • the motion detection unit 2400 may be omitted from the camera device.
  • the motion detection unit 2400 may be disposed in an optical device rather than a camera device.
  • the controller of the camera device may receive the first motion information MI and the second motion information GDI obtained from the motion detection unit mounted on the optical device, and control the OIS operation using the first motion information MI and the second motion information GDI.
  • the motion detector 2400 may be mounted on both a camera device and an optical device.
  • the motion detection unit 2400 may detect at least one of angular velocity information and acceleration information according to the movement, and output it.
  • the first motion sensor 2410 may detect the first motion information MI corresponding to angular velocity information including the X-axis angular velocity, the Y-axis angular velocity, and the Z-axis angular velocity, and output it.
  • the second motion sensor 2420 may detect second motion information GDI corresponding to acceleration information including an X-axis acceleration, a Y-axis acceleration, and a Z-axis acceleration, and output it.
  • MI may mean the motion information MI of the first embodiment, and may mean the first motion information MI of the second embodiment.
  • the motion detector 2400 in the first embodiment of FIG. 12 may mean the first motion sensor 2410 of the motion detector 2400 in the second embodiment of FIG. 13 .
  • the controller 2500 according to the first embodiment may output a control signal for controlling the position of the moving unit 2100 according to the motion information MI detected by the motion detecting unit 2400 . Also, in the second embodiment, the controller 2500 controls the position of the moving unit 2100 based on the first motion information MI detected by the first motion sensor 2410 of the motion detecting unit 2400 . It is possible to output a control signal for For example, the motion information MI or the first motion information MI may be handshake information of a camera device.
  • control signal for controlling the position of the moving unit 2100 may be a driving signal supplied to the driving unit 2200 .
  • the driving signal may be a signal for a constant current or a constant voltage supplied to the coil unit constituting the driving unit 2200 .
  • the driving signal may be a pulse signal.
  • the controller 2500 controls the movement of the moving unit 2100 based on the motion information MI detected by the motion detection unit 2400 or the first motion information MI detected by the first motion sensor 2410 .
  • the target position can be calculated.
  • the target position may be a position to which the moving unit 2100 should move in order to correct hand shake of the camera device according to the motion information MI.
  • the target position may be expressed by substituting a target angle, a target tilt angle, and a target rotation angle.
  • controller 2500 may receive location information of the moving unit 2100 sensed through the location sensor 2300 .
  • the controller 2500 may generate and output a driving signal for moving the moving unit 2100 based on the target position and the sensed position information.
  • control unit 2500 includes a first driving signal P1 for rotating the moving unit 2100 about a first rotation axis, and a first driving signal P1 for rotating the moving unit 2100 about a second rotation axis.
  • a second driving signal P2 and a third driving signal P3 for rotating the moving unit 2100 about a third rotation axis may be generated and output.
  • the controller 2500 sequentially outputs the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 with a predetermined time difference. That is, the first driving signal P1 is a signal for compensating for hand shake with respect to the first rotation axis of the moving unit 2100 . Also, the second driving signal P2 is a signal for compensating for hand shake with respect to the second rotation axis of the moving unit 2100 . Also, the third driving signal P3 is a signal for compensating for hand shake with respect to the third rotation axis of the moving unit 2100 .
  • the meaning that the first drive signal P1, the second drive signal P2, and the third drive signal P3 are sequentially output with a predetermined time difference means that hand shake compensation for the first to third rotation axes is performed. It may mean that it proceeds sequentially with a predetermined time interval. And, in the embodiment, the order of outputting the first to third driving signals or the order of compensating for hand shake with respect to the first to third rotation axes is determined, and the hand shake compensation is sequentially performed according to the determined order, so that the reliability of OIS to be able to improve
  • the controller 2500 may determine the driving order in different ways according to embodiments.
  • the control unit 2500 determines the output order of the three driving signals or the handshake compensation order based on a preset mode. In addition, the controller 2500 sequentially outputs the three driving signals with a predetermined delay time based on the determined output order or the hand-shake compensation order. That is, in the first embodiment, the mode is preset, and the controller 2500 may determine the output order of the driving signals according to the set mode.
  • the controller 2500 determines a mode for determining the output order of the three driving signals or the handshake compensation order. Then, the controller 2500 sequentially outputs the three driving signals with a predetermined delay time according to the determined mode. For example, compared with the first embodiment, the second embodiment may additionally perform the process of determining the mode.
  • the output order of the three driving signals is determined according to the set mode.
  • a mode determining operation for determining the output order of the three driving signals is additionally performed.
  • the mode determination operation may be performed based on the second motion information (GDI) obtained from the second motion sensor 2420 of the motion detector 2400 .
  • the controller 2500 determines a mode for determining the output order or the handshake correction order based on the second motion information (GDI) detected by the second motion sensor 2420 .
  • the second motion information GDI may include acceleration information of an x-axis component and acceleration information of a y-axis component.
  • the controller 2500 may determine the holding direction or the photographing mode of the camera device by using the acceleration information of the x-axis component and the acceleration information of the y-axis component.
  • the gripping direction may correspond to whether the user grips the camera device in a horizontal direction or a portrait mode.
  • the shooting mode may include whether the user proceeds to take a photo or video in a horizontal shooting mode while holding the camera device horizontally, or whether a photo or video is taken in a vertical shooting mode while holding the camera device vertically. can respond to That is, the holding direction and the photographing mode may include substantially the same information. That is, the gripping direction and the photographing mode may indicate whether the camera device is positioned in a horizontal direction or a vertical direction.
  • the controller 2500 may determine the output order of the driving signal or the handshake correction order corresponding to the determination. For example, the controller 2500 selects or determines a specific mode from among a plurality of modes according to the gripping direction or the photographing mode. In addition, the controller 2500 determines an output order of the driving signal or an image stabilization order corresponding to the selected or determined mode.
  • control unit 2500 the operation of the control unit 2500 will be described in detail.
  • FIG. 14 is a block diagram of a detailed configuration of the control unit shown in FIG. 12 or 13 .
  • the control unit 2500 includes a compensation angle calculation unit 2510 , a driving signal generating unit 2520 , a driving signal output unit 2530 , and a mode determining unit 2540 .
  • the motion information MI provided from the motion detection unit 2400 to be described below is described based on the first embodiment, which is provided from the first motion sensor 2410 of the motion detection unit 2400 in the second embodiment. It may be substantially the same as the first motion information MI.
  • the compensation angle calculation unit 2510 is configured to move the moving unit 2100 to a target position based on the motion information MI provided from the motion detection unit 2400 and the position information provided from the position sensor 2300 . can calculate the compensation angle for For example, the compensation angle calculator 2510 integrates the motion information MI provided from the motion detector 2400 . In addition, the compensation angle calculator 2510 may calculate an angle or a movement distance according to the integration result. In this case, the compensation angle calculator 2510 may calculate the compensation angle for each of the three rotation axes.
  • the compensation angle calculating unit 2510 may calculate the target position of the moving unit 2100 based on the motion information MI. Also, the compensation angle calculation unit 2510 may calculate the compensation angle based on a difference between the calculated target position and the position information of the moving unit 2100 .
  • the compensation angle calculation unit 2510 includes a target position calculation unit for calculating the target position, a comparison unit comparing the target position with the position information, and a PID controller for controlling the output of the comparison unit for Proportional Integral Derivative (PID) control.
  • PID Proportional Integral Derivative
  • the driving signal generator 2520 may generate a driving signal based on the compensation angle output from the compensation angle calculator 2510 .
  • the compensation angle may include a first compensation angle with respect to the first rotation axis, a second compensation angle with respect to the second rotation axis, and a third compensation angle with respect to the third rotation axis.
  • the driving signal generator 2520 may generate a first driving signal P1 to be provided to the first driver 2210 based on the first compensation angle.
  • the driving signal generating unit 2520 may generate a second driving signal P2 to be provided to the second driving unit 2220 based on the second compensation angle.
  • the driving signal generating unit 2520 may generate a third driving signal P3 to be provided to the third driving unit 2230 based on the third compensation angle.
  • the driving signal generating unit 2520 is an amplifier for amplifying the output of the PID controller of the compensation angle calculating unit 2510, and generating a pulse signal (eg, a pulse width modulated signal) based on the output of the amplifier. It may include a pulse signal generator and a driver generating the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 based on the pulse signal, but is not limited thereto.
  • the driving signal output unit 2530 may output the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 generated by the driving signal generating unit 2520 , respectively.
  • the driving signal output unit 2530 does not output the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 at the same time, but sequentially outputs them based on a predetermined delay time do.
  • the driving signal output unit 2530 outputs any one of the first to third driving signals P1 , P2 , and P3 at a first time point, and a predetermined delay time from the first time point
  • Another driving signal may be output at the second time point that has elapsed, and another drive signal may be output at a third time point when a predetermined delay time has elapsed from the second time point.
  • the delay time may be set based on at least one of a driving frequency, a frequency of a clock signal of the controller 2500, and a driving response speed by the first to third driving units.
  • the delay time may be set based on the driving frequency.
  • the driving frequency may correspond to a frequency of a pulse width modulation signal for the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 .
  • the delay time may be set based on the frequency of the clock signal of the controller 2500 .
  • the frequency of the clock signal of the general controller 2500 may be 88 MHz. Accordingly, the delay time may be set to correspond to 88 MHz.
  • the delay time may be set based on driving response speeds for the first to third drivers.
  • the driving response speed may mean a time from when a driving signal is supplied to the driving unit to a time when the movement of the moving unit 2100 is terminated by the driving signal.
  • the driving response speed of the first driving unit 2210 , the driving response speed of the second driving unit 2220 , and the driving response speed of the third driving unit 2230 may be different from each other.
  • the controller 2500 may set the delay time based on the slowest driving response speed among the respective driving response speeds of the three drivers.
  • the mode determiner 2540 determines a mode for an output order of the driving signal from the driving signal output unit 2530 .
  • the mode may include first to sixth modes.
  • the output order of the driving signals according to the first to sixth modes may be as shown in Table 2 below.
  • the embodiment includes six modes, and the mode determiner 2540 determines any one of the six modes to determine the output order of the drive signal from the drive signal output unit 2530 .
  • the driving signal output at the first time point means a driving signal output with a first priority according to the determined mode
  • the driving signal output at the second time point is a driving signal output with a second priority according to the determined mode
  • the driving signal output at the third time point may mean a driving signal output with a third priority according to the determined mode.
  • the mode determiner 2540 determines a fourth mode, and preferentially outputs the first driving signal P1 at a first time point according to the determined fourth mode, and the delay time from the first time point is
  • the third driving signal P3 may be output at a second time point that has elapsed, and the second drive signal P2 may be output at a third time point when a delay time has elapsed from the second time point.
  • the mode determiner 2540 may determine in advance the mode in which the difference between the final position and the target position is smallest among six modes when designing the camera device.
  • a process of determining the mode when designing a camera device, may be performed. That is, in the embodiment, when designing a camera device, first to third driving signals for moving the moving unit to a target position are determined. Also, in an embodiment, the reliability evaluation for each mode may be performed by changing the output order of the determined first to third driving signals for each of the first to sixth modes. The reliability evaluation may be performed based on a difference between the final position of the moving unit according to each mode and a preset target position. And, in an embodiment, a specific mode having the smallest deviation from the target position among the final positions of the moving unit 2100 with respect to the first to sixth modes may be determined in advance.
  • the mode determiner 2540 stores information on the predetermined specific mode, and based on an order according to the stored predetermined specific mode, the first drive signal P1 from the drive signal output unit 2530 ), the second driving signal P2 and the third driving signal P3 may be sequentially output.
  • control unit 2500 may perform reliability evaluation for each predetermined period in the use environment of the camera device. And, when the reliability of the predetermined mode decreases, the controller 2500 may recrystallize the mode having the smallest deviation from the target position among the final positions of the moving unit 2100 for the first to sixth modes. can That is, the deletion control unit 2500 may re-evaluate the reliability of the previously stored mode, and update the pre-stored mode information according to the re-evaluation result. This may be performed by the mode determination unit 2540 of the control unit 2500, but is not limited thereto.
  • the mode may not be set in advance but may be set according to a current state. That is, in the second embodiment, the mode determiner 2540 may determine the mode based on the second motion information (GDI) obtained through the second motion sensor 2420 .
  • GDI second motion information
  • 15 is a diagram for describing hand-shake characteristics according to a gripping direction or a photographing mode of a camera device.
  • a camera device may be used while being gripped in a horizontal or vertical direction.
  • the user may use the camera device in a horizontally gripped state or in a vertical gripped state.
  • the photographing mode may be a first photographing mode corresponding to the horizontal photographing mode.
  • the photographing mode may be a second photographing mode corresponding to the vertical photographing mode.
  • the gripping direction is the horizontal direction or the photographing mode is the first photographing mode
  • the long axis direction of the camera device is the x-axis.
  • the main hand shake is generated in the x-axis direction, which is the long-axis direction.
  • the gripping direction is the vertical direction or the photographing mode is the second photographing mode
  • the long axis direction of the camera device is the y-axis.
  • the main hand shake is generated in the y-axis, which is the long-axis direction.
  • the relationship between the mutual rotation axes is dependent on the three-dimensional space-based OIS driving.
  • the movement of the rotation shaft compensated with the first priority among the three rotation axes affects the movement of the rotation shaft compensated with the next priority.
  • the degree of influence on the movement of the rotation shaft compensated for the next priority increases.
  • the degree of shake in the x-axis direction which is the long axis, is greater than the degree of shake in the y-axis or z-axis direction.
  • a rotation axis having a large degree of shake may be preferentially compensated for hand shake.
  • the first rotation axis corresponding to the x-axis is preferentially compensated for hand shake.
  • the compensation for the hand shake of the first rotation axis corresponding to the x-axis is finished, compensation for the hand shake of the second and third rotation axes corresponding to the y-axis and the z-axis can be continuously performed.
  • the second rotation axis corresponding to the y-axis is preferentially compensated for hand shake.
  • the compensation for the hand shake of the second rotation axis corresponding to the y-axis is completed, compensation for the hand shake of the first and third rotation axes corresponding to the x-axis and the z-axis can be continuously performed.
  • the mode determiner 2540 in the embodiment may determine any one of the first mode and the fourth mode among the first to sixth modes. By selecting one mode, the handshake compensation for the first rotational shaft is preferentially performed, or the first driving signal P1 for the handshake compensation of the first rotational shaft is preferentially output.
  • the gripping direction or the photographing mode may be determined by the following method.
  • the second motion sensor 2420 may detect acceleration information on how the camera device rotates.
  • the second motion sensor 2420 may detect acceleration information of an x-axis component and acceleration information of a y-axis component.
  • the controller 2500 may detect a holding direction or a photographing mode by using the acceleration information of the x-axis component and the acceleration information of the y-axis component.
  • the holding direction or the photographing mode may be detected by Equation 1 below.
  • Equation 1 y is acceleration information of a y-axis component, x is acceleration information of an x-axis component, and Dangle is an arrangement angle of the camera device.
  • the arrangement angle of the camera device may be detected using the acceleration information of the x-axis component and the acceleration information of the y-axis component, and based on the detected arrangement angle, the holding direction or photographing mode can be estimated.
  • 16 is a diagram for explaining an output sequence of a driving signal according to a comparative example and an exemplary embodiment.
  • 16A is a diagram illustrating an output sequence of a driving signal according to a comparative example.
  • the x-axis may mean a time axis
  • the y-axis may mean the magnitude of the driving signal (eg, the amplitude of the pulse signal).
  • first to third driving signals a, b, and c which are driving signals for rotating the moving unit with respect to the first to third rotation axes, were simultaneously output from the control unit.
  • the first to third driving signals a, b, and c are simultaneously supplied to each driving unit or simultaneously output from the control unit.
  • the first to third driving signals a, b, and c are simultaneously output at a first time point T1 .
  • 16B is a diagram illustrating an output sequence of a driving signal according to an exemplary embodiment.
  • the x-axis may mean a time axis
  • the y-axis may mean the magnitude of the driving signal (eg, the amplitude of the pulse signal).
  • the first to third driving signals may be output from the driving signal output unit 2530 at different times. Accordingly, in the embodiment, the driving signal may be provided to the first driving unit 2210 , the second driving unit 2220 , and the third driving unit 2230 at different time points, respectively.
  • the driving signal A is output at the first time point T1 .
  • the driving signal B is output at a second time point T2 when a first delay time DT1 has elapsed from the first time point T1 at which the drive signal A is output.
  • the driving signal C may be output at a third time point T3 when a second delay time DT2 has elapsed from the second time point T2 at which the driving signal B is output.
  • the driving signal A, the driving signal B, and the driving signal C may correspond to the determined mode.
  • the driving signal A output at the first time point T1 is the second driving signal P2 provided to the second driving unit 2220
  • the The driving signal B output at the second time point T2 is the third driving signal P3 provided to the third driving unit 2230
  • the driving signal C output at the third time point T3 is It may be a first driving signal P1 provided to the first driving unit 2210 .
  • a camera device includes a driving unit that moves the moving unit with respect to the fixed unit.
  • the driving unit includes a first driving unit for moving the moving unit about a first rotational axis, a second driving unit for moving the moving unit about a second rotating axis, and a third driving unit for moving the moving unit about a third rotating axis.
  • the first to third driving signals are simply applied to the first to third driving units without considering the driving order.
  • the 3-axis OIS technology can define each rotation axis as a rotation matrix by rotation transformation. At this time, since the relationship between each rotation axis is dependent, the movement change of the preceding rotation axis affects the movement change of the other rotation axis. Accordingly, a deviation occurs in the final position of the moving part according to the driving sequence.
  • the handshake compensation order for each rotation axis or the output order of the driving signals supplied to each driving unit is determined, and according to the determined handshake compensation order or output order, Make sure that the OIS operation is performed sequentially. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving based on a specific handshake compensation sequence or output sequence having the least mutual influence, the accuracy of the final position of the moving part is improved, and furthermore, the OIS reliability can be improved.
  • the handshake compensation order for each rotation axis or the output order of the driving signals supplied to each driving unit is determined, and the OIS for each rotation axis according to the determined handshake compensation order or output order Drives are made sequentially. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving based on a specific handshake compensation sequence or output sequence having the least mutual influence, the accuracy of the final position of the moving part is improved, and furthermore, the OIS reliability can be improved.
  • the rotation axis with the largest amount of movement or the rotation axis with the largest rotation angle (for example, the rotation axis with the most shaking) or the rotation axis with the highest degree of hand shake in the order of OIS proceed sequentially. Accordingly, in the embodiment, as the OIS is performed from a rotational shaft having a large degree of shaking, cross-talk generated by other rotational shafts can be minimized.
  • the degree of shaking may correspond to a change in the user's posture. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving in the order of the degree of shaking (or hand shake), the OIS driving may be adaptively performed according to the user's posture, and thus user satisfaction may be improved.
  • the OIS driving can be adaptively performed to the user's photographing posture. That is, in the embodiment, in response to the user's photographing posture, an order of compensating for hand shake for each rotation axis or an output order of driving signals supplied to each driving unit can be determined.
  • the handshake compensation order or the output order is determined according to whether the user holds the camera device in a horizontal direction or a vertical direction.
  • the handshake compensation order or the output order is determined according to whether the photographing mode of the camera device is a horizontal photographing mode or a vertical photographing mode. For example, when the gripping direction is the horizontal direction or the photographing mode is the horizontal photographing mode, the main hand shake occurs in the x-axis.
  • the OIS is driven by giving the first priority to the hand shake compensation order of the first rotation axis corresponding to the x-axis or the output order of the first driving signal.
  • the gripping direction is the vertical direction or the photographing mode is the vertical photographing mode
  • the main hand shake occurs in the y-axis.
  • the OIS is driven with the handshake compensation order of the second rotation axis corresponding to the y-axis or the output order of the second driving signal as the first priority. Accordingly, in the embodiment, it is possible to provide OIS performance optimized for the user's photographing posture, thereby improving the handshake compensation accuracy.
  • the first embodiment may include a first sub-embodiment and a second sub-embodiment.
  • the first sub-embodiment may proceed in a state in which the mode is preset.
  • the second sub-embodiment may further perform the operation of setting the mode based on the second motion information.
  • the motion detection unit 2400 may detect a motion of the camera device and detect motion information according thereto ( S100 ).
  • the compensation angle calculation unit 2510 in the embodiment calculates a compensation angle for moving the moving unit 2100 to a target position based on the motion information detected by the motion detection unit 2400 ( S110 ).
  • the compensation angle may include a first compensation angle with respect to the first rotation axis, a second compensation angle with respect to the second rotation axis, and a third compensation angle with respect to the third rotation axis.
  • the driving signal generator 2520 in the embodiment generates a driving signal corresponding to the compensation angle (S120).
  • the driving signal generator 2520 generates a first driving signal P1 corresponding to the first compensation angle.
  • the driving signal generator 2520 generates a second driving signal P2 corresponding to the second compensation angle.
  • the driving signal generator 2520 generates a third driving signal P3 corresponding to the third compensation angle.
  • the mode determiner 2540 may determine a mode corresponding to an output order of the first to third driving signals (S130). For example, the mode determiner 2540 may determine an output order of the first to third driving signals. For example, the mode determiner 2540 may determine a handshake compensation order to drive the 3-axis OIS.
  • the mode determiner 2540 in the first sub-embodiment extracts pre-stored mode information, and determines the output order or the handshake compensation order for the first to third driving signals according to the extracted mode information.
  • the stored mode information may be information stored when designing a camera device.
  • the stored mode information may be information updated through a position accuracy evaluation process at regular intervals in a usage environment of the camera device.
  • the mode determiner 2540 uses the second motion information (GDI) obtained through the second motion sensor 2420 to hold the camera device in the holding direction or shooting mode. to judge In addition, the mode determiner 2540 may select or determine a mode for preferentially performing handshake compensation on an axis having the greatest hand shake by using the determined gripping direction or the photographing mode.
  • GDI second motion information
  • the driving signal output unit 2530 determines an output order of the first to third driving signals according to the mode determined by the mode determiner 2540, and sets the first to third driving signals with a predetermined delay time according to the determined output order.
  • the first to third driving signals are sequentially output (S140).
  • the driving signal output unit 2530 may determine a handshake compensation order, and sequentially output a driving signal for handshake compensation for each rotation axis according to the handshake compensation order.
  • the driving signal output unit 2530 may output a second driving signal P2 to be provided to the second driving unit 2220 output at the first time point T1 .
  • the driving signal output unit 2530 may be configured to perform the handshake compensation for the second rotation axis in the first priority, and at the first time point T1 , the second driving unit ( The second driving signal P2 to be provided to the 2220 may be output.
  • the driving signal output unit 2530 outputs a third driving signal P3 to be provided to the third driving unit 2230 at the second time point T2, and the At a third time point T3 , the first driving signal P1 to be provided to the first driving unit 2210 may be output.
  • the order of outputting the driving signal may also be expressed as an order of compensating for hand shake with respect to the first to third rotation axes.
  • the hand shake compensation order for the first to third rotation axes may be determined, and based on this, the hand shake compensation for each rotation axis may be sequentially performed.
  • the handshake compensation for the second rotation axis is set as the first priority
  • the handshake compensation for the third rotation axis is set as the second priority
  • compensation for hand shake with respect to the first rotation axis may be set as a third priority.
  • compensation for hand shake with respect to the second rotation axis set to the first priority may be performed first.
  • compensation for hand shake with respect to the third rotation axis set to the second priority may be performed a second time.
  • compensation for hand shake with respect to the first rotation axis set to the third priority may be performed a third time.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the control unit of FIG. 8 according to the second embodiment.
  • the control unit 2500 includes a compensation angle calculation unit 2510 , a driving signal generation unit 2520 , a driving signal output unit 2530 , a compensation angle comparison unit 2550 , and a mode determination unit. (2540).
  • the control unit of FIG. 18 may further include a compensation angle comparison unit 2550 compared to the control unit of FIG. 14 .
  • the compensation angle calculation unit 2510 is based on the motion information (MI, or first motion information provided through the first motion sensor) provided from the motion detection unit 2400 and the position information provided from the position sensor 2300 . , it is possible to calculate a compensation angle for moving the moving unit 2100 to the target position.
  • the compensation angle calculator 2510 may integrate the motion information MI provided from the motion detector 2400 , and calculate an angle or a movement distance according to a result of the integration. In this case, the compensation angle calculator 2510 may calculate the compensation angle for each of the three rotation axes.
  • the compensation angle calculating unit 2510 may calculate the target position of the moving unit 2100 based on the motion information MI. Also, the compensation angle calculation unit 2510 may calculate the compensation angle based on a difference between the calculated target position and the position information of the moving unit 2100 .
  • the compensation angle calculation unit 2510 includes a target position calculation unit for calculating the target position, a comparison unit comparing the target position with the position information, and a PID controller for controlling the output of the comparison unit for Proportional Integral Derivative (PID) control.
  • PID Proportional Integral Derivative
  • the driving signal generator 2520 may generate a driving signal based on the compensation angle output from the compensation angle calculator 2510 .
  • the compensation angle may include a first compensation angle with respect to the first rotation axis, a second compensation angle with respect to the second rotation axis, and a third compensation angle with respect to the third rotation axis.
  • the driving signal generator 2520 may generate a first driving signal P1 to be provided to the first driver 2210 based on the first compensation angle.
  • the driving signal generating unit 2520 may generate a second driving signal P2 to be provided to the second driving unit 2220 based on the second compensation angle.
  • the driving signal generating unit 2520 may generate a third driving signal P3 to be provided to the third driving unit 2230 based on the third compensation angle.
  • the driving signal generating unit 2520 is an amplifier for amplifying the output of the PID controller of the compensation angle calculating unit 2510, and generating a pulse signal (eg, a pulse width modulated signal) based on the output of the amplifier. It may include a pulse signal generator and a driver generating the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 based on the pulse signal, but is not limited thereto.
  • the driving signal output unit 2530 may output the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 generated by the driving signal generating unit 2520 , respectively.
  • the driving signal output unit 2530 does not output the first driving signal P1 , the second driving signal P2 , and the third driving signal P3 at the same time, but sequentially outputs them based on a predetermined delay time do.
  • the driving signal output unit 2530 outputs any one of the first to third driving signals P1 , P2 , and P3 at a first time point, and a predetermined delay time from the first time point
  • Another driving signal may be output at the second time point that has elapsed, and another drive signal may be output at a third time point when a predetermined delay time has elapsed from the second time point.
  • the delay time may be set based on at least one of a driving frequency, a frequency of a clock signal of the controller 2500, and a driving response speed by the first to third driving units.
  • the mode determiner 2540 determines a mode for an output order of the driving signal from the driving signal output unit 2530 .
  • the mode may include first to sixth modes.
  • the mode determiner 2540 may determine the mode based on the comparison result of the compensation angle comparison unit 2550 .
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the compensation angles for each rotation axis calculated by the compensation angle calculation unit 2510 .
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the compensation angles for each rotation axis calculated by the compensation angle calculation unit 2510 .
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the movement amount of the moving unit corresponding to the compensation angle with respect to each rotation axis.
  • the compensation angle includes first to third compensation angles.
  • the first compensation angle may correspond to a first movement amount of the moving unit 2100 about the first rotation axis.
  • the second compensation angle may correspond to a second movement amount of the moving unit 2100 about the second rotation axis.
  • the third compensation angle may correspond to a third amount of movement of the moving unit 2100 about a third rotation axis.
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the first to third movement amounts. In addition, the compensation angle comparison unit 2550 may output information on the comparison result. For example, the compensation angle comparison unit 2550 may output information on a rotation shaft having the largest movement amount, a rotation shaft having an intermediate movement amount, and a rotation shaft having the smallest movement amount.
  • the mode determiner 2540 may determine the mode based on information output from the compensation angle comparison unit 2550 . For example, the mode determiner 2540 may determine the mode based on the order in which the movement amount is increased based on the comparison result of the compensation angle comparison unit 2550 . For example, the mode determiner 2540 may determine the mode based on the order of increasing the compensation angle based on the comparison result of the compensation angle comparison unit 2550 .
  • the first compensation angle may be 3 degrees
  • the second compensation angle may be 2 degrees
  • the third compensation angle may be 5 degrees
  • the order of magnitude of the compensation angle may be the third compensation angle>the first compensation angle>the second compensation angle.
  • the mode determiner 2540 may determine a mode corresponding to the driving signals to be output in the order in which the compensation angle is increased. For example, in the case of the size of the compensation angle as described above, the mode determiner 2540 outputs the third driving signal P3 first and then outputs the first driving signal P1. , and then the second driving signal P2 is output. For example, the mode determiner 2540 sets the mode to the third so that the driving signal is output in the order of the third driving signal P3 , the first driving signal P1 , and the second driving signal P2 . mode can be determined.
  • the driving signal output first among the first to third driving signals P1, P2, and P3 may be referred to as a driving signal of a first priority, and a driving signal outputted secondly of the driving signal of the second order It may be referred to as a driving signal, and the third output driving signal may be referred to as a third priority driving signal.
  • the OIS when the OIS is driven around three rotation axes, the OIS is sequentially performed in the order of the rotation axis having the largest amount of movement or the largest rotation angle (eg, the rotation axis having the most shaking). Accordingly, in the embodiment, as the OIS is performed from a rotational shaft having a large degree of shaking, cross-talk generated by other rotational shafts can be minimized.
  • the degree of shaking may correspond to a change in the user's posture. Accordingly, in the embodiment, by performing the OIS driving in the order of the degree of shaking, the OIS driving may be adaptively performed according to the user's posture, and thus user satisfaction may be improved.
  • the OIS operation is performed according to the set mode.
  • a rotation axis having a large compensation angle is predicted based on a gripping direction or a photographing mode, and a mode for preferentially compensating for hand shake is determined for the expected rotation axis.
  • the compensation angle for each rotation axis is calculated, and using this, a mode for performing handshake compensation in the order of the rotation axis having the actual compensation angle is selected.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of operating a camera device according to a second embodiment step by step.
  • the motion detection unit 2400 may detect a motion of the camera device and detect motion information according thereto ( S200 ).
  • the compensation angle calculation unit 2510 in the embodiment calculates a compensation angle for moving the moving unit 2100 to a target position based on the motion information detected by the motion detection unit 2400 ( S210 ).
  • the compensation angle may include a first compensation angle with respect to the first rotation axis, a second compensation angle with respect to the second rotation axis, and a third compensation angle with respect to the third rotation axis.
  • the driving signal generator 2520 in the embodiment generates a driving signal corresponding to the compensation angle ( S220 ).
  • the driving signal generator 2520 generates a first driving signal P1 corresponding to the first compensation angle.
  • the driving signal generator 2520 generates a second driving signal P2 corresponding to the second compensation angle.
  • the driving signal generator 2520 generates a third driving signal P3 corresponding to the third compensation angle.
  • the mode determiner 2540 may determine a mode corresponding to an output order of the first to third driving signals (S230). For example, the mode determiner 2540 may determine an output order of the first to third driving signals.
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the compensation angles for each rotation axis calculated by the compensation angle calculation unit 2510 .
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the compensation angles for each rotation axis calculated by the compensation angle calculation unit 2510 .
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the movement amount of the moving unit corresponding to the compensation angle with respect to each rotation axis.
  • the compensation angle comparison unit 2550 may compare the first to third movement amounts.
  • the compensation angle comparison unit 2550 may output information on the comparison result.
  • the compensation angle comparison unit 2550 may output information on a rotation shaft having the largest movement amount, a rotation shaft having an intermediate movement amount, and a rotation shaft having the smallest movement amount. Thereafter, the mode determiner 2540 may determine the mode based on the information output from the compensation angle comparison unit 2550 . For example, the mode determiner 2540 may determine the mode based on the order in which the movement amount is increased based on the comparison result of the compensation angle comparison unit 2550 . For example, the mode determiner 2540 may determine the mode based on the order of increasing the compensation angle based on the comparison result of the compensation angle comparison unit 2550 . For example, the first compensation angle may be 3 degrees, the second compensation angle may be 2 degrees, and the third compensation angle may be 5 degrees.
  • the order of magnitude of the compensation angle may be the third compensation angle>the first compensation angle>the second compensation angle.
  • the mode determiner 2540 may determine a mode corresponding to the driving signals to be output in the order in which the compensation angle is increased. For example, in the case of the size of the compensation angle as described above, the mode determiner 2540 outputs the third driving signal P3 first and then outputs the first driving signal P1. , and then the second driving signal P2 is output. For example, the mode determiner 2540 sets the mode to the third so that the driving signal is output in the order of the third driving signal P3 , the first driving signal P1 , and the second driving signal P2 . mode can be determined.
  • the driving signal output unit 2530 determines the output order of the first to third driving signals according to the mode determined by the mode determiner 2540 , and sets a delay time according to the determined output order.
  • the first to third driving signals are sequentially output (S140).
  • the driving signal output unit 2530 may output a third driving signal P3 to be provided to the third driving unit 2230 output at the first time point T1 . output, and output the first driving signal P1 to be provided to the first driver 2210 at the second time point T2, and output the first driving signal P1 to be provided to the second driver 2220 at the third time point T3.
  • the second driving signal P2 may be output.
  • FIG. 20 is a perspective view of an optical device according to an embodiment
  • FIG. 21 is a configuration diagram of the optical device shown in FIG. 20 .
  • the optical device is any one of a mobile phone, a mobile phone, a smart phone, a portable smart device, a digital camera, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), and a navigation device can be
  • the type of optical device is not limited thereto, and any device for taking an image or photo may be included in the optical device.
  • the optical device may include a body 1250 .
  • the body 1250 may have a bar shape.
  • the main body 1250 may have various structures such as a slide type, a folder type, a swing type, a swivel type, in which two or more sub-bodies are coupled to be relatively movable.
  • the body 1250 may include a case (casing, housing, and cover) forming an exterior.
  • the body 1250 may include a front case 1251 and a rear case 1252 .
  • Various electronic components of an optical device may be embedded in a space formed between the front case 1251 and the rear case 1252 .
  • a display 1151 may be disposed on one surface of the body 1250 .
  • a camera 1121 may be disposed on one or more surfaces of one surface of the body 1250 and the other surface disposed opposite to the one surface.
  • the optical device may include a wireless communication unit 1110 .
  • the wireless communication unit 1110 may include one or more modules that enable wireless communication between the optical device and the wireless communication system or between the optical device and the network in which the optical device is located.
  • the wireless communication unit 1110 includes any one or more of a broadcast reception module 1111 , a mobile communication module 1112 , a wireless Internet module 1113 , a short-range communication module 1114 , and a location information module 1115 . can do.
  • the optical device may include an A/V input unit 1120 .
  • the A/V (Audio/Video) input unit 1120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include any one or more of a camera 1121 and a microphone 1122 .
  • the camera 1121 may include the camera device according to the present embodiment.
  • the optical device may include a sensing unit 1140 .
  • the sensing unit 1140 is for controlling the operation of the optical device by sensing the current state of the optical device, such as the opening/closing state of the optical device, the position of the optical device, the presence or absence of user contact, the orientation of the optical device, and acceleration/deceleration of the optical device.
  • a sensing signal can be generated.
  • the optical device is in the form of a slide phone, it is possible to sense whether the slide phone is opened or closed.
  • it may be responsible for a sensing function related to whether the power supply unit 1190 is supplied with power, whether the interface unit 1170 is coupled to an external device, and the like.
  • the optical device may include an input/output unit 1150 .
  • the input/output unit 1150 may be configured to generate an input or output related to visual, auditory, or tactile sense.
  • the input/output unit 1150 may generate input data for controlling the operation of the optical device, and may also output information processed by the optical device.
  • the input/output unit 1150 may include any one or more of a keypad unit 1130 , a display 1151 , a sound output module 1152 , and a touch screen panel 1153 .
  • the keypad unit 1130 may generate input data in response to a keypad input.
  • the display 1151 may output an image captured by the camera 1121 .
  • the display 1151 may include a plurality of pixels whose color changes according to an electrical signal.
  • the display 1151 may be a liquid crystal display, a thin film transistor-liquid crystal display, an organic light-emitting diode, a flexible display, or a three-dimensional display. (3D display) may include at least one of.
  • the sound output module 1152 outputs audio data received from the wireless communication unit 1110 in a call signal reception, a call mode, a recording mode, a voice recognition mode, or a broadcast reception mode, or stored in the memory unit 1160 . Audio data can be output.
  • the touch screen panel 1153 may convert a change in capacitance generated due to a user's touch on a specific area of the touch screen into an electrical input signal.
  • the optical device may include a memory unit 1160 .
  • a program for processing and control of the controller 1180 may be stored in the memory unit 1160 .
  • the memory unit 1160 may store input/output data, for example, any one or more of a phone book, a message, an audio, a still image, a photo, and a moving image.
  • the memory unit 1160 may store an image captured by the camera 1121 , for example, a photo or a video.
  • the optical device may include an interface unit 1170 .
  • the interface unit 1170 serves as a passage for connecting to an external device connected to the optical device.
  • the interface unit 1170 may receive data from an external device, receive power and transmit it to each component inside the optical device, or allow data inside the optical device to be transmitted to the external device.
  • the interface unit 1170 includes a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, a port for connecting a device equipped with an identification module, and an audio I/O (Input/Output) It may include any one or more of a port, a video input/output (I/O) port, and an earphone port.
  • the optical device may include a controller 1180 .
  • the controller 1180 may control the overall operation of the optical device.
  • the controller 1180 may perform related control and processing for voice call, data communication, video call, and the like.
  • the controller 1180 may include a multimedia module 1181 for playing multimedia.
  • the multimedia module 1181 may be provided within the controller 1180 or may be provided separately from the controller 1180 .
  • the controller 1180 may perform a pattern recognition process capable of recognizing a handwriting input or a drawing input performed on the touch screen as characters and images, respectively.
  • the optical device may include a power supply unit 1190 .
  • the power supply unit 1190 may receive external power or internal power under the control of the controller 1180 to supply power required for operation of each component.
  • FIG. 22 is a perspective view of a vehicle to which a camera module according to an embodiment is applied.
  • FIG. 22 is an external view of a vehicle including a vehicle driving assistance device to which a camera module according to an embodiment is applied.
  • the vehicle 700 may include wheels 13FL and 13FR that rotate by a power source and a predetermined sensor.
  • the sensor may be the camera sensor 2000, but is not limited thereto.
  • the camera 2000 may be a camera sensor to which the camera module 1000 according to the embodiment is applied.
  • the vehicle 700 of the embodiment may acquire image information through a camera sensor 2000 that captures a front image or a surrounding image, and determines a lane unidentified situation using the image information and generates a virtual lane when unidentified can do.
  • the camera sensor 2000 may acquire a front image by photographing the front of the vehicle 700 , and a processor (not shown) may obtain image information by analyzing an object included in the front image.
  • the processor detects the object to be included in the video information.
  • the processor may further supplement the image information by acquiring distance information from the object detected through the camera sensor 2000 .
  • the image information may be information about an object photographed in an image.
  • the camera sensor 2000 may include an image sensor and an image processing module.
  • the camera sensor 2000 may process a still image or a moving image obtained by an image sensor (eg, CMOS or CCD).
  • the image processing module may process a still image or a moving image obtained through the image sensor, extract necessary information, and transmit the extracted information to the processor.
  • the camera sensor 2000 may include a stereo camera to improve the measurement accuracy of the object and further secure information such as the distance between the vehicle 700 and the object, but is not limited thereto.
  • the vehicle 700 of an embodiment may provide an advanced driver assistance system (ADAS).
  • ADAS advanced driver assistance system
  • ADAS advanced driver assistance systems
  • AEB Autonomous Emergency Braking
  • LKAS Lane Keep Assist System
  • ASCC Advanced Smart Cruise Control
  • ABSD Active Blind Spot Detection
  • AVM Around View Monitor
  • the camera module functions as a core part together with radar, and the proportion of the camera module application is gradually increasing.
  • a front camera sensor and a radar sensor can detect a vehicle or pedestrian in front and automatically provide emergency braking when the driver does not control the vehicle.
  • the camera sensor detects whether the driver leaves the lane without manipulation of a direction indicator, etc., and automatically steers the steering wheel to maintain the lane.
  • ALM Around View Monitoring System

Landscapes

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Abstract

실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 내부에 렌즈 조립체가 배치되며, 마그넷이 배치되는 제1 하우징; 및 코일이 배치되며, 상기 제1 하우징을 둘러싸도록 배치되는 제2 하우징을 포함하며, 상기 마그넷은, 서로 다른 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 복수의 마그넷부를 포함하고, 상기 복수의 마그넷부는 상기 제1 하우징에서, 상기 렌즈 조립체의 회전축 중심으로부터 동일 거리 이격되어 배치된다.

Description

렌즈 구동 장치
실시 예는 렌즈 구동 장치에 관한 것이다. 특히, 실시 예는 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 카메라 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
카메라 모듈은 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며, 휴대폰 등의 이동단말기, 노트북, 드론, 차량 등에 장착되어 사용되고 있다.
한편, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스에는 초소형 카메라 모듈이 내장되며, 이러한 카메라 모듈은 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있다.
또한, 최근 카메라 모듈은 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 피사체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out) 등의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다.
또한, 최근 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS) 기능을 제공하고 있다. 즉, 카메라 모듈은 불안정한 고정장치, 사용자의 움직임, 진동 및 충격에 의해 움직임이 발생할 수 있다. 그리고 상기 영상 흔들림 방지 기능은 상기 카메라 모듈의 움직임으로 인해 발생하는 영상의 흔들림을 보정 또는 방지한다.
이러한 영상 흔들림 방지(IS) 기능은 광학적 영상 흔들림 방지(optical image stabilizer, OIS) 기능과 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지 기능을 포함할 수 있다.
상기 광학적 영상 흔들림 방지 기능은 빛의 경로를 변화시켜 움직임을 보정하며, 상기 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지 기은 기계적인 방식과 전자적인 방식으로 움직임을 보정하는 기능이다.
실시 예는 이미지 센서의 크기가 증가함에 따라 발생하는 구동력이 증가하는 문제를 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 실시 예는 OIS 동작 시에 롤(roll) 구동에 필요한 롤링 토크(Rolling Torque)가 증가하는 것을 방지할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 실시 예는 외부 충격에 의해 발생하는 카메라 모듈의 신뢰성 문제를 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 실시 예는 충격에 의해 렌즈 구동장치의 구성요소들이 상호 분리되는 문제를 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 실시 예는 스프링 구조(Spring structure)에 의한 고주파 진동 발생, 구동 저항 증가, 및 다이나믹 틸트 발생과 관련된 기술적 문제를 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 실시 예는 복수의 마그넷 사이의 자계 간섭을 방지할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 실시 예에서는 OIS 구동 시에 회전축에 대한 움직임이 순차적으로 이루어질 수 있도록 한 카메라 장치 및 이의 구동 방법을 제공한다.
또한, 실시 예에서는 OIS 구동을 위한 복수의 회전축의 구동 순서를 부여할 수 있는 카메라 장치 및 이의 구동 방법을 제공한다.
또한, 실시 예에서는 각각의 회전축의 흔들림 정도에 기준으로 OIS 구동을 위한 복수의 회전축의 구동 순서를 결정할 수 있는 카메라 장치 및 이의 구동 방법을 제공한다.
또한, 실시 예에서는 카메라 장치의 촬영 모드를 기준으로 OIS 구동을 위한 복수의 회전축의 구동 순서를 결정할 수 있는 카메라 장치 및 이의 구동 방법을 제공한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 내부에 렌즈 조립체가 배치되며, 마그넷이 배치되는 제1 하우징; 및 코일이 배치되며, 상기 제1 하우징을 둘러싸도록 배치되는 제2 하우징을 포함하며, 상기 마그넷은, 서로 다른 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 복수의 마그넷부를 포함하고, 상기 복수의 마그넷부는 상기 제1 하우징에서, 상기 렌즈 조립체의 회전축 중심으로부터 동일 거리 이격되어 배치된다.
또한, 상기 복수의 마그넷부는, 제1 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 제1 마그넷부; 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 제2 마그넷부; 및 상기 제1 및 제2 회전축과 다른 제3 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 제3 마그넷부를 포함한다.
또한, 상기 회전축 중심은, 상기 제1 내지 제3 회전축 중 어느 하나의 회전축의 중심이다.
또한, 상기 제1 내지 제3 회전축의 각각의 중심은 서로 동일하다.
또한, 상기 회전축 중심으로부터 상기 제3 마그넷부까지의 거리는, 상기 회전축 중심으로부터 상기 제1 마그넷까지의 거리 및 상기 회전축 중심으로부터 상기 제2 마그넷까지의 거리 중 적어도 하나와 동일하다.
또한, 상기 제3 회전축은 상기 렌즈 조립체로 광이 입사되는 광축에 대응된다.
또한, 상기 제1 내지 제3 마그넷부의 각각의 사이즈는 서로 동일하다.
또한, 상기 코일은, 상기 제1 마그넷부에 대응되는 제1 코일부; 상기 제2 마그넷부에 대응되는 제2 코일부; 및 상기 제3 마그넷부에 대응되는 제3 코일부를 포함하고, 상기 회전축 중심으로부터 상기 제3 코일부까지의 거리, 상기 회전축 중심으로부터 상기 제1 코일부까지의 거리 및 상기 회전축 중심으로부터 상기 제2 코일부까지의 거리는 서로 동일하다.
또한, 상기 렌즈 조립체는, 렌즈; 및 상기 렌즈가 배치되며, 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부에 대응하는 제4 코일부가 배치되는 보빈을 포함한다.
또한, 상기 제1 마그넷부는, 상기 제1 하우징의 중심에서 제1 방향으로 상호 마주보며 배치되는 복수의 제1 마그넷들을 포함하고, 상기 제2 마그넷부는, 상기 제1 하우징의 중심으로 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상호 마주보며 배치되는 복수의 제2 마그넷들을 포함하고, 상기 제3 마그넷부는, 상기 제1 하우징의 중심으로, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 대각 방향으로 상호 마주보며 배치되는 복수의 제3 마그넷들을 포함한다.
또한, 상기 제1 하우징의 중심을 지나는 상기 복수의 제1 마그넷들 사이의 거리, 상기 제1 하우징의 중심을 지나는 상기 복수의 제2 마그넷들 사이의 거리 및 상기 제1 하우징의 중심을 지나는 상기 복수의 제3 마그넷들 사이의 거리는 서로 동일하다.
한편, 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 렌즈; 상기 렌즈가 배치되는 보빈; 및 상기 보빈이 배치되며, 복수의 마그넷부가 배치되는 제1 하우징을 포함하고, 상기 복수의 마그넷부는, 상기 제1 하우징의 중심에서 제1 방향으로 마주보는 복수의 제1 마그넷들을 포함하는 제1 마그넷부; 상기 제1 하우징의 중심에서, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 마주보는 복수의 제2 마그넷들을 포함하는 제2 마그넷부; 및 상기 제1 하우징의 중심에서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 사이의 대각 방향으로 마주보는 복수의 제3 마그넷들을 포함하는 제3 마그넷부를 포함하고, 상기 제1 하우징의 중심을 지나는 상기 복수의 제1 마그넷들 사이의 거리, 상기 제1 하우징의 중심을 지나는 상기 복수의 제2 마그넷들 사이의 거리 및 상기 제1 하우징의 중심을 지나는 상기 복수의 제3 마그넷들 사이의 거리는 서로 동일하다.
또한, 상기 제1 마그넷부는, 상기 렌즈의 요잉을 위한 요 마그넷부이고, 상기 제2 마그넷부는, 상기 렌즈의 피칭을 위한 피치 마그넷부이고, 상기 제3 마그넷부는, 상기 렌즈의 롤링을 위한 롤 마그넷부이다.
한편, 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치는 렌조 조립체가 배치되는 제1 하우징; 상기 제1 하우징이 배치되는 제2 하우징; 및 상기 제2 하우징에 대해, 상기 렌즈 조립체가 배치된 상기 제1 하우징을 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 제1 회전축을 기준으로 상기 제1 하우징을 이동시키는 제1 구동부와, 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축을 기준으로 상기 제1 하우징을 이동시키는 제2 구동부와, 상기 제1 및 제2 회전축과 다른 제3 회전축을 기준으로 상기 제1 하우징을 이동시키는 제3 구동부를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 회전축의 중심은 서로 동일하고, 상기 중심으로부터 상기 제1 내지 제3 구동부까지의 각각의 거리는 서로 동일하다.
또한, 상기 제1 구동부는 제1 마그넷부 및 제1 코일부를 포함하고, 상기 제2 구동부는 제2 마그넷부 및 제2 코일부를 포함하고, 상기 제3 구동부는 제3 마그넷부 및 제3 코일부를 포함하고, 상기 거리는, 상기 중심으로부터 상기 제1 내지 제3 마그넷부까지의 거리 및 상기 중심으로부터 상기 제1 내지 제3 코일부까지의 거리이다.
실시 예에 따른 카메라 장치는 고정부; 상기 고정부에 대해 상대 이동하는 이동부; 상기 이동부가 상기 고정부에 대해 상대 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부; 및 상기 구동부에 구동 신호를 공급하는 제어부를 포함하고, 상기 구동부는, 서로 다른 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키기 위한 복수의 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 구동부에 공급될 복수의 구동 신호를 생성하고, 서로 다른 시점에 상기 복수의 구동 신호를 각각 출력한다.
또한, 상기 구동부는, 제1 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제1 구동부; 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제2 구동부; 및 상기 제1 및 제2 회전축과 다른 제3 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제3 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 구동부에 각각 공급될 제1 내지 제3 구동 신호를 생성하고, 서로 다른 시점에 상기 생성된 제1 내지 제3 구동 신호를 각각 출력한다.
또한, 실시 예에 따른 카메라 장치는 움직임 정보를 획득하는 움직임 검출부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 움직임 검출부를 통해 획득된 움직임 정보에 기반하여, 상기 이동부를 목표 위치로 이동시키기 위한 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 생성한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 움직임 정보에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 회전축 각각에 대한 보상 각도를 계산하는 보상 각도 계산부; 상기 보상 각도 계산부를 통해 계산된 보상 각도에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 및 상기 생성된 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정된 출력 순서에 대응하여 상기 제1 내지 제3 구동부로 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 출력하는 구동 신호 출력부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정하기 위한 모드를 결정하는 모드 결정부를 포함한다.
또한, 상기 모드 결정부는, 기저장된 모드 정보를 추출하고, 상기 추출한 모드 정보를 기준으로 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서가 결정되도록 한다.
또한, 상기 모드 결정부는, 일정 주기마다 복수의 모드에 대한 목표 위치 및 최종 위치 사이의 편차를 계산하고, 상기 계산된 편차를 기준으로 상기 저장된 모드 정보를 업데이트한다.
또한, 상기 구동 신호 출력부는, 상기 제1 내지 제3 구동 신호 중 제1 순위의 구동 신호를 제1 시점에 출력하고, 상기 제1 내지 제3 구동 신호 중 제2 순위의 구동 신호를 상기 제1 시점으로부터 제1 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 출력하며, 상기 제1 내지 제3 구동 신호 중 제3 순위의 구동 신호를 상기 제2 시점으로부터 제2 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 출력한다.
또한, 상기 제1 딜레이 시간 및 상기 제2 딜레이 시간 중 적어도 하나는, 상기 제1 내지 제2 구동 신호의 주파수, 상기 제어부의 클록신호의 주파수 및 상기 제1 내지 제3 구동부의 구동 응답 속도 중 적어도 하나에 의해 결정된다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 회전축 각각에 대한 보상 각도를 비교하는 보상 각도 비교부를 포함하고, 상기 구동 신호 출력부는, 상기 보상 각도 비교부의 비교 결과에 따라, 보상 각도가 큰 순으로 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 출력한다.
한편, 실시 예에 따른 카메라 장치의 구동 방법은, 상기 카메라 장치의 움직임 정보를 검출하는 단계; 상기 검출된 움직임 정보에 기반하여, 상기 카메라 장치의 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 제1 내지 제3 보상 각도를 계산하는 단계; 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 보상 순서에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 순차적으로 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 계산하는 단계는, 제1 회전축을 중심으로 손떨림 보상을 위한 제1 보상 각도를 계산하는 단계; 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축을 중심으로 손떨림 보상을 위한 제2 보상 각도를 계산하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 회전축과 다른 제3 회전축을 중심으로 손떨림 보상을 위한 제3 보상 각도를 계산하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 제1 회전축은 요잉을 위한 요(yaw)축이고, 상기 제2 회전축은 피칭을 위한 피치(pitch)축이고, 상기 제3 회전축은 롤링을 위한 롤(roll)축이다.
또한, 상기 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계는, 기저장된 모드 정보를 추출하는 단계를 포함하고, 상기 순차적으로 수행하는 단계는, 상기 추출한 모드 정보를 기준으로, 상기 제1 내지 제3 회전축의 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 일정 주기마다 복수의 모드에 대한 목표 위치 및 최종 위치 사이의 편차를 계산하고 상기 계산된 편차를 기준으로 상기 저장된 모드 정보를 업데이트하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 순차적으로 수행하는 단계는, 상기 보상 순서에 기반하여, 제1 시점에 제1 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계; 상기 보상 순서에 기반하여, 상기 제1 시점으로부터 제1 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 제2 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계; 및, 상기 보상 순서에 기반하여, 상기 제2 시점으로부터 제2 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 제3 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 각각의 회전축에 대한 상기 제1 내지 제3 보상 각도를 비교하는 단계를 포함하고, 상기 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계는, 상기 비교 결과에 따라, 보상 각도가 큰 순으로 상기 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따른 카메라 장치는 고정부, 상기 고정부에 대해 상대 이동하는 이동부; 상기 이동부가 상기 고정부에 대해 상대 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부에 손떨림 보상을 위한 구동 신호를 출력하는 제어부를 포함하고, 상기 구동부는, 제1 내지 제3 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키기 위한 제1 내지 제3 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 구동부에 공급될 제1 내지 제3 구동 신호를 생성하고, 상기 제1 내지 제3 회전축의 손떨림 정도를 기준으로 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정된 출력 순서대로 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 순차적으로 출력한다.
또한, 상기 손떨림 정도는 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드에 의해 결정된다.
또한, 상기 카메라 장치는 움직임 정보를 획득하는 움직임 검출부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 움직임 정보에 기반하여, 상기 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드를 판단하고, 상기 판단한 파지 방향 또는 촬영 모드에 기반하여 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 카메라 장치의 파지 방향이 가로 방향이거나, 상기 촬영 모드가 가로 촬영 모드인 경우, 상기 제1 회전축에 대응하는 상기 제1 구동 신호가 1순위로 출력되도록 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 카메라 장치의 파지 방향이 세로 방향이거나, 상기 촬영 모드가 세로 촬영 모드인 경우, 상기 제2 회전축에 대응하는 상기 제1 구동 신호가 1순위로 출력되도록 한다.
또한, 상기 제1 회전축은 광축과 수직한 x축이고, 상기 제2 회전축은 상기 광축 및 상기 x축에 수직한 y축이며, 상기 제3 회전축은 상기 광축에 대응하는 z축이다.
또한, 상기 카메라 장치는 움직임 정보를 획득하는 움직임 검출부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 움직임 정보에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 회전축 각각에 대한 보상 각도를 계산하고, 상기 보상 각도에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 생성하고, 상기 결정된 출력 순서에 대응하게 상기 제1 내지 제3 구동부로 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 출력한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 회전축 각각에 대한 보상 각도를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라, 보상 각도가 큰 순으로 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 결정된 출력 순서를 기준으로, 상기 제1 내지 제3 구동 신호 중 제1 순위의 구동 신호를 제1 시점에 출력하고, 상기 제1 내지 제3 구동 신호 중 제2 순위의 구동 신호를 상기 제1 시점으로부터 제1 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 출력하며, 상기 제1 내지 제3 구동 신호 중 제3 순위의 구동 신호를 상기 제2 시점으로부터 제2 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 출력한다.
또한, 상기 제1 딜레이 시간 및 상기 제2 딜레이 시간 중 적어도 하나는, 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 주파수, 상기 제어부의 클록신호의 주파수 및 상기 제1 내지 제3 구동부의 구동 응답 속도 중 적어도 하나에 의해 결정된다.
또한, 실시 예에 따른 카메라 장치의 구동 방법은 상기 카메라 장치의 움직임 정보를 검출하는 단계; 상기 검출된 움직임 정보에 기반하여, 상기 카메라 장치의 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 제1 내지 제3 보상 각도를 계산하는 단계; 상기 검출된 움직임 정보에 기반하여, 상기 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드를 판단하는 단계; 상기 파지 방향 또는 상기 촬영 모드에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 보상 순서에 기반하여, 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 순차적으로 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계는, 상기 파지 방향이 가로 방향이거나, 상기 촬영 모드가 가로 촬영 모드이면, 상기 제1 회전축에 대응하는 손떨림 보상을 1순위로 수행하는 단계와, 상기 파지 방향이 세로 방향이거나, 상기 촬영 모드가 세로 촬영 모드이면, 상기 제2 회전축에 대응하는 손떨림 보상을 1순위로 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 순차적으로 수행하는 단계는, 상기 결정된 손떨림 보상 순서를 기준으로, 제1 시점에 제1 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계; 상기 제1 시점으로부터 제1 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 제2 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계; 및, 상기 제2 시점으로부터 제2 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 제3 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 회전축은 광축과 수직한 x축이고, 상기 제2 회전축은 상기 광축 및 상기 x축에 수직한 y축이며, 상기 제3 회전축은 상기 광축에 대응하는 z축이다.
한편, 실시 예에 따른 카메라 장치의 구동 방법은 상기 카메라 장치의 움직임 정보를 검출하는 단계; 상기 검출된 움직임 정보에 기반하여, 상기 카메라 장치의 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 제1 내지 제3 보상 각도를 계산하는 단계; 상기 제1 내지 제3 보상 각도의 크기가 큰 순서대로, 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상 순서를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 손떨림 보상 순서대로 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 순차적으로 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 회전축은 요잉을 위한 요(yaw)축이고, 상기 제2 회전축은 피칭을 위한 피치(pitch)축이고, 상기 제3 회전축은 롤링을 위한 롤(roll)축이다.
또한, 상기 순차적으로 수행하는 단계는, 상기 손떨림 보상 순서에 기반하여, 제1 시점에 제1 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계; 상기 보상 순서에 기반하여, 상기 제1 시점으로부터 제1 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 제2 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계; 및, 상기 보상 순서에 기반하여, 상기 제2 시점으로부터 제2 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 제3 순위의 회전축에 대한 손떨림 보상을 수행하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 3축OIS 구동에 대한 정확성 및 신뢰성을실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 실시 예에서는 제1 하우징에, 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)가 배치된다. 이때, 실시 예에서는 상기 제1 하우징에 배치되는 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)가 회전축의 중심으로부터 동일 거리에 배치되도록 한다. 예를 들어, 비교 예에서, 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)와 대비하여, 상기 회전축의 중심으로부터 더 멀리 배치되었다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및/또는 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해, 요(yaw) 및/또는 피치(pitch)의 OIS가 구현(요잉 및/또는 피칭)되는 경우, 상기 롤(roll)에 대한 OIS가 구현(롤링)되지 않았음에도 불구하고, 센싱 값이 크게 변화하였다. 이에 반하여, 실시 예에서의 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부는 상기 제1 하우징(300)에서, 회전축의 중심을 기준으로 상호 동일한 거리에 각각 배치된다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 마그넷부의 이동 거리가 서로 동일하도록 하고, 이에 따른 각 축의 영향에 대해 동일하게 해석 가능하다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 홀 센서의 출력 값의 선형성을 확보할 수 있으며, 이에 따른 OIS 구현 정확도를 향상시킬 수 있고, 나아가 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 실시 예에서는 서로 다른 축을 중심으로 렌즈(100)나 보빈을 회전시키기 위한, 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)은 서로 동일한 사이즈를 가지도록 한다. 예를 들어, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)의 사이드 대비 상기 제3 마그넷부(MN3)의 사이즈가 작게 형성되었다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해 렌즈(100)가 회전하는 경우, 이에 대한 제3 마그넷부(MN3)의 위치 변화에 대한 해석이 불가능하다. 예를 들어, 상기와 같이, 비교 예의 경우, 상기 제1 마그넷부(MN1) 또는 제2 마그넷부(MN2)에 의한 요(yaw) 또는 피치(pitch) 구현이 상기 제3 마그넷부(MN3)의 위치 변화에 어떠한 영향을 미치는 지에 대하여 해석이 불가능하다.
이에 반하여, 실시 예에서는 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)는 회전축을 중심으로 상호 동일한 거리에 배치되며, 나아가 상호 동일한 사이즈를 가지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 마그넷부의 이동 거리가 동일하여 각축의 영향에 대해 동일하게 해석 가능하고, 이에 따른 홀 센서의 센싱 값의 선형성을 확보할 수 있다. 나아가, 실시 예에서는 회전 반경에 따른 홀 센싱 범위 변화를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 나아가 다른 축의 영향(cross-talk)를 최소화할 수 있다.
실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 이미지 센서의 사이즈가 커지더라도 OIS 구현을 위한 이미지 센서 쉬프트, 틸팅을 위한 센서 배선구조의 스프링 강성이 커짐에 따라 OIS 구동을 위한 이미지 센서 쉬프트나 틸팅 구동에 필요한 힘이 더 많이 필요 하게 되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
또한 실시예는 OIS 구현에 있어서 외부 충격 등의 발생시 카메라 모듈의 신뢰성을 저하시키는 문제를 해결할 수 있다.
또한 실시예는 카메라 모듈에 충격이 가해질 시, 렌즈 구동장치의 구성품이 이탈되는 기술적 문제를 해결할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면, 상기 제1 가이드부재가 배치되는 상기 제1 가이드 홈(GH1)을 비대형 형상을 가지도록 함으로써, 충격 등이 발생하더라도 상기 제1 가이드부재의 이탈을 방지하면서 최소한의 마찰로 렌즈가 움직일 수 있는 이동경로를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈은, AF, 주밍 또는 OIS 구현 시 제1 가이드 부재의 이탈을 방지함으로써 렌즈에 대한 AF, OIS 구현이 정밀하게 됨으로써 렌즈 디센터(decenter)나 기울어짐(tilt) 발생의 문제를 해결하여 복수의 렌즈군들 간의 얼라인(align)이 잘 맞추어 화각이 변하거나 초점이탈 발생을 방지하여 화질이나 해상력에 현저히 향상시키는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 AF 구조에서 예압 스프링 구조(Spring structure)에 따른 고주파 진동 발생의 문제, 구동 저항이 높아지는 점, 다이나믹 틸트가 발생하는 기술적 문제를 해결할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 AF 구조에서 고주파 진동에 취약한 스프링을 삭제하고 가이드 샤프트를 적용하여 최소한의 마찰과 틸트(Tilt)로 렌즈를 이동하게 하는 구조를 제공할 수 있다. 실시예에 의하면 AF 구동을 위한 제1 가이드부재가 상기 제1 가이드 홈과 상기 제2 가이드 홈 사이에 배치됨에 따라 종래 대비 스프링 구조를 제거하여 고주파에 의한 진동 없으며, 스프링 구조가 없으므로 구동 저항이 적어 소비 전력이 낮아지며, 가이드 베어링 구조 대비 다이나믹 틸트(Dynamic tilt)가 적은 기술적 효과가 있다.
실시 예에 따른 카메라 장치는 고정부에 대해 이동부를 이동시키는 구동부를 포함한다. 이때, 상기 구동부는 제1 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제1 구동부와, 제2 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제2 구동부와, 제3 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제3 구동부를 포함한다. 이때, 비교 예에서는 상기 제1 내지 제3 구동부에 의해 3축 OIS가 구동되는 경우, 이에 대한 구동 순서를 고려하지 않은 상태에서, 단순히 상기 제1 내지 제3 구동부에 제1 내지 제3 구동 신호를 제공하였다. 그러나, 3축 OIS 기술은 각 회전축을 회전변환에 의한 회전 행렬로 정의할 수 있는데, 이때 각각의 회전축 사이의 관계가 종속적이므로, 선행 회전축의 이동 변화는 다른 회전축의 이동 변화에 영향을 준다. 이에 따라 상기 구동 순서에 따라 상기 이동부의 최종 위치에 편차가 발생하게 된다.
이에 따라, 실시 예에서는 OIS 구동 시, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상 순서 또는 각각의 구동부에 공급되는 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정한 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 따라 상기 각각의 회전축에 대한 OIS 구동이 순차적으로 이루어지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상호 간의 영향이 가장 적은 특정 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 기반하여 상기 OIS 구동을 수행함으로써, 이동부의 최종 위치에 대한 정확도를 향상시키고, 나아가 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
즉, 실시 예에서는 OIS 구동 시, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상 순서 또는 각각의 구동부에 공급되는 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정한 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 따라 상기 각각의 회전축에 대한 OIS 구동이 순차적으로 이루어지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상호 간의 영향이 가장 적은 특정 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 기반하여 상기 OIS 구동을 수행함으로써, 이동부의 최종 위치에 대한 정확도를 향상시키고, 나아가 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 실시 예에서는 3개의 회전축을 중심으로 OIS가 구동되는 경우, 움직임 양이 가장 큰 회전축 또는 회전 각도가 가장 큰 회전축(예를 들어, 흔들림이 가장 많은 회전축) 또는 손떨림 정도가 큰 회전축 순으로 OIS를 순차적으로 진행한다. 이에 따라, 실시 예에서는 흔들림 정도가 큰 회전축부터 OIS를 진행함에 따라, 다른 회전축에 의해 발생하는 크로스 토크(cross-talk)를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 흔들림 정도는 사용자의 자세의 변화에 대응할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 흔들림(또는 손떨림) 정도 순으로 OIS 구동을 진행함으로써, 사용자의 자세에 따라 적응적으로 OIS 구동을 진행할 수 있으며, 이에 따른 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 사용자의 촬영 자세에 적응적으로 OIS 구동이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 실시 예에서는 상기 사용자의 촬영 자세에 대응하여, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상 순서 또는 각각의 구동부에 공급되는 구동 신호의 출력 순서를 결정할 수 있도록 한다. 예를 들어, 실시 예에서는 사용자가 카메라 장치를 가로 방향으로 파지하였는지, 아니면 세로 방향으로 파지하였는지에 따라 상기 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서를 결정하도록 한다. 예를 들어, 실시 예에서는 카메라 장치의 촬영 모드가 가로 촬영 모드인지 아니면 세로 촬영 모드인지에 따라 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서를 결정하도록 한다. 예를 들어, 상기 파지 방향이 가로 방향이거나, 촬영 모드가 가로 촬영모드인 경우, 주된 손떨림은 x축에서 발생하게 된다. 그리고, 상기 파지 방향이 가로 방향이거나 촬영모드가 가로 촬영 모드 인 경우에는, x축에 대응하는 제1 회전축의 손떨림 보상 순서 또는 제1 구동 신호의 출력 순서를 1순위로 하여 OIS를 구동하도록 한다. 이와 반대로, 상기 파지 방향이 세로 방향이거나, 촬영 모드가 세로 촬영모드인 경우, 주된 손떨림은 y축에서 발생하게 된다. 그리고, 상기 파지 방향이 세로 방향이거나 촬영모드가 세로 촬영 모드 인 경우에는, y축에 대응하는 제2 회전축의 손떨림 보상 순서 또는 제2 구동 신호의 출력 순서를 1순위로 하여 OIS를 구동하도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 사용자 촬영 자세에 최적화된 OIS 성능을 제공할 수 있으며, 이에 따른 손떨림 보상 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 상세 사시도이다.
도 2a는 도 1b에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 저면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈 중 배선 기판, 센서 기판 및 이미지 센서가 배치된 사시도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 배선 기판, 센서 기판 및 이미지 센서의 분리 사시도이다.
도 2d는 도 2b의 저면도이다.
도 3a는 도 1a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 메인 기판이 생략된 도면이다.
도 3b는 도 3a에서 보빈, 렌즈, 이미지 센서 및 센서 기판이 생략된 상세 도면이다.
도 3c는 도 3b에서 제1 하우징, 제1 가이드부 및 배선 기판이 생략된 상세 도면이다.
도 3d는 도 3b에서 제1 영역의 확대도이다.
도 3e는 도 3c에서 제2 영역의 확대도이다.
도 3f는 도 3e에서 제2 하우징의 확대도이다.
도 4a는 도 3a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 렌즈 구동장치의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 평면도이다.
도 4c는 도 4b에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 A1-A2 선을 따른 단면도이다.
도 5a는 도 3a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치의 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치를 z축에 수직하게 B1-B2 선을 따른 측면 단면도이다.
도 6a는 도 5b 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동 장치의 측 단면도에서 제3 영역의 확대도이다.
도 6b는 도 6a의 제1 상세도이다.
도 6c는 도 6a의 제2 상세도이다.
도 6d는 도 6a의 제3 상세도이다.
도 7a는 비교 예에 따른 마그넷부의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 7b는 일반적인 OIS 미구동시의 제3 마그넷부와 제3 홀 센서의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 7c는 비교 예에 따른 OIS 구동 시의 제3 홀 센서와 제3 마그넷부의 위치 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7d는 실시 예에 따른 OIS 구동 시의 제3 홀 센서와 제3 마그넷부의 위치 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8e는 비교 예에 따른 요(yaw)의 각도 및 피치(pitch)의 각도에 따른 제3 홀 센서의 센싱 값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 9a 및 도 9f는 실시 예에 따른 요(yaw)의 각도 및 피치(pitch)의 각도에 따른 제3 홀 센서의 센싱 값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시 예에 따른 카메라 장치의 OIS 동작을 설명하기 위한 개념도이ㄷ다.
도 11은 실시 예의 OIS 동작에서 회전축에 따른 회전 행렬을 나타낸 도면이다.
도 12는 제1 실시 예에 따른 카메라 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 13은 제2 실시 예에 따른 카메라 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 14는 도 12 또는 도 13에 도시된 제어부의 상세 구성에 대한 블록도이다.
도 15는 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드에 따른 손떨림 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 비교 예 및 실시 예에 따른 구동 신호의 출력 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제1 실시 예에 따른 카메라 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 제2 실시 예에 따른 도 12 또는 도 13의 제어부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 19는 제2 실시 예에 따른 카메라 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 실시 예에 따른 광학기기의 사시도이다.
도 21은 도 20에 도시된 광학기기의 구성도이다.
도 22는 실시 예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
(실시 예)
이하 도면을 참조하여 실시예에 따른 카메라 모듈의 구체적인 특징을 상술하기로 한다.
도 1a는 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이며, 도 1b는 도 1a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 상세 사시도이다.
이하에서 사용되는 '광축(Optical Axis) 방향'은 렌즈 구동 장치에 결합되는 렌즈 및/또는 이미지 센서의 광축 방향으로 정의한다.
이하에서 사용되는 '수직방향'은 광축 방향과 평행한 방향일 수 있다.
예를 들어, 광축 방향 또는 수직방향은 도 1a의 'z축'에 대응하는 방향일 수 있다. 이에 따라, 이하에서 기재되는 광축 방향, 수직 방향 및 제3 방향은 실질적으로 동일한 방향일 수 있다. 예를 들어, 상기 z축, 제3축 및 광축은 실질적으로 동일한 축을 의미할 수 있다.
이하에서 사용되는 '수평방향'은 수직방향과 수직한 방향일 수 있다.
또한, xy평면은 상기 z축에 수직인 지면을 나타내며, x축은 지면(xy평면)에서 z축과 수직인 방향을 의미하고, y축은 지면에서 x축과 수직방향을 의미할 수 있다. 이때, 상기 x축은 이하에서의 제1축과 동일한 축을 의미할 수 있다. 또한, y축은 이하에서의 제2축과 동일한 축을 의미할 수 있다.
한편, 이하에서 사용되는 '오토 포커스 기능'는 이미지 센서에 피사체의 선명한 영상이 얻어질 수 있도록 피사체의 거리에 따라 렌즈를 광축 방향으로 이동시켜 이미지 센서와의 거리를 조절함으로써 피사체에 대한 초점을 자동으로 맞추는 기능으로 정의한다. 한편, '오토 포커스'는 'AF(Auto Focus)'와 대응할 수 있다. 또한, '오토 포커싱(auto focusing)'과 혼용될 수 있다.
이하에서 사용되는 '손떨림 보정 기능'은 외력에 의해 이미지 센서에 발생되는 진동(움직임)을 상쇄하도록 렌즈 및/또는 이미지 센서를 이동시키는 기능으로 정의한다. 한편, '손떨림 보정'은 'OIS(Optical Image Stabilization)'와 대응할 수 있다.
이하에서 사용되는 '요잉(yawing)'은 x축을 중심으로 회전 또는 틸트하는 요(yaw) 방향의 움직임일 수 있다. 이하에서 사용되는 '피칭(pitching)'은 y축을 중심으로 회전하는 피치(pitch) 방향의 움직임일 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, x축을 중심으로 회전하는 움직임을 '피칭'으로 정의하고, y축을 중심으로 회전하는 움직임을 '요잉'으로 정의할 수도 있을 것이다.
한편, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈(100)와 이미지 센서(60)(도 2b 참조)가 일체로 이동하여 OIS 구현이 가능한 모듈 틸팅 방식일 수 있다. 한편, AF 구동시에는 이미지 센서가 고정된 상태에서 렌즈(100)만 이동하여 이미지 센서와의 거리를 변화시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1a를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 메인 기판(50)과, 상기 메인 기판(50) 상에 배치되며 렌즈(100)가 배치되는 보빈(200)과, 상기 보빈(200)이 배치되는 제1 하우징(300) 및 상기 제1 하우징(300)이 배치되는 제2 하우징(400)을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 렌즈(100) 및 상기 보빈(200)은 렌즈 조립체라고도 할 수 있다.
상기 제2 하우징(400)은 상기 제1 하우징(300)의 외측에 복수로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 하우징(400)은 4개로 제1 하우징(300)의 외측에 모서리에 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 메인 기판(50)은 PCB, FPCB(Flexible Printed Circuit Boards), RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Boards) 일 수 있다.
다음으로 도 1b를 참조하면, 실시 예는 상기 메인 기판(50)과 전기적으로 연결되며 제2 하우징(400)에 배치되는 코일 기판(52)을 포함할 수 있다. 상기 코일 기판(52)은 복수 개의 파트로 구분될 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 코일 기판(52)은 하나의 일체형 기판으로 구성될 수도 있을 것이다.
상기 코일 기판(52)에는 제1 코일부(CL1), 제2 코일부(CL2)와 제3 코일부(CL3)가 배치될 수 있다. 상기 제1 코일부(CL1)는 상기 제2 하우징(400)에서, y축 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 코일부(CL2)는 상기 제2 하우징(400)에서, x축 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 코일부(CL3)는 상기 제2 코일부(CL2)에서, 상기 x축과 상기 y축 사이의 대각 방향으로 배치될 수 있다. 상기 제1 코일부(CL1)는 요잉(yawing)을 위한 '요(yaw) 코일부'라고도 할 수 있다. 또한, 상기 제2 코일부(CL2)는 피칭(pitching)을 위한 '피치(pitch) 코일부'라고도 할 수 있다. 또한, 상기 제3 코일부(CL3)는 롤링(rolling)을 위한 '롤(roll) 코일부'라고도 할 수 있다. 또한, 실시 예에서는 이하에서 설명되는 회전축의 중심으로부터 제1 코일부(CL1)까지의 거리, 제2 코일부(CL2)까지의 거리 및 제3 코일부(CL3)까지의 거리 각각은 상호 동일하다.
한편, 제2 하우징(400)은 상호 분리된 복수의 파트로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 하우징(400)은 4개의 파트로 구분될 수 있다. 이에 따라, 상기 코일 기판(52)은 상기 제2 하우징(400)의 4개의 파트에 각각 배치될 수 있다.
다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제2 하우징(400)은 제1 하우징(300)을 둘러싸며 1개의 일체형 프레임 구조를 가질 수 있으며, 상기 코일 기판(52)은 상기 1개의 일체형 프레임 구조의 제2 하우징(400)에 배치될 수 있을 것이다.
또한, 상기 제2 하우징(400)이 4개의 파트로 구분되는 경우, 상기 코일 기판(52)도 상기 제2 하우징(400)의 각각의 파트에 대응하게 4개의 파트로 구분될 수 있다. 그리고, 상기 코일 기판(52)의 4개의 파트 각각에는, 제1 코일부(CL1), 제2 코일부(CL2) 및 제3 코일부(CL3) 중 적어도 하나의 코일부가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 코일 기판(52)의 제1 파트에는 제1 코일부(CL1)와 제3 코일부(CL3)가 배치될 수 있고, 상기 코일 기판(52)의 제2 파트에는 제2 코일부(CL2)와 제3 코일부(CL3)가 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제1 하우징(300)에는 마그넷부가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 하우징(300)에는 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 제3 마그넷부(MN3)가 배치될 수 있다.
상기 제1 마그넷부(MN1)는 상기 제1 코일부(CL1)에 대응될 수 있다. 상기 제1 마그넷부(MN1)는 상기 제1 하우징(300)에서, y축 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제2 마그넷부(MN2)는 상기 제2 코일부(CL2)에 대응될 수 있다. 상기 제2 마그넷부(MN2)는 상기 제1 하우징(300)에서, x축 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제3 코일부(CL3)에 대응될 수 있다. 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제1 하우징(300)에서, 상기 x축과 상기 y축 사이의 대각 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 마그넷부(MN1)는 상기 제1 코일부(CL1)와의 상호 작용을 통한, 요잉(yawing)을 위한 '요(yaw) 마그넷부'라고도 할 수 있다. 또한, 상기 제2 마그넷부(MN2)는 상기 코일부(CL2)와의 상호 작용을 통한, 피칭(pitching)을 위한 '피치(pitch) 마그넷부'라고도 할 수 있다. 또한, 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제3 코일부(CL3)와의 상호 작용을 통한, 롤링(rolling)을 위한 '롤(roll) 마그넷부'라고도 할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 코일부(CL1)와 상기 제1 마그넷부(MN1) 간의 전자기력에 의해 OIS 구동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 실시 예에 의하면, 상기 제1 코일부(CL1)와 상기 제1 마그넷부(MN1) 간의 전자기력에 의해, OIS 구동을 위한 요잉이 이루어질 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 코일부(CL2)와 상기 제2 마그넷부(MN2) 간의 전자기력에 의해 OIS 구동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 실시 예에 의하면, 상기 제2 코일부(CL2)와 상기 제2 마그넷부(MN2) 간의 전자기력에 의해, OIS 구동을 위한 피칭이 이루어질 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제3 코일부(CL3)와 상기 제3 마그넷부(MN3)간의 전자기력에 의해 OIS 구동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 실시 예에 의하면, 상기 제3 코일부(CL3)와 상기 제3 마그넷부(MN3) 간의 전자기력에 의해, OIS 구동을 위한 롤링이 이루어질 수 있다. 바람직하게, 실시 예에서는 상기 제1 코일부(CL1), 제2 코일부(CL2), 제3 코일부(CL3), 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 제3 마그넷부(MN3)에 의해, 3축 OIS 구동이 가능할 수 있다.
한편, 실시 예에서의 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 제2 마그넷부(MN2)는 이후 설명되는 것과 같이 AF 구동 기능도 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 일부는 요잉을 위한 OIS 구동에 기여할 수 있고, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 다른 일부는 AF 구동에 기여할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 마그넷부(MN2)의 일부는 피칭을 위한 OIS 구동에 기여할 수 있고, 상기 제2 마그넷부(MN2)의 다른 일부는 AF 구동에 기여할 수 있다.
이때, 상기 제1 코일부(CL1) 및 상기 제1 마그넷부(MN1)는 제1 구동부라 할 수 있다. 또한, 상기 제2 코일부(CL2) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)는 제2 구동부라 할 수 있다. 또한, 상기 제3 코일부(CL3) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)는 제3 구동부라 할 수 있다.
다음으로, 도 2a는 도 1b에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈의 저면도이다.
도 2a를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 메인 기판(50)과 상기 메인 기판(50) 상에 배치되는 배선 기판(500)과 상기 배선 기판(500) 상에 배치되는 센서 기판(550)을 포함할 수 있다.
상기 배선 기판(500)은 상기 메인 기판(50)과 전기적으로 연결되는 제1 배선 프레임(510)을 포함한다. 또한, 상기 배선 기판(500)은 센서 기판(550)이 배치되는 제2 배선 프레임(520)을 포함한다. 이때, 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)은 상호 일정 간격 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520) 사이에는 오픈 영역(미도시)이 형성될 수 있다. 또한, 배선 기판(500)은 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)을 전기적으로 연결해주는 배선 패턴부(530)를 포함할 수 있다. 상기 배선 패턴부(530)는 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520) 사이의 상기 오픈 영역에 배치될 수 있다. 상기 배선 패턴부(530)는 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 배선 패턴부(530)는 스프링 타입의 탄성 배선 패턴부일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 배선 패턴부(530)는 탄성을 가지면서, 플렉서블한 특성을 가지며, 절곡형상을 가지고 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520) 사이를 연결할 수 있다.
상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)은 다각형 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)은 사각형 형태일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일 예로, 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)은 원형을 가질 수도 있을 것이다.
상기 배선 패턴부(530)는 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 배선 패턴부(530)는 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)의 복수의 변들을 각각 연결하도록 2개, 3개 또는 4개 또는 그 이상의 복수 개로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 메인 기판(50)은 그 중앙에 기판 관통홀(50H)을 구비할 수 있다. 상기 기판 관통홀(50H)의 사이즈는 상기 제2 배선 프레임(520)의 사이즈 보다는 클 수 있으며, 상기 제1 배선 프레임(510)의 사이즈 보다는 작을 수 있다. 또한 상기 기판 관통홀(50H)의 크기는 상기 센서 기판(550)의 사이즈 보다는 작을 수 있다.
상기 기판 관통홀(50H)을 통해 상기 센서 기판(550)의 저면의 일부가 노출될 수 있으며, 상기 센서 기판(550)과 상기 기판 관통홀(50H)의 공간을 이용하여 상기 제2 배선 프레임(520)이 공간 이동될 수 있다.
또한 실시 예는 상기 메인 기판(50) 상에 배치되어 움직임을 감지하는 자이로 센서(미도시) 및 상기 자이로 센서의 입출력 신호에 따라 구동하는 구동회로소자(미도시)를 포함할 수 있다.
실시예의 자이로 센서는 2차원의 이미지 프레임에서 큰 움직임을 나타내는 피치(pitch)와 요(yaw)의 두 가지 회전 움직임 양을 검출하는 2축 자이로 센서를 채용할 수 있고, 더욱 정확한 손떨림 보정을 위해 피치, 요 및 롤의 움직임 양을 모두 검출하는 3축 자이로 센서를 채용할 수도 있다. 상기 자이로 센서에 의해 검출된 피치, 요, 롤에 해당하는 움직임은, 손떨림 보정 방식 및 보정 방향에 따라 적절한 물리량으로 변환될 수 있다.
이와 다르게, 실시 예에서는 요 움직임 양, 피치 움직임 양 및 롤 움직임 양을 각각 검출하는 위치 감지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 위치 감지 센서는 홀 센서로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 코일 기판(52)에는 복수의 홀 센서가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 코일 기판(52)에 배치된 상기 제1 코일부(CL1)의 내측 영역에는 제1 홀 센서가 배치될 수 있다. 상기 제1 홀 센서는 상기 제1 마그넷부(MN1)의 이동에 따른 자기력 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 코일 기판(52)에 배치된 제2 코일부(CL2)의 내측 영역에는 제2 홀 센서가 배치될 수 있다. 상기 제2 홀 센서는 상기 제2 마그넷부(MN2)의 이동에 따른 자기력 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 코일 기판(52)에 배치된 제3 코일부(CL3)의 내측 영역에는 제3 홀 센서가 배치될 수 있다. 상기 제3 홀 센서는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 이동에 따른 자기력 변화를 감지할 수 있다.
다음으로, 도 2b는 도 2a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈 중 배선 기판(500), 센서 기판(550) 및 이미지 센서(60)가 배치된 사시도이다.
예를 들어, 도 2b는 도 2a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 배선 기판(500)과, 상기 배선 기판(500) 상에 배치되는 센서 기판(550) 및 상기 센서 기판(550) 상에 배치되는 이미지 센서(60)의 사시도이다.
또한 도 2c는 도 2b에 도시된 배선 기판(500), 센서 기판(550) 및 이미지 센서(60)의 분리 사시도이며, 도 2d는 도 2b의 저면도이다.
한편, 실시예의 기술적 과제 중의 하나는, 이미지 센서의 크기가 커지는 경우 OIS 구현을 위한 이미지 센서 쉬프트, 틸팅을 위한 센서 배선구조의 스프링 강성이 커짐에 따라 OIS 구동을 위한 이미지 센서 쉬프트나 틸팅 구동에 필요한 힘이 더 많이 필요 하게 되는 기술적 문제를 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하고자 함이다.
이하 도 2c를 중심으로 위 기술적 과제를 해결하기 위한 실시예의 기술적 특징을 설명하기로 한다.
도 2c를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 배선 기판(500)과 상기 배선 기판(500) 상에 배치되는 센서 기판(550) 및 상기 센서 기판(550) 상에 배치되는 이미지 센서(60)를 포함할 수 있다.
상기 배선 기판(500)은 메인 기판(50)과 전기적으로 연결되는 제1 배선 프레임(510)과, 상기 센서 기판(550)이 배치되는 제2 배선 프레임(520) 및 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)을 전기적으로 연결해주는 배선 패턴부(530)를 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 센서 기판(550)의 제1 사이즈(D1)는 상기 제2 배선 프레임(520)의 제2 사이즈(D2) 보다는 클 수 있다. 또한, 상기 이미지 센서(60)의 사이즈는 상기 센서 기판(550)의 제1 사이즈(D1)보다는 작을 수 있으며, 상기 제2 배선 프레임(520)의 제2 사이즈(D2)보다는 클 수 있다.
실시예에서 각 구성품의 사이즈는 제1 축 방향의 수평 길이일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 이미지 센서의 사이즈가 커지더라도 OIS 구현을 위한 이미지 센서 쉬프트, 틸팅을 위한 센서 배선구조의 스프링 강성이 커짐에 따라 OIS 구동을 위한 이미지 센서 쉬프트나 틸팅 구동에 필요한 힘이 더 많이 필요 하게 되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 이미지 센서(60)의 크기가 커짐에 따라 이미지 센서(60)가 장착되는 센서 기판(550)의 제1 사이즈(D1)가 커질 수 있다. 이때 실시예에서는 상기 센서 기판(550)과 전기적으로 연결되는 제2 배선 프레임(520)을 구비하고, 상기 제2 배선 프레임(520)의 제2 사이즈(D2)가 상기 센서 기판(550)의 제1 사이즈(D1) 및 상기 이미지 센서의 사이즈 보다도 작도록 제어하고, 상기 제2 배선 프레임(520)이 배선 패턴부(530)와 직접 연결되도록 할 수 있다.
이에 따라 이미지 센서(60)의 사이즈가 커지더라도 배선 패턴부(530)와 연결되는 제2 배선 프레임(520)의 사이즈가 커지지 않을 수 있으므로, 상기 제2 배선 프레임(520)과 직접 연결되는 배선 패턴부(530)의 길이를 길게 설계할 수 있고 이에 따라 배선 패턴부(530)의 길이를 길게 구비할 수 있으므로 배선 패턴부(530)의 스프링 강성을 줄일 수 있다.
그러므로 실시예는 이미지 센서의 사이즈가 커지더라도 카메라 모듈의 크기를 늘리지 않으면서 배선 패턴부(530)의 길이를 길게 확보할 수 있으므로 OIS 구현을 위한 이미지 센서 쉬프트, 틸팅을 위한 센서 배선구조의 스프링 강성을 작게 제어할 수 있다. 그러므로 실시예는 이미지 센서의 크기가 커지는 경우 OIS 구동을 위한 이미지 센서 쉬프트나 틸팅 구동에 필요한 힘이 더 많이 필요 하게 되는 기술적 모순을 해결할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 실시예의 OIS 구동을 설명하기로 한다. 도 3a는 도 1a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 메인 기판(50)이 생략된 도면이며, 도 3b는 도 3a에서 보빈(100), 렌즈(100), 이미지 센서(60) 및 센서 기판(550)이 생략된 상세 도면이다.
또한 도 3c는 도 3b에서 제1 하우징(300), 제1 가이드 부재(220) 및 배선 기판(500)이 생략된 상세 도면이다.
우선, 도 3a를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 보빈(200)이 배치되는 제1 하우징(300) 및 상기 제1 하우징(300)이 배치되는 제2 하우징(400)을 포함할 수 있다.
다음으로 도 3a를 기본으로 도 3b를 참조하면, 실시예는 메인 기판(50)과 전기적으로 연결되며 제2 하우징(400) 아래에 배치되는 배선 기판(500)을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈(100)와 이미지 센서(60)가 일체로 이동하여 OIS 구현이 가능한 모듈 틸팅방식일 수 있다.
이를 통해, 실시예는 렌즈와 이미지센서를 포함한 전체 모듈을 움직이는 방식으로 OIS 작동이 가능함에 따라 기존 렌즈이동 방식에 비해 보정범위가 더 넓으며, 렌즈의 광축과 이미지센서의 축이 틀어지지 않기 때문에 이미지의 변형을 최소화하여 영상의 왜곡(distortion)이 없는 기술적 효과가 있다.
계속하여 도 3b를 참조하면, 상기 배선 기판(500)은 메인 기판(50)과 전기적으로 연결되는 제1 배선 프레임(510)과, 이미지 센서(60)와 전기적으로 연결되는 제2 배선 프레임(520) 및 상기 제1 배선 프레임(510)과 상기 제2 배선 프레임(520)을 연결해주는 배선 패턴부(530)를 포함할 수 있다.
상기 제1 배선 프레임(510)과 제2 배선 프레임(520)은 경성 인쇄회로기판(Rigid PCB)일 수 있으며, 배선 패턴부(530)는 연성 인쇄회로기판(Flexible PCB) 또는 경연성 인쇄회로기판(Rigid Flexible PCB)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 배선 패턴부(530)는 연성회로기판 형태로 굴곡형상으로 배치될 수 있다.
다음으로 도 3b와 도 3c를 함께 참조하면, 실시예는 복수의 코일 기판(52)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 코일 기판(52)은 4개의 파트의 제2 하우징(400)에 각각 배치될 수 있으며, 각 코일 기판(52)에는 제2 코일부(CL2)와 제3 코일부(CL3)가 각각 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3b를 참조하면, 상기 제1 하우징(300)은 원형을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제1 하우징(300)에 각각 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 마그넷부(MN1)와 상기 제1 코일부(CL1) 간의 제1 전자기력, 상기 제2 마그넷부(MN2)와 상기 제2 코일부(CL2) 간의 제2 전자기력, 및 상기 제3 마그넷부(MN3)와 상기 제3 코일부(CL3) 간의 제3 전자기력에 의해 OIS 구동이 가능할 수 있다.
구체적으로 실시예에 의하면, 상기 제1 마그넷부(MN1)와 상기 제1 코일부(CL1) 간의 제1 전자기력에 의해 요(yaw)의 OIS 구동이 가능할 수 있다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 제2 마그넷부(MN2)와 상기 제2 코일부(CL2) 간의 제2 전자기력에 의해 피치(pitch)의 OIS 구동이 가능할 수 있다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 제3 마그넷부(MN3)와 상기 제3 코일부(CL3) 간의 제3 전자기력에 의해 롤(roll)의 OIS 구동이 가능할 수 있다.
실시예에서 OIS 구동에 있어서, 제1 하우징(300)과 제2 하우징(400) 사이에 배치되는 제2 가이드 부재(420)에 의해 제1 하우징(300)이 제2 하우징(400) 기준으로 피치(pitch) 또는 요(yaw) 또는 롤(roll) 회전할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 상기 제1 하우징(300)의 외측면은 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 하우징(300)의 외측면은 중심부가 상부 및/또는 하부보다 외측으로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서, 상기 제1 하부징(300)의 외측면에 대응하는 제2 하우징(400)의 내측면은 곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 하우징(400)의 내측면은, 중심부가 상부 및/또는 하부보다 외측(명확하게는, 상기 제1 하우징의 외측면과 멀어지는 방향)으로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 상기 제1 하우징(300)의 외측면의 곡면 및 상기 제2 하우징(400)의 내측면의 곡면을 통해 OIS 구현이 가능할 수 있다.
예를 들어, 도 3c를 참조하면, 상기 제2 하우징(400) 내측면은 중심부가 상부와 하부보다 외측으로 볼록 형성된 곡면을 포함할 수 있고, 제2 가이드 부재(420)가 배치됨으로써 제2 하우징(400)을 기준으로 제1 하우징(300)의 모듈 회전 이동에 의해 피치(pitch) 또는 요(yaw) 또는 롤(roll) 회전할 수 있다.
예를 들어, 도 3b를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 하우징(300)은 상기 제2 하우징(400)과 대면하는 제1 하우징 외측면(미도시)을 포함하고, 상기 제2 하우징(400)은 상기 제1 하우징(300)과 대면하는 제2 하우징 내측면(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 하우징 외측면과 상기 제2 하우징 내측면은 중심부가 상부와 하부보다 외측으로 볼록 형성된 곡면을 포함할 수 있다. 실시예는 곡면을 통해 OIS 구현이 가능할 수 있다.
또한 도 3c를 참조하면, 실시예는 상기 제1 하우징 외측면과 상기 제2 하우징 내측면 사이에 배치되는 제2 가이드 부재(420)를 포함할 수 있다. 실시예에서 상기 제1 가이드 부재(220)와 상기 제2 가이드 부재(420)는 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 가이드 부재(220)는 원기둥 형상일 수 있고, 상기 제2 가이드 부재(420)는 볼 형상일 수 있다. 상기 제2 가이드 부재(420)는 볼 베어링일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 실시예에 의하면, 보빈(200)에는 제4 코일부(CL4)가 배치될 수 있다. 상기 제4 코일부(CL4)는 상기 보빈(200)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제4 코일부(CL4)는 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)와 대응될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서는, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 일부 또는 상기 제2 마그넷부(MN2)의 일부와 상기 제4 코일부(CL4) 간의 상호 전자기력에 의해 제1 가이드부(200)를 따라 AF 구동이 가능할 수 있다.
실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, OIS 구현에 있어서 피치(pitch), 요(yaw) 및 롤(roll) 구현 시, 상대적인 위치 감지 오류를 해결할 수 있도록 한다.
예를 들어, 실시 예에서, 요(yaw) 구현을 위한 제1 마그넷부(MN1), 피치(pitch) 구현을 위한 제2 마그넷부(MN2) 및 롤(roll) 구현을 위한 제3 마그넷부(MN3)는, 회전축의 중심을 기준으로 동일한 거리에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 마그넷부(MN1)는 제1축을 중심으로 렌즈(100)나 보빈(200)을 회전시킨다. 또한, 상기 제2 마그넷부(MN2)는 제2축을 중심으로 렌즈(100)나 보빈(200)을 회전시킨다. 또한, 상기 제3 마그넷부(MN3)는 제3축을 중심으로 렌즈(100)나 보빈(200)을 회전시킨다. 이때, 상기 제1축의 중심, 상기 제2축의 중심 및 상기 제3축의 중심은 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 축의 중심은 상기 제2축의 중심 및 상기 제3축의 중심에 대응될 수 있다. 이때, 상기 제1축의 중심, 상기 제2축의 중심 및 상기 제3축의 중심은 상기 렌즈(100)나 보빈(200)의 중심을 의미할 수도 있다. 이하에서는, 상기 제1축의 중심, 상기 제2축의 중심 및 상기 제3축의 중심, 나아가 상기 렌즈(100)나 상기 보빈(200)의 중심을 회전축의 중심이라고 하여 설명하기로 한다.
예를 들어, 실시예에 의하면, 제1 하우징(300)의 외측면에는, 각각 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)가 배치된다. 이때, 상기 제1 하우징(300)의 중심은 상기 렌즈(100)의 중심 또는 보빈(200)의 중심 또는 상기 회전축의 중심이라고도 할 수 있다. 그리고, 실시 예에서는 상기 제1 하우징(300)에 배치되는 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)가 각각 상기 회전축의 중심으로부터 동일 거리에 배치되도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)의 각각의 구동점의 거리가 동일하도록 하고, 이에 따른 상호 간의 간섭을 최소화할 수 있도록 한다.
예를 들어, 비교 예에서, 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)와 대비하여, 상기 회전축의 중심으로부터 더 멀리 배치되었다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및/또는 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해, 요(yaw) 및/또는 피치(pitch)가 구현되는 경우, 상기 롤(roll) 구현에 대한 위치 감지 오류가 발생하였다. 예를 들어, 비교 예에서는 요(yaw) 및/또는 피치(pitch)가 구현되는 경우, 상기 롤(roll) 구현이 실질적으로 이루어지지 않았음에도 불구하고, 상기 제3 홀 센서에서 감지되는 센싱 값의 변화가 발생한다. 이때, 비교 예에서는 상기 제3 마그넷부(MN3)이 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2) 대비 회전축의 중심으로부터 더 멀리 배치됨에 따라, 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해 요(yaw) 또는 피치(pitch) 구현 시, 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심으로부터 상기 제3 홀 센서의 위치가 크게 이격된다. 이에 따라, 비교 예에서는 롤(roll) 구현이 이루어지지 않았음에도(예를 들어, 롤 회전 각도=0°), 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심으로부터 상기 제3 홀 센서의 위치가 크게 이격되고, 이에 따른 상기 제3 홀 센서에 의한 센싱 값이 변화한다. 그리고, 비교 예에서는 상기 제3 홀 센서에 의한 센싱 값의 변화에 의해 OIS 구동에 대한 정확도가 감소하는 문제가 있다.
이에 반하여, 실시 예에서의 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부는 상기 제1 하우징(300)에서, 회전축의 중심을 기준으로 상호 동일한 거리에 각각 배치된다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 마그넷부의 이동 거리가 서로 동일하도록 하고, 이에 따른 각 축의 영향에 대해 동일하게 해석 가능하다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 홀 센서의 출력 값의 선형성을 확보할 수 있으며, 이에 따른 OIS 구현 정확도를 향상시킬 수 있고, 나아가 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 실시 예에서는 서로 다른 축을 중심으로 렌즈(100)나 보빈을 회전시키기 위한, 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)은 서로 동일한 사이즈를 가지도록 한다. 예를 들어, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)의 사이드 대비 상기 제3 마그넷부(MN3)의 사이즈가 작게 형성되었다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해 렌즈(100)가 회전하는 경우, 이에 대한 제3 마그넷부(MN3)의 위치 변화에 대한 해석이 불가능하다. 예를 들어, 상기와 같이, 비교 예의 경우, 상기 제1 마그넷부(MN1) 또는 제2 마그넷부(MN2)에 의한 요(yaw) 또는 피치(pitch) 구현이 상기 제3 마그넷부(MN3)의 위치 변화에 어떠한 영향을 미치는 지에 대하여 해석이 불가능하다.
이에 반하여, 실시 예에서는 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)는 회전축을 중심으로 상호 동일한 거리에 배치되며, 나아가 상호 동일한 사이즈를 가지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 마그넷부의 이동 거리가 동일하여 각축의 영향에 대해 동일하게 해석 가능하고, 이에 따른 홀 센서의 센싱 값의 선형성을 확보할 수 있다. 나아가, 실시 예에서는 회전 반경에 따른 홀 센싱 범위 변화를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 나아가 다른 축의 영향(cross-talk)를 최소화할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
또한 앞서 기술한 바와 같이, 실시예에 의하면 이미지 센서(60)의 사이즈가 커지더라도 배선 패턴부(530)와 연결되는 제2 배선 프레임(520)의 사이즈가 커지지 않을 수 있으므로, 상기 제2 배선 프레임(520)과 직접 연결되는 배선 패턴부(530)의 길이를 길게 설계할 수 있고 이에 따라 배선 패턴부(530)의 길이를 길게 구비할 수 있으므로 배선 패턴부(530)의 스프링 강성을 줄일 수 있다.
그러므로 실시예는 이미지 센서의 사이즈가 커지더라도 OIS 구현을 위한 이미지 센서 쉬프트, 틸팅을 위한 센서 배선구조의 스프링 강성이 커짐에 따라 OIS 구동을 위한 이미지 센서 쉬프트나 틸팅 구동에 필요한 힘이 더 많이 필요 하게 되는 기술적 모순을 해결할 수 있다.
다음으로 도 3d는 도 3b에서 제1 영역(P1)의 확대도이며, 도 3e는 도 3c에서 제2 영역(P2)의 확대도이다. 또한 도 3f는 도 3e에서 제2 하우징(400)의 확대도이다.
도 3d를 참조하면, 실시예에서 OIS 구동에 있어서, 제1 하우징(300)과 제2 하우징(400) 사이에 배치되는 제2 가이드 부재(420)에 의해 제1 하우징(300)이 제2 하우징(400) 기준으로 피치(pitch) 또는 요(yaw) 또는 롤(roll) 회전할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 일부와 제1 코일부(CL1) 간의 전자기력에 의해, 요(yaw)의 OIS 구동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서, 제2 마그넷부(MN2)의 일부와 제2 코일부(CL2) 간의 전자기력에 의해, 피치(pitch)의 OIS 구동이 가능할 수 있다. 또한, 실시 예에서, 제3 마그넷부(MN3)와 제3 코일부(CL3) 간의 전자기력에 의해, 롤(roll)의 OIS 구동이 가능할 수 있다.
이에 따라 실시예에서 OIS 구동에 있어서, 제1 하우징(300)과 제2 하우징(400) 사이에 배치되는 제2 가이드 부재(420)에 의해 제1 하우징(300)이 제2 하우징(400) 기준으로 피치(pitch) 또는 요(yaw) 또는 롤(roll) 회전할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 다른 일부 및 상기 제2 마그넷부(MN2)의 다른 일부와, 보빈(200) 둘레에 배치된 제4 코일부(CL4) 간의 상호 전자기력에 의해 제1 가이드부(200)를 따라 AF 구동이 가능할 수 있다.
또한 실시예는 OIS 구현에 있어서 외부 충격 등의 발생시 카메라 모듈의 신뢰성을 저하시키는 문제를 해결할 수 있다
예를 들어, 실시예에서 제1 하우징(300)은 적어도 하나의 돌출부(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 하우징(300)은 하우징 홈(400R)을 포함할 수 있다. 상기 하우징 홈(400R)에는 코일 기판(52)에 배치된 제3 코일부(CL3)가 배치될 수 있다. 이때, 실시 예에서, 상기 제1 하우징(300)에 형성된 돌출부(미도시)는 상기 제2 하우징(400)에 대해 상기 제1 하우징(300)이 이동할 때, 상기 하우징 홈(400R)에 접촉할 수 있고, 이에 따른 3축 OIS관련 스토퍼 기능을 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
구체적으로 도 3e를 참조하면, 상기 하우징 홈(400R)은 홈 측벽부(400R1)와 홈 바텀부(400R2)를 포함할 수 있다. 홈 측벽부(400R1)와 홈 바텀부(400R2)는 상기 코일 기판(52)에 배치된 제3 코일부(CL3)의 측부 및 하부를 둘러싸며 배치될 수 있다. 예를 들어, 홈 측벽부(400R1)와 홈 바텀부(400R2)는 상기 코일 기판(52)에 배치된 제3 코일부(CL3)의 측부 및 하부와 일정 간격 이격될 수 있다. 그리고, 상기 홈 측벽부(400R1)는 롤(roll) 회전 시 스토퍼 기능을 할 수 있으며, 상기 홈 바텀부(400R2)는 요 또는 피치 회전시 스토퍼 기능을 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 홈 바텀부(400R2)는 AF 구동시 스토퍼 기능을 할 수도 있다.
또한 실시예에서 제2 가이드 부재(420)는 스토퍼 구조인 하우징 홈(400R)에 인접하게 배치될 수 있다.
또한 실시예에서 제2 가이드 부재(420)는 상기 하우징 홈(400R)을 기준으로 좌우 대칭되도록 배치될 수 있다. 이를 통해 OIS 기능을 안정적으로 구현할 수 있다.
또한 실시예에서 제1 가이드 부재(220)는 제2 가이드 부재(420)와 광축을 중심으로 반경 방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다.
상기와 같이, 실시예에 의하면 상기 제2 하우징(400)은 제3 코일부(CL3) 등을 수용하면서, 스토퍼 기능을 하는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 상기 제2 마그넷부(MN2)는 상기 하우징 홈(400R) 보다 상기 제2 코일부(CL2)에 더 가깝게 배치될 수 있다
다음으로 도 3f를 참조하면, 상기 제2 하우징(400)은 하우징 바디(410)와, 하우징 바디(410)에 배치되는 가이드 홈(420G)과, 하우징 바디(410) 외측에 연장배치되는 하우징 측벽(425)을 포함할 수 있다. 상기 하우징 측벽(425)과 하우징 바디(410) 사이에는 하우징 홀(420H)이 구비될 수 있다.
상기 가이드 홈(420G)에는 제2 가이드 부재(420)가 배치되어 OIS 구현이 가능할 수 있다. 또한 상기 하우징 홀(420H)에는 코일 기판(52)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 코일 기판(52)에 배치된 제3 코일부(CL3)는 상기 하우징 홈(400R)에 배치될 수 있다.
다음으로 도 4a는 도 3a에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈에서 렌즈 구동장치(1010)의 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(1010)는 렌즈(100)가 배치되는 보빈(200)과, 상기 보빈(200)이 배치되는 제1 하우징(300) 및 상기 보빈(200)과 상기 제1 하우징(300) 사이에 배치되는 제1 가이드부재(220)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 일부와 제1 코일부(CL1) 간의 전자기력에 의해, 요(yaw)의 OIS 구동이 가능할 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서, 제2 마그넷부(MN2)의 일부와 제2 코일부(CL2) 간의 전자기력에 의해, 피치(pitch)의 OIS 구동이 가능할 수 있다. 또한, 실시 예에서, 제3 마그넷부(MN3)와 제3 코일부(CL3) 간의 전자기력에 의해, 롤(roll)의 OIS 구동이 가능할 수 있다.
이에 따라 실시예에서 OIS 구동에 있어서, 제1 하우징(300)과 제2 하우징(400) 사이에 배치되는 제2 가이드 부재(420)에 의해 제1 하우징(300)이 제2 하우징(400) 기준으로 피치(pitch) 또는 요(yaw) 또는 롤(roll) 회전할 수 있다.
또한 실시예에 의하면, 상기 제1 마그넷부(MN1)의 다른 일부 및 상기 제2 마그넷부(MN2)의 다른 일부와, 보빈(200) 둘레에 배치된 제4 코일부(CL4) 간의 상호 전자기력에 의해 제1 가이드부(200)를 따라 AF 구동이 가능할 수 있다.
다음으로 도 4b는 도 4a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치(1010)의 평면도이며, 도 4c는 도 4b에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치(1010)의 A1-A2 선을 따른 단면도이다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 제3 마그넷부(MN3)는 제1 하우징(300)에 배치된다. 제1 마그넷부(MN1)는 회전축 중심(CP)을 기준으로 제2축 방향에 배치될 수 있다. 상기 제1 마그넷부(MN1)는 제1 축을 회전축으로 하여 렌즈(100)를 회전 또는 틸트시킬 수 있다. 제2 마그넷부(MN2)는 회전축 중심(CP)을 기준으로 제1축 방향에 배치될 수 있다. 상기 제2 마그넷부(MN2)는 제2축을 회전축으로 하여, 렌즈(100)를 회전 또는 틸트시킬 수 있다. 제3 마그넷부(MN3)는 회전축 중심(CP)을 기준으로 상기 제1축 및 상기 제2 축 사이의 대각 방향에 배치될 수 있다. 상기 제3 마그넷부(MN3)는 제3축을 회전축으로 하여 렌즈(100)를 회전 또는 틸트시킬 수 있다.
이때, 상기 제1 마그넷부(MN1)는 상기 회전축 중심(CP)으로부터 제1 거리(L1)만큼 이격될 수 있다. 또한, 상기 제2 마그넷부(MN2)는 상기 회전축 중심(CP)으로부터 제2 거리(L2)만큼 이격될 수 있다. 또한, 제3 마그넷부(MN3)는 상기 회전축 중심(CP)으로부터 제3 거리(L3)만큼 이격될 수 있다. 이때, 상기 제1 거리(L1), 제2 거리(L2) 및 제3 거리(L3)는 서로 동일할 수 있다. 나아가, 실시 에에서의 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)의 사이즈는 서로 동일할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 마그넷부(MN1)는 상호 마주보는 복수의 제1 마그넷들을 포함한다. 또한, 상기 제2 마그넷부(MN2)는 상호 마주보는 복수의 제2 마그넷들을 포함한다. 또한, 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상호 마주보는 복수의 제3 마그넷들을 포함한다. 이때, 실시 예에서는, 상기 복수의 제1 마그넷들 사이의 거리, 상기 복수의 제2 마그넷들 사이의 거리 및 상기 복수의 제3 마그넷들 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)가 회전축 중심으로부터 상호 동일 거리 이격되어 배치되도록 하여, 이에 의한 회전축의 회전 반경이 서로 동일하도록 하고, 이에 따른 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 4c에 도시된 바와 같이 상기 제1 마그넷부(MN1)와 보빈(200)에 배치된 제4 코일부(CL4)의 상호 작용에 의해 AF 구동이 가능하며, 보빈(200)의 이동에 따라 렌즈(100)가 광축 방향 또는 제3 축 방향 또는 z축 방향으로 상하 이동될 수 있으며 이미지 센서(60)와의 거리가 제어될 수 있다.
이때 상기 제1 마그넷부(MN1)는 양극 착자 자석을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 마그넷부(MN1)는 제1-1 마그넷(MN1a)와 제1-2 마그넷(MN1b)을 포함할 수 있다. 상기 제1-1 마그넷(MN1a)은 상기 제4 코일부(CL4)와 마주보도록 대응 배치될 수 있다.
실시예에서는 상기 제1-1 마그넷(MN1a)과 수직 폭 길이만큼 AF 구동이 가능할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1-2 마그넷(MN1b)은 제1 코일부(CL1)와 상호 작용에 의해 OIS 구동에 기여할 수 있다.
또한 상기 제1-1 마그넷(MN1a)은 제1 코일부(CL1)와 상호 작용에 의해 OIS 구동에 기여할 수 있다. 즉, 상기 제1-1 마그넷(MN1a)은 AF 구동과 OIS 겸용 마그넷일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제2 마그넷부(MN2)는 상기 제1 마그넷부(MN1)에 대응하는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 마그넷부(MN2)는 양극 착자 자석을 포함할 수 있고, 이에 따라 제2-1 마그넷(미도시)와 제2-2 마그넷(미도시)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2) 각각은, 제3축 방향 또는 광축 방향 또는 z축 방향으로 양극 착자 자석이 배치될 수 있다.
한편, 제3 마그넷부(MN3)도 양극 착자 자석을 포함할 수 있고, 이에 따라 제3-1 마그넷(미도시)와 제3-2 마그넷(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 마그넷부(MN3)의 제3-1 마그넷 및 제3-2 마그넷은 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)과는 다르게, 수평 방향으로 배치될 수 있을 것이다.
다음으로 도 5a는 도 3a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치(1010)의 사시도이며, 도 5b는 도 5a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동장치(1010)를 z축에 수직하게 B1-B2 선을 따른 측면 단면도이다.
도 5b를 참조하면, 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(1010)는 렌즈(100)가 배치되는 보빈(200)과, 상기 보빈(200)이 배치되는 제1 하우징(300) 및 상기 보빈(200)과 상기 제1 하우징(300) 사이에 배치되는 제1 가이드부재(220)를 포함할 수 있다.
상기 제1 가이드부재(220)는 복수로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 보빈(200)과 상기 제1 하우징(300) 사이에 배치되는 4개의 제1 가이드부재(220)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 가이드부재(220)는 샤프트 형태일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 도 5b를 참조하면 실시예의 보빈(200)은 제1 하우징(300)에 배치되는 제1 마그넷부(MN1) 및 제2 마그넷부(MN2)에 대응되는 영역에 제2 리세스(200R2)를 포함할 수 있다.
실시예에 의하면 상기 보빈(200)에 제2 리세스(200R2)가 배치됨에 따라 제1 마그넷부(MN1)와 제4 코일부(CL4) 간의 전자기력, 또는 제2 마그넷부(MN2)와 제4 코일부(CL4) 간의 전자기력을 향상시킬 수 있으며, 보빈(200)의 중량 감소에 따라 구동력 향상이 될 수 있다.
다음으로 도 6a는 도 5b에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(1010)의 측 단면도에서 제3 영역(P3)의 확대도이며, 도 6b는 도 6a의 제1 상세도이며, 도 6c는 도 6a의 제2 상세도이며, 도 6d는 도 6a의 제3 상세도이다.
예를 들어, 도 6b는 도 6a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(1010)의 측 단면도에서 제3 영역(P3)의 확대도에서 제1 가이드부재(220)가 생략된 제1 상세도이며, 도 6c는 도 6a에 도시된 실시예에 따른 렌즈 구동 장치(1010)의 측 단면도에서 제3 영역(P3)의 확대도에서 제1 가이드 부재(220)가 생략된 제2 상세도이다.
우선 도 6a를 참조하면, 실시예에서 상기 제1 하우징(300)은 상기 제1 가이드부재(220)가 배치되는 제1 가이드 홈(GH1)을 구비할 수 있다. 상기 제1 가이드 홈(GH1)은 비대칭 형상을 갖을 수 있다.
또한 상기 보빈(200)은 상기 제1 가이드부재(220)가 배치되는 제2 가이드 홈(GH2)을 구비할 수 있다. 상기 제2 가이드 홈(GH2)은 상기 제1 가이드부재(220)의 외주면과 대응되는 형상을 갖을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 가이드 홈(GH2)은 상기 제1 가이드부재(220)의 외주면과 대응되는 곡면 형상을 구비할 수 있다.
구체적으로 도 6b를 참조하면, 제1 하우징(300)은 상기 보빈(200)을 수용하는 중공 형상의 제1 하우징 프레임을 포함하며, 제1 가이드 홈(GH1)은 상기 제1 하우징(300)의 제1 하우징 프레임의 내측에 형성될 수 있다.
상기 제1 가이드 홈(GH1)은 상기 제1 가이드부재(220)와 접촉할 수 있는 제1 가이드 면(311)과 제2 가이드 면(312)을 구비하며, 상기 제1 가이드 면(311)과 상기 제2 가이드 면(312)이 형성하는 각도(θ)는 예각일 수 있다.
또한 상기 제1 가이드 홈(GH1)은 상기 제1 가이드부재(220)와 접촉할 수 있는 제1 가이드 면(311)과 제2 가이드 면(312)을 구비할 수 있다. 상기 제1 가이드 면(311)과 상기 제2 가이드 면(312)은 플랫 할 수 있다.
실시예에 따른 렌즈 구동 장치 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 의하면, 카메라 모듈에 충격이 가해질 시, 렌즈 구동장치가 이탈되는 기술적 문제를 해결할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 렌즈의 AF 구동을 위한 제1 가이드부재(220)는 상기 제1 가이드 홈(GH1)과 상기 제2 가이드 홈(GH2) 사이에 배치되며, 상기 제1 가이드 홈(GH1)과 상기 제2 가이드 홈(GH2)이 가이드 레일 기능을 할 수 있다.
실시예에 의하면, 상기 제1 가이드부재(220)가 배치되는 상기 제1 가이드 홈(GH1)은 비대칭 형상을 구비함으로써 충격 등이 발생하더라도 상기 제1 가이드부재(220)의 이탈을 방지하면서 최소한의 마찰로 렌즈가 움직일 수 있는 이동경로를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에서 상기 제1 가이드 면(311)과 상기 제2 가이드 면(312)이 형성하는 각도(θ)는 예각일 수 있으며, 이를 통해 충격 등이 발생하더라도 상기 제1 가이드부재(220)의 이탈을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
구체적으로 도 6c를 참조하면, 상기 제1 가이드 홈(GH1)에서 제1 가이드 면(311)에서 연장되는 제1 라인(L1)과 과 제2 가이드 면(312)에서 연장되는 제2 라인(L2)을 기준으로, 상기 제1 가이드 면(311)과 상기 제2 가이드 면(312)이 형성하는 각도(θ)는 예각일 수 있다.
상기 제1 라인(L1)과 제2 라인(L2)은 상기 제1 가이드부재(220)에 대한 접선 중 하나일 수 있다.
실시예에 의하면, 제1 하우징(300)의 제1 가이드 홈(GH1)에서의 제1 가이드 면(311)과 제2 가이드 면(312) 사이에 이루는 각도를 예각으로 제어함으로써 카메라 모듈에 충격이 가해질 시, 제1 가이드부재(220)가 이탈되는 기술적 문제를 해결할 수 있다.
다음으로 도 6d를 참조하면, 보빈(200)은 제2 가이드 홈(GH2)이 형성되는 보빈 프레임(212)과 보빈 프레임의 최외곽(214)으로부터 내측으로 제1 리세스(200R1)를 구비할 수 있다.
상기 제1 하우징(300)은 제1 하우징 프레임에서 보빈(200) 방향으로 돌출되는 제1 가이드 돌출부(315)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 가이드 돌출부(315)는 상기 보빈(200)의 제1 리세스(200R1) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 가이드 돌출부(315)는 보빈(200)의 최외곽(214)보다 낮게 배치될 수 있다. 이를 통해 제1 가이드부재(220)의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 하우징(300)의 제1 가이드 돌출부(315)가 상기 보빈(200) 방향으로 돌출되며, 상기 보빈(200)의 제1 리세스(200R1) 상까지 돌출되어 배치됨으로써 충격 등의 상황에서도 제1 가이드 부재(220)가 이탈되지 않고 견고히 제1 가이드 홈(GH1)과 제2 가이드 홈(GH2)에 위치할 수 있으며, 충격에 의한 AF 모듈 이탈 방지하여 신뢰성 향상시킬 수 있다.
또한 실시예에 의하면 AF 구조에서 예압 스프링 구조(Spring structure)에 따른 고주파 진동 발생의 문제, 구동 저항이 높아지는 점, 다이나믹 틸트가 발생하는 기술적 문제를 해결할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 AF 구조에서 고주파 진동에 취약한 스프링을 삭제하고 가이드 샤프트를 적용하여 최소한의 마찰과 틸트(Tilt)로 렌즈를 이동하게 하는 구조를 제공할 수 있다.
예를 들어, 실시예에서 가이드 샤프트 형태의 제1 가이드부재(220)을 채용함으로써 제1 하우징(300)에 점 접촉 상태로 위아래로 움직일 수 있다. 또한 실시예에 의하면 AF 구동을 위한 제1 가이드부재(220)가 상기 제1 가이드 홈(GH1)과 상기 제2 가이드 홈(GH2) 사이에 배치됨에 따라 종래 대비 스프링 구조를 제거하여 고주파에 의한 진동 없으며, 스프링 구조가 없으므로 구동 저항이 적어 소비 전력이 낮아지며, 가이드 베어링 구조 대비 다이나믹 틸트(Dynamic tilt)가 적은 기술적 효과가 있다.
도 7a는 비교 예에 따른 마그넷부의 배치 구조를 나타낸 도면이고, 도 7b는 일반적인 OIS 미구동시의 제3 마그넷부와 제3 홀 센서의 위치 관계를 나타낸 도면이고, 도 7c는 비교 예에 따른 OIS 구동 시의 제3 홀 센서와 제3 마그넷부의 위치 관계를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 7d는 실시 예에 따른 OIS 구동 시의 제3 홀 센서와 제3 마그넷부의 위치 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7a를 참조하면, 비교 예에서는 제1 하우징(300a)에 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 제3 마그넷부(MN3)가 배치된다. 이때, 비교 예에서의 제1 하우징(300a)은 프레임의 외측에 외측 방향으로 돌출되는 복수의 돌출부(미도시)가 형성된다. 그리고, 비교 예에서는 상기 제1 하우징(300a)의 프레임에 제1 마그넷부(MN1) 및 제2 마그넷부(MN2)가 배치된다. 또한, 비교 예에서는 상기 제1 하우징(300a)의 상기 돌출부에 제3 마그넷부(MN3)가 배치된다. 이에 따라, 비교 예에서의 제1 마그넷부(MN1)는 회전축 중심(CP)을 기준으로 제1 거리(l1)만큼 이격되어 배치된다. 또한, 비교 예에서의 제2 마그넷부(MN2)는 회전축 중심(CP)을 기준으로 제2 거리(l2)만큼 이격되어 배치된다. 또한, 비교 예에서의 제3 마그넷부(MN3)는 회전축 중심(CP)을 기준으로 제3 거리(l3)만큼 이격되어 배치된다. 이때, 비교 예에서의 상기 제1 거리(l1)와 상기 제2 거리(l2)는 서로 동일하다. 그리고 비교 예에서의 상기 제3 거리(l3)는 상기 제1 거리(l1) 및 상기 제2 거리(l2)보다 크다. 구체적으로, 비교 예에서의 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)보다 회전축 중심(CP)에서 더 멀리 배치된다.
도 7b를 참조하면, OIS 미구동시의 제3 마그넷부(MN3)와 제3 홀 센서(HS3)의 위치 관계는 다음과 같다. 여기에서, 상기 OIS 미구동시는, OIS에 대한 요(yaw)의 회전 각도가 0°이고, 피치(pitch)의 회전 각도가 0°이며, 롤(roll)의 회전 각도가 0°인 것을 의미한다.
이때, 상기와 같이 OIS 미구동시, 회전축 중심(CP)에서 상기 제3 마그넷부(MN3)가 배치된 배치 방향을 기준으로, 상기 제3 홀 센서(HS3)는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심과 오버랩되게 위치할 수 있다.
이때, 도 7c를 참조하면, 비교 예에서는 OIS 구동시, 상기 배치 방향을 기준으로 상기 제3 홀 센서(HS3)와 상기 제3 마그넷부(MN3)의 오버랩된 위치는 크게 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 7c의 (A)에서와 같이, 비교 예에서는 요(yaw)의 각도또는 피치(pitch)의 각도가 0°보다 큰 각도로 OIS 구동이 이루어진 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심을 기준으로 하측 방향으로 이동한다. 이때, 상기와 같이 비교 예에서는 상기 제3 거리(l3)가 상기 제1 거리(l1) 및 제2 거리(l2)보다 크며, 이에 따라 상기 제3 홀 센서(HS3)에 대한 상기 하측 방향으로의 이동량은 클 수 있다. 이에 따라, 비교 예에서는 도 7c의 (A)에서와 같은 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)의 하측 영역의 적어도 일부는 상기 배치 방향을 중심으로 상기 제3 마그넷부(MN3)와 오버랩되지 않게 된다. 또한, 도 7c의 (B)에서와 같이, 비교 예에서는 요(yaw)의 각도 또는 피치(pitch)의 각도가 0°보다 작은 각도로 OIS 구동이 이루어진 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심을 기준으로 상측 방향으로 이동한다. 이때, 상기와 같이 비교 예에서는 상기 제3 거리(l3)가 상기 제1 거리(l1) 및 제2 거리(l2)보다 크며, 이에 따라 상기 제3 홀 센서(HS3)의 상기 상측 방향으로의 이동량은 클 수 있다. 이에 따라 비교 예에서는 도 7c의 (B)에서와 같은 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)의 상측 영역의 적어도 일부는 상기 배치 방향을 중심으로 상기 제3 마그넷부(MN3)와 오버랩되지 않게 된다. 상기와 같이, 비교 예에서는 회전축 중심(CP)으로부터의 상기 제3 마그넷부(MN3)까지의 제3 거리(l3)가 상기 제1 마그넷부(MN1)까지의 제1 거리(l1) 또는 제2 마그넷부(MN2)까지의 제2 거리(l2)보다 크기 때문에, 롤(roll)에 대한 OIS가 이루어지지 않은 상태에서 요(yaw) 또는 피치(pitch)에 대한 OIS가 이루어지는 조건에서의 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심으로부터의 상기 제3 홀 센서(HS3)의 위치가 크게 이격되어, 이에 따른 상기 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값이 감소하는 문제가 있다. 나아가, 비교 예에서는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 사이즈는 상기 제1 마그넷부(MN1)의 사이즈 또는 상기 제2 마그넷부(MN2)의 사이즈보다 작다. 이에 따라, 비교 예에서는 요(yaw) 또는 피치(pitch)에 대한 OIS 구동 시에, 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심으로부터의 상기 제3 홀 센서(HS3)의 위치가 더욱 크게 이동하는 문제가 있다.
이때, 도 7d를 참조하면, 실시 예에서는 OIS 구동시, 상기 배치 방향을 기준으로 상기 제3 홀 센서(HS3)와 상기 제3 마그넷부(MN3)의 오버랩된 위치의 변화량은 비교 예 대비 감소할 수 있다. 이는, 실시 예에서의 제3 마그넷부(MN3)는 상기 회전축 중심(CP)으로부터, 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 제2 마그넷부(MN2)와 동일한 거리에 배치되기 때문이다.
예를 들어, 도 7d의 (A)에서와 같이, 실시 예에서는 요(yaw)의 각도 또는 피치(pitch)의 각도가 0°보다 큰 각도(비교 예의 도 7c의 (A)와 동일한 각도)로 OIS 구동이 이루어진 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심을 기준으로 하측 방향으로 이동한다. 이때, 실시 예에서의 상기 하측 방향으로의 이동하는 양은 상기 비교 예 대비 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 실시 예에서는 도 7d의 (A)에서와 같은 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)의 전체 영역이 상기 배치 방향을 중심으로 상기 제3 마그넷부(MN3)와 오버랩되며, 이에 따른 센싱 값의 감소를 최소화할 수 있다. 나아가, 또한, 도 7d의 (B)에서와 같이, t실시 예에서는 요(yaw)의 각도 또는 피치(pitch)의 각도가 0°보다 작은 각도(도 7c의 (B)에서와 같은 각도)로 OIS 구동이 이루어진 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)는 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심을 기준으로 상측 방향으로 이동한다. 이때, 상기와 같이 실시 예에서는 상기 제3 거리(L3)가 상기 제1 거리(L1) 및 제2 거리(L2)와 동일하며, 이에 따라 상기 제3 홀 센서(HS3)의 상기 상측 방향으로의 이동량은 비교 예 대비 작을 수 있다. 이에 따라 실시 예에서는 도 7d의 (B)에서와 같은 경우, 상기 제3 홀 센서(HS3)의 전체 영역이 상기 배치 방향을 중심으로 상기 제3 마그넷부(MN3)와 오버랩된다.
결론적으로, 비교 예에서, 상기 제3 마그넷부(MN3)는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)와 대비하여, 상기 회전축의 중심으로부터 더 멀리 배치되었다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및/또는 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해, 요(yaw) 및/또는 피치(pitch)가 구현되는 경우, 상기 롤(roll) 구현에 대한 위치 감지 오류(예를 들어, 홀 센서의 센싱 값 감소)가 발생하였다. 예를 들어, 비교 예에서는 요(yaw) 및/또는 피치(pitch)가 구현되는 경우, 상기 롤(roll) 구현이 실질적으로 이루어지지 않았음에도 불구하고, 상기 제3 홀 센서에서 감지되는 센싱 값의 변화가 발생한다. 이때, 비교 예에서는 상기 제3 마그넷부(MN3)이 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2) 대비 회전축의 중심으로부터 더 멀리 배치됨에 따라, 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해 요(yaw) 또는 피치(pitch) 구현 시, 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심으로부터 상기 제3 홀 센서의 위치가 크게 이격된다. 이에 따라, 비교 예에서는 롤(roll) 구현이 이루어지지 않았음에도(예를 들어, 롤 회전 각도=0°), 상기 제3 마그넷부(MN3)의 중심으로부터 상기 제3 홀 센서의 위치가 크게 이격되고, 이에 따른 상기 제3 홀 센서에 의한 센싱 값이 변화한다. 그리고, 비교 예에서는 상기 제3 홀 센서에 의한 센싱 값의 변화에 의해 OIS 구동에 대한 정확도가 감소하는 문제가 있다.
이에 반하여, 실시 예에서의 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부는 상기 제1 하우징(300)에서, 회전축의 중심을 기준으로 상호 동일한 거리에 각각 배치된다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 마그넷부의 이동 거리가 서로 동일하도록 하고, 이에 따른 각 축의 영향에 대해 동일하게 해석 가능하다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 홀 센서의 출력 값의 선형성을 확보할 수 있으며, 이에 따른 OIS 구현 정확도를 향상시킬 수 있고, 나아가 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 실시 예에서는 서로 다른 축을 중심으로 렌즈(100)나 보빈을 회전시키기 위한, 상기 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)은 서로 동일한 사이즈를 가지도록 한다. 예를 들어, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)의 사이드 대비 상기 제3 마그넷부(MN3)의 사이즈가 작게 형성되었다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 마그넷부(MN1) 및 상기 제2 마그넷부(MN2)에 의해 렌즈(100)가 회전하는 경우, 이에 대한 제3 마그넷부(MN3)의 위치 변화에 대한 해석이 불가능하다. 예를 들어, 상기와 같이, 비교 예의 경우, 상기 제1 마그넷부(MN1) 또는 제2 마그넷부(MN2)에 의한 요(yaw) 또는 피치(pitch) 구현이 상기 제3 마그넷부(MN3)의 위치 변화에 어떠한 영향을 미치는 지에 대하여 해석이 불가능하다.
이에 반하여, 실시 예에서는 제1 마그넷부(MN1), 제2 마그넷부(MN2) 및 상기 제3 마그넷부(MN3)는 회전축을 중심으로 상호 동일한 거리에 배치되며, 나아가 상호 동일한 사이즈를 가지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 회전 반경에 대한 각각의 마그넷부의 이동 거리가 동일하여 각축의 영향에 대해 동일하게 해석 가능하고, 이에 따른 홀 센서의 센싱 값의 선형성을 확보할 수 있다. 나아가, 실시 예에서는 회전 반경에 따른 홀 센싱 범위 변화를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 나아가 다른 축의 영향(cross-talk)를 최소화할 수 있다.
이하에서는 비교 예 및 실시 예에서, 롤(roll)의 각도는 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도나 피치(pitch)의 각도가 변화할때의 홀 센서의 센싱 값의 변화 정도에 대해 설명하기로 한다.
도 8a 및 도 8e는 비교 예에 따른 요(yaw)의 각도 및 피치(pitch)의 각도에 따른 제3 홀 센서의 센싱 값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 8a는 요(yaw)의 각도가 0°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 -4°, -2°, 0°, 2° 및 4°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도가 -4°에서 4°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 8a의 그래프의 x축은 피치(pitch)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 8b는 요(yaw)의 각도가 -2°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 -4°, -2°, 0°, 2° 및 4°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도가 -4°에서 4°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 8a의 그래프의 x축은 피치(pitch)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 8c는 요(yaw)의 각도가 -4°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 -4°, -2°, 0°, 2° 및 4°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도가 -4°에서 4°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 8a의 그래프의 x축은 피치(pitch)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 8d는 요(yaw)의 각도가 2°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 -4°, -2°, 0°, 2° 및 4°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도가 -4°에서 4°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 8a의 그래프의 x축은 피치(pitch)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 8e는 요(yaw)의 각도가 4°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 -4°, -2°, 0°, 2° 및 4°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도가 -4°에서 4°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 8a의 그래프의 x축은 피치(pitch)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 8a 내지 도 8e에서와 같이, 비교 예에서는 요(yaw)의 각도 및 롤(roll)의 각도가 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도만이 변경되어도, 피치(pitch)의 각도를 센싱하는 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값은 불규칙성을 가지고 크게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 나아가, 비교 예에서는 피치(pitch)의 각도가 증가할 수록 상기 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화가 더욱 커지는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따른 OIS의 신뢰성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
도 9a 및 도 9f는 실시 예에 따른 요(yaw)의 각도 및 피치(pitch)의 각도에 따른 제3 홀 센서의 센싱 값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 9a는 피치(pitch)의 각도가 0°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 0°, 2°, 4°, 6°, 8° 및 10°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도가 0°에서 6°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 9a의 그래프의 x축은 요(yaw)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 9b는 피치(pitch)의 각도가 1°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 0°, 2°, 4°, 6°, 8° 및 10°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도가 0°에서 5°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 9a의 그래프의 x축은 요(yaw)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 9c는 피치(pitch)의 각도가 2°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 0°, 2°, 4°, 6°, 8° 및 10°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도가 0°에서 5°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 9a의 그래프의 x축은 요(yaw)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 9d는 피치(pitch)의 각도가 3°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 0°, 2°, 4°, 6°, 8° 및 10°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도가 0°에서 5°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 9a의 그래프의 x축은 요(yaw)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 9e는 피치(pitch)의 각도가 4°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 0°, 2°, 4°, 6°, 8° 및 10°중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도가 0°에서 5°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 9a의 그래프의 x축은 요(yaw)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 9f는 피치(pitch)의 각도가 5°로 고정되고, 롤(roll)의 각도가 0°, 2°, 4°및 6° 중 어느 하나의 각도로 고정된 상태에서, 요(yaw)의 각도가 0°에서 3°로 변화할 때의 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화를 나타낸 것이다. 도 9a의 그래프의 x축은 요(yaw)의 각도를 의미하고, y축은 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값(roll hall sensor)를 의미한다.
도 9a 내지 도 9f에서와 같이, 실시 예에서는 롤(roll)의 각도가 고정된 상태에서, 피치(pitch)의 각도 및/또는 요(yaw)의 각도가 변경되는 경우, 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값은 일정 규칙성을 가지고 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 나아가, 실시 예에서의 피치(pitch)의 각도 또는 요(yaw)의 각도 변화에 따른 제3 홀 센서(HS3)의 센싱 값의 변화량은 비교 예 대비 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있었다.
도 10은 실시 예에 따른 카메라 장치의 OIS 동작을 설명하기 위한 개념도이고, 도 11은 실시 예의 OIS 동작에서 회전축에 따른 회전 행렬을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 실시 예의 OIS 동작은 3축을 기준으로 진행될 수 있다.
예를 들어, 카메라 장치는 상기 설명한 바와 같이, 카메라 모듈(1000)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(1000)은 고정부, 제1 이동부, 제2 이동부 및 구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동부(2200)는 상기 제1 이동부 및 상기 제2 이동부를 상기 고정부에 대해 상대 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 구동부(2200)는 AF 구동 시에, 상기 제2 이동부를 상기 제1 이동부 및 고정부에 대해 상대 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 구동부(2200)는 OIS 구동 시에, 상기 제1 이동부 및 상기 제2 이동부를 상기 고정부에 대해 상대 이동시킬 수 있다. 이때, 본 실시 예에서는 OIS 구동에 특징이 있으며, 이에 따라 OIS 구동 시의 특징에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 이에 따라, 이하에서는 상기 제1 이동부 및 제2 이동부를 '이동부'라 하여 설명하기로 한다. 상기 이동부(2100)에는 상기 설명한 바와 같이 렌즈(200)가 포함될 수 있다. 또한, 상기 이동부에는 이미지 센서(60)가 포함될 수 있다.
이에 따라, 상기 구동부(2200)는, OIS 동작을 위해, 상기 고정부에 대해 상기 렌즈(200) 및 상기 이미지 센서(60)를 포함하는 이동부(2100)를 상대 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다.
상기 구동부(2200)는 제1 구동부(2210), 제2 구동부(2220) 및 제3 구동부(2230)를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동부(2210)는 제1 회전축을 중심으로, 상기 이동부(2100)를 회전 또는 틸트 또는 이동시키기 위한 제1 구동력을 제공할 수 있다. 이는, OIS 동작에서의 요잉을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 구동부(2220)는 제2 회전축을 중심으로, 상기 이동부(2100)를 회전 또는 틸트 또는 이동시키기 위한 제2 구동력을 제공할 수 있다. 이는, OIS 동작에서의 피칭을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 구동부(2230)는 제3 회전축을 중심으로 상기 이동부(2100)를 회전 또는 틸트 또는 이동시키기 위한 제3 구동력을 제공할 수 있다. 이는, OIS 동작에서의 롤링을 의미할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시 예에서는 상기와 같이 서로 다른 3개의 회전축을 중심으로, 상기 고정부에 대해 상기 이동부(2100)를 상대 이동시켜 OIS를 구현한다.
이때, 상기와 같은 3축 OIS는 피치, 요 및 롤의 회전 구동의 조합으로 고정부에 대한 이동부(2100)의 위치를 표시할 수 있다. 이때, 상기와 같은 3축 OIS의 구동은 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 회전축을 회전 변환에 의한 회전행렬로 정의할 수 있다. 이때, 상기와 같이 각각의 회전축의 중심(CP)은 동일하다. 예를 들어, 각각의 회전축은 서로 독립적인 것이 아니라, 적어도 일부를 서로 공유하고 있다. 이에 따라, 상기와 같은 각각의 회전축에 대한 회전 행렬은 서로 독립적인 특성을 가지는 것이 아니라, 상호 종속적인 특성을 가질 수 있다.
그리고, 이와 같은 회전축간의 관계가 종속적임에 따라, 각각의 회전축을 중심으로 진행되는 위치 변화는 다른 회전축을 중심으로 진행되는 위치 변화에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, OIS 구동을 위해, 제1 회전축을 중심으로 이동부(2100)가 회전 또는 이동하여 상기 제1 회전축에 대해 상기 이동부(2100)의 위치가 변화한 경우, 이는 상기 제2 회전축 및 상기 제3 회전축에 대한 상기 이동부(2100)의 위치에도 영향을 끼치게 된다.
즉, 회전 행렬에서 위치를 표현할 때, 이는 각각의 회전축의 회전 행렬의 곱으로 표현할 수 있다. 그러나, 회전 행렬은 특성상 교환법칙이 성립되지 않는다. 이에 따라, 상기 3개의 회전축 중 어느 회전축을 우선순위로 하여 상기 이동부(2100)의 OIS가 이루어졌는지에 따라 상기 이동부(2100)의 최종 위치가 달라지게 된다. 예를 들어, 상기와 같이 3개의 회전축을 중심으로 OIS 동작이 이루어지는 경우, 이의 구동 순서 또는 손떨림 보상 순서에 따라 상기 이동부(2100)의 최종 위치가 달라지는 문제가 있다. 상기 구동 순서 및 손떨림 보상 순서는 실질적으로 동일한 의미를 가질 수 있다. 또한, 상기 구동 순서는 각각의 구동부의 구동을 위한 구동 신호의 출력 순서로도 표현될 수 있다. 이에 따라, 이하에서 설명되는 구동 순서, 손떨림 보상 순서 및 출력 순서에 대한 의미는 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 OIS 동작을 위해, 3개의 회전축을 중심으로 각각 1도 회전하고자 하는 경우, 제1 회전축->제2 회전축->제3 회전축 순의 구동 순서 또는 손떨림 보상 순서로 이동부(2100)를 이동 또는 회전시킨 경우에서의 상기 이동부(2100)의 최종 위치와, 제3 회전축->제2 회전축->제1 회전축 순의 구동 순서 또는 손떨림 보상 순서로 이동부(2100)를 회전시킨 경우에서의 상기 이동부(2100)의 최종 위치는 서로 다르다.
이때, 비교 예에서는 OIS에 있어서, 이의 구동 순서를 전혀 고려하지 않은 상태에서 OIS를 구현하고 있으며, 이에 따른 이동부(2100)의 위치 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
이때, 상기 각각의 회전축으로의 회전 각도 또는 이동량이 작으면, 상기 최종 위치의 차이는 크지 않으나, 상기 각각의 회전축으로의 회전 각도 또는 이동량이 커질수록 상기 최종 위치의 차이가 커지며, 이에 따른 OIS 신뢰성이 감소하는 문제가 있다. 이에 따라, OIS 구동 시, 상기와 같은 구동 순서 및 각각의 회전축간의 종속적인 관계에 의하여, 일반적인 보상 방법으로 접근 시, 이동부(2100)의 최종 위치에 대한 오류가 발생하여 이에 따른 성능이 저하되는 문제가 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 OIS 구동 시, 각각의 회전축을 기준으로 한 움직임에 대한 구동 순서 또는 손떨림 보상 순서를 결정하고, 상기 결정된 순서에 따라 상기 OIS 구동이 순차적으로 이루어지도록 하여, 이에 따른 이동부(2100)의 최종 위치에 대한 정확도를 향상시키고, 나아가 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 OIS 구동이 2축을 기반으로 구현되는 경우, 상기 이동부(2100)의 최종 위치는 상기 구동 순서나 손떨림 보상 순서에 크게 영향을 받지 않을 수 있다. 즉, 2축 OIS의 경우, 2개의 축에 대한 상대적인 1:1 관계만이 고려됨에 따라, 구동 순서나 손떨림 보상 순서에 따른 상기 이동부(2100)의 최종 위치의 차이는 크지 않다. 그러나, 상기 OIS 구동이 3축을 기준으로 이루어지는 경우, 상기 구동 순서에 따른 이동부(2100)의 최종 위치에는 큰 차이가 발생하게 된다.
또한, 종래에는 상기 OIS 구동 범위가 크지 않았다. 예를 들어, 종래에는 OIS 구동 범위가 3개의 회전축을 기준으로 각각 ±1도 범위 내에서 OIS가 구동되었다. 그리고, 상기 OIS 구동 범위가 상기와 같이 1도 정도인 경우에는, 상기와 같은 각각의 회전축에 대한 상호 영향도가 크기 않았다. 그러나, 최근 OIS 기술 개발 및 손떨림 보상 범위가 증가함에 따라, 상기 OIS 구동 범위가 ±5도 범위 내에서 이루어지고 있다. 그리고, 상기와 같이 구동 범위가 커짐에 따라, 각각의 회전축에 대한 상호 영향도가 커지며, 이에 따른 구동 순서에 따른 이동부(2100)의 최종 위치의 차이도 함께 커지게 된다.
이에 따라, 실시 예에서는 OIS 구동 시, 각각의 회전축에 대한 움직임 순서(즉, 손떨림 보상 순서) 또는 구동 순서를 결정하고, 상기 결정된 순서에 따라 상기 OIS 구동이 순차적으로 이루어지도록 하여, 이에 따른 이동부(2100)의 최종 위치에 대한 정확도를 향상시키고, 나아가 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
이하에서는 OIS 구동 시, 구동 순서에 따른 위치 변화에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
3축 OIS 구동 시, 상기 구동 순서에 대한 조건은 6개의 조건으로 구분될 수 있다. 그리고, 각각의 구동 순서에 따른 최종 위치의 변화는 아래의 표 1과 같을 수 있다. 표 1은 액추에이터의 반지름이 8mm이고, 제1회전축을 중심으로 5도, 제2 회전축을 중심으로 5도 및 제3 회전축을 중심으로 5도의 OIS가 구현되어야 하는 조건에서의 이동부의 최종 위치의 차이를 나타낸 것이다.
구동 순서 초기 위치 최종 위치 변위 차이 pixel 차이
( 1pixcel =
1㎛인 센서 사용시)
X→→ (0, 0, 8) (0.69,-0.69,7.93) (0,0,0) 0
Z→→ (0, 0, 8) (0.76,-0.63,7.93) (0.05,0.06,0) 60.53
X→→ (0, 0, 8) (0.69,-0.63,7.94) (0.002,0.06,0.005) 60.53
Y→→ (0, 0, 8) (0.69,-0.69,7.93) (0.0026,0.0026,0) 2.65
Y→→ (0, 0, 8) (0.75,-0.69,7.93) (0.057,0,0.0052) 87.88
Z→→ (0, 0, 8) (0.75,-0.63,7.93) (0.057,0.063,0) 53.41
상기 표 1에서 X는 제1 회전축을 의미하고, 상기 Y는 제2 회전축을 의미하며, 상기 Z는 제3 회전축을 의미한다.
상기와 같이, 3개의 회전축을 중심으로 OIS가 구동되는 경우, 상기 구동 순서는 크게 아래와 같이 6개의 조건으로 구분될 수 있다.
(1) 제1 회전축(X) →제2 회전축(Y) →제3 회전축(Z)
(2) 제3 회전축(Z) →제2 회전축(Y) →제1 회전축(X)
(3) 제1 회전축(X) →제3 회전축(Z) →제2 회전축(Y)
(4) 제2 회전축(Y) →제1 회전축(X) →제3 회전축(Z)
(5) 제2 회전축(Y) →제3 회전축(Z) →제1 회전축(X)
(6) 제3 회전축(Z) →제1 회전축(X) →제2 회전축(Y)
상기와 같이, 3축 OIS는 6개의 구동 순서를 기준으로 구현될 수 있다. 이때, 표 1에서와 같이, 제1 회전축(X) →제2 회전축(Y) →제3 회전축(Z) 순서로 OIS가 구동되는 경우, 이동부(2100)의 최종 위치는 목표 위치에 대응할 수 있다. 반면, 제3 회전축(Z) →제2 회전축(Y) →제1 회전축(X) 순으로 OIS가 구동되는 경우, 이동부(2100)의 최종 위치는 목표 위치와 다를 수 있고, 이는 목표 위치 대비 60.53의 픽셀 차이로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제1 회전축(X) →제3 회전축(Z) →제2 회전축(Y) 순으로 OIS가 구동되는 경우, 이동부(2100)의 최종 위치는 목표 위치와 다를 수 있고, 이는 목표 위치 대비 60.53의 픽셀 차이로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제2 회전축(Y) →제1 회전축(X) →제3 회전축(Z) 순으로 OIS가 구동되는 경우, 이동부(2100)의 최종 위치는 목표 위치와 다를 수 있고, 이는 목표 위치 대비 2.65의 픽셀 차이로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제2 회전축(Y) →제3 회전축(Z) →제1 회전축(X) 순으로 OIS가 구동되는 경우, 이동부(2100)의 최종 위치는 목표 위치와 다를 수 있고, 이는 목표 위치 대비 57.88의 픽셀 차이로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제3 회전축(Z) →제1 회전축(X) →제2 회전축(Y) 순으로 OIS가 구동되는 경우, 이동부(2100)의 최종 위치는 목표 위치와 다를 수 있고, 이는 목표 위치 대비 63.41의 픽셀 차이로 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
상기와 같이, 3개의 회전축 각각에 대해서, 동일 조건으로 OIS가 구동되는 경우에도, 이의 구동 순서에 따라 최종 위치에 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 목표 위치 대비 최대 63.41의 픽셀 차이로 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 실시 예에서는 상기 3개의 회전축에 대해 각각의 구동 순서 또는 손떨림 보상 순서를 결정하고, 이를 기준으로 3축 OIS가 구동될 수 있도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 OIS의 정확도를 향상시킬 수 있도록 하고, 나아가 OIS 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 비교 예에서는 실질적으로 드라이버 IC에서, 3개의 구동부로 동시에 구동 신호가 공급되었다. 그러나, 상기 구동 신호가 동시에 공급되더라도, 각각의 구동부의 성능 차이에 의해, 각각의 구동부에 의해 실질적으로 OIS가 구동되는 시점에서의 차이가 발생한다. 상기 성능 차이는 연결 신호 라인의 길이 차이나, 구동부의 반응 속도 차이 등에 의해 나타날 수 있다. 따라서, 각각의 구동부로 구동 신호가 동시에 공급된다 하더라도, 상기와 같은 성능 차이로 인해, 각각의 회전축을 중심으로 한 이동부(2100)의 회전 순서가 다르게 나타나게 되고, 이에 따른 최종 위치에서의 차이가 발생한다. 이에 따라, 실시 예에서는 오류를 최소화할 수 있는 구동 신호를 기준으로, 각각의 구동부에 구동 신호를 순차적으로 공급할 수 있도록 한다.
도 12는 제1 실시 예에 따른 카메라 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 13은 제2 실시 예에 따른 카메라 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 12 및 도 13의 카메라 장치는 움직임 검출부(2400)의 상세 구성에서 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 도 12의 제1 실시 예의 카메라 장치의 움직임 검출부(2400)는 적어도 1개의 모션 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13의 제2 실시 예의 카메라 장치의 움직임 검출부(2400)는 적어도 2개의 모션 센서를 포함할 수 있다. 이하에서는, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하여 제1 및 제2 실시 예의 카메라 장치를 전체적으로 설명하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 카메라 장치는, 이동부(2100)를 이동 또는 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동부(2200)와, 상기 이동부(2100)의 위치를 감지하는 위치 센서(2300)와, 카메라 장치의 움직임을 검출하는 움직임 검출부(2400)와, 상기 카메라 장치의 움직임에 따라 상기 이동부(2100)를 이동 또는 회전시키기 위한 구동 신호를 공급하는 제어부(2500)를 포함할 수 있다.
상기 구동부(2200)는 제1 구동부(2210), 제2 구동부(2220) 및 제3 구동부(2230)를 포함한다. 예를 들어, 구동부(2200)는 이동부(2100)를 제1 회전축을 중심으로 이동 또는 회전시키기 위한 제1 구동부(2210)를 포함한다. 또한, 구동부(2200)는 이동부(2100)를 제2 회전축을 중심으로 이동 또는 회전시키기 위한 제2 구동부(2220)를 포함한다. 또한, 구동부(2200)는 이동부(2100)를 제3 회전축을 중심으로 이동 또는 회전시키기 위한 제3 구동부(2230)를 포함한다.
위치 센서(2300)는 제1 위치 센서(2310), 제2 위치 센서(2320), 제3 위치 센서(2330)을 포함할 수 있다. 상기 제1 위치 센서(2310)는 상기 제1 회전축을 기준으로 상기 이동부(2100)의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 위치 센서(2310)는 상기 제1 구동부(2210)의 위치를 감지할 수 있다. 상기 제2 위치 센서(2320)는 상기 제2 회전축을 기준으로 상기 이동부(2100)의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 위치 센서(2320)는 상기 제2 구동부(2220)의 위치를 감지할 수 있다. 상기 제3 위치 센서(2330)는 상기 제3 회전축을 기준으로 상기 이동부(2100)의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 위치 센서(2330)는 상기 제3 구동부(2230)의 위치를 감지할 수 있다. 상기 제1 위치 센서(2310), 제2 위치 센서(2320) 및 제3 위치 센서(2330)는 상기 설명한 바와 같은 제1 내지 제3 홀 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
움직임 검출부(2400)는 모션 센서일 수 있다.
제1 실시 예의 움직임 검출부(2400)에 대해 먼저 설명하기로 한다.
제1 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치의 움직임 검출에 따른 움직임 정보(MI)를 획득할 수 있다. 상기 움직임 정보(MI)는 각속도 정보 및 가속도 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 움직임 검출부(2400)는 3축 자이로 센서, 6축 자이로 센서, 각속도 센서, 가속도 센서 및 관성 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 실시 예에서, 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치에서 생략되고, 광학기기에 장착될 수 있다. 이와 같은 경우, 카메라 장치의 제어부(2500)는 광학기기의 움직임 검출부로부터 검출된 움직임 정보(MI)를 제공받을 수 있다. 또한, 또 다른 실시 예에서 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치 및 광학 장치에 모두 장착될 수 있다.
상기와 같이, 상기 움직임 검출부(2400)는 움직임에 따른 각속도 정보 및 가속도 정보 중 적어도 하나를 검출하고, 이를 출력할 수 있다. 여기에서, 상기 각속도 정보는 X축 각속도, Y축 각속도 및 Z축 각속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가속도 정보는 X축 가속도, Y축 가속도 및 Z축 가속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 실시 예의 움직임 검출부(2400)에 대해 설명하기로 한다.
제2 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치의 움직임 검출에 따른 제1 움직임 정보(MI)를 획득할 수 있다. 상기 제1 움직임 정보(MI)는 상기 카메라 장치의 손떨림 정보일 수 있다.
또한 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치의 촬영 모드 또는 파지 방향에 대한 제2 움직임 정보(GDI)를 검출할 수 있다.
이를 위해, 움직임 검출부(2400)는 제1 모션 센서(2410) 및 제2 모션 센서(2420)를 포함할 수 있다.
상기 제1 모션 센서(2410)는 각속도 센서를 포함할 수 있다. 상기 제2 모션 센서(2420)는 가속도 센서를 포함할 수 있다. 이때, 실시 예에서는 상기 움직임 검출부(2400)가 제1 모션 센서(2410) 및 제2 모션 센서(2420)로 구분되어 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 움직임 검출부(2400)는 각속도 정보 및 가속도 정보를 획득하는 6축 자이로 센서로 구성될 수 있다.
한편, 실시 예에서, 상기 움직임 검출부(2400)는 관성 센서 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에서 상기 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치에서 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치가 아닌 광학기기에 배치될 수 있다. 그리고, 카메라 장치의 제어부는 상기 광학기기에 장착된 움직임 검출부에서 획득된 상기 제1 움직임 정보(MI) 및 제2 움직임 정보(GDI)를 제공받고, 이를 이용하여 OIS 동작을 제어할 수 있다. 또한, 또 다른 실시 예에서 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치 및 광학 장치에 모두 장착될 수 있다.
상기와 같이, 상기 움직임 검출부(2400)는 움직임에 따른 각속도 정보 및 가속도 정보 중 적어도 하나를 검출하고, 이를 출력할 수 있다. 여기에서, 예를 들어, 제1 모션 센서(2410)는 X축 각속도, Y축 각속도 및 Z축 각속도를 포함하는 각속도 정보에 대응되는 제1 움직임 정보(MI)를 검출하고, 이를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 모션 센서(2420)는 X축 가속도, Y축 가속도 및 Z축 가속도를 포함하는 가속도 정보에 대응한 제2 움직임 정보(GDI)를 검출하고, 이를 출력할 수 있다.
이하에서의 MI는 제1 실시 예의 움직임 정보(MI)를 의미할 수 있고, 제2 실시 예의 제1 움직임 정보(MI)를 의미할 수 있다.
구체적으로, 도 12의 제1 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)는 도 13의 제2 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)의 제1 모션 센서(2410)를 의미할 수 있다.
제1 실시 예에서의 제어부(2500)는 상기 움직임 검출부(2400)에서 검출된 움직임 정보(MI)에 따라 상기 이동부(2100)의 위치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제2 실시 예에서의 제어부(2500)는 상기 움직임 검출부(2400)의 제1 모션 센서(2410)에서 검출된 제1 움직임 정보(MI)를 기반으로 상기 이동부(2100)의 위치를 제어하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 움직임 정보(MI) 또는 상기 제1 움직임 정보(MI)는 카메라 장치의 손떨림 정보일 수 있다.
여기에서, 상기 이동부(2100)의 위치를 제어하기 위한 제어 신호는 상기 구동부(2200)에 공급되는 구동 신호일 수 있다. 이때, 상기 구동 신호는 상기 구동부(2200)를 구성하는 코일부에 공급되는 정전류 또는 정전압에 대한 신호일 수 있다. 일 예로, 상기 구동 신호는 펄스 신호일 수 있다.
이를 위해, 제어부(2500)는 상기 움직임 검출부(2400)에서 검출된 움직임 정보(MI) 또는 제1 모션 센서(2410)에서 검출된 제1 움직임 정보(MI)를 기반으로 상기 이동부(2100)의 목표 위치를 산출할 수 있다. 상기 목표 위치는 상기 움직임 정보(MI)에 따라, 상기 카메라 장치의 손떨림 보정을 위해 상기 이동부(2100)가 이동해야 하는 위치일 수 있다. 상기 목표 위치는 목표 각도, 목표 틸트 각도 및 목표 회전 각도 등으로 대체하여 표현될 수 있다.
또한, 제어부(2500)는 상기 위치 센서(2300)를 통해 감지된 상기 이동부(2100)의 위치 정보를 제공받을 수 있다.
이어서, 제어부(2500)는 상기 목표 위치 및 상기 감지된 위치 정보를 기반으로, 상기 이동부(2100)를 이동시키기 위한 구동 신호를 생성하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(2500)는 상기 이동부(2100)를 제1 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 제1 구동 신호(P1), 상기 이동부(2100)를 제2 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 제2 구동 신호(P2) 및 상기 이동부(2100)를 제3 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 제3 구동 신호(P3)를 생성하여 출력할 수 있다.
이때, 상기 제어부(2500)는 상기 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)를 일정 시간차를 두고 순차적으로 출력한다. 즉, 상기 제1 구동 신호(P1)는 상기 이동부(2100)의 제1 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 신호이다. 또한, 제2 구동 신호(P2)는 상기 이동부(2100)의 제2 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 신호이다. 또한, 제3 구동 신호(P3)는 상기 이동부(2100)의 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 신호이다. 그리고, 상기 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)를 일정 시간차를 두고 순차적으로 출력된다는 의미는, 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 진행한다는 것을 의미할 수 있다. 그리고, 실시 예에서는 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서 또는 상기 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상 순서를 결정하고, 상기 결정된 순서에 따라 순차적인 손떨림 보상이 진행되도록 하여, OIS의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
이때, 제어부(2500)는 실시 예에 따라 서로 다른 방법으로 상기 구동 순서를 결정할 수 있다.
제1 실시 예에서의 제어부(2500)는 기설정된 모드를 기준으로 상기 3개의 구동 신호의 출력 순서 또는 손떨림 보상 순서를 결정한다. 그리고, 상기 제어부(2500)는 상기 결정된 출력 순서 또는 손떨림 보상 순서를 기반으로 일정 딜레이 시간을 두고 상기 3개의 구동 신호를 순차적으로 출력한다. 즉, 제1 실시 예에서는 모드가 기설정되어 있고, 상기 제어부(2500)는 상기 설정된 모드에 따라 구동 신호의 출력 순서를 결정할 수 있다.
이와 다르게, 제2 실시 예에서의 제어부(2500)는 상기 3개의 구동 신호의 출력 순서 또는 손떨림 보상 순서를 결정하기 위한 모드를 결정한다. 그리고, 상기 제어부(2500)는 상기 결정된 모드에 따라 일정 딜레이 시간을 두고 상기 3개의 구동 신호를 순차적으로 출력한다. 예를 들어, 제1 실시 예와 비교하여 제2 실시 예는 상기 모드를 결정하는 과정을 추가로 수행할 수 있다.
즉, 제1 실시 예에서는 모드가 설정된 상태에서, 설정된 모드에 따라 상기 3개의 구동 신호의 출력 순서를 결정한다.
이와 다르게, 제2 실시 예에서는 상기 3개의 구동 신호의 출력 순서를 결정하기 위한 모드 결정 동작을 추가로 수행한다. 이때, 상기 모드 결정 동작은 상기 움직임 검출부(2400)의 제2 모션 센서(2420)에서 획득된 제2 움직임 정보(GDI)를 기반으로 수행될 수 있다.
상기 모드를 결정하는 과정에 대해 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
제어부(2500)는 상기 제2 모션 센서(2420)에서 검출되는 제2 움직임 정보(GDI)에 기반하여 상기 출력 순서 또는 손떨림 보정 순서를 결정하기 위한 모드를 결정한다. 여기에서, 상기 제2 움직임 정보(GDI)는 x축 성분의 가속도 정보 및 y축 성분의 가속도 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(2500)는 상기 x축 성분의 가속도 정보 및 y축 성분의 가속도 정보를 이용하여, 상기 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드를 판단할 수 있다. 여기에서, 상기 파지 방향은, 사용자가 상기 카메라 장치를 가로 방향으로 파지하였는지, 아니면 세로 모드로 파지하였는지에 대한 것일 수 있다. 또한, 상기 촬영 모드는, 사용자가 상기 카메라 장치를 가로로 파지한 상태에서, 가로 촬영 모드로 사진 또는 동영상 촬영을 진행하는지, 아니면 세로로 파지한 상태에서 세로 촬영 모드로 사진 또는 동영상 촬영을 진행하는지에 대응할 수 있다. 즉, 상기 파지 방향 및 촬영 모드는 실질적으로 동일한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 상기 파지 방향 및 촬영 모드는, 상기 카메라 장치가 가로 방향으로 위치하고 있는지, 아니면 세로 방향으로 위치하고 있는지를 나타내는 것일 수 있다.
그리고, 제어부(2500)는 상기 파지 방향 또는 촬영 모드가 판단되면, 이에 대응하게 상기 구동 신호의 출력 순서 또는 손떨림 보정 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2500)는 상기 파지 방향 또는 촬영 모드에 따라, 다수의 모드 중 특정 모드를 선택 또는 결정한다. 그리고, 상기 제어부(2500)는 상기 선택 또는 결정된 모드에 대응하게 상기 구동 신호의 출력 순서 또는 손떨림 보정 순서를 결정한다.
이하에서는 상기 제어부(2500)의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 14는 도 12 또는 도 13에 도시된 제어부의 상세 구성에 대한 블록도이다.
도 14를 참조하면, 제어부(2500)는 보상 각도 계산부(2510), 구동 신호 생성부(2520), 구동 신호 출력부(2530) 및 모드 결정부(2540)를 포함한다. 이하에서 설명되는 움직임 검출부(2400)로부터 제공되는 움직임 정보(MI)는 제1 실시 예를 기준으로 기재된 것이며, 이는 제2 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)의 제1 모션 센서(2410)로부터 제공되는 제1 움직임 정보(MI)와 실질적으로 동일할 수 있다.
보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 검출부(2400)로부터 제공되는 움직임 정보(MI) 및 상기 위치 센서(2300)로부터 제공되는 위치 정보를 기반으로, 상기 이동부(2100)를 목표 위치로 이동시키기 위한 보상 각도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 검출부(2400)로부터 제공되는 움직임 정보(MI)를 적분한다. 그리고, 보상 각도 계산부(2510)는 상기 적분한 결과에 따른 각도 또는 이동 거리를 산출할 수 있다. 이때, 상기 보상 각도 계산부(2510)는 3개의 회전축 각각에 대해 상기 보상 각도를 계산할 수 있다.
구체적으로, 보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 정보(MI)를 기반으로, 상기 이동부(2100)의 목표 위치를 계산할 수 있다. 또한, 상기 보상 각도 계산부(2510)는 상기 계산한 목표 위치와 상기 이동부(2100)의 위치 정보의 차이를 기반으로 상기 보상 각도를 계산할 수 있다.
상기 보상 각도 계산부(2510)는 상기 목표 위치를 계산하는 목표 위치 계산부, 상기 목표 위치와 상기 위치 정보를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 출력을 PID(Proportional Integral Derivative) 제어하기 위한 PID 제어기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구동 신호 생성부(2520)는 상기 보상 각도 계산부(2510)에서 출력되는 보상 각도를 기반으로, 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도는 제1 회전축에 대한 제1 보상 각도와, 제2 회전축에 대한 제2 보상 각도와, 제3 회전축에 대한 제3 보상 각도를 포함할 수 있다.
그리고, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제1 보상 각도를 기반으로 제1 구동부(2210)에 제공될 제1 구동 신호(P1)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제2 보상 각도를 기반으로 제2 구동부(2220)에 제공될 제2 구동 신호(P2)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제3 보상 각도를 기반으로 제3 구동부(2230)에 제공될 제3 구동 신호(P3)를 생성할 수 있다.
상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 보상 각도 계산부(2510)의 PID 제어기의 출력을 증폭하기 위한 증폭기, 상기 증폭기의 출력에 기초하여 펄스 신호(예를 들어, 펄스 폭 변조 신호)를 생성하는 펄스 신호 발생기, 및 상기 펄스 신호에 기초하여 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)를 생성하는 드라이버를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구동 신호 출력부(2530)는 상기 구동 신호 생성부(2520)에서 생성된 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)를 각각 출력할 수 있다.
이때, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 상기 제3 구동 신호(P3)를 동시에 출력하지 않고, 일정 딜레이 시간을 기준으로 순차적으로 출력한다.
예를 들어, 상기 구동 신호 출력부(2530)는 상기 제1 내지 제3 구동 신호(P1, P2, P3) 중 어느 하나의 구동 신호를 제1 시점에 출력하고, 상기 제1 시점으로부터 일정 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 다른 하나의 구동 신호를 출력하며, 상기 제2 시점으로부터 일정 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 또 다른 하나의 구동 신호를 출력할 수 있다.
이때, 상기 딜레이 시간은 구동 주파수, 제어부(2500)의 클럭신호의 주파수 및 상기 제1 내지 제3 구동부에 의한 구동 응답 속도 중 적어도 어느 하나를 기준으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 딜레이 시간은 구동 주파수를 기준으로 설정될 수 있다. 상기 구동 주파수는 상기 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)에 대한 펄스 폭 변조 신호의 주파수에 대응할 수 있다.
예를 들어, 상기 딜레이 시간은 상기 제어부(2500)의 클럭신호의 주파수를 기준으로 설정될 수 있다. 일반적인 제어부(2500)의 클럭신호의 주파수는 88MHz일 수 있다. 이에 따라, 상기 딜레이 시간은 88MHz에 대응되게 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 딜레이 시간은 상기 제1 내지 제3 구동부에 대한 구동 응답 속도를 기준으로 설정될 수 있다. 상기 구동 응답 속도는, 상기 구동부에 구동신호가 공급된 시점부터, 상기 구동 신호에 의해 이동부(2100)의 이동이 종료된 시점까지의 시간을 의미할 수 있다. 이때, 상기 제1 구동부(2210)의 구동 응답 속도, 상기 제2 구동부(2220)의 구동 응답 속도 및 상기 제3 구동부(2230)의 구동 응답 속도는 서로 다를 수 있다. 이때, 제어부(2500)는 상기 3개의 구동부의 각각의 구동 응답 속도 중 가장 느린 구동 응답 속도를 기준으로 상기 딜레이 시간을 설정할 수 있다.
모드 결정부(2540)는 상기 구동 신호 출력부(2530)로부터의 구동 신호의 출력 순서에 대한 모드를 결정한다.
상기 모드는 제1 내지 제6 모드를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 내지 제6 모드에 의한 구동 신호의 출력 순서는 다음의 표 2와 같을 수 있다.
모드 제1 시점에 출력되는 구동 신호 제2 시점에 출력되는 구동 신호 제3 시점에 출력되는 구동 신호
모드 1 P1 P2 P3
모드 2 P2 P3 P1
모드 3 P3 P1 P2
모드 4 P1 P3 P2
모드 5 P3 P2 P1
모드 6 P2 P1 P3
상기와 같이 실시 예에서는 6개의 모드를 포함하고, 상기 모드 결정부(2540)는 상기 6개의 모드 중 어느 하나의 모드를 결정하여, 상기 구동 신호 출력부(2530)로부터의 구동 신호의 출력 순서를 결정한다. 이때, 상기 제1 시점에 출력되는 구동 신호는 결정된 모드에 따라 제1 순위로 출력되는 구동 신호를 의미하고, 상기 제2 시점에 출력되는 구동 신호는 결정된 모드에 따라 제2 순위로 출력되는 구동 신호를 의미하며, 상기 제3 시점에 출력되는 구동 신호는 결정된 모드에 따라 제3 순위로 출력되는 구동 신호를 의미할 수 있다.
예를 들어, 모드 결정부(2540)는 제 4 모드를 결정하고, 상기 결정한 제4 모드에 따라 제1 시점에 제1 구동 신호(P1)를 우선적으로 출력되고, 상기 제1 시점으로부터 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 제3 구동 신호(P3)를 출력하고, 상기 제2 시점으로부터 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 제2 구동 신호(P2)가 출력되도록 할 수 있다.
여기에서, 제1 실시 예에서의 상기 모드 결정부(2540)는 카메라 장치의 설계 시에 6개의 모드에서, 최종 위치와 목표 위치의 차이가 가장 작은 모드를 기준으로 사전에 결정할 수 있다.
예를 들어, 실시 예에서는 카메라 장치의 설계 시에, 상기 모드를 결정하는 과정을 거칠 수 있다. 즉, 실시 예에서는 카메라 장치의 설계 시에, 이동부를 목표 위치로 이동시키기 위한, 제1 내지 제3 구동 신호를 결정한다. 그리고, 실시 예에서는 상기 제1 내지 제6 모드별로 상기 결정된 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 다르게 하여 각각의 모드에 대한 신뢰성 평가를 진행할 수 있다. 상기 신뢰성 평가는 각각의 모드에 따른 이동부의 최종 위치와, 기설정된 목표 위치 사이의 차이를 기반으로 진행될 수 있다. 그리고, 실시 예에서는 상기 제1 내지 제6 모드에 대한 이동부(2100)의 최종 위치 중 상기 목표 위치와 편차가 가장 작은 특정 모드를 사전 결정할 수 있다.
그리고, 상기 모드 결정부(2540)는 상기 사전 결정된 특정 모드에 대한 정보를 저장해놓고, 상기 저장된 사전 결정된 특정 모드에 따른 순서를 기반으로, 상기 구동 신호 출력부(2530)에서 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)가 순차적으로 출력될 수 있도록 한다.
또한, 제어부(2500)는 카메라 장치의 사용 환경에서, 일정 주기 별로, 신뢰성 평가를 진행할 수 있다. 그리고, 제어부(2500)는 상기 사전 결정된 모드에 대한 신뢰성이 감소하는 경우, 이에 따라 상기 제1 내지 제6 모드에 대한 이동부(2100)의 최종 위치 중 목표 위치와 편차가 가장 작은 모드를 재결정할 수 있다. 즉, 삭이 제어부(2500)는 사전에 저장된 모드에 대한 신뢰성을 재평가하고, 이의 재평가 결과에 따라 기저장된 모드 정보를 업데이트할 수 있다. 이는, 상기 제어부(2500)의 모드 결정부(2540)에서 진행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 다르게, 제2 실시 예에서는 상기 모드가 사전에 설정되지 않고 현 상태에 맞게 설정될 수 있다. 즉, 제2 실시 예에서의 상기 모드 결정부(2540)는 상기 제2 모션 센서(2420)를 통해 획득되는 제2 움직임 정보(GDI)에 기반하여 상기 모드를 결정할 수 있다.
이하에서는 상기 제2 실시 예에 따른 상기 모드를 결정하는 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 15는 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드에 따른 손떨림 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 일반적으로 카메라 장치는 가로 방향 또는 세로 방향으로 파지된 상태에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 카메라 장치를 가로 방향으로 파지한 상태에서 사용하거나, 세로 방향으로 파지한 상태에서 사용할 수 있다. 이때, 사용자가 상기 카메라 장치를 가로 방향으로 파지한 상태에서 촬영 모드로 진입하는 경우, 상기 촬영 모드는 가로 촬영 모드에 대응하는 제1 촬영 모드일 수 있다. 또한, 사용자가 상기 카메라 장치를 세로 방향으로 파지한 상태에서 촬영 모드로 진입하는 경우, 상기 촬영 모드는 세로 촬영 모드에 대응하는 제2 촬영 모드일 수 있다.
이때, 일반적인 손떨림은 장축 방향에서 집중적으로 발생할 수 있다.
도 15의 (a)에서와 같이, 파지 방향이 가로 방향이거나, 촬영 모드가 제1 촬영 모드인 경우, 카메라 장치의 장축 방향은 x축이 된다. 그리고, 이와 같은 상태에서 카메라 장치의 동작이 이루어지는 경우, 주된 손떨림은 상기 장축 방향인 x축 방향에서 발생하게 된다.
또한, 도 15의 (b)에서와 같이, 파지 방향이 세로 방향이거나, 촬영 모드가 제2 촬영 모드인 경우, 카메라 장치의 장축 방향은 y축이 된다. 그리고, 이와 같은 상태에서 카메라 장치의 동작이 이루어지는 경우, 주된 손떨림은 상기 장축 방향인 y축에서 발생하게 된다.
즉, 3차원 공간 상에서, 3개의 회전축 기반의 OIS 구동은 상호 회전축 사이의 관계가 종속적인 것을 알 수 있다. 이때, 3개의 회전축 중 1순위로 보상된 회전축의 움직임은 다음 순위로 보상되는 회전축의 움직임에 영향을 주게 된다. 그리고, 상기 1순위로 보상된 회전축의 움직임이 커질수록, 상기 다음 순위로 보상되는 회전축의 움직임에 대한 영항도가 커지게 된다.
이때, 일반적으로 카메라 장치를 가로 방향으로 파지한 상태에서, 제1 촬영 모드로 촬영을 진행하는 경우, 장축 방향인 x축 방향에서의 흔들림 정도가, y축 또는 z축 방향에서의 흔들림 정도보다 크게 나타난다.
이에 따라, 실시 예에서는 상기 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드에 따라, 흔들림 정도가 큰 회전축을 우선적으로 손떨림 보상할 수 있도록 한다. 예를 들어, 실시 예에서는 상기 카메라의 파지 방향이 가로 방향이거나, 촬영 모드가 제1 촬영모드인 경우, x축에 대응하는 제1 회전축을 우선적으로 손떨림 보상한다. 또한, 실시 예에서는, 상기 x축에 대응하는 제1 회전축의 손떨림 보상이 종료됨에 따라, y축 및 z축에 대응하는 제2 및 제3 회전축의 손떨림 보상을 이어서 수행할 수 있도록 한다.
예를 들어, 실시 예에서는 상기 카메라의 파지 방향이 세로 방향이거나, 촬영 모드가 제2 촬영모드인 경우, y축에 대응하는 제2 회전축을 우선적으로 손떨림 보상한다. 또한, 실시 예에서는, 상기 y축에 대응하는 제2 회전축의 손떨림 보상이 종료됨에 따라, x축 및 z축에 대응하는 제1 및 제3 회전축의 손떨림 보상을 이어서 수행할 수 있도록 한다.
예를 들어, 실시 예에서의 모드 결정부(2540)는 상기 파지 방향이 가로 방향이거나, 촬영 모드가 제1 촬영 모드인 경우, 상기 제1 내지 제6 모드 중 제1 모드 및 제4 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하여, 상기 제1 회전축에 대한 손떨림 보상이 우선적으로 수행되도록 하거나, 상기 제1 회전축의 손떨림 보상을 위한 제1 구동 신호(P1)가 우선적으로 출력되도록 한다.
한편, 상기 파지 방향 또는 촬영 모드는 다음과 같은 방법에 의해 판단될 수 있다.
상기 제2 모션 센서(2420)는 상기 카메라 장치가 어떻게 회전하였는지에 대한 가속도 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 모션 센서(2420)는 x축 성분의 가속도 정보와, y축 성분의 가속도 정보를 검출할 수 있다. 그리고, 제어부(2500)는 상기 x축 성분의 가속도 정보와 y축 성분의 가속도 정보를 이용하여 파지 방향 또는 촬영 모드를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상기 파지 방향 또는 촬영 모드는 다음의 식 1에 의해 검출될 수 있다.
[식 1]
arctan(y/x) = Dangle
상기 식 1에서의 y는 y축 성분의 가속도 정보이고, x는 x축 성분의 가속도 정보이며, Dangle은 상기 카메라 장치의 배치 각도이다.
따라서, 실시 예에서는 상기 x축 성분의 가속도 정보와, y축 성분의 가속도 정보를 이용하여, 상기 카메라 장치의 배치 각도를 검출할 수 있고, 상기 검출한 배치 각도에 기반하여, 상기 파지 방향 또는 촬영 모드를 추정할 수 있다.
도 16은 비교 예 및 실시 예에 따른 구동 신호의 출력 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 16의 (a)는 비교 예에 따른 구동 신호의 출력 순서를 나타낸 도면이다. 도 16의 (a)의 x축은 시간축을 의미하고, y축은 구동 신호의 크기(예를 들어, 펄스 신호의 진폭)을 의미할 수 있다.
도 16의 (a)를 참조하면, 비교 예에서는 이동부를 제1 내지 제3 회전축을 기준으로 회전시키기 위한 구동신호인 제1 내지 제3 구동 신호(a, b, c)가 제어부에서 동시에 출력되었다. 예를 들어, 비교 예에서의 제1 내지 제3 구동 신호(a, b, c)는 각각의 구동부에 동시에 공급되거나, 제어부에서 동시에 출력되었다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 구동 신호(a, b, c)는 제1 시점(T1)에 동시에 출력되었다.
도 16의 (b)는 실시 예에 따른 구동 신호의 출력 순서를 나타낸 도면이다.
도 16의 (b)의 x축은 시간축을 의미하고, y축은 구동 신호의 크기(예를 들어, 펄스 신호의 진폭)를 의미할 수 있다.
실시 예에서는 상기 구동 신호 생성부에서 제1 내지 제3 구동 신호가 동시에 생성되었다 하더라도, 상기 구동 신호 출력부(2530)에서 상기 제1 내지 제3 구동 신호는 서로 다른 시점에 출력될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 제1 구동부(2210), 제2 구동부(2220) 및 제3 구동부(2230)에 서로 다른 시점에 각각 구동 신호가 제공될 수 있다.
예를 들어, 실시 예에서는 제1 시점(T1)에 구동 신호(A)가 출력된다. 그리고, 상기 구동 신호(A)가 출력된 제1 시점(T1)으로부터 제1 딜레이 시간(DT1)이 경과된 제2 시점(T2)에 구동 신호(B)가 출력된다. 또한, 실시 예에서는, 상기 구동 신호(B)가 출력된 제2 시점(T2)으로부터 제2 딜레이 시간(DT2)이 경과된 제3 시점(T3)에 구동 신호(C)가 출력될 수 있다. 이때, 상기 구동 신호(A), 구동 신호(B) 및 구동신호(C)는 상기 결정된 모드에 대응할 수 있다.
예를 들어, 상기 결정된 모드가 제2 모드인 경우, 상기 제1 시점(T1)에 출력되는 구동 신호(A)는 상기 제2 구동부(2220)에 제공되는 제2 구동 신호(P2)이고, 상기 제2 시점(T2)에 출력되는 구동 신호(B)는 상기 제3 구동부(2230)에 제공되는 제3 구동 신호(P3)이며, 상기 제3 시점(T3)에 출력되는 구동신호(C)는 상기 제1 구동부(2210)에 제공되는 제1 구동 신호(P1)일 수 있다.
실시 예에 따른 카메라 장치는 고정부에 대해 이동부를 이동시키는 구동부를 포함한다. 이때, 상기 구동부는 제1 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제1 구동부와, 제2 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제2 구동부와, 제3 회전축을 중심으로 상기 이동부를 이동시키는 제3 구동부를 포함한다. 이때, 비교 예에서는 상기 제1 내지 제3 구동부에 의해 3축 OIS가 구동되는 경우, 이에 대한 구동 순서를 고려하지 않은 상태에서, 단순히 상기 제1 내지 제3 구동부에 제1 내지 제3 구동 신호를 제공하였다. 그러나, 3축 OIS 기술은 각 회전축을 회전변환에 의한 회전 행렬로 정의할 수 있는데, 이때 각각의 회전축 사이의 관계가 종속적이므로, 선행 회전축의 이동 변화는 다른 회전축의 이동 변화에 영향을 준다. 이에 따라 상기 구동 순서에 따라 상기 이동부의 최종 위치에 편차가 발생하게 된다.
이에 따라, 실시 예에서는 OIS 구동 시, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상 순서 또는 각각의 구동부에 공급되는 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정한 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 따라 상기 각각의 회전축에 대한 OIS 구동이 순차적으로 이루어지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상호 간의 영향이 가장 적은 특정 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 기반하여 상기 OIS 구동을 수행함으로써, 이동부의 최종 위치에 대한 정확도를 향상시키고, 나아가 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
즉, 실시 예에서는 OIS 구동 시, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상 순서 또는 각각의 구동부에 공급되는 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정한 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 따라 상기 각각의 회전축에 대한 OIS 구동이 순차적으로 이루어지도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상호 간의 영향이 가장 적은 특정 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서에 기반하여 상기 OIS 구동을 수행함으로써, 이동부의 최종 위치에 대한 정확도를 향상시키고, 나아가 OIS 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 실시 예에서는 3개의 회전축을 중심으로 OIS가 구동되는 경우, 움직임 양이 가장 큰 회전축 또는 회전 각도가 가장 큰 회전축(예를 들어, 흔들림이 가장 많은 회전축) 또는 손떨림 정도가 큰 회전축 순으로 OIS를 순차적으로 진행한다. 이에 따라, 실시 예에서는 흔들림 정도가 큰 회전축부터 OIS를 진행함에 따라, 다른 회전축에 의해 발생하는 크로스 토크(cross-talk)를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 흔들림 정도는 사용자의 자세의 변화에 대응할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 흔들림(또는 손떨림) 정도 순으로 OIS 구동을 진행함으로써, 사용자의 자세에 따라 적응적으로 OIS 구동을 진행할 수 있으며, 이에 따른 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 사용자의 촬영 자세에 적응적으로 OIS 구동이 이루어질 수 있도록 한다. 즉, 실시 예에서는 상기 사용자의 촬영 자세에 대응하여, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상 순서 또는 각각의 구동부에 공급되는 구동 신호의 출력 순서를 결정할 수 있도록 한다. 예를 들어, 실시 예에서는 사용자가 카메라 장치를 가로 방향으로 파지하였는지, 아니면 세로 방향으로 파지하였는지에 따라 상기 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서를 결정하도록 한다. 예를 들어, 실시 예에서는 카메라 장치의 촬영 모드가 가로 촬영 모드인지 아니면 세로 촬영 모드인지에 따라 손떨림 보상 순서 또는 출력 순서를 결정하도록 한다. 예를 들어, 상기 파지 방향이 가로 방향이거나, 촬영 모드가 가로 촬영모드인 경우, 주된 손떨림은 x축에서 발생하게 된다. 그리고, 상기 파지 방향이 가로 방향이거나 촬영모드가 가로 촬영 모드 인 경우에는, x축에 대응하는 제1 회전축의 손떨림 보상 순서 또는 제1 구동 신호의 출력 순서를 1순위로 하여 OIS를 구동하도록 한다. 이와 반대로, 상기 파지 방향이 세로 방향이거나, 촬영 모드가 세로 촬영모드인 경우, 주된 손떨림은 y축에서 발생하게 된다. 그리고, 상기 파지 방향이 세로 방향이거나 촬영모드가 세로 촬영 모드 인 경우에는, y축에 대응하는 제2 회전축의 손떨림 보상 순서 또는 제2 구동 신호의 출력 순서를 1순위로 하여 OIS를 구동하도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 사용자 촬영 자세에 최적화된 OIS 성능을 제공할 수 있으며, 이에 따른 손떨림 보상 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 17은 제1 실시 예에 따른 카메라 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다. 이때, 상기 제1 실시 예는 제1 서브 실시 예 및 제2 서브 실시 예를 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 실시 예는 상기 모드가 기설정된 상태에서 진행될 수 있다. 그리고, 상기 제2 서브 실시 예는 제2 움직임 정보를 기반으로 상기 모드를 설정하는 동작을 추가로 진행할 수 있다.
도 17을 참조하면, 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치의 움직임을 검출하고, 이에 따른 움직임 정보를 검출할 수 있다(S100).
이후, 실시 예에서의 보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 검출부(2400)에서 검출된 움직임 정보에 기반하여, 이동부(2100)를 목표 위치로 이동시키기 위한 보상 각도를 계산한다(S110). 이때, 상기 보상 각도는 제1 회전축에 대한 제1 보상 각도와, 제2 회전 축에 대한 제2 보상 각도와, 제3 회전축에 대한 제3 보상 각도를 포함할 수 있다.
이후, 실시 예에서의 상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 보상 각도에 대응하는 구동 신호를 생성한다(S120). 예를 들어, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제1 보상 각도에 대응하는 제1 구동 신호(P1)를 생성한다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제2 보상 각도에 대응하는 제2 구동 신호(P2)를 생성한다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제3 보상 각도에 대응하는 제3 구동 신호(P3)를 생성한다.
모드 결정부(2540)는 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서에 대응하는 모드를 결정할 수 있다(S130). 예를 들어, 모드 결정부(2540)는 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모드 결정부(2540)는 3축 OIS를 구동하기 위해, 손떨림 보상 순서를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제1 서브 실시 예에서의 모드 결정부(2540)는 기저장된 모드 정보를 추출하고, 상기 추출한 모드 정보에 따라 상기 제1 내지 제3 구동 신호에 대한 출력 순서 또는 손떨림 보상 순서를 결정할 수 있다. 이때, 상기 저장된 모드 정보는 카메라 장치의 설계 시에 저장된 정보일 수 있다. 이와 다르게, 상기 저장된 모드 정보는 카메라 장치의 사용 환경에서, 일정 주기마다 위치 정확도 평가 과정을 통해 업데이트된 정보일 수 있다.
예를 들어, 제2 서브 실시 예에서의 상기 모드 결정부(2540)는 상기 제2 모션 센서(2420)를 통해 획득되는 제2 움직임 정보(GDI)를 이용하여 상기 카메라 장치의 파지 방향 또는 촬영 모드를 판단한다. 그리고, 모드 결정부(2540)는 상기 판단한 파지 방향 또는 촬영 모드를 이용하여, 손떨림이 가장 큰 축에 대한 손떨림 보상을 우선적으로 수행하기 위한 모드를 선택 또는 결정할 수 있다.
구동 신호 출력부(2530)는 상기 모드 결정부(2540)를 통해 결정된 모드에 따라, 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정된 출력 순서에 따라 일정 딜레이 시간을 두고 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 순차적으로 출력한다(S140). 또는, 상기 구동 신호 출력부(2530)는 손떨림 보상 순서를 결정하고, 상기 손떨림 보상 순서에 따라, 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상을 위한 구동 신호를 순차적으로 출력할 수 있다.
예를 들어, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 결정된 모드가 제2 모드인 경우, 상기 제1 시점(T1)에 출력되는 상기 제2 구동부(2220)에 제공될 제2 구동 신호(P2)를 출력한다. 예를 들어, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 결정된 모드가 제2 모드인 경우, 제2 회전축에 대한 손떨림 보상을 1순위로 진행하기 위해, 상기 제1 시점(T1)에 상기 제2 구동부(2220)에 제공될 제2 구동 신호(P2)를 출력할 수 있다.
또한, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 결정된 모드가 제2 모드인 경우, 상기 제2 시점(T2)에 상기 제3 구동부(2230)에 제공될 제3 구동 신호(P3)를 출력하며, 상기 제3 시점(T3)에 상기 제1 구동부(2210)에 제공될 제1 구동 신호(P1)를 출력할 수 있다.
즉, 상기 구동 신호의 출력 순서는 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상 순서로도 표현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서는 제1 내지 제3 회전축에 대한 손떨림 보상 순서를 결정하고, 이를 기준으로 각각의 회전축에 대한 손떨림 보상을 순차적으로 진행할 수 있다.
예를 들어, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 결정된 모드가 제2 모드인 경우, 제2 회전축에 대한 손떨림 보상이 1순위로 설정되고, 제3 회전축에 대한 손떨림 보상이 제2 순위로 설정되며, 제1 회전축에 대한 손떨림 보상이 제3 순위로 설정될 수 있다.
그리고, 실시 예에서는, 상기 제1 순위로 설정된 제2 회전축에 대한 손떨림 보상을 첫 번째로 진행할 수 있다. 그리고, 상기 제2 회전축에 대한 손떨림 보상의 진행이 종료되면, 또는 제1 딜레이 시간이 경과하면, 상기 제2 순위로 설정된 제3 회전축에 대한 손떨림 보상을 두 번째로 진행할 수 있다. 그리고, 실시 예에서는 상기 제3 회전축에 대한 손떨림 보상의 진행이 종료되면, 또는 제2 딜레이 시간이 경과하면, 제3 순위로 설정된 제1 회전축에 대한 손떨림 보상을 세 번째로 진행할 수 있다.
도 18은 제2 실시 예에 따른 도 8의 제어부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18을 참조하면, 실시 예에 따른 제어부(2500)는 보상 각도 계산부(2510), 구동 신호 생성부(2520), 구동 신호 출력부(2530), 보상 각도 비교부(2550) 및 모드 결정부(2540)를 포함한다. 도 18의 제어부는 도 14의 제어부와 비교하여 보상 각도 비교부(2550)를 더 포함할 수 있다.
보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 검출부(2400)로부터 제공되는 움직임 정보(MI, 또는 제1 모션 센서를 통해 제공되는 제1 움직임 정보) 및 상기 위치 센서(2300)로부터 제공되는 위치 정보를 기반으로, 상기 이동부(2100)를 목표 위치로 이동시키기 위한 보상 각도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 검출부(2400)로부터 제공되는 움직임 정보(MI)를 적분하고, 상기 적분한 결과에 따른 각도 또는 이동 거리를 산출할 수 있다. 이때, 상기 보상 각도 계산부(2510)는 3개의 회전축 각각에 대해 상기 보상 각도를 계산할 수 있다.
구체적으로, 보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 정보(MI)를 기반으로, 상기 이동부(2100)의 목표 위치를 계산할 수 있다. 또한, 상기 보상 각도 계산부(2510)는 상기 계산한 목표 위치와 상기 이동부(2100)의 위치 정보의 차이를 기반으로 상기 보상 각도를 계산할 수 있다.
상기 보상 각도 계산부(2510)는 상기 목표 위치를 계산하는 목표 위치 계산부, 상기 목표 위치와 상기 위치 정보를 비교하는 비교부와, 상기 비교부의 출력을 PID(Proportional Integral Derivative) 제어하기 위한 PID 제어기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구동 신호 생성부(2520)는 상기 보상 각도 계산부(2510)에서 출력되는 보상 각도를 기반으로, 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도는 제1 회전축에 대한 제1 보상 각도와, 제2 회전축에 대한 제2 보상 각도와, 제3 회전축에 대한 제3 보상 각도를 포함할 수 있다.
그리고, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제1 보상 각도를 기반으로 제1 구동부(2210)에 제공될 제1 구동 신호(P1)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제2 보상 각도를 기반으로 제2 구동부(2220)에 제공될 제2 구동 신호(P2)를 생성할 수 있다.
또한, 상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제3 보상 각도를 기반으로 제3 구동부(2230)에 제공될 제3 구동 신호(P3)를 생성할 수 있다.
상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 보상 각도 계산부(2510)의 PID 제어기의 출력을 증폭하기 위한 증폭기, 상기 증폭기의 출력에 기초하여 펄스 신호(예를 들어, 펄스 폭 변조 신호)를 생성하는 펄스 신호 발생기, 및 상기 펄스 신호에 기초하여 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)를 생성하는 드라이버를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구동 신호 출력부(2530)는 상기 구동 신호 생성부(2520)에서 생성된 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 제3 구동 신호(P3)를 각각 출력할 수 있다.
이때, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 제1 구동 신호(P1), 제2 구동 신호(P2) 및 상기 제3 구동 신호(P3)를 동시에 출력하지 않고, 일정 딜레이 시간을 기준으로 순차적으로 출력한다.
예를 들어, 상기 구동 신호 출력부(2530)는 상기 제1 내지 제3 구동 신호(P1, P2, P3) 중 어느 하나의 구동 신호를 제1 시점에 출력하고, 상기 제1 시점으로부터 일정 딜레이 시간이 경과한 제2 시점에 다른 하나의 구동 신호를 출력하며, 상기 제2 시점으로부터 일정 딜레이 시간이 경과한 제3 시점에 또 다른 하나의 구동 신호를 출력할 수 있다.
이때, 상기 딜레이 시간은 구동 주파수, 제어부(2500)의 클럭신호의 주파수 및 상기 제1 내지 제3 구동부에 의한 구동 응답 속도 중 적어도 어느 하나를 기준으로 설정될 수 있다.
모드 결정부(2540)는 상기 구동 신호 출력부(2530)로부터의 구동 신호의 출력 순서에 대한 모드를 결정한다.
상기 모드는 제1 내지 제6 모드를 포함할 수 있다.
상기 모드 결정부(2540)는 보상 각도 비교부(2550)의 비교 결과에 기반하여 상기 모드를 결정할 수 있다.
보상 각도 비교부(2550)는 상기 보상 각도 계산부(2510)에서 계산된 각각의 회전축에 대한 보상 각도를 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 상기 보상 각도 계산부(2510)에서 계산된 각각의 회전축에 대한 보상 각도의 크기를 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 각각의 회전축에 대한 보상 각도에 대응하는 이동부의 이동량을 비교할 수 있다.
예를 들어, 상기 보상 각도는 제1 내지 제3 보상 각도를 포함한다.
상기 제1 보상 각도는 제1 회전축을 중심으로, 상기 이동부(2100)의 제1 이동량에 대응할 수 있다.
또한, 상기 제2 보상 각도는 제2 회전축을 중심으로, 상기 이동부(2100)의 제2 이동량에 대응할 수 있다.
또한, 상기 제3 보상 각도는 제3 회전축을 중심으로, 상기 이동부(2100)의 제3 이동량에 대응할 수 있다.
그리고, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 상기 제1 내지 제3 이동량을 비교할 수 있다. 그리고, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 상기 비교 결과에 대한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 보상 각도 비교부(2550)는 가장 큰 이동량을 가진 회전축, 중간 이동량을 가진 회전축 및 가장 작은 이동량을 가진 회전축에 대한 정보를 출력할 수 있다.
모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도 비교부(2550)에서 출력되는 정보를 기반으로 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도 비교부(2550)의 비교 결과를 기준으로, 이동량이 큰 순서를 기반으로 상기 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도 비교부(2550)의 비교 결과를 기준으로, 보상 각도가 큰 순서를 기반으로 상기 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 보상 각도는 3도이고, 상기 제2 보상 각도는 2도이고, 상기 제3 보상 각도는 5도일 수 있다. 이에 따라, 상기 보상 각도에 대한 크기 순서는 제3 보상 각도>제1 보상 각도>제2 보상 각도일 수 있다.
이에 따라, 상기 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도가 큰 순으로 구동 신호가 출력되도록, 이에 대응하는 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 모드 결정부(2540)는 상기와 같은 보상 각도의 크기의 경우, 상기 제3 구동 신호(P3)가 가장 먼저 출력되도록 하고, 다음에 제1 구동 신호(P1)가 출력되도록 하며, 그 다음에 제2 구동 신호(P2)가 출력되도록 한다. 예를 들어, 상기 모드 결정부(2540)는 제3 구동 신호(P3), 제1 구동 신호(P1) 및 제2 구동 신호(P2) 순서로 구동신호의 출력이 이루어지도록, 상기 모드를 제3 모드로 결정할 수 있다. 여기에서, 상기 제1 내지 제3 구동 신호(P1, P2, P3) 중 첫 번째로 출력되는 구동 신호를 제1 순위의 구동 신호라고 할 수 있고, 두 번째로 출력되는 구동 신호를 제2 순위의 구동 신호라 할 수 있으며, 세 번째로 출력되는 구동 신호를 제3 순위의 구동 신호라 할 수 있다.
실시 예에서는 3개의 회전축을 중심으로 OIS가 구동되는 경우, 움직임 양이 가장 큰 또는 회전 각도가 가장 큰 회전축(예를 들어, 흔들림이 가장 많은 회전축) 순으로 OIS를 순차적으로 진행한다. 이에 따라, 실시 예에서는 흔들림 정도가 큰 회전축부터 OIS를 진행함에 따라, 다른 회전축에 의해 발생하는 크로스 토크(cross-talk)를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 흔들림 정도는 사용자의 자세의 변화에 대응할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 흔들림 정도 순으로 OIS 구동을 진행함으로써, 사용자의 자세에 따라 적응적으로 OIS 구동을 진행할 수 있으며, 이에 따른 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 실시 예의 제1 서브 실시 예에서는 카메라 장치에 최적화된 모드가 설정된 상태에서, 상기 설정된 모드에 따라 OIS 동작을 수행한다. 그리고, 제1 실시 예의 제2 서브 실시 예에서는 파지 방향 또는 촬영 모드에 기반하여 상기 보상 각도가 큰 회전축을 예상하고, 상기 예상된 회전축을 우선적으로 손떨림 보상하기 위한 모드를 결정한다.
이에 반하여, 제2 실시 예에서는, 제1 움직임 정보(MI)에 기반하여, 각각의 회전축에 대한 보상 각도를 계산하고, 이를 이용하여 실제 보상 각도가 큰 회전축 순으로 손떨림 보상을 수행하기 위한 모드를 결정한다.
도 19는 제2 실시 예에 따른 카메라 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19를 참조하면, 실시 예에서의 움직임 검출부(2400)는 카메라 장치의 움직임을 검출하고, 이에 따른 움직임 정보를 검출할 수 있다(S200).
이후, 실시 예에서의 보상 각도 계산부(2510)는 상기 움직임 검출부(2400)에서 검출된 움직임 정보에 기반하여, 이동부(2100)를 목표 위치로 이동시키기 위한 보상 각도를 계산한다(S210). 이때, 상기 보상 각도는 제1 회전축에 대한 제1 보상 각도와, 제2 회전 축에 대한 제2 보상 각도와, 제3 회전축에 대한 제3 보상 각도를 포함할 수 있다.
이후, 실시 예에서의 상기 구동 신호 생성부(2520)는 상기 보상 각도에 대응하는 구동 신호를 생성한다(S220). 예를 들어, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제1 보상 각도에 대응하는 제1 구동 신호(P1)를 생성한다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제2 보상 각도에 대응하는 제2 구동 신호(P2)를 생성한다. 예를 들어, 구동 신호 생성부(2520)는 상기 제3 보상 각도에 대응하는 제3 구동 신호(P3)를 생성한다.
모드 결정부(2540)는 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서에 대응하는 모드를 결정할 수 있다(S230). 예를 들어, 모드 결정부(2540)는 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정할 수 있다. 이를 위해, 보상 각도 비교부(2550)는 상기 보상 각도 계산부(2510)에서 계산된 각각의 회전축에 대한 보상 각도를 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 상기 보상 각도 계산부(2510)에서 계산된 각각의 회전축에 대한 보상 각도의 크기를 비교할 수 있다. 예를 들어, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 각각의 회전축에 대한 보상 각도에 대응하는 이동부의 이동량을 비교할 수 있다. 그리고, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 상기 제1 내지 제3 이동량을 비교할 수 있다. 그리고, 상기 보상 각도 비교부(2550)는 상기 비교 결과에 대한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 보상 각도 비교부(2550)는 가장 큰 이동량을 가진 회전축, 중간 이동량을 가진 회전축 및 가장 작은 이동량을 가진 회전축에 대한 정보를 출력할 수 있다. 이후, 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도 비교부(2550)에서 출력되는 정보를 기반으로 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도 비교부(2550)의 비교 결과를 기준으로, 이동량이 큰 순서를 기반으로 상기 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도 비교부(2550)의 비교 결과를 기준으로, 보상 각도가 큰 순서를 기반으로 상기 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보상 각도는 3도이고, 상기 제2 보상 각도는 2도이고, 상기 제3 보상 각도는 5도일 수 있다. 이에 따라, 상기 보상 각도에 대한 크기 순서는 제3 보상 각도>제1 보상 각도>제2 보상 각도일 수 있다. 이에 따라, 상기 모드 결정부(2540)는 상기 보상 각도가 큰 순으로 구동 신호가 출력되도록, 이에 대응하는 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 모드 결정부(2540)는 상기와 같은 보상 각도의 크기의 경우, 상기 제3 구동 신호(P3)가 가장 먼저 출력되도록 하고, 다음에 제1 구동 신호(P1)가 출력되도록 하며, 그 다음에 제2 구동 신호(P2)가 출력되도록 한다. 예를 들어, 상기 모드 결정부(2540)는 제3 구동 신호(P3), 제1 구동 신호(P1) 및 제2 구동 신호(P2) 순서로 구동신호의 출력이 이루어지도록, 상기 모드를 제3 모드로 결정할 수 있다.
이후, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 모드 결정부(2540)를 통해 결정된 모드에 따라, 상기 제1 내지 제3 구동 신호의 출력 순서를 결정하고, 상기 결정된 출력 순서에 따라 일정 딜레이 시간을 두고 상기 제1 내지 제3 구동 신호를 순차적으로 출력한다(S140).
예를 들어, 구동 신호 출력부(2530)는 상기 결정된 모드가 제3 모드인 경우, 상기 제1 시점(T1)에 출력되는 상기 제3 구동부(2230)에 제공될 제3 구동 신호(P3)를 출력하고, 상기 제2 시점(T2)에 상기 제1 구동부(2210)에 제공될 제1 구동 신호(P1)를 출력하며, 상기 제3 시점(T3)에 상기 제2 구동부(2220)에 제공될 제2 구동 신호(P2)를 출력할 수 있다.
<광학기기>
도 20은 실시 예에 따른 광학기기의 사시도이고, 도 21은 도 20에 도시된 광학기기의 구성도이다.
광학기기는 핸드폰, 휴대폰, 스마트폰(smart phone), 휴대용 스마트 기기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 및 네비게이션 중 어느 하나일 수 있다. 다만, 광학기기의 종류가 이에 제한되는 것은 아니며 영상 또는 사진을 촬영하기 위한 어떠한 장치도 광학기기에 포함될 수 있다.
광학기기는 본체(1250)를 포함할 수 있다. 본체(1250)는 바(bar) 형태일 수 있다. 또는, 본체(1250)는 2개 이상의 서브 몸체(sub-body)들이 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙(swing) 타입, 스위블(swirl) 타입 등 다양한 구조일 수 있다. 본체(1250)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버)를 포함할 수 있다. 예컨대, 본체(1250)는 프론트 케이스(1251)와 리어 케이스(1252)를 포함할 수 있다. 프론트 케이스(1251)와 리어 케이스(1252)의 사이에 형성된 공간에는 광학기기의 각종 전자 부품이 내장될 수 있다. 본체(1250)의 일면에는 디스플레이(1151)가 배치될 수 있다. 본체(1250)의 일면과 일면의 반대편에 배치되는 타면 중 어느 하나 이상의 면에는 카메라(1121)가 배치될 수 있다.
광학기기는 무선 통신부(1110)를 포함할 수 있다. 무선 통신부(1110)는 광학기기와 무선 통신시스템 사이 또는 광학기기와 광학기기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(1110)는 방송 수신 모듈(1111), 이동통신 모듈(1112), 무선 인터넷 모듈(1113), 근거리 통신 모듈(1114) 및 위치 정보 모듈(1115) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
광학기기는 A/V 입력부(1120)를 포함할 수 있다. A/V(Audio/Video) 입력부(1120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로 카메라(1121) 및 마이크(1122) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 카메라(1121)는 본 실시예에 따른 카메라 장치를 포함할 수 있다.
광학기기는 센싱부(1140)를 포함할 수 있다. 센싱부(1140)는 광학기기의 개폐 상태, 광학기기의 위치, 사용자 접촉 유무, 광학기기의 방위, 광학기기의 가속/감속 등과 같이 광학기기의 현 상태를 감지하여 광학기기의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 광학기기가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(1190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(1170)의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당할 수 있다.
광학기기는 입/출력부(1150)를 포함할 수 있다. 입/출력부(1150)는 시각, 청각 또는 촉각과 관련된 입력 또는 출력을 발생시키기 위한 구성일 수이다. 입/출력부(1150)는 광학기기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킬 수 있으며, 또한 광학기기에서 처리되는 정보를 출력할 수 있다.
입/출력부(1150)는 키 패드부(1130), 디스플레이(1151), 음향 출력 모듈(1152), 및 터치 스크린 패널(1153) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 키 패드부(1130)는 키 패드 입력에 의하여 입력 데이터를 발생시킬 수 있다. 디스플레이(1151)는 카메라(1121)에서 촬영된 영상을 출력할 수 있다. 디스플레이(1151)는 전기적 신호에 따라 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(1151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 음향 출력 모듈(1152)은 콜(call) 신호 수신, 통화 모드, 녹음 모드, 음성 인식 모드, 또는 방송 수신 모드 등에서 무선 통신부(1110)로부터 수신되는 오디오 데이터를 출력하거나, 메모리부(1160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 터치 스크린 패널(1153)은 터치 스크린의 특정 영역에 대한 사용자의 터치에 기인하여 발생하는 정전 용량의 변화를 전기적인 입력 신호로 변환할 수 있다.
광학기기는 메모리부(1160)를 포함할 수 있다. 메모리부(1160)에는 제어부(1180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수 있다. 또한, 메모리부(1160)는 입/출력되는 데이터 예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 사진, 및 동영상 중 어느 하나 이상을 저장할 수 있다. 메모리부(1160)는 카메라(1121)에 의해 촬영된 이미지, 예컨대, 사진 또는 동영상을 저장할 수 있다.
광학기기는 인터페이스부(1170)를 포함할 수 있다. 인터페이스부(1170)는 광학기기에 연결되는 외부 기기와의 연결되는 통로 역할을 한다. 인터페이스부(1170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 광학기기 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 광학기기 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 할 수 있다. 인터페이스부(1170)는 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 및 이어폰 포트 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
광학기기는 제어부(1180)를 포함할 수 있다. 제어부(controller, 1180)는 광학기기의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(1180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다. 제어부(1180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(1181)을 포함할 수 있다. 멀티미디어 모듈(1181)은 제어부(1180) 내에 제공될 수도 있고, 제어부(1180)와 별도로 제공될 수도 있다. 제어부(1180)는 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 수행할 수 있다.
광학기기는 전원 공급부(1190)를 포함할 수 있다. 전원 공급부(1190)는 제어부(1180)의 제어에 의해 외부의 전원, 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량의 사시도이다. 예를 들어, 도 22는 실시예에 따른 카메라 모듈이 적용된 차량운전 보조장치를 구비하는 차량의 외관도이다.
도 22를 참조하면, 실시예의 차량(700)은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(13FL, 13FR), 소정의 센서를 구비할 수 있다. 상기 센서는 카메라 센서(2000)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카메라(2000)는 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)이 적용된 카메라 센서일 수 있다.
실시예의 차량(700)은, 전방 영상 또는 주변 영상을 촬영하는 카메라 센서(2000)를 통해 영상 정보를 획득할 수 있고, 영상 정보를 이용하여 차선 미식별 상황을 판단하고 미식별시 가상 차선을 생성할 수 있다.
예를 들어, 카메라 센서(2000)는 차량(700)의 전방을 촬영하여 전방 영상을 획득하고, 프로세서(미도시)는 이러한 전방 영상에 포함된 오브젝트를 분석하여 영상 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 카메라 센서(2000)가 촬영한 영상에 차선, 인접차량, 주행 방해물, 및 간접도로 표시물에 해당하는 중앙 분리대, 연석, 가로수 등의 오브젝트가 촬영된 경우, 프로세서는 이러한 오브젝트를 검출하여 영상 정보에 포함시킬 수 있다.
이때, 프로세서는 카메라 센서(2000)를 통해 검출된 오브젝트와의 거리 정보를 획득하여, 영상 정보를 더 보완할 수 있다. 영상 정보는 영상에 촬영된 오브젝트에 관한 정보일 수 있다.
이러한 카메라 센서(2000)는 이미지 센서와 영상 처리 모듈을 포함할 수 있다. 카메라 센서(2000)는 이미지 센서(예를 들면, CMOS 또는 CCD)에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상을 처리할 수 있다. 영상 처리 모듈은 이미지 센서를 통해 획득된 정지영상 또는 동영상을 가공하여, 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 프로세서에 전달할 수 있다.
이때, 카메라 센서(2000)는 오브젝트의 측정 정확도를 향상시키고, 차량(700)과 오브젝트와의 거리 등의 정보를 더 확보할 수 있도록 스테레오 카메라를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예의 차량(700)은 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)을 제공할 수 있다.
예를 들어, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)으로는 충돌 위험시 운전자가 제동장치를 밟지 않아도 스스로 속도를 줄이거나 멈추는 자동 긴급제동 시스템(AEB: Autonomous Emergency Braking), 차선 이탈 시 주행 방향을 조절해 차선을 유지하는 주행 조향보조 시스템(LKAS: Lane Keep Assist System), 사전에 정해 놓은 속도로 달리면서도 앞차와 간격을 알아서 유지하는 어드밴스트 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC: Advanced Smart Cruise Control), 사각지대 충돌 위험을 감지해 안전한 차로 변경을 돕는 후측방 충돌 회피 지원 시스템(ABSD: Active Blind Spot Detection), 차량 주변 상황을 시각적으로 보여주는 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM: Around View Monitor) 등이 있다.
이러한 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)에서 카메라 모듈은 레이더(Radar) 등과 함께 핵심 부품으로 기능을 하며 카메라 모듈이 적용되는 비중이 점차 넓어지고 있다.
예를 들어, 자동 긴급제동 시스템(AEB)의 경우 차량 전방 카메라 센서와 레이더 센서로 전방 차량이나 보행자를 감지, 운전자가 차량을 제어하지 않을 때 자동으로 긴급 제동해 줄 수 있다. 또는 주행 조향보조 시스템(LKAS)의 경우 카메라 센서를 통해 운전자가 방향지시 등 조작 없이 차로를 이탈하는지 감지하여 자동으로 핸들을 조향하여 차로를 유지할 수 있도록 제어할 수 있다. 또한 어라운드 뷰 모니터링 시스템(AVM)의 경우 차량의 사방에 배치된 카메라 센서를 통해 차량 주변 상황을 시각적으로 보여줄 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 내부에 렌즈 조립체가 배치되며, 마그넷이 배치되는 제1 하우징; 및
    코일이 배치되며, 상기 제1 하우징을 둘러싸도록 배치되는 제2 하우징을 포함하며,
    상기 마그넷은,
    서로 다른 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 복수의 마그넷부를 포함하고,
    상기 복수의 마그넷부는 상기 제1 하우징에서, 상기 렌즈 조립체의 회전축 중심으로부터 동일 거리 이격되어 배치되는,
    렌즈 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 마그넷부는,
    제1 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 제1 마그넷부;
    상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 제2 마그넷부; 및
    상기 제1 및 제2 회전축과 다른 제3 회전축을 기준으로 상기 렌즈 조립체를 이동시키는 제3 마그넷부를 포함하는,
    렌즈 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전축 중심은, 상기 제1 내지 제3 회전축 중 어느 하나의 회전축의 중심인,
    렌즈 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 회전축의 각각의 중심은 서로 동일한,
    렌즈 구동 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 회전축 중심으로부터 상기 제3 마그넷부까지의 거리는,
    상기 회전축 중심으로부터 상기 제1 마그넷까지의 거리 및 상기 회전축 중심으로부터 상기 제2 마그넷까지의 거리 중 적어도 하나와 동일한,
    렌즈 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 회전축은 상기 렌즈 조립체로 광이 입사되는 광축에 대응되는,
    렌즈 구동 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 마그넷부의 각각의 사이즈는 서로 동일한,
    렌즈 구동 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 코일은,
    상기 제1 마그넷부에 대응되는 제1 코일부;
    상기 제2 마그넷부에 대응되는 제2 코일부; 및
    상기 제3 마그넷부에 대응되는 제3 코일부를 포함하고,
    상기 회전축 중심으로부터 상기 제3 코일부까지의 거리, 상기 회전축 중심으로부터 상기 제1 코일부까지의 거리 및 상기 회전축 중심으로부터 상기 제2 코일부까지의 거리는 서로 동일한,
    렌즈 구동 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 조립체는,
    렌즈; 및
    상기 렌즈가 배치되며, 상기 제1 마그넷부 및 상기 제2 마그넷부에 대응하는 제4 코일부가 배치되는 보빈을 포함하는,
    렌즈 구동 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 마그넷부는,
    상기 제1 하우징의 중심에서 제1 방향으로 상호 마주보며 배치되는 복수의 제1 마그넷들을 포함하고,
    상기 제2 마그넷부는,
    상기 제1 하우징의 중심으로 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 상호 마주보며 배치되는 복수의 제2 마그넷들을 포함하고,
    상기 제3 마그넷부는,
    상기 제1 하우징의 중심으로, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 사이의 대각 방향으로 상호 마주보며 배치되는 복수의 제3 마그넷들을 포함하는,
    렌즈 구동 장치.
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