KR20100092822A - 촬상 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 피사체를 촬상하는 촬상부와, 상기 촬상부를 수용하는 프레임부와, 상기 촬상부가 장착되며 일면에 적어도 하나의 자석이 배치되는 움직임부와, 상기 자석과 대응되는 위치에 구동 코일을 구비하고 상기 프레임부에 배치되는 구동부를 포함하는 촬상 모듈을 제공한다.

촬상 모듈, 흔들림 보정

Description

촬상 모듈{photographing module}

본 발명은 촬상 모듈에 관한 것으로, 특히, 촬영 시에 발생하는 흔들림을 보정하여 촬영할 수 있는 촬상 모듈에 관한 것이다.

최근 들어, 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 장치가 널리 보급되고 있다.

특히, 최근에는 촬상을 전문으로 하는 카메라 뿐만 아니라, 통신을 주목적으로 하는 휴대 전화 등에도 촬상 모듈의 장착이 일반화됨으로써, 소비자들의 다양한 욕구를 충족시키고 있다.

또한, 촬상 장치의 보급 확대와 더불어 한편으로는 점차 고품질의 사진을 촬상하려는 필요성이 대두되면서, 사용자의 손떨림이나 외부로부터의 충격으로 인한 사진의 해상력 저하를 방지하기 위해, 촬상 장치에 흔들림 보정 시스템을 채용하는 경우가 증가하고 있다.

그런데, 종래의 디지털 카메라에 적용되는 흔들림 보정 시스템을 휴대 전화 등에 장착되어 있는 촬상 장치에 바로 적용하기에는 그 부피가 너무 크고 설치가 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 작은 부피를 가지면서도 성능이 우수한 흔들림 보정 시스템을 구비한 촬상 모듈의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은, 촬영 시에 발생하는 흔들림을 보정하여 촬영할 수 있는 촬상 모듈을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명은, 피사체를 촬상하는 촬상부;와, 상기 촬상부를 수용하는 프레임부;와, 상기 촬상부가 장착되며, 일면에 적어도 하나의 자석이 배치되는 움직임부;와, 상기 자석과 대응되는 위치에 구동 코일을 구비하고, 상기 프레임부에 배치되는 구동부;를 포함하는 촬상 모듈을 제공한다.

여기서, 상기 촬상부는, 렌즈부와, 상기 렌즈부의 일측에 배치된 촬상 소자를 구비할 수 있다.

여기서, 상기 프레임부에는 영상광이 통과할 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다.

여기서, 상기 촬상부와 상기 프레임부 사이에는 탄성부재가 배치될 수 있다.

여기서, 상기 탄성부재는 판스프링일 수 있다.

여기서, 상기 프레임부의 내부 면들 중 상기 움직임부와 마주보는 면에는 볼 지지부가 형성되고, 상기 볼 지지부에는 제1홈이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 움직임부의 면들 중 상기 제1홈과 대응되는 위치에 제2홈이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제1홈과 상기 제2홈 사이에는 가이드 볼이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 구동부는 회로 기판을 구비하고, 상기 회로 기판에 상기 구동 코일이 배치될 수 있다.

여기서, 상기 회로 기판은 연성 회로 기판일 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조를 가지고도 흔들림 보정 성능이 뛰어난 촬상 모듈을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 모듈의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 상부 프레임부와 탄성부재의 모습을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 움직임부의 저면를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 하부 프레임부와 구동부를 도시한 일부 투시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 촬상 모듈(100)은, 촬상부(110), 프레임부(120), 움직임부(130), 구동부(140)를 포함한다.

촬상부(110)는, 렌즈부(111), 필터(112), 촬상 소자(113), 외부 경통(114)을 포함하고 있다.

렌즈부(111)는 피사체의 영상광을 투과시키는 기능을 수행하는데, 포커스 렌즈, 조리개 등이 포함된다. 그 중 포커스 렌즈는 초점을 맞추기 위한 렌즈이고, 렌 즈간의 거리를 변화시켜 초점을 맞추기 위해 포커스 렌즈의 부근에 압전 모터 등이 배치되어 있다. 조리개는, 피사체를 촬영할 때에 촬상 소자(113)로 들어가는 광량을 조절하는 장치이다.

필터(112)는 렌즈부(111)와 촬상 소자(113) 사이에 배치된다.

필터(112)는 적외선 차단 필터가 사용되는데, 얇은 필름 또는 유리판의 형상을 가진다.

본 실시예의 필터(112)는 1장의 적외선 차단 필터가 사용되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 필터의 매수 및 종류에는 특별한 제한이 없다. 즉, 본 발명에 따른 필터는 2장 이상이 사용될 수 있고, 또한, 사용되는 필터의 종류에도 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 필터는 자외선 차단 필터, 색 보정 필터 등이 사용될 수 있다. 또한, 1장의 필터를 사용하더라도 각각 기능이 상이한 복수의 층들을 가지는 필터가 사용될 수도 있다.

한편, 외부로부터 입사된 영상광은 렌즈부(111)와 필터(112)를 경유하여 촬상 소자(113)에 결상되는데, 촬상 소자(113)로는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 소자가 이용된다.

본 실시예에 따른 촬상 소자(113)로는 CMOS 소자가 이용되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 촬상 소자로는 CCD(charge coupled device)가 이용되어도 되고, 그 밖의 이미지 센서를 이용해도 된다. 여기서, CMOS 소자를 이용하면, CCD 소자보다도 고속으로 피사체의 영상광을 전기 신호로 변환할 수 있으므로, 피사체의 촬영 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

촬상 소자(113)의 일측에는 촬상 소자(113)와 휴대용 전자 장치(미도시)의 영상 제어부(미도시)를 전기적으로 연결시키는 연성 회로 기판(113a)이 설치된다.

외부 경통(114)은, 렌즈부(111), 필터(112), 촬상 소자(113)를 수용하며, 전체적으로는 육면체의 외부 형상을 가지고 있다.

한편, 프레임부(120)는 상자의 형상으로 형성되며, 촬상부(110), 움직임부(130) 및 구동부(140)를 수용하고 있는데, 프레임부(120)는 상부 프레임부(121)와 하부 프레임부(122)로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상부 프레임부(121)는 마치 상자의 뚜껑과 유사한 형상을 가지는데, 상부 프레임부(121)의 중앙부에는 영상광이 통과할 수 있도록 개구부(121a)가 형성되어 있다.

상부 프레임부(121)의 안쪽면과 외부 경통(114)의 상면 사이에는 탄성부재(151)가 배치된다.

탄성부재(151)는 판스프링의 구조를 가지고 있는데, 외부 경통(114)의 상면에 소정의 탄성력을 가함으로써, 외부 경통(114)이 장착된 움직임부(130)의 움직임의 제어 작용에 도움을 주고, 구동부(140)가 작동하지 않을 때, 촬상부(110)의 자세 상태를 초기 상태로 회귀시키는 기능을 수행한다. 즉, 이를 위해 약간의 탄성력이 작용하게끔, 탄성부재(151)를 압축한 상태에서 세팅시켜 촬상 모듈(100)을 조립하게 된다.

탄성부재(151)에는 영상광이 통과되도록 구멍(151a)이 형성되어 있다.

본 실시예에 따르면, 탄성부재(151)는 판스프링의 구조를 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 탄성부재는 촬상부와 프레임부 사이에 배치되어 촬상부를 소정의 탄성력으로 누르는 작용을 수행하면 되고, 구체적인 형상이나 형식에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 탄성부재는 일반적인 원통 코일 스프링, 원추 코일 스프링, 접시 스프링, 링 스프링 등 다양한 형상과 형식의 스프링이 적용될 수 있다.

하부 프레임부(122)는 상부 및 측면의 일부가 개구된 상자의 형상을 가지고 있으며, 하부 프레임부(122)의 내부 바닥면에는 구동부(140)가 배치된다.

또한, 하부 프레임부(122)의 내부 바닥면에는 볼 지지부(122a)가 형성된다. 볼 지지부(122a)는 원통형의 형상을 가지며, 소정의 높이로 형성되어 있다. 여기서, 소정의 높이는 움직임부(130)가 움직일 수 있는 공간의 확보와 관련이 있으며, 설계자는 흔들림을 보정하기 위해 필요한 움직임부(130)의 움직임의 양을 결정한 후, 그 필요 움직임의 양에 따라 볼 지지부(122a)의 높이를 결정한다.

볼 지지부(122a)에는 제1홈(122a_1)이 형성되는데, 제1홈(122a_1)은 반구 형상으로 파여지도록 형성되며, 조립 시 가이드 볼(152)이 끼워지게 된다.

본 실시예에 따르면, 볼 지지부(122a)는 원통의 형상을 가지도록 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 볼 지지부는 가이드 볼(152)이 끼워지는 제1홈(122a_1)이 형성될 수 있는 형상이기만 하면 되고, 그 외의 특별한 제한은 없다.

본 실시예에 따르면, 제1홈(122a_1)의 형상이 반구 형상을 가지도록 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제1홈은 가이드 볼(152) 이 끼워질 수 있는 형상이기만 하면 되고, 그 외의 특별한 제한은 없다.

본 실시예에 따르면 프레임부(120)는 제조의 편의를 위해 수직 방향으로 나누어 상부 프레임부(121)와 하부 프레임부(122)의 2부분으로 구성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 프레임부(120)는 3개, 4개 등의 부분으로 구성될 수 있고, 수직 방향이 아닌 수평 방향으로 나누어 구성될 수도 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 움직임부(130)에는 촬상부(110)가 장착되는데, 이를 위해 움직임부(130)는 상면와 측면의 일부가 제거된 상자의 형상을 가진다. 즉, 촬상부(110)는 움직임부(130)의 내부에 위치한 바닥면에 장착되게 된다.

본 실시예에 따르면, 움직임부(130)는 상면과 측면의 일부가 제거된 상자의 형상을 가지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 움직임부의 형상에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 움직임부는 판상의 형상을 가지고, 그 일면에 촬상부(110)가 장착될 수 있도록 구성할 수도 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 움직임부(130)의 저면에는 4개의 자석(131)이 배치된다. 4개의 자석(131)은 영구자석으로 이루어져 있는데, 구동부(140)와 함께 움직임부(130)의 움직임을 일으켜 흔들림을 보정하는 작용을 수행한다.

본 실시예에 따르면, 움직임부(130)의 저면에 4개의 자석(131)이 배치되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 움직임부에 배치되는 자석의 개수에는 특별한 제한이 없다. 그러나, 흔들림 보정 작용을 원활하게 수행하기 위해서는 적어도 3개의 자석이 움직임부(130)에 배치되는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따르면, 움직임부(130)의 저면에 배치되는 자석(131)은 영구자석으로 구성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 자석은 영구자석 뿐만 아니라 전자석 또는 자성이 있는 기타의 강자성체로 구성되어도 된다.

움직임부(130)의 저면의 중앙부에는 제2홈(132)이 형성된다. 제2홈(132)은 반구 형상으로 파여지도록 형성되는데, 하부 프레임부(122)의 볼 지지부(122a)에 형성된 제1홈(122a_1)과 대응되는 위치에 형성된다.

본 실시예에 따르면, 제2홈(132)의 형상이 반구 형상을 가지도록 형성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 제2홈은 가이드 볼(152)이 끼워질 수 있는 형상이기만 하면 되고, 그 외의 특별한 제한은 없다.

조립 시, 제1홈(122a_1)과 제2홈(132) 사이에는 가이드 볼(152)이 배치되어, 움직임부(130)의 움직임을 원활하게 하고, 움직임부(130)의 움직임을 가이드하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 구동부(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 프레임부(122)의 내부 바닥면에 장착된다.

구동부(140)는, 휴대용 전자 장치의 제어부(170: 도 6 참조)로부터 전원을 공급받아 구동 코일(142)을 구동함으로써, 움직임부(130)를 움직여 흔들림을 보정하는 기능을 수행한다.

구동부(140)는, 회로 기판(141)과, 4개의 구동 코일(142)을 포함한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 회로 기판(141)은 제어부(170)와 전기적으로 연결되어 있다. 본 실시예의 회로 기판(141)은 연성 회로 기판으로 이루어지나 본 발명 은 이에 한정하지 않는다. 즉, 구동 코일(142)에 전원을 공급하여, 구동 코일(142)을 제어할 수 만 있다면, 그 형식 및 형상에는 제한이 없다. 예를 들면, 회로 기판(141)은 경성 회로 기판으로 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 회로 기판(141)은 단순히 휴대용 전자 장치의 제어부(170)로부터 전원을 공급받아 구동 코일(142)에 전원을 공급하는 기능을 수행하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 회로 기판에는 구동 코일(142)로 들어가는 전류를 직접 제어하는 제어 회로를 구비할 수 있다. 그 경우에는, 회로 기판이 직접 흔들림 센서로부터 흔들림 정보를 받아 연산한 후 4개의 구동 코일(142)에 전류의 양을 적절히 인가하여, 움직임부(130)의 움직임을 제어할 수도 있다.

한편, 구동 코일(142)은 자석(131)과 상호 작용하여, 전자기력으로 움직임부(130)의 움직임을 일으켜 흔들림을 보정하는 작용을 수행한다.

본 실시예에 따르면, 구동 코일(142)은 4개로 구성되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 구동부(140)에 배치되는 구동 코일(142)의 개수는 자석(131)의 수와 동일하게 된다. 따라서, 자석(131)이 3개로 배치되었으면 구동 코일(142)도 3개로, 자석(131)이 5개로 배치되었으면 구동 코일(142)도 5개로 배치되게 된다.

이하에서는, 상기와 같은 촬상 모듈(100)의 구성을 기초로 하여, 본 실시예의 촬상 모듈(100)의 흔들림 보정 작용을 상세히 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 모듈에서 프레임부를 제외하고 도 시한 개략적인 도면이다.

촬상 모듈(100)을 사용하여 촬상 중에는 손떨림 등에 의해 흔들림이 발생하는 경우가 있는데, 그러한 흔들림의 움직임은 일반적으로 6가지 방향의 움직임으로 분해할 수 있다.

즉, 촬상 모듈(100)의 흔들림은, 도 6에 도시된 바와 같이, xyz 일반 좌표계의 x축, y축, z축의 방향으로 한 병진 운동과, x축, y축, z축을 중심으로 한 회전 운동으로 분해할 수 있다.

특히, 촬상 시 손떨림과 관련되어서는 변화량이 큰 회전 운동을 고려하는 것이 중요한데, 본 실시예의 촬상 모듈(100)의 구조와 장착되는 휴대용 전자 장치(휴대 전화 등)의 구조를 고려해 보면, 본 실시예의 경우에는 x축을 중심으로 한 회전(Yaw)과, y축을 중심으로 한 회전(Pitch)이 가장 중요하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는, 그러한 흔들림을 보정하기 위해 2축의 흔들림 보정 방식을 사용한다.

즉, 본 실시예에 따른 촬상 모듈(100)의 구성은, x축을 중심으로 한 회전(Yaw) 흔들림과, y축을 중심으로 한 회전(Pitch) 흔들림을 보정하기 위한 구성이다. 이를 위해, 설계자의 설계에 따라, 움직임부(130)의 자석(131)과, 구동부(140)의 구동 코일(142)을 적절히 배치하게 된다.

촬영 대기 중이나 촬영 직전에, 촬상 모듈(100)이 장착되는 휴대용 전자 장치(미도시)에 x축을 중심으로 한 회전 흔들림과, y축을 중심으로 한 회전 흔들림이 발생하게 되면, 휴대용 전자 장치의 제1 센서(161) 및 제2 센서(162)가 흔들림을 측정하여, 측정한 흔들림 양을 휴대용 전자 장치의 제어부(170)로 전송한다.

여기서, 제1 센서(161)와 제2 센서(162)는 각각 x축을 중심으로 한 회전 흔들림의 양과, y축을 중심으로 한 회전 흔들림의 양을 측정하는 센서로서 자이로 센서 등이 사용될 수 있다.

제어부(170)는, 제1 센서(161) 및 제2 센서(162)로부터 받은 데이터를 연산하여 흔들림을 상쇄하는 방향으로 움직임부(130)가 움직이도록, 구동 코일(142)들에 입력되는 전류를 조절하여 구동 코일(142)들과 자석(131)들 사이에 작용하는 전자기력을 제어한다.

즉, 움직임부(130)의 저면에 배치된 자석(131)들은 구동 코일(142)들과의 상호 작용으로 인력 또는 척력이 작용하게 됨으로써, 움직임부(130)의 자세가 조절되게 된다. 움직임부(130)의 자세 조절은 흔들림을 상쇄하는 방향으로 이루어지게 되는데, 이 때, 탄성부재(151) 및 가이드 볼(152)은, 움직임부(130)의 흔들림 보정 움직임을 가이드하여 흔들림 보정 작용을 원활하게 수행하도록 돕는다.

상기 예에서는, 촬상 모듈(100)이 장착되는 휴대용 전자 장치에 x축을 중심으로 한 회전 흔들림과, y축을 중심으로 한 회전 흔들림이 동시에 발생하게 되는 일반적인 경우를 설명하였으나, 휴대용 전자 장치에 x축을 중심으로 한 회전 흔들림과, y축을 중심으로 한 회전 흔들림이 각각 단독으로 발생하는 경우에도 그러한 회전 흔들림을 상쇄하는 방향으로 움직임부(130)의 움직임이 제어될 수 있음은 물론이다.

이상과 같이, 본 실시예의 촬상 모듈(100)은 흔들림을 보정하기 위해, 움직임부(130)와 구동부(140)를 이용한 2축의 흔들림 보정 방식을 사용하므로, 성능이 뛰어난 흔들림 보정을 수행할 수 있는 장점이 있게 된다.

또한, 본 실시예의 촬상 모듈(100)은, 촬상부(110)와 프레임부(120) 사이에 탄성부재(151)가 배치되고, 움직임부(130)와 프레임부(120) 사이에 가이드 볼(152)이 배치됨으로써, 간단한 구조로도 정확한 흔들림 보정을 수행할 수 있는 장점이 있게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 촬상 모듈(100)은 휴대용 전자 장치에 사용될 수 있으며, 특히, 촬상 기능이 있는 휴대 전화, PMP(portable multimedia player), 전자사전, 전자수첩, 내비게이션, 소형 노트북 등에도 적용이 가능하다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 모듈의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 상부 프레임부와 탄성부재의 모습을 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 움직임부의 저면를 도시한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 하부 프레임부와 구동부를 도시한 일부 투시도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 모듈에서 프레임부를 제외하고 도시한 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 촬상 모듈 110: 촬상부

111: 렌즈부 112: 필터

113: 촬상 소자 114: 외부 경통

120: 프레임부 121: 상부 프레임부

122: 하부 프레임부 122a: 볼 지지부

122a_1: 제1홈 130: 움직임부

131: 자석 132: 제2홈

140: 구동부 141: 회로 기판

142: 구동 코일 151: 탄성부재

152: 가이드 볼 161: 제1 센서

162: 제2 센서 170: 휴대용 전자 장치의 제어부

Claims (10)

1. 피사체를 촬상하는 촬상부;

   상기 촬상부를 수용하는 프레임부;

   상기 촬상부가 장착되며, 일면에 적어도 하나의 자석이 배치되는 움직임부; 및

   상기 자석과 대응되는 위치에 구동 코일을 구비하고, 상기 프레임부에 배치되는 구동부;를 포함하는 촬상 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 촬상부는, 렌즈부와, 상기 렌즈부의 일측에 배치된 촬상 소자를 구비한 촬상 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 프레임부에는 영상광이 통과할 수 있도록 개구부가 형성된 촬상 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 촬상부와 상기 프레임부 사이에는 탄성부재가 배치되는 촬상 모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 탄성부재는 판스프링인 촬상 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 프레임부의 내부 면들 중 상기 움직임부와 마주보는 면에는 볼 지지부가 형성되고, 상기 볼 지지부에는 제1홈이 배치되는 촬상 모듈.
7. 제6항에 있어서,

   상기 움직임부의 면들 중 상기 제1홈과 대응되는 위치에 제2홈이 배치되는 촬상 모듈.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1홈과 상기 제2홈 사이에는 가이드 볼이 배치되는 촬상 모듈.
9. 제1항에 있어서,

   상기 구동부는 회로 기판을 구비하고, 상기 회로 기판에 상기 구동 코일이 배치되는 촬상 모듈.
10. 제9항에 있어서,

    상기 회로 기판은 연성 회로 기판인 촬상 모듈.

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