KR20200109018A - Filter actuator, camera module including the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 필터 액추에이터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.The embodiment relates to a filter actuator and a camera module including the same.
휴대용 장치의 사용자는 고해상도를 가지며 크기가 작고 다양한 촬영 기능[광학 줌 기능(zoom-in/zoom-out), 오토포커싱(Auto-Focusing, AF) 기능, 손떨림 보정 내지 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer, OIS) 기능 등]을 가지는 광학 기기를 원하고 있다. 이러한 촬영 기능은 여러 개의 렌즈를 조합해서 직접 렌즈를 움직이는 방법을 통해 구현될 수 있으나, 렌즈의 수를 증가시킬 경우 광학 기기의 크기가 커질 수 있다.Users of portable devices have high resolution, small size, and various shooting functions (optical zoom function (zoom-in/zoom-out), auto-focusing (AF) function), image stabilization or image stabilization (Optical Image Stabilizer, OIS) function, etc.] wants an optical device. Such a photographing function may be implemented through a method of directly moving a lens by combining a plurality of lenses, but if the number of lenses is increased, the size of an optical device may increase.
오토 포커스와 손떨림 보정 기능은, 렌즈 홀더에 고정되어 광축이 정렬된 여러 개의 렌즈 모듈이, 광축 또는 광축의 수직 방향으로 이동하거나 틸팅(Tilting)하여 수행되고, 렌즈 모듈을 구동시키기 위해 별도의 렌즈 구동 장치가 사용된다. 그러나 렌즈 구동 장치는 전력 소모가 높으며, 이를 보호하기 위해서 카메라 모듈과 별도로 커버 글라스를 추가해야 함에 따른 두께 증가 문제를 가진다.The autofocus and image stabilization functions are performed by moving or tilting several lens modules fixed to the lens holder and aligned with the optical axis, and a separate lens is driven to drive the lens module. The device is used. However, the lens driving device consumes high power, and has a problem of increasing the thickness due to the need to add a cover glass separately from the camera module to protect it.
또한, 고품질 이미지에 대한 수요자의 요구가 증대됨에 따라, 고해상도 이미지를 촬영할 수 있는 이미지 센서가 요구되고 있다. 그러나, 이를 위해 이미지 센서에 포함되는 픽셀의 수가 증가될 수 밖에 없는데, 이는 이미지 센서의 크기를 증가시키게 되고 소모 전력이 낭비되는 결과를 초래할 수 있다.In addition, as demands by consumers for high-quality images increase, an image sensor capable of capturing high-resolution images is required. However, for this purpose, the number of pixels included in the image sensor is inevitably increased, which may result in an increase in the size of the image sensor and power consumption.
즉, 기존의 카메라 모듈은 복수의 어레이의 데이터를 그대로 사용하므로, 이미지 센서의 물리적 분해능만큼의 해상도를 갖는 한계가 있다. 또한, 초해상도의 이미지를 생성하기 위해서는 다수의 카메라를 사용해야 하는 제약이 따른다.That is, since the existing camera module uses data of a plurality of arrays as it is, there is a limit to having a resolution equal to the physical resolution of the image sensor. In addition, there is a limitation in that a plurality of cameras must be used in order to generate an image of super resolution.
실시 예에서는, 이미지 센서의 픽셀 수를 증가시키지 않고 초해상도 이미지를 생성할 수 있도록 필터를 틸팅시키는 필터 액추에이터, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 카메라 장치를 제공할 수 있도록 한다.In an embodiment, it is possible to provide a filter actuator for tilting a filter so as to generate a super-resolution image without increasing the number of pixels of the image sensor, a camera module including the same, and a camera device.
실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the embodiment are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.
실시 예에 따른 필터 액추에이터는 제1 오픈 영역을 포함하는 제1 프레임부; 상기 제1 프레임부의 상기 제1 오픈 영역 내에 배치되고, 필터가 배치되는 제2 오픈 영역을 포함하는 제2 프레임부; 및 상기 제1 프레임부 및 상기 제2 프레임부와 결합되고, 상기 제1 오픈 영역 내에서 상기 제2 프레임부를 탄성지지하는 스프링부를 포함하고, 상기 제1 프레임부는, 상기 제1 오픈 영역을 포함하는 기판 프레임; 상기 기판 프레임의 외측면에 배치되는 구동 기판; 및 상기 구동 기판에 배치되고, 상기 제1 오픈 영역 상에 노출되어 상기 제2 프레임부의 외측면과 마주보는 코일부를 포함한다.The filter actuator according to the embodiment includes: a first frame portion including a first open area; A second frame unit disposed within the first open area of the first frame unit and including a second open area in which a filter is disposed; And a spring portion coupled to the first frame portion and the second frame portion and elastically supporting the second frame portion within the first open area, wherein the first frame portion includes the first open area. A substrate frame; A driving substrate disposed on an outer surface of the substrate frame; And a coil part disposed on the driving substrate and exposed on the first open area to face an outer surface of the second frame part.
또한, 상기 기판 프레임은, 코너 영역에 배치되고, 체결 부재가 삽입되는 복수의 제1 홀; 및 상기 코너 영역에 배치되는 적어도 하나의 제1 돌기를 포함한다.Further, the substrate frame may include a plurality of first holes disposed in a corner region and into which a fastening member is inserted; And at least one first protrusion disposed in the corner region.
또한, 상기 기판 프레임은, 코너 영역의 내측면에서 상기 제1 오픈 영역을 향하여 돌출된 연장부를 포함하고, 상기 연장부는, 상기 기판 프레임에 대해 단차를 가진다.In addition, the substrate frame includes an extension portion protruding from an inner surface of the corner area toward the first open area, and the extension portion has a step with respect to the substrate frame.
또한, 상기 기판 프레임은, 상기 연장부의 상면에 배치되는 제2 돌기; 및 상기 연장부의 하면에 배치되는 제3 돌기를 포함하며, 상기 스프링부는, 상기 제2 돌기에 결합되는 제1 스프링; 및 상기 제3 돌기에 결합되는 제2 스프링을 포함한다.In addition, the substrate frame may include a second protrusion disposed on an upper surface of the extension part; And a third protrusion disposed on a lower surface of the extension part, wherein the spring part comprises: a first spring coupled to the second protrusion; And a second spring coupled to the third protrusion.
또한, 상기 제2 돌기의 상면은, 상기 기판 프레임의 상면보다 낮게 위치하고, 상기 제 3 돌기의 하면은, 상기 기판 프레임의 하면보다 높게 위치한다.Further, an upper surface of the second protrusion is positioned lower than an upper surface of the substrate frame, and a lower surface of the third protrusion is positioned higher than a lower surface of the substrate frame.
또한, 상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은, 상호 대칭 구조를 가진다.In addition, the first spring and the second spring have a mutually symmetric structure.
또한, 상기 기판 프레임은, 외측면 및 내측면을 길이 방향으로 관통하며 형성되고, 상기 코일부가 삽입되는 제2 홀을 포함한다.In addition, the substrate frame includes a second hole formed by penetrating the outer and inner surfaces in the longitudinal direction and into which the coil unit is inserted.
또한, 상기 코일부는, 상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 서로 마주보는 제1 및 제3 코일과, 상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 상기 제1 및 제3 코일 사이에서 서로 마주보며 배치되는 제2 및 제4 코일을 포함하고, 상기 제1 및 제3 코일의 배치 방향은, 상기 제2 및 제4 코일의 배치 방향에 대해 직교한다.In addition, the coil unit may include first and third coils disposed on an outer surface of the substrate frame and facing each other, and a first and third coil disposed on the outer surface of the substrate frame, and disposed to face each other between the first and third coils. And second and fourth coils, and the arrangement directions of the first and third coils are orthogonal to the arrangement directions of the second and fourth coils.
또한, 상기 구동 기판은, 상기 기판 프레임의 외측면을 둘러싸며 배치되고, 상기 코일부가 배치되는 제1 기판부와; 상기 제1 기판부로부터 연장되고, 연성회로기판과 연결되는 커넥터부가 배치된 제2 기판부를 포함한다.In addition, the driving substrate may include: a first substrate portion disposed surrounding an outer surface of the substrate frame and on which the coil portion is disposed; And a second substrate portion extending from the first substrate portion and having a connector portion connected to the flexible circuit board disposed thereon.
또한, 상기 제1 프레임부는, 상기 구동 기판 상에 배치되고, 상기 코일부의 내측면 내에 위치하는 위치 센서부를 포함한다.In addition, the first frame unit includes a position sensor unit disposed on the driving substrate and positioned within an inner surface of the coil unit.
또한, 상기 코일부는, 일단의 제1 인출선 및 상기 일단과 반대되는 타단의 제2 인출선을 포함하고, 상기 제1 및 제2 인출선은, 상기 코일부의 장변 방향과 수평한 방향으로 인출되며, 상기 구동 기판은, 상기 코일부의 장변 방향과 수평한 방향에 배치되고, 상기 제1 및 제2 인출선과 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함한다.In addition, the coil unit includes a first lead line at one end and a second lead line at the other end opposite to the one end, and the first and second lead lines are drawn in a direction horizontal to a long side direction of the coil unit. The driving substrate includes first and second terminals disposed in a direction horizontal to a long side direction of the coil unit and connected to the first and second lead lines, respectively.
또한, 상기 제2 프레임부는, 상기 제2 오픈 영역을 포함하고, 단차 영역을 포함하는 필터 프레임; 상기 필터 프레임의 4개의 변으로부터 각각 연장되는 제1 내지 제4 마그네트 프레임; 상기 필터 프레임의 상기 단차 영역에 배치되는 필터; 및 상기 제1 내지 제4 마그네트 프레임의 외측면에 각각 배치되며, 상기 제1 코일과 마주보는 제1 마그네트와, 상기 제2 코일과 마주보는 제2 마그네트와, 상기 제3 코일과 마주보는 제3 마그네트와, 상기 제4 코일과 마주보는 제4 마그네트를 포함하는 마그네트부;를 포함한다.In addition, the second frame portion may include a filter frame including the second open area and including a stepped area; First to fourth magnet frames each extending from four sides of the filter frame; A filter disposed in the stepped region of the filter frame; And a first magnet facing the first coil, a second magnet facing the second coil, and a third magnet facing the third coil, respectively disposed on outer surfaces of the first to fourth magnet frames. And a magnet unit including a magnet and a fourth magnet facing the fourth coil.
또한, 상기 마그네트 프레임은, 상면 및 하면에 각각 배치되고, 상기 제1 및 제2 스프링과 결합되는 제5 돌기를 포함한다.In addition, the magnet frame includes fifth protrusions disposed on an upper surface and a lower surface, respectively, and coupled to the first and second springs.
또한, 상기 필터는, 게르마늄 또는 실리콘을 포함한다.In addition, the filter contains germanium or silicon.
또한, 상기 제1 및 제2 스프링은, 상기 제1 내지 제4 마그네트에 의해 둘러싸인 내측 영역에 위치한다.In addition, the first and second springs are located in an inner region surrounded by the first to fourth magnets.
한편, 실시 예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더의 일측에 결합되는 렌즈부; 상기 렌즈 홀더의 타측에 결합되는 센서부; 및 상기 렌즈 홀더 내에 수용되고, 상기 렌즈부 및 상기 센서부 사이에 배치되는 필터 액추에이터를 포함하고, 상기 필터 액추에이터는, 제1 오픈 영역을 포함하는 제1 프레임부; 상기 제1 프레임부의 상기 제1 오픈 영역 내에 배치되고, 필터가 배치되는 제2 오픈 영역을 포함하는 제2 프레임부; 및 상기 제1 프레임부 및 상기 제2 프레임부와 결합되고, 상기 제1 오픈 영역 내에서 상기 제2 프레임부를 탄성지지하는 스프링부를 포함하고, 상기 제1 프레임부는, 상기 제1 오픈 영역을 포함하는 기판 프레임; 상기 기판 프레임의 외측면에 배치되는 구동 기판; 및 상기 구동 기판에 배치되고, 상기 제1 오픈 영역 상에 노출되어 상기 제2 프레임부의 외측면과 마주보는 코일부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 오픈 영역은, 광축 방향을 중심으로 상기 렌즈부 및 상기 센서부와 정렬된다.On the other hand, the camera module according to the embodiment is a lens holder; A lens unit coupled to one side of the lens holder; A sensor unit coupled to the other side of the lens holder; And a filter actuator accommodated in the lens holder and disposed between the lens unit and the sensor unit, wherein the filter actuator includes: a first frame unit including a first open area; A second frame unit disposed within the first open area of the first frame unit and including a second open area in which a filter is disposed; And a spring portion coupled to the first frame portion and the second frame portion and elastically supporting the second frame portion within the first open area, wherein the first frame portion includes the first open area. A substrate frame; A driving substrate disposed on an outer surface of the substrate frame; And a coil unit disposed on the driving substrate and exposed on the first open area to face an outer surface of the second frame unit, wherein the first and second open areas include the lens in the optical axis direction. It is aligned with the part and the sensor part.
또한, 상기 렌즈부는, ZnS로 구성된 렌즈를 포함하고, 상기 센서부는, 마이크로볼로미터를 포함한다.In addition, the lens unit includes a lens composed of ZnS, and the sensor unit includes a microbolometer.
또한, 상기 제2 프레임부는, 상기 제2 오픈 영역을 포함하고, 단차 영역을 포함하는 필터 프레임; 상기 필터 프레임의 4개의 변으로부터 각각 연장되는 마그네트 프레임; 상기 필터 프레임의 상기 단차 영역에 배치되는 필터; 및 상기 마그네트 프레임의 외측면에 각각 배치되며, 상기 코일부와 마주보는 마그네트부;를 포함한다.In addition, the second frame portion may include a filter frame including the second open area and including a stepped area; A magnet frame extending from four sides of the filter frame, respectively; A filter disposed in the stepped region of the filter frame; And a magnet portion disposed on an outer surface of the magnet frame and facing the coil portion.
또한, 상기 코일부는, 상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 서로 마주보는 제1 및 제3 코일과, 상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 상기 제1 및 제3 코일 사이에서 서로 마주보며 배치되는 제2 및 제4 코일을 포함하고, 상기 마그네트부는, 상기 제1 코일과 마주보는 제1 마그네트와, 상기 제2 코일과 마주보는 제2 마그네트와, 상기 제3 코일과 마주보는 제3 마그네트와, 상기 제4 코일과 마주보는 제4 마그네트를 포함하는 마그네트부;를 포함한다.In addition, the coil unit may include first and third coils disposed on an outer surface of the substrate frame and facing each other, and a first and third coil disposed on the outer surface of the substrate frame, and disposed to face each other between the first and third coils. And second and fourth coils, wherein the magnet part comprises: a first magnet facing the first coil, a second magnet facing the second coil, and a third magnet facing the third coil And a magnet part including a fourth magnet facing the fourth coil.
또한, 상기 필터는 제1 내지 제4 틸팅 상태를 포함하고, 상기 제1 틸팅 상태에서, 상기 제1 및 제3 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제1 마그네트는 상기 제1 코일에 대해 상측 이동하고, 상기 제3 마그네트는 제3 코일에 대해 하측 이동하고, 상기 제2 틸팅 상태에서, 상기 제2 및 제4 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제2 마그네트는 상기 제2 코일에 대해 상측 이동하고, 상기 제4 마그네트는 제4 코일에 대해 하측 이동하며, 상기 제3 틸팅 상태에서, 상기 제1 및 제3 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제1 마그네트는 상기 제1 코일에 대해 하측 이동하고, 상기 제3 마그네트는 제3 코일에 대해 상측 이동하고, 상기 제4 틸팅 상태에서, 상기 제2 및 제4 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제2 마그네트는 상기 제2 코일에 대해 하측 이동하고, 상기 제4 마그네트는 제4 코일에 대해 상측 이동한다.In addition, the filter includes first to fourth tilting states, and in the first tilting state, based on the current applied to the first and third coils, the first magnet is upper side with respect to the first coil. Moves, the third magnet moves downward with respect to the third coil, and in the second tilting state, based on the current applied to the second and fourth coils, the second magnet is applied to the second coil. It moves upward, the fourth magnet moves downward with respect to the fourth coil, and in the third tilting state, based on the current applied to the first and third coils, the first magnet is applied to the first coil. And the third magnet moves upward with respect to the third coil, and in the fourth tilting state, based on the current applied to the second and fourth coils, the second magnet is the second coil It moves downward with respect to, and the fourth magnet moves upward with respect to the fourth coil.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면 카메라 모듈 세트로부터 독립된 필터 액추에이터를 제공할 수 있다. 이에 따르면 필터 액추에이터의 모듈 단품으로 사전 특성 확인 및 품질 관리가 가능하고, 세트에는 단순 체결 작업만 진행함에 따라 조립 과정에 의한 불량 발생을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a filter actuator that is independent from the camera module set. According to this, it is possible to check characteristics and quality control in advance with a single module of the filter actuator, and it is possible to minimize the occurrence of defects due to the assembly process as only a simple fastening operation is performed on the set.
즉, 실시 예에 의하면 별개의 필터 액추에이터의 조립 형태로 초해상도 이미지를 제공할 수 있으며, 이에 따라 카메라 모듈의 설계 시에 필터 액추에이터의 구조를 고려하지 않아도 됨에 따른 설계 자유도를 확보할 수 있다. 또한, 초해상도 이미지 제공 기능이 구비되지 않은 종래의 카메라 모듈에서도 상기 필터 액추에이터의 조립을 통해 초해상도 이미지를 제공할 수 있음에 따른 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다. That is, according to the embodiment, a super-resolution image may be provided in the form of an assembly of a separate filter actuator, and thus, design freedom can be secured as the structure of the filter actuator is not required when designing a camera module. In addition, even in a conventional camera module that is not equipped with a super-resolution image providing function, user satisfaction can be improved as the super-resolution image can be provided through assembly of the filter actuator.
또한, 실시 예에 의하면 마이크로볼로미터로 구성되는 센서의 픽셀 사이즈에 따라 필터 액추에이터에 인가되는 구동 전류만을 변경하여 필터의 틸팅 각도를 조정할 수 있으며, 이에 따라 픽셀 사이즈에 구애받지 않고 모든 센서에 적용 가능하다.In addition, according to the embodiment, the tilting angle of the filter can be adjusted by changing only the driving current applied to the filter actuator according to the pixel size of the sensor composed of the microbolometer, and accordingly, it can be applied to all sensors regardless of the pixel size. .
또한, 실시 예에 의하면, 마그네트와 코일을 포함하는 구동부를 기준으로 스프링이 수직 방향이 아닌 수평 방향에 배치되도록 함으로써, 필터 액추에이터의 두께를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 필터 액추에이터의 틸팅 가능 각도를 증가시켜 보다 넓은 동작 구간 확보가 가능하다.In addition, according to an embodiment, the thickness of the filter actuator can be reduced by placing the spring in a horizontal direction rather than a vertical direction based on a driving unit including a magnet and a coil, thereby increasing the tiltable angle of the filter actuator. It is possible to secure a wider operating section.
또한, 실시 예에 의하면, 제1 프레임 및 제2 프레임의 상하부에 각각 배치되는 스프링이 대칭 구조를 가지도록 함으로써, 보다 안정적으로 필터를 4방향으로 틸팅시킬 수 있으며, 이에 따른 균일한 동작성을 제공할 수 있다. 또한, 실시 예에 의하면, 카메라 모듈 내에서의 필터 액추에이터의 배치 방향에 따라 발생하는 자세차를 최소화할 수 있다. In addition, according to the embodiment, the first frame and the second frame, respectively, the upper and lower portions of the spring arranged to have a symmetrical structure, the filter can be more stably tilted in four directions, thereby providing uniform operation. can do. Further, according to the embodiment, it is possible to minimize a difference in posture that occurs according to the arrangement direction of the filter actuator in the camera module.
또한, 실시 예에 의하면, 구동 기판 상에서, 코일의 배치 방향을 기준으로 수평 방향으로 솔더 본딩을 적용하여, 구동 기판의 두께를 감소시킬 수 있을뿐 아니라 더 큰힘을 내기 위해 필요한 코일 배치 공간의 확보가 가능하다. In addition, according to the embodiment, by applying solder bonding in a horizontal direction based on the arrangement direction of the coil on the driving substrate, it is possible to reduce the thickness of the driving substrate and secure the coil arrangement space necessary to exert a greater force. It is possible.
또한, 실시 예에 의하면, 센서의 픽셀 수를 증가시키지 않고도 초고해상도의 이미지를 얻을 수 있다. 즉, 실시 예에서는 광 경로를 변경시키는 필터 액추에이터를 이용하여 1픽셀의 절반(0.5)만큼 쉬프트된 다수의 어레이 데이터를 이용하므로, 이미지 센서의 물리적 분해능보다 높은 초해상도를 갖는 이미지를 얻을 수 있다.In addition, according to the exemplary embodiment, an image of ultra high resolution can be obtained without increasing the number of pixels of the sensor. That is, in the embodiment, since a plurality of array data shifted by half (0.5) of one pixel is used using a filter actuator that changes the optical path, an image having a super resolution higher than the physical resolution of the image sensor can be obtained.
또한, 실시 예에 의하면, 순차적으로 입력되는 현재 프레임에 대해 연속적으로 합성 프레임을 생성함으로써, 프레임 레이트의 저하를 방지할 수 있다.In addition, according to an embodiment, by continuously generating a composite frame with respect to the sequentially input current frame, it is possible to prevent a reduction in the frame rate.
실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained in the embodiments are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs from the following description.
도 1은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 외형을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 실시 예에 따른 실시 예에 따른 필터 액추에이터의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 필터 액추에이터의 외형을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 필터 액추에이터의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 제1 프레임부의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 제1 프레임을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6의 코일 기판을 확대한 도면이다.
도 9는 도 5의 제2 프레임부의 분해 사시도이다.
도 10은 도 5의 스프링부를 확대한 도면이다.
도 11은 필터 액추에이터의 일부 영역을 확대한 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에서 설명되는 카메라 모듈의 동작 방법을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 동작 방법에 대한 타이밍도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 프레임 합성 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing an external appearance of a camera module according to an embodiment.
2 is an exploded perspective view of the camera module shown in FIG. 1.
3 is a diagram for explaining an operating principle of a filter actuator according to an embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing the external appearance of the filter actuator shown in FIG. 1.
5 is an exploded perspective view of the filter actuator of FIG. 4.
6 is an exploded perspective view of the first frame portion of FIG. 5.
7 is a diagram illustrating the first frame of FIG. 6.
8 is an enlarged view of the coil substrate of FIG. 6.
9 is an exploded perspective view of the second frame portion of FIG. 5.
10 is an enlarged view of the spring portion of FIG. 5.
11 is an enlarged view of a partial area of the filter actuator.
12 is a diagram illustrating a method of operating a camera module according to an exemplary embodiment.
13 is a diagram for explaining in more detail an operating method of the camera module illustrated in FIG. 12.
14 is a timing diagram illustrating a method of operating a camera module according to an exemplary embodiment.
15 is a diagram illustrating an example of a frame synthesis method of a camera module according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments to be described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the constituent elements may be selectively selected between the embodiments. It can be combined with and substituted for use.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention are generally understood by those of ordinary skill in the art, unless explicitly defined and described. It can be interpreted as a meaning, and terms generally used, such as terms defined in a dictionary, may be interpreted in consideration of the meaning in the context of the related technology. In addition, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In the present specification, the singular form may include the plural form unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations. In addition, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the nature, order, or order of the component by the term. And, if a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also the component and The case of being'connected','coupled', or'connected' due to another element between the other elements may also be included.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the "top (top) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only when two components are in direct contact with each other, It also includes a case in which the above other component is formed or disposed between the two components. In addition, when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component may be included.
도 1은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 분해 사시도이다.1 is a perspective view showing an external appearance of a camera module according to an exemplary embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the camera module shown in FIG. 1.
도 1 및 2를 참조하면, 카메라 모듈은 렌즈부(100), 렌즈 홀더(200), 센서부(300), 필터 액추에이터(400) 및 연성회로기판(500)을 포함한다.1 and 2, the camera module includes a
또한, 카메라 모듈은 센서부(300)를 통해 획득되는 이미지 신호를 처리하는 처리 소자(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 이들 중 적어도 어느 하나의 구성은 생략되거나 서로 상하 배치 관계가 변경될 수 있다. 다만, 필터 액추에이터(400)는 상기 렌즈부(100) 및 상기 센서부(300) 사이에 배치되며, 상기 렌즈부(100)를 통과한 적외선 신호에 대한 센서부(300)로의 입사 경로를 변경할 수 있다.In addition, the camera module may include a processing element (not shown) that processes an image signal acquired through the
렌즈부(100)는 외부로부터 입사되는 광을 통과시켜 센서부(300)에 광 신호를 전달할 수 있다. 렌즈부(100)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 이때, 렌즈부(100)에 포함되는 복수의 렌즈들은 하나의 광학계를 형성하고, 센서부(300)의 광축을 중심으로 정렬되어 배치될 수 있다. The
이때, 렌즈부(110)는 피사체에서 발생하는 적외선 파장 대역을 검출하기 위한 적외선 대역의 렌즈들을 포함할 수 있다. In this case, the lens unit 110 may include lenses of an infrared band for detecting an infrared wavelength band generated from the subject.
즉, 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)는 열화상 카메라 모듈이다. 이에 따라, 렌즈부(100)를 구성하는 렌즈들은 피사체에서 발생하는 적외선 복사를 감지하기 위해, 일반적인 카메라 모듈에서 사용되는 가시광 대역의 렌즈가 아닌 적외선 복사 에너지 파장 대역을 통과하면서 가시광 대역은 통과되지 않는 물질로 구성된 렌즈를 사용할 수 있다. 또한, 렌즈부(100)에는 반사 코팅층이 형성될 수 있고, 이에 따라 적외선 복사 에너지의 반사를 방지하면서 상기 적외선 복사 에너지가 모두 통과되도록 할 수 있다.That is, the
즉, 렌즈부(100)는 피사체로부터 방출되는 적외선을 투과시키기 위해, 칼코게나이드 글라스(Chalcogenide glass) 소재의 PGM (Precision Glass Molding) 가공된 렌즈를 포함할 수 있다. 바람직하게, 렌즈부(100)는 열영상 카메라용 렌즈 소재이며, Chalcogenide(Ge-As-Se, Ge-Ab-Se), Germanium(Ge), Zinc Selenide(ZnSe), Silicon(Si), Sapphire, Zinc Sulfide(ZnS, CVD 공법), 및 Sintered-ZnS 등의 재질로 형성될 수 있다.That is, the
또한, 렌즈부(100)는 전방에 렌즈를 보호하기 위한 적외선 투과 윈도우(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 적외선 투과 윈도우는 CaF2, BaF2 또는 폴리에틸렌(Polyethylene) 등의 재질로 제작될 수 있다. In addition, the
바람직하게, 렌즈부(100)는 내부에 수용 공간을 포함하는 렌즈 배럴(도시하지 않음)과, 상기 렌즈 배럴에 회전 결합되는 렌즈 어셈블리(도시하지 않음)와, 상기 렌즈 어셈블리의 상부를 덮는 적외선 투과 윈도우를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 한편, 렌즈 배럴과 렌즈 어셈블리이 회전 결합를 가지는 것은 예시적인 것이며 접착제를 이용한 방식 등의 다른 방식으로도 결합될 수 있을 것이다.Preferably, the
렌즈 홀더(200)는 렌즈부(100)와 결합되어 렌즈부(100)를 지지하고, 센서부(300)와 결합될 수 있다. 또한, 렌즈 홀더(200)는 렌즈부(100)가 수용된 공간 아래에 필터 액추에이터(400)가 수용될 수 있는 공간을 구비할 수 있다.The
이를 위해, 렌즈 홀더(200)는 렌즈부(100)가 수용되는 제1 수용 공간(210)과, 상기 필터 액추에이터(400)가 수용되는 제2 수용 공간(220)을 포함할 수 있다. To this end, the
한편, 렌즈 홀더(200)는 내주면에 나선형 구조를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈부(100)도 외주면에 상기 렌즈 홀더(200)에 대응하는 나선형 구조를 포함할 수 있으며, 이에 따라 렌즈 홀더(200)와 렌즈부(100)는 상호 회전 결합할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것이며, 렌즈 홀더(200)와 렌즈부(100)는 접착제(예를 들어, 에폭시 등의 접착용 수지)를 통해 결합되거나, 렌즈 홀더(200)와 상기 렌즈부(100)를 구성하는 렌즈 배럴이 일체형으로 형성될 수도 있을 것이다.Meanwhile, the
센서부(300)는 하우징(310), 상기 하우징(310) 상에 배치되는 기판(320) 및 상기 기판(320) 상에 실장되는 이미지 센서(330)를 포함할 수 있다. 하우징(310)은 내부에 수용 공간을 포함할 수 있다. 하우징(310)은 렌즈 홀더(200)에 결합될 수 있다. 하우징(310)의 수용 공간 내에는 이미지 센서 기판(320)이 배치될 수 있다. 기판(320) 상에는 이미지 센서(330)가 배치될 수 있다.The
즉, 센서부(300)는 렌즈 홀더(200)와 결합될 수 있고, 렌즈부(100) 및 필터 액추에이터(400)를 통과한 적외선 신호(또는 적외선 복사 에너지)를 이미지 신호로 변환할 수 있다. 이를 위해, 센서부(300)를 구성하는 이미지 센서(330)는 적외선 복사 에너지에 대하여 감응하는 소자를 포함할 수 있다. 즉, 이미지 센서(330)는 적외선 복사 에너지에 대응하는 에너지를 검출할 수 있다. 바람직하게, 이미지 센서(330)는 렌즈부(100) 및 필터 액추에이터(400)를 통과한 적외선 복사 에너지의 결과를 전기적 신호로 만들어주는 기능을 할 수 있다.That is, the
이를 위한 센서부(300)의 이미지 센서(330)는 렌즈부(100)를 통해 투과된 적외선으로부터 피사체의 온도를 감지하여 대응하는 물리적 특성 변화(아날로그 신호)를 출력한다. 이와 같은 이미지 센서(330)는 마이크로볼로미터 어레이(MBA: MicroBolometer Array)가 사용될 수 있다.For this, the
센서부(300)를 구성하는 이미지 센서 기판(320)은 렌즈 홀더(200)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 이미지 센서 기판(320) 상에는 이미지 처리 소자(도시하지 않음) 및 제어 소자(도시하지 않음)와 함께 각 구성간의 전기 신호의 전달을 위한 배선을 포함할 수 있다. 또한, 이미지 센서 기판(320)에는 카메라 모듈의 외부의 전원 또는 기타 다른 장치(예를 들어, 애플리케이션 프로세서)와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(미도시)가 연결될 수 있다. 이미지 센서 기판(320)은 RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board)로 구성될 수 있고, 카메라 모듈이 장착되는 공간이 요구하는 바에 따라 벤딩(bending)될 수 있으나, 실시 예는 이에 한정되지 않는다.The image sensor substrate 320 constituting the
한편, 센서부(300)의 이미지 센서 기판(320) 상에 배치되는 이미지 합성 소자(도시하지 않음)는 이미지 센서(330)의 출력 신호를 수신하고, 이를 이미지 처리(예를 들어, 보간, 프레임 합성 등)를 수행하는 이미지 프로세서일 수 있다. 특히, 이미지 합성 소자는 시차(관측 위치에 따른 피사체의 위치나 방향의 차이, parallax)를 가지는 복수의 프레임의 이미지 신호를 합성하여, 하나의 고해상도의 이미지 신호를 생성할 수 있다. 이때, 복수의 프레임의 이미지 신호는 필터 액추에이터(400)에 의해 적외선의 입사 경로가 변경된 상태에서 생성된 각각의 이미지 프레임일 수 있다. 이때, 복수의 이미지 프레임은 제1 이미지 프레임 및 제2 이미지 프레임을 포함할 수 있다. 이때, 제2 이미지 프레임은 상기 제1 이미지 프레임을 기준으로, 상기 필터 액추에이터(400)에 의해 상기 입사 경로가 제1 간격만큼 이동된 이미지 프레임일 수 있다.Meanwhile, an image synthesizing element (not shown) disposed on the image sensor substrate 320 of the
필터 액추에이터(400)는 보이스 코일 모터(VCM:Voice Coil Motor) 구동에 기반하여, 제1 위치를 기준으로 제1 방향으로 제1 픽셀 간격만큼 이동한 제2 위치로 적외선 신호의 입사 경로를 이동시킬 수 있다. 또한, 필터 액추에이터(400)는 보이스 코일 모터 구동에 기반하여, 상기 제1 위치를 기준으로 제2 방향으로 상기 제1 픽셀 간격 만큼 이동한 제3 위치로 적외선 신호의 입사 경로를 이동시킬 수 있다. 또한, 필터 액추에이터(400)는 보이스 코일 모터 구동에 기반하여, 상기 제1 위치를 기준으로 제3 방향으로 상기 제1 픽셀 간격 만큼 이동한 제4 위치로 적외선 신호의 입사 경로를 이동시킬 수 있다. 또한, 필터 액추에이터(400)는 보이스 코일 모터 구동에 기반하여, 상기 제1 위치를 기준으로 제4 방향으로 상기 제1 픽셀 간격 만큼 이동한 제5 위치로 적외선 신호의 입사 경로를 이동시킬 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제4 방향은 픽셀의 중심을 기준으로 상기 픽셀의 좌측, 우측, 상측 및 하측 방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향은, 픽셀의 중심을 기준으로 좌측 방향일 수 있다. 제2 방향은, 픽셀의 중심을 기준으로 우측 방향일 수 있다. 제3 방향은, 픽셀의 중심을 기준으로 상측 방향일 수 있다. 제4 방향은, 픽셀의 중심을 기준으로 하측 방향일 수 있다. The
여기에서, 상기 제1 픽셀 간격은 0과 1 사이의 값일 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 픽셀 간격은 0.5픽셀일 수 있다. 즉, 필터 액추에이터(400)는 제어 소자의 제어 신호에 따라 상기 제1 위치를 기준으로 0.5 픽셀 간격만큼 상기 적외선 신호의 입사 경로를 제1 내지 제4 방향으로 각각 이동시킬 수 있다. 즉, 필터 액추에이터(400)는 서로 다른 4개의 틸팅 각도로 필터를 틸팅시킬 수 있다.Here, the first pixel interval may be a value between 0 and 1. Preferably, the first pixel interval may be 0.5 pixels. That is, the
이를 위해, 필터 액추에이터(400)는 마그네트와 코일로 구성되는 구동부(추후 설명)를 포함할 수 있다. 상기 마그네트와 코일 사이에서 발생하는 전자기력에 기반하여, 상기 필터 액추에이터(400)는 렌즈부(100)에 대한 센서부(300)의 상대적 위치를 조절할 수 있다. 여기에서, 렌즈부(100)에 대한 센서부(300)의 상대적 위치는, 상기 필터 액추에이터(400)의 틸팅에 기반하여 변화하는 적외선 신호의 굴절률에 대응될 수 있다.To this end, the
따라서, 실시 예에서는 필터 액추에이터(400)를 틸팅시켜 픽셀의 중심 위치에서 서로 다른 방향으로의 제1 픽셀 간격만큼 쉬프트된 4장의 이미지를 얻을 수 있도록 하고, 상기 4장의 이미지를 이용하여 초해상도 이미지를 제공할 수 있도록 한다. Accordingly, in the embodiment, by tilting the
이를 위해, 도면 상에 도시하지는 않았지만, 카메라 모듈은 필터 액추에이터(400)를 제어하기 위한 제어부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.To this end, although not shown in the drawings, the camera module may include a control unit (not shown) for controlling the
제어부는 필터 액추에이터(400)의 동작을 제어할 수 있다. 바람직하게, 제어부는 상기 필터 액추에이터(400)에 포함된 필터를 틸팅시킬 수 있다. 이를 토대로 제어부는 픽셀의 중심 위치에서 0.5 픽셀 간격만큼 쉬프트된 4장의 이미지가 획득되도록 한다.The control unit may control the operation of the
또한, 제어부는 상기 필터 액추에이터(400)에 의한 필터의 순차적 틸팅에 따라 센서부(300)를 통해 이미지 신호가 생성될 수 있도록 한다. In addition, the control unit enables an image signal to be generated through the
이를 위해, 제어부는 필터 액추에이터(400)와 제1 신호를 송수신하고, 센서부(300)와 제2 신호를 송수신할 수 있다. 이를 토대로, 제어부는 필터 액추에이터(400) 및 센서부(300)를 제어하여, 상기 필터 액추에이터(400)에 기반한 필터의 틸팅 상태와 동기화하여 센서부(300)에 의해 이미지 신호가 생성될 수 있도록 한다.To this end, the control unit may transmit and receive the
여기에서, 제1 신호는 제어부에 의해 생성되며, 필터의 틸팅을 위한 구동신호일 수 있다. 상기 구동 신호는 필터 액추에이터(400)의 구동부를 구성하는 코일로 인가되는 전류 제어신호일 수 있다. 바람직하게, 상기 구동 신호는 코일로의 전류 인가 여부, 인가되는 전류의 방향, 세기 및 진폭 등을 포함할 수 있다.Here, the first signal is generated by the controller and may be a driving signal for tilting the filter. The driving signal may be a current control signal applied to a coil constituting a driving part of the
그리고, 상기 구동 신호에 기반하여, 상기 필터 액추에이터(400)에 의한 필터의 틸팅이 이루어지고, 이에 의해 상기 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 입사 각도(또는 굴절률)가 변경될 수 있다. 또한, 상기 제1 신호는 상기 제어 신호에 따라 상기 필터 액추에이터(400)에 의한 필터의 틸팅 동작이 완료되었음을 알리는 응답 신호를 포함할 수 있다.Further, based on the driving signal, the filter is tilted by the
제2 신호는 센서부(300)에 의해 생성될 수 있으며, 상기 필터 액추에이터(400)의 제어 신호를 전송할 것을 지시하는 동기 신호를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 제2 신호는 센서부(300)에 의해 생성될 수 있으며, 상기 적외선 신호의 입사 각도를 변경하기 위한 제어 신호의 기초가 되는 제어 정보를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 제2 신호는 제어부에 의해 생성될 수 있으며, 상기 필터 액추에이터(400)에 의한 필터의 틸팅이 완료되었음을 나타내는 응답 신호의 정상적 수신을 알리는 피드백 신호를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 신호는 센서부(300)를 구동시키는 구동 신호를 포함할 수 있다.The second signal may be generated by the
여기에서, 제1 신호와 제2 신호에 포함되는 신호는 예시적인 것이며, 필요에 따라 생략되거나 다른 신호가 부가될 수 있다. Here, the signals included in the first signal and the second signal are exemplary, and may be omitted or other signals may be added as necessary.
연성회로기판(500)은 일단이 필터 액추에이터(400)와 연결되고 타단이 외부 단자와 연결될 수 있다. 이를 위해, 연성회로기판(500)은 외부 단자와 연결되기 위한 커넥터(510)를 포함할 수 있다. The
연성회로기판(500)의 커넥터(510)는 상기 카메라 모듈이 장착되는 광학기기의 메인 기판과 연결될 수 있다. 예를 들어, 연성회로기판(500)은 이동 단말기의 메인 기판과 연결될 수 있다. 연성회로기판(500)은 메인기판으로부터 인가되는 구동 신호를 필터 액추에이터(400)로 제공할 수 있다. 또한, 연성회로기판(500)은 필터 액추에이터(400)의 구동 중에 획득된 정보를 메인 기판으로 전달할 수 있다. 예를 들어, 연성회로기판(500)은 필터 액추에이터(400)의 구동 중에 획득된 필터의 위치 정보를 메인 기판으로 전달할 수 있다. The
이를 위해, 연성회로기판(500)은 일부가 카메라 모듈의 렌즈 홀더(200) 내에 배치되어 상기 필터 액추에이터(400)와 연결되고, 나머지 일부는 카메라 모듈의 렌즈 홀더(200) 외부에 배치되어 광학기기의 메인 기판과 연결될 수 있다.To this end, a part of the
도 3은 실시 예에 따른 실시 예에 따른 필터 액추에이터의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining an operating principle of a filter actuator according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 필터 액추에이터(400)는 제어부의 제어신호에 의해 구동되어 틸팅 동작을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 3, the
도 3의 (a)는 필터 액추에이터(400)의 틸팅이 이루어지기 전의 중립 위치에서, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)를 참조하면, 필터 액추에이터(400)가 중립 위치로 동작하는 경우, 적외선 신호(L1)는 센서부(300)(보다 명확하게는 이미지 센서), 픽셀의 중심으로 입사될 수 있다. 3A is a view for explaining a position of an infrared signal incident on the
도 3의 (b)는 필터 액추에이터(400)의 제1 틸팅 위치에서, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (b)를 참조하면, 필터 액추에이터(400)가 중립 위치에서 제1 틸팅 위치로 틸팅된 경우, 적외선 신호(L2)는 센서부(300)의 픽셀의 중심에서 제1 방향으로 제1 픽셀 간격(Δ1)만큼 쉬프트된 위치로 입사될 수 있다.3B is a diagram for explaining a position of an infrared signal incident on the
도 3의 (c)는 필터 액추에이터(400)의 제2 틸팅 위치에서, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (c)를 참조하면, 필터 액추에이터(400)가 중립 위치에서 제2 틸팅 위치로 틸팅된 경우, 적외선 신호(L3)는 센서부(300)의 픽셀의 중심에서 제2 방향으로 제2 픽셀 간격(Δ2)만큼 쉬프트된 위치로 입사될 수 있다. 3C is a view for explaining the position of an infrared signal incident on the
여기에서, 상기 제1 픽셀 간격(Δ1)및 제2 픽셀 간격(Δ2)은 1/2 픽셀일 수 있다. Here, the first pixel interval Δ1 and the second pixel interval Δ2 may be 1/2 pixel.
이때, 스넬(Snell)의 법칙(n1 sinθi = n2 sinθo)를 활용하여, 상기 제1 픽셀 간격 및 제2 픽셀 간격에 대응하는 Δd를 계산하면 다음의 식1과 같을 수 있다. 이때, 상기 n1 은 air이고, n2 는 filter이며, n은 refractive index(굴절률)이다.In this case, by using Snell's law (n 1 sinθ i = n 2 sinθ o ), Δd corresponding to the first pixel interval and the second pixel interval may be calculated as Equation 1 below. In this case, n 1 is air, n 2 is filter, and n is a refractive index.
[식1][Equation 1]
Δd = OPL * cos(Δθ)Δd = OPL * cos(Δθ)
OPL = t/cos(θo), (t는 필터의 두께)OPL = t/cos(θ o ), (t is the thickness of the filter)
Δθ = 90 - θi+θo Δθ = 90-θ i +θ o
θo = sin-1θ((n1/n2)*sinθi)θ o = sin -1 θ((n1/n2)*sinθ i )
이에 따라, 실시 예에서는 Δd가 픽셀 길이의 1/2이 되도록, 필터의 두께(t)와 굴절율을 선정할 수 있다. 이때, 필터의 움직임 각도는 렌즈의 BFL(back focal length)와 연관되어 있다. BFL은 이미지 센서 및 상기 이미지 센서와 가장 가까운 곳에 위치한 렌즈 사이의 거리를 의미한다. 이때, 상기 필터 액추에이터(400)는 상기 이미지 센서(330)와 상기 렌즈부(100) 사이에 배치됨에 따라 높이 제약을 받는다. 즉, 필터 액추에이터(400)의 높이는 BFL보다 작아야 한다. 이에 따라, 필터 액추에이터(400)의 움직임 각도를 줄이기 위해 필터의 굴절률은 높을수록 좋고, 필터의 두께는 두꺼울 수록 좋다. 다만, 상기와 같은 제약 사항이 있으며, 실시 예에의 필터 액추에이터(400)에 포함된 필터의 두께는 0.05mm 내지 0.5mm 범위를 가질 수 있도록 한다.Accordingly, in the embodiment, the thickness t and the refractive index of the filter may be selected so that Δd is 1/2 of the pixel length. At this time, the movement angle of the filter is related to the back focal length (BFL) of the lens. BFL refers to a distance between an image sensor and a lens located closest to the image sensor. In this case, as the
이하에서는, 필터 액추에이터(400)의 구조 및 이의 구동 원리에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the structure of the
도 4은 도1에 도시된 필터 액추에이터의 외형을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도4의 필터 액추에이터의 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 제1 프레임부의 분해 사시도이고, 도 7은 도 6의 제1 프레임을 나타낸 도면이며, 도 8은 도 6의 코일 기판을 확대한 도면이며, 도 9는 도5의 제2 프레임부의 분해 사시도이며, 도 10은 도5의 스프링부를 확대한 도면이며, 도 11은 필터 액추에이터의 일부 영역을 확대한 도면이다. FIG. 4 is a perspective view showing the external appearance of the filter actuator shown in FIG. 1, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the filter actuator of FIG. 4. 6 is an exploded perspective view of the first frame portion of FIG. 5, FIG. 7 is a view showing the first frame of FIG. 6, FIG. 8 is an enlarged view of the coil substrate of FIG. 6, and FIG. 9 is a second frame of FIG. It is an exploded perspective view of the frame part, FIG. 10 is an enlarged view of the spring part of FIG. 5, and FIG. 11 is an enlarged view of a partial area of the filter actuator.
이하에서는, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 실시 예에 따른 필터 액추에이터(400)의 전체적인 구조 및 상기 필터 액추에이터(400)를 구성하는 각 구성요소의 구체적인 구조에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an overall structure of the
도 4 내지 도 11을 참조하면, 필터 액추에이터(400)는 제1 오픈 영역(611)을 포함하는 제1 프레임부(600), 제2 오픈 영역(711)을 포함하는 제2 프레임부(700) 및 스프링부(800)를 포함한다.4 to 11, the
제1 프레임부(600)는 제1 오픈 영역(611)을 포함한다. 제1 오픈 영역(611)은 광축을 기준으로 제2 프레임부(700)의 제2 오픈 영역(711)과 정렬될 수 있다. 바람직하게, 제1 오픈 영역(611)은 카메라 모듈의 렌즈부(100) 및 센서부(300)와 광축 상에서 정렬될 수 있다. 바람직하게, 제1 오픈 영역(611)은 상기 제2 프레임부(700)에 장착되는 필터(730)와 광축 상에서 정렬될 수 있다. 바람직하게, 제1 오픈 영역(611), 제2 오픈 영역(611), 렌즈부(100), 센서부(300) 및 필터(730)는 광축 상에서 상호 정렬되어 배치될 수 있다. The
제1 프레임부(600)는 구동 기판(620)이 장착되는 프레임일 수 있다. The
바람직하게, 제1 프레임부(600)는, 상기 제1 오픈 영역(611)을 포함하는 기판 프레임(610)과, 상기 기판 프레임(610)에 장착되는 구동 기판(620)과, 상기 구동 기판(620)에 배치되는 코일부(630)와, 상기 구동 기판(620)과 상기 기판 프레임(610) 사이에 배치되는 접착 시트(640)와, 상기 구동 기판(620) 상에 배치되는 보강 부재(650)와, 상기 구동 기판(620) 상에 배치되는 커넥터부(660)와, 상기 구동 기판(620) 상에 배치되는 위치 센서부(670)를 포함할 수 있다.Preferably, the
기판 프레임(610)은 사각 형상을 가질 수 있다. 기판 프레임(610)은 중앙에 제1 오픈 영역(611)을 포함할 수 있다. 제1 오픈 영역(611)은 기판 프레임(610)의 중앙 영역에 형성될 수 있다. 상기 제1 오픈 영역(611)은 상기 기판 프레임(610)의 상면 및 하면을 관통하는 중공홀일 수 있다. 상기 제1 오픈 영역(611)은 하부에 배치되는 센서부(300)의 이미지 센서(330)와, 상부에 배치되는 렌즈부(100)와 광축 상에서 정렬될 수 있다. 이때, 제1 오픈 영역(611) 내에는 상기 제2 프레임부(700)가 배치될 수 있다. 이때, 기판 프레임(610)은 물리적으로 상기 제2 프레임부(700)와 직접 접촉하지 않는다. 이에 따라, 상기 기판 프레임(610)의 상기 제1 오픈 영역(611)은 상기 제2 프레임부(700)보다 크게 형성될 수 있다. 바람직하게, 제1 오픈 영역(611)의 평면적은 상기 제2 프레임부(700)의 평면적보다 클 수 있다. 바람직하게, 제1 오픈 영역(611)의 폭은 상기 제2 프레임부(700)의 폭보다 클 수 있다. The
도 7을 참조하여, 기판 프레임(610)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.With reference to FIG. 7, the
기판 프레임(610)은 제1 홀(612)을 포함할 수 있다. 제1 홀(612)은 상기 기판 프레임(610)의 코너 영역에 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 기판 프레임(610)은 제1 오픈 영역(611)을 중심으로 사각 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 홀(612)은 상기 사각 형상을 가지는 기판 프레임(610)의 4개의 코너 영역에 각각 형성될 수 있다. 상기 제1 홀(612)은 스크류(도시하지 않음)가 삽입되는 체결 홀일 수 있다. 바람직하게, 상기 렌즈부(100)의 하부에는 상기 제1 홀(612)과 수직 방향 내에서 정렬되는 체결 홀(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 홀(612) 및 상기 렌즈부(100)의 체결 홀에는 스크류가 삽입되어, 상기 기판 프레임(610)을 상기 렌즈부(100)의 하부에 고정시킬 수 있다.The
기판 프레임(610)은 제1 돌기(613)를 포함할 수 있다. 제1 돌기(613)는 상기 기판 프레임(610)의 코너 영역에 배치될 수 있다. 바람직하게 상기 기판 프레임(610)은 제1 오픈 영역(611)을 중심으로 사각 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 돌기(613)는 상기 사각 형상을 가지는 기판 프레임(610)의 4개의 코너 영역에 각각 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 돌기(613)는 상기 제1 홀(612)의 인접 영역에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 돌기(613)는 기판 프레임(610)을 카메라 모듈에 고정하기 위해 형성될 수 있다. 바람직하게, 렌즈부(100)의 하부에는 상기 제1 돌기(613)가 삽입되는 홈(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 돌기(613)는 상기 렌즈부(100)의 홈에 형합될 수 있다.The
즉, 기판 프레임(610)은 상기 제1 돌기(618)를 상기 렌즈부(100)의 홈에 형합시킨 상태에서, 스크류와 같은 체결 부재를 상기 제1 홀(612)과 상기 렌즈부(100)의 체결 홀 내에 삽입하는 것에 의해 상기 렌즈부(100)의 하부에 고정 배치될 수 있다.That is, in the
기판 프레임(610)은 코너 영역의 내측면에서 상기 제1 오픈 영역(611)을 향하여 돌출된 연장부(614)를 포함할 수 있다. 즉, 연장부(614)는 상기 기판 프레임(610)의 코너에서 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 연장부(614)는 상기 기판 프레임(610)의 4개의 코너 영역에 각각 형성될 수 있다. The
이때, 연장부(614)는 상기 기판 프레임(610)의 표면과 단차를 가질 수 있다. 바람직하게, 연장부(614)의 상면은 기판 프레임(610)의 상면보다 낮게 위치할 수 있다. 또한, 연장부(614)의 하면은 상기 기판 프레임(610)의 하면보다 높게 위치할 수 있다. 이는, 상기 제1 오픈 영역(611) 내에 배치되고 스프링부(800)에 의해 탄성 지지되는 제2 프레임부(700)가 틸팅 동작 구간 내에서 상부의 렌즈부(100)나 하부의 센서부(300)와 접촉하지 않도록 하기 위함이다. 즉, 상기 연장부(614)의 표면과 상기 기판 프레임(610)의 표면의 단차는 상기 제2 프레임부(700)가 다른 구성요소에 의해 방해를 받지 않으면서 상측 또는 하측으로 이동할 수 있도록 한다.In this case, the
상기 기판 프레임(610)은 상기 연장부(614)의 상면에 배치되고, 상기 연장부(614)의 상면으로부터 위로 돌출된 제2 돌기(615)를 포함할 수 있다. 제2 돌기(615)는 상기 기판 프레임(610)의 코너 영역에 각각 형성된 연장부(614)의 상면에 각각 형성될 수 있다. 또한, 하나의 연장부(614) 상에는 상호 일정 간격 이격되어 복수의 제2 돌기(615)가 형성될 수 있다. The
이때, 상기 제2 돌기(615)는 상기 기판 프레임(610)의 상면보다 낮게 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 돌기(615) 내에 삽입되는 제1 스프링(810)이 상기 렌즈부(100)와 접촉하지 않도록 할 수 있다.In this case, the
상기 기판 프레임(610)은 상기 연장부(614)의 하면에 배치되고, 상기 연장부(614)의 하면으로부터 아래로 돌출된 제3 돌기(616)를 포함할 수 있다. 제3 돌기(616)는 상기 기판 프레임(610)의 코너 영역에 각각 형성된 연장부(614)의 하면에 각각 형성될 수 있다. 또한, 하나의 연장부(615)의 하면에는 상호 일정 간격 이격되어 복수의 제3 돌기(616)가 형성될 수 있다. The
상기 제3 돌기(616)는 상기 연장부(614) 상에서 상기 제2 돌기(615)가 배치된 영역에 대응되게 배치될 수 있다. 바람직하게, 제3 돌기(615)와 제2 돌기(615)는 상기 연장부(614) 상에서 상호 정렬되어 배치될 수 있다. 바람직하게, 제3 돌기(615)와 제2 돌기(615)는 상기 연장부(614) 상에서 광축 방향으로 정렬될 수 있다.The
바람직하게, 수평 방향을 중심으로, 상기 연장부(614)의 상면에 배치된 제2 돌기(615)와 상기 연장부(614)의 하면에 배치된 제3 돌기(616)는 서로 대칭 구조를 가질 수 있다. Preferably, in the horizontal direction, the
상기 제3 돌기(616)는 상기 기판 프레임(610)의 하면보다 높게 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 돌기(616) 내에 삽입되는 제2 스프링(820)이 상기 센서부(300)와 접촉하지 않도록 할 수 있다.The
상기 기판 프레임(610)에는 제2 홀(618)이 형성될 수 있다. 제2 홀(618)은 상기 기판 프레임(610)의 내측면 및 외측면을 길이 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 제2 홀(618)은 기판 프레임(610)의 4개의 변에 각각 형성될 수 있다. 상기 제2 홀(618)은 코일부(630)가 삽입되는 코일 삽입 홀일 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 홀(618)은 상기 코일부(630)가 가지는 크기 및 형상에 대응되게 형성될 수 있다. A
이때, 기판 프레임(610)의 내측면과 외측면 사이의 두께는 상기 코일부(630)의 두께와 같거나, 클 수 있다. 이에 따라, 상기 기판 프레임(610)에 구동 기판(620)이 배치된 상태에서, 상기 제2 홀(618) 내에 상기 코일부(630)가 삽입되는 경우, 상기 코일부(630)는 상기 기판 프레임(610)의 내측면으로부터 돌출되지 않는다. 바람직하게, 상기 코일부(630)는 상기 제1 오픈 영역(611) 내로 돌출되지 않는다. 이에 따라, 상기 코일부(630)는 상기 제2 프레임부(700)의 움직임에 방해를 주지 않으면서, 상기 제2 프레임부(700)를 움직이기 위한 자기력을 발생시킬 수 있다.In this case, the thickness between the inner and outer surfaces of the
한편, 기판 프레임(610)의 외측면에는 구동 기판(620)이 안착되는 기판 안착부(617)가 형성될 수 있다. 이때, 기판 안착부(617)의 외측면에는 제4 돌기(619)가 형성될 수 있다. 상기 제4 돌기(619)는 구동 기판(620)에 형성된 제3 홀(621) 및 보강 부재(650)에 형성된 제4 홀(651) 내에 삽입될 수 있다. Meanwhile, a
기판 프레임(610)의 외측면에는 구동 기판(620)이 배치된다. A driving
바람직하게, 구동 기판(620)은 상기 기판 프레임(610)의 외측면을 둘러싸며 배치될 수 있다. 이때, 구동 기판(620)은 상기 기판 프레임(610)의 외측면에 배치되는 제1 기판부(622) 및 상기 제1 기판부(622)의 일영역으로부터 연장되는 제2 기판부(623)를 포함한다.Preferably, the driving
제1 기판부(622)는 코일부(630)가 배치되는 코일 기판일 수 있다. 제1 기판부(622)는 기판 프레임(610)의 외측면과 마주보는 제1면 및 상기 제1면과 반대되는 제2면을 포함한다. 그리고, 상기 제1 기판부(622)의 제1면에는 코일부(630)가 배치될 수 있다. 이때, 제1 기판부(622)는 기판 프레임(610)의 외측면의 전체를 둘러싸며 배치되지 않고, 외측면의 일부를 노출할 수 있다. 따라서, 제1 기판부(622)는 폐루프 형상을 가지는 것이 아니라, 오픈 루프 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1 기판부(622)는 일단 및 상기 일단과 마주보는 타단을 포함할 수 있으며, 상기 일단과 타단은 서로 접촉하지 않고 일정간격 이격될 수 있다. 이는, 상기 제1 기판부(622) 상에 배치되는 코일부(630)의 동작 신뢰성을 높일 수 있으며, 상호 간의 간섭이나 쇼트 발생 문제를 해결할 수 있다.The
상기 제1 기판부(622)의 제1면에는 코일부(630)가 배치된다. 이때, 상기 코일부(630)는 상기 제1 기판부(622)의 제1면 상에 배치되어 상기 기판 프레임(610)의 제2 홀(618) 내에 위치할 수 있다. 즉, 코일부(630)는 상기 기판 프레임(610)의 제2 홀(618) 내에 위치하여, 상기 기판 프레임(610)의 제1 오픈 영역(611)을 통해 노출될 수 있다.A
이때, 코일부(630)는 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)을 포함할 수 있다. 제1 코일(631) 및 제3 코일(633)은 기판 프레임(610)의 4개의 외측면 중 서로 마주보는 2개의 외측면 상에 배치된 제2 홀(618) 내에 위치할 수 있다. 즉, 제1 코일(631) 및 제3 코일(633)은 제1 기판부(622) 상에서 서로 마주보며 배치될 수 있다. 또한, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)은 제1 코일(631) 및 제3 코일(633) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)은 서로 마주보며 배치될 수 있다. 즉, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)은은 제1 기판부(622) 상의 서로 마주보며 배치된 제2 홀(618) 내에 위치할 수 있다.In this case, the
상기 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 제2 프레임부(700)에 배치되는 마그네트부(720)에 자기장을 발생시키고, 상기 발생시킨 자기장에 의해 상기 제2 프레임부(700)가 틸팅될 수 있도록 한다. 이를 위해, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 제1 기판부(622)를 통해 외부로부터 인가되는 구동 신호에 대응하는 전류를 인가받을 수 있다. 이를 위해, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 제1 기판부(622)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 마그네트부(720)를 구성하는 4개의 마그네트와 각각 마주보며 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 제2 프레임부(700)의 외측면 상에 배치되는 제1 내지 제4 마그네트(721, 722, 723, 724)와 마주보며 배치될 수 있다. 그리고, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)에 전류가 인가되면, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)과 제1 내지 제4 마그네트(721, 722, 723, 724)의 전자기적 상호 작용이 발생하고, 이를 통해 제1 내지 제4 마그네트(721, 722, 723, 724) 중 적어도 하나의 마그네트가 상기 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있다. The first to
또한, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)에는 독립적으로 전류가 인가될 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 4개의 제어 채널을 통해 제어될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634) 중 적어도 하나에는 각각 정방향 전류 및 역방향 전류 중 어느 하나가 인가될 수 있다. In addition, current may be independently applied to the first to
제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 제1 기판부(622) 상에 수직으로 세워진 상태로 배치될 수 있다. The first to
그리고, 제1 코일(631)과 제3 코일(633)은 제1 방향으로 길게 배치될 수 있고, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)은 제2 방향으로 길게 배치될 수 있다. 이때, 제1 방향은 제2 방향의 수직 방향일 수 있다. 제1 코일(631)의 장변과 제3 코일(633)의 장변은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 코일(631)의 장변과 제3 코일(633)의 장변은 가상의 연장선이 직교하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 코일(631)의 배치 방향과 제2 코일(632)의 배치 방향은 직교할 수 있다. In addition, the
한편, 상기 제1 기판부(622)의 제1면과 상기 기판 프레임(610)의 외측면 사이에는 접착 시트(640)가 배치될 수 있다. 상기 접착 시트(640)는 상기 제1 기판부(622)의 제1 면 중 상기 코일부(630)가 배치된 영역의 주위에 배치될 수 있다. 이를 위해, 접착 시트(640)는 상기 코일부(630)를 노출하는 개구부를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 기판 프레임(610)의 외측면 상에 상기 제1 기판부(622)를 접착 및 고정시킨다. 상기 접착 시트(640)는 상기 기판 프레임(610)으로부터 상기 제1 기판부(622)가 이탈되는 것을 방지하기 위해, 상기 기판 프레임(610)과 상기 제1 기판부(622) 사이에 개재될 수 있다. 상기 접착 시트(640)는 경화용 접착체 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착 시트(640)는 에폭시 등의 접착용 수지를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 접착제를 이용한 방식 외의 다른 방식으로도 상기 기판 프레임(610)에 제1 기판부(622)를 결합시킬 수 있다. Meanwhile, an
제1 기판부(622)에는 제3 홀(621)이 형성된다. 상기 제3 홀(621)은 기판 프레임(610)의 제3 돌기(616)에 대응하는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 상기 제3 홀(621)은 상기 기판 프레임(610)의 제3 돌기와 형합되는 홀일 수 있다. 즉, 제1 기판부(622)는 제3 홀(621)을 통해 상기 기판 프레임(610)의 제3 돌기(616)에 끼움 결합될 수 있다. A
한편, 제1 기판부(622)의 제2면에는 보강 부재(650)가 배치된다. 보강 부재(650)는 보강판(stiffener)이며, 제1 기판부(622)의 강도를 증가시킬 수 있다. 이때, 보강 부재(650)는 제4 홀(651)을 포함할 수 있다. 상기 제4 홀(651)은 제3 홀(621)과 수평 방향에서 정렬될 수 있다. 그리고, 제4 홀(651)은 상기 제3 홀(621)과 함께 제3 돌기(616)와 형합되는 홀일 수 있다. 즉, 보강 부재(650)는 제4 홀(651)을 통해 상기 기판 프레임(610)의 제3 돌기(616)에 끼움 결합될 수 있다.Meanwhile, a reinforcing
한편, 제1 기판부(622) 상에는 위치 센서부(670)가 배치될 수 있다. 위치 센서부(670)는 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)의 위치를 감지하기 위해 상기 제1 기판부(622) 상에 배치될 수 있다. 이를 위해, 위치 센서부(670)는 제1 코일(631)의 위치 감지를 위한 제1 위치 센서와, 제2 코일(632)의 위치 감지를 위한 제2 위치 센서와, 제3 코일(633)의 위치 감지를 위한 제3 위치 센서와, 제4 코일(634)의 위치 감지를 위한 제4 위치 센서를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
위치 센서부(670)는 홀 센서(Hall IC)를 포함할 수 있다. 위치 센서부(670)는 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634) 및 마그네트부(720)의 자기력을 감지할 수 있다. 그리고, 위치 센서부(670)를 통해 감지된 자기력을 통해 제2 프레임부(700) 내에 배치된 필터(730)의 위치가 실시간으로 파악될 수 있다. 이를 통해, 틸트 피드백(feedback) 제어가 가능할 수 있다. The
바람직하게, 위치 센서부(670)는 마그네트부(720)의 자기력을 감지하여, 상기 제2 프레임부(700)의 위치 및 이에 대응하는 필터(730)의 위치를 감지할 수 있다. Preferably, the
한편, 구동 기판 프레임(610)은 제1 기판부(622)로부터 연장되는 제2 기판부(623)를 포함할 수 있다. 상기 제2 기판부(623) 상에는 커넥터부(660)가 배치될 수 있다. 상기 커넥터부(660)는 연성회로기판(500)의 커넥터(510)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 커넥터부(660)는 상기 연성회로기판(500)과 전기적으로 연결되기 위한 포트(port)를 포함할 수 있다.
Meanwhile, the driving
또한, 실시 예에서는, 구동 기판(620) 상에서 코일의 배치 방향을 기준으로 수평 방향으로 솔더 본딩을 적용하여, 구동 기판의 두께를 감소시킬 수 있을뿐 아니라 더 큰힘을 내기 위해 필요한 코일 배치 공간의 확보가 가능하도록 한다. In addition, in the embodiment, by applying solder bonding in a horizontal direction based on the arrangement direction of the coil on the driving
즉, 도 8을 참조하면, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)을 포함하는 코일부(630)는 제1 기판부(622) 상에서, 장변이 제1 방향인 수평 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 제1 기판부(622)에는 상기 코일부(630)를 중심으로 상기 제1 방향인 수평 방향에 단자가 배치될 수 있다. 상기 단자는 제1 단자(681) 및 제2 단자(682)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634)은 각각 2개의 제1 및 제2인출선(630a, 630b)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 2개의 인출선 중 하나인 제1 인출선(630a)은 코일부(630)의 우측 방향으로 인출될 수 있고, 다른 하나인 제2 인출선(630b)은 이와 반대되는 좌측 방향으로 인출될 수 있다. 그리고 제1 단자(681)는 상기 코일부(630)의 우측 방향에 배치되어 상기 제1 인출선(630a)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 단자(682)는 상기 코일부(630)의 좌측 방향에 배치되어 상기 제2 인출선(630b)과 연결될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 단자(681, 682)와 상기 제1 및 제2 인출선(630a, 630b)은 솔더링 또는 Ag 에폭시에 의해 상호 전기적으로 결합될 수 있다.That is, referring to FIG. 8, the
한편, 제1 프레임부(600)를 구성하는 기판 프레임(610)의 제1 오픈 영역(611) 내에는 제2 프레임부(700)가 배치된다.Meanwhile, the
상기 제2 프레임부(700)는 상기 제1 프레임부(600)와 물리적으로 직접 접촉하지 않는다. 즉, 제2 프레임부(700)는 상기 제1 프레임부(600)의 제1 오픈 영역(611) 내에서 상기 제1 프레임부(600)와 접촉하지 않은 상태로 플로팅될 수 있다. The
제2 프레임부(700)는 제2 프레임(710), 마그네트부(720) 및 필터(730)를 포함할 수 있다.The
제2 프레임(710)는 필터(730) 및 마그네트부(720)가 장착되는 필터 및 마그네트 프레임일 수 있다. The
이를 위해, 제2 프레임(710)은 필터(730)가 배치되는 필터 프레임(712) 및 마그네트부(720)가 배치되는 마그네트 프레임(714)을 포함할 수 있다. 이때, 설명의 편의를 위해 제2 프레임(710)이 필터 프레임(712)과 마그네트 프레임(714)으로 구분되는 것으로 설명하였지만, 실질적으로 이들은 서로 일체로 형성될 수 있다.To this end, the
필터 프레임(712)은 제2 오픈 영역(711)을 포함할 수 있다. 즉, 필터 프레임(712)은 중심부에 중공홀을 포함할 수 있다. 이때, 제2 오픈 영역(711)은 센서부(300) 및 렌즈부(100)와 광축 상에서 정렬될 수 있다. The
필터 프레임(712)은 단차를 포함할 수 있다. 즉, 필터 프레임(712)은 마그네트 프레임(714)의 표면보다 낮은 단차 영역을 포함할 수 있다. 상기 필터 프레임(712)의 단차 영역에는 필터(730)가 배치될 수 있다. 즉, 필터 프레임(712)의 단차 영역은 필터(730)의 하면의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 이를 통해 상기 필터(730)가 상기 필터 프레임(712)에 안착된 상태에서 하측으로 이탈되는 것을 방지할 수 잇다.The
마그네트 프레임(714)은 필터 프레임(712)으로부터 연장될 수 있다. 마그네트 프레임(714)은 필터 프레임(712)의 4개의 변으로부터 서로 다른 방향으로 각각 연장될 수 있다. The
즉, 마그네트 프레임(714)은 필터 프레임(712)의 제1변으로부터 제1 코일(631)이 배치된 방향으로 연장되는 제1 마그네트 프레임과, 필터 프레임(712)의 제2변으로부터 제2 코일(632)이 배치된 방향으로 연장되는 제2 마그네트 프레임과, 필터 프레임(712)의 제3변으로부터 제3 코일(633)이 배치된 방향으로 연장되는 제3 마그네트 프레임과, 필터 프레임(712)의 제4변으로부터 제4 코일(631)이 배치된 방향으로 연장되는 제4 마그네트 프레임을 포함할 수 있다.That is, the
상기 마그네트 프레임(714)은 필터 프레임(712)의 각 변으로부터 연장되는 바닥부 및 상기 바닥부으로부터 수직 방향으로 연장되는 측벽부를 포함할 수 있다. The
그리고, 마그네트부(720)는 상기 마그네트 프레임(714)의 측벽부의 외측면에 배치될 수 있다. 즉, 마그네트부(720)는 마그네트 프레임(714)을 구성하는 4개의 측벽부에 각각 배치될 수 있다. 이에 따라, 마그네트부(720)는 제1 마그네트 프레임의 측벽부의 외측면에 배치되는 제1 마그네트부(721)와, 제2 마그네트 프레임의 측벽부의 외측면에 배치되는 제2 마그네트부(722)와, 제3 마그네트 프레임의 측벽부의 외측면에 배치되는 제3 마그네트부(723)와, 제4 마그네트 프레임의 측벽부의 외측면에 배치되는 제4 마그네트부(724)를 포함할 수 있다. Further, the
이때, 제1 내지 제4 마그네트부(724) 각각은 양극 착자(4pole) 구조를 가질 수 있다. 이를 위해, 제1 내지 제4 마그네트부(724) 각각은 제1 마그네트(721a), 제2 마그네트(721b), 제3 마그네트(721c) 및 제4 마그네트(721d)를 포함할 수 잇다. In this case, each of the first to
제2 마그네트(721b) 및 제4 마그네트(721d)는 마그네트 프레임(714)의 측벽부의 외측면과 접촉하며 배치될 수 있다. 제4 마그네트(721d)는 제2 마그네트(721b) 아래에 배치될 수 있다. 제2 마그네트(721b) 및 제2 마그네트(721d)는 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 제1 마그네트(721a) 및 제3 마그네트(721c)는 일측면이 제2 마그네트(721b) 및 제4 마그네트(721d)와 각각 접촉할 수 있으며, 타측면이 코일부(630)와 마주보며 배치될 수 있다. 제1 마그네트(721a) 및 제3 마그네트(721c)는 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 또한, 제1 마그네트(721a)는 제2 마그네트(721b)와 접촉할 수 있다. 또한, 제3 마그네트(721c)는 제2 마그네트(721d)와 접촉할 수 있다. 그리고, 제1 마그네트(721a) 및 제2 마그네트(721b)는 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 또한, 제3 마그네트(721c) 및 제2 마그네트(721d)는 서로 다른 극성을 가질 수 있다.The
한편, 제1 내지 제4 마그네트부(721, 722, 723, 724)와, 제1 내지 제4 코일(631, 632, 633, 634) 사이의 관계 및 이에 따른 제2 프레임부(700)의 틸팅 상태에 대해 설명하기로 한다.Meanwhile, the relationship between the first to
제1 틸팅 상태는, 제1 마그네트부(721)가 상측 방향으로 이동하고, 제3 마그네트부(723)가 하측 방향으로 이동하는 상태를 의미할 수 있다. 이 경우, 제1 코일(631)에는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제3 코일(633)에는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 이때, 코일에 전류가 인가함에 따라 플레밍의 왼속 법칙에 의해 자기력 및 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생하게 된다. 즉, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제1 코일(631)과 제1 마그네트부(721) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제1 마그네트부(721)는 제1 코일(631)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제3 코일(633)과 제3 마그네트부(723) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제3 마그네트부(723)는 제3 코일(633)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. The first tilting state may mean a state in which the
제2 틸팅 상태는, 제2 마그네트부(722)가 상측 방향으로 이동하고, 제4 마그네트부(724)가 하측 방향으로 이동하는 상태를 의미할 수 있다. 이 경우, 제2 코일(632)에는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제4 코일(634)에는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제1 코일(631) 및 제3 코일(633)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제2 코일(632)과 제2 마그네트부(722) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제2 마그네트부(722)는 제2 코일(632)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제4 코일(634)과 제4 마그네트부(724) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제4 마그네트부(724)는 제4 코일(634)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. The second tilting state may mean a state in which the
제3 틸팅 상태는, 제3 마그네트부(723)가 상측 방향으로 이동하고, 제1 마그네트부(721)가 하측 방향으로 이동하는 상태를 의미할 수 있다. 이 경우, 제3 코일(633)에는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제1 코일(631)에는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 이때, 코일에 전류가 인가함에 따라 플레밍의 왼속 법칙에 의해 자기력 및 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생하게 된다. 즉, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제1 코일(631)과 제1 마그네트부(721) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제1 마그네트부(721)는 제1 코일(631)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제3 코일(633)과 제3 마그네트부(723) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제3 마그네트부(723)는 제3 코일(633)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. The third tilting state may mean a state in which the
제4 틸팅 상태는, 제2 마그네트부(722)가 하측 방향으로 이동하고, 제4 마그네트부(724)가 상측 방향으로 이동하는 상태를 의미할 수 있다. 이 경우, 제2 코일(632)에는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제4 코일(634)에는 제2 방향과 반대되는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제1 코일(631) 및 제3 코일(633)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제2 코일(632)과 제2 마그네트부(722) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제2 마그네트부(722)는 제2 코일(632)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제4 코일(634)과 제4 마그네트부(724) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제4 마그네트부(724)는 제4 코일(634)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. The fourth tilting state may mean a state in which the
즉, 실시 예에서는 상기와 같은 구조에 의해, 상기 필터 프레임(712)에 장착된 필터(730)를 서로 다른 4개의 방향으로 각각 틸팅시킬 수 있다.That is, in the embodiment, the
한편, 상기 마그네트 프레임(714)의 바닥부에는 제5 돌기(725)가 형성된다. 이때, 상기 제5 돌기(725)는 상기 바닥부의 상면 및 하면에 각각 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 바닥부의 상면에 배치된 제5 돌기(725)와 상기 바닥부의 하면에 배치된 제5 돌기(725)는 상기 바닥부에 대해 대칭 구조를 가질 수 있다. 상기 바닥부의 상면에 배치된 제5 돌기(725)에는 제1 스프링(810)이 결합될 수 있고, 상기 바닥부의 하면에 배치된 제5 돌기(725)에는 제2 스프링(820)이 결합될 수 있다.Meanwhile, a fifth protrusion 725 is formed at the bottom of the
한편, 상기 필터(730)는 Chalcogenide(Ge-As-Se, Ge-Ab-Se), Germanium(Ge), Zinc Selenide(ZnSe), Silicon(Si), Sapphire, Zinc Sulfide(ZnS, CVD 공법), 및 Sintered-ZnS 등의 재질로 형성되고, 상기 틸팅 상태에 따라 입사되는 광의 굴절율을 변경할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 필터 액추에이터(400)는 스프링부(800)를 포함한다.Meanwhile, the
상기 스프링부(800)는 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)을 포함한다. The
제1 스프링(810)은 상기 제1 프레임부(600) 및 제2 프레임부(700)의 상부에 배치되어, 상기 제1 프레임부(600)에 대해 상기 제2 프레임부(700)를 탄성지지할 수 있다.The
또한, 제2 스프링(820)은 상기 제1 프레임부(600) 및 제2 프레임부(700)의 하부에 배치되어, 상기 제1 프레임부(600)에 대해 상기 제2 프레임부(700)를 탄성지지할 수 있다. In addition, the
제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 서로 대칭 구조를 가지며 상기 제1 프레임부(600) 및 제2 프레임부(700)의 상하부에 각각 배치될 수 있다.The
이때, 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 폐루프 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 폐루프 형상을 가지는 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)에는 제1 프레임부(600) 및 제2 프레임부(700)에 결합되는 결합부가 형성된다.In this case, the
즉, 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 각각 폐루프 형상을 가지는 탄성부(801)를 포함한다.That is, the
그리고, 상기 탄성부(801)의 모서리 영역 또는 코너 영역에는 제1 결합부(802)가 형성된다. 제1 결합부(802)는 기판 프레임(610)의 제2 돌기(615)에 끼움 결합되는 결합 홀일 수 있다. In addition, a
또한, 탄성부(801)는 제1 결합부(802)와 다른 위치에 형성된 제2 결합부(803, 804)를 포함할 수 있다. 제2 결합부(803, 804)는 탄성부(801)로부터 연장되는 연장부(803) 및 상기 연장부(803)의 단부에 배치된 결합 홀(804)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 결합부(803, 804)는 상기 제1 결합부(802)가 배치되는 모서리 영역의 사이 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제1 결합부(802)는 탄성부(801)의 4개의 모서리 영역에 각각 배치될 수 있다. 또한, 제2 결합부(803, 804)는 상기 4개의 모서리 영역의 사이 영역에 각각 배치될 수 있다. 이에 따르면, 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 서로 다른 영역에서 제1 프레임부(600) 및 제2 프레임부(700)를 각각 안정적으로 탄성 지지할 수 있다.In addition, the
한편, 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 코일부(630) 및 마그네트부(720)의 수직 방향이 아닌 수평 방향에 배치될 수 있다.Meanwhile, the
즉, 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)은 코일부(630) 또는 마그네트부(720)의 상부에 배치되는 것이 아니라, 상기 코일부(630)에 의해 둘러싸이는 내측 영역 또는 마그네트부(720)에 의해 둘러싸이는 내측 영역에 배치될 수 있다. That is, the
다시 말해서, 마그네트부(720)는 제1 스프링(810) 및 제2 스프링(820)의 주위를 둘러싸며 상기 마그네트 프레임(714)의 측벽부에 배치될 수 있다. In other words, the
이에 따르면, 마그네트와 코일을 포함하는 구동부를 기준으로 스프링이 수직 방향이 아닌 수평 방향에 배치되도록 함으로써, 필터 액추에이터의 두께를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 필터 액추에이터의 틸팅 가능 각도를 증가시켜 보다 넓은 동작 구간 확보가 가능하다.Accordingly, the thickness of the filter actuator can be reduced by allowing the spring to be disposed in a horizontal direction rather than a vertical direction based on the driving unit including the magnet and the coil, thereby increasing the tiltable angle of the filter actuator for wider operation. It is possible to secure a section.
도 12는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 도 12에서 설명되는 카메라 모듈의 동작 방법을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이며, 도 14는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 동작 방법에 대한 타이밍도이고, 도 15는 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 프레임 합성 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.12 is a diagram for explaining a method of operating a camera module according to an embodiment, FIG. 13 is a diagram for explaining in more detail the operating method of the camera module described in FIG. 12, and FIG. 14 A timing diagram for a method of operating a camera module, and FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a method for synthesizing frames of a camera module according to an embodiment.
도 12를 참조하면, 필터 액추에이터(400)는 센서부(300)에 입사되는 적외선의 경로를 변경시킴으로써 초해상도(super resolution) 이미지를 얻을 수 있는 방법의 모식도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 12, a schematic diagram of a method of obtaining a super resolution image by changing a path of infrared rays incident on the
센서부(300)의 픽셀 어레이는 NxM의 매트릭스 형태로 배치된 복수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의상 도 12에서와 같이 픽셀 어레이가 2*2의 매트릭스 형태로 배치된 복수의 픽셀들(A1 내지 A4)을 포함한다고 가정하기로 한다.The pixel array of the
각 픽셀(A1 내지 A4)은 렌즈부(100)를 통해 전달되는 적외선 신호를 통해 각 픽셀 장면(PS1 내지 PS4)에 대한 이미지 정보(즉, 적외선 신호에 대응하는 아날로그 픽셀 신호)를 생성할 수 있다.Each of the pixels A1 to A4 may generate image information (ie, an analog pixel signal corresponding to an infrared signal) for each pixel scene PS1 to PS4 through an infrared signal transmitted through the
x축 방향(또는 y축 방향)으로 인접하는 픽셀 간의 거리(예를 들어 픽셀 중심 간의 거리)를 1 PD(픽셀 거리)라 할 때, 그 절반은 0.5 PD에 해당한다. 여기서, 제1 내지 제4 픽셀이동(A 내지 D)을 정의하기로 한다.When the distance between adjacent pixels in the x-axis direction (or y-axis direction) (for example, the distance between pixel centers) is 1 PD (pixel distance), half of the distance corresponds to 0.5 PD. Here, the first to fourth pixel movements (A to D) will be defined.
제1 픽셀이동(A)은 필터(730)를 제1 필팅 상태로 틸팅시켜, 각 픽셀(A1 내지 A4)을 +x축 방향을 따라 우측으로 0.5 PD 만큼 픽셀 이동시킨 것을 의미할 수 있다. 제1 픽셀이동(A)이 완료된 후의 픽셀은 B1 내지 B4이다. 이를 위한, 제1 틸팅 상태에서, 상기와 같은 제1 픽셀 이동(A)을 위해, 제1 코일(631)에는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제3 코일(633)에는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 이때, 코일에 전류가 인가함에 따라 플레밍의 왼속 법칙에 의해 자기력 및 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생하게 된다. 즉, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제1 코일(631)과 제1 마그네트부(721) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제1 마그네트부(721)는 제1 코일(631)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제3 코일(633)과 제3 마그네트부(723) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제3 마그네트부(723)는 제3 코일(633)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. The first pixel movement A may mean that the
제2 픽셀이동(B)은 각 픽셀(B1 내지 B4)을 +y축 방향을 따라 아래로 0.5 PD 만큼 이동시키는 것을 의미하며, 제2 픽셀이동(B)이 완료된 후의 픽셀은 C1 내지 C4이다. 이를 위한 제2 틸팅 상태에서, 제2 코일(632)에는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제4 코일(634)에는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제1 코일(631) 및 제3 코일(633)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제2 코일(632)과 제2 마그네트부(722) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제2 마그네트부(722)는 제2 코일(632)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제4 코일(634)과 제4 마그네트부(724) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제4 마그네트부(724)는 제4 코일(634)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. The second pixel movement B means moving each pixel B1 to B4 downward by 0.5 PD along the +y-axis direction, and the pixels C1 to C4 after the second pixel movement B is completed. In the second tilting state for this, a current in a first direction may be applied to the
제3 픽셀이동(C)은 각 픽셀(C1 내지 C4)을 -x축 방향을 따라 좌측으로 0.5 PD 만큼 이동시키는 것을 의미하며, 제3 픽셀이동(C)이 완료된 후의 픽셀은 D1 내지 D4이다. 이를 위한, 제3 틸팅 상태에서, 제3 픽셀 이동(C)을 위해, 제3 코일(633)에는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제1 코일(631)에는 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제2 코일(632) 및 제4 코일(634)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 이때, 코일에 전류가 인가함에 따라 플레밍의 왼속 법칙에 의해 자기력 및 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생하게 된다. 즉, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제1 코일(631)과 제1 마그네트부(721) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제1 마그네트부(721)는 제1 코일(631)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제3 코일(633)과 제3 마그네트부(723) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제3 마그네트부(723)는 제3 코일(633)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다. The third pixel movement C means moving each pixel C1 to C4 to the left by 0.5 PD along the -x-axis direction, and the pixels D1 to D4 after the third pixel movement C is completed. To this end, in the third tilting state, for the third pixel movement (C), a current in a first direction may be applied to the
제4 픽셀이동(D)은 각 픽셀(D1 내지 D4)을 -y축 방향을 따라 위로 0.5 PD 만큼 이동시키는 것을 의미하며, 제4 픽셀이동(D)이 완료된 후의 픽셀은 A1 내지 A4이다. 이와 같은 제4 틸팅 상태에서, 제2 코일(632)에는 제2 방향으로의 전류가 인가될 수 있고, 제4 코일(634)에는 제2 방향과 반대되는 제1 방향으로의 전류가 인가될 수 있다. 이때, 제1 코일(631) 및 제3 코일(633)에는 전류가 인가되지 않을 수 있다. 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제2 코일(632)과 제2 마그네트부(722) 사이에는 하측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제2 마그네트부(722)는 제2 코일(632)에 대해 하측 방향으로 상대이동할 수 있다. 또한, 상기와 같이 코일부(630)에 전류가 인가되는 경우, 제4 코일(634)과 제4 마그네트부(724) 사이에는 상측 방향으로의 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생한다. 이에 따라, 상기 제4 마그네트부(724)는 제4 코일(634)에 대해 상측 방향으로 상대이동할 수 있다.The fourth pixel movement D refers to moving each pixel D1 to D4 upward by 0.5 PD along the -y-axis direction, and the pixels A1 to A4 after the fourth pixel movement D is completed. In such a fourth tilting state, a current in a second direction may be applied to the
여기서, 픽셀 이동은 픽셀 어레이의 픽셀의 물리적 위치를 이동시키는 것이 아니라, 두 픽셀(예를 들어, A1과 A2) 사이의 가상의 픽셀(예를 들어, B1)이 픽셀 장면을 획득할 수 있도록 필터 액추에이터(400)를 이용하여 적외선 신호의 입사 경로를 조정하는 동작을 의미한다.Here, pixel movement does not move the physical position of the pixels in the pixel array, but filters the virtual pixels (e.g., B1) between two pixels (e.g., A1 and A2) to obtain a pixel scene. It refers to an operation of adjusting an incident path of an infrared signal using the
도 13을 참조하면, 각 픽셀(A1 내지 A4)은 픽셀 장면(S1)을 획득하여 센서부(300)는 각 픽셀(A1 내지 A4)의 픽셀 신호로부터 제1 프레임(F1)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 13, each pixel A1 to A4 acquires a pixel scene S1, and the
제1 픽셀이동(A)을 위해 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부(도시하지 않음)의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 기준 각도를 기준으로 제1 각도 변화량만큼 우측으로 변경시킴으로써 제1 픽셀 이동(A)이 수행될 수 있다. According to a control signal from a control unit (not shown) that changes the path of the infrared signal incident on the
이후 각 픽셀(B1 내지 B4)은 픽셀 장면(S2)을 획득하고, 센서부(300)는 각 픽셀(B1 내지 B4)의 픽셀 신호로부터 제2 프레임(F2)을 생성할 수 있다.Thereafter, each of the pixels B1 to B4 may acquire a pixel scene S2, and the
제2 픽셀이동(B)을 위해 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제2 각도 변화량만큼 아래로 변경시킴으로써 제2 픽셀 이동(B)이 수행될 수 있다. 이후 각 픽셀(C1 내지 C4)은 픽셀 장면(S3)을 획득하여 센서부(300)는 각 픽셀(C1 내지 C4)의 픽셀 신호로부터 제3 프레임(F3)을 생성할 수 있다.In response to a control signal from the controller that changes the path of the infrared signal incident on the
제3 픽셀이동(C)을 위해 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제1 각도 변화량만큼 좌측으로 변경시킴으로써 제3 픽셀 이동(C)이 수행될 수 있다. 이후 각 픽셀(D1 내지 D4)은 픽셀 장면(S4)을 획득하여 센서부(300)는 각 픽셀(D1 내지 D4)의 픽셀 신호로부터 제4 프레임(F4)을 생성할 수 있다.In accordance with a control signal from the controller that changes the path of the infrared signal incident on the
제4 픽셀이동(D)을 위해 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제2 각도 변화량만큼 위로 변경시킴으로써 제4 픽셀 이동(D)이 수행될 수 있다. 이후 각 픽셀(A1 내지 A4)은 픽셀 장면(S1)을 획득하여 센서부(300)는 각 픽셀(A1 내지 A4)의 픽셀 신호로부터 제5 프레임(F5)을 생성할 수 있다. 이후로도 픽셀 이동 및 이동된 픽셀을 통한 프레임 생성 동작은 반복적으로 수행될 수 있다.In accordance with a control signal from the controller that changes the path of the infrared signal incident on the
한편, 이미지 합성 소자(도시하지 않음)는 센서부(300)로부터 영상 신호를 수신하고, 영상 신호를 처리(예컨대, 보간, 프레임 합성 등)하는 이미지 프로세서일 수 있다. 특히, 이미지 합성 소자는 복수의 프레임의 영상 신호(저해상도)를 이용하여 하나의 프레임의 영상 신호(고해상도)로 합성할 수 있다. 복수의 이미지 프레임은 필터 액추에이터(400)의 제1 내지 제4 틸팅 상태 각각에서 생성된 이미지 프레임일 수 있다. 복수의 이미지 프레임은 제1 이미지 프레임과 제2 이미지 프레임을 포함할 수 있고, 제2 이미지 프레임은 제1 이미지 프레임을 기준으로 제1 간격만큼 이동된 이미지 프레임일 수 있다.Meanwhile, the image synthesizing element (not shown) may be an image processor that receives an image signal from the
이미지 합성 소자는 제1 내지 제4 프레임을 합성함으로써 NxM의 픽셀 어레이가 아닌 2Nx2M의 픽셀 어레이가 획득한 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 합성 소자가 제1 내지 제4 프레임을 합성하는 방법은, 제1 내지 제4 프레임을 각 픽셀의 위치에 따라 단순 병합(예를 들어, 첫 번째 행의 경우 A1의 픽셀 신호, B1의 픽셀 신호, A2의 픽셀 신호, B2의 픽셀 신호로 배열하여 하나의 프레임으로 생성)하는 방법, 또는 인접하는 픽셀의 경우 픽셀 장면이 오버랩됨을 이용하여 어느 하나의 픽셀(예컨대, C1)의 픽셀 신호를 인접하는 픽셀(예컨대, A1, B1, A2, D1, D2, A3, B3, A4)의 픽셀 신호를 이용해 보정하는 방법 등이 이용될 수 있으나, 실시 예의 범위는 이에 한정되지 않고 다양한 초해상도 이미지 생성 방법이 이용될 수 있다. The image synthesizing element may generate an image obtained by a 2Nx2M pixel array instead of an NxM pixel array by synthesizing the first to fourth frames. The method of synthesizing the first to fourth frames by the image synthesizing element is to simply merge the first to fourth frames according to the position of each pixel (e.g., in the case of the first row, the pixel signal of A1 and the pixel signal of B1 , A2 pixel signal, B2 pixel signal is arranged to generate one frame), or in the case of adjacent pixels, the pixel signal of any one pixel (e.g., C1) is adjacent by using the overlapping pixel scene. A method of correcting using a pixel signal of a pixel (for example, A1, B1, A2, D1, D2, A3, B3, A4) may be used, but the scope of the embodiment is not limited thereto, and various super-resolution image generation methods are Can be used.
또한, 이미지 합성 소자는 센서부(300)로부터 전달된 제1 내지 제4 이미지 프레임을 이용하여 제1 초해상도 이미지 프레임을 합성하고, 이후 센서부(300)로부터 출력되는 제5 이미지 프레임 및 제2 내지 제4 이미지 프레임을 이용하여 제2 초해상도 이미지 프레임을 합성할 수 있다.In addition, the image synthesizing element synthesizes the first super-resolution image frame using the first to fourth image frames transmitted from the
도 12과 도 13에 도시된 카메라 모듈의 동작 방법에 따르면, 픽셀 이동을 통해 획득한 복수의 프레임을 합성함으로써 4배의 해상도를 갖는 이미지를 생성할 수 있다.According to the operating method of the camera module illustrated in FIGS. 12 and 13, an image having a resolution of 4 times may be generated by synthesizing a plurality of frames acquired through pixel movement.
도 14를 참조하면, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제2 각도 변화량만큼 위로 변경시킴으로써 제4 픽셀 이동(D)을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 제어부가 상기 필터 액추에이터(400)의 제4 픽셀 이동(D)이 완료되었음을 나타내는 피드백 신호를 센서부(300)로 전달할 수 있다. 이때, 제어부는 제4 픽셀 이동(D)이 완료되었음을 기어 회전량을 통해 판단할 수 있다. 피드백 신호를 수신한 센서부(300)의 각 픽셀(A1 내지 A4)은 픽셀 장면(S1)을 획득하고, 이에 따라 센서부(300)는 각 픽셀(A1 내지 A4)의 픽셀 신호로부터 제1 프레임(F1)을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 14, in accordance with a control signal from the controller that changes the path of the infrared signal incident on the
이후, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제1 각도 변화량만큼 우측으로 변경시킴으로써 제1 픽셀 이동(A)을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 제어부가 상기 필터 액추에이터(400)의 제1 픽셀 이동(A)이 완료되었음을 나타내는 피드백 신호를 센서부(300)로 전달할 수 있다. 피드백 신호를 수신한 센서부(300)의 각 픽셀(B1 내지 B4)은 픽셀 장면(S2)을 획득하고, 이에 따라 센서부(300)는 각 픽셀(B1 내지 B4)의 픽셀 신호로부터 제2 프레임(F2)을 생성할 수 있다.Thereafter, according to the control signal of the control unit to change the path of the infrared signal incident to the
이후, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제2 각도 변화량만큼 아래로 변경시킴으로써 제2 픽셀 이동(B)을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 제어부가 상기 필터 액추에이터(400)의 제2 픽셀 이동(B)이 완료되었음을 나타내는 피드백 신호를 센서부(300)로 전달할 수 있다. 피드백 신호를 수신한 센서부(300)의 각 픽셀(C1 내지 C4)은 픽셀 장면(S3)을 획득하고, 이에 따라 센서부(300)는 각 픽셀(C1 내지 C4)의 픽셀 신호로부터 제3 프레임(F3)을 생성할 수 있다.Thereafter, according to the control signal of the controller to change the path of the infrared signal incident on the
이후, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제1 각도 변화량만큼 좌측으로 변경시킴으로써 제3 픽셀 이동(C)을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 제어부가 상기 필터 액추에이터(400)의 제3 픽셀 이동(C)이 완료되었음을 나타내는 피드백 신호를 센서부(300)로 전달할 수 있다. 피드백 신호를 수신한 센서부(300)의 각 픽셀(D1 내지 D4)은 픽셀 장면(S4)을 획득하고, 이에 따라 센서부(300)는 각 픽셀(D1 내지 D4)의 픽셀 신호로부터 제3 프레임(F4)을 생성할 수 있다.Thereafter, according to the control signal of the control unit to change the path of the infrared signal incident to the
이후, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호의 경로를 변경시키도록 하는 제어부의 제어 신호에 따라, 필터 액추에이터(400)는 상기 적외선 신호의 입사 각도를 제2 각도 변화량만큼 위로 변경시킴으로써 제4 픽셀 이동(D)을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라, 제어부가 상기 필터 액추에이터(400)의 제4 픽셀 이동(D)이 완료되었음을 나타내는 피드백 신호를 센서부(300)로 전달할 수 있다. 피드백 신호를 수신한 센서부(300)의 각 픽셀(A1 내지 A4)은 픽셀 장면(S1)을 획득하고, 이에 따라 센서부(300)는 각 픽셀(A1 내지 A4)의 픽셀 신호로부터 제5 프레임(F5)을 생성할 수 있다. 이후로도 픽셀 이동 및 이동된 픽셀을 통한 프레임 생성 동작은 반복적으로 수행될 수 있다.Thereafter, according to the control signal of the control unit to change the path of the infrared signal incident on the
도 15를 참조하면, 센서부(300)가 순차적인 픽셀 이동(A 내지 D)에 따라 제1 내지 제7 프레임(F1 내지 F7)을 순차적으로 생성한다고 가정한다.Referring to FIG. 15, it is assumed that the
이미지 합성 소자는 순차적으로 프레임들을 입력받아 초해상도(SR) 이미지 합성을 통해 초해상도 이미지인 합성 프레임을 생성할 수 있다.The image synthesis device may sequentially receive frames and generate a composite frame that is a super-resolution image through super-resolution (SR) image synthesis.
이때, 도 15에 도시된 바와 같이, 이미지 합성 소자는 제1 내지 제4 프레임(F1 내지 F4)을 입력받아 제1 합성 프레임(F1')을 생성할 수 있다. 이후, 이미지 합성 소자는 제2 내지 제5 프레임(F2 내지 F5)을 입력받아 제2 합성 프레임(F2')을 생성할 수 있다. 이후, 이미지 합성 소자는 제3 내지 제6 프레임(F3 내지 F6)을 입력받아 제3 합성 프레임(F3')을 생성할 수 있다. 이후, 이미지 합성 소자는 제4 내지 제7 프레임(F4 내지 F7)을 입력받아 초해상도 이미지 생성 알고리즘을 통해 제4 합성 프레임(F4')을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제4 합성 프레임(F1' 내지 F4')를 생성하는 동작은 상기 설명한 이미지 합성 소자에 의해 수행될 수 있다.In this case, as shown in FIG. 15, the image synthesizing element may receive the first to fourth frames F1 to F4 to generate a first synthesis frame F1 ′. Thereafter, the image synthesizing device may receive the second to fifth frames F2 to F5 and generate a second composite frame F2'. Thereafter, the image synthesizing element may receive the third to sixth frames F3 to F6 to generate a third synthesis frame F3'. Thereafter, the image synthesis element may receive the fourth to seventh frames F4 to F7 and generate a fourth synthesis frame F4 ′ through a super-resolution image generation algorithm. In this case, the operation of generating the first to fourth composite frames F1 ′ to F4 ′ may be performed by the image combining device described above.
여기서, 이미지 합성 소자는 센서부(300)로부터 제1 내지 제7 프레임(F1 내지 F7)을 순차적으로 수신하고, 합성 프레임 생성을 위해 현재 입력되는 프레임의 직전 3개의 프레임을 저장할 수 있다. 실시 예에 따라, 프레임을 저장하는 버퍼는 적어도 3개의 프레임을 저장할 수 있는 저장 용량을 가질 수 있다.Here, the image synthesizing element may sequentially receive the first to seventh frames F1 to F7 from the
만일, 제1 내지 제4 프레임을 이용해 합성 프레임을 생성하고, 이후 제5 내지 제8 프레임을 이용해 합성 프레임을 생성한다면, 원래의 프레임 레이트(frame rate)보다 1/4로 줄어들게 된다. 그러나, 실시 예에 따른 방식과 같이 순차적으로 입력되는 현재 프레임 및 현재 프레임 직전의 3개의 프레임을 이용해 연속적으로 합성 프레임을 생성함으로써, 프레임 레이트의 저하를 방지할 수 있다.If a composite frame is generated using the first to fourth frames, and then the composite frame is generated using the fifth to eighth frames, it is reduced to 1/4 of the original frame rate. However, as in the method according to the embodiment, by continuously generating a composite frame using a current frame sequentially input and three frames immediately before the current frame, it is possible to prevent a frame rate from being deteriorated.
본 실시 예에서는 4 번의 픽셀 이동을 통해 4배의 해상도를 갖는 초해상도 이미지를 생성하는 방식에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고 다른 방식의 픽셀 이동을 통해 더 높은 해상도를 갖는 초해상도 이미지를 생성할 수 있다.In the present embodiment, a method of generating a super-resolution image having a resolution of 4 times through 4 pixel movements has been described, but the scope of the present invention is not limited thereto, and a super resolution image having a higher resolution through other pixel movements has been described. You can create a resolution image.
이하, 전술한 카메라 모듈(100)에서 수행되는 초 해상도 이미지 생성 방법을 첨부된 다음과 같이 살펴본다.Hereinafter, a method of generating a super-resolution image performed by the above-described
초 해상도 이미지 생성 방법은, 제1 이미지 프레임을 출력하는 단계, 제1 이미지 프레임에서 제1 방향으로 제1 거리만큼 이동된 제2 이미지 프레임을 생성하는 단계, 제2 이미지 프레임에서 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 제3 이미지 프레임을 생성하는 단계, 제3 이미지 프레임에서 제3 방향으로 제1 거리만큼 이동된 제4 이미지 프레임을 생성하는 단계, 및 제1 이미지 프레임 내지 제4 이미지 프레임을 합성하여 합성 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법을 통해 생성된 합성 이미지는 복수의 이미지 프레임보다 높은 해상도를 가질 수 있다.The super-resolution image generation method includes: outputting a first image frame, generating a second image frame moved by a first distance in a first direction from the first image frame, and generating a second image frame from the second image frame in a second direction. Generating a third image frame moved by one distance, generating a fourth image frame moved by a first distance in a third direction from the third image frame, and synthesizing the first to fourth image frames Thus, it may include the step of generating a composite image. The composite image generated through this method may have a higher resolution than a plurality of image frames.
실시 예에 따른 카메라 모듈에 의하면, 초해상도 이미지를 얻기 위해 요구되는 높은 연산량을, 센서부(300)로 입사되는 적외선 신호에 대한 입사 각도를 변경시키는 필터 액추에이터(400)를 이용하여 하드웨어적으로 해결할 수 있다.According to the camera module according to the embodiment, a high computational amount required to obtain a super-resolution image can be solved by hardware using a
또한, 순차적으로 입력되는 현재 프레임에 대해 연속적으로 합성 프레임을 생성함으로써, 프레임 레이트의 저하를 방지할 수 있다.In addition, by continuously generating composite frames for the sequentially input current frames, it is possible to prevent the frame rate from being lowered.
본 발명에 따른 실시 예에 의하면 카메라 모듈 세트로부터 독립된 필터 액추에이터를 제공할 수 있다. 이에 따르면 필터 액추에이터의 모듈 단품으로 사전 특성 확인 및 품질 관리가 가능하고, 세트에는 단순 체결 작업만 진행함에 따라 조립 과정에 의한 불량 발생을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a filter actuator that is independent from the camera module set. According to this, it is possible to check characteristics and quality control in advance with a single module of the filter actuator, and it is possible to minimize the occurrence of defects due to the assembly process as only a simple fastening operation is performed on the set.
즉, 실시 예에 의하면 별개의 필터 액추에이터의 조립 형태로 초해상도 이미지를 제공할 수 있으며, 이에 따라 카메라 모듈의 설계 시에 필터 액추에이터의 구조를 고려하지 않아도 됨에 따른 설계 자유도를 확보할 수 있다. 또한, 초해상도 이미지 제공 기능이 구비되지 않은 종래의 카메라 모듈에서도 상기 필터 액추에이터의 조립을 통해 초해상도 이미지를 제공할 수 있음에 따른 사용자 만족도를 향상시킬 수 있다. That is, according to the embodiment, a super-resolution image may be provided in the form of an assembly of a separate filter actuator, and thus, design freedom can be secured as the structure of the filter actuator is not required when designing a camera module. In addition, even in a conventional camera module that is not equipped with a super-resolution image providing function, user satisfaction can be improved as the super-resolution image can be provided through assembly of the filter actuator.
또한, 실시 예에 의하면 마이크로볼로미터로 구성되는 센서의 픽셀 사이즈에 따라 필터 액추에이터에 인가되는 구동 전류만을 변경하여 필터의 틸팅 각도를 조정할 수 있으며, 이에 따라 픽셀 사이즈에 구애받지 않고 모든 센서에 적용 가능하다.In addition, according to the embodiment, the tilting angle of the filter can be adjusted by changing only the driving current applied to the filter actuator according to the pixel size of the sensor composed of the microbolometer, and accordingly, it can be applied to all sensors regardless of the pixel size. .
또한, 실시 예에 의하면, 마그네트와 코일을 포함하는 구동부를 기준으로 스프링이 수직 방향이 아닌 수평 방향에 배치되도록 함으로써, 필터 액추에이터의 두께를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 필터 액추에이터의 틸팅 가능 각도를 증가시켜 보다 넓은 동작 구간 확보가 가능하다.In addition, according to an embodiment, the thickness of the filter actuator can be reduced by placing the spring in a horizontal direction rather than a vertical direction based on a driving unit including a magnet and a coil, thereby increasing the tiltable angle of the filter actuator. It is possible to secure a wider operating section.
또한, 실시 예에 의하면, 제1 프레임 및 제2 프레임의 상하부에 각각 배치되는 스프링이 대칭 구조를 가지도록 함으로써, 보다 안정적으로 필터를 4방향으로 틸팅시킬 수 있으며, 이에 따른 균일한 동작성을 제공할 수 있다. 또한, 실시 예에 의하면, 카메라 모듈 내에서의 필터 액추에이터의 배치 방향에 따라 발생하는 자세차를 최소화할 수 있다. In addition, according to the embodiment, the first frame and the second frame, respectively, the upper and lower portions of the spring arranged to have a symmetrical structure, the filter can be more stably tilted in four directions, thereby providing uniform operation. can do. Further, according to the embodiment, it is possible to minimize a difference in posture that occurs according to the arrangement direction of the filter actuator in the camera module.
또한, 실시 예에 의하면, 구동 기판 상에서, 코일의 배치 방향을 기준으로 수평 방향으로 솔더 본딩을 적용하여, 구동 기판의 두께를 감소시킬 수 있을뿐 아니라 더 큰힘을 내기 위해 필요한 코일 배치 공간의 확보가 가능하다. In addition, according to the embodiment, by applying solder bonding in a horizontal direction based on the arrangement direction of the coil on the driving substrate, it is possible to reduce the thickness of the driving substrate and secure the coil arrangement space necessary to exert a greater force. It is possible.
또한, 실시 예에 의하면, 센서의 픽셀 수를 증가시키지 않고도 초고해상도의 이미지를 얻을 수 있다. 즉, 실시 예에서는 광 경로를 변경시키는 필터 액추에이터를 이용하여 1픽셀의 절반(0.5)만큼 쉬프트된 다수의 어레이 데이터를 이용하므로, 이미지 센서의 물리적 분해능보다 높은 초해상도를 갖는 이미지를 얻을 수 있다.In addition, according to the exemplary embodiment, an image of ultra high resolution can be obtained without increasing the number of pixels of the sensor. That is, in the embodiment, since a plurality of array data shifted by half (0.5) of one pixel is used using a filter actuator that changes the optical path, an image having a super resolution higher than the physical resolution of the image sensor can be obtained.
또한, 실시 예에 의하면, 순차적으로 입력되는 현재 프레임에 대해 연속적으로 합성 프레임을 생성함으로써, 프레임 레이트의 저하를 방지할 수 있다.In addition, according to an embodiment, by continuously generating a composite frame with respect to the sequentially input current frame, it is possible to prevent a reduction in the frame rate.
실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained in the embodiments are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs from the following description.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.As described above in connection with the embodiments, only a few are described, but various forms of implementation are possible. The technical contents of the above-described embodiments may be combined in various forms unless they are technologies incompatible with each other, and may be implemented in a new embodiment through this.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is obvious to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (20)
상기 제1 프레임부의 상기 제1 오픈 영역 내에 배치되고, 필터가 배치되는 제2 오픈 영역을 포함하는 제2 프레임부; 및
상기 제1 프레임부 및 상기 제2 프레임부와 결합되고, 상기 제1 오픈 영역 내에서 상기 제2 프레임부를 탄성지지하는 스프링부를 포함하고,
상기 제1 프레임부는,
상기 제1 오픈 영역을 포함하는 기판 프레임;
상기 기판 프레임의 외측면에 배치되는 구동 기판; 및
상기 구동 기판에 배치되고, 상기 제1 오픈 영역 상에 노출되어 상기 제2 프레임부의 외측면과 마주보는 코일부를 포함하는
필터 액추에이터.A first frame unit including a first open area;
A second frame unit disposed within the first open area of the first frame unit and including a second open area in which a filter is disposed; And
A spring portion coupled to the first frame portion and the second frame portion and elastically supporting the second frame portion within the first open area,
The first frame part,
A substrate frame including the first open area;
A driving substrate disposed on an outer surface of the substrate frame; And
And a coil part disposed on the driving substrate and exposed on the first open area to face an outer surface of the second frame part
Filter actuator.
상기 기판 프레임은,
코너 영역에 배치되고, 체결 부재가 삽입되는 복수의 제1 홀; 및
상기 코너 영역에 배치되는 적어도 하나의 제1 돌기를 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The substrate frame,
A plurality of first holes disposed in a corner region and into which a fastening member is inserted; And
Including at least one first protrusion disposed in the corner region
Filter actuator.
상기 기판 프레임은,
코너 영역의 내측면에서 상기 제1 오픈 영역을 향하여 돌출된 연장부를 포함하고,
상기 연장부는,
상기 기판 프레임에 대해 단차를 가지는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The substrate frame,
Including an extension protruding toward the first open area from the inner side of the corner area,
The extension part,
Having a step with respect to the substrate frame
Filter actuator.
상기 기판 프레임은,
상기 연장부의 상면에 배치되는 제2 돌기; 및
상기 연장부의 하면에 배치되는 제3 돌기를 포함하며,
상기 스프링부는,
상기 제2 돌기에 결합되는 제1 스프링; 및
상기 제3 돌기에 결합되는 제2 스프링을 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 3,
The substrate frame,
A second protrusion disposed on the upper surface of the extension part; And
And a third protrusion disposed on a lower surface of the extension part,
The spring part,
A first spring coupled to the second protrusion; And
Including a second spring coupled to the third protrusion
Filter actuator.
상기 제2 돌기의 상면은,
상기 기판 프레임의 상면보다 낮게 위치하고,
상기 제 3 돌기의 하면은,
상기 기판 프레임의 하면보다 높게 위치하는
필터 액추에이터.The method of claim 4,
The upper surface of the second protrusion,
Positioned lower than the upper surface of the substrate frame,
The lower surface of the third protrusion,
Located higher than the lower surface of the substrate frame
Filter actuator.
상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은,
상호 대칭 구조를 가지는
필터 액추에이터.The method of claim 4,
The first spring and the second spring,
Symmetrical structure
Filter actuator.
상기 기판 프레임은,
외측면 및 내측면을 길이 방향으로 관통하며 형성되고, 상기 코일부가 삽입되는 제2 홀을 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The substrate frame,
It is formed by penetrating the outer and inner surfaces in the longitudinal direction, and including a second hole into which the coil unit is inserted.
Filter actuator.
상기 코일부는,
상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 서로 마주보는 제1 및 제3 코일과,
상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 상기 제1 및 제3 코일 사이에서 서로 마주보며 배치되는 제2 및 제4 코일을 포함하고,
상기 제1 및 제3 코일의 배치 방향은,
상기 제2 및 제4 코일의 배치 방향에 대해 직교하는
필터 액추에이터.The method of claim 6,
The coil part,
First and third coils disposed on the outer surface of the substrate frame and facing each other,
It is disposed on the outer surface of the substrate frame and includes second and fourth coils disposed to face each other between the first and third coils,
The arrangement direction of the first and third coils is,
Orthogonal to the arrangement direction of the second and fourth coils
Filter actuator.
상기 구동 기판은,
상기 기판 프레임의 외측면을 둘러싸며 배치되고, 상기 코일부가 배치되는 제1 기판부와;
상기 제1 기판부로부터 연장되고, 연성회로기판과 연결되는 커넥터부가 배치된 제2 기판부를 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The driving substrate,
A first substrate portion surrounding the outer surface of the substrate frame and on which the coil portion is disposed;
And a second substrate portion extending from the first substrate portion and on which a connector portion connected to the flexible circuit board is disposed.
Filter actuator.
상기 제1 프레임부는,
상기 구동 기판 상에 배치되고, 상기 코일부의 내측면 내에 위치하는 위치 센서부를 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The first frame part,
It is disposed on the driving substrate and includes a position sensor unit located in the inner surface of the coil unit
Filter actuator.
상기 코일부는,
일단의 제1 인출선 및 상기 일단과 반대되는 타단의 제2 인출선을 포함하고,
상기 제1 및 제2 인출선은,
상기 코일부의 장변 방향과 수평한 방향으로 인출되며,
상기 구동 기판은,
상기 코일부의 장변 방향과 수평한 방향에 배치되고, 상기 제1 및 제2 인출선과 각각 연결되는 제1 및 제2 단자를 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The coil part,
Including a first leader line at one end and a second leader line at the other end opposite to the one end,
The first and second leader lines,
It is drawn out in a direction horizontal to the long side of the coil part,
The driving substrate,
Arranged in a direction horizontal to the long side of the coil unit, including first and second terminals respectively connected to the first and second leader lines
Filter actuator.
상기 제2 프레임부는,
상기 제2 오픈 영역을 포함하고, 단차 영역을 포함하는 필터 프레임;
상기 필터 프레임의 4개의 변으로부터 각각 연장되는 제1 내지 제4 마그네트 프레임;
상기 필터 프레임의 상기 단차 영역에 배치되는 필터; 및
상기 제1 내지 제4 마그네트 프레임의 외측면에 각각 배치되며, 상기 제1 코일과 마주보는 제1 마그네트와, 상기 제2 코일과 마주보는 제2 마그네트와, 상기 제3 코일과 마주보는 제3 마그네트와, 상기 제4 코일과 마주보는 제4 마그네트를 포함하는 마그네트부;를 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 8,
The second frame part,
A filter frame including the second open area and including a step area;
First to fourth magnet frames each extending from four sides of the filter frame;
A filter disposed in the stepped region of the filter frame; And
A first magnet facing the first coil, a second magnet facing the second coil, and a third magnet facing the third coil, respectively disposed on the outer surfaces of the first to fourth magnet frames And, a magnet portion including a fourth magnet facing the fourth coil; including
Filter actuator.
상기 마그네트 프레임은,
상면 및 하면에 각각 배치되고, 상기 제1 및 제2 스프링과 결합되는 제5 돌기를 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 12,
The magnet frame,
It is disposed on the upper surface and the lower surface, respectively, including a fifth protrusion coupled to the first and second springs
Filter actuator.
상기 필터는,
게르마늄 또는 실리콘을 포함하는
필터 액추에이터.The method of claim 1,
The filter,
Containing germanium or silicon
Filter actuator.
상기 제1 및 제2 스프링은,
상기 제1 내지 제4 마그네트에 의해 둘러싸인 내측 영역에 위치하는
필터 액추에이터.The method of claim 12,
The first and second springs,
Located in the inner area surrounded by the first to fourth magnets
Filter actuator.
상기 렌즈 홀더의 일측에 결합되는 렌즈부;
상기 렌즈 홀더의 타측에 결합되는 센서부; 및
상기 렌즈 홀더 내에 수용되고, 상기 렌즈부 및 상기 센서부 사이에 배치되는 필터 액추에이터를 포함하고,
상기 필터 액추에이터는,
제1 오픈 영역을 포함하는 제1 프레임부;
상기 제1 프레임부의 상기 제1 오픈 영역 내에 배치되고, 필터가 배치되는 제2 오픈 영역을 포함하는 제2 프레임부; 및
상기 제1 프레임부 및 상기 제2 프레임부와 결합되고, 상기 제1 오픈 영역 내에서 상기 제2 프레임부를 탄성지지하는 스프링부를 포함하고,
상기 제1 프레임부는,
상기 제1 오픈 영역을 포함하는 기판 프레임;
상기 기판 프레임의 외측면에 배치되는 구동 기판; 및
상기 구동 기판에 배치되고, 상기 제1 오픈 영역 상에 노출되어 상기 제2 프레임부의 외측면과 마주보는 코일부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 오픈 영역은,
광축 방향을 중심으로 상기 렌즈부 및 상기 센서부와 정렬되는
카메라 모듈.Lens holder;
A lens unit coupled to one side of the lens holder;
A sensor unit coupled to the other side of the lens holder; And
A filter actuator accommodated in the lens holder and disposed between the lens unit and the sensor unit,
The filter actuator,
A first frame unit including a first open area;
A second frame unit disposed within the first open area of the first frame unit and including a second open area in which a filter is disposed; And
A spring portion coupled to the first frame portion and the second frame portion and elastically supporting the second frame portion within the first open area,
The first frame part,
A substrate frame including the first open area;
A driving substrate disposed on an outer surface of the substrate frame; And
A coil part disposed on the driving substrate and exposed on the first open area to face an outer surface of the second frame part,
The first and second open areas,
Aligned with the lens unit and the sensor unit around the optical axis direction
Camera module.
상기 렌즈부는,
ZnS로 구성된 렌즈를 포함하고,
상기 센서부는,
마이크로볼로미터를 포함하는
카메라 모듈.The method of claim 16,
The lens unit,
Including a lens composed of ZnS,
The sensor unit,
Containing microbolometer
Camera module.
상기 제2 프레임부는,
상기 제2 오픈 영역을 포함하고, 단차 영역을 포함하는 필터 프레임;
상기 필터 프레임의 4개의 변으로부터 각각 연장되는 마그네트 프레임;
상기 필터 프레임의 상기 단차 영역에 배치되는 필터; 및
상기 마그네트 프레임의 외측면에 각각 배치되며, 상기 코일부와 마주보는 마그네트부;를 포함하는
카메라 모듈.The method of claim 16,
The second frame part,
A filter frame including the second open area and including a step area;
A magnet frame extending from four sides of the filter frame, respectively;
A filter disposed in the stepped region of the filter frame; And
Including; respectively disposed on the outer surface of the magnet frame, the magnet portion facing the coil portion;
Camera module.
상기 코일부는,
상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 서로 마주보는 제1 및 제3 코일과,
상기 기판 프레임의 외측면에 배치되고, 상기 제1 및 제3 코일 사이에서 서로 마주보며 배치되는 제2 및 제4 코일을 포함하고,
상기 마그네트부는,
상기 제1 코일과 마주보는 제1 마그네트와,
상기 제2 코일과 마주보는 제2 마그네트와,
상기 제3 코일과 마주보는 제3 마그네트와,
상기 제4 코일과 마주보는 제4 마그네트를 포함하는 마그네트부;를 포함하는
카메라 모듈.The method of claim 18,
The coil part,
First and third coils disposed on the outer surface of the substrate frame and facing each other,
It is disposed on the outer surface of the substrate frame and includes second and fourth coils disposed to face each other between the first and third coils,
The magnet part,
A first magnet facing the first coil,
A second magnet facing the second coil,
A third magnet facing the third coil,
Including; a magnet portion including a fourth magnet facing the fourth coil;
Camera module.
상기 필터는 제1 내지 제4 틸팅 상태를 포함하고,
상기 제1 틸팅 상태에서, 상기 제1 및 제3 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제1 마그네트는 상기 제1 코일에 대해 상측 이동하고, 상기 제3 마그네트는 제3 코일에 대해 하측 이동하고,
상기 제2 틸팅 상태에서, 상기 제2 및 제4 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제2 마그네트는 상기 제2 코일에 대해 상측 이동하고, 상기 제4 마그네트는 제4 코일에 대해 하측 이동하며,
상기 제3 틸팅 상태에서, 상기 제1 및 제3 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제1 마그네트는 상기 제1 코일에 대해 하측 이동하고, 상기 제3 마그네트는 제3 코일에 대해 상측 이동하고,
상기 제4 틸팅 상태에서, 상기 제2 및 제4 코일에 인가되는 전류에 기반하여, 상기 제2 마그네트는 상기 제2 코일에 대해 하측 이동하고, 상기 제4 마그네트는 제4 코일에 대해 상측 이동하는
카메라 모듈.The method of claim 19,
The filter includes first to fourth tilting states,
In the first tilting state, based on the current applied to the first and third coils, the first magnet moves upward with respect to the first coil, and the third magnet moves downward with respect to the third coil. ,
In the second tilting state, based on the current applied to the second and fourth coils, the second magnet moves upward with respect to the second coil, and the fourth magnet moves downward with respect to the fourth coil. ,
In the third tilting state, based on the current applied to the first and third coils, the first magnet moves downward with respect to the first coil, and the third magnet moves upward with respect to the third coil. ,
In the fourth tilting state, based on the current applied to the second and fourth coils, the second magnet moves downward with respect to the second coil, and the fourth magnet moves upward with respect to the fourth coil.
Camera module.
Priority Applications (1)
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