KR20230158195A - 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기 - Google Patents

카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기 Download PDF

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김장현
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 카메라 모듈은 제1 센서 유닛 및 제2 센서 유닛을 포함하는 위치 센서부; 및 상기 제1 및 제2 센서 유닛과 연결되고, 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 출력신호에 기초하여 위치 정보를 획득하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 센서 유닛은 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제1 출력 단자를 포함하고, 상기 제2 센서 유닛은 복수의 제2 입력 단자 및 복수의 제2 출력 단자를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자와 개별적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 출력신호의 선택적 조합을 통해 상기 위치 정보를 획득한다.

Description

카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기{A CAMERA MODULE AND OPTICAL APPARATUS HAVING THE SAME}
실시 예는 카메라 모듈 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
카메라 모듈은 피사체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며, 휴대폰 등의 이동단말기, 노트북, 드론, 차량 등에 장착되고 있다.
한편, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스에는 초소형 카메라 모듈이 내장되며, 이러한 카메라 모듈은 이미지 센서와 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 자동 초점(AF: Auto Focus) 기능을 수행할 수 있다.
상기 자동 초점 기능은 카메라 모듈 내에서 정지 이미지 또는 동영상을 선명하게 촬영하기 위한 필수 기능이다. 상기 자동 초점 기능은, 위치 센서를 이용하여 코일이 장착된 렌즈 배럴의 위치가 검출되고, 상기 검출된 렌즈 배럴의 위치와 입력되는 목표 위치에 따라 구동부에 구동 신호를 제공하면, 구동부의 마그네트와 렌즈 배럴에 장착된 코일 사이에 구동력이 발생하여, 렌즈 배럴의 위치가 초점 위치로 이동하면서 자동 초점 기능이 수행된다
그러나 종래의 카메라 모듈은 1개의 위치 센서를 이용하여 렌즈 배럴의 위치를 감지하고 있다. 이때 상기 위치 센서에서 출력되는 감지 신호에는 주변 잡음이 포함되어 있다. 따라서 종래의 카메라 모듈은 렌즈 배럴의 정확한 위치 감지가 어려우며, 이에 의해 렌즈 배럴을 정확한 위치로 이동시키는데 한계가 있다.
또한, 최근 카메라 모듈의 기술 발달에 따라 스트로크가 증가하고 있다. 이에 따라 1개의 위치 센서만을 가지고는 롱 스트로크를 가지는 카메라 모듈의 전체 스트로크 범위에서의 정확한 위치 검출이 불가능한 문제가 있다.
(특허문헌 1) KR 10-1664886 B
실시 예는 위치 검출 범위를 증가시킬 수 있는 카메라 모듈 및 이의 동작 방법을 제공한다.
또한, 실시 예는 위치 정확도를 향상시킬 수 있는 카메라 모듈 및 이의 동작 방법을 제공한다.
또한, 실시 예는 다양한 카메라 사용 환경에 적용 가능한 위치 감지 회로를 포함하는 카메라 모듈 및 이의 동작 방법을 제공한다.
또한, 실시 예는 복수의 위치 센서로부터 출력되는 복수의 검출 신호의 개별적 사용 및 조합적 사용이 가능한 카메라 모듈 및 이의 동작 방법을 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 카메라 모듈은 제1 센서 유닛 및 제2 센서 유닛을 포함하는 위치 센서부; 및 상기 제1 및 제2 센서 유닛과 연결되고, 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 출력신호에 기초하여 위치 정보를 획득하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 센서 유닛은 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제1 출력 단자를 포함하고, 상기 제2 센서 유닛은 복수의 제2 입력 단자 및 복수의 제2 출력 단자를 포함하며, 상기 제어부는 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자와 모두 연결되고, 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자를 통해 수신한 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 상기 복수의 출력신호에 기초한 선택적 연산을 통해 상기 위치 정보를 획득한다.
또한, 상기 제1 센서 유닛의 상기 복수의 제1 출력 단자는, 제1 극성을 갖는 제1-1 출력 신호를 출력하는 제1-1 출력 단자와, 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 갖는 제1-2 출력 신호를 출력하는 제1-2 출력 단자를 포함하고, 상기 제2 센서 유닛의 상기 복수의 제2 출력 단자는, 상기 제1 극성을 갖는 제2-1 출력 신호를 출력하는 제2-1 출력 단자와, 상기 제2 극성을 갖는 제2-2 출력 신호를 출력하는 제2-2 출력 단자를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자와 연결되는 포트부를 포함하고, 상기 포트부는, 상기 제1-1 출력 단자와 연결되고, 상기 제1-1 출력 신호를 수신하는 제1 포트와, 상기 제1-2 출력 단자와 연결되고, 상기 제1-2 출력 신호를 수신하는 제2 포트와, 상기 제2-1 출력 단자와 연결되고, 상기 제2-1 출력 신호를 수신하는 제3 포트와, 상기 제2-2 출력 단자와 연결되고, 상기 제2-2 출력 신호를 수신하는 제4 포트를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 포트부와 연결되고, 연결된 포트를 통해 수신된 상기 복수의 출력 신호를 스위칭하는 멀티플렉서; 상기 포트부 및 상기 멀티플렉서 중 어느 하나를 통해 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 복수의 출력 신호를 수신하고, 상기 수신된 복수의 출력 신호 중 적어도 하나를 차동 증폭하는 증폭기; 및 상기 증폭기와 연결되고, 상기 증폭기의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함한다.
또한, 상기 증폭기는 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 복수의 출력 신호를 수신하는 반전 단자 및 비반전 단자를 포함하고, 상기 반전 단자는 제1 및 제2 반전 단자를 포함하고, 상기 비반전 단자는 제1 및 제2 비반전 단자를 포함하며, 상기 증폭기는, 상기 제1 및 제2 반전 단자를 통해 수신된 신호들을 가산한 제1 가산 값과, 상기 제1 및 제2 비반전 단자를 통해 수신된 신호들을 가산한 제2 가산 값을 차동 증폭한다.
또한, 상기 멀티플렉서는, 상기 제1 포트와 연결되고, 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 제1-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자 및 상기 제1 비반전 단자 중 어느 하나로 스위칭하는 제1 멀티플렉서; 및 상기 제4 포트와 연결되고, 상기 제4 포트를 통해 수신된 상기 제2-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자 및 상기 제1 비반전 단자 중 어느 다른 하나로 스위칭하는 제2 멀티플렉서;를 포함한다.
또한, 상기 증폭기의 상기 제2 반전 단자는 상기 제3 포트와 연결되어 상기 제2-1 출력 신호를 수신하고, 상기 증폭기의 상기 제2 비반전 단자는 상기 제2 포트와 연결되어 상기 제1-2 출력 신호를 수신한다.
또한, 상기 멀티플렉서는, 상기 제3 포트와 연결되고, 상기 제3 포트를 통해 수신된 상기 제2-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제2 반전 단자로 스위칭하는 제3 멀티플렉서; 및 상기 제2 포트와 연결되고, 상기 제2 포트를 통해 수신된 상기 제1-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제2 비반전 단자로 스위칭하는 제4 멀티 플렉서를 포함한다.
또한, 제1 조건에서, 상기 제1 멀티플렉서는 상기 제1-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자로 출력하고, 상기 제2 멀티플렉서는 상기 제2-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 비반전 단자로 출력하며, 상기 제1 조건과 다른 제2 조건에서, 상기 제1 멀티플렉서는 상기 제1-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 비반전 단자로 출력하고, 상기 제2 멀티플렉서는 상기 제2-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자로 출력한다.
또한, 상기 증폭기는 상기 제1 가산 값과 상기 제2 가산 값을 차이 값을 증폭하여 출력하고, 상기 제1 조건에서, 상기 제1 가산 값은 상기 제1-1 출력 신호와 상기 제2-1 출력 신호의 가산 값이고, 상기 제2 가산 값은 상기 제1-2 출력 신호와 상기 제2-2 출력 신호의 가산 값이며, 상기 제2 조건에서, 상기 제1 가산 값은 상기 제2-1 출력 신호와 상기 제2-2 출력 신호의 가산 값이고, 상기 제2 가산 값은 상기 제1-1 출력 신호와 상기 제1-2 출력 신호의 가산 값이다.
실시 예는 복수의 센서 유닛을 포함한다. 상기 복수의 센서 유닛은 렌즈 모듈의 위치를 감지하는 위치 감지 센서일 수 있다. 실시 예는 복수의 센서 유닛을 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 감지한다. 이를 통해 실시 예는 렌즈 모듈의 롱 스트로크에 대응하여 센싱 범위를 넓힐 수 있다. 이를 통해 실시 예는 렌즈 모듈의 위치 감지 정확도를 향상시킬 수 있다. 이를 통해 실시 예는 렌즈 모듈의 제어 정확도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 실시 예는 카메라 모듈의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 센서 유닛 각각은 복수의 출력 단자를 포함한다. 그리고 상기 복수의 출력단자들은 서로 직접 연결되지 않는다. 구체적으로 상기 복수의 출력 단자들은 제어부의 서로 다른 포트에 개별적으로 연결된다.
따라서, 실시 예는 카메라 모듈의 사용 환경에 맞게 최적의 위치 검출 조건을 적용할 수 있다.
구체적으로, 실시 예는 제1 조건에서 제1 센서 유닛의 출력 신호들과 제2 센서 유닛의 출력신호들의 감산 값을 차동 증폭한 제1 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 실시 예는 제2 조건에서 제1 센서 유닛의 출력 신호들과 제2 센서 유닛의 출력신호들의 가산 값을 차동 증폭한 제2 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 실시 예는 제3 조건에서 제1 센서 유닛의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭한 제3 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 실시 예는 제4 조건에서 제2 센서 유닛의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭한 제4 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다.
이때, 상기 조건은 카메라 모듈의 사용 환경에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 사용 위치나 주변 구조물 등에 따라 상기 카메라 모듈에 전달되는 잡음(예를 들어, 공통 모드 노이즈)의 형태가 달라질 수 있다. 그리고 실시 예는 현 사용 환경에 기초하여 상기 제1 조건 및 제2 조건 중 어느 하나의 조건을 결정하여 잡음에 강한 검출 신호를 제공할 수 있다. 이에 따라 실시 예는 렌즈 배럴의 위치 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예는 복수의 센서 유닛 사이를 서로 직접 연결하기 위한 연결 라인을 회로 기판에 형성하지 않아도 되며, 이에 따른 카메라 모듈의 제조 공정을 간소화할 수 있다. 나아가, 실시 예는 제품 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 사시도이다.
도 2는 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다
도 3은 도 1의 카메라 모듈의 A-A' 방향으로의 단면도이다.
도 4는 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 실시 예에 따른 위치 센서부의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시 예와 비교되는 비교 예의 위치 센서부의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 위치 센서부와 제어부의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제1 실시 예의 제어부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 도 8의 제어부의 멀티플렉서와 증폭기 사이의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제1 조건에서의 멀티플렉서의 스위칭 상태 및 증폭기의 입력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 증폭기의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제2 조건에서의 멀티플렉서의 스위칭 상태 및 증폭기의 입력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12의 증폭기의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제2 실시 예의 제어부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15는 도 14의 제어부의 멀티플렉서와 증폭기 사이의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 실시 예에 따른 광학기기의 사시도를 나타내고, 도 17은 도 16에 도시된 광학기기의 구성도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
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.
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 실시 예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 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 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉하는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하에서 사용되는 광축(Optical Axis) 방향은 카메라 액추에이터, 카메라 모듈에 결합되는 렌즈의 광축 방향으로 정의할 수 있고, 수직 방향은 광축과 수직인 방향으로 정의할 수 있다.
이하에서 사용되는 오토 포커스 기능은 이미지 센서에 피사체의 선명한 영상이 얻어질 수 있도록 피사체의 거리에 따라 렌즈를 광축 방향으로 이동시켜 이미지 센서와의 거리를 조절함으로써 피사체에 대한 초점을 자동으로 맞추는 기능으로 정의할 수 있다.
한편, 오토 포커스는 AF(Auto Focus)와 대응할 수 있다. 또한, 오토 포커스 피드백(CLAF, closed-loop auto focus) 제어는 포커스 조절의 정확성을 향상시키기 위해 이미지 센서와 렌즈 사이의 거리를 감지하여 렌즈의 위치를 실시간으로 피드백(feedback, 되먹임) 제어하는 것으로 정의할 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 카메라 모듈 및 이를 포함하는 광학기기에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 우선, 본원의 카메라 모듈의 전체적인 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 실시 예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 카메라 모듈의 A-A' 방향으로의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈(110), 렌즈 배럴(120), 렌즈 구동 장치(130), 필터부(140), 베이스(150), 회로 기판(160), 보강 플레이트(170), 센서(180) 및 접착 부재(190)를 포함할 수 있다.
여기에서, 카메라 모듈(100)은 촬영기로 대체하여 표현할 수 있다. 또한, 베이스(150)는 홀더, 센서 베이스, 이너 베이스, 필터 장착부, 또는 필터 안착부 등으로 대체하여 표현할 수 있다. 또한, 상기 렌즈 구동 장치(130)는 렌즈(110) 또는 렌즈 배럴(120)을 구동하는 액추에이터로 대체하여 표현할 수 있다.
렌즈(110) 또는 렌즈 배럴(120)은 렌즈 구동 장치(130)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(110) 또는 렌즈 배럴(120)은 렌즈 구동 장치(130)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈(110)는 상기 렌즈 배럴(120) 내에 장착될 수 있다. 그리고 상기 렌즈 배럴(120)은 상기 렌즈 구동 장치(130)에 장착될 수 있다.
이때, 상기 렌즈 구동 장치(130)는 보빈(132)을 포함한다. 그리고 상기 렌즈 배럴(120)은 상기 렌즈 구동 장치(130)의 보빈(132)에 결합될 수 있다.
상기 렌즈 배럴(120)의 외측면과 상기 렌즈 구동 장치(130)의 보빈(132)의 내측면 사이에는 접착 부재(190)가 배치될 수 있다. 그리고 상기 렌즈 배럴(120)은 상기 접착 부재(190)를 통해 상기 렌즈 구동 장치(130)의 보빈(132)에 결합될 수 있다. 이때, 상기 렌즈 배럴(120)은 상기 렌즈 구동 장치(130)의 보빈(132)과 함께 이동할 수 있다.
예를 들어, 상기 렌즈 구동 장치(130)는 위치가 고정되는 고정부와, 상기 고정부에 대해 이동하는 이동부를 포함한다. 그리고 상기 렌즈 구동 장치(130)의 이동부는 상기 보빈(132)을 포함한다. 상기 렌즈 배럴(120)은 상기 렌즈 구동 장치(130)의 이동부의 보빈(132)에 결합된다. 이에 따라, 상기 렌즈 구동 장치(130)의 이동부의 이동 시에 상기 렌즈 배럴(120)도 함께 이동할 수 있다. 따라서, 상기 렌즈 배럴(120) 및 상기 렌즈 배럴(120)에 결합된 렌즈(110)는 카메라 모듈의 이동부라고도 할 수 있다.
렌즈(110)는 3매 또는 그 이상의 렌즈들이 적층된 광학계일 수 있다. 렌즈(110)는 5매 이상의 렌즈들이 적층된 광학계일 수 있다. 렌즈(110)는 8매 이상의 렌즈들이 적층된 광학계일 수 있다. 이때, 도면상에는 상기 렌즈(110)가 8매의 렌즈를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 렌즈(110)는 8매 미만의 적층 구조를 가질 수 있고, 이와 다르게 9매 이상의 적층 구조를 가질 수도 있을 것이다.
상기 렌즈(110)는 플라스틱 재질의 렌즈를 포함할 수 있다. 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈(110)는 플라스틱 재질의 제1 렌즈부 및 유리 재질의 제2 렌즈부를 포함할 수 있다. 그리고 상기 플라스틱 재질의 제1 렌즈부의 렌즈 매수는 상기 유리 재질의 제2 렌즈부의 렌즈 매수보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 플라스틱 재질의 제1 렌즈부의 렌즈 매수는 2매 이상일 수 있다.
일 실시 예에서, 렌즈(110)는 플라스틱 렌즈들 및/또는 유리 렌즈(들)로 적층될 수 있다. 여기에서, 플라스틱 재질은 유리 재질의 열팽창계수(CTE)에 비해 5배 이상 높고, 온도의 함수에 따른 굴절율의 변경 값(|dN/Dt|)은 유리 재질보다 플라스틱 재질이 10배 이상 높을 수 있다. 여기서, dN은 렌즈의 굴절률의 변경 값이며, dT는 온도의 변경 값을 나타낸다.
또한, 카메라 모듈(100)은 AF(Auto Focus)용 카메라 모듈, OIS(Optical Image Stabilizer)용 카메라 모듈 중 어느 하나일 수 있다. AF용 카메라 모듈은 오토 포커스 기능만을 수행할 수 있는 것을 말한다. 그리고 OIS용 카메라 모듈은 오토 포커스 기능 및 OIS 기능을 수행하는 것을 말한다.
예컨대, 렌즈 구동 장치(130)는 AF용 렌즈 구동 장치이거나, 또는 OIS용 렌즈 구동장치일 수 있다. 여기에서 "AF용" 및 "OIS용"의 의미는 AF용 카메라 모듈 및 OIS용 카메라 모듈에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
예컨대, 카메라 모듈(100)의 렌즈 구동 장치(130)는 OIS용 렌즈 구동장치일 수 있다.
렌즈 구동 장치(130)는 하우징(131) 및 상기 하우징(131) 내에 배치되고, 렌즈 배럴(120)과 결합되는 보빈(132)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 하우징(131) 내에 배치되는 보빈(132), 렌즈(110) 및 렌즈 배럴(120)은 AF 구동 또는 OIS 구동 시에 이동하는 이동부라 할 수 있다.
또한, 도면에 구체적으로 도시하지 않았지만, 상기 렌즈 구동 장치(130)는 상기 보빈(132)에 결합되는 제1 코일(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 구동 장치(130)는 하우징(131)에 결합되면서 상기 제1 코일과 대향되는 마그네트(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 렌즈 구동 장치(130)는 상기 하우징(131)의 상부와 상기 보빈(132)의 상부에 결합되는 적어도 하나의 상부 탄성 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 렌즈 구동 장치(130)는 상기 하우징(131)의 하부와 상기 보빈(132)의 하부에 결합되는 적어도 하나의 하부 탄성 부재(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈 구동 장치(130)는 카메라 모듈의 구성 요소들을 수용하기 위한 공간을 제공하는 커버 부재(133)를 포함할 수 있다.
실시 예의 렌즈 구동 장치(130)는 제1 코일과 마그네트 간의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 보빈(132) 및 상기 보빈(132)에 결합될 렌즈 배럴(120)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 그리고 상기 렌즈 배럴(120) 및 상기 렌즈 배럴(120)에 결합된 렌즈(110)의 광축 방향으로의 위치는 상기 전자기력에 의해 제어될 수 있다. 그리고 이에 의해 AF 구동이 구현될 수 있다.
또한, 렌즈 구동 장치(130)는 제2 코일(미도시)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 렌즈 구동 장치(130)는 상기 제2 코일과 상기 마그네트 간의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 하우징(131)이 광축 방향과 수직한 방향으로 이동될 수 있다. 이에 의해, OIS 구동이 구현될 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈(100)의 렌즈 구동 장치(130)는 AF 피드백 구동을 위하여 위치 센서부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 위치 센서부는 보빈(132)에 배치되는 센싱 마그네트(sensing magnet, 미도시) 및 하우징(131)에 배치되는 AF 위치 센서(예를 들어, 홀 센서(추후 설명))를 포함할 수 있다.
또한, 렌즈 구동 장치(130)는 상기 하우징(131)에 배치되고, 상기 AF 위치 센서가 배치 또는 장착되기 위한 센서 기판(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 다른 실시 예에서, 상기 AF 위치 센서가 보빈(132)에 배치될 수 있고, 상기 센싱 마그네트가 상기 하우징(131)에 배치될 수도 있을 것이다.
AF 위치 센서는 보빈(132)의 이동에 따른 센싱 마그네트의 자기장의 세기를 감지한다. 그리고 AF 위치 센서는 상기 감지의 결과에 따른 출력 신호를 발생할 수 있다. 상기 AF 위치 센서는 상부 탄성 부재(또는 하부 탄성 부재)를 통해 구동 기판에 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 기판은 상기 AF 위치 센서에 구동 신호를 제공할 수 있다. 그리고 상기 구동 기판은 상기 AF 위치 센서의 출력 신호를 수신할 수 있다.
이의 동작을 간략히 설명하면, 상기 제1 코일에는 구동 신호(예컨대, 구동 전류)가 제공될 수 있다. 그리고 상기 보빈(132)은 상기 제공되는 구동 신호에 기초한 제1 코일과 마그네트의 상호 작용에 의한 전자기력에 의하여 광축 방향으로 이동될 수 있다.
이때, 카메라 모듈의 기술 발달에 따라 상기 렌즈 배럴의 스트로크가 증가하고 있다. 상기 스트로크란 상기 렌즈 배럴의 광축 방향으로의 이동 가능 범위를 의미한다. 이에 따라, 1개의 AF 위치 센서만을 가지고는 전체 스트로크에서의 렌즈 배럴의 정확한 위치 감지가 어려울 수 있다. 따라서, 실시 예는 2개의 AF 위치 센서를 이용하여 상기 렌즈 배럴의 정확한 위치 감지가 이루어지도록 한다. 상기 2개의 AF 위치 센서를 이용하여 렌즈 배럴의 위치를 감지하는 구조 및 이의 동작에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
베이스(150)는 렌즈 구동 장치(130) 아래에 배치될 수 있다. 필터부(140)는 베이스(150)에 장착될 수 있다.
즉, 베이스(150)는 필터부(140)가 안착되는 안착부를 구비할 수 있다. 상기 베이스(150)는 필터부(140)가 배치되는 영역이 개구된 윈도우를 포함할 수 있다. 베이스(150)와 필터부(140) 사이에는 접착 부재(미도시)가 도포될 수 있다. 예를 들어, 접착 부재는 상기 베이스(150)의 안착부(추후 설명)와 상기 필터부(140) 사이에 배치될 수 있다. 상기 접착 부재는 에폭시, 열경화성 접착제, 자외선 경화성 접착제 등일 수 있다.
한편, 상기 베이스(150)는 금속 프레스 방식, 다이 캐스팅 방식 및 MIM(Metal Insert Mold) 방식 중 어느 하나의 방식으로 제조될 수 있다. 구체적으로 상기 베이스(150)는 금속 물질을 포함하는 금속 프레임이라고도 할 수 있다.
이때, 상기 베이스(150)는 금속물질을 포함하며, 이에 의해 강성이 향상될 수 있다. 나아가, 실시 예에서는 상기 베이스(150)에 안착되는 필터부(140)의 평탄도가 향상될 수 있다.
즉, 상기 카메라 모듈의 기술 발달에 따라 이미지 센서의 사이즈가 증가하고, 이에 대응하게 필터부(140)의 사이즈 및 무게가 증가하고 있다. 이에 따라 실시 예의 베이스(150)는 금속 물질로 형성되며, 이에 따라 상기 필터부(140)의 안정적인 안착이 가능하도록 한다.
또한, 상기 베이스(150)는 필터부(140)의 안정적인 안착을 위해 일정 수준의 두께를 가진다. 이때, 실시 예는 상기 베이스(150)의 두께를 비교 예 대비 줄일 수 있다.
예를 들어, 비교 예의 베이스는 절연성 물질로 제조된 사출물이다. 이에 따라 비교 예의 베이스는 180㎛ 이상의 두께를 가진다. 이에 반하여, 실시 예의 베이스(150)는 금속 물질로 형성되는 것에 의해 180㎛보다 작은 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 실시 예는 베이스(150)의 감소된 두께만큼 FBL(Flange Back Length)을 줄일 수 있다.
필터부(140)는 상기 베이스(150)에 배치될 수 있다. 상기 필터부(140)는 상기 렌즈 배럴(120)에 수용된 렌즈(110)를 통과하는 광에서의 특정 주파수 대역의 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터부(140)는 특정 주파수 대역의 광이 이미지 센서(180)로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터부(140)는 적외선 필터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 필터부(140)는 광축(OA)과 수직한 방향과 평행하도록 배치될 수 있다.
회로 기판(160)은 상기 베이스(150)의 하부에 배치될 수 있다. 즉, 베이스(150)는 상기 회로 기판(160) 상에 부착 또는 결합될 수 있다.
실시 예의 카메라 모듈(100)은 센서(180)를 포함한다. 상기 센서(180)는 이미지 센서라고도 할 수 있다.
상기 센서(180)는 상기 회로 기판(160)에 배치된다. 이때, 회로 기판(160)은 캐비티(미도시)를 포함하며, 상기 센서(180)는 상기 캐비티 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 센서(180)는 상기 회로 기판(160)의 캐비티와 광축 방향으로 오버랩될 수 있다.
실시 예의 카메라 모듈(100)은 보강 플레이트(170)를 포함할 수 있다.
상기 보강 플레이트(170)는 상기 회로 기판(160)의 하면에 부착될 수 있다.
상기 보강 플레이트(170)는 상기 회로 기판(160)의 캐비티와 광축으로 오버랩되는 오버랩 영역을 포함할 수 있다.
그리고 상기 센서(180)는 상기 보강 플레이트(170)의 상기 오버랩 영역 상에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 센서(180)는 상기 회로 기판(160)의 상기 캐비티 내에 배치된 상태에서 상기 보강 플레이트(170)의 상기 오버랩 영역의 상면에 부착될 수 있다.
즉, 최근에는 카메라 모듈에서 요구되는 해상도가 증가하고 있다. 그리고 상기 해상도의 증가에 따라 상기 센서(180)의 사이즈가 커지고 있다. 이때, 상기 센서(180)가 상기 회로 기판(160) 상에 배치되는 경우, 점점 사이즈가 커지는 상기 센서(180)의 평탄도를 유지하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 센서(180)가 상기 회로 기판(160) 상에 배치되는 경우, 상기 센서(180)의 방열 특성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 상기 회로 기판(160)의 하면에 보강 플레이트(170)를 부착한다. 그리고 실시 예에서는 상기 센서(180)가 상기 회로 기판(160)이 아닌 상기 보강 플레이트(170) 상에 부착될 수 있도록 한다.
예를 들어, 실시 예에서의 상기 센서(180)는 상기 보강 플레이트(170) 상에 직접 부착될 수 있다. 여기에서, 상기 직접 부착된다는 것은 상기 센서(180)가 상기 보강 플레이트(170) 상에 배치된 접착 부재(미도시)에 바로 배치된다는 것을 의미할 수 있다.
한편, 상기 센서(180)는 상기 보강 플레이트(170) 상에 배치된 상태에서, 상기 회로 기판(160)의 캐비티를 통해 노출될 수 있다. 그리고 상기 센서(180)의 단자는 상기 회로 기판(160)의 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 보강 플레이트(170)는 일정 수준 이상의 두께와 경도를 가지는 판재형 부재일 수 있다. 이에 따라, 상기 보강 플레이트(170)는 상기 센서(180)를 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 상기 보강 플레이트(170)는 외부 충격에 의해 상기 센서(180)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 보강 플레이트(170)는 외부 충격으로부터 상기 센서(180)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 보강 플레이트(170)는 상기 센서(180)에서 발생하는 열을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 보강 플레이트(170)는 센서(180)의 평탄도 향상 기능을 하면서, 상기 센서(180)에서 발생한 열을 외부로 방출하는 방열 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해, 상기 보강 플레이트(170)는 열전도도가 높은 금속물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 보강 플레이트(170)는 SUS일 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 보강 플레이트(170)는 SUS 이외의 열전도도가 높은 알루미늄 등으로 형성될 수 있을 것이다. 또한, 다른 일 예로, 상기 보강 플레이트(170)는 글라스 에폭시, 플라스틱 또는 합성수지 등을 포함할 수도 있을 것이다.
상기 보강 플레이트(170)는 상기 회로 기판(160)의 접지(미도시)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 보강 플레이트(170)는 상기 회로 기판(160)의 그라운드 패턴(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 보강 플레이트(170)는 ESD(Electrostatic Discharge Protection)로부터 카메라 모듈을 보호하기 위한 그라운드(Ground) 역할을 할 수도 있다.
또한, 상기 베이스(150)는 상기 회로 기판(160)의 상기 그라운드 패턴과 연결될 수 있다. 이를 통해 실시 예에서는 카메라 모듈의 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
센서(180)에는 필터부(140)를 통과한 광이 입사될 수 있다. 상기 센서(180)는 상기 필터부(140)를 통과하여 입사되는 광이 포함하는 이미지가 결상되는 부분일 수 있다.
상기 회로 기판(160)은 센서(180)에 결상되는 이미지를 전기적 신호로 변화하여 외부 장치로 전송할 수 있다. 이를 위해, 회로 기판(160)은 각종 회로부, 소자부 및 제어부(예를 들어, 드라이버 IC) 등을 포함할 수 있다. 또한, 회로 기판(160)에는 소자부나 상기 센서(180)와 전기적으로 연결되는 패턴부가 형성될 수 있다.
한편, 상기 센서(180)는 입사되는 광에 포함된 이미지를 수신하고, 상기 수신된 이미지를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 일 예로, 상기 센서(180)는 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD), 상보형 금속산화반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 등일 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 센서(180)는 상기 CCD 또는 CMOS와 유사한 기능을 수행하는 다른 소자로 구현될 수도 있을 것이다.
한편, 상기 회로 기판(160)에는 모션 센서(미도시)가 실장 또는 배치될 수 있다. 상기 모션 센서는 회로 기판(160)에 마련되는 패턴부를 통하여 제어부(드라이버 IC)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 모션 센서는 카메라 모듈(100)의 움직임에 따른 회전 각속도 정보를 획득할 수 있다. 상기 모션 센서는 2축 또는 3축 자이로 센서일 수 있다. 상기 모션 센서는 각속도 센서일 수 있다. 제어 소자는 상기 회로 기판(160)에 실장 또는 배치될 수 있다.
상기 회로 기판(160)은 렌즈 구동 장치(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로 기판(160)은 렌즈 구동 장치(130)의 구동 기판에 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 회로 기판(160)의 제어부(추후 설명)는 상기 렌즈 구동 장치(130)의 제1 코일 및 제2 코일에 구동 신호를 공급할 수 있다. 또한, 상기 회로 기판(160)의 제어부는 AF 위치 센서(또는 OIS 위치 센서)에 구동 신호를 공급할 수 있다. 또한, 상기 회로 기판(160)의 제어부는 AF 위치 센서(또는 OIS 위치 센서)의 출력 신호를 수신할 수 있다. 상기 제어부는 드라이버 IC라고 할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 구동 소자라고 할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 구동부라고 할 수 있다. 상기 AF 위치 센서는 이하에서 설명되는 위치 센서부(250)를 의미할 수 있다.
상기 회로 기판(160) 및 상기 회로 기판(160)에 배치되는 제어부와 위치 센서부는 상기 이동부를 구동시키는 '구동부'라고도 할 수 있다.
또한, 상기 '구동부'는 상기 렌즈 구동 장치(130)에 포함된 제1 코일, 및 마그네트를 포함할 수 있다. 그리고 상기 구동부의 상기 위치 센서부(250)는 상기 이동부의 위치를 감지할 수 있다. 상기 구동부의 제어부는 상기 감지된 위치에 기초하여 상기 이동부를 목표 위치로 이동시키기 위한 제어신호를 출력한다. 상기 제어신호는 상기 제1 코일에 공급되는 전류의 세기 및 전류의 방향을 의미할 수 있다.
한편, 카메라 모듈(100)은 커넥터(195)를 포함한다.
상기 커넥터(190)는 상기 회로 기판(160) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 커넥터(195)는 상기 회로 기판(160)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 커넥터(195)는 외부장치와 전기적으로 연결되는 포트를 포함할 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 렌즈 구동 장치에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 실시 예에 따른 카메라 모듈의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 실시 예에 따른 카메라 모듈은, 이미지 센서(210), 이미지 신호 처리부(220), 디스플레이부(230), 렌즈 구동부(240), 위치 센서부(250), 저장부(260) 및 제어부(270)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(210)는 상기 설명한 바와 같이, 렌즈에 통해 맺힌 피사체의 광학 이미지를 처리한다. 이를 위해, 이미지 센서(210)는 상기 렌즈를 통해 획득된 이미지 정보를 처리할 수 있다. 또한, 이미지 센서(210)는 상기 처리된 이미지 정보를 전기적 데이터로 변환시켜 출력할 수 있다.
이미지 센서(210)는 다수의 광 검출기들이 각각의 화소로서 집적된 형태이며, 피사체의 이미지 정보를 전기적 데이터로 변환시켜 출력한다. 이미지 센서(210)는 입력되는 광량을 축적하고, 그 축적된 광량에 따라 상기 렌즈에서 촬영된 이미지를 수직 동기신호에 맞추어 출력한다. 이때, 이미지 획득은 피사체로부터 반사되어 나오는 빛을 전기적인 신호로 변환시켜주는 상기 이미지 센서(210)에 의해 이루어진다. 한편, 이미지 센서(210)를 이용하여 컬러 영상을 얻기 위해서는 컬러 필터가 필요하며, 예를 들어, CFA(Color Filter Array) 필터가 채용될 수 있다. CFA는 한 픽셀마다 한 가지 컬러를 나타내는 빛만을 통과시키며, 규칙적으로 배열된 구조를 가지며, 배열 구조에 따라 여러 가지 형태를 가진다.
이미지 신호 처리부(220)는 상기 이미지 센서(210)를 통해 출력되는 이미지를 프레임 단위로 처리한다. 이때, 이미지 신호 처리부(220)는 ISP(Image Signal Processor)라고도 칭할 수 있다.
이때, 이미지 신호 처리부(220)는 렌즈 쉐이딩 보상부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 렌즈 쉐이딩 보상부는, 이미지의 중심과 가장자리 영역의 광량에 다르게 나타나는 렌즈 쉐이딩 현상을 보상하기 위한 블록으로써, 후술할 제어부(270)로부터 렌즈 쉐이딩 설정 값을 입력받아, 이미지의 중심과 가장자리 영역의 색상을 보상한다.
나아가, 렌즈 쉐이딩 보상부는 조명의 종류에 따라 다르게 설정된 쉐이딩 변수를 수신하고, 상기 수신된 변수에 맞게 상기 이미지의 렌즈 쉐이딩을 처리할 수도 있다. 이에 따라, 렌즈 쉐이딩 보상부는 조명 종류에 따라 쉐이딩 정도를 다르게 적용하여 렌즈 쉐이딩 처리를 수행할 수 있다. 한편, 렌즈 쉐이딩 보상부는 상기 이미지에 발생하는 포화 현상을 방지하기 위해 상기 이미지의 특정 영역에 적용되는 자동 노출 가중치에 따라 다르게 설정된 쉐이딩 변수를 수신하고, 상기 수신된 변수에 맞게 상기 이미지의 렌즈 쉐이딩을 처리할 수도 있다. 더욱 명확하게는, 상기 렌즈 쉐이딩 보상부는, 상기 영상신호의 중심 영역에 대해 자동 노출 가중치가 적용됨에 따라 상기 영상신호의 가장자리 영역에 발생하는 밝기 변화를 보상한다. 즉, 조명에 의해 상기 영상신호의 포화가 발생하는 경우, 동심원 형태로 빛의 세기가 중앙에서 외곽으로 갈수록 감소함으로, 상기 렌즈 쉐이딩 보상부는 상기 영상 신호의 가장자리 신호를 증폭하여 중심 대비 밝기를 보상하도록 한다.
한편, 이미지 신호 처리부(220)는 상기 이미지 센서(210)를 통해 획득되는 이미지의 선명도를 측정할 수 있다. 즉, 이미지 신호 처리부(220)는 상기 이미지 센서(210)를 통해 획득되는 이미지의 초점 정확도를 체크하기 위하여, 상기 이미지의 선명도를 측정할 수 있다. 상기 선명도는, 포커스 렌즈의 위치에 따라 획득되는 이미지에 대해 각각 측정될 수 있다.
디스플레이부(230)는 후술할 제어부(270)의 제어에 따라 촬영된 이미지를 표시하며, 사진 촬영 시 필요한 설정 화면이나, 사용자의 동작 선택을 위한 화면을 표시한다.
렌즈 구동부(240)는 렌즈 배럴(120)을 이동시킨다. 예를 들어, 상기 렌즈 구동부(240)는 렌즈 배럴(120)을 광축 방향으로 이동시킬 수 있다.
위치 센서부(250)는 상기 렌즈 구동부(240)를 통해 이동하는 렌즈 배럴(120)의 위치를 감지할 수 있다.
바람직하게, 위치 센서부(250)는 렌즈 배럴(120)의 현재 위치 및 상기 렌즈 구동부(240)를 통해 이동된 렌즈 배럴(120)의 이동 위치를 감지할 수 있다.
그리고 위치 센서부(250)는 상기 렌즈 배럴(120)의 위치에 대응되는 감지 신호를 출력할 수 있다.
상기 위치 센서부(250)는 복수의 센서 유닛을 포함한다.
예를 들어, 상기 위치 센서부(250)는 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)을 포함할 수 있다.
상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252) 각각은 복수의 입력 단자 및 복수의 출력 단자를 포함한다. 그리고 상기 제1 센서 유닛(251)의 복수의 출력 단자는 상기 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 단자와 연결되지 않는다. 여기에서, 연결되지 않는다는 것은 상기 제1 센서 유닛(251)의 복수의 출력 단자와 상기 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 단자가 서로 직접 연결(예를 들어, 직렬연결 및/또는 병렬연결)되지 않는다는 것을 의미한다.
예를 들어, 상기 제1 센서 유닛(251)의 복수의 출력 단자 및 상기 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 단자는 후술할 제어부(270)에 각각 연결된다. 그리고 상기 제어부(270)는 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 각각의 출력 단자로부터 출력되는 신호에 기초하여 상기 렌즈 배럴(120)의 위치를 감지할 수 있다. 즉, 제어부(270)는 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)과 연결되고, 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호에 기초하여 위치 정보를 획득할 수 있다. 상기 위치 정보는 상기 카메라 모듈의 이동부의 위치 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 위치 정보는 렌즈 배럴(120) 또는 렌즈(110)의 위치 정보일 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
저장부(260)는 상기 카메라 모듈(100)이 동작하는데 필요한 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(260)에는 피사체와의 거리별에 따른 렌즈 배럴(120)의 위치 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장부(260)에는 상기 피사체의 포커싱을 위한 포커싱 위치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 포커싱 위치에 대한 정보는 피사체의 초점을 정확히 맞추기 위한 상기 렌즈 배럴(120)의 위치 정보일 수 있다. 그리고 상기 포커싱 위치는 상기 피사체와의 거리에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 저장부(260)에는 거리에 따라 상기 렌즈 배럴(120)의 위치에 대응하는 데이터를 저장할 수 있다.
제어부(270)는 카메라 모듈의 전반적인 동작을 제어한다.
특히, 상기 제어부(270)는 위치 센서부(250)를 제어한다.
예를 들어, 제어부(270)는 상기 위치 센서부(250)의 구동을 위해 상기 위치 센서부(250)에 바이어스 전류가 제공되도록 할 수 있다. 그리고 위치 센서부(250)에 자속이 통과할 경우, 상기 바이어스 전류 및 상기 자속에 수직한 방향으로 홀 전압을 생성할 수 있다. 이때, 상기 홀 전압은 상기 자속의 세기에 대응할 수 있다. 그리고 상기 자속의 세기는 상기 렌즈 배럴(120)의 위치에 대응할 수 있다. 따라서 제어부(270)는 상기 위치 센서부(250)를 통해 출력되는 홀 전압을 이용하여 상기 렌즈 배럴(120)의 위치를 감지할 수 있다.
제어부(270)는 상기 렌즈 배럴(120)의 현재 위치가 감지되면, 상기 렌즈 배럴(120)의 현재 위치를 기준으로 상기 렌즈 배럴(120)을 목표 위치로 이동시키기 위한 제어 신호를 출력한다. 상기 제어 신호는 상기 렌즈 구동부(240)의 제1 코일(미도시)에 공급되는 구동 전류의 방향 및 세기일 수 있다.
이때, 상기 제어부(270)에는 상기 제1 센서 유닛(251)의 복수의 출력 단자를 통해 출력되는 복수의 제1 출력 신호가 입력된다. 또한, 제어부(270)에는 상기 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 단자를 통해 출력되는 복수의 제2 출력 신호가 입력된다.
그리고 제어부(270)는 상기 복수의 제1 출력 신호 및 상기 복수의 제2 출력 신호를 수신한다. 이를 위해, 제어부(270)는 상기 복수의 제1 출력 신호 및 복수의 제2 출력 신호를 수신하기 위한 포트를 포함한다. 예를 들어, 제어부(270)는 상기 복수의 제1 출력 신호 및 복수의 제2 출력 신호를 각각 개별적으로 수신할 수 있다. 이를 위해, 제어부(270)는 4개의 포트를 포함할 수 있다.
그리고 제어부(270)는 상기 4개의 포트를 통해 수신한 4개의 출력 신호를 차동 증폭할 수 있다. 이때, 상기 차동 증폭된 신호는 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 출력신호들의 조합에 의해 획득되는 상기 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 신호에 대응할 수 있다. 그리고 제어부(270)는 출력신호들의 조합에 의해 획득되는 위치 검출 신호에 기초하여 상기 렌즈 배럴(120)의 현재 위치 및 이동 위치를 감지할 수 있다.
그리고 제어부(270)는 상기 현재 위치 및 이동 위치에 기초하여 상기 렌즈 배럴(120)을 목표 위치로 이동시키기 위한 제어신호를 출력할 수 있다. 그리고 렌즈 구동부(240)는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 렌즈 배럴(120)을 목표 위치로 이동시킬 수 있다.
이하에서는 실시 예의 위치 센서부(250)와 제어부(270) 사이의 연결 관계 및 이를 이용한 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 실시 예에 따른 위치 센서부의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 실시 예와 비교되는 비교 예의 위치 센서부의 연결 관계를 나타낸 도면이며, 도 7은 실시 예에 따른 위치 센서부와 제어부의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 실시 예의 위치 센서부(250)는 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)를 포함한다.
이때, 제1 센서 유닛(251)은 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제1 출력 단자를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 제1 입력 단자는 상기 제1 센서 유닛(251)에 전원을 입력하기 위한 전원 입력 단자를 의미할 수 있다. 또한, 복수의 제1 출력 단자는 상기 제1 센서 유닛(251)의 출력 신호를 출력하기 위한 신호 출력 단자를 의미할 수 있다. 상기 제1 센서 유닛(251)의 출력 신호는 제1 센서 유닛(251)에서 검출되는 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 신호에 대응할 수 있다.
상기 제1 센서 유닛(251)의 제1 입력 단자는 제1-1 입력 단자(251a) 및 제1-2 입력 단자(251b)를 포함할 수 있다.
상기 제1-1 입력 단자(251a)는 포지티브 극성(+)의 전원이 입력되는 단자일 수 있다. 상기 제1-2 입력 단자(251b)는 네거티브 극성(-)의 전원이 입력되는 단자일 수 있다.
또한, 제1 센서 유닛(251)의 제1 출력 단자는 제1-1 출력 단자(251c) 및 제1-2 출력 단자(251d)를 포함할 수 있다.
상기 제1-1 출력 단자(251c)는 네거티브 극성(-)의 출력 신호가 출력되는 단자일 수 있다. 상기 제1-2 출력 단자(251d)는 포지티브 극성(+)의 출력 신호가 출력되는 단자일 수 있다.
또한, 제2 센서 유닛(252)은 복수의 제2 입력 단자 및 복수의 제2 출력 단자를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 제2 입력 단자는 상기 제2 센서 유닛(252)에 전원을 입력하기 위한 전원 입력 단자를 의미할 수 있다. 또한, 복수의 제2 출력 단자는 상기 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호를 출력하기 위한 신호 출력 단자를 의미할 수 있다. 상기 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호는 제2 센서 유닛(252)에서 검출되는 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 신호에 대응할 수 있다.
상기 제2 센서 유닛(252)의 제2 입력 단자는 제2-1 입력 단자(252a) 및 제2-2 입력 단자(252b)를 포함할 수 있다.
상기 제2-1 입력 단자(252a)는 포지티브 극성(+)의 전원이 입력되는 단자일 수 있다. 상기 제2-2 입력 단자(252b)는 네거티브 극성(-)의 전원이 입력되는 단자일 수 있다.
또한, 제2 센서 유닛(252)의 제2 출력 단자는 제2-1 출력 단자(252c) 및 제2-2 출력 단자(252d)를 포함할 수 있다.
상기 제2-1 출력 단자(252c)는 네거티브 극성(-)의 출력 신호가 출력되는 단자일 수 있다. 상기 제2-2 출력 단자(252d)는 포지티브 극성(+)의 출력 신호가 출력되는 단자일 수 있다.
상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 입력 단자(251a) 및 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 입력 단자(252a)에는 바이어스 전류가 입력될 수 있다.
이를 위해, 위치 센서부(250)는 바이어스 전류 제공부(253)을 포함할 수 있다. 상기 바이어스 전류 제공부(253)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 입력 단자(251a) 및 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 입력 단자(252a)에 각각 바이어스 전류를 제공할 수 있다.
이때, 바이어스 전류 제공부(253)는 밴드-갭 레퍼런스(band-gap reference) 회로와 같이 외부 환경이나 공정 편차에 대해 강건하게 바이어스 전류를 생성하는 회로로 구성될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전류 제공부(253)는 트랜지스터(미도시)를 포함할 수 있다. 그리고 바이어스 전류 제공부(253)는 상기 트랜지스터의 게이트 단자에 인가하는 전압에 따라 트랜지스터의 드레인/소스 단자 사이로 바이어스 전류가 형성되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 전류 제공부(253)는 디지털 제어 신호를 입력받고 상기 디지털 제어 신호에 대응되는 아날로그 전압을 생성할 수 있다. 이때, 상기 아날로그 전압을 상기 트랜지스터의 게이트 단자나 밴드-갭 레퍼런스 회로의 일부 트랜지스터에 인가할 수 있다.
이때, 상기 바이어스 전류 제공부(253)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 입력 단자(251a) 및 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 입력 단자(252a)에 공통 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 입력 단자(251a) 및 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 입력 단자(252a)에는 상기 바이어스 전류 제공부(253)로부터 출력되는 공통된 바이어스 전류가 제공될 수 있다.
다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 입력 단자(251b) 및 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 입력 단자(252a)는 서로 직접 연결될 수 있다. 이에 따라, 바이어스 전류 제공부(253)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 입력 단자(251a)에 바이어스 전류를 제공할 수 있다. 그리고, 제2 센서 유닛(252)은 상기 제2-1 입력 단자(252a)를 통해, 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 입력 단자(251b)로부터 전달되는 바이어스 전류를 제공받을 수 있다.
이와 같은 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 각각의 등가 회로는 복수의 홀 센서 저항을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252) 각각은 제1 내지 제4 저항을 포함하는 등가 회로를 가질 수 있다. 그리고 상기 바이어스 전류는 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 각각의 제1 내지 제4 저항을 통해 흐를 수 있다. 다만, 실시 예의 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 각각 등가 회로는 상기 제1 내지 제4 저항을 포함하는 등가 회로 이외의 다른 다양한 방식의 등가 회로로 구현될 수도 있을 것이다.
한편, 실시 예의 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252) 각각은 홀 센서일 수 있다. 홀 센서는 홀 효과(hall effect)를 이용하여 이를 통과하는 자속(magnetic flux)을 감지할 수 있다.
예를 들어, 제1 센서 유닛(251)은 제1홀 센서일 수 있다. 그리고 제1홀 센서에 자속이 통과할 경우, 상기 제1홀 센서는 바이어스 전류와 상기 자속에 수직한 방향으로 홀 전압을 생성할 수 있다. 그리고 제1홀 센서에 대응하는 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c) 및 제1-2 출력 단자(251d)로 상기 생성된 홀 전압이 출력될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c) 및 제1-2 출력 단자(251d)로 각각 출력되는 전압의 차이는 상기 생성된 홀 전압에 대응할 수 있다. 따라서, 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c) 및 제1-2 출력 단자(251d)를 통해 출력되는 출력 신호의 차이 값은 상기 제1 센서 유닛(251)을 통과하는 자속에 대한 측정값으로 사용될 수 있다. 그리고, 상기 측정 값은 상기 제1 센서 유닛(251)을 통해 획득되는 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 신호로 사용될 수 있다.
이에 대응하게, 제2 센서 유닛(252)은 제2홀 센서일 수 있다. 그리고 제2홀 센서에 자속이 통과할 경우, 상기 제2홀 센서는 바이어스 전류와 상기 자속에 수직한 방향으로 홀 전압을 생성할 수 있다. 그리고 제2홀 센서에 대응하는 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c) 및 제2-2 출력 단자(252d)로 상기 생성된 홀 전압이 출력될 수 있다. 예를 들어, 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c) 및 제2-2 출력 단자(252d)로 각각 출력되는 전압의 차이는 상기 생성된 홀 전압에 대응할 수 있다. 따라서, 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c) 및 제2-2 출력 단자(252d)를 통해 출력되는 출력 신호의 차이 값은 상기 제2 센서 유닛(252)을 통과하는 자속에 대한 측정값으로 사용될 수 있다. 그리고 상기 측정 값은 상기 제2 센서 유닛(252)을 통해 획득되는 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 신호로 사용될 수 있다.
한편, 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c) 및 제1-2 출력 단자(251d)는 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c) 및 제2-2 출력 단자(252d)와 직접 연결되지 않는다.
구체적으로, 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c) 및 제1-2 출력 단자(251d), 그리고 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c) 및 제2-2 출력 단자(252d)는 제어부(270)의 서로 다른 포트에 각각 연결된다.
예를 들어, 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c)의 제1-1 출력 신호(N1output), 제1-2 출력 단자(251d)의 제1-2 출력 신호(P1output), 그리고 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c)의 제2-1 출력 신호(N2output) 및 제2-2 출력 단자(252d)의 제2-2 출력 신호(P2output)는 각각 제어부(270)에 전달된다. 따라서, 제어부(270)에는 제1-1 출력 단자(251c)의 제1-1 출력 신호(N1output), 제1-2 출력 단자(251d)의 제1-2 출력 신호(P1output), 제2-1 출력 단자(252c)의 제2-1 출력 신호(N2output) 및 제2-2 출력 단자(252d)의 제2-2 출력 신호(P2output)가 개별적 또는 독립적으로 입력된다.
그리고 제어부(270)는 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)으로부터 출력되는 4개의 출력 신호의 선택적 조합을 통해 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 신호를 획득할 수 있다. 상기 제어부(270)의 상세 구성에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 실시 예의 카메라 모듈은 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)을 포함한다. 그리고 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 제1-1 출력 단자(251c), 제1-2 출력 단자(251d), 제2-1 출력 단자(252c), 및 제2-2 출력 단자(252d)는 제어부(270)의 서로 다른 포트에 연결된다. 이에 따라, 제어부(270)는 제1-1 출력 신호(N1output), 제1-2 출력 신호(P1output), 제2-1 출력 신호(N2output), 제2-2 출력 신호(P2output)를 각각 처리할 수 있다.
이때, 제어부는 2개의 포트를 포함하고, 이에 따라 상기 2개의 센서 유닛의 차동 신호를 수신할 수도 있을 것이다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 본 실시 예와 비교되는 비교 예는 복수의 센서 유닛 및 상기 복수의 센서 유닛과 연결된 제어부를 포함한다.
비교 예는, 제1 센서 유닛(51)과 제2 센서 유닛(52)을 포함한다.
상기 제1 센서 유닛(51)은 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제1 출력 단자를 포함한다.
그리고 상기 제1 센서 유닛(51)의 제1 입력 단자는 제1-1 입력 단자(51a) 및 제1-2 입력 단자(51b)를 포함한다.
또한, 제1 센서 유닛(51)의 제1 출력 단자는 제1-1 출력 단자(51c) 및 제1-2 출력 단자(51d)를 포함한다.
또한, 제2 센서 유닛(52)은 복수의 제2 입력 단자 및 복수의 제2 출력 단자를 포함한다.
상기 제2 센서 유닛(52)의 제2 입력 단자는 제2-1 입력 단자(52a) 및 제2-2 입력 단자(52b)를 포함한다.
또한, 제2 센서 유닛(52)의 제2 출력 단자는 제2-1 출력 단자(52c) 및 제2-2 출력 단자(52d)를 포함한다.
바이어스 전류 제공부(53)는 상기 제1 센서 유닛(51)의 제1-1 입력 단자(51a) 및 제2 센서 유닛(52)의 제2-1 입력 단자(52a)에 각각 바이어스 전류를 제공한다. 즉, 상기 제1 센서 유닛(51)의 제1-1 입력 단자(51a) 및 제2 센서 유닛(52)의 제2-1 입력 단자(52a)에는 상기 바이어스 전류 제공부(53)로부터 출력되는 공통된 바이어스 전류가 제공된다.
이때, 비교 예의 제1 센서 유닛(51)의 복수의 제1 출력 단자 중 어느 하나는 제2 센서 유닛(52)의 복수의 제2 출력 단자 중 어느 하나와 직접 연결된다.
구체적으로, 비교 예는 제1 센서 유닛(51)의 제1-2 출력 단자(51d)와 제2 센서 유닛(52)의 제2-1 출력 단자(52c)가 서로 직접 연결되는 구조를 가진다. 예를 들어, 비교 예는 제1 센서 유닛(51)의 제1-2 출력 단자(51d)와 제2 센서 유닛(52)의 제2-1 출력 단자(52c) 사이에 연결 라인(CL)이 형성된다. 따라서, 비교 예의 제어부는 2개의 입력 포트만을 포함한다. 구체적으로, 비교 예의 제어부는 제1 센서 유닛(51)의 제1-1 출력 단자(51c)와 연결되는 제1 포트 및 제2 센서 유닛(52)의 제2-2 출력 단자(52d)와 연결되는 제2 포트만을 포함한다. 이에 따라, 비교 예의 제어부에는 상기 제1 및 제2 포트를 통해 제1 센서 유닛(51) 및 제2 센서 유닛(52)의 4개의 출력 단자 중 2개의 출력 단자에 대응하는 신호만이 제공된다. 즉, 비교 예의 제어부에는 제1 센서 유닛(51) 및 제2 센서 유닛(52)의 차동 신호가 입력된다.
그러나 비교 예는 상기 2개의 센서 유닛의 출력 단자를 서로 연결하기 위한 연결 라인(CL)을 회로 기판(미도시)에 배치해야만 하며, 이에 따른 회로 기판의 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
그리고 비교 예는 연결 라인(CL)을 통해 출력 신호가 전달되는 경우, 상기 출력 신호에 다양한 사용 환경에 따른 잡음이 포함되고, 이에 따른 검출 정확도가 낮아지는 문제가 있다.
나아가, 비교 예는 제어부에 고정된 2개의 신호가 제공된다. 즉, 비교 예의 제어부에는 제1 센서 유닛(51)의 제1-1 출력 단자(51c)의 출력 신호와 제2 센서 유닛(52)의 제2-2 출력 단자(52d)의 출력 신호만이 제공된다. 따라서, 비교 예의 제어부는 제한적인 연산 동작을 수행한다. 즉, 비교 예의 제어부는 제1 센서 유닛(51)의 출력 신호와 제2 센서 유닛의 출력 신호의 가산 연산 또는 감산 연산만을 수행할 수 있다. 이에 따라, 비교 예는 카메라 모듈의 다양한 사용 환경에서의 효율적인 대응이 어렵다.
또한, 비교 예는 제1 센서 유닛(51)의 출력 신호만을 이용하여 렌즈 배럴의 위치 검출 신호를 획득하거나, 제2 센서 유닛(52)의 출력 신호만을 이용하여 렌즈 배럴의 위치 검출 신호를 획득하는 것이 불가하다.
따라서, 다시 도 5를 참조하면, 실시 예는 상기 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 신호 및 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 신호가 각각 제어부(270)에 제공되도록 한다. 그리고 제어부(270)는 상기 4개의 출력 신호를 수신하고, 상기 4개의 출력 신호의 선택적인 연산을 통해 최종 위치 검출 신호를 획득하도록 한다.
이에 따라, 실시 예는 제1 조건에서 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 신호와 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 신호의 감산 연산(빼기 연산)을 통해 상기 위치 검출 신호를 획득할 수 있다.
또한, 실시 예는 제2 조건에서 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 신호와 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 신호의 가산 연산(더하기 연산)을 통해 상기 위치 검출 신호를 획득할 수 있다.
또한, 실시 예는 제3 조건에서 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 신호만을 이용하여 상기 위치 검출 신호를 획득할 수 있다.
또한, 실시 예는 제4 조건에서 상기 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 신호만을 이용하여 상기 위치 검출 신호를 획득할 수 있다.
이를 위해, 도 7을 참조하면, 제어부(270)는 위치 센서부(250)와 연결되는 포트부(271)를 포함한다. 이때, 상기 포트부(271)는 복수의 포트를 포함할 수 있다. 이때, 포트부(271)는 4개의 포트를 포함할 수 있다. 그리고, 4개의 포트 중 2개의 포트는 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 단자와 연결되고, 나머지 2개의 포트는 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 단자와 연결될 수 있다.
이때, 도면상에서 상기 제어부(270)의 포트부(271)는 4개의 포트를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 카메라 모듈의 스트로크가 증가할수록 위치 센서부의 검출 범위가 증가해야 한다. 따라서, 2개의 센서 유닛을 이용하여 상기 카메라 모듈의 스트로크에 대응하는 전체 검출 범위의 커버가 불가능할 수 있다. 이에 따라, 카메라 모듈은 3개 이상의 센서 유닛을 이용하여 상기 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(270)는 6개 이상의 포트를 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 제어부(270)가 4채널 드라이버 IC이고, 이에 따라 상기 포트부(271)가 4개의 포트를 포함하는 것으로 하여 설명하기로 한다.
제어부(270)의 포트부(271)는 제1 내지 제4 포트를 포함한다.
포트부(271)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c)와 연결되는 제1 포트(271a)를 포함할 수 있다. 상기 제1 포트(271a)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c)를 통해 출력되는 제1-1 출력 신호(N1output)를 수신할 수 있다.
포트부(271)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 출력 단자(251d)와 연결되는 제2 포트(271b)를 포함할 수 있다. 상기 제2 포트(271b)는 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 출력 단자(251d)를 통해 출력되는 제1-2 출력 신호(P1output)를 수신할 수 있다.
포트부(271)는 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c)와 연결되는 제3 포트(271c)를 포함할 수 있다. 상기 제3 포트(271c)는 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(252c)를 통해 출력되는 제2-1 출력 신호(N2output)를 수신할 수 있다.
포트부(271)는 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-2 출력 단자(252d)와 연결되는 제4 포트(272b)를 포함할 수 있다. 상기 제4 포트(272b)는 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-2 출력 단자(252d)를 통해 출력되는 제2-2 출력 신호(P2output)를 수신할 수 있다.
이하에서는 실시 예의 제어부의 상세 구성 및 이들 사이의 연결 관계에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 제1 실시 예의 제어부의 상세 구성을 나타낸 블록도이고, 도 9는 도 8의 제어부의 멀티플렉서와 증폭기 사이의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 제1 조건에서의 멀티플렉서의 스위칭 상태 및 증폭기의 입력 신호를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 증폭기의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 제2 조건에서의 멀티플렉서의 스위칭 상태 및 증폭기의 입력 신호를 설명하기 위한 도면이며, 도 13은 도 12의 증폭기의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면 제어부(270)는 포트부(271), 멀티플렉서(272), 증폭기(AMP, 273) 및 아날로그-디지털 변환부(ADC, 274)를 포함할 수 있다.
상기 포트부(271)는 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 단자 및 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 단자와 각각 연결되는 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d)를 포함한다.
멀티플렉서(272)는 상기 포트부(271)와 증폭기(273) 사이에 배치될 수 있다.
상기 멀티플렉서(272)는 복수 개로 구성될 수 있다.
제1 실시 예에서의 멀티플렉서(272)는 2개의 멀티플렉서를 포함한다. 상기 2개의 멀티플렉서 중 어느 하나는 상기 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 단자 중 어느 하나의 출력 단자와 연결된 포트와 연결된다. 또한, 상기 2개의 멀티플렉서 중 다른 하나는 상기 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 단자 중 어느 하나의 출력 단자와 연결된 포트와 연결된다.
상기 멀티플렉서(272)는 스위칭부라고도 할 수 있다. 즉, 상기 멀티플렉서(272)는 입력 신호를 상기 증폭기(273)의 복수의 입력 단자 중 어느 하나의 입력 단자로 선택적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 증폭기(273)는 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 멀티플렉서(272)는 입력 신호를 선택적으로 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2) 중 어느 하나의 단자로 출력할 수 있다.
이를 위해, 멀티플렉서(272)는 상기 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 상기 제1 센서 유닛(251)과 연결된 어느 하나의 포트에 연결되는 제1 멀티플렉서(272a)를 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 멀티플렉서(272a)는 상기 제1 포트(271a)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제1 멀티플렉서(272a)는 상기 제1 포트(271a)를 통해 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 단자(251c)를 통해 출력되는 제1-1 출력 신호(N1output)를 수신할 수 있다.
그리고 상기 제1 멀티플렉서(272a)는 상기 수신한 제1-1 출력 신호(N1output)를 상기 증폭기(273)에 전달할 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 멀티플렉서(272a)는 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2) 중 어느 하나와 선택적으로 연결된다.
구체적으로, 제1 멀티플렉서(272a)는 제1 조건에서 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1)와 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 멀티플렉서(272a)는 상기 제1 조건에서 상기 제1 포트(271a)로부터 전달된 제1-1 출력 신호(N1output)를 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1)로 전달할 수 있다.
또한, 제1 멀티플렉서(272a)는 제2 조건에서 상기 증폭기(273)의 비반전 단자(273-2)와 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 멀티플렉서(272a)는 상기 제2 조건에서 상기 제1 포트(271a)로부터 전달된 제1-1 출력 신호(N1output)를 상기 증폭기(273)의 비반전 단자(273-2)로 전달할 수 있다.
또한, 멀티플렉서(272)는 상기 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 상기 제2 센서 유닛(252)과 연결된 어느 하나의 포트에 연결되는 제2 멀티플렉서(272b)를 포함한다.
구체적으로, 상기 제2 멀티플렉서(272b)는 상기 제4 포트(271d)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제2 멀티플렉서(272b)는 상기 제4 포트(271d)를 통해 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-2 출력 단자(252d)를 통해 출력되는 제2-2 출력 신호(P2output)를 수신할 수 있다.
그리고 상기 제2 멀티플렉서(272b)는 상기 수신한 제2-2 출력 신호(P2output)를 상기 증폭기(273)에 전달할 수 있다. 바람직하게, 상기 제2 멀티플렉서(272b)는 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2) 중 어느 하나와 선택적으로 연결된다.
구체적으로, 제2 멀티플렉서(272b)는 제1 조건에서 상기 증폭기(273)의 비반전 단자(273-2)와 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제2 멀티플렉서(272b)는 상기 제1 조건에서 상기 제4 포트(271d)로부터 전달된 제2-2 출력 신호(P2output)를 상기 증폭기(273)의 비반전 단자(273-2)로 전달할 수 있다.
또한, 제2 멀티플렉서(272b)는 제2 조건에서 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1)와 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제2 멀티플렉서(272b)는 상기 제2 조건에서 상기 제4 포트(271d)로부터 전달된 제2-2 출력 신호(P2output)를 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1)로 전달할 수 있다.
증폭기(273)는 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2)를 포함한다. 그리고, 증폭기(273)는 반전 단자(273-1)로 입력되는 신호와 비반전 단자(273-2)로 입력되는 신호를 차동 증폭하여 출력할 수 있다.
이때, 상기 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)에서 출력되는 신호는 수 mV의 크기를 가진다. 이는 상기 증폭기(273)의 후단에 배치된 아날로그-디지털 변환부(274)의 입력 범위와 큰 차이를 가진다. 이에 따라, 상기 증폭기(273)는 상기 아날로그-디지털 변환부(274)의 입력 범위에 대응하는 출력 신호를 발생시키기 위해, 상기 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2)를 통해 입력되는 신호를 차동 증폭하여 출력한다.
상기 아날로그-디지털 변환부(274)는 상기 증폭기(273)로부터 아날로그 신호를 수신하고, 그에 따라 상기 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
바람직하게, 상기 아날로그-디지털 변환부(274)는 상기 증폭기(273)로부터 아날로그 신호를 입력받아 이를 다수 비트의 디지털 신호로 출력한다. 이때, 상기 아날로그-디지털 변환부(274)의 출력 신호는 0과 1의 값으로 표현될 수 있다.
이때, 증폭기(273)의 반전 단자(273-1)는 제1 반전 단자(273-1a) 및 제2 반전 단자(273-1b)를 포함한다.
상기 제1 반전 단자(273-1a)는 상기 제1 멀티플렉서(272a) 또는 제2 멀티플렉서(272b)와 연결된다. 예를 들어, 제1 반전 단자(273-1a)는 제1 조건에서 상기 제1 멀티플렉서(272a)와 연결된다. 그리고, 상기 증폭기(273)의 제1 반전 단자(273-1a)에는 상기 제1 조건에서 상기 제1 포트(271a)를 통해 전달되는 제1-1 출력 신호(N1output)가 입력될 수 있다. 또한, 상기 제1 반전 단자(273-1a)는 제2 조건에서 상기 제2 멀티플렉서(272b)와 연결된다. 그리고, 상기 증폭기(273)의 제1 반전 단자(273-1a)에는 상기 제2 조건에서 상기 제4 포트(271d)를 통해 전달되는 제2-2 출력 신호(P2output)가 입력될 수 있다.
제2 반전 단자(273-1b)는 상기 포트부(271)의 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 어느 하나의 포트와 고정 연결된다. 예를 들어, 제1 실시 예에서의 제2 반전 단자(273-1b)는 상기 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 어느 하나의 포트와 고정 연결된다. 구체적으로, 제1 실시 예에서의 제2 반전 단자(273-1b)는 상기 제3 포트(271c)와 고정 연결된다. 제2 반전 단자(273-1b)는 상기 제1 조건 및 제2 조건에서 모두 상기 제3 포트(271c)와 연결된다. 이에 따라, 상기 제2 반전 단자(273-1b)에는 상기 제3 포트(271c)를 통해 전달되는 제2-1 출력 신호(N2output)가 입력될 수 있다.
한편, 상기 증폭기(273)는 제1 가산기(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 반전 단자(273-1)는 제1 가산기를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1)에는 상기 제1 반전 단자(273-1a)로 입력된 신호와 상기 제2 반전 단자(273-1b)로 입력된 신호가 가산된 신호가 입력될 수 있다.
또한, 증폭기(273)의 비반전 단자(273-2)는 제1 비반전 단자(273-2a) 및 제2 비반전 단자(273-2b)를 포함한다.
상기 제1 비반전 단자(273-2a)는 상기 제1 멀티플렉서(272a) 또는 제2 멀티플렉서(272b)와 연결된다. 예를 들어, 제1 비반전 단자(273-2a)는 제1 조건에서 상기 제2 멀티플렉서(272b)와 연결된다. 그리고, 상기 증폭기(273)의 제1 비반전 단자(273-2a)에는 상기 제1 조건에서 상기 제4 포트(271d)를 통해 전달되는 제2-2 출력 신호(P2output)가 입력될 수 있다. 또한, 상기 제1 비반전 단자(273-2a)는 제2 조건에서 상기 제1 멀티플렉서(272a)와 연결된다. 그리고, 상기 증폭기(273)의 제1 비반전 단자(273-2a)에는 상기 제2 조건에서 상기 제1 포트(271a)를 통해 전달되는 제1-1 출력 신호(N1output)가 입력될 수 있다.
제2 비반전 단자(273-2b)는 상기 포트부(271)의 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 어느 하나의 포트와 고정 연결된다. 예를 들어, 제1 실시 예에서의 제2 비반전 단자(273-2b)는 상기 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 어느 하나의 포트와 고정 연결된다. 구체적으로, 제1 실시 예에서의 제2 비반전 단자(273-2b)는 상기 제2 포트(271b)와 고정 연결된다. 제2 비반전 단자(273-2b)는 상기 제1 조건 및 제2 조건에서 모두 상기 제2 포트(271b) 와 연결된다. 이에 따라, 상기 제2 비반전 단자(273-2b)에는 상기 제2 포트(271b)를 통해 전달되는 제1-2 출력 신호(P1output)가 입력될 수 있다.
한편, 상기 증폭기(273)는 제2 가산기(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 비반전 단자(273-2)는 제2 가산기를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 증폭기(273)의 비반전 단자(273-2)에는 상기 제1 비반전 단자(273-2a)로 입력된 신호와 상기 제2 비반전 단자(273-2b)로 입력된 신호가 가산된 신호가 입력될 수 있다.
상기와 같이 제1 실시 예의 카메라 모듈은 제1 멀티플렉서(272a) 및 제2 멀티플렉서(272b)를 포함한다. 이를 통해, 상기 증폭기(273)의 제1 반전 단자(273-1a) 및 제1 비반전 단자(273-2a)에는 제1 센서 유닛(251) 및 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 신호 중 어느 하나의 출력 신호가 선택적으로 연결될 수 있다.
그리고, 증폭기(273)는 제1 조건에서 반전 단자(273-1)로 입력된 신호와 비반전 단자(273-2)로 입력된 신호를 차동 증폭한 제1 차동 증폭 신호를 출력한다. 또한, 증폭기(273)는 제2 조건에서 반전 단자(273-1)로 입력된 신호와 비반전 단자(273-2)로 입력된 신호를 차동 증폭한 제2 차동 증폭 신호를 출력한다.
상기 제1 조건 및 상기 제2 조건은 카메라 모듈의 사용 환경에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 사용 위치나 주변 구조물 등에 따라 상기 카메라 모듈에 전달되는 잡음(예를 들어, 공통 모드 노이즈)의 형태가 달라질 수 있다. 그리고, 실시 예는 현 사용 환경에 기초하여 상기 제1 조건 및 제2 조건 중 어느 하나의 조건을 결정하여 렌즈 배럴(120)의 위치 검출 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 조건에서 제1 멀티플렉서(272a)는 증폭기(273)의 제1 반전 단자(273-1a)와 연결된다. 그리고 제1 조건에서 제2 멀티플렉서(272b)는 증폭기(273)의 제1 비반전 단자(273-2a)와 연결된다. 즉, 증폭기(273)는 제1 조건에서 제1 센서 유닛(251)과 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호의 감산 값을 차동 증폭할 수 있다. 따라서, 도 11에서의 제1 차동 증폭 신호(AMP_output)는 상기 제1 조건에서 상기 반전 단자(273-1)로 입력된 제1 가산 값과 상기 비반전 단자(272-2)로 입력된 제2 가산 값의 차이 값을 증폭한 신호일 수 있다. 상기 제1 가산 값은 상기 증폭기(273)의 상기 제1 가산기(미도시)의 출력 값이고, 제2 가산 값은 상기 제2 가산기(미도시)의 출력 값이다. 상기 제1 조건에서, 상기 제1 가산 값은 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 신호(N1output)와 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 신호(N2output)의 가산 값을 의미한다. 또한, 상기 제1 조건에서 상기 제2 가산 값은 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 출력 신호(P1output)와 제2 센서 유닛(252)의 제2-2 출력 신호(P2output)의 가산 값을 의미한다. 그리고, 제1 조건에서의 상기 제1 차동 증폭 신호(AMP_output)는 제1 센서 유닛(251)의 복수의 출력 신호를 통해 획득되는 제1 검출 신호(Hall1_output)와 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 신호를 통해 획득되는 제2 검출 신호 (Hall2_output)의 감산 값의 1/2(예를 들어, (Hall1_output - Hall2_output)/2)을 의미할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제2 조건에서 제1 멀티플렉서(272a)는 증폭기(273)의 제1 비반전 단자(273-2a)와 연결된다. 그리고 제2 조건에서 제2 멀티플렉서(272b)는 증폭기(273)의 제1 반전 단자(273-1a)와 연결된다. 즉, 증폭기(273)는 제2 조건에서 상기 반전 단자(273-1)로 입력된 제1 가산 값과 상기 비반전 단자(272-2)로 입력된 제2 가산 값의 차이 값을 증폭한 신호일 수 있다. 상기 제1 가산 값은 상기 증폭기(273)의 상기 제1 가산기(미도시)의 출력 값이고, 제2 가산 값은 상기 제2 가산기(미도시)의 출력 값이다. 상기 제2 조건에서, 상기 제1 가산 값은 상기 제2 센서 유닛(251)의 제2-1 출력 신호(N2output)와 제2-2 출력 신호(P2output)의 가산 값을 의미한다. 또한, 상기 제2 조건에서 상기 제2 가산 값은 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-1 출력 신호(N1output)와 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 출력 신호(P1output)의 가산 값을 의미한다. 그리고, 제2 조건에서의 상기 제2 차동 증폭 신호(AMP_output)는 제1 센서 유닛(251)의 복수의 출력 신호를 통해 획득되는 제1 검출 신호(Hall1_output)와 제2 센서 유닛(252)의 복수의 출력 신호를 통해 획득되는 제2 검출 신호 (Hall2_output)의 가산 값의 1/2(예를 들어, (Hall1_output + Hall2_output)/2)을 의미할 수 있다.
즉, 실시 예에는 카메라 모듈의 사용 환경에 따라 상기 제1 멀티플렉서(272a) 및 제2 멀티플렉서(272b)를 제어한다. 따라서, 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2)에는 조건에 따라 서로 다른 신호가 입력될 수 있다. 그리고, 증폭기(273)는 제1 조건에서 제1 센서 유닛(251)과 제2 센서 유닛(252)의 출력신호의 감산 값을 차동 증폭한 출력 신호를 발생할 수 있다. 또한 증폭기(273)는 제2 조건에서 제1 센서 유닛(251)과 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호의 가산 값을 차동 증폭한 출력 신호를 발생할 수 있다. 따라서, 실시 예는 노이즈에 강한 차동 증폭 신호를 발생할 수 있다. 이에 의해 실시 예는 렌즈 모듈의 위치 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 14는 제2 실시 예의 제어부의 상세 구성을 나타낸 블록도이고, 도 15는 도 14의 제어부의 멀티플렉서와 증폭기 사이의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 제1 실시 예와 구분되는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
제1 실시 예의 제어부는 2개의 멀티플렉서만을 포함하였다. 이에 따라 제1 실시 예의 증폭기(273)의 2개의 반전 단자 중 어느 하나의 반전 단자는 2개의 멀티플렉서 중 어느 하나와 연결되고, 다른 하나의 반전 단자는 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 어느 하나와 고정 연결되었다. 또한, 제1 실시 예의 증폭기(273)는 2개의 비반전 단자 중 어느 하나의 비반전 단자는 2개의 멀티플렉서 중 다른 하나와 연결되고, 다른 하나의 비반전 단자는 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d) 중 다른 어느 하나와 고정 연결되었다.
제2 실시 예의 제어부(270)는 4개의 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
즉, 제어부(270)는 제1 실시 예와 동일한 제1 멀티플렉서(272a) 및 제2 멀티플렉서(272b)를 포함한다.
또한, 제어부(270)는 제3 멀티플렉서(272c) 및 제4 멀티플렉서(272d)를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기 제3 멀티플렉서(272c)는 상기 제2 포트(271b)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제3 멀티플렉서(272c)는 제2 포트(271b)를 통해 상기 제1 센서 유닛(251)의 제1-2 출력 단자(251d)를 통해 출력되는 제1-2 출력 신호(P1output)를 수신할 수 있다.
그리고 상기 제3 멀티플렉서(272c)는 상기 수신한 제1-2 출력 신호(P1output)를 상기 증폭기(273)에 전달할 수 있다. 바람직하게, 상기 제3 멀티플렉서(272c)는 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2) 중 어느 하나와 선택적으로 연결된다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제3 멀티플렉서(272c)는 상기 증폭기(273)의 제2 비반전 단자(273-2b) 와 고정 연결될 수도 있을 것이다.
또한, 상기 제4 멀티플렉서(272d)는 상기 제3 포트(271c)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제4 멀티플렉서(272d)는 제3 포트(271c)를 통해 상기 제2 센서 유닛(252)의 제2-1 출력 단자(251c)를 통해 출력되는 제2-1 출력 신호(N2output)를 수신할 수 있다.
그리고 상기 제4 멀티플렉서(272d)는 상기 수신한 제2-1 출력 신호(N2output)를 상기 증폭기(273)에 전달할 수 있다. 바람직하게, 상기 제4 멀티플렉서(272d)는 상기 증폭기(273)의 반전 단자(273-1) 및 비반전 단자(273-2) 중 어느 하나와 선택적으로 연결된다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제4 멀티플렉서(272d)는 상기 증폭기(273)의 제2 반전 단자(273-1b) 와 고정 연결될 수도 있을 것이다.
제2 실시 예의 제어부(270)는 4개의 멀티플렉서를 포함하며, 상기 4개의 멀티플렉서는 제1 내지 제4 포트(271a, 271b, 271c, 271d)를 통해 입력되는 제1 센서 유닛(251)의 2개의 출력 신호 및 제2 센서 유닛(252)의 2개의 출력 신호 각각을 증폭기(273)의 2개의 반전 단자(273-1) 및 2개의 비반전 단자(273-2) 중 어느 하나에 선택적으로 출력할 수 있다. 이를 통해 제2 실시 예는 제1 조건에서 제1 센서 유닛(251)과 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭할 수 있고, 제2 조건에서 제1 센서 유닛(251)과 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호들의 가산 값을 차동 증폭할 수 있으며, 제3 조건에서 제1 센서 유닛(251)의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭할 수 있고, 제4 조건에서 제2 센서 유닛(252)의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭할 수 있다.
상기와 같은 실시 예는 복수의 센서 유닛을 포함한다. 상기 복수의 센서 유닛은 렌즈 모듈의 위치를 감지하는 위치 감지 센서일 수 있다. 실시 예는 복수의 센서 유닛을 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 감지한다. 이를 통해 실시 예는 렌즈 모듈의 롱 스트로크에 대응하여 센싱 범위를 넓힐 수 있다. 이를 통해 실시 예는 렌즈 모듈의 위치 감지 정확도를 향상시킬 수 있다. 이를 통해 실시 예는 렌즈 모듈의 제어 정확도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 실시 예는 카메라 모듈의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 센서 유닛 각각은 복수의 출력 단자를 포함한다. 그리고 상기 복수의 출력단자들은 서로 직접 연결되지 않는다. 구체적으로 상기 복수의 출력 단자들은 제어부의 서로 다른 포트에 개별적으로 연결된다.
따라서, 실시 예는 카메라 모듈의 사용 환경에 맞게 최적의 위치 검출 조건을 적용할 수 있다.
구체적으로, 실시 예는 제1 조건에서 제1 센서 유닛의 출력 신호들과 제2 센서 유닛의 출력신호들의 감산 값을 차동 증폭한 제1 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 실시 예는 제2 조건에서 제1 센서 유닛의 출력 신호들과 제2 센서 유닛의 출력신호들의 가산 값을 차동 증폭한 제2 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 실시 예는 제3 조건에서 제1 센서 유닛의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭한 제3 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 실시 예는 제4 조건에서 제2 센서 유닛의 출력 신호들의 감산 값을 차동 증폭한 제4 차동 증폭 신호를 이용하여 렌즈 모듈의 위치를 검출할 수 있다.
이때, 상기 조건은 카메라 모듈의 사용 환경에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 사용 위치나 주변 구조물 등에 따라 상기 카메라 모듈에 전달되는 잡음(예를 들어, 공통 모드 노이즈)의 형태가 달라질 수 있다. 그리고 실시 예는 현 사용 환경에 기초하여 상기 제1 조건 및 제2 조건 중 어느 하나의 조건을 결정하여 잡음에 강한 검출 신호를 제공할 수 있다. 이에 따라 실시 예는 렌즈 배럴의 위치 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예는 복수의 센서 유닛 사이를 서로 직접 연결하기 위한 연결 라인을 회로 기판에 형성하지 않아도 되며, 이에 따른 카메라 모듈의 제조 공정을 간소화할 수 있다. 나아가, 실시 예는 제품 수율을 향상시킬 수 있다.
도 16은 실시 예에 따른 광학기기의 사시도를 나타내고, 도 17은 도 16에 도시된 광학기기의 구성도를 나타낸다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 광학기기는 휴대용 단말기일 수 있다. 이하에서는 광학기기를 단말기(200A)라 하여 설명하기로 한다.
단말기는 몸체(850), 무선 통신부(710), A/V 입력부(720), 센싱부(740), 입/출력부(750), 메모리부(760), 인터페이스부(770), 제어부(780), 및 전원 공급부(790)를 포함할 수 있다.
도 16에 도시된 몸체(850)는 바(bar) 형태이지만, 이에 한정되지 않고, 2개 이상의 서브 몸체(sub-body)들이 상대 이동 가능하게 결합하는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙(swing) 타입, 스위블(swirl) 타입 등 다양한 구조일 수 있다.
몸체(850)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함할 수 있다. 예컨대, 몸체(850)는 프론트(front) 케이스(851)와 리어(rear) 케이스(852)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(851)와 리어 케이스(852)의 사이에 형성된 공간에는 단말기의 각종 전자 부품들이 내장될 수 있다.
무선 통신부(710)는 단말기(200A)와 무선 통신시스템 사이 또는 단말기(200A)와 단말기(200A)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(710)는 방송 수신 모듈(711), 이동통신 모듈(712), 무선 인터넷 모듈(713), 근거리 통신 모듈(714) 및 위치 정보 모듈(715)을 포함하여 구성될 수 있다.
A/V(Audio/Video) 입력부(720)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 카메라(721) 및 마이크(722) 등을 포함할 수 있다.
카메라(721)는 도 1에 도시된 실시 예에 따른 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
센싱부(740)는 단말기(200A)의 개폐 상태, 단말기(200A)의 위치, 사용자 접촉 유무, 단말기(200A)의 방위, 단말기(200A)의 가속/감속 등과 같이 단말기(200A)의 현 상태를 감지하여 단말기(200A)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 단말기(200A)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(790)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(770)의 외부 기기 결합 여부 등과 관련된 센싱 기능을 담당한다.
입/출력부(750)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 입력 또는 출력을 발생시키기 위한 것이다. 입/출력부(750)는 단말기(200A)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킬 수 있으며, 또한 단말기(200A)에서 처리되는 정보를 표시할 수 있다.
입/출력부(750)는 키 패드부(730), 디스플레이 모듈(751), 음향 출력 모듈(752), 및 터치 스크린 패널(753)을 포함할 수 있다. 키 패드부(730)는 키 패드 입력에 의하여 입력 데이터를 발생시킬 수 있다.
디스플레이 모듈(751)은 전기적 신호에 따라 색이 변화하는 복수 개의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 모듈(751)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(752)은 호(call) 신호 수신, 통화 모드, 녹음 모드, 음성 인식 모드, 또는 방송 수신 모드 등에서 무선 통신부(710)로부터 수신되는 오디오 데이터를 출력하거나, 메모리부(760)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다.
터치 스크린 패널(753)은 터치 스크린의 특정 영역에 대한 사용자의 터치에 기인하여 발생하는 정전 용량의 변화를 전기적인 입력 신호로 변환할 수 있다.
메모리부(760)는 제어부(780)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 사진, 동영상 등)을 임시 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리부(760)는 카메라(721)에 의해 촬영된 이미지, 예컨대, 사진 또는 동영상을 저장할 수 있다.
인터페이스부(770)는 단말기(200A)에 연결되는 외부 기기와의 연결되는 통로 역할을 한다. 인터페이스부(770)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말기(200A) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말기(200A) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예컨대, 인터페이스부(770)는 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 및 이어폰 포트 등을 포함할 수 있다.
제어부(controller, 780)는 단말기(200A)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(780)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행할 수 있다.
제어부(780)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(781)을 구비할 수 있다. 멀티미디어 모듈(781)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(780)와 별도로 구현될 수도 있다.
제어부(780)는 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.
전원 공급부(790)는 제어부(780)의 제어에 의해 외부의 전원, 또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 제1 센서 유닛 및 제2 센서 유닛을 포함하는 위치 센서부; 및
    상기 제1 및 제2 센서 유닛과 연결되고, 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 복수의 출력신호에 기초하여 위치 정보를 획득하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 센서 유닛은 복수의 제1 입력 단자 및 복수의 제1 출력 단자를 포함하고,
    상기 제2 센서 유닛은 복수의 제2 입력 단자 및 복수의 제2 출력 단자를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자와 모두 연결되고, 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자를 통해 수신한 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 상기 복수의 출력신호에 기초한 선택적 연산을 통해 상기 위치 정보를 획득하는,
    카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서 유닛의 상기 복수의 제1 출력 단자는,
    제1 극성을 갖는 제1-1 출력 신호를 출력하는 제1-1 출력 단자와,
    상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 갖는 제1-2 출력 신호를 출력하는 제1-2 출력 단자를 포함하고,
    상기 제2 센서 유닛의 상기 복수의 제2 출력 단자는,
    상기 제1 극성을 갖는 제2-1 출력 신호를 출력하는 제2-1 출력 단자와,
    상기 제2 극성을 갖는 제2-2 출력 신호를 출력하는 제2-2 출력 단자를 포함하는,
    카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 제1 출력 단자 및 상기 복수의 제2 출력 단자와 연결되는 포트부를 포함하고,
    상기 포트부는,
    상기 제1-1 출력 단자와 연결되고, 상기 제1-1 출력 신호를 수신하는 제1 포트와,
    상기 제1-2 출력 단자와 연결되고, 상기 제1-2 출력 신호를 수신하는 제2 포트와,
    상기 제2-1 출력 단자와 연결되고, 상기 제2-1 출력 신호를 수신하는 제3 포트와,
    상기 제2-2 출력 단자와 연결되고, 상기 제2-2 출력 신호를 수신하는 제4 포트를 포함하는,
    카메라 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 포트부와 연결되고, 연결된 포트를 통해 수신된 상기 복수의 출력 신호를 스위칭하는 멀티플렉서;
    상기 포트부 및 상기 멀티플렉서 중 어느 하나를 통해 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 복수의 출력 신호를 수신하고, 상기 수신된 복수의 출력 신호 중 적어도 하나를 차동 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭기와 연결되고, 상기 증폭기의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하는,
    카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 증폭기는 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 복수의 출력 신호를 수신하는 반전 단자 및 비반전 단자를 포함하고,
    상기 반전 단자는 제1 및 제2 반전 단자를 포함하고,
    상기 비반전 단자는 제1 및 제2 비반전 단자를 포함하며,
    상기 증폭기는,
    상기 제1 및 제2 반전 단자를 통해 수신된 신호들을 가산한 제1 가산 값과, 상기 제1 및 제2 비반전 단자를 통해 수신된 신호들을 가산한 제2 가산 값을 차동 증폭하는,
    카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는,
    상기 제1 포트와 연결되고, 상기 제1 포트를 통해 수신된 상기 제1-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자 및 상기 제1 비반전 단자 중 어느 하나로 스위칭하는 제1 멀티플렉서; 및
    상기 제4 포트와 연결되고, 상기 제4 포트를 통해 수신된 상기 제2-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자 및 상기 제1 비반전 단자 중 어느 다른 하나로 스위칭하는 제2 멀티플렉서;를 포함하는,
    카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증폭기의 상기 제2 반전 단자는 상기 제3 포트와 연결되어 상기 제2-1 출력 신호를 수신하고,
    상기 증폭기의 상기 제2 비반전 단자는 상기 제2 포트와 연결되어 상기 제1-2 출력 신호를 수신하는,
    카메라 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 멀티플렉서는,
    상기 제3 포트와 연결되고, 상기 제3 포트를 통해 수신된 상기 제2-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제2 반전 단자로 스위칭하는 제3 멀티플렉서; 및
    상기 제2 포트와 연결되고, 상기 제2 포트를 통해 수신된 상기 제1-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제2 비반전 단자로 스위칭하는 제4 멀티 플렉서를 포함하는,
    카메라 모듈.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    제1 조건에서, 상기 제1 멀티플렉서는 상기 제1-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자로 출력하고, 상기 제2 멀티플렉서는 상기 제2-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 비반전 단자로 출력하며,
    상기 제1 조건과 다른 제2 조건에서, 상기 제1 멀티플렉서는 상기 제1-1 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 비반전 단자로 출력하고, 상기 제2 멀티플렉서는 상기 제2-2 출력 신호를 상기 증폭기의 상기 제1 반전 단자로 출력하는,
    카메라 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증폭기는 상기 제1 가산 값과 상기 제2 가산 값을 차이 값을 증폭하여 출력하고,
    상기 제1 조건에서, 상기 제1 가산 값은 상기 제1-1 출력 신호와 상기 제2-1 출력 신호의 가산 값이고, 상기 제2 가산 값은 상기 제1-2 출력 신호와 상기 제2-2 출력 신호의 가산 값이며,
    상기 제2 조건에서, 상기 제1 가산 값은 상기 제2-1 출력 신호와 상기 제2-2 출력 신호의 가산 값이고, 상기 제2 가산 값은 상기 제1-1 출력 신호와 상기 제1-2 출력 신호의 가산 값인,
    카메라 모듈.
  11. 본체, 상기 본체에 배치되고, 피사체의 영상을 촬영하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 카메라 모듈; 및
    상기 본체에 배치되고, 상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 영상을 출력하는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 카메라 모듈은,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고 광학계를 포함하는 이동부; 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 제1 센서 유닛, 상기 제2 센서 유닛 및 상기 제어부가 배치되는 회로 기판, 코일 및 마그네트를 포함하는 구동부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2 센서 유닛의 출력 신호에 기초하여 상기 이동부의 위치 정보를 획득하는,
    광학기기.
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