WO2022145992A1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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WO2022145992A1
WO2022145992A1 PCT/KR2021/020083 KR2021020083W WO2022145992A1 WO 2022145992 A1 WO2022145992 A1 WO 2022145992A1 KR 2021020083 W KR2021020083 W KR 2021020083W WO 2022145992 A1 WO2022145992 A1 WO 2022145992A1
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camera module
control member
path control
optical path
image sensor
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서은성
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LG Innotek Co Ltd
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    • G03B2205/0007—Movement of one or more optical elements for control of motion blur
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    • G03B2205/0023—Movement of one or more optical elements for control of motion blur by tilting or inclining one or more optical elements with respect to the optical axis

Definitions

  • the embodiment relates to a camera module having improved performance.
  • the camera module captures an object and stores it as an image or video, and is installed in various applications.
  • the camera module is produced in a very small size and is applied to not only portable devices such as smartphones, tablet PCs, and laptops, but also drones and vehicles to provide various functions.
  • the optical system of the camera module may include an imaging lens that forms an image and an image sensor that converts the formed image into an electrical signal.
  • the camera module may perform an autofocus (AF) function of aligning the focal lengths of the lenses by automatically adjusting the distance between the image sensor and the imaging lens, and a distant object through a zoom lens It is possible to perform a zooming function of zooming up or zooming out by increasing or decreasing the magnification of .
  • the camera module employs image stabilization (IS) technology to correct or prevent image stabilization due to camera movement caused by an unstable fixing device or a user's movement.
  • IS image stabilization
  • Such image stabilization (IS) technology includes an optical image stabilizer (OIS) technology and image stabilization prevention technology using an image sensor.
  • OIS technology is a technology that corrects motion by changing the path of light
  • image shake prevention technology using an image sensor is a technology that compensates movement in both mechanical and electronic ways.
  • the optical image shake prevention (OIS) technology includes a reflective member, a driving member, etc. that can change the path of light, and the camera module controls the position of the reflective member with the driving force of the driving member to control the path of the light can control
  • the camera module may include a sensor that detects a change in angular velocity due to shaking, and may control the position of the reflective member based on the amount of change in angular velocity sensed by the sensor.
  • the camera module corrects for the shake based on the change in angular velocity when the shake occurs, but does not perform the shake correction according to the change in the position of the camera module. For this reason, there is a problem in that it is difficult to effectively operate the shake correction function when the subject is located in a short distance. Therefore, a new camera module capable of solving the above-described problem is required.
  • An embodiment is to provide a camera module with improved optical characteristics.
  • An embodiment is to provide a camera module capable of effectively correcting image shake that occurs when photographing a subject located at various distances.
  • An embodiment is to provide a camera module having a slim and compact structure. The embodiment is intended to provide a camera module applicable to a folded (folded) camera having a thin thickness.
  • the camera module is disposed on a movement path of light reflected by a subject, a first light path control member for reflecting light incident in a first direction in a second direction perpendicular to the first direction, the first light
  • a first driving member connected to the furnace control member and controlling the movement of the first optical path control member, a lens unit disposed on the movement path of the light and including at least one lens, and sensing the light passing through the lens unit
  • An image sensor, a sensing unit for sensing angular velocity and acceleration changed by shaking, and a controller for tilting the first optical path control member to a first axis or a second axis based on the angular velocity and acceleration changed by the shaking may include It may include a third direction perpendicular to the first and second directions, and the first optical path control member may be provided to be tiltable in each of the second and third directions as a rotation axis.
  • the tilt angle of the first light path control member may satisfy Equation 1 below.
  • Equation 1 L denotes a distance from the subject, ⁇ x denotes an angle at which the first optical path control member tilts in the second direction as an axis, and ⁇ y denotes the first optical path control member It means an angle of tilting the third direction as an axis, ⁇ x means an angular change amount of the camera module with respect to the second direction obtained by the control unit, and ⁇ y is for the third direction obtained by the controller Means the angular change amount of the camera module, Tx means the position change amount of the camera module with respect to the second direction obtained by the control unit, Ty is the camera module with respect to the third direction obtained by the control unit It means the amount of position change.)
  • the optical axis of the lens unit may be perpendicular to the upper surface of the image sensor.
  • the sensing unit may include a first sensor detecting a change in angular velocity of the camera module and a second sensor detecting a change in acceleration of the camera module.
  • the camera module is disposed on a movement path of light reflected by a subject, a first light path control member for reflecting light incident in a first direction in a second direction perpendicular to the first direction, the first light
  • a first driving member connected to the furnace control member and controlling the movement of the first optical path control member
  • a lens unit disposed on the movement path of the light and including at least one lens, and sensing the light passing through the lens unit
  • It may include a control unit for controlling the tilt angle of the optical path control member and the position of the image sensor.
  • the present invention may include a third direction perpendicular to the first and second directions, and the first optical path control member may be provided to be tiltable as a rotation axis in each of the second and third directions.
  • the tilt angle of the first light path control member may satisfy Equation 2 below.
  • ⁇ x denotes an angle at which the first optical path control member tilts in the second direction as an axis
  • ⁇ y denotes an angle at which the first optical path control member tilts in the third direction as an axis.
  • ⁇ x means an angular change amount of the camera module with respect to the second direction obtained by the controller
  • ⁇ y means an angular change amount of the camera module with respect to the third direction obtained by the controller.
  • the moving distance of the image sensor may satisfy Equation 3 below.
  • L means the distance to the subject
  • FL means the entire focal length of the lens unit.
  • Tx is the means the amount of change in position
  • Ty means the amount of change in the position of the camera module with respect to the third direction obtained by the controller
  • Sz means the distance the image sensor moves in the first direction
  • Sy is It means the distance the image sensor moves in the third direction.
  • the height in the first direction of the second driving member may be lower than the height in the first direction of the first light path control member.
  • An optical axis of the lens unit may be perpendicular to an upper surface of the image sensor.
  • the present invention further comprising a second optical path control member disposed between the lens unit and the image sensor, wherein the second optical path control member transmits the light incident in the second direction to the first direction can be reflected.
  • the moving distance of the image sensor may satisfy Equation 4 below.
  • Tx is the amount of change in the position of the camera module with respect to the second direction obtained by the controller.
  • Ty denotes the amount of change in the position of the camera module with respect to the third direction calculated by the controller
  • Sx denotes the distance the image sensor moves in the second direction
  • Sy denotes the image It means the distance the sensor moves in the third direction.
  • the height in the first direction of the second light path control member may be lower than the height in the first direction of the first light path control member.
  • An optical axis of the lens unit may be parallel to an upper surface of the image sensor.
  • the camera module according to the embodiment has improved optical characteristics and can effectively compensate image shake.
  • the camera module may control the tilt angle of the first optical path control member based on changes in angular velocity and acceleration due to shaking. Accordingly, the camera module according to the embodiment can effectively compensate for shaking due to rotation and position change when photographing a subject located at infinity or near-field.
  • the camera module according to the embodiment may control the tilt angle of the first optical path control member based on the change in angular velocity due to shaking, and may control the position of the image sensor based on the change in acceleration due to the shaking. Accordingly, the camera module according to the embodiment can effectively compensate for shaking due to rotation and position change when photographing a subject located at infinity or near-field.
  • the camera module according to the embodiment may include at least one optical path control member. Accordingly, the camera module can be applied to a folded camera that can have a thinner thickness, and a device including the camera module can be manufactured to be slim.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a view for explaining that the camera module according to the embodiment corrects shake.
  • 3 and 4 are views showing the arrangement of the camera module according to the embodiment.
  • FIG 5 is another view showing the arrangement of the components of the camera module according to the embodiment.
  • FIG 6 is another view showing the arrangement of the components of the camera module according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating that the camera module according to the embodiment is applied to a mobile terminal.
  • a component when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is directly connected, coupled or connected to the other component, as well as the component It may also include cases where an element is 'connected', 'coupled' or 'connected' by another element between the element and another element.
  • top (above) or under (below) is a case in which two components are in direct contact with each other, as well as one
  • another component as described above when expressed as "upper (upper) or lower (lower)", it may include the meaning of an upward direction based on one component, as well as a downward direction.
  • the convex surface of the lens may mean that the lens surface has a convex shape in the optical axis of the lens
  • the concave lens surface may mean that the lens surface has a concave shape in the optical axis of the lens.
  • object side may mean a surface of the lens facing the object side based on the movement path of light
  • image side may mean a surface of the lens facing the image sensor.
  • the object-side surface may be an incident surface on which light is incident, and the upper surface may be a sensor-side surface or an exit surface on which light is emitted.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a camera module according to an embodiment
  • FIG. 2 is a diagram for explaining that the camera module according to the embodiment corrects shake
  • FIGS. 3 and 4 are views showing the arrangement of the camera module according to the embodiment.
  • the camera module 1000 includes a lens unit 100 , an image sensor 300 , a first optical path control member 400 , a first driving member 500 and sensing. may include a portion 700 .
  • the lens unit 100 may be disposed on a movement path of light reflected by the subject.
  • the lens unit 100 may include a housing and at least one lens.
  • the housing may accommodate the at least one lens.
  • the housing may support the at least one lens.
  • the lens may be provided in a plurality of two or more.
  • the plurality of lenses may include at least one of glass and plastic. The plurality of lenses may be sequentially disposed along the optical axis of the lens unit 100 from the subject side to the image side direction.
  • the optical axis of the lens unit 100 may be perpendicular to the upper surface of the image sensor 300 .
  • Each of the plurality of lenses may include an effective area and an ineffective area.
  • the effective area may be an area through which light incident on each of the plurality of lenses passes. That is, the effective region may be a region in which incident light implements optical properties.
  • the ineffective area may be disposed around the effective area.
  • the ineffective area may be an area to which the light is not incident. That is, the ineffective region may be a region independent of the optical characteristic.
  • the ineffective region may be a region fixed to the housing or the like.
  • the lens unit 100 may control a path of light reflected by the subject.
  • each of the plurality of lenses may have positive (+) or negative (-) refractive power, and may have a set shape and thickness. Accordingly, the lens unit 100 may control the path of the light by diffusing, scattering, refraction, and condensing the light reflected by the subject.
  • the lens unit 100 may have a set angle of view (FOV). Also, the lens unit 100 may have a set effective focal length (EFL). The effective focal length EFL of the lens unit 100 may be fixed or variable within a set range.
  • the image sensor 300 may be disposed on a movement path of light reflected by the subject. For example, the lens unit 100 may be disposed between the subject and the image sensor 300 . The image sensor 300 may be disposed on a substrate (not shown).
  • the substrate is electrically connected to the image sensor 300 and can be physically supported.
  • the substrate may be a circuit board.
  • the substrate may include a wiring layer for supplying power to the image sensor 300 , and may be a printed circuit board (PCB) formed of a plurality of resin layers.
  • the substrate may include at least one of a rigid PCB (Rigid PCB), a metal core PCB (MCPCB, Metal Core PCB), a flexible PCB (FPCB, Flexible PCB), and a Rigid Flexible PCB (RFPCB).
  • the substrate may include a synthetic resin including glass, resin, epoxy, and the like, and may include a ceramic having excellent thermal conductivity and a metal having an insulated surface.
  • the substrate may have a shape such as a plate or a lead frame, but is not limited thereto.
  • a Zener diode, a voltage regulator, and a resistor may be further disposed on the substrate, but the present invention is not limited thereto.
  • An insulating layer (not shown) or a protective layer (not shown) may be disposed on the substrate.
  • the insulating layer or the protective layer may be disposed on at least one of one surface and the other surface of the substrate.
  • the image sensor 300 may be disposed on the substrate.
  • the image sensor may be in direct contact with the upper surface of the substrate and may be electrically connected to the substrate.
  • the image sensor 300 may detect light reflected by the subject and incident on the camera module 1000 .
  • the image sensor 300 may detect the light passing through the lens unit 100 .
  • the image sensor 300 may detect light sequentially passing through the plurality of lenses.
  • the image sensor 300 may include a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
  • the first light path control member 400 may be disposed on a movement path of the light reflected by the subject.
  • the first optical path control member 400 may be disposed closer to the subject than the lens unit 100 . That is, the first optical path control member 400 , the lens unit 100 , and the image sensor 300 may be disposed in order from the subject side to the image side.
  • the first optical path control member 400 may change the path of the light incident from the outside.
  • the first light path control member 400 may include a reflector and a prism.
  • the first optical path control member 400 may include a right-angle prism. When the first optical path control member 400 includes a right-angle prism, the first optical path control member 400 may reflect the path of the light incident on the camera module 1000 at an angle of 90 degrees.
  • the first light path control member 400 may change the path of the light reflected by the subject in a set direction.
  • the first optical path control member 400 reflects the light incident in the first direction (z-axis direction) to the first optical path control member 400 to determine the path of the light to the lens unit 100 .
  • the camera module 1000 When the camera module 1000 includes the first optical path control member 400, it can be applied to a folded camera capable of reducing the thickness.
  • the plurality of lenses of the lens unit 100 in the device are directed in a direction perpendicular to the surface of the device. can be extended and arranged. Accordingly, the camera module 1000 including the plurality of lenses has a high height in a direction perpendicular to the surface of the device, and thus it is difficult to form a thin thickness of the camera module 1000 and the device including the same.
  • the camera module 1000 when the camera module 1000 includes the first optical path control member 400 , the camera module 1000 transmits light incident in a direction perpendicular to the surface of the applied device parallel to the surface of the device.
  • the plurality of lenses of the lens unit 100 may be arranged to extend in a direction parallel to the surface of the device, and the optical axis of the lens unit 100 may be arranged to be parallel to the surface of the device. Accordingly, the camera module 1000 including the lens unit 100 may have a low height in a direction perpendicular to the surface of the device, and thus may have a thinner thickness in the device, and thus the device The thickness of may also be made thinner.
  • the first driving member 500 may be connected to the first optical path control member 400 .
  • the first driving member 500 may include at least one actuator.
  • the first driving member 500 may include at least one of a voice coil motor (VCM), a piezo-electric device, a shape memory alloy, and a MEMS device as an actuator.
  • the first driving member 500 may move the first optical path control member 400 by using the driving force of the actuator.
  • the first driving member 500 may tilt the first optical path control member 400 along a first axis or a second axis.
  • the first driving member 500 may tilt the first optical path control member 400 in a second direction (x-axis direction) as a rotation axis.
  • the first driving member 500 may tilt the first optical path control member 400 in a third direction (y-axis direction) as a rotation axis. Accordingly, the camera module 1000 may correct the shake.
  • the detection unit 700 may detect the shaking of the camera module 1000 .
  • the sensing unit 700 may detect a change in rotation and position applied to the camera module 1000 .
  • the sensing unit 700 may include a first sensor 710 and a second sensor 720 .
  • the first sensor 710 may be a sensor that detects a change in angular velocity of the camera module 1000 .
  • the first sensor 710 may include a gyro sensor.
  • the second sensor 720 may be a sensor that detects a change in acceleration of the camera module 1000 .
  • the second sensor 720 may include an acceleration sensor.
  • the sensing unit 700 may detect an angular velocity and an acceleration changed by shaking of the camera module 1000 using the first sensor 710 and the second sensor 720 .
  • the camera module 1000 may include a filter (not shown).
  • the filter may be disposed between the lens unit 100 and the image sensor 300 .
  • the filter may be disposed between the image sensor 300 and a lens closest to the image sensor 300 among the plurality of lenses of the lens unit 100 .
  • the filter may include at least one of an infrared filter and an optical filter such as a cover glass.
  • the filter may pass light of a set wavelength band and filter light of a different wavelength band. When the filter includes an infrared filter, radiant heat emitted from external light may be blocked from being transmitted to the image sensor 300 .
  • the filter may transmit visible light and reflect infrared light.
  • the camera module 1000 may include a controller 750 .
  • the control unit 750 may control a signal applied to the first driving member 500 based on the information sensed by the sensing unit 700 .
  • the control unit 750 may control the movement of the first optical path control member 400 by controlling the voltage, current, etc. applied to the first driving member 500 .
  • the sensing unit 700 may detect information about the shaking, and the controller 750 may correct the shaking.
  • the first sensor 710 may detect a change in angular velocity and the second sensor 720 may detect a change in acceleration .
  • the detection unit 700 may calculate the degree of shaking of the camera module 1000, for example, the degree of rotation and the degree of position change based on the change detected by the first sensor 710 and the second sensor 720 . have.
  • the control unit 750 may correct a feedback value for the signal detected by the sensing unit 700 .
  • the feedback value correction may be a correction for removing noise and the like from the angular velocity and acceleration change information detected by the sensing unit 700 .
  • the feedback value correction may mean correcting a signal to be applied to the first driving member 500 for controlling the first optical path control member 400 based on the obtained information.
  • the control unit 750 may provide the corrected signal to the first driving member 500 .
  • the first optical path control member 400 may be tilted to a first axis or a second axis by a signal applied from the control unit 750 , and may prevent shaking due to rotation and position change of the camera module 1000 . can be corrected Accordingly, the camera module 1000 according to the embodiment can effectively correct shake caused by rotation and shake caused by a change in position when photographing a subject located in infinity or near. Accordingly, the camera module 1000 may have improved optical properties.
  • Table 1 shows the position change of pixels according to the occurrence of shake in the camera module.
  • Table 1 is an experimental example of measuring the number of pixels moving according to shaking using a camera module having a field of view (FOV) of 20 degrees and a pixel size of the image sensor 300 of about 0.7 ⁇ m. Referring to it, it can be seen that about 432 pixels are moved when shaking due to rotation occurs when photographing a subject located at a short distance (25 mm) or infinity. That is, it can be seen that the number of pixels moving when shake occurs due to rotation has no significant effect on the distance from the subject.
  • FOV field of view
  • shake correction is performed based on an angular velocity that changes when shake occurs, and separate shake correction is not performed based on an acceleration change according to a change in position.
  • a subject located at a distance may be photographed using a conventional camera module.
  • the conventional camera module performed shake correction by rotation based on the change in angular velocity.
  • Table 1 shows how the subject is located at a relatively long distance, as shown in Table 1 above, there is little or very little change in position due to shaking, so the correction according to the change in position is not separately performed.
  • a subject located in a short distance may be photographed using a conventional camera module.
  • shake correction by rotation was performed based on the change in angular velocity, but correction according to the change in position was not separately performed. Accordingly, there is a problem in that when a subject located at an intermediate distance or a short distance is photographed, shake due to a change in position is not effectively corrected.
  • the camera module 1000 according to the embodiment may perform shake correction according to rotation and position change when photographing a subject.
  • the camera module 1000 may correct shake by tilting the first optical path control member 400 along a first axis or a second axis, and a tilt angle of the first optical path control member 400 . may satisfy Equation 1 below.
  • Equation 1 L denotes a distance from the subject.
  • ⁇ x denotes an angle at which the first light path control member 400 tilts in the second direction as an axis
  • ⁇ y denotes an angle at which the first optical path control member 400 tilts in the third direction as an axis means
  • ⁇ x means an angular change amount of the camera module 1000 with respect to the second direction obtained by the controller 750
  • ⁇ y is the camera module with respect to the third direction obtained by the controller 750 (1000) means the amount of angular change.
  • Tx means the amount of change in the position of the camera module 1000 in the second direction obtained by the controller 750
  • Ty is the camera module 1000 in the third direction calculated by the controller 750.
  • the camera module 1000 may set the tilt angle of the first optical path control member 400 based on the angular velocity and the amount of acceleration detected by the sensing unit 700 .
  • the control unit 750 may set the tilt angle of the first optical path control member 400 in consideration of rotation and position change due to shaking. Accordingly, when photographing a subject located at infinity or near-field, the camera module 1000 can effectively correct shake due to rotation and position change.
  • FIG. 5 is another view showing the arrangement of the components of the camera module according to the embodiment.
  • descriptions of the same and similar components as those of the camera module described above are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same and similar components.
  • the camera module 1000 includes a lens unit 100 , an image sensor 300 , a first optical path control member 400 , a first driving member 500 , and a second driving member. It may include a 520 and a sensing unit 700 .
  • the first optical path control member 400 may be disposed on a movement path of light reflected by the subject, and the lens unit 100 includes the first optical path control member 400 and the image sensor 300 . can be placed between them.
  • the optical axis of the lens unit 100 may be perpendicular to the upper surface of the image sensor 300 . That is, the light reflected by the subject may sequentially pass through the first optical path control member 400 and the lens unit 100 to be provided to the image sensor 300 .
  • the first driving member 500 may be connected to the first optical path control member 400 .
  • the first driving member 500 may include at least one actuator.
  • the first driving member 500 may move the first optical path control member 400 by using the driving force of the actuator.
  • the first driving member 500 may tilt the first optical path control member 400 along a first axis or a second axis.
  • the first driving member 500 may tilt the first optical path control member 400 in a second direction (x-axis direction) as a rotation axis.
  • the first driving member 500 may tilt the first optical path control member 400 in a third direction (y-axis direction) as a rotation axis. Accordingly, the camera module 1000 may correct the shake.
  • the second driving member 520 may be connected to the image sensor 300 .
  • the second driving member 520 may include at least one actuator.
  • the second driving member 520 may include at least one of a voice coil motor (VCM), a piezo-electric device, a shape memory alloy, and a MEMS device as an actuator.
  • the second driving member 520 may control the position of the image sensor 300 by using the driving force of the actuator.
  • the second driving member 520 may move the image sensor 300 in at least one of a first direction (z-axis direction) and a third direction (y-axis direction).
  • the image sensor 300 may correct a position change caused by the shaking of the camera module 1000 .
  • the second driving member 520 may have a set height.
  • the height of the second driving member 520 in the first direction may be smaller than the height of the first optical path control member 400 in the first direction. Accordingly, it is possible to prevent the first direction height of the camera module 1000 from increasing by the movement of the second driving member 520 and the image sensor 300 , and the camera module is slimmer and more compact. can be provided
  • the detection unit 700 may detect the shaking of the camera module 1000 .
  • the sensing unit 700 may include a first sensor 710 that detects a change in angular velocity and a second sensor 720 that detects a change in acceleration, and can detect rotation and position changes that occur when shaking. have.
  • the camera module 1000 may include a controller 750 .
  • the control unit 750 may control signals respectively applied to the first driving member 500 and the second driving member 520 based on the angular velocity and acceleration change information detected by the sensing unit 700 .
  • the control unit 750 may include a first control unit (not shown) and a second control unit (not shown).
  • the first control unit may control a tilt angle of the first optical path control member 400 by controlling a voltage, a current, etc. applied to the first driving member 500 .
  • the second control unit 750 may control the position of the image sensor 300 by controlling voltage and current applied to the second driving member 520 .
  • the sensing unit 700 may detect information about the shaking, and the controller 750 may correct the shaking.
  • the first sensor 710 may detect a change in angular velocity and the second sensor 720 may detect a change in acceleration.
  • the sensing unit 700 calculates the degree of shaking of the camera module 1000, for example, the degree of rotation, the degree of position change based on the change detected by the first sensor 710 and the second sensor 720, and can be corrected
  • the control unit 750 may correct a feedback value for the signal detected by the sensing unit 700 .
  • the feedback value correction may be a correction for controlling noise and the like in the angular velocity and acceleration change information sensed by the sensing unit 700 .
  • the feedback value correction is performed on the basis of the acquired information by the first driving member 500 and the second driving member 520 for controlling the first light path control member 400 and the image sensor 500 .
  • ) may mean correcting the signal to be applied to.
  • the first control unit may correct the degree of rotation detected by the first sensor 710
  • the second control unit may correct the degree of position change detected by the second sensor 720 . can proceed.
  • the first and second controllers may provide the corrected signals to the first driving member 500 and the second driving member 520 , respectively.
  • the first optical path control member 400 is tilted to the first axis or the second axis according to the signal applied from the first control unit, and may correct shake due to rotation.
  • the first light path control member 400 may tilt the second direction (x-axis direction) and the third direction (y-axis direction) as a rotation axis, and The tilt angle may satisfy Equation 2 below.
  • Equation 2 ⁇ x denotes an angle at which the first light path control member 400 tilts in the second direction as an axis, and ⁇ y denotes an angle at which the first optical path control member 400 tilts the third direction as an axis. means the tilt angle.
  • ⁇ x means an angular change amount of the camera module 1000 with respect to the second direction obtained by the controller 750, and ⁇ y is the camera module with respect to the third direction obtained by the controller 750 (1000) means the amount of angular change.
  • the image sensor 300 moves in at least one of a first direction (z-axis direction) and a third direction (y-axis direction) by a signal applied from the second control unit 750 and responds to a change in position. Shake can be corrected.
  • the moving distance of the image sensor 300 may satisfy Equation 3 below.
  • Equation 3 L denotes a distance to the subject, and FL denotes an overall focal length of the lens unit 100 .
  • Tx is the amount of change in the position of the camera module 1000 in the second direction obtained by the controller 750
  • Ty is the amount of change in the position of the camera module 1000 in the third direction obtained by the controller. it means.
  • Sz denotes a distance at which the image sensor 300 moves in the first direction (z-axis direction)
  • Sy denotes a distance at which the image sensor 300 moves in the third direction (y-axis direction).
  • the camera module 1000 includes a tilt angle of the first optical path control member 400 and a tilt angle of the image sensor 300 based on the angular velocity and the amount of acceleration detected by the sensing unit 700 .
  • the control unit 750 may set the tilt angle of the first light path control member 400 through rotation by shaking, and set the moving distance of the image sensor 300 through position change due to shaking. can Accordingly, by using the camera module 1000 according to the embodiment, it is possible to effectively compensate for shaking due to rotation and position change when photographing a subject located at infinity or near.
  • FIG. 6 is another view showing the arrangement of the components of the camera module according to the embodiment.
  • descriptions of the same and similar components as those of the camera module described above are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same and similar components.
  • the camera module 1000 includes a lens unit 100 , an image sensor 300 , a first optical path control member 400 , a second optical path control member 420 , and a first It may include a driving member 500 , a second driving member 520 , and a sensing unit 700 .
  • the first optical path control member 400 may be disposed on a movement path of light reflected by the subject, and the lens unit 100 includes the first optical path control member 400 and the image sensor 300 . can be placed between them.
  • the first optical path control member 400 reflects the light incident in the first direction (z-axis direction) to the first optical path control member 400 to provide a path of the light to the plurality of lenses of the lens unit 100 .
  • the second optical path control member 420 may be disposed between the lens unit 100 and the image sensor 300 .
  • the second optical path control member 420 may change the path of the light passing through the lens unit 100 .
  • the second light path control member 420 may include a reflector and a prism.
  • the second optical path control member 420 may include a right-angled prism.
  • the second optical path control member 420 may reflect the path of the light passing through the lens unit 100 at an angle of 90 degrees.
  • the second optical path control member 420 reflects the light passing through the lens unit 100 in the second direction (x-axis direction) to determine the path of the light in the first direction (x) in which the image sensor 300 is disposed. axial) can be changed again.
  • An optical axis of the lens unit 100 may be parallel to an upper surface of the image sensor 300 . That is, the light reflected by the subject sequentially passes through the first optical path control member 400 , the lens unit 100 , and the second optical path control member 420 to be provided to the image sensor 300 .
  • the second light path control member 420 may have a set height.
  • the height of the second light path control member 420 in the first direction may be smaller than the height of the first light path control member 400 in the first direction.
  • the height of the second light path control member 420 in the second direction may be smaller than the height of the second light path control member 420 in the first direction. Accordingly, it is possible to prevent the height in the first direction of the camera module 1000 from increasing by the second light path control member 420 and the image sensor 300 , and the camera module 1000 is more It can be provided in a slim and compact form.
  • the camera module 1000 may apply the image sensor 300 having a larger size. Accordingly, the camera module 1000 may provide a high-pixel result.
  • the first driving member 500 may be connected to the first optical path control member 400 .
  • the first driving member 500 may include at least one actuator.
  • the first driving member 500 may move the first optical path control member 400 by using the driving force of the actuator.
  • the first driving member 500 tilts the first optical path control member 400 in at least one of a second direction (x-axis direction) and a third direction (y-axis direction) as a rotation axis. can be controlled Accordingly, the camera module 1000 may correct shake due to rotation.
  • the second driving member 520 may be connected to the image sensor 300 .
  • the second driving member 520 may include at least one actuator.
  • the second driving member 520 may control the position of the image sensor 300 by using the driving force of the actuator.
  • the second driving member 520 may move the image sensor 300 in at least one of a second direction (x-axis direction) and a third direction (y-axis direction).
  • the image sensor 300 may correct a position change caused by the shaking of the camera module 1000 .
  • the detection unit 700 may detect the shaking of the camera module 1000 .
  • the sensing unit 700 may include a first sensor 710 that detects a change in angular velocity and a second sensor 720 that detects a change in acceleration, and can detect rotation and position changes that occur when shaking. have.
  • the camera module 1000 may include a controller 750 .
  • the control unit 750 may control signals respectively applied to the first driving member 500 and the second driving member 520 based on the angular velocity and acceleration change information detected by the sensing unit 700 .
  • the first control unit of the control unit 750 may control the tilt angle of the first light path control member 400 by controlling the voltage, current, etc. applied to the first driving member 500 .
  • the second control unit 750 of the control unit 750 may control the position of the image sensor 300 by controlling voltage and current applied to the second driving member 520 .
  • the sensing unit 700 may detect information about the shaking, and the controller 750 may correct the shaking.
  • the first sensor 710 may detect a change in angular velocity and the second sensor 720 may detect a change in acceleration.
  • the sensing unit 700 calculates the degree of shaking of the camera module 1000, for example, the degree of rotation, the degree of position change based on the change detected by the first sensor 710 and the second sensor 720, and can be corrected
  • the control unit 750 may correct a feedback value for the signal detected by the sensing unit 700 .
  • the feedback value correction may be a correction for controlling noise and the like in the angular velocity and acceleration change information sensed by the sensing unit 700 .
  • the feedback value correction is performed on the basis of the acquired information by the first driving member 500 and the second driving member 520 for controlling the first light path control member 400 and the image sensor 500 .
  • ) may mean correcting the signal to be applied to.
  • the first control unit may correct the degree of rotation detected by the first sensor 710
  • the second control unit may correct the degree of position change detected by the second sensor 720 . can proceed. Thereafter, the first and second controllers may provide the corrected signals to the first driving member 500 and the second driving member 520 , respectively.
  • the first optical path control member 400 is tilted to the first axis or the second axis according to the signal applied from the first control unit, and may correct shake due to rotation.
  • the first light path control member 400 may tilt the second direction (x-axis direction) and the third direction (y-axis direction) as a rotation axis, and The tilt angle may satisfy Equation 4 below.
  • Equation 4 ⁇ x denotes an angle at which the first light path control member 400 tilts in the second direction as an axis, and ⁇ y denotes an angle at which the first optical path control member 400 tilts the third direction as an axis. means the tilt angle.
  • ⁇ x means an angular change amount of the camera module 1000 with respect to the second direction obtained by the controller 750, and ⁇ y is the camera module with respect to the third direction obtained by the controller 750 (1000) means the amount of angular change.
  • the image sensor 300 moves in at least one of a second direction (x-axis direction) and a third direction (y-axis direction) by a signal applied from the second control unit 750 and responds to a change in position. Shake can be corrected.
  • the moving distance of the image sensor 300 may satisfy Equation 5 below.
  • Equation 5 L denotes a distance to the subject, and FL denotes an overall focal length of the lens unit 100 .
  • Tx means the amount of change in the position of the camera module 1000 in the second direction obtained by the controller 750
  • Ty is the camera module 1000 in the third direction calculated by the controller 750.
  • Sx denotes a distance at which the image sensor 300 moves in the second direction (x-axis direction)
  • Sy denotes a distance at which the image sensor 300 moves in the third direction (y-axis direction).
  • the camera module 1000 determines the tilt angle of the first optical path control member 400 and the position of the image sensor 300 based on the amount of change in angular velocity and acceleration sensed by the sensing unit 700 . can be set.
  • the control unit 750 may set the tilt angle of the first light path control member 400 through rotation by shaking, and set the moving distance of the image sensor 300 through position change due to shaking. can Accordingly, by using the camera module 1000 according to the embodiment, it is possible to effectively compensate for shaking due to rotation and position change when photographing a subject located at infinity or near.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating that the camera module according to the embodiment is applied to a mobile terminal.
  • the mobile terminal 1 may include a camera module 10 provided on the rear side.
  • the camera module 10 may include an image capturing function.
  • the camera module 10 may include at least one of an auto focus function, a zoom function, and an OIS function.
  • the camera module 10 may process a still image image or an image frame of a moving image obtained by the image sensor 300 in a shooting mode or a video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on a display unit (not shown) of the mobile terminal 1 and may be stored in a memory (not shown).
  • the camera module may be further disposed on the front of the mobile terminal 1 .
  • the camera module 10 may include a first camera module 10A and a second camera module 10B.
  • the camera module 10 may provide an anti-shake (OIS) function for a subject located at infinity or near.
  • OIS anti-shake
  • the camera module 10 may provide a shake prevention function based on the angular velocity and acceleration that change when shake occurs in the camera module 10 . Accordingly, the camera module 10 can effectively prevent shaking when photographing a subject located at various distances.
  • the camera module 10 may have a slimmer structure, so that the mobile terminal 1 may also be provided in a slim form.
  • the mobile terminal 1 may further include an autofocus device 31 .
  • the auto focus device 31 may include an auto focus function using a laser.
  • the auto focus device 31 may be mainly used in a condition in which the auto focus function using the image of the camera module 10 is deteriorated, for example, in proximity of 10 m or less or in a dark environment.
  • the autofocus device 31 may include a light emitting unit including a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) semiconductor device and a light receiving unit that converts light energy such as a photodiode into electrical energy.
  • the mobile terminal 1 may further include a flash module 33 .
  • the flash module 33 may include a light emitting device emitting light therein. The flash module 33 may be operated by a camera operation of a mobile terminal or a user's control.

Landscapes

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Abstract

실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광경로 제어부재, 상기 제1 광경로 제어부재와 연결되며 상기 제1 광경로 제어부재의 움직임을 제어하는 제1 구동부재, 상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서, 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부 및 상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈
실시예는 향상된 성능을 가지는 카메라 모듈에 대한 것이다.
카메라 모듈은 객체를 촬영하여 이미지 또는 동영상으로 저장하는 기능을 수행하며 다양한 어플리케이션에 장착되고 있다. 특히 카메라 모듈은 초소형으로 제작되어 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대용 디바이스 그뿐만 아니라 드론, 차량 등에 적용되어 다양한 기능을 제공하고 있다. 예를 들어, 카메라 모듈의 광학계는 상(image)를 결상하는 촬상 렌즈, 결상된 상을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이때, 상기 카메라 모듈은 이미지 센서와 촬상 렌즈 사이의 간격을 자동 조절하여 렌즈의 초점거리를 정렬하는 오토포커스(autofocus, AF) 기능을 수행할 수 있고, 줌 렌즈(zoom lens)를 통해 원거리의 객체의 배율을 증가 또는 감소시켜 촬영하는 줌 업(zoom up) 또는 줌 아웃(zoom out)의 주밍(zooming) 기능을 수행할 수 있다. 또한, 카메라 모듈은 영상 흔들림 방지(image stabilization, IS)기술을 채용하여 불안정한 고정장치 혹은 사용자의 움직임에 기인한 카메라의 움직임으로 인한 영상의 흔들림을 보정하거나 방지하는 기술이 채용되고 있다.
이러한 영상 흔들림 방지(IS) 기술에는 광학적 영상 흔들림 방지(Optical Image Stabilizer; OIS) 기술과 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술 등 이 있다. 여기서 OIS 기술은 빛의 경로를 변화시킴으로써 움직임을 보정하는 기술이며, 이미지 센서를 이용한 영상 흔들림 방지기술은 기계적인 방식과 전자적인 방식으로 움직임을 보정하는 기술이다. 여기서 상기 광학적 영상 흔들림 방지(OIS) 기술은 빛의 경로를 변화시킬 수 있는 반사 부재, 구동부재 등을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 상기 구동부재의 구동력으로 상기 반사 부재의 위치를 제어하여 빛의 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈은 흔들림에 따른 각속도 변화를 감지하는 센서를 포함하고, 상기 센서로부터 감지한 각속도 변화량을 바탕으로 상기 반사 부재의 위치를 제어할 수 있다. 그러나, 상기 카메라 모듈은 흔들림 발생 시 각속도 변화를 바탕으로 흔들림에 대한 보정을 진행하고 있지만, 카메라 모듈의 위치 변화에 따른 흔들림 보정을 수행하고 있지 않다. 이로 인해, 피사체가 근거리에 위치할 경우 흔들림 보정 기능이 효과적으로 동작하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 상술한 문제를 해결할 수 있는 새로운 카메라 모듈이 요구된다.
실시예는 광학 특성이 향상된 카메라 모듈을 제공하고자 한다. 실시예는 다양한 거리에 위치한 피사체를 촬영 시 발생하는 이미지 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있는 카메라 모듈을 제공하고자 한다. 실시예는 슬림하고 컴팩트한 구조를 가지는 카메라 모듈을 제공하고자 한다. 실시예는 얇은 두께를 가지는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능한 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광경로 제어부재, 상기 제1 광경로 제어부재와 연결되며 상기 제1 광경로 제어부재의 움직임을 제어하는 제1 구동부재, 상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서, 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부 및 상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고, 상기 제1 광경로 제어부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000001
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000002
(수학식 1에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, θx는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직일 수 있다. 상기 감지부는 상기 카메라 모듈의 각속도 변화를 감지하는 제1 센서 및 상기 카메라 모듈의 가속도 변화를 감지하는 제2 센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광경로 제어부재, 상기 제1 광경로 제어부재와 연결되며 상기 제1 광경로 제어부재의 움직임을 제어하는 제1 구동부재, 상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부, 상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서, 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부, 상기 이미지 센서와 연결되며 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제2 구동부재 및 상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고, 상기 제1 광경로 제어부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공될 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000003
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000004
(수학식 2에서 θx는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000005
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000006
(수학식 3에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sz는 상기 이미지 센서가 상기 제1 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 구동부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광경로 제어부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮을 수 있다. 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 렌즈부 및 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 제2 광경로 제어부재를 더 포함하고, 상기 제2 광경로 제어부재는, 상기 제2 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향으로 반사할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000007
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000008
(수학식 4에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sx는 상기 이미지 센서가 상기 제2 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2 광경로 제어부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광경로 제어부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮을 수 있다. 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 평행할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 향상된 광학 특성을 가지며 이미지 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈은 흔들림에 의한 각속도 변화, 가속도 변화를 바탕으로 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈은 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시, 회전 및 위치 변화에 대한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 흔들림에 의한 각속도 변화를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도를 제어할 수 있고, 흔들림에 의한 가속도 변화를 바탕으로 이미지 센서의 위치를 제어할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈은 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시, 회전 및 위치 변화에 대한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다. 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 광경로 제어부재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈은 보다 얇은 두께를 가질 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용 가능하며, 상기 카메라 모듈을 포함하는 기기는 슬림하게 제조할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈이 흔들림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 다른 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 또 다른 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 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. 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 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, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예의 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 경우, 그뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 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 접촉되는 경우, 그뿐만 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 방향, 그뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 렌즈의 면이 볼록하다는 것은 렌즈의 광축에서 렌즈 면이 볼록한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있고, 렌즈의 면이 오목하다는 것은 렌즈의 광축에서 렌즈 면이 오목한 형상을 가지는 것을 의미할 수 있다. 또한, "물체 측 면"은 광의 이동 경로를 기준으로 물체 측을 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있고, "상 측 면"은 이미지 센서를 향하는 렌즈의 면을 의미할 수 있다. 상기 물체측 면은 광이 입사되는 입사면일 수 있고, 상기 상측 면은 센서측 면 또는 광이 출사되는 출사면일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성도이고, 도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈이 흔들림을 보정하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 3 및 도 4는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈부(100), 이미지 센서(300), 제1 광경로 제어부재(400), 제1 구동부재(500) 및 감지부(700)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 하우징 및 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 하우징은 상기 적어도 하나의 렌즈를 수용할 수 있다. 상기 하우징은 상기 적어도 하나의 렌즈를 지지할 수 있다. 상기 렌즈는 2매 이상의 복수개로 제공될 수 있다. 상기 복수의 렌즈는 유리(glass), 플라스틱(plastic) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수의 렌즈는 피사체 측으로부터 상 측 방향으로 상기 렌즈부(100)의 광축을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 이미지 센서(300)의 상면과 수직일 수 있다. 상기 복수의 렌즈 각각은 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 상기 복수의 렌즈 각각에 입사된 광이 통과하는 영역일 수 있다. 즉, 상기 유효 영역은 입사된 광이 광학 특성을 구현하는 영역일 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 유효 영역 둘레에 배치될 수 있다. 상기 비유효 영역은 상기 광이 입사되지 않는 영역일 수 있다. 즉, 상기 비유효 영역은 상기 광학 특성과 무관한 영역일 수 있다. 또한, 상기 비유효 영역은 상기 하우징 등에 고정되는 영역일 수 있다.
상기 렌즈부(100)는 상기 피사체에 반사된 광의 경로를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 렌즈 각각은 양(+) 또는 음(-)의 굴절력을 가질 수 있고, 설정된 형상, 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈부(100)는 상기 피사체에 반사된 광을 확산, 산란, 굴절, 집광 등을 시켜 광의 경로를 제어할 수 있다. 상기 렌즈부(100)는 설정된 화각(FOV)을 가질 수 있다. 또한, 상기 렌즈부(100)는 설정된 유효 초점 거리(Effective Focal Length; EFL)를 가질 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 유효 초점 거리(EFL)는 설정된 범위 내에서 고정되거나 가변 가능하게 제공될 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈부(100)는 상기 피사체 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 기판(미도시) 상에 배치될 수 있다.
상기 기판은 상기 이미지 센서(300)와 전기적으로 연결되며 물리적으로 지지할 수 있다. 상기 기판은 회로 기판일 수 있다. 상기 기판은 상기 이미지 센서(300)에 전원을 공급하기 위한 배선층을 포함할 수 있고, 복수의 수지층으로 형성된 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)일 수 있다. 일례로, 상기 기판은 리지드 PCB(Rigid PCB), 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), RFPCB(Rigid Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다
또한, 상기 기판은 유리(glass), 수지, 에폭시 등을 포함하는 합성 수지를 포함할 수 있고, 열전도성이 우수한 세라믹(ceramic), 표면이 절연된 금속을 포함할 수 있다. 상기 기판은 플레이트, 리드 프레임과 같은 형태를 가질 수 있으며 이에 대해 한정하지 않는다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판 상에는 제너 다이오드, 변압 조절기 및 저항 등이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 기판 상에는 절연층(미도시) 또는 보호층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 절연층 또는 보호층은 상기 기판의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 이미지 센서는 상기 기판의 상면과 직접 접촉하며 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 피사체에 반사되어 상기 카메라 모듈(1000)에 입사된 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 상기 렌즈부(100)를 통과한 광을 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 이미지 센서(300)는 상기 복수의 렌즈를 순차적으로 통과한 광을 감지할 수 있다. 상기 이미지 센서(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 포함할 수 있다.
상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 렌즈부(100)보다 피사체와 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 피사체 측으로부터 상 측 방향으로 상기 제1 광경로 제어부재(400), 상기 렌즈부(100) 및 상기 이미지 센서(300) 순서로 배치될 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 외부에서 입사된 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 카메라 모듈(1000)에 입사되는 광의 경로를 90도 각도로 반사할 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 경로를 설정된 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)에 제1 방향(z축 방향)으로 입사된 광을 반사해 광의 경로를 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈가 배치된 방향인 제2 방향(x축 방향)으로 변경할 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)이 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 포함할 경우, 상기 두께를 감소시킬 수 있는 폴디드(folded) 카메라에 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(1000)이 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 포함하지 않을 경우, 상기 기기 내에서 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈들은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 렌즈들을 포함하는 카메라 모듈(1000)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 높은 높이를 가지게 되며 이로 인해 상기 카메라 모듈(1000) 및 이를 포함하는 기기의 두께를 얇게 형성하기 어려울 수 있다. 그러나, 상기 카메라 모듈(1000)이 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 포함할 경우, 상기 카메라 모듈(1000)은 적용된 기기의 표면과 수직한 방향으로 입사된 광을 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 변화시킬 수 있다. 즉, 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈들이 상기 기기의 표면과 평행한 방향으로 연장하며 배치될 수 있으며, 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 기기의 표면과 평행하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 렌즈부(100)를 포함하는 카메라 모듈(1000)은 상기 기기의 표면과 수직한 방향으로 낮은 높이를 가질 수 있어, 상기 기기 내에서 보다 얇은 두께를 가질 수 있으며, 이로 인해 상기 기기의 두께 역시 보다 얇아질 수 있다.
상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)와 연결될 수 있다. 상기 제1 구동부재(500)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동부재(500)는 액추에이터로 VCM(Voice Coil Motor), 피에조 소자(Piezo-electric device), 형상 기억 합금, MEMS 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동부재(500)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 움직일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제2 방향(x축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 흔들림을 보정할 수 있다.
상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)에 가해지는 회전, 위치 변화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(700)는 제1 센서(710) 및 제2 센서(720)를 포함할 수 있다. 상기 제1 센서(710)는 상기 카메라 모듈(1000)의 각속도 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 일례로, 상기 제1 센서(710)는 자이로 센서(gyro sensor)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 센서(720)는 상기 카메라 모듈(1000)의 가속도 변화를 감지하는 센서일 수 있다. 일례로, 상기 제2 센서(720)는 가속도 센서(acceleration sensor)를 포함할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)를 이용하여 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 변화하는 각속도, 가속도를 감지할 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)은 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 필터는 상기 렌즈부(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 필터는 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈둘 중 상기 이미지 센서(300)와 최인접한 렌즈와 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 필터는 적외선 필터, 커버 글래스 등의 광학적 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 필터는 설정된 파장 대역의 광을 통과시키고, 이와 다른 파장 대역의 광을 필터링할 수 있다. 상기 필터가 적외선 필터를 포함할 경우 외부 광으로부터 방출되는 복사열이 상기 이미지 센서(300)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 상기 필터는 가시광선을 투과할 수 있고 적외선을 반사할 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)은 제어부(750)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 정보를 바탕으로 상기 제1 구동부재(500)에 인가되는 신호를 제어할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 제1 구동부재(500)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 움직임을 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우, 상기 감지부(700)는 흔들림에 대한 정보를 감지할 수 있고, 상기 제어부(750)는 흔들림에 대한 보정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우 상기 제1 센서(710)는 각속도 변화를 감지할 수 있고 상기 제2 센서(720)는 가속도 변화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)가 감지한 변화를 바탕으로 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림 정도, 예컨대 회전 정도, 위치 변화의 정도를 계산할 수 있다.
상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 신호에 대한 피드백 값 보정을 진행할 수 있다. 여기서 피드백 값 보정은 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보에서 노이즈 등을 제거하는 보정일 수 있다. 또한, 상기 피드백 값 보정은, 획득한 정보를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 제어를 위한 상기 제1 구동부재(500)에 인가할 신호를 보정하는 것을 의미할 수 있다. 상기 제어부(750)는 보정한 신호를 상기 제1 구동부재(500)에 제공할 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제어부(750)로부터 인가된 신호에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸트될 수 있고, 상기 카메라 모듈(1000)의 회전 및 위치 변화에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 무한대(infinity) 내지 근거리에 위치한 피사체를 촬영할 경우 회전에 의한 흔들림과 위치 변화에 따른 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다. 따라서, 상기 카메라 모듈(1000)은 향상된 광학 특성을 가질 수 있다.
이하 종래의 카메라 모듈과 실시예에 따른 카메라 모듈에 대해 비교 설명한다.
피사체와의 거리 흔들림 픽셀의 이동(pixel)
Pitch, Yaw 무한대(Infinity) 1 도(deg) 432
25 mm 1 도(deg) 432
X-Y 위치변화 무한대(Infinity) 0.5 mm 0
700 mm 0.5 mm 17
100 mm 0.5 mm 124
25 mm 0.5 mm 354
표 1은 카메라 모듈에서 흔들림 발생에 따른 픽셀의 위치 변화에 대한 것이다. 자세하게, 상기 표 1은 20도의 화각(FOV)을 가지며 이미지 센서(300)의 픽셀 크기가 약 0.7㎛인 카메라 모듈을 이용하여 흔들림에 따라 이동하는 픽셀의 수를 측정한 실험예이다.표 1을 참조하면, 근거리(25mm) 및 무한대에 위치한 피사체를 촬영 시 회전에 의한 흔들림이 발생할 경우 약 432개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 즉, 회전에 의한 흔들림 발생 시 이동하는 픽셀의 개수는 피사체와의 간격과 큰 영향이 없는 것을 알 수 있다. 무한대에 위치한 피사체를 촬영 시 제2 방향(x축 방향) 및/또는 제3 방향(y축 방향)으로 위치 변화가 발생할 경우 약 0개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 그리고, 약 700mm에 위치한 피사체를 촬영할 경우 약 17개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있고, 100mm에 위치한 피사체를 촬영할 경우 약 124개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 마지막으로, 근거리(25mm)에 위치한 피사체를 촬영할 경우 약 354개의 픽셀을 이동하는 것을 알 수 있다. 즉, 위치 변화에 의한 흔들림 발생 시 이동하는 픽셀의 개수는 무한대에서 근거리로 갈수록 점차 증가하는 것을 알 수 있다.
종래의 카메라 모듈은 흔들림 발생 시 변화하는 각속도를 바탕으로 흔들림 보정을 진행하고, 위치 변화에 따른 가속도 변화를 바탕으로 별도의 흔들림 보정을 진행하지 않았다. 예를 들어, 종래의 카메라 모듈을 이용하여 원거리에 위치한 피사체를 촬영할 수 있다. 이때, 종래의 카메라 모듈은 각속도 변화를 바탕으로 회전에 의한 흔들림 보정을 진행하였다. 그러나, 상기 피사체가 상대적으로 먼 거리에 위치할 경우 상기 표 1과 같이 흔들림에 의한 위치 변화가 거의 없거나 매우 작아 위치 변화에 따른 보정은 별도로 진행하지 않았다.
종래의 카메라 모듈을 이용하여 근거리에 위치한 피사체를 촬영할 수 있다. 이때, 종래의 카메라 모듈은 각속도 변화를 바탕으로 회전에 의한 흔들림 보정을 진행하였으나, 위치 변화에 따른 보정은 별도로 진행하지 않았다. 이에 따라, 중거리 및 근거리에 위치한 피사체를 촬영할 경우 위치 변화에 대한 흔들림이 효과적으로 보정되지 않는 문제가 있다. 그러나, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 피사체 촬영 시 회전, 위치 변화에 따른 흔들림 보정을 진행할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)은 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트하여 흔들림을 보정할 수 있고, 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.
[수학식 1]
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Figure PCTKR2021020083-appb-img-000010
수학식 1에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미한다. θx는 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 수학식 1에서 Φx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미한다. 수학식 1에서 Tx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미한다. 즉, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 상기 감지부(700)를 통해 감지한 각속도 및 가속도 변화량을 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있다. 이때, 상기 제어부(750)는 흔들림에 의한 회전 및 위치 변화를 고려하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있다. 이에 따라, 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시, 상기 카메라 모듈(1000)은 회전 및 위치 변화에 대한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 다른 도면이다. 도 5를 이용한 설명에서는 앞서 설명한 카메라 모듈과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈부(100), 이미지 센서(300), 제1 광경로 제어부재(400), 제1 구동부재(500), 제2 구동부재(520) 및 감지부(700)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있고, 상기 렌즈부(100)는 상기 제1 광경로 제어부재(400) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 이미지 센서(300)의 상면과 수직일 수 있다. 즉, 상기 피사체에 반사된 광은 상기 제1 광경로 제어부재(400) 및 상기 렌즈부(100)를 순차적으로 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 제공될 수 있다.
상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)와 연결될 수 있다. 상기 제1 구동부재(500)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동부재(500)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 움직일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제2 방향(x축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 또한, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 흔들림을 보정할 수 있다.
상기 제2 구동부재(520)는 상기 이미지 센서(300)와 연결될 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 구동부재(520)는 액추에이터로 VCM(Voice Coil Motor), 피에조 소자(Piezo-electric device), 형상 기억 합금, MEMS 소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 구동부재(520)는 상기 이미지 센서(300)를 제1 방향(z축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)의 구동력에 의해 상기 이미지 센서(300)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 발생하는 위치 변화를 보정할 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)는 설정된 높이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 구동부재(520)의 제1 방향(z축 방향) 높이는 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 제1 방향 높이보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)의 제1 방향 높이가 상기 제2 구동부재(520) 및 상기 이미지 센서(300)의 이동에 의해 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 카메라 모듈은 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다.
상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부(700)는 각속도 변화를 감지하는 제1 센서(710) 및 가속도 변화를 감지하는 제2 센서(720)를 포함하고, 흔들림 시 발생하는 회전 및 위치 변화를 감지할 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)은 제어부(750)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보를 바탕으로 상기 제1 구동부재(500) 및 상기 제2 구동부재(520)에 각각 인가되는 신호를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(750)는 제1 제어부(미도시) 및 제2 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제1 제어부는 상기 제1 구동부재(500)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제2 제어부(750)는 상기 제2 구동부재(520)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우, 상기 감지부(700)는 흔들림에 대한 정보를 감지할 수 있고, 상기 제어부(750)는 흔들림에 대한 보정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우 상기 제1 센서(710)는 각속도 변화를 감지할 수 있고 상기 제2 센서(720)는 가속도 변화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)가 감지한 변화를 바탕으로 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림 정도, 예컨대 회전 정도, 위치 변화의 정도를 계산 및 보정할 수 있다.
상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 신호에 대한 피드백 값 보정을 진행할 수 있다. 여기서 피드백 값 보정은 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보에서 노이즈 등을 제어하는 보정일 수 있다. 또한, 상기 피드백 값 보정은 획득한 정보를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재(400) 및 상기 이미지 센서(500)의 제어를 위한 상기 제1 구동부재(500) 및 상기 제2 구동부재(520)에 인가할 신호를 보정하는 것을 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 제어부는 상기 제1 센서(710)가 감지한 회전 정도에 대한 보정을 진행할 수 있고, 상기 제2 제어부는 상기 제2 센서(720)가 감지한 위치 변화의 정도에 대한 보정을 진행할 수 있다. 이후 상기 제1 및 제2 제어부는 보정한 신호를 상기 제1 구동부재(500) 및 상기 제2 구동부재(520)에 각각 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제1 제어부로부터 인가된 신호에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸트되며 회전에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제2 방향(x축 방향), 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트할 수 있고, 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000011
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000012
수학식 2에서 θx는 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 수학식 2에서 Φx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미한다.
그리고, 상기 이미지 센서(300)는 상기 제2 제어부(750)로부터 인가된 신호에 의해 제1 방향(z축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 이동하며 위치 변화에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 이때, 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리는 하기 수학식 3을 만족할 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000013
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000014
수학식 3에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부(100)의 전체 초점 거리(Focal Length)를 의미한다. Tx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미한다. 수학식 3에서 Sz는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제1 방향(z축 방향)으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제3 방향(y축 방향)으로 이동하는 거리를 의미한다. 즉, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 상기 감지부(700)를 통해 감지한 각속도 및 가속도 변화량을 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서(300)의 위치를 설정할 수 있다. 이때, 상기 제어부(750)는 흔들림에 의한 회전을 통해 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있고, 흔들림에 의한 위치 변화를 통해 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리를 설정할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시 회전 및 위치 변화에 의한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성들의 배치를 나타낸 또 다른 도면이다. 도 6을 이용한 설명에서는 앞서 설명한 카메라 모듈과 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 렌즈부(100), 이미지 센서(300), 제1 광경로 제어부재(400), 제2 광경로 제어부재(420), 제1 구동부재(500), 제2 구동부재(520) 및 감지부(700)를 포함할 수 있다.
상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 피사체에 반사된 광의 이동 경로 상에 배치될 수 있고, 상기 렌즈부(100)는 상기 제1 광경로 제어부재(400) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)에 제1 방향(z축 방향)으로 입사된 광을 반사해 광의 경로를 상기 렌즈부(100)의 복수의 렌즈가 배치된 방향인 제2 방향(x축 방향)으로 변경할 수 있다. 상기 제2 광경로 제어부재(420)는 상기 렌즈부(100) 및 상기 이미지 센서(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 광경로 제어부재(420)는 상기 렌즈부(100)를 통과한 광의 경로를 변경할 수 있다. 상기 제2 광경로 제어부재(420)는 반사경, 프리즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 광경로 제어부재(420)는 직각 프리즘을 포함할 수 있다. 상기 제2 광경로 제어부재(420)가 직각 프리즘을 포함할 경우, 상기 제2 광경로 제어부재(420)는 상기 렌즈부(100)를 통과한 광의 경로를 90도 각도로 반사할 수 있다.
상기 제2 광경로 제어부재(420)는 상기 렌즈부(100)를 제2 방향(x축 방향)으로 통과한 광을 반사해 광의 경로를 상기 이미지 센서(300)가 배치된 제1 방향(x축 방향)으로 다시 변경할 수 있다. 상기 렌즈부(100)의 광축은 상기 이미지 센서(300)의 상면과 평행할 수 있다. 즉, 피사체에 반사된 광은 상기 제1 광경로 제어부재(400), 상기 렌즈부(100) 및 상기 제2 광경로 제어부재(420)를 순차적으로 통과하여 상기 이미지 센서(300)에 제공될 수 있다. 상기 제2 광경로 제어부재(420)는 설정된 높이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제2 광경로 제어부재(420)의 제1 방향(z축 방향) 높이는 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 제1 방향 높이보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제2 광경로 제어부재(420)의 제2 방향(x축 방향) 높이는 상기 제2 광경로 제어부재(420)의 제1 방향 높이보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)의 제1 방향 높이가 상기 제2 광경로 제어부재(420) 및 상기 이미지 센서(300)에 의해 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 카메라 모듈(1000)은 보다 슬림하고 컴팩트하게 제공될 수 있다. 또한, 상기 이미지 센서(300)의 상면이 상기 렌즈부(100)의 광축과 평행하게 배치됨에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 보다 큰 사이즈를 가지는 이미지 센서(300)를 적용할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 고화소 결과물을 제공할 수 있다.
상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)와 연결될 수 있다. 상기 제1 구동부재(500)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 상기 제1 구동부재(500)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 움직일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 구동부재(500)는 상기 제1 광경로 제어부재(400)를 제2 방향(x축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향을 회전축으로 틸트 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(1000)은 회전에 의한 흔들림을 보정할 수 있다.
상기 제2 구동부재(520)는 상기 이미지 센서(300)와 연결될 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)는 적어도 하나의 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)는 상기 액추에이터의 구동력을 이용하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 구동부재(520)는 상기 이미지 센서(300)를 제2 방향(x축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 움직일 수 있다. 상기 제2 구동부재(520)의 구동력에 의해 상기 이미지 센서(300)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림에 의해 발생하는 위치 변화를 보정할 수 있다.
상기 감지부(700)는 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부(700)는 각속도 변화를 감지하는 제1 센서(710) 및 가속도 변화를 감지하는 제2 센서(720)를 포함하고, 흔들림 시 발생하는 회전 및 위치 변화를 감지할 수 있다.
상기 카메라 모듈(1000)은 제어부(750)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보를 바탕으로 상기 제1 구동부재(500) 및 상기 제2 구동부재(520)에 각각 인가되는 신호를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(750)의 제1 제어부는 상기 제1 구동부재(500)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(750)의 제2 제어부(750)는 상기 제2 구동부재(520)에 인가되는 전압, 전류 등을 제어하여 상기 이미지 센서(300)의 위치를 제어할 수 있다.
자세하게, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우, 상기 감지부(700)는 흔들림에 대한 정보를 감지할 수 있고, 상기 제어부(750)는 흔들림에 대한 보정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(1000)에 흔들림이 발생할 경우 상기 제1 센서(710)는 각속도 변화를 감지할 수 있고 상기 제2 센서(720)는 가속도 변화를 감지할 수 있다. 상기 감지부(700)는 상기 제1 센서(710) 및 상기 제2 센서(720)가 감지한 변화를 바탕으로 상기 카메라 모듈(1000)의 흔들림 정도, 예컨대 회전 정도, 위치 변화의 정도를 계산 및 보정할 수 있다. 상기 제어부(750)는 상기 감지부(700)가 감지한 신호에 대한 피드백 값 보정을 진행할 수 있다. 여기서 피드백 값 보정은 상기 감지부(700)가 감지한 각속도 및 가속도 변화 정보에서 노이즈 등을 제어하는 보정일 수 있다. 또한, 상기 피드백 값 보정은 획득한 정보를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재(400) 및 상기 이미지 센서(500)의 제어를 위한 상기 제1 구동부재(500) 및 상기 제2 구동부재(520)에 인가할 신호를 보정하는 것을 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 제어부는 상기 제1 센서(710)가 감지한 회전 정도에 대한 보정을 진행할 수 있고, 상기 제2 제어부는 상기 제2 센서(720)가 감지한 위치 변화의 정도에 대한 보정을 진행할 수 있다. 이후 상기 제1 및 제2 제어부는 보정한 신호를 상기 제1 구동부재(500) 및 상기 제2 구동부재(520)에 각각 제공할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제1 제어부로부터 인가된 신호에 의해 제1 축 또는 제2 축으로 틸트되며 회전에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 자세하게, 상기 제1 광경로 제어부재(400)는 상기 제2 방향(x축 방향), 제3 방향(y축 방향)을 회전축으로 틸트할 수 있고, 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도는 하기 수학식 4를 만족할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000015
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000016
수학식 4에서 θx는 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재(400)가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 수학식 4에서 Φx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 각도 변화량을 의미한다.
그리고, 상기 이미지 센서(300)는 상기 제2 제어부(750)로부터 인가된 신호에 의해 제2 방향(x축 방향) 및 제3 방향(y축 방향) 중 적어도 하나의 방향으로 이동하며 위치 변화에 따른 흔들림을 보정할 수 있다. 이때, 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리는 하기 수학식 5를 만족할 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000017
Figure PCTKR2021020083-appb-img-000018
수학식 5에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부(100)의 전체 초점 거리(Focal Length)를 의미한다. 수학식 5에서 Tx는 상기 제어부(750)가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈(1000)의 위치 변화량을 의미한다. 수학식 5에서 Sx는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제2 방향(x축 방향)으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서(300)가 상기 제3 방향(y축 방향)으로 이동하는 거리를 의미한다.
실시예에 따른 카메라 모듈(1000)은 상기 감지부(700)를 통해 감지한 각속도 및 가속도 변화량을 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서(300)의 위치를 설정할 수 있다. 이때, 상기 제어부(750)는 흔들림에 의한 회전을 통해 상기 제1 광경로 제어부재(400)의 틸트 각도를 설정할 수 있고, 흔들림에 의한 위치 변화를 통해 상기 이미지 센서(300)의 이동 거리를 설정할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 카메라 모듈(1000)을 이용하여 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체 촬영 시 회전 및 위치 변화에 의한 흔들림을 효과적으로 보정할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈이 이동 단말기에 적용된 것을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 이동 단말기(1)는 후면에 제공되는 카메라 모듈(10)을 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 이미지 촬영 기능을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 자동 초점(Auto focus), 줌(zoom) 기능 및 OIS 기능 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈(10)은 촬영 모드 또는 화상 통화 모드에서 이미지 센서(300)에 의해 얻어지는 정지 영상 이미지 또는 동영상의 화상 프레임을 처리할 수 있다. 처리된 화상 프레임은 상기 이동 단말기(1)의 디스플레이부(미도시)에 표시될 수 있으며 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 이동 단말기(1)의 전면에도 상기 카메라 모듈이 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라 모듈(10)은 제1 카메라 모듈(10A) 및 제2 카메라 모듈(10B)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 카메라 모듈(10A) 및 상기 제2 카메라 모듈(10B) 중 적어도 하나는 상술한 카메라 모듈(1000)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 무한대 내지 근거리에 위치한 피사체에 대한 흔들림 방지(OIS) 기능을 제공할 수 있다. 자세하게, 상기 카메라 모듈(10)은 상기 카메라 모듈(10)에 흔들림 발생 시 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 흔들림 방지 기능을 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 카메라 모듈(10)은 다양한 거리에 위치한 피사체를 촬영할 경우 흔들림을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)은 보다 슬림한 구조를 가질 수 있어, 상기 이동 단말기(1) 역시 슬림하게 제공될 수 있다.
상기 이동 단말기(1)는 자동 초점 장치(31)를 더 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 상기 카메라 모듈(10)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 상기 자동 초점 장치(31)는 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다. 상기 이동 단말기(1)는 플래쉬 모듈(33)을 더 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 플래쉬 모듈(33)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광경로 제어부재;
    상기 제1 광경로 제어부재와 연결되며 상기 제1 광경로 제어부재의 움직임을 제어하는 제1 구동부재;
    상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부;
    상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서;
    흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부; 및
    상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재를 제1 축 또는 제2 축으로 틸트 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고,
    상기 제1 광경로 제어부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공되는 카메라 모듈.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도는 하기 수학식 1을 만족하는 카메라 모듈.
    [수학식 1]
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000019
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000020
    (수학식 1에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, θx는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다.)
  4. 제3 항에 있어서, 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직인 카메라 모듈.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 감지부는 상기 카메라 모듈의 각속도 변화를 감지하는 제1 센서; 및 상기 카메라 모듈의 가속도 변화를 감지하는 제2 센서를 포함하는 카메라 모듈.
  6. 피사체에 반사된 광의 이동 경로에 배치되며, 제1 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 반사하는 제1 광경로 제어부재;
    상기 제1 광경로 제어부재와 연결되며 상기 제1 광경로 제어부재의 움직임을 제어하는 제1 구동부재;
    상기 광의 이동 경로 상에 배치되며 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 렌즈부;
    상기 렌즈부를 통과한 광을 감지하는 이미지 센서;
    흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부;
    상기 이미지 센서와 연결되며 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제2 구동부재; 및
    상기 흔들림에 의해 변화하는 각속도 및 가속도를 바탕으로 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도 및 상기 이미지 센서의 위치를 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향과 수직인 제3 방향을 포함하고,
    상기 제1 광경로 제어부재는 상기 제2 및 제3 방향 각각을 회전축으로 틸트 가능하게 제공되는 카메라 모듈.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 광경로 제어부재의 틸트 각도는 하기 수학식 2를 만족하는 카메라 모듈.
    [수학식 2]
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000021
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000022
    (수학식 2에서 θx는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제2 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미하고, θy는 상기 제1 광경로 제어부재가 상기 제3 방향을 축으로 틸트하는 각도를 의미한다. 또한, Φx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미하고, Φy는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 각도 변화량을 의미한다.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 3을 만족하는 카메라 모듈.
    [수학식 3]
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000023
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000024
    (수학식 3에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. 또한, Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sz는 상기 이미지 센서가 상기 제1 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)
  10. 제9 항에 있어서, 상기 제2 구동부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광경로 제어부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮은 카메라 모듈.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 수직인 카메라 모듈.
  12. 제8 항에 있어서, 상기 렌즈부 및 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 제2 광경로 제어부재를 더 포함하고,
    상기 제2 광경로 제어부재는, 상기 제2 방향으로 입사된 광을 상기 제1 방향으로 반사하는 카메라 모듈.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 이미지 센서의 이동 거리는 하기 수학식 4를 만족하는 카메라 모듈.
    [수학식 4]
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000025
    Figure PCTKR2021020083-appb-img-000026
    (수학식 4에서 L은 상기 피사체와의 거리를 의미하고, FL은 상기 렌즈부의 전체 초점 거리(focal length)를 의미한다. Tx는 상기 제어부가 구한 상기 제2 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미하고, Ty는 상기 제어부가 구한 상기 제3 방향에 대한 상기 카메라 모듈의 위치 변화량을 의미한다. 또한, Sx는 상기 이미지 센서가 상기 제2 방향으로 이동하는 거리를 의미하고, Sy는 상기 이미지 센서가 상기 제3 방향으로 이동하는 거리를 의미한다.)
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제2 광경로 제어부재의 상기 제1 방향 높이는 상기 제1 광경로 제어부재의 상기 제1 방향 높이보다 낮은 카메라 모듈.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 렌즈부의 광축은 상기 이미지 센서의 상면과 평행한 카메라 모듈.
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