(57)【要約】  本発明によるカメラモジュールは、レンズアセンブリと、前記レンズアセンブリを光軸方向に移動させるレンズ駆動部と、前記レンズアセンブリの位置を検出する位置センサ部と、前記位置センサ部を介して検出された前記レンズアセンブリの位置を基に、前記レンズ駆動部に、前記レンズアセンブリを目標位置に移動させるための駆動信号を出力する制御部とを含み、前記位置センサ部は、少なくとも１つの出力端子が相互接続された複数のセンサユニットと、前記複数のセンサユニットに共通接続されたアンプと、前記アンプに接続されるアナログ・デジタル変換器とを含む。【選択図】図１１
2021523415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズアセンブリと、
前記レンズアセンブリを光軸方向に移動させるレンズ駆動部と、
前記レンズアセンブリの位置を検出する位置センサ部と、
前記位置センサ部を介して検出された前記レンズアセンブリの位置を基に、前記レンズ駆動部に、前記レンズアセンブリを目標位置に移動させるための駆動信号を出力する制御部とを含み、
前記位置センサ部は、
少なくとも１つの出力端子が相互接続された複数のセンサユニットと、
前記複数のセンサユニットに共通接続されたアンプと、
前記アンプに接続されるアナログ・デジタル変換器とを含むことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記アンプは、反転端子及び非反転端子を含み、
前記アンプの反転端子は、
前記複数のセンサユニットのうち、第１のセンサユニットの第１の出力端子に接続され、
前記複数のセンサユニットのうち、前記第１のセンサユニットと異なる第２のセンサユニットの第２の出力端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記第１のセンサユニットは、前記複数のセンサユニットのうち、最初に配置されたセンサユニットであり、
前記第２のセンサユニットは、前記複数のセンサユニットのうち、最後に配置されたセンサユニットであることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記第１のセンサユニットは、第１のホールセンサであり、
前記第２のセンサユニットは、第２のホールセンサであり、
前記第１の出力端子は、前記第１のホールセンサの正極性の出力端子であり、
前記第２の出力端子は、前記第２のホールセンサの負極性の出力端子であることを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記第１のホールセンサの負極性の出力端子は、前記第２のホールセンサの正極性の出力端子に接続されることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記第１のセンサユニットは、第１の誘導コイルであり、
前記第２のセンサユニットは、第２のコイルであり、
前記第１の出力端子は、前記第１の誘導コイルの一端であり、
前記第２の出力端子は、前記第２の誘導コイルの他端であり、
前記第１の誘導コイルの他端は、前記第２の誘導コイルの一端に接続されることを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
更に、前記複数のセンサユニットは、前記第１及び２ホールセンサの間に配置された第３のホールセンサを含み、
前記第３のホールセンサの正極性の出力端子は、前記第１のホールセンサの負極性の出力端子に接続され、
前記第３のホールセンサの負極性の出力端子は、前記第２のホールセンサの正極性の出力端子に接続されることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
更に、一端が前記アンプの反転端子に接続され、他端が前記第１のホールセンサの負極性の出力端子、及び前記第２のホールセンサの負極性の出力端子のいずれか１つに選択的に接続されるスイッチを含むことを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記レンズアセンブリは、ズームレンズ群を含む第１のレンズアセンブリと、フォーカスレンズ群を含む第２のレンズアセンブリとを含み、
前記位置センサ部は、前記第１のレンズアセンブリの位置を検出する第１の位置センサ部と、前記第２のレンズアセンブリの位置を検出する第２の位置センサ部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１０】
位置センサ部の感知条件を決めるステップと、
前記決められた感知条件によりスイッチを制御し、アンプの反転端子が複数の感知ユニットのうち、最初に位置した感知ユニットの出力端子及び最後に位置した感知ユニットの出力端子のいずれか１つの出力端子に接続されるようにするステップと、
前記スイッチの制御により、前記アンプに入力される検出信号に対応するレンズアセンブリの位置を検出するステップと、
前記検出された位置により、前記レンズアセンブリを目標位置に移動させるステップとを含み、
前記検出するステップは、前記反転端子が前記最初に位置した感知ユニットの出力端子に接続されることにつれ、前記最初に位置した感知ユニットの出力信号を受信するステップと、前記反転端子が前記最後に位置した感知ユニットの出力端子に接続されることにつれ、前記複数の感知ユニットの組合わせによる差動信号を受信するステップとを含むことを特徴とするカメラモジュールの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュール及びこの動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラモジュールは、被写体を撮影して、画像又は動画として保存する機能を行い、携帯電話などの移動端末機、ノート型パソコン、ドローン、車両などに装着されている。
【０００３】
一方、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノート型パソコンなどの携帯用デバイスには、超小型カメラモジュールが内蔵され、このようなカメラモジュールは、イメージセンサとレンズの間の間隔を自動調節して、レンズの焦点距離をアラインするオートフォーカス(ＡＦ: Auto Focus)機能を行うことができる。
【０００４】
前記オートフォーカス機能は、カメラモジュール内で静止画又は動画を鮮明に撮影するための必須機能である。前記オートフォーカス機能は、位置センサを用いて、マグネットが装着されたレンズバレルの位置を検出し、前記検出されたレンズバレルの位置と入力される目標位置によって、駆動部に駆動信号を提供すると、駆動部のコイルとレンズバレルに装着されたマグネットの間に駆動力が生じ、レンズバレルの位置が焦点位置に移動しながら、オートフォーカス機能が行われる。
しかし、前記のようなオートフォーカス機能を提供するために設けられた位置センサは、周辺のノイズなどを含む感知信号を提供し、このため、正確な位置に前記レンズバレルの位置が調節されないという不都合がある。
【０００５】
また、ポータブルデバイスに設けられるカメラモジュールの場合、電磁気部品がカメラモジュールの部品と密接しており、これによる高周波ノイズ特性を有しているため、低雑音技術が必須である。また、従来の位置センサの場合、駆動部において信号処理によるノイズ特性を改善するが、信号処理だけで、前記ノイズ特性を改善するには限界があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、複数の位置センサの差動信号を基準としてレンズバレルの位置を検出し、位置検出の範囲を増加させるカメラモジュール及びこの動作方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、感知部のフロントエンド段で差分値を得ることができるカメラモジュール及びこの動作方法を提供することである。
【０００８】
本発明は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から提案される実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者にとって、明確に理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるカメラモジュールは、レンズアセンブリと、前記レンズアセンブリを光軸方向に移動させるレンズ駆動部と、前記レンズアセンブリの位置を検出する位置センサ部と、前記位置センサ部を介して検出された前記レンズアセンブリの位置を基に、前記レンズ駆動部に、前記レンズアセンブリを目標位置に移動させるための駆動信号を出力する制御部とを含み、前記位置センサ部は、少なくとも１つの出力端子が相互接続された複数のセンサユニットと、前記複数のセンサユニットと共通接続されたアンプと、前記アンプに接続されるアナログ・デジタル変換器とを含む。
【００１０】
前記アンプは、反転端子及び非反転端子を含み、前記アンプの反転端子は、前記複数のセンサユニットのうち、第１のセンサユニットの第１の出力端子に接続され、前記複数のセンサユニットのうち、前記第１のセンサユニットと異なる第２のセンサユニットの第２の出力端子に接続される。
【００１１】
前記第１のセンサユニットは、前記複数のセンサユニットのうち、最初に配置されたセンサユニットであり、前記第２のセンサユニットは、前記複数のセンサユニットのうち、最後に配置されたセンサユニットである。
【００１２】
前記第１のセンサユニットは、第１のホールセンサであり、前記第２のセンサユニットは、第２のホールセンサであり、前記第１の出力端子は、前記第１のホールセンサの正極性の出力端子であり、前記第２の出力端子は、前記第２のホールセンサの負極性の出力端子である。
【００１３】
前記第１のホールセンサの負極性の出力端子は、前記第２のホールセンサの正極性の出力端子に接続される。
【００１４】
前記第１のセンサユニットは、第１の誘導コイルであり、前記第２のセンサユニットは、第２のコイルであり、前記第１の出力端子は、前記第１の誘導コイルの一端であり、前記第２の出力端子は、前記第２の誘導コイルの他端であり、前記第１の誘導コイルの他端は、前記第２の誘導コイルの一端に接続される。
【００１５】
更に、前記複数のセンサユニットは、前記第１及び２ホールセンサの間に配置された第３のホールセンサを含み、前記第３のホールセンサの正極性の出力端子は、前記第１のホールセンサの負極性の出力端子に接続され、前記第３のホールセンサの負極性の出力端子は、前記第２のホールセンサの正極性の出力端子に接続される。
【００１６】
更に、一端が前記アンプの反転端子に接続され、他端が前記第１のホールセンサの負極性の出力端子、及び前記第２のホールセンサの負極性の出力端子のいずれか１つに選択的に接続されるスイッチを含む。
【００１７】
前記レンズアセンブリは、ズームレンズ群を含む第１のレンズアセンブリと、フォーカスレンズ群を含む第２のレンズアセンブリとを含み、前記位置センサ部は、前記第１のレンズアセンブリの位置を検出する第１の位置センサ部と、前記第２のレンズアセンブリの位置を検出する第２の位置センサ部とを含む。
【００１８】
また、本発明によるカメラモジュールの動作方法は、位置センサ部の感知条件を決めるステップと、前記決められた感知条件によりスイッチを制御し、アンプの反転端子が複数の感知ユニットのうち、最初に位置した感知ユニットの出力端子及び最後に位置した感知ユニットの出力端子のいずれか１つの出力端子に接続されるようにするステップと、前記スイッチの制御により、前記アンプに入力される検出信号に対応するレンズアセンブリの位置を検出するステップと、前記検出された位置により、前記レンズアセンブリを目標位置に移動させるステップとを含み、前記検出するステップは、前記反転端子が前記最初に位置した感知ユニットの出力端子に接続されることにつれ、前記最初に位置した感知ユニットの出力信号を受信するステップと、前記反転端子が前記最後に位置した感知ユニットの出力端子に接続されることにつれ、前記複数の感知ユニットの組合せによる差動信号を受信するステップとを含む。
【００１９】
また、前記複数の感知ユニットのそれぞれは、複数の出力端子を含み、前記それぞれの感知ユニットが有する複数の出力端子のうち、少なくとも１つの出力端子は、隣接する他の感知ユニットの出力端子に接続される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、複数の位置センサが相互接続されるようにし、それにより、最外部に配置された位置センサの出力端子だけがアンプに接続されるようにする。これにより、前記アンプの入力端子に、前記複数の位置センサに対する差動信号が入力される。 
【００２１】
これによると、本発明では、単一の感知方式と比較して、検出範囲が広くなった差動感知方式を提供することができる。また、本発明では、前記アンプの入力端子に前記複数の位置センサの結合による差動信号が入力されるようにすることで、駆動部の信号処理部までいく経路におけるオフセットノイズの影響を最小化することができる。
【００２２】
また、本発明では、複数の位置センサ、アンプ、及びアナログ・デジタル変換器で構成される感知部内で、前記複数の位置センサに対する差動信号が出力されるようにして、駆動部において、プリント回路基板に接続されるパターン及びピン数を最小化することができ、これによるプリント回路基板のスペースを節約することができる。
【００２３】
さらに、本発明では、コモンモードノイズに対して、前記複数の位置センサに対する差分値を求めるようにすることで、内部ノイズだけではなく、外部ノイズにも優れる特性を有することができる。
【００２４】
なお、本発明では、カメラモジュールの使用環境により、アンプ段に特定の位置センサの検出信号だけが伝達されるようにするか、複数の位置センサに対する差動信号が伝達されるようにする。これにより、本発明では、感知感度が大きくならなければならない環境、及び感知範囲が大きくならなければならない環境内でそれぞれ、最適の検出信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるカメラモジュールの斜視図である。
【図２】図１におけるカメラモジュールから蓋体を取り外した斜視図である。
【図３ａ】図２のカメラモジュールにおけるマウントの斜視図である。
【図３ｂ】図２のカメラモジュールからマウントを取り外した斜視図である。
【図４ａ】図２のカメラモジュールにおける第１のレンズアセンブリの斜視図である。
【図４ｂ】図２のカメラモジュールにおける第２のレンズアセンブリの斜視図である。
【図５ａ】図３ｂのカメラモジュールにおけるマグネットの第１の着磁方式概念図である。
【図５ｂ】図３ａのカメラモジュールにおけるマグネットの第２の着磁方式概念図である。
【図６】図２におけるカメラモジュールの平面図である。
【図７ａ】図６におけるカメラモジュールのＡ１−Ａ１'線に沿う断面図である。
【図７ｂ】図６におけるカメラモジュールのＡ２−Ａ２'線に沿う断面図である。
【図７ｃ】図６におけるカメラモジュールのＡ３−Ａ３'線に沿う断面図である。
【図８】本発明によるカメラモジュールの内部構成を示すブロック図である。
【図９】図８の位置センサ部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１０ａ】図９のセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【図１０ｂ】図９のセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【図１０ｃ】図９のセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【図１０ｄ】図９のセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【図１１】比較例によるセンサユニットと本発明のセンサユニットの接続関係を比較した図である。
【図１２】本発明の他の実施例によるセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【図１３】比較例による位置センサ部の検出範囲を示す図である。
【図１４】本発明の実施例による位置センサ部の検出範囲を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例による位置センサ部の詳細構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施例によるカメラモジュールの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照して、詳しく説明する。
【００２７】
一方、実施例を説明することに当たり、各構成(element)の「上/下」に形成されることと記載する場合において、「上/下」とは、２つの構成が互いに直接(directly)接触されるか、１つ以上の他の構成が２つの構成の間に配置されて(indirectly)形成されることを全て含む。また、「上/下」と表現される場合、１つの構成を基準に、上方向だけでなく、下方向の意味も含むことができる。
【００２８】
また、以下で使われる「上/上部」及び「下/下部」などのような関係的用語は、そのような構成又は要素間の何らかの物理的又は論理的関係、又は順序を要求するか、内包してはいないながら、いずれか１つの構成又は要素を、他の構成又は要素と区別するために用いられる。
【００２９】
さらに、実施例の説明において、「第１」、「第２」などの用語が、様々な構成要素を説明することに使われるが、これらの用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的として使われる。また、実施例の構成及び作用を考えて特に定義されている用語は、実施例を説明することに過ぎず、実施例の範囲を限定するものではない。
【００３０】
図１は、本発明によるカメラモジュール１００の斜視図であり、図２は、図１におけるカメラモジュール１００から、蓋体１０を取り外した斜視図である。
【００３１】
まず、図１を基準に説明すると、本発明によるカメラモジュール１００は、所定のマウント２０(図２参照)上に、各種の光学系が結合される。例えば、前記マウント２０上には、プリズム１４０とレンズ群が配置され、マウント２０のフック２０Ｈを介して、蓋体１０が結合される。
【００３２】
前記蓋体１０は、前記マウント２０と結合される。前記蓋体１０は、前記マウント２０に収容される部品を覆い、これにより、カメラモジュールの構成部品を保護することができる。前記マウント２０は、ベースとも称される。
【００３３】
前記蓋体１０は、前記マウント２０と嵌合により結合される。また、前記蓋体１０は、接着剤により、前記マウント２０と結合される。例えば、前記マウント２０の側面には、フック２０Ｈが突設し、前記蓋体１０は、前記フック(Ｈ)に対応する位置に孔が形成され、前記マウント２０のフックが蓋体１０の孔に装着して、蓋体１０とマウント２０が結合される。また、接着剤を用いて、蓋体１０がマウント２０に安定して結合される。
【００３４】
また、前記マウント２０の下側には、回路基板１０７が配置される。そして、前記回路基板１０７は、前記マウント２０内に配置されたレンズ駆動部と電気的に接続される。
【００３５】
ついで、図２に示しているように、本発明によるカメラモジュール１００は、マウント２０に光学系とレンズ駆動部が配置される。例えば、カメラモジュール１００は、第１のレンズアセンブリ１１０、第２のレンズアセンブリ１２０、第３のレンズ群１３０、プリズム１４０、第１の駆動部３１０、第２の駆動部３２０、ロッド５０、イメージセンサ部２１０のうち、少なくとも１つ以上を含む。
【００３６】
前記第１のレンズアセンブリ１１０、前記第２のレンズアセンブリ１２０、前記第３のレンズ群１３０、前記プリズム１４０、前記イメージセンサ部２１０などは、光学系として分類される。
【００３７】
また、前記第１の駆動部３１０、第２の駆動部３２０、ロッド５０などは、レンズ駆動部として分類され、第１のレンズアセンブリ１１０と第２のレンズアセンブリ１２０も、レンズ駆動部の機能を兼ねることができる。前記第１の駆動部３１０と第２の駆動部３２０は、コイル駆動部であるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
前記ロッド５０は、移動されるレンズアセンブリのガイド機能を果たし、単数又は複数に設けられる。例えば、ロッド５０は、第１のロッド５１と、第２のロッド５２とを含むが、これに限定されるものではない。
【００３９】
図２に示されている軸方向において、Ｚ軸は、光軸方向又はこれと平行な方向を意味する。Ｙ軸は、紙面(ＹＺ平面)において、Ｚ軸と垂直な方向を意味する。Ｘ軸は、紙面と垂直な方向を意味する。 
【００４０】
本発明において、プリズム１４０は、入射光を平行光に変更させる。例えば、前記プリズム１４０は、入射光の光経路を、レンズ群の中心軸に平行な光軸(Ｚ)に変更させて、入射光を平行光に変更させる。以後、平行光は、第３のレンズ群１３０、第１のレンズアセンブリ１１０、及び第２のレンズアセンブリ１２０を通過し、イメージセンサ部２１０に入射して、映像が撮像される。
【００４１】
以下、本発明の説明において、移動レンズ群(moving lens group)を２つの場合として説明するが、これに限定されるものではなく、移動レンズ群は、３つ、４つ、又は５つ以上でもよい。また、光軸方向(Ｚ)は、レンズ群のアライン方向と同一又はこれと平行な方向を意味する。
【００４２】
本発明によるカメラモジュールは、ズーミング機能を行うことができる。例えば、第１のレンズアセンブリ１１０と第２のレンズアセンブリ１２０は、第１の駆動部３１０、第２の駆動部３２０、及びロッド５０を介して移動する移動レンズであり、第３のレンズ群１３０は、固定レンズである。
【００４３】
例えば、第１のレンズアセンブリ１１０、第２のレンズアセンブリ１２０は、移動レンズ群を含み、第３のレンズ群１３０は、固定レンズ群を含む。
【００４４】
前記第３のレンズ群１３０は、平行光を特定の位置に結像する集光子(focator)の機能を果たす。
【００４５】
また、第１のレンズアセンブリ１１０は、集光子である第３のレンズ群１３０で結像された像を、他の箇所に再結像させる変倍子(variator)の機能を果たす。一方、第１のレンズアセンブリ１１０では、被写体との距離又は像距離が多く変わって倍率変化が大きい状態であり、変倍子である第１のレンズアセンブリ１１０は、光学系の焦点距離又は倍率変化に重要な役割を果たす。
【００４６】
一方、変倍子である第１のレンズアセンブリ１１０で結像される像点は、位置によって、やや差があり得る。
【００４７】
これにより、第２のレンズアセンブリ１２０は、変倍子により結像された像に対する位置補償機能を果たす。例えば、第２のレンズアセンブリ１２０は、変倍子である第１のレンズアセンブリ１１０で結像された像点を、実際にイメージセンサ部２１０の位置に正しく結像させる役割を果たす補償子(compensator)の機能を果たす。
【００４８】
例えば、前記第１のレンズアセンブリ１１０は、ズーミング機能を行うズームレンズアセンブリであり、前記第２のレンズアセンブリ１２０は、焦点機能を行うフォーカスレンズアセンブリである。
【００４９】
以下、図３ａ乃至図５ｄを参照して、実施例によるカメラモジュールの特徴について詳述する。
【００５０】
まず、図３ａは、図２のカメラモジュールにおけるマウント２０の斜視図である。前記マウント２０は、直六面体形状であり、４つの側面と底面２０ｅとを含む。例えば、マウント２０は、第１〜第４の側面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを含み、第１の側面２０ａと第２の側面２０ｂ、第３の側面２０ｃと第４の側面２０ｄはそれぞれ、互いに対向している。
前記マウント２０の少なくとも一側面にフック２０Ｈが設けられて、蓋体１０の孔に結合される。
【００５１】
また、前記マウント２０の底面２０ｅには、第１のレンズアセンブリ１１０、第２のレンズアセンブリ１２０、第３のレンズ群１３０が位置する第１のガイド溝１１２Ｇが、光軸(Ｚ)方向に設けられる。前記第１のガイド溝１１２Ｇは、レンズの外周形状に沿って、下方に凹む形状であるが、これに限定されるのではない。
【００５２】
また、前記マウント２０の第１の側面２０ａ及び第２の側面２０ｂには、第１の駆動部３１０及び第２の駆動部３２０がそれぞれ配置される第１の開口部２３ａ、第２の開口部２３ｂが設けられる。また、前記マウント２０の第３の側面２０ｃには、イメージセンサ部２１０が配置される第３の開口部２２が設けられる。
【００５３】
更に、前記マウント２０の底面には、回路基板１０７が露出する第４の開口部２７が単数又は複数に設けられる。
【００５４】
また、マウント２０の第３の側面２０ｃと、これに対向する第４の側面２０ｄには、ロッド５０が結合される結合孔２５が、単数又は複数に設けられる。例えば、前記マウント２０の第３の側面２０ｃと第４の側面２０ｄに、第１の結合孔２５ａ、第２の結合孔２５ｂ、第３の結合孔２５ｃ、第４の結合孔２５ｄが設けられ、ここに、第１のロッド５１、第２のロッド５２、第３のロッド５３、第４のロッド５４がそれぞれ結合される。
【００５５】
また、前記マウント２０の第４の側面２０ｄの内側には、プリズム１４０を配置するためのプリズム装着部２４が設けられる。
【００５６】
前記マウント２０の材質は、プラスチック、ガラス系のエポキシ、ポリカーボネート、金属、又は複合材料のうち、いずれか１つ以上からなる。
【００５７】
ついで、図３ｂは、図２のカメラモジュールからマウント２０を取り外した斜視図であり、光学系とレンズ駆動部を示している。
【００５８】
本発明において、レンズ駆動装置は、ムーバ(mover)と固定部を含む。前記ムーバは、固定部に対応する概念であって、移動部とも称される。例えば、前記ムーバは、輪のローリング運動により移動されるレンズアセンブリを意味する。それに対して、固定部は、移動しないマウント、ロッドなどを意味する。
【００５９】
本発明によるカメラモジュールは、マウント２０上に、プリズム１４０、第１のレンズアセンブリ１１０、第２のレンズアセンブリ１２０、第３のレンズ群１３０、イメージセンサ部２１０などの光学系を含む。また、カメラモジュールは、第１の駆動部３１０、第２の駆動部３２０、ロッド５０などのレンズ駆動部を含む。前記第１のレンズアセンブリ１１０、第２のレンズアセンブリ１２０も、レンズ駆動機能を果たすことができる。
【００６０】
前記ロッド５０は、第１のロッド〜第４のロッド５１、５２、５３、５４を含み、前記第１のロッド〜第４のロッド５１、５２、５３、５４はそれぞれ、第１の結合孔〜第４の結合孔２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ(図３ａ参照)に結合されて、第１のレンズアセンブリ１１０と第２のレンズアセンブリ１２０の移動ガイド機能を果たす。前記ロッド５０は、プラスチック、ガラス系のエポキシ、ポリカーボネート、金属、又は複合材料のうち、いずれか１つ以上からなる。
【００６１】
前記第１の駆動部３１０は、コイル駆動部であり、鉄心などの第１のコア３１２に第１のコイル３１４が巻回した形状である。また、前記第２の駆動部３２０も、鉄心などの第２のコア３２２に第２のコイル３２４が巻回したコイル駆動部である。
【００６２】
まず、前記プリズム１４０は、入射光の光経路をレンズ群の中心軸(Ｚ)に平行な光軸に変更させて、入射光を平行光に変更させる。以後、平行光は、第３のレンズ群１３０、第１のレンズアセンブリ１１０、及び第２のレンズアセンブリ１２０を通過して、イメージセンサ部２１０に撮像される。
【００６３】
前記プリズム１４０は、三角柱状を有する光学部材である。一方、前記プリズム１４０に代えて、反射板又は反射鏡を採ることができる。
【００６４】
また、イメージセンサ部２１０が光軸に垂直な方向に配置されない場合、レンズ群を通過した光が、イメージセンサ部２１０で撮像されるため、プリズム(図示せず)を更に備えることができる。
【００６５】
本発明において、イメージセンサ部２１０は、平行光の光軸方向に垂直に配置される。前記イメージセンサ部２１０は、第２の回路基板２１２上に配置された固体撮像素子２１４を含む。例えば、前記イメージセンサ部２１０は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサや、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサを含む。
【００６６】
図４ａ及び図４ｂを参考して、第１のレンズアセンブリ１１０と第２のレンズアセンブリ１２０について、詳述することにする。
【００６７】
図４ａは、図２のカメラモジュールにおける第１のレンズアセンブリ１１０の斜視図であり、図４ｂは、図２のカメラモジュールにおける第２のレンズアセンブリ１２０の斜視図である。
【００６８】
図４ａに示しているように、第１のレンズアセンブリ１１０は、第１の筐体１１２、第１のレンズ群１１４、第１の輪１１７、第３の駆動部１１６、第１の位置センサ１１８のうち、いずれか１つ以上を含む。
【００６９】
また、図４ｂに示しているように、第２のレンズアセンブリ１２０は、第２の筐体１２２、第２のレンズ群１２４、第２の輪１２７、第４の駆動部１２６、第２の位置センサ１２８のうち、いずれか１つ以上を含む。
【００７０】
以下、第１のレンズアセンブリ１１０を中心に説明する。
【００７１】
前記第１のレンズアセンブリ１１０の第１の筐体１１２は、第１のレンズ筐体１１２ａと、第１の駆動部筐体１１２ｂとを含む。前記第１のレンズ筐体１１２ａは、鏡筒機能を果たし、第１のレンズ群１１４が装着される。前記第１のレンズ群１１４は、移動レンズ群であり、単一又は複数のレンズを含むことができる。前記第２のレンズアセンブリ１２０の第２の筐体１２２も、第２のレンズ筐体１２２ａと第２の駆動部筐体１２２ｂとを含む。
【００７２】
ここで、前記第１のレンズアセンブリ１１０の第１のレンズ筐体１１２ａの一端の下側に、第１のガイド溝１１２Ｇが設けられる。前記第１のレンズアセンブリ１１０は、前記第１のガイド溝１１２Ｇにより導かれて、第２のロッド５２と摺接しながら、光軸方向へ直線に移動する。また、前記第２のレンズアセンブリ１２０の第２のレンズ筐体１２２ａの一端の下側にも、第２のガイド溝１２２Ｇが設けられる。
【００７３】
また、第２のロッド５２と第１のガイド溝１１２Ｇの間の摺接により、第１の筐体１１２が光軸方向に移動するように形成されるので、効率的なオートフォーカシング及びズーム機能を行うカメラモジュールを具現することができる。
【００７４】
さらに、第１のロッド５１と第２のガイド溝１２２Ｇの間の摺接により、第２の筐体１２２が光軸方向へ移動するように形成されるので、効率的なオートフォーカシング及びズーム機能を行うカメラモジュールを具現することができる。
【００７５】
ついで、前記第１のレンズアセンブリ１１０の第１の駆動部筐体１１２ｂには、第３の駆動部１１６、第１の輪１１７、第１の位置センサ１１８が配置される。前記第１の輪１１７は、複数の輪を含み、第１−１の輪１１７ａと、第１−２の輪１１７ｂとを含む。
【００７６】
また、前記第２のレンズアセンブリ１２０の第２の駆動部筐体１２２ｂには、第４の駆動部１２６、第２の輪１２７、第２の位置センサ１２８が配置される。前記第２の輪１２７は、複数の輪を含み、第２−１の輪１２７ａと、第２−２の輪１２７ｂとを含む。
【００７７】
前記第１のレンズアセンブリ１１０の第３の駆動部１１６は、マグネット駆動部であるが、これに限定されるものではない。例えば、前記第３の駆動部１１６は、永久磁石である第１のマグネットを含むことができる。また、前記第２のレンズアセンブリ１２０の第４の駆動部１２６もマグネット駆動部であるが、これに限定されるものではない。 
【００７８】
例えば、図５ａは、前記第１のレンズアセンブリ１１０の第３の駆動部１１６において、第１のマグネットの第１の着磁方式概念図であって、永久磁石のＮ極が第１の駆動部３１０と対向配置され、Ｓ極は、第１の駆動部３１０の反対側に位置する。
【００７９】
この場合、フレミングの左手の法則により、電磁気力の方向が光軸方向に水平となって、第１のレンズアセンブリ１１０が駆動される。
【００８０】
特に、本発明では、図４ａのように、第１のレンズアセンブリ１１０にローリング駆動部である第１の輪１１７を設けて、ロッド５０上で移動することで、摩擦トルクの発生を最小化することができる。
【００８１】
これにより、本発明によるレンズアセンブリ、レンズ駆動装置、及びこれを含むカメラモジュールは、ズーミング時に移動するレンズアセンブリとガイドロッドの間の摩擦トルクの発生を最小化して、駆動力を向上することができる。このため、本発明によると、カメラモジュールのズーミングのとき、消費電力を減少することができ、制御特性を向上させるという効果を奏する。
【００８２】
一方、図５ｂは、本発明によるカメラモジュールにおいて、第１の駆動部１１６Ｂであるマグネットの第２の着磁方式概念図である。
【００８３】
図５ａにおいて、第１の駆動部３１０は、バー形状の第１のコア３１２に、第１のコイル３１４が巻回した形状である(図３ｂ参照)。これに対して、図５ｂに示している第１−２の駆動部３１０Ｂは、ドーナツ状のコアにコイルが巻回した形状である。
【００８４】
これにより、図５ａの第１の駆動部３１０において、第３の駆動部１１６と対向する領域における電流の方向は、一方向である。
【００８５】
一方、図５ｂの第１−２の駆動部３１０Ｂにおける第３の駆動部１１６と対向する領域における電流の方向は、同一ではなく、このため、第３−２の駆動部１１６Ｂである永久磁石のＮ極とＳ極がいずれも、第１−２の駆動部３１０Ｂと対向配置される。
【００８６】
再度、図４ａを参照すると、前記第１のレンズアセンブリの第１の駆動部筐体１１２ｂには、第１の位置センサ１１８が配置されることで、第１のレンズアセンブリ１１０の位置感知と位置制御を行うことができる。例えば、前記第１の駆動部筐体１１２ｂに配置された第１の位置センサ１１８は、マウント２０の底面に配置された第１の感知マグネット(図示せず)に対向配置される。
【００８７】
また、図４ｂのように、前記第２のレンズアセンブリの第２の駆動部筐体１２２ｂにも、第２の位置センサ１２８が配置されることで、第２のレンズアセンブリ１２０の位置感知と位置制御を行うことができる。 
【００８８】
ついで、図６は、図２におけるカメラモジュールの平面図である。また、図７ａは、図６におけるカメラモジュールのＡ１−Ａ１'線に沿う断面を、Ｙ軸方向からみた図である。また、図７ｂは、図６におけるカメラモジュールのＡ２−Ａ２'線に沿う断面を、Ｚ軸方向からみた図である。また、図７ｃは、図６におけるカメラモジュールのＡ３−Ａ３'線に沿う断面を、Ｚ軸方向からみた図である。
【００８９】
まず、図７ａにおいて、第２のレンズアセンブリ１２０の第２の駆動部筐体１２２と第４の駆動部１２６は、切断していない状態である。
【００９０】
図７ａに示しているように、前記第１のレンズアセンブリ１１０の第１のレンズ筐体１１２ａに、第１のレンズ群１１４が装着される。前記第１のレンズ群１１４は、第１の鏡筒１１４ｂに装着される。
【００９１】
また、第２のレンズアセンブリ１２０の第２のレンズ筐体１２２ａに、第２のレンズ群１２４が装着される。前記第２のレンズ群１２４は、第２の鏡筒１２４ｂに装着される。
【００９２】
また、第３のレンズ群１３０は、第３の鏡筒１１３２に装着された第３のレンズ１３４を含む。
【００９３】
前記第１のレンズ群〜第３のレンズ群１１４、１２４、１３４はそれぞれ、１つ又は複数のレンズを含むことができる。
【００９４】
本発明によるカメラモジュールにおいて、プリズム１４０、第３のレンズ群１３０、第１のレンズ群１１４、第２のレンズ群１２４の中心は、光軸(Ｚ)方向に配列される。
【００９５】
前記第３のレンズ群１３０は、プリズム１４０と対向配置され、プリズム１４０から出射される光が入射される。
【００９６】
第１のレンズ群〜第３のレンズ群１１４、１２４、１３４の少なくともいずれか１つは、固定レンズである。例えば、第３のレンズ群１３０は、カメラモジュールに固定配置されて、光軸方向に移動しないが、これに限定されるものではない。
【００９７】
例えば、前記マウント２０は、前記第３のレンズ群１３０が固定結合される装着部(図示せず)を備える。第３のレンズ群１３０は、装着部に安着され、接着剤で前記装着部に固定される。
【００９８】
前記第２のレンズ群１２４は、前記第３のレンズ群１３０と光軸方向に離隔配置され、光軸方向に移動する。前記第３のレンズ群１３０は、前記第２のレンズ群１２４と光軸方向に離隔配置され、光軸方向に移動する。
【００９９】
前記第３のレンズ群１３０から出射する光は、第３のレンズ群１３０の後方に配置されるイメージセンサ部２１０に入射される。
【０１００】
第１のレンズ群１１４及び第２のレンズ群１２４が光軸方向に移動することで、第１のレンズ群１１４と第３のレンズ群１３０の間の間隔、及び第１のレンズ群１１４と第２のレンズ群１２４の間の間隔が調節され、これにより、カメラモジュールは、ズームミング機能が可能である。
【０１０１】
ついで、図７ｂは、図６におけるカメラモジュールのＡ２−Ａ２'線に沿う断面を、Ｚ軸方向からみた図であって、前記第１のレンズアセンブリ１１０において、第１−１の輪１１７ａ、第１−３の輪１１７ｃが切断した状態であり、前記第２のレンズアセンブリ１２０において、第２−１の輪１２７ａ、第２−３の輪１２７ｃが切断した状態が示されている。
【０１０２】
本発明において、第１のレンズアセンブリ１１０は、ローリング駆動部である第１−１の輪１１７a、第１−３の輪１１７ｃを備え、前記第２のレンズアセンブリ１２０も、ローリング駆動部である第２−１の輪１２７ａ、第２−３の輪１２７ｃ備えることにより、それぞれ、第１のロッド５１、第３のロッド５３、第２のロッド５２、及び第４のロッド５４上で、電磁気力により転動することで、摩擦トルクの発生を最小化することができるという効果がある。
【０１０３】
これにより、本発明によるレンズアセンブリ、レンズ駆動装置、及びこれを含むカメラモジュールは、ズーミングのとき、光軸(Ｚ)方向に移動するレンズアセンブリのローリング駆動部である輪とガイドロッド５０の間の摩擦トルクの発生を最小化して、駆動力を向上することができる。また、本発明によると、レンズアセンブリの輪とロッド５０の間の摩擦抵抗の発生を最小化して、カメラモジュールのズーミングのとき、消費電力を減少することができ、制御特性を向上することができるという効果が得られる。
【０１０４】
ついで、図７ｃは、図６におけるカメラモジュールのＡ３−Ａ３'線に沿う断面を、Ｚ軸方向からみた図であって、前記第１のレンズアセンブリ１１０において、第１−２の輪１１７ｂ、第１−４の輪１１７ｄが切断した状態であり、前記第２のレンズアセンブリ１２０において、第２−２の輪１２７ｂ、第２−４の輪１２７ｄ、第２のレンズ筐体１２２ａ、及び第２のレンズ群１２４が切断した状態が示されている。
【０１０５】
本発明において、第１のレンズアセンブリ１１０は、ローリング駆動部である第１−２の輪１１７ｂ、第１−４の輪１１７ｄを備え、前記第２のレンズアセンブリ１２０も、ローリング駆動部である第２−２の輪１２７ｂ、第２−４の輪１２７ｄを備えることにより、それぞれ、第１のロッド５１、第３のロッド５３、第２のロッド５２、及び第４のロッド５４上で転動することで、摩擦トルクの発生を最小化することができるという効果が得られる。
【０１０６】
これにより、本発明によると、ズーミングのとき、レンズアセンブリの輪とロッド５０の間の摩擦トルクの発生を最小化して、駆動力を向上することができ、消費電力を減少し、制御特性を向上させるという複合的な効果が得られる。
【０１０７】
図８は、本発明のカメラモジュールの内部構成を示すブロック図である。
【０１０８】
図８に示しているように、カメラモジュールは、イメージセンサ２１０と、画像信号処理部２２０と、ディスプレイ部２３０と、第１のレンズ駆動部２４０と、第２のレンズ駆動部２５０と、第１の位置センサ部２６０と、第２の位置センサ部２７０と、格納部２８０と、制御部２９０とを含む。
【０１０９】
イメージセンサ２１０は、前述したように、レンズに結ばれた被写体の光学像を処理する。このため、イメージセンサ２１０は、前記レンズを介して得られた画像を先処理することができる。また、イメージセンサ２１０は、前記先処理された画像を電気的なデータに変換して出力することができる。 
【０１１０】
イメージセンサ２１０は、多数の光検出器がそれぞれの画素として集積された形態であり、被写体の画像情報を電気的なデータに変換して出力する。イメージセンサ２１０は、入力される光量を蓄積し、その蓄積された光量により、前記レンズで撮影された画像を垂直同期信号に合わせて出力する。ここで、画像獲得は、被写体から反射して出る光を電気信号に変換してくれる前記イメージセンサ２１０により行われる。一方、イメージセンサ２１０を用いて、カラー画像を得るためには、カラーフィルターが必要であり、例えば、ＣＦＡ(Color Filter Array)フィルターが採られる。ＣＦＡは、１ピクセル毎に１つのカラーを現わす色だけを通過させ、規則的に配列された構造を有し、配列構造によって様々な形態を有する。
【０１１１】
画像信号処理部２２０は、前記イメージセンサ２１０を介して出力される画像を、フレーム単位で処理する。ここで、画像信号処理部２２０は、ＩＳＰ(Image Signal Processor)とも称する。
【０１１２】
ここで、画像信号処理部２２０は、レンズシェーディング補償部(図示しない)を含む。レンズシェーディング補償部は、画像の中心と縁領域の光量に異なって現れるレンズシェーディング現象を補償するためのブロックであって、後述する制御部２７０から、レンズシェーディング設定値を入力されて、画像の中心と縁領域の色を補償する。
【０１１３】
さらには、レンズシェーディング補償部は、照明の種類によって異に設定されたシェーディング変数を受信し、前記受信された変数に合わせて、前記画像のレンズシェーディングを処理することもできる。これによって、レンズシェーディング補償部は、照明種類によって、シェーディング程度を異ならせて適用して、レンズシェーディング処理を行うことができる。一方、レンズシェーディング補償部は、前記画像に生じる飽和現象を防止するために、前記画像の特定の領域に適用される自動露出加重値によって異に設定されたシェーディング変数を受信し、前記受信された変数に合わせて、前記画像のレンズシェーディングを処理することもできる。より明確には、前記レンズシェーディング補償部は、前記映像信号の中心領域に対して、自動露出加重値が適用されることにより、前記映像信号の縁領域に発生する明るさ変化を補償する。すなわち、照明により前記映像信号の飽和が発生する場合、同心円状で、光の強さが中央から外郭に行くほど減少するので、前記レンズシェーディング補償部は、前記映像信号の縁信号を増幅して、中心に比して明るさを補償するようにする。
【０１１４】
一方、画像信号処理部２２０は、前記イメージセンサ２１０を介して獲得される画像の鮮明度を測定することができる。すなわち、画像信号処理部２２０は、前記イメージセンサ２１０を介して獲得される画像の焦点精度をチェックするために、前記画像の鮮明度を測定する。前記鮮明度は、フォーカスレンズの位置により獲得される画像に対してそれぞれ測定されることができる。
【０１１５】
ディスプレイ部２３０は、後述する制御部２９０の制御により撮影された画像を表示し、写真撮影に際して、必要な設定画面や、使用者の動作選択のための画面を表示する。
【０１１６】
第１のレンズ駆動部２４０は、第１のレンズアセンブリを移動させる。望ましくは、前記第１のレンズ駆動部２４０は、前記第１のレンズアセンブリに含まれる第１のレンズ群を移動させる。望ましくは、前記第１のレンズ群は、ズームレンズである。そして、前記第１のレンズ駆動部２４０は、前記ズームレンズのズーム位置(又は、ズーム倍率)を調整するために、前記ズームレンズを光軸方向に移動させる。
【０１１７】
第２のレンズ駆動部２５０は、第２のレンズアセンブリを移動させる。望ましくは、前記第２のレンズ駆動部２５０は、前述したような第２のレンズアセンブリに含まれる第２のレンズ群を移動させる。ここで、前記第２のレンズ群は、フォーカスレンズを含む。そして、前記第２のレンズ駆動部２５０は、前記フォーカスレンズのフォーカス位置を調整するために、前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させる。
【０１１８】
第１の位置センサ部２６０は、前述した第１の位置センサ１１８を含み、それにより、前記第１のレンズアセンブリ１１０の位置を検出する。望ましくは、第１の位置センサ部２６０は、前記第１のレンズアセンブリ１１０に配置された第３の駆動部１１６の位置を感知することができる。望ましくは、前記第１の位置センサ部２６０は、前記第１のレンズアセンブリ１１０の位置を制御するために、前記第１のレンズアセンブリ１１０の位置を感知する。
【０１１９】
言い換えると、前記第１の位置センサ部２６０は、前記第１のレンズ駆動部２４０を介して、前記第１のレンズアセンブリを移動させるための位置データを提供する。
【０１２０】
第２の位置センサ部２７０は、前述した第２の位置センサ１２８を含み、それにより、前記第２のレンズアセンブリ１２０の位置を検出する。望ましくは、第２の位置センサ部２７０は、前記第２のレンズアセンブリ１２０に配置された第４の駆動部１２６の位置を感知することができる。望ましくは、前記第２の位置センサ部２７０は、前記第２のレンズアセンブリ１２０の位置を制御するために、前記第２のレンズアセンブリ１２０の位置を感知する。
【０１２１】
言い換えると、前記第２の位置センサ部２７０は、前記第２のレンズ駆動部２５０を介して、前記第２のレンズアセンブリを移動させるための位置データを提供する。
【０１２２】
格納部２８０は、前記カメラモジュール１００の動作に必要なデータを格納する。特に、格納部２８０には、被写体との距離別に、ズーム位置及びフォーカス位置に関する情報が格納される。すなわち、フォーカス位置は、前記被写体の焦点を正しく合わせるための前記フォーカスレンズの位置である。そして、前記フォーカス位置は、前記ズームレンズに対するズーム位置及び前記被写体との距離によって変化する。そこで、格納部２８０は、距離によって、ズーム位置、及び前記ズーム位置に対応するフォーカス位置に関するデータを保存する。
【０１２３】
制御部２９０は、カメラモジュールの全般的な動作を制御する。特に、前記制御部２９０は、オートフォーカス機能を提供するために、前記第１の位置センサ部２６０及び前記第２の位置センサ部２７０を制御する。
【０１２４】
言い換えると、前記制御部２９０は、前記第１の位置センサ部２６０を介して、前記第１のレンズアセンブリの位置が検出されるようにする。望ましくは、前記制御部２９０は、前記第１のレンズアセンブリを目標位置に移動させるために、前記第１の位置センサ部２６０を介して、前記第１のレンズアセンブリの現在位置が検出されるようにする。
【０１２５】
そして、前記制御部２９０は、前記第１の位置センサ部２６０を介して、前記第１のレンズアセンブリの現在位置が検出されると、前記第１のレンズアセンブリの現在位置を基準に、前記第１のレンズアセンブリを目標位置に移動させるための制御信号を、前記第１のレンズ駆動部２４０に供給する。
【０１２６】
また、前記制御部２９０は、前記第２の位置センサ部２７０を介して、前記第２のレンズアセンブリの位置が検出されるようにする。望ましくは、前記制御部２９０は、前記第２のレンズアセンブリを目標位置に移動させるために、前記第２の位置センサ部２７０を介して、前記第２のレンズアセンブリの現在位置が検出されるようにする。
【０１２７】
そして、前記制御部２９０は、前記第２の位置センサ部２７０を介して、前記第２のレンズアセンブリの現在位置が検出されると、前記第２のレンズアセンブリの現在位置を基準に、前記第２のレンズアセンブリを目標位置に移動させるための制御信号を、前記第２のレンズ駆動部２４０に供給する。
【０１２８】
ここで、前記制御部２９０には、前記第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０を介して、それぞれのセンサ部を構成する複数のセンサユニットで検出された検出信号の差動信号が入力される。
【０１２９】
言い換えると、本発明では、前記第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０のそれぞれは、複数のセンサユニットを含む。そして、前記複数のセンサユニットは、それぞれの設置位置で検出動作を行う。本発明では、前記複数のセンサユニットを介して獲得された検出信号の差動信号を用いて、前記第１のレンズアセンブリ及び第２のレンズアセンブリの位置をそれぞれ検出する。
【０１３０】
ここで、一般に、前記制御部２９０には、前記複数のセンサユニットで検出された信号がそれぞれ入力され、それにより、これに対する差動信号を基に、前記第１のレンズアセンブリや第２のレンズアセンブリの位置が検出されるようにすることができる。
【０１３１】
しかし、前記のような構造の場合、前記それぞれのセンサユニットに、アンプ及びアナログ・デジタル変換器が配置されなければならない。また、前記制御部２９０には、それぞれのセンサユニットに接続されたアナログ・デジタル変換器に連結される多数の接続端子が具備されなければならない。合わせて、前記それぞれのセンサユニットから前記制御部２９０までの経路上において、オフセットノイズが発生する不都合がある。
【０１３２】
そこで、本発明では、フロントエンド段において、前記差動信号に対するデジタルデータが獲得されるようにし、それにより、前記制御部２９０には、前記獲得されたデジタルデータが入力されるようにする。
【０１３３】
言い換えると、本発明では、前記第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０において、前記デジタルデータが獲得されるようにし、それにより、前記制御部２９０には、前記獲得されたデジタルデータだけが入力されるようにする。
【０１３４】
以下では、前記第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０について、具体的に説明することにする。
【０１３５】
図９は、図８の位置センサ部の詳細構成を示すブロック図である。
【０１３６】
図９における構成要素は、前記第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０のいずれか１つの位置センサ部を示している。ここで、前記第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０は、互いに同一の構成を含むことができ、それによって、前記制御部２９０にそれぞれ接続されることができる。
【０１３７】
図９に示しているように、第１の位置センサ部２６０及び第２の位置センサ部２７０のそれぞれは、複数のセンサユニット３１０と、アンプ３２０と、アナログ・デジタル変換器３３０とを含む。
【０１３８】
前記複数のセンサユニット３１０は、位置検出のためのセンサを含む。望ましくは、前記複数のセンサユニット３１０は、複数のホール(hall)センサを含む。これとは異なり、前記複数のセンサユニット３１０は、複数の誘導コイルを含む。
【０１３９】
ここで、前記複数のセンサユニット３１０は、最外部に配置された２つのセンサが前記アンプ３２０に接続され、残りのセンサユニットは、隣接するセンサユニットにそれぞれ接続される。ここで、前記複数のセンサユニット３１０の接続構造については、後述することにする。
【０１４０】
すなわち、前記のように本発明では、前記複数のセンサユニット３１０を相互接続し、それによって、最外部に位置したセンサユニットの出力端子を、前記アンプ３２０に接続する。これによって、前記アンプ３２０には、前記それぞれのセンサユニットで検出した検出信号に対する和の信号が入力される。これは、前記それぞれのセンサユニットが有する感知範囲の和として表現され、このため、前記アンプ３２０に入力される前記複数のセンサユニット３１０に対する感知範囲は、単一のセンサユニットに比して拡張される。
【０１４１】
前記アンプ３２０は、非反転端子(＋)及び反転端子(−)を含む。そして、前記アンプ３２０は、前記非反転端子(＋)で入力される信号と、前記反転端子(−)で入力される信号を差動増幅して、前記アナログ・デジタル変換器３３０に出力する。すなわち、前記複数のセンサユニット３１０に対する出力信号は、数ｍＶのサイズを有し、これは、前記アナログ・デジタル変換器３３０の入力範囲と合わないサイズである。そこで、前記アンプ３２０は、前記アナログ・デジタル変換器３３０の入力範囲に合うために、前記非反転端子(＋)及び反転端子(−)を介して入力される信号を差動増幅して出力する。
【０１４２】
前記アナログ・デジタル変換器３３０は、前記アンプ３２０からアナログ信号を受信し、それによって、前記受信したアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
【０１４３】
望ましくは、前記アナログ・デジタル変換器３３０は、前記アンプ３２０からアナログ信号を入力されて、これを多数ビットのデジタル信号に出力する。ここで、前記アナログ・デジタル変換器３３０の出力信号は、０と１の値として表現される。
【０１４４】
ここで、本発明の第１の本発明における前記複数のセンサユニット３１０は、複数のホールセンサ３１０Ａから構成される。
【０１４５】
以下では、前記複数のセンサユニット３１０がホールセンサからなる場合、それぞれのホールセンサの相互接続関係について説明することにする。
【０１４６】
図１０ａ〜ｄは、図９のセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【０１４７】
図１０ａに示しているように、前記複数のセンサユニット３１０を構成するホールセンサは、４つの端子を含む。ここで、前記４つの端子のうち、２つの端子は、入力端子であり、残りの２つの端子は、出力端子である。
【０１４８】
そして、前記２つの入力端子は、電源入力端子であり、前記２つの出力端子は、検出信号の出力端子である。
【０１４９】
望ましくは、前記ホールセンサは、第１の電源端子３１１と、第２の電源端子３１２と、第１の検出信号出力端子３１３と、第２の検出信号出力端子３１４とを含む。そして、第１の電源端子３１１は、正(＋)極性の電源が入力される端子であり、第２の電源端子３１２は、負(−)極性の電源が入力される端子である。また、前記第１の検出信号出力端子３１３は、正極性の検出信号が出力される端子であり、前記第２の検出信号出力端子３１４は、負極性の検出信号が出力される端子である。
【０１５０】
ここで、前記複数のセンサユニット３１０を構成する複数のホールセンサは、前記カメラモジュール上で配置される位置によって、前記２つの出力端子の接続関係が異なって現れる。
【０１５１】
すなわち、前記複数のホールセンサのそれぞれの第１の電源端子３１１は、正極性の電源に接続され、前記第２の電源端子３１２は、 負極性の電源(又は接地)に接続される。
【０１５２】
そして、前記複数のホールセンサのそれぞれの検出信号出力端子は、前記配置位置によって、互いに異なる接続関係を有することができる。ここで、前記複数のホールセンサは、少なくとも２つ以上からなる。言い換えると、前記複数のセンサユニットは、少なくとも２つのセンサユニットを含む。
【０１５３】
ここで、前記複数のセンサユニットが３つのホールセンサからなる場合について説明する。前記複数のセンサユニットが３つのホールセンサからなる場合、このうち、２つのホールセンサは、外郭に配置され、残りの１つのホールセンサは、前記外郭に配置された２つのホールセンサの間に配置される。そして、前記外郭に配置された２つのホールセンサの間の１つのホールセンサにおいて、前記第１の検出信号出力端子３１３及び第２の検出信号出力端子３１４はそれぞれ、前記外郭に配置された２つのホールセンサの出力端子に接続される。そして、前記外郭に配置された２つのホールセンサのそれぞれは、前記２つの出力端子のうち、１つの出力端子が前記アンプ３２０に接続され、他の１つの出力端子が、隣接するホールセンサに接続される。
【０１５４】
すなわち、図１０ｂは、複数のホールセンサのうち、最初に配置されたホールセンサの出力端子の接続関係を示している。図１０ｂに示しているように、前記最初に配置された第１のホールセンサは、前記第１の検出信号出力端子３１３及び第２の検出信号出力端子３１４を含み、ここで、前記第１の検出信号出力端子３１３は、前記アンプ３２０の非反転端子(＋)に接続され、前記第２の検出信号出力端子３１４は、隣接するホールセンサの第１の検出信号出力端子に接続される。言い換えると、前記最初に配置された第１のホールセンサの第２の検出信号出力端子３１４は、第２に配置されたホールセンサの第１の検出信号出力端子に接続される。
【０１５５】
また、図１０ｃは、外郭に配置された複数のホールセンサの間に配置されたホールセンサの出力端子の接続関係を示している。すなわち、図１０ｃは、複数のホールセンサのうち、最初に配置されたホールセンサと、最後に配置されたホールセンサを除く残りのホールセンサの出力端子の接続関係を示している。
【０１５６】
図１０ｃに示しているように、前記複数のホールセンサのうち、最初に配置されたホールセンサと、最後に配置されたホールセンサを除く残りの第２のホールセンサは、前記第１の検出信号出力端子３１３及び第２の検出信号出力端子３１４を含む。そして、前記第２のホールセンサの前記第１の検出信号出力端子３１３は、以前に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続され、前記第２の検出信号出力端子３１４は、次に配置されたホールセンサの第１の検出信号出力端子に接続される。言い換えると、前記第２に配置されたホールセンサの第１の検出信号出力端子は、最初に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続され、前記第２に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子は、第３に配置されたホールセンサの第１の検出信号出力端子に接続される。
【０１５７】
図１０ｄは、最後に配置されたホールセンサの出力端子の接続関係を示している。前記最後に配置された第３のホールセンサは、前記第１の検出信号出力端子３１３及び第２の検出信号出力端子３１４を含む。そして、前記第３のホールセンサの前記第１の検出信号出力端子３１３は、以前に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続され、前記第２の検出信号出力端子３１４は、前記アンプ３２０の反転端子(-)に接続される。
【０１５８】
前記のように、本発明では、外郭に配置された２つのホールセンサがそれぞれ有する２つの出力端子のうち、１つの出力端子だけが前記アンプ３２０に接続されるようにし、残りの他の端子はいずれも、隣接するホールセンサの出力端子に接続されるようにする。前記のような接続構造の場合、前記複数のホールセンサが有する感知範囲の和に対応する信号が、前記アンプ３２０に入力され、これによって、前記アンプ３２０は、これを差動増幅して出力するようにする。
【０１５９】
本発明による実施例では、複数のホールセンサのような位置センサが相互接続されるようにし、それによって、最外部に配置された位置センサの出力端子だけがアンプに接続されるようにする。これによって、本発明では、前記アンプの入力端子に、前記複数の位置センサに対する差動信号が入力できるようにする。
【０１６０】
これによると、本発明では、単一の感知方式と比較して、検出範囲が広くなった差動感知方式を提供することができる。また、本発明では、前記アンプの入力端子に前記複数の位置センサの結合による差動信号が入力されるようにすることで、前記位置センサの出力信号が前記制御部までいく経路において、オフセットノイズに露出することを最小化することができる。
【０１６１】
また、本発明では、複数の位置センサ、アンプ、及びアナログ・デジタル変換器からなる感知部内で、前記複数の位置センサに対する差動信号が出力されるようにして、駆動部において、プリント回路基板に接続されるパターン及びピン数を最小化することができ、これによるプリント回路基板のスペースを節約することができる。
【０１６２】
また、本発明では、コモンモードノイズに対して、前記複数の位置センサに対する差分値を求めるようにして、内部ノイズだけではなく、外部ノイズにも優れる特性を有することができる。
【０１６３】
また、本発明では、カメラモジュールの使用環境により、アンプ段に特定の位置センサの検出信号だけが伝達されるようにするか、複数の位置センサに対する差動信号が伝達されるようにする。これによって、本発明では、感知感度が大きくならなければならない環境、及び感知範囲が大きくならなければならない環境内でそれぞれ、最適の検出信号を得られる。
【０１６４】
図１１は、比較例によるセンサユニットと、本発明のセンサユニットの接続関係を比較した図である。
【０１６５】
すなわち、前記位置センサの感知範囲を拡げるためには、複数の位置センサを配置し、それによって、前記制御部２９０において、前記複数の位置センサに対する差動信号を計算して使用することができる。
【０１６６】
言い換えると、図１１(ａ)でのように、比較例では、複数のホールセンサの出力端子がそれぞれ、互いに異なるアンプに接続される。また、前記ホールセンサに接続されたそれぞれのアンプは、互いに異なるアナログ・デジタル変換器に接続される。これによって、前記制御部には、多数のアナログ・デジタル変換器に接続される入力ピンを設けなければならない。ここで、前記アナログ・デジタル変換器のそれぞれは、多数の信号ラインを介して、多数ビットのデジタル信号を出力し、これによって、前記アナログ・デジタル変換器の数が増加することにつれ、前記制御部で要する入力ピンの数は、これに比例して増加することになる。また、比較例では、前記ホールセンサの数だけ、前記アンプ及びアナログ・デジタル変換器を設けなければならない。
【０１６７】
しかし、本発明では、複数のホールセンサのうち、外郭に配置されたホールセンサが有する２つの出力端子のうち、１つの出力端子が、前記アンプ３２０の非反転端子(＋)及び反転端子(-)にそれぞれ接続されるようにし、残りのホールセンサを含む出力端子は、相互隣接するホールセンサの出力端子に接続されるようにしている。これにより、本発明では、前記制御部２９０で要する入力ピンの数を最小化することができ、前記制御部２９０まで移動する経路上において、前記検出信号がオフセットノイズに露出するという問題を最小化することができる。
【０１６８】
図１２は、本発明の他の本発明によるセンサユニットの接続関係を説明するための図である。
【０１６９】
前記では、前記複数のセンサユニットがそれぞれ、ホールセンサからなることと説明した。しかし、本発明では、前記複数のセンサユニットが前記ホールセンサではなく、誘導コイルからなることもできる。
【０１７０】
図１２に示しているように、前記複数のセンサユニットは、複数の誘導コイルを含む。そして、前記複数の誘導コイルのそれぞれは、２つの出力端子を含む。ここで、前記２つの出力端子のうち１つは、前記誘導コイルの一端であり、前記２つの出力端子のうち、他の一つは、前記誘導コイルの他端である。
【０１７１】
そして、前記複数の誘導コイルの端部は、前記ホールセンサが有する接続関係に対応するように、隣接する誘導コイルの端部に接続されるか、前記アンプ３２０の非反転端子(＋)又は反転端子(−)に接続される。
【０１７２】
すなわち、最初に配置された誘導コイルの第１の出力端は、前記アンプ３２０の非反転端子(＋)に接続される。そして、前記最初に配置された誘導コイルの第２の出力端は、隣接する次番目の誘導コイルの第１の出力端に接続される。
【０１７３】
そして、第２に配置された誘導コイルの第１の出力端は、以前に配置された誘導コイルの第２の出力端に接続され、前記第２に配置された誘導コイルの第２の出力端は、次番目の誘導コイルの第１の出力端に接続される。
【０１７４】
また、最後に配置された誘導コイルの第１の出力端は、以前に配置された誘導コイルの第２の出力端に接続され、前記最後に配置された誘導コイルの第２の出力端は、前記アンプ３２０の反転端子(−)に接続される。
【０１７５】
図１３は、比較例による位置センサ部の検出範囲を示す図であり、図１４は、本発明の本発明による位置センサ部の検出範囲を示す図である。
【０１７６】
図１３に示しているように、前記位置センサ部を構成するセンサユニットが単一のセンサユニットである場合、前記位置センサ部が有する感知範囲は、かなり狭い。すなわち、従来の感知方法は、１つのセンサの出力のみを用い、ここで、前記１つのセンサの出力における線形区間(Linear区間、Ｘ区間)だけを使うことになる。
【０１７７】
これとは異なり、図１４を参照すると、本発明では、前記位置センサ部が多数のセンサユニットからなり、これにより、前記多数のセンサユニットに対する差動信号を基に、感知範囲が決められる。そこで、本発明では、図１３でのような比較例が有する感知範囲よりも広い感知範囲を有する位置感知部を提供することができる。
【０１７８】
図１５は、本発明の他の実施例による位置センサ部の詳細構成を示すブロック図である。
【０１７９】
一方、前記のような位置センサ部は、複数のセンサユニットが相互接続した構造で、前記アンプ３２０に信号を提供している。このような接続構造の場合、前記複数のセンサユニットの検出信号に対する感知範囲は、大いに増加することができるが、単一のセンサ方式に比して、感知感度は減少することがある。
【０１８０】
そこで、本発明では、カメラモジュールの動作条件により、前記アンプ３２０に複数のセンサユニットの接続による検出信号が供給されるようにするか、複数のセンサユニットのうち、特定のセンサユニットに対する検出信号だけが前記アンプ３２０に伝達されるようにする。
【０１８１】
このため、図１５でのように、前記位置センサ部は、スイッチ３４０を更に含む。
【０１８２】
前記スイッチ３４０は、一端が前記アンプ３２０の反転端子(−)に接続され、他端が前記複数のセンサユニットの出力端子のいずれか１つの出力端子に接続される。
【０１８３】
言い換えると、前記複数のセンサユニットが２つのホールセンサからなる場合、前記スイッチ３４０は、最初に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続されるか、前記第２に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続される。
【０１８４】
ここで、前記スイッチ３４０が最初に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続される場合、前記アンプ３２０には、前記最初に配置されたホールセンサの出力信号だけが入力される。これにより、本発明では、前記アンプ３２０が前記特定のホールセンサにのみ接続されるようにして、感知感度が求められる条件で、最適の感知感度を提供することができる。
【０１８５】
また、前記スイッチ３４０が前記第２に配置されたホールセンサの第２の検出信号出力端子に接続される場合、前記アンプ３２０には、前記最初に配置されたホールセンサ及び前記第２に配置されたホールセンサの出力信号の組合せ信号が入力される。これによって、本発明では、前記アンプ３２０が前記複数のホールセンサに接続されるようにして、感知範囲が求められる条件で、最適の感知範囲を提供することができる。
【０１８６】
本発明による実施例では、複数のホールセンサのような位置センサが相互接続されるようにし、それにより、最外部に配置された位置センサの出力端子だけがアンプに接続されるようにする。これにより、本発明では、前記アンプの入力端子に、前記複数の位置センサに対する差動信号が入力できるようにする。
【０１８７】
これによると、本発明では、単一の感知方式に比べて、検出範囲が広くなった差動感知方式を提供することができる。また、本発明では、前記アンプの入力端子に、前記複数の位置センサの結合による差動信号が入力されるようにすることで、前記位置センサの出力信号が前記制御部までいく経路において、オフセットノイズに露出することを最小化することができる。
【０１８８】
また、本発明では、複数の位置センサ、アンプ、及びアナログ・デジタル変換器から構成される感知部内で、前記複数の位置センサに対する差動信号が出力されるようにして、駆動部において、プリント回路基板に接続されるパターン及びピン数を最小化することができ、これによるプリント回路基板のスペースを節約することができる。
【０１８９】
また、本発明では、コモンモードノイズに対して、前記複数の位置センサに対する差分値を求めるようにして、内部ノイズだけではなく、外部ノイズにも優れた特性を有することができる。
【０１９０】
また、本発明では、カメラモジュールの使用環境により、アンプ段に特定の位置センサの検出信号だけが伝達されるようにするか、複数の位置センサに対する差動信号が伝達されるようにする。これにより、本発明では、感知感度が大きくならなければならない環境、及び感知範囲が大きくならなければならない環境内でそれぞれ、最適の検出信号を得ることができる。
【０１９１】
図１６は、本発明の本発明によるカメラモジュールの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。
【０１９２】
まず、制御部２９０は、カメラモジュールの第１及び第２のレンズアセンブリに対する位置感知条件を決める(Ｓ１１０)。 ここで、前記位置感知条件の決定は、現在の動作条件が位置データ獲得において、感知感度が求められる条件であるか、それとも、感知範囲が求められる条件であるかを決める。例えば、レンズアセンブリの移動範囲が大きいため、正しい位置感知のためには、前記広い感知範囲が要求される。また、これとは異なり、前記レンズアセンブリの移動範囲が小さく、且つ、微細な動きがあった場合は、前記広い感知範囲よりは、正しい感知感度が求められる。これにより、前記制御部は、前記位置感知条件を決めることができる。
そして、制御部２９０は、前記決められた位置感知条件により、前記スイッチ３４０の切換え動作を制御する(Ｓ１２０)。
【０１９３】
ついで、制御部２９０は、前記スイッチ３４０の動作により、相互接続された複数のセンサユニットの差動信号、又は特定のセンサユニットの検出信号を受信する(Ｓ１３０)。
【０１９４】
そして、制御部２９０は、前記受信した信号を基に、前記第１又は第２のレンズアセンブリの現在位置を計算する(Ｓ１４０)。
【０１９５】
また、前記制御部２９０は、前記現在位置が計算されると、前記計算された現在位置と目標位置の差により、前記第１のレンズ駆動部２４０又は第２のレンズ駆動部２５０に制御信号を出力する(Ｓ１５０)。
【０１９６】
以上で説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも１つの実施例に含まれ、必ずしも１つの実施例にのみ限定されるものではない。さらには、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、本発明が属する分野における通常の知識を有する者によって、他の実施例に対しても組合せ又は変形して実施可能である。そこで、このような組合せと変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれることと解析されるべきである。
【０１９７】
以上では実施例を中心に説明したが、これは単に例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示していない複数の変形と応用が可能であることが分かる。例えば、本発明に具体的に現れた各構成要素は、変形して実施可能である。そして、このような変形と応用に関する相違点は、添付の請求範囲で設定する本発明の範囲に含まれることと解析されるべきである。
【図１】
2021523415.tif 000003
【図２】
2021523415.tif 000004
【図３ａ】
2021523415.tif 000005
【図３ｂ】
2021523415.tif 000006
【図４ａ】
2021523415.tif 000007
【図４ｂ】
2021523415.tif 000008
【図４ｃ】
2021523415.tif 000009
【図５ａ】
2021523415.tif 000010
【図５ｂ】
2021523415.tif 000011
【図６】
2021523415.tif 000012
【図７ａ】
2021523415.tif 000013
【図７ｂ】
2021523415.tif 000014
【図７ｃ】
2021523415.tif 000015
【図８】
2021523415.tif 000016
【図９】
2021523415.tif 000017
【図１０ａ】
2021523415.tif 000018
【図１０ｂ】
2021523415.tif 000019
【図１０ｃ】
2021523415.tif 000020
【図１０ｄ】
2021523415.tif 000021
【図１１】
2021523415.tif 000022
【図１２】
2021523415.tif 000023
【図１３】
2021523415.tif 000024
【図１４】
2021523415.tif 000025
【図１５】
2021523415.tif 000026
【図１６】
2021523415.tif 000027
【国際調査報告】
2021523415.tif 000028
2021523415.tif 000029
2021523415.tif 000030
2021523415.tif 000031