KR20040077291A

KR20040077291A - 휴대폰용 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20040077291A
Application number: KR1020030012796A
Authority: KR
Inventors: 손병욱; 서승희
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-04

Abstract

본 발명은 휴대폰용 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양방향으로 관통 형성된 관통공(102)과, 피사체의 영상 신호를 안내하는 안내공(104)이 서로 직교하도록 연통 형성된 케이스(100)와, 관통공의 양단에 구비된 렌즈(110)와, 안내공의 일단부에 구비되어 피사체의 영상 신호를 화상으로 전환시키는 센서(120)와, 관통공과 안내공이 연통되는 부분에 회전가능하게 설치되고, 양면에 반사판이 형성되어 양방향에서 각각 촬영된 피사체의 영상 신호를 상기 센서로 반사시켜 안내하는 회전 미러(130)를 포함하여 구성되는 바, 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈은 내부에 설치된 회전 미러의 회전 방향에 따라 양 방향 촬영이 가능하도록 조정되기 때문에 피사체의 위치에 따라 촬영 방향을 매우 용이하고 신속하게 변경시킬 수 있으며, 회전 미러의 회전축과 가요성 인쇄회로기판의 신뢰성이 향상되기 때문에 제품 경쟁력 및 소비자 만족도가 향상되는 효과가 있다.

Description

휴대폰용 카메라 모듈{Camera module for cellular phone}

본 발명은 휴대폰용 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경통을 움직이지 않고 회전 미러를 통해 양 방향 촬영이 가능하도록 한 휴대폰용 카메라 모듈에 관한 것이다.

통상적으로 휴대폰은 그 형상에 따라 숫자(기능)버튼이 외부에 그대로 노출되는 바(Bar)형과, 덮개로 버튼들을 차폐하는 커버를 갖는 플립(Flip)형과, 폴더가 본체에 힌지 결합되어 포개지게 접을 수 있는 폴더(Folder)형 등으로 분류되며, 근래에는 소형화 추세에 따라 폴더형 휴대폰의 보급이 증가되고 있는 실정이다.

한편, 최근에는 휴대폰의 고기능화에 따라 전통적인 통화 기능뿐만 아니라, 인터넷 통신, 화상 전송 등 부가적인 기능이 강화되고 있다.

이에 따라, 휴대폰에 카메라 기능을 채용하는 것이 보편적인 환경이 되고 있다.

휴대폰용 카메라 채용에 대해 초기에는 외장형 카메라를 사용하였으나, 탈부착의 불편함과 디자인 저하로 인해 퇴고되고 있으며, 근래에는 내장형 카메라를 채용하고 있는 실정이다.

그러나 내장형 카메라를 채용하게 되면 외장형의 불편함은 해소되지만, 사용자와 반대편에 위치한 상대방을 촬영할 때 불편함이 있었다.

즉, 사진을 촬영할 때 LCD 창을 통하여 촬영 이미지를 미리 보며 촬영 대상을 조정하게 되는데, 상대방을 촬영할 때는 LCD 창을 못 보게 되므로 촬영에 큰 불편함이 따랐다.

따라서, 최근에는 상대방을 촬영할 때에도 LCD 창을 통해 촬영 대상을 확인할 수 있도록 개선되고 있는 실정이다.

즉, 상기 개선 방법들 중 하나는 수동으로 카메라를 회전시키는 방식과 수동으로 LCD 창이 구비된 폴더를 회전시키는 방식이 있으나, 이러한 방식은 수동 조작으로 인해 사용자에게 불편함을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 폴더의 양면에 각각 카메라를 설치하는 방식도 있으나, 이러한 방식은 카메라 비용이 2배로 든다는 단점이 있다.

또한, 편리성을 제공하기 위해 최근에 많이 사용되는 방식으로는 모터와 기어를 이용하여 카메라를 자동으로 회전시키는 방식이 있으나, 이러한 방식은 소음 및 신뢰성의 문제점이 있다.

도 1과 도 2에는 종래의 자동으로 회전되는 방식을 채택한 카메라 모듈이 내장된 폴더형 휴대폰이 도시되어 있다.

이를 참조하면, 휴대폰은 본체(10)와 폴더(20)로 구성된다.

본체(10)에는 숫자 또는 기능 버튼(12)과 마이크(14)가 포함되고, 내부에는 송l수화를 위한 각종 구성 부품들이 내장되며, 후면에는 전원을 공급하기 위한 배터리팩(16)이 장착된다.

폴더(20)에는 각종 통화정보 및 기능정보를 표시하는 LCD 창(22)과 스피커(24) 등이 포함되고, 내부에는 각종 구성부품들이 내장된다.

그리고, 본체(10)와 폴더(20)는 힌지장치(30)로 연결되어 폴더가 힌지를 중심으로 정방향 또는 역방향으로 회동되면서 본체를 개폐시키도록 구성된다.

힌지장치(30)는 본체(10)의 일측 양단에 각각 형성된 고정부재(31)와, 고정부재의 사이에서 모듈 하우징의 형태로 회전가능하게 설치되고 폴더(20)와 연결되는 회동부재(32)로 구성된다.

그리고 회동부재(32)의 사이에는 카메라 모듈(33)이 회전 가능하게 설치된다.

즉, 회동부재(32) 내에는 본체(10)의 일측에 마련된 버튼(미도시)을 눌러 전원을 인가시키면 작동되는 모터(34)가 설치되고, 모터(34)의 일측에는 모터의 출력단에 연결되어 회전비를 감속시키는 감속기어체(35)가 설치되며, 감속기어체(35)의 출력축에는 카메라 모듈(33)이 연결되어 출력축의 회전방향에 따라 함께 회전되도록 구성된다.

여기에서, 카메라 모듈(33)은 대략 원통형의 케이스(33a)와, 케이스의 일부분에 노출되도록 구비된 카메라 렌즈부(33b)로 구성되며, 케이스가 회전되는 방향에 따라 카메라 렌즈부의 위치가 변경되도록 구성된다.

한편, 카메라 모듈(33)의 케이스(33a) 일측에는 폴더(20)의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)과 전기적으로 연결되어 촬상 신호를 전송하는 카메라용 가요성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit; FPC)(36)이 연결된다.

그리고, 본체(10)와 폴더(20)는 LCD용 가요성 인쇄회로기판(37)을 통해 전기적으로 연결되어 LCD(Liquid Crystal Display) 창에 입력된 정보를 디스플레이하게 된다.

이렇게 구성된 카메라가 내장된 폴더형 휴대폰은 폴더(20)를 개방시킨 상태에서 미도시된 버튼을 누르면 모터(34)가 작동되면서 감속기어체(35)를 통해 카메라 모듈(33)의 케이스(33a)가 선택적으로 정방향 또는 역방향으로 회전하게 된다. 따라서 카메라 렌즈부(33b)의 위치도 촬영 대상에 따라 휴대폰의 내측 또는 외측으로 회전되기 때문에 편리한 위치에서 촬영할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 폴더형 휴대폰에 내장된 종래의 카메라 방식에는 상술한 내용에서 간단하게 설명한 문제점을 포함하여 여러 가지 문제점이 발생되는데, 이를 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 카메라 모듈을 회전시키는 감속기어체의 출력축이 외부로 노출되어 있기 때문에 외부 충격에 의해 쉽게 손상될 우려가 있으며, 출력축이 손상될 경우에는 카메라 모듈의 회전이 불가능한 문제점이 발생된다. 즉, 카메라 모듈을 지지하는 감속기어체의 출력축이 외부의 충격에 취약한 문제점이 있다.

또한, 카메라 모듈을 지지하는 출력축이 외부로 노출되어 있기 때문에 휴대폰을 오래 사용하다 보면 축 부분에 먼지 또는 이물질 등이 침투하여 카메라 모듈의 회전 작동이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한, 카메라 모듈이 회전할 때 카메라용 가요성 인쇄회로기판이 뒤틀리는 현상이 발생되는데, 이러한 작동이 오랜 기간동안 지속되다보면 카메라용 가요성 인쇄회로기판 내부의 회로선이 끊어지게 되는 문제점이 발생된다. 즉, 카메라용 가요성 인쇄회로기판의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 모터의 회전력을 이용하여 감속기어체를 통해 카메라 모듈을 감속 회전시키다 보면, 기어들이 회전할 때 발생되는 소음으로 인해 소비자들이 불쾌감을 느끼게 되는 문제점이 있다.

또한, 카메라 모듈을 전체적으로 회전시키는데 따른 모터 부하의 증대로 인해 모터의 소비전력이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 제반되는 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 회전 미러를 이용하여 카메라 모듈을 전체적으로 회전시키지 않으면서도 양 방향 촬영이 가능하도록 한 휴대폰용 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 카메라 모듈의 센서와 휴대폰의 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 가요성 인쇄회로기판의 신뢰성을 향상시킨 휴대폰용 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 모터에 가해지는 부하는 최소화하여 소비 전력을절감시킨 휴대폰용 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

상기 목적 및 다른 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈은 양방향으로 관통 형성된 관통공과, 피사체의 영상 신호를 안내하는 안내공이 서로 직교하도록 연통 형성된 케이스; 관통공의 양단에 구비된 렌즈; 안내공의 일단부에 구비되어 피사체의 영상 신호를 화상으로 전환시키는 센서; 및 관통공과 안내공이 연통되는 부분에 회전가능하게 설치되고, 양면에 반사판이 형성되어 양방향에서 각각 촬영된 피사체의 영상 신호를 센서로 반사시켜 안내하는 회전 미러를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 회전 미러는 관통공과 연통공에 대해 45°로 경사지게 설치되고, 선택적으로 정방향 또는 역방향으로 90°씩 회전되도록 구성된다.

또한, 상기 회전 미러는 관통공과 연통공에 대해 45°로 경사지게 설치되고, 선택적으로 정방향 또는 역방향으로 270°씩 회전되도록 구성된다.

그리고, 상기 회전 미러는 케이스의 일측에 마련된 구동모터의 모터축에 연결되어 선택적으로 정회전 또는 역회전되도록 구성된다.

또한, 상기 회전 미러는 케이스의 일측에 마련된 구동모터의 회전력을 감속 출력하는 기어부에 연결되어 선택적으로 정회전 또는 역회전되도록 구성된다.

그리고, 상기 케이스의 관통공과 안내공은 T자 형으로 이루어진다.

그리고, 상기 케이스의 관통공과 안내공은 서로 동일한 직경를 갖도록 구성된다.

도 1은 종래의 카메라 모듈이 내장된 폴더형 휴대폰의 일례를 나타낸 사시도,

도 2는 종래의 카메라 모듈이 내장된 폴더형 휴대폰의 힌지장치의 내부 구성을 나타낸 단면도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈의 구성을 나타낸 측단면도와 정단면도,

도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈의 작동 상태를 나타낸 측단면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

10: 본체 12: 버튼

14: 마이크 16: 배터리팩

20: 폴더 22: LCD 창

24: 스피커 30: 힌지장치

31: 고정부재 32: 회동부재

33: 카메라 모듈 33b: 카메라 렌즈부

34: 모터 35: 감속기어체

36: 카메라용 가요성 인쇄회로기판

37: LCD용 가요성 인쇄회로기판

100: 케이스 102: 광통공

104: 안내공 110: 렌즈

120: 센서 130: 회전 미러

140: 모터

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈의 구성을 나타낸 측단면도와 정단면도이고, 도 5a와 도 5b는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈의 작동 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈은 통상의 휴대폰 일부분에 설치되는 케이스(100)를 갖는다.

케이스(100)의 내부에는 양방향으로 관통 형성된 관통공(102)과, 피사체의 영상 신호를 안내하는 안내공(104)이 서로 직교하도록 연통 형성된다.

즉, 관통공(102)과 안내공(104)은 대략 T자 형으로 이루어지며, 안내공(104)이 관통공(102)의 중간에 위치되도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 관통공(102)와 안내공(104)의 직경은 서로 동일하게 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 관통공(102)의 양단에는 각각 렌즈(110)가 조립되어 양 방향 촬영이 가능하도록 구성된다.

이하에서는, 휴대폰을 기준으로 외측에 위치한 렌즈(110)를 제 1렌즈라 칭하고, 내측에 위치한 렌즈(110)를 제 2렌즈라 칭한다.

그리고, 안내공(104)의 일단부에는 피사체의 영상 신호를 화상으로 전환시키는 센서(120)가 구비된다.

여기에서, 센서(120)는 통상의 이미지 센서로 이루어지고, 도시되어 있지는 않지만 휴대폰의 인쇄회로기판과는 가요성 인쇄회로기판(FPC)를 통해 전기적으로 연결되며, 수신되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 전화시켜 휴대폰의 디스플레이 창에 화상이 보이도록 한다.

한편, 관통공(102)과 안내공(104)이 연통되는 부분에는 회전 미러(130)가 별도의 회전수단을 통해 회전가능하게 설치된다.

즉, 회전 미러(130)이 일측은 회전수단에 의해 지지되고, 타측은 지지축(130a)에 의해 지지된다.

여기에서, 회전 미러(130)는 각각의 렌즈(110)를 통해 양 방향에서 촬영된 피사체의 영상 신호를 센서(120)로 반사시켜 안내하기 위한 것으로, 양면에는 영상 신호를 센서로 반사시키기 위한 반사판이 형성된다.

이러한 회전 미러(130)는 관통공(102)과 안내공(104)에 대해 45°로 경사지게 설치되고, 정방향 또는 역방향으로 90°씩 회전 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다. 그러나, 회전 미러(130)의 회전 각도는 270°씩 회전 가능하도록 구성할 수도 있다.

그리고, 회전 미러(130)의 회전 각도는 별도의 스토퍼나 센서를 통해 정해지도록 구성할 수도 있으며, 별도의 제어부를 통해 전기적으로 회전 각도를 설정하도록 구성할 수도 있다.

여기에서, 회전수단은 케이스의 일측에 마련된 구동모터(140)를 포함하여 이루어진다.

즉, 회전 미러(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 구동모터(140)의 모터축(140a)에 직접 연결되어 선택적으로 정방향 또는 역방향 회전이 가능하게 구성할 수도 있고, 도시되어 있지는 않지만 구동모터(140)의 회전력을 전달받아 작동하는 별도의 감속기어체의 출력축에 연결되어 정방향 또는 역방향으로 감속 회전 가능하게 구성할 수도 있다.

이제, 이와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 촬영 대상의 위치에 따라 회전 미러(130)를 90°회전시켜 양 방향 촬영이 가능하게 된다.

즉, 촬영 대상이 외측(즉, 사용자의 반대쪽)에 위치하게 되면, 도 5a에 도시된 바와 같이 회전 미러(130)를 제 1렌즈와 센서(120)를 향하도록 45°로 경사지게 위치시킨 후, 휴대폰의 디스플레이 창을 보면서 피사체를 촬영하면 된다.

그러면, 촬영된 영상 신호는 화살표로 도시된 바와 같이 회전 미러(130)를 통해 반사되어 센서(120)로 송신되고, 센서(120)에서는 이 신호를 전환시켜 화상으로 출력시키게 된다.

한편, 촬영 대상이 내측(즉, 사용자측)에 위치하게 되면, 도 5b에 도시된 바와 같이 회전수단을 통해 회전 미러(130)를 90°회전시켜 제 2렌즈와 센서(120)를 향하도록 45°로 경사지게 위치시킨 후, 피사체를 촬영하면 된다.

그러면, 상술한 바와 같이 촬영된 영상 신호는 화살표로 도시된 바와 같이 회전 미러(130)를 통해 반사되어 센서(120)로 송신되고, 센서(120)에서는 이 신호를 전환시켜 화상으로 출력시키게 된다.

이와 같이, 본 발명은 촬영 대상의 위치에 따라 회전 미러(130)만 선택적으로 회전시키면 되기 때문에 촬영 방향이 매우 용이하게 변경되는 장점이 있을 뿐만 아니라 종래의 휴대폰용 카메라 모듈에 비해 제품의 신뢰도가 향상된다.

특히, 회전 미러(130)를 회전시키는 축이 외부로 노출되어 있지 않기 때문에 외부에서 충격이 가해지더라도 회전축이 쉽게 파손되지 않게 되며, 이에 더해서 회전축으로 먼지나 이물질 등이 침투하는 것이 근절되기 때문에 오랜 기간 사용하더라도 원활한 작동이 이루어지게 된다.

또한, 센서(120)의 위치가 변경되지 않기 때문에 종래와 같이 센서(120)와 휴대폰의 인쇄회로기판을 전기적으로 연결하는 가요성 인쇄회로기판이 뒤틀리는 현상으로 인해 회로선이 끊어지는 경우가 발생되지 않으며, 따라서 가요성 인쇄회로기판의 신뢰성이 향상된다.

또한, 본 발명은 카메라 모듈 전체가 회전하면서 촬영 위치가 변경되는 것이 아니라 회전 미러(130)의 위치만 90°로 회전시키면 촬영 위치가 변경되기 때문에 모터(140)에 가해지는 부하를 최소로 줄일 수 있으며, 따라서 소비 전력이 개선되고 소음이 절감된다.

뿐만 아니라, 본 발명은 상대적으로 촬영 위치 변경이 매우 신속하게 이루어지기 때문에 촬영 시간을 단축할 수 있게 된다.

참고로, 이와 같이 구성 및 작동되는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈은 폴더형 휴대폰뿐만 아니라 바형이나 플립형 등 모든 종류의 휴대폰에 적용할 수있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 모듈은 내부에 설치된 회전 미러의 회전 방향에 따라 양 방향 촬영이 가능하도록 조정되기 때문에 피사체의 위치에 따라 촬영 방향을 매우 용이하고 신속하게 변경시킬 수 있으며, 회전 미러의 회전축과 가요성 인쇄회로기판의 신뢰성이 향상되기 때문에 제품 경쟁력 및 소비자 만족도가 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims

양방향으로 관통 형성된 관통공과, 피사체의 영상 신호를 안내하는 안내공이 서로 직교하도록 연통 형성된 케이스;

상기 관통공의 양단에 구비된 렌즈;

상기 안내공의 일단부에 구비되어 피사체의 영상 신호를 화상으로 전환시키는 센서; 및

상기 관통공과 안내공이 연통되는 부분에 회전가능하게 설치되고, 양면에 반사판이 형성되어 양방향에서 각각 촬영된 피사체의 영상 신호를 상기 센서로 반사시켜 안내하는 회전 미러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 회전 미러는 관통공과 연통공에 대해 45°로 경사지게 설치되고, 선택적으로 정방향 또는 역방향으로 90°씩 회전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 회전 미러는 관통공과 연통공에 대해 45°로 경사지게 설치되고, 선택적으로 정방향 또는 역방향으로 270°씩 회전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전 미러는 케이스의 일측에 마련된 구동모터의 모터축에 연결되어 선택적으로 정회전 또는 역회전되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전 미러는 케이스의 일측에 마련된 구동모터의 회전력을 감속 출력하는 기어부에 연결되어 선택적으로 정회전 또는 역회전되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 케이스의 관통공과 안내공은 T자 형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 케이스의 관통공과 안내공은 서로 동일한 직경를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 모듈.