KR100466507B1 - 정보통신기기용 소형 카메라장치 - Google Patents

정보통신기기용 소형 카메라장치 Download PDF

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KR100466507B1
KR100466507B1 KR1020040036913A KR20040036913A KR100466507B1 KR 100466507 B1 KR100466507 B1 KR 100466507B1 KR 1020040036913 A KR1020040036913 A KR 1020040036913A KR 20040036913 A KR20040036913 A KR 20040036913A KR 100466507 B1 KR100466507 B1 KR 100466507B1
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Abstract

정보통신기기용 소형 카메라장치가 개시된다. 개시된 카메라장치는, 베이스와, 베이스에 고정되어 피사체의 영상을 촬상하는 이미지센서와, 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 이미지센서에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체와, 렌즈들을 이미지센서와 광축이 정열된 상태로 고정하기 위한 렌즈홀더와, 렌즈홀더에 권선되어 고정된 코일과, 일단부는 베이스에 고정되고 타단부는 코일에 접속되는 한편 코일을 초기 위치로 복원시키기 위한 소정의 탄성력을 발생시키는 판스프링과, 베이스에 고정되어 자속을 코일에 가하여 코일에 전원이 인가될 때 광축방향으로 구동시키는 전자력을 발생시키기 위한 마그네트와, 판스프링을 통해 코일에 전원을 인가하기 위한 제어부를 갖는다. 이러한 소형 카메라장치는, 마그네트와 코일을 동력원으로 하여 렌즈홀더의 포커싱을 조정함으로써, 카메라장치의 크기를 소형화시킬 수 있다.

Description

정보통신기기용 소형 카메라장치{SMALL CAMERA DEVICE FOR COMMUNICATION MACHINE}
본 발명은 정보통신기기용 소형 카메라장치에 관한 것으로, 특히 카메라의 가동렌즈군을 구동시키는 구동부를 마그네트와 코일간에 발생하는 전자력을 이용하는 방식을 적용하여 구성함으로써, 카메라장치의 크기를 소형화시키면서도 신속하고 정밀한 오토포커싱이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
최근에는 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등 정보통신기기에 카메라장치를 설치하여 화상통신을 가능하게 하고 있다.
그런데 이러한 정보통신기기들은 소형이므로 이에 설치되는 카메라장치 또한 소형화되어야 한다. 이러한 소형화에 따른 설계 제약 때문에 종래에 알려진 정보통신기기용 소형 카메라장치들은 구성이 간단한 고정렌즈 방식을 채택하게 되었다.
이러한 카메라장치로서, 종래의 한 예를 도 1에 도시한다.
이 카메라장치는, 렌즈조립체(10)와 이미지센서(30)로 이루어지고, 렌즈조립체(10)는 이미지센서(30)의 상방에 특정한 간격을 두고 고정 설치된다. 즉, 이 카메라장치는 고정배율 및 고정초점 촬영만이 가능한 것이다.
이미지센서(30)는 렌즈조립체(10)를 통과한 피사체의 영상을 전기신호로 변환하여 플렉시블 피씨비(40)를 통하여 카메라장치가 설치되는 정보통신기기의 제어부에 전달하고 있다.
그런데 이러한 카메라장치로 다른 거리에 있는 피사체를 각각 촬영할 경우 초점이 맞지 않아서 촬영된 영상이 흐릿하게 보이게 된다. 이것을 해소하기 위해서는 렌즈조립체(10)의 포커싱을 조절하여 화상을 선명하게 해야 한다.
그러나, 종래의 카메라장치는 소형화시키기 위한 설계 제약 때문에 렌즈조립체(10)와 이미지센서(30) 간의 간격을 고정한 방식으로 되어 있어서, 포커싱 조정이 불가능하므로 촬영된 영상의 선명도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 카메라의 가동렌즈군을 구동시키는 구동부를 마그네트와 코일간에 발생하는 전자력을 이용하는 방식을 적용하여 구성함으로써, 카메라장치의 크기를 소형화시키면서도 신속하고 정밀한 오토포커싱이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
도 1은 종래 정보통신기기용 카메라장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예인 카메라장치의 분해 사시도,
도 3은 도 2의 결합상태 단면도,
도 4는 도 2의 결합상태 사시도,
도 5는 도 3의 사용상태 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100: 베이스 102: 결합공
104: 요홈 106: 걸림부
110: 이미지센서 112: 필터
120: 렌즈조립체 130: 렌즈홀더
140: 코일 150: 마그네트
160: 요크 170: 판스프링
172: 돌출부 174: 접속부
176: 탄성부 180: 제 1가이드축
190: 축홀더 192: 제 1축공
200: 레버 202: 제 2축공
204: 경사면 210: 제 2가이드축
220: 승강돌출부 230: 커버
232: 광통과공 234: 돌기
236: 걸이부 238: 가이드공
240: 관통공 242: 절개부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
베이스; 상기 베이스에 고정되어 피사체의 영상을 촬상하는 이미지센서; 상기 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 상기 이미지센서에 전달하기위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체; 상기 렌즈들을 상기 이미지센서와 광축이 정열된 상태로 고정하기 위한 렌즈홀더; 상기 렌즈홀더에 권선되어 고정된 코일; 일단부는 상기 베이스에 고정되고, 타단부는 상기 코일에 접속되는 한편, 상기 코일을 초기 위치로 복원시키기 위한 소정의 탄성력을 발생시키는 판스프링; 상기 베이스에 고정되어 자속을 상기 코일에 가하여, 상기 코일에 전원이 인가될 때 광축방향으로 구동시키는 전자력을 발생시키기 위한 마그네트; 및 상기 판스프링을 통해 상기 코일에 전원을 인가하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 정보통신기기용 소형 카메라장치를 제공한다.
상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 베이스에 설치되어 상기 렌즈홀더의 적정한 초기 위치를 잡아주기 위한 초기위치 설정수단을 더 포함하여 이루어진다.
상기 초기위치 설정수단은,
상기 베이스에 광축 방향으로 고정된 제 2가이드축; 상기 제 2가이드축에 회전 가능하게 결합되는 제 2축공이 형성되고, 상면에는 경사면이 형성된 레버; 및 상기 렌즈홀더에 형성되고, 상기 경사면에 접촉하여 상기 레버의 회전에 의해 승강되는 승강돌출부를 포함하여 이루어진다.
상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 이동하도록 가이드하기 위한 가이드수단을 더 포함하여 이루어진다.
상기 가이드수단은,
상기 베이스에 광축방향으로 고정된 제 1가이드축; 및 상기 렌즈홀더에 형성되고, 상기 가이드축에 광축 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 가이드공을 갖는 축홀더를 포함하여 이루어진다.
상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 마그네트의 자속을 상기 코일로 유도하기 위한 자기 순환용 요크가 설치된다.
상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 렌즈홀더와 상기 마그네트와 상기 코일과 상기 마그네트를 외부에서 보호하며, 상기 렌즈조립체로 빛을 통과시키는 광통과공이 형성된 커버가 상기 베이스에 결합된다.
상기 이미지센서에는 상기 렌즈조립체를 통과한 피사체의 영상에서 적외선을 차단하기 위한 필터가 구비된다.
이하에서는 본 발명에 따른 정보통신기기용 카메라장치의 바람직한 실시예를첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 카메라장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합상태 단면도이며, 도 4는 도 2의 결합상태 사시도이다.
이 도면에 도시된 카메라장치는, 베이스(100); 베이스(100)에 고정되어 피사체의 영상을 촬상하는 이미지센서(110); 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 이미지센서(110)에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체(120); 렌즈들을 이미지센서(110)와 광축이 정열된 상태로 고정하기 위한 렌즈홀더(130); 렌즈홀더(130)에 권선되어 고정된 코일(140); 일단부는 베이스(100)에 고정되고, 타단부는 코일(140)에 접속되는 한편, 코일(140)을 초기 위치로 복원시키기 위한 소정의 탄성력을 발생시키는 판스프링(170); 베이스(100)에 고정되어 자속을 코일(140)에 가하여, 코일(140)에 전원이 인가될 때 광축방향으로 구동시키는 전자력을 발생시키기 위한 마그네트(150); 및 판스프링(170)을 통해 코일(140)에 전원을 인가하기 위한 제어부를 포함하여 이루어진다.
그리고 베이스(100)에는 렌즈홀더(130)의 적정한 초기 위치를 잡아주기 위한 초기위치 설정수단이 설치된다.
이러한 초기위치 설정수단은, 베이스(100)에 광축 방향으로 고정된 제 2가이드축(210); 제 2가이드축(210)에 회전 가능하게 결합되는 제 2축공(202)이 형성되고, 상면에는 경사면(204)이 형성된 레버(200); 및 렌즈홀더(130)에 형성되고, 경사면(204)에 접촉하여 레버(200)의 회전에 의해 승강되는 승강돌출부(220)로 이루어진다.
또한, 본 실시예의 소형 카메라장치에는, 렌즈홀더(130)를 광축방향으로 이동하도록 가이드하기 위한 가이드수단이 구비된다.
이러한 가이드수단은, 베이스(100)에 광축방향으로 고정된 제 1가이드축(180); 및 렌즈홀더(130)에 형성되고, 가이드축에 광축 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 가이드공(238)을 갖는 축홀더(190)로 이루어진다. 베이스(100)에는 제 1가이드축(180)을 결합시키기 위한 결합공(102)이 형성된다.
마그네트(150)에는 마그네트(150)의 자속을 코일(140)로 유도하기 위한 자기 순환용 요크(160)가 설치된다.
한편, 렌즈홀더(130)와 마그네트(150)와 코일(140)과 마그네트(150)를 외부에서 보호하며, 렌즈조립체(120)로 빛을 통과시키는 광통과공(232)이 형성된 커버(230)가 베이스(100)에 결합된다. 커버(230)의 저면에는 다수의 돌기(234)와 걸이부(236)가 형성되고, 베이스(100)의 상면에는 돌기(234)가 결합되는 요홈(104)과 걸이부(236)가 걸리는 걸림부(106)가 형성된다. 그리고 커버(230)에는 판스프링(170)과 결합시키기 위한 다수의 관통공(240)과 판스프링(170)을 외부로 배출시키기 위한 절개부(242)가 형성된다. 또한 커버(230)에는 제 1가이드축(180)의 상단부를 가이드하기 위한 가이드공(238)이 형성된다.
판스프링(170)에는 커버(230)의 관통공(240)에 일부가 결합되기 위한 돌출부(172)와, 코일(140)에 접속하기 위한 접속부(174)와, 렌즈홀더(130)를 탄성적으로 눌러서 초기 위치로 복원시키기 위한 탄성부(176)가 형성된다.
판스프링(170)을 커버(230)에 결합할 때에는, 돌출부(172)를 커버(230)의 관통공(240)에 일부 삽입시킨 다음, 커버(230)의 외부로부터 관통공(240)으로 접착제를 주입시킴으로써, 판스프링(170)을 커버(230)에 고정한다.
이미지센서(110)에는 렌즈조립체(120)를 통과한 피사체의 영상에서 적외선을 차단하기 위한 필터(112)가 구비된다.
한편, 이미지센서(110)와 코일(140)을 제어하는 제어부는 정보통신기기의 본체내에 내장하고, 와이어나 플렉시블 피씨비를 통하여 이미지센서(110)와 코일(140)에 접속한다. 그리고 정보통신기기의 키패드에는 이미지센서(110)를 구동시키는 촬영 버튼을 구비한다.
이와 같이 본 실시예의 카메라장치는, 이미지센서(110)를 동작시키기 위한 촬영 버튼이 눌러지면, 제어부는 코일(140)에 전원을 인가하여 렌즈홀더(130)을 구동시킴으로써, 렌즈조립체(120)를 통과하여 이미지센서(110)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱 작업을 수행한다.
본 실시예의 카메라장치는, 복잡한 기어장치를 사용하여 포커싱을 실행하는 대형의 카메라장치와 달리, 마그네트(150)와 코일(140)간에 발생하는 전자력으로 렌즈홀더(130)를 구동시킨다. 따라서 본 실시예의 카메라장치의 크기를 소형화하는 것이 가능해져서 휴대폰 등의 소형 정보통신기기에 적용하는 것이 가능해진다.
이러한 카메라장치를 휴대폰에 적용할 경우, 카메라장치를 본체나 폴더의 어느 곳이나 설치하는 것이 가능하고, 폴더를 본체로부터 회전시키기 위한 힌지통체내에 설치하는 것도 가능하다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 카메라장치의 작용을 설명한다.
도 2는 본 실시예인 카메라장치의 동작전의 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5는 동작후의 상태를 나타낸 단면도이다.
렌즈홀더(130)를 적정한 높이로 세팅시키기 위하여, 레버(200)를 회전시킨다. 레버(200)가 회전함에 따라 레버(200)의 경사면(204)이 렌즈홀더(130)에 고정된 승강돌출부(220)를 상승 또는 하강시킴으로써 렌즈홀더(130)의 높이가 조절된다. 렌즈홀더(130)의 높이가 적정하게 조절되면 레버(200)를 접착제로 고정한다.
그리고 도 3과 같이, 평상시의 판스프링(170)은 소정의 탄성력으로 렌즈홀더(130)를 눌러서 초기위치에 고정시킨다.
이때 정보통신기기에 설치된 키패드를 통하여 촬영 버튼을 누르면, 제어부는 먼저 판스프링(170)을 통해 코일(140)에 전원을 인가하여 렌즈홀더(130)를 구동시킴으로써, 렌즈조립체(120)를 통과하여 이미지센서(110)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱 작업을 수행한다.
코일(140)에 전원이 인가되면, 마그네트(150)로부터 발생되어 요크(160)로 이동한 자속의 영향으로 코일(140)이 광축 방향으로 구동하는 전자력이 발생된다. 이러한 전자력에 의해 렌즈홀더(130)는 판스프링(170)의 탄성력을 극복하고 부상하여 자유롭게 진동할 수 있는 상태가 된다.
이어서 제어부는 코일(140)에 인가하는 전류의 방향을 미세하게 조정하여 렌즈홀더(130)를 미세하게 상승시키거나 하강시켜 렌즈조립체(120)를 통과하여 이미지센서(110)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 한다.
렌즈조립체(120)의 전방에 위치하는 피사체의 영상은 렌즈조립체(120)를 통과하여 필터(112)에서 적외선이 제거되고, 이미지센서(110)에서 전기적인 시그널로 변환되어 플렉시블 피씨비를 통하여 본체내의 제어부로 전송된다.
한편, 제 1가이드축(180)은 렌즈홀더(130)에 형성된 축홀더(190)의 제 1축공(192)에 결합되어 렌즈홀더(130)가 정확히 광축 방향으로 구동할 수 있도록 가이드한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 카메라장치의 구동부를 마그네트와 코일을 이용하여 가동렌즈군을 이동시키는 방식으로 함으로써, 카메라장치의 구성의 간소화와 크기의 소형화를 달성할 수 있다. 따라서 소형의 사이즈를 요하는 휴대폰과 같은 정보통신기기에 화질이 우수한 줌기능을 가진 카메라장치를 공급할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 고정되어 피사체의 영상을 촬상하는 이미지센서;
    상기 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 상기 이미지센서에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체;
    상기 렌즈들을 상기 이미지센서와 광축이 정열된 상태로 고정하기 위한 렌즈홀더;
    상기 렌즈홀더에 권선되어 고정된 코일;
    일단부는 상기 베이스에 고정되고, 타단부는 상기 코일에 접속되는 한편, 상기 코일을 초기 위치로 복원시키기 위한 소정의 탄성력을 발생시키는 판스프링;
    상기 베이스에 고정되어 자속을 상기 코일에 가하여, 상기 코일에 전원이 인가될 때 광축방향으로 구동시키는 전자력을 발생시키기 위한 마그네트; 및
    상기 판스프링을 통해 상기 코일에 전원을 인가하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는,
    상기 베이스에 설치되어 상기 렌즈홀더의 적정한 초기 위치를 잡아주기 위한 초기위치 설정수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 초기위치 설정수단은,
    상기 베이스에 광축 방향으로 고정된 제 2가이드축;
    상기 제 2가이드축에 회전 가능하게 결합되는 제 2축공이 형성되고, 상면에는 경사면이 형성된 레버; 및
    상기 렌즈홀더에 형성되고, 상기 경사면에 접촉하여 상기 레버의 회전에 의해 승강되는 승강돌출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 렌즈홀더를 광축방향으로 이동하도록 가이드하기 위한 가이드수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드수단은, 상기 베이스에 광축방향으로 고정된 제 1가이드축; 및
    상기 렌즈홀더에 형성되고, 상기 가이드축에 광축 방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 가이드공을 갖는 축홀더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 마그네트의 자속을 상기 코일로 유도하기 위한 자기 순환용 요크가 설치된 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 렌즈홀더와 상기 마그네트와 상기 코일과 상기 마그네트를 외부에서 보호하며, 상기 렌즈조립체로 빛을 통과시키는 광통과공이 형성된 커버가 상기 베이스에 결합된 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 이미지센서에는 상기 렌즈조립체를 통과한 피사체의 영상에서 적외선을 차단하기 위한 필터가 구비된 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
  9. 삭제
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WO2008053427A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Actuator assembly and opto-mechanical device comprising an actuator assembly
KR100960575B1 (ko) 2008-10-31 2010-06-03 주식회사 하이소닉 소형 카메라모듈

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