KR100499238B1 - 정보통신기기용 소형 카메라장치 - Google Patents

Abstract

정보통신기기용 소형 카메라장치가 개시된다. 개시된 카메라장치는, 베이스와, 베이스에 고정되며 피사체의 영상을 촬상하기 위한 이미지센서와, 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 이미지센서에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체와, 렌즈조립체를 고정하기 위한 렌즈홀더와, 렌즈홀더를 광축방향으로의 위치를 조정할 수 있도록 고정하기 위한 렌즈 스토퍼와, 렌즈 스토퍼를 베이스상에서 광축방향으로 유동 가능하게 지지하기 위한 서스펜션수단과, 렌즈홀더를 베이스상에서 광축방향으로 구동시키기 위한 구동부와, 이미지센서를 구동시켜 피사체의 영상을 촬영하며 구동부를 제어하여 렌즈군의 포커싱을 조정하기 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.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스;상기 베이스에 고정되며, 피사체의 영상을 촬상하기 위한 이미지센서;상기 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 상기 이미지센서에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체;상기 렌즈조립체를 고정하기 위한 렌즈홀더;상기 렌즈홀더를 광축방향으로의 위치를 조정할 수 있도록 고정하기 위한 렌즈 스토퍼;상기 렌즈 스토퍼를 상기 베이스상에서 상기 광축방향으로 유동 가능하게 지지하기 위한 서스펜션수단;상기 렌즈 스토퍼에 고정되고, 상기 광축 방향으로 자기장을 발생시키도록 권선되는 코일;상기 커버에 고정되고, 상기 코일에서 발생되는 자기장의 영역내에 놓여지며, 상기 광축 방향으로 극성이 분할된 마그네트;상기 마그네트에 고정되며, 상기 마그네트의 자속을 상기 코일의 자기장 영역내로 유도하기 위한 자성체 재질의 요크; 및상기 이미지센서를 구동시켜 피사체의 영상을 촬영하며, 상기 코일에 전원을 인가하여 상기 렌즈군의 포커싱을 조정하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 정보통신기기용 소형 카메라장치를 제공한다.

상기 렌즈홀더 및 상기 렌즈 스토퍼 중 일측에는 수나사부가 형성되고, 다른 일측에는 상기 수나사부가 상기 광축 방향으로 이동하도록 나사 결합되는 암나사부가 형성되며, 상기 렌즈홀더를 회전시킴으로써 상기 렌즈조립체의 초기 위치를 조정한다.

상기 렌즈홀더의 외주면에는 상기 렌즈 홀더를 회전시키기 위한 공구를 결합시키기 위한 2이상의 조정용 돌기가 형성된다.

상기 베이스에는 상기 렌즈홀더와 상기 렌즈 스토퍼와 상기 구동부를 외부에서 보호하기 위한 커버가 결합된다.

상기 서스펜션수단은, 상기 베이스 및 상기 커버에 지지되어 상기 렌즈 스토퍼에 상기 광축상의 양방향에서 탄성력을 가하여 균형을 유지하기 위한 다수의 탄성부재로 이루어진다.

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상기 제어부는, 상기 이미지센서로부터 전달되는 출력신호로부터 상기 렌즈조립체의 포커싱에러를 감지하고, 상기 코일을 제어하여 상기 렌즈홀더를 구동시킴으로써 상기 렌즈조립체를 통과하여 이미지센서에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱 보정 모드를 시행한다.

상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 렌즈 스토퍼를 광축방향으로 이동하도록 가이드하기 위한 가이드수단을 더 포함하여 이루어진다.

상기 가이드수단은, 상기 베이스에 광축방향으로 고정된 1이상의 가이드축; 및 상기 렌즈 스토퍼에 형성되고, 상기 가이드축에 광축방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 축공을 갖는 축홀더를 포함하여 이루어진다.

이하에서는 본 발명에 따른 정보통신기기용 카메라장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 카메라장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 카메라장치의 결합상태 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시한 카메라장치의 종단면도이다.

이 도면에 도시된 카메라장치는, 베이스(100); 베이스(100)에 고정되며, 피사체의 영상을 촬상하기 위한 이미지센서(110); 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 이미지센서(110)에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체(120); 렌즈조립체(120)를 고정하기 위한 렌즈홀더(130); 렌즈홀더(130)를 광축방향으로의 위치를 조정할 수 있도록 고정하기 위한 렌즈 스토퍼(140); 렌즈 스토퍼(140)를 베이스(100)상에서 광축방향으로 유동 가능하게 지지하기 위한 서스펜션수단; 렌즈홀더(130)를 베이스(100)상에서 광축방향으로 구동시키기 위한 구동부; 및 이미지센서(110)를 구동시켜 피사체의 영상을 촬영하며, 구동부를 제어하여 렌즈군의 포커싱을 조정하기 위한 제어부로 이루어진다.

렌즈홀더(130) 및 렌즈 스토퍼(140) 중 일측에는 수나사부(134)가 형성되고, 다른 일측에는 수나사부(134)가 광축 방향으로 이동하도록 나사 결합되는 암나사부(146)가 형성되며, 렌즈홀더(130)를 회전시킴으로써 렌즈조립체(120)의 초기 위치를 조정한다.

렌즈홀더(130)의 외주면에는 렌즈 홀더(130)를 회전시키기 위한 공구를 결합시키기 위한 2이상의 조정용 돌기(132)가 형성된다.

베이스(100)에는 렌즈홀더(130)와 렌즈 스토퍼(140)와 구동부를 외부에서 보호하기 위한 커버(180)가 결합된다. 커버(180)에는 렌즈 조립체(120)로 빛을 통과시키기 위한 광통과공(182)이 형성된다.

렌즈 홀더(130)의 초기 위치를 조정할 때에는, 커버(180)의 광통과공(182)으로 공구를 통과시켜 조정용 돌기(132)에 결합시킨 후 회전시키면, 렌즈홀더(130)의 광축방향으로의 높이가 조정된다.

서스펜션수단은, 베이스(100) 및 커버(180)에 지지되어 렌즈 스토퍼(140)에 광축상의 양방향에서 탄성력을 가하여 균형을 유지하기 위한 4개의 압축스프링(170)으로 이루어진다.

구동부는, 렌즈 스토퍼(140)에 고정되고, 광축 방향으로 자기장을 발생시키도록 권선되며, 제어부로부터 전원을 공급받는 코일(150); 및 커버(180)에 고정되고, 코일(150)에서 발생되는 자기장의 영역내에 놓여지며, 광축 방향으로 극성이 분할된 마그네트(160)로 이루어진다.

이러한 구동부는, 마그네트(160)의 자속이 코일(150)에 효율적으로 전달되도록 하기 위한 자성체 재질의 요크(162)를 갖는다. 요크(162)는 마그네트(160)와 함께 커버(180)에 고정된다.

제어부는, 이미지센서(110)로부터 전달되는 출력신호로부터 렌즈조립체(120)의 포커싱에러를 감지하고, 구동부를 제어하여 렌즈홀더(130)를 구동시킴으로써 렌즈조립체(120)를 통과하여 이미지센서(110)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱 보정 모드를 시행한다.

본 실시예의 카메라장치는, 렌즈 스토퍼(140)를 광축방향으로 이동하도록 가이드하기 위한 가이드수단을 갖는다.

이러한 가이드수단은, 베이스(100)에 광축방향으로 고정된 2개의 가이드축(102); 및 렌즈 스토퍼(140)에 형성되고, 가이드축(102)에 광축방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 축공(144)을 갖는 축홀더(142)로 이루어진다. 2개의 가이드축(102)의 상하에는 압축스프링(170)이 각각 끼워져 가이드된다.

한편, 이미지센서(110)와 코일(150)을 제어하는 제어부는 정보통신기기의 본체내에 내장하고, 와이어나 플렉시블 피씨비(112)를 통하여 이미지센서(110)와 코일(150)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(150)에 전원을 인가하여 렌즈 스토퍼(140)를 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(160)와 코일(150)간에 발생하는 자기 반발력으로 렌즈 스토퍼(140)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 4는 본 실시예인 카메라장치의 동작전의 상태를 나타낸 종단면도이고, 도 5는 동작후의 상태를 나타낸 종단면도이다.

평상시의 압축스프링(170)은 소정의 탄성력으로 렌즈 스토퍼(140)를 광축선상의 상하방향에서 각각 가압하여 렌즈 스토퍼(140)를 광축방향으로 유동할 수 있는 상태로 부상시킨다.

이때 정보통신기기에 설치된 키패드를 통하여 촬영 버튼을 누르면, 제어부는 먼저 이미지센서(110)를 구동시킨다.

렌즈조립체(120)의 전방에 위치하는 피사체의 상은 렌즈조립체(120)를 통과하여 이미지센서(110)에서 전기적인 시그널로 변환되어 플렉시블 피씨비(112)를 통하여 본체내의 제어부로 전송된다.

제어부에서 이미지센서(110)로부터 전달되는 영상신호를 분석한 결과 피사체의 영상이 흐릿하면, 렌즈조립체(120)에 포커싱 에러가 발생한 것으로 판단하고, 렌즈 스토퍼(140)를 구동시키기 위한 전원을 코일(150)에 인가한다.

코일(150)에 전원이 인가되면 코일(150)에 자기장이 발생하여 마그네트(160)로부터 요크(162)를 통하여 전달된 자속과의 반발력이나 인력에 의해 광축방향으로 구동력하는 힘이 발생한다. 이 구동력에 의해 코일(150)이 부착된 렌즈 스토퍼(140)가 광축방향으로 구동하게 된다.

이 과정에서 요크(162)는 마그네트(160)의 자속을 코일(150)의 근방으로 유인하여 효율적인 구동력이 발생되도록 한다.

이러한 구동력에 의해 렌즈 스토퍼(140)는 압축스프링(170)의 탄성력을 극복하고 광축방향으로 구동한다. 제어부는 전류의 방향을 변환시킴으로써, 렌즈 스토퍼(140)를 광축선상에서 상승시키거나 하강시켜 이미지센서(110)에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 한다.

한편, 가이드축(102)은 렌즈홀더(130)에 형성된 축홀더(142)의 축공(144)에 삽입되어 렌즈홀더(130)가 정확히 광축방향으로 구동할 수 있도록 가이드 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 카메라장치의 구동부를 마그네트와 코일을 이용하여 렌즈조립체를 구동시키는 방식으로 함으로써, 카메라장치의 구성의 간소화와 크기의 소형화를 달성할 수 있다. 따라서 소형의 사이즈를 요하는 휴대폰과 같은 정보통신기기에 화질이 우수한 포커싱 기능을 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.

도 1은 종래 정보통신기기용 카메라장치의 사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예인 카메라장치의 분해 사시도,

도 3은 도 2에 도시한 카메라장치의 결합상태 사시도,

도 4는 도 에 도시한 카메라장치의 종단면도,

도 5는 도 4에 도시한 카메라장치의 사용상태 종단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 베이스 102: 가이드축

110: 이미지센서 112: 플렉시블 피씨비

120: 렌즈조립체 130: 렌즈홀더

132: 조정용 돌기 134: 수나사부

140: 렌즈 스토퍼 142: 축홀더

144: 축공 146: 암나사부

150: 코일 160: 마그네트

162: 요크 170: 압축스프링

180: 커버 182: 광통과공

Claims (11)

1. 베이스;

   상기 베이스에 고정되며, 피사체의 영상을 촬상하기 위한 이미지센서;

   상기 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시켜 상기 이미지센서에 전달하기 위한 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈조립체;

   상기 렌즈조립체를 고정하기 위한 렌즈홀더;

   상기 렌즈홀더를 광축방향으로의 위치를 조정할 수 있도록 고정하기 위한 렌즈 스토퍼;

   상기 렌즈 스토퍼를 상기 베이스상에서 상기 광축방향으로 유동 가능하게 지지하기 위한 서스펜션수단;

   상기 렌즈 스토퍼에 고정되고, 상기 광축 방향으로 자기장을 발생시키도록 권선되는 코일;

   상기 커버에 고정되고, 상기 코일에서 발생되는 자기장의 영역내에 놓여지며, 상기 광축 방향으로 극성이 분할된 마그네트;

   상기 마그네트에 고정되며, 상기 마그네트의 자속을 상기 코일의 자기장 영역내로 유도하기 위한 자성체 재질의 요크; 및

   상기 이미지센서를 구동시켜 피사체의 영상을 촬영하며, 상기 코일에 전원을 인가하여 상기 렌즈군의 포커싱을 조정하기 위한 제어부를 포함하여 이루어지는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 렌즈홀더 및 상기 렌즈 스토퍼 중 일측에는 수나사부가 형성되고, 다른 일측에는 상기 수나사부가 상기 광축 방향으로 이동하도록 나사 결합되는 암나사부가 형성되며, 상기 렌즈홀더를 회전시킴으로써 상기 렌즈조립체의 초기 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 렌즈홀더의 외주면에는 상기 렌즈 홀더를 회전시키기 위한 공구를 결합시키기 위한 2이상의 조정용 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스에는 상기 렌즈홀더와 상기 렌즈 스토퍼와 상기 구동부를 외부에서 보호하기 위한 커버가 결합된 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 서스펜션수단은, 상기 베이스 및 상기 커버에 지지되어 상기 렌즈 스토퍼에 상기 광축상의 양방향에서 탄성력을 가하여 균형을 유지하기 위한 다수의 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는, 상기 이미지센서로부터 전달되는 출력신호로부터 상기 렌즈조립체의 포커싱에러를 감지하고, 상기 코일을 제어하여 상기 렌즈홀더를 구동시킴으로써 상기 렌즈조립체를 통과하여 이미지센서에 촬상되는 피사체의 영상을 선명하게 하는 포커싱 보정 모드를 시행하는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 정보통신기기용 소형 카메라장치는, 상기 렌즈 스토퍼를 광축방향으로 이동하도록 가이드하기 위한 가이드수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 가이드수단은,

   상기 베이스에 광축방향으로 고정된 1이상의 가이드축; 및

   상기 렌즈 스토퍼에 형성되고, 상기 가이드축에 광축방향으로 슬라이드 가능하게 결합되는 축공을 갖는 축홀더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
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