KR100691279B1 - 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터 - Google Patents

카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터 Download PDF

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KR100691279B1
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Abstract

카메라폰의 카메라모듈에 구비되는 조리개 일체형 셔터를 제공한다.
본 발명은 이미지 센서와 적어도 하나의 렌즈를 갖는 카메라모듈에 구비되는 셔터에 있어서, 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과하는 광축에 배치되어 전압인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 내부 광량 조절부 ; 상기 내부 광량 조절부가 몸체 중앙에 일체로 배치되고, 외주연에 몰딩부가 형성되며, 상기 내부 광량 조절부와 중심과 일치되어 전압인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 적어도 하나의 외부 광량 조절부 ; 및 상기 내,외부 광량 조절부의 광량을 조절하여 상기 광로를 개폐하도록 상기 내,외부 광량 조절부에 전압을 선택적으로 인가하는 내,외부 전압인가부 ; 를 포함하고, 상기 내,외부 광량 조절부는 이온 전도체층의 전,후면에 작용, 대향 전극층이 각각 면접되도록 다층으로 적층하여 전압인가 유무에 따라 산화,환원반응에 의해 가역적으로 불투명하게 착색되거나 투명하게 탈색되는 전기착색 다층박막과, 상기 내,외부 전압인가부의 음,양극과 각각 전기적으로 연결되어 상기 전기착색 다층박막의 전,후면에 각각 면접되도록 적층되는 투명 음,양전극층 및 상기 투명 음,양전극층의 외부면에 각각 면접되도록 적층되는 보호층으로 구성된다.
본 발명에 의하면, 광로를 온/오프하여 차단하는 셔터기능과 광량을 조절하는 조리개기능을 추가하여 카메라폰의 화소수증가에 맞추어 우수한 품질의 화상을 얻을 수 있고, 셔터와 조리개를 기계적인 고장의 염려없이 전기적으로 간편하게 조작할 수 있는 효과가 얻어진다.
카메라폰, 카메라모듈, 조리개, 셔터, 전기착색다층박막, 고분자분산액정

Description

카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터 {a shutter integrated with iris in camera module of camera-phone}
도 1은 본 발명에 따른 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터의 사시도이다.
(a)는 원형타입 조리개 일체형 셔터이고,
(b)는 사각형타입 조리개 일체형 셔터이다.
도 3은 본 발명에 따른 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터의 제 1실시예를 도시한 것으로써,
(a)는 전기착색 다층박막을 갖는 내,외부 광량 조절부의 단면 개략도이고,
(b)는 전기착색 다층박막을 갖는 내,외부 광량 조절부의 적층 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라폰용 카메라 모듈의 조리개 일체형 셔터의 제 2실시예를 도시한 것으로써,
(a)는 고분자 분산액정을 갖는 내,외부 광량 조절부의 적층 상태도이고,
(b)는 고분자 분산액정을 갖는 갖는 내,외부 광량 조절부의 작동 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 조리개 일체형 셔터가 카메라폰용 카메라모듈에 구비되는 것으로써,
a)는 내,외부 광량 조절부가 최선단 렌즈의 전단에 배치된 단면도이고,
b)는 내,외부 광량 조절부가 복수개의 렌즈 사이에 배치된 단면도이며,
c)는 내,외부 광량 조절부가 렌즈와 이미지 센서사이에 배치된 단면도이고,
d)는 내,외부 광량 조절부가 이미지 센서에 배치된 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
101a : 이온 전도체층 102a : 작용 전극층
103a : 대향 전극층 104a : 전기착색 다층박막
104b : 고분자 분산액정 105a,105b : 투명 음전극층
106a,106b : 투명 양전극층 107a,108a,107b,108b : 보호층
110 : 내부 광량 조절부 120 : 외부 광량 조절부
130: 내부 전압인가부 140 : 외부 전압인가부
131,141 : 전원 132,142 : 스위치부재
본 발명은 카메라폰의 카메라모듈에 구비되는 조리개 일체형 셔터에 관한 것으로, 광로를 온/오프하여 차단하는 셔터기능과 광량을 조절하는 조리개기능을 추 가하여 카메라폰의 화소수 증가에 맞추어 우수한 품질의 화상을 얻을 수 있고, 셔터와 조리개를 기계적인 고장의 염려없이 전기적으로 간편하게 조작할 수 있는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰은 전자부품의 고감도 소형화 및 경량화되어 크기가 점차적으로 소형화되고 있으며, 소비자의 다양한 욕구에 따라 휴대폰의 기능이 점차 다양해지고 있는데, 최근 휴대폰의 통화기능 이외에, 휴대폰으로 게임이나 인터넷 검색, 이메일(E-mail) 수신 및 발신, 대금결재 등 다양한 기능이 구비된 휴대폰이 일반화되고 있다.
이와 더불어 휴대폰에는 카메라모듈을 설치하여 휴대폰으로 사물의 동화상, 정지화상을 찍어 보관하고, 상대방에게 전송하는 카메라기능이 병합된 카메라폰이 상용화되고 있다.
또한, 이러한 카메라폰에는 단순히 사물을 찍는 기능에 머물지 않고, 찍고자 하는 사물의 촛점을 조절하는 포커스기능과, 먼곳에 있는 사물을 가깝게 보이게 하거나 가까운 사물을 멀리 보이게 하는 줌기능과 같은 부가기능이 추가되고 있는 실정이다.
한편, 카메라폰의 화소수가 증가함에 따라 일반적인 디지털 카메라와 마찬가지로 포커스, 줌기능과 더불어 광량을 조절하는 조리개를 셔터와 더불어 내장하기 위해 다양한 노력이 시도되고 있다.
광학기기에서 조리개와 셔터는 상호작용을 가지며, 중요한 역활을 수행하는데, 조리개는 카메라모듈에서 눈의 동공과 같은 작용하여 렌즈내로 입사되는 빛을 필요에 따라 조절하는 광량조절기능을 수행하거나 초점심도를 조절하는 기능을 수행하는 것이며, 셔터는 개폐동작을 통해 빛의 입사를 온/오프 조절하는 기능을 수행한다.
그러나, 부피가 상대적으로 큰 디지털 카메라와는 달리 카메라폰에는 공간적인 제약이 심하기 때문에, 렌즈를 이동시켜 촛점을 맞추는 포커스기능과 사물을 확대 축소시키는 줌기능을 수행하는 렌즈 이송기구와 더불어 렌즈를 통해 입사되는 빛을 온/오프하는 셔터와 광량을 조절하는 조리개를 제한된 공간내에 모두 내장하는 것이 곤란하고, 카메라폰을 소형으로 설계하는데 한계가 있었다.
이에 따라, 일본의 세이코, 캐논에서는 직경 3mm의 스텝모터를 개발하여 카메라모듈의 셔터기능을 수행하는 기계적인 셔터를 구현하였으나, 모터크기가 전체 카메라모듈에서 차지하게 되는 부피가 크고, 소비전력이 크기 때문에, 이를 채용하여 카메라모듈을 설계할 경우 그 구조적인 제약조건이 새로이 유발되고, 기계적인 고장이 빈번할 뿐만 아니라 전력소모가 많아지는 문제점이 있엇다.
또한, 화소수 증가에 맞추어 카레마폰의 화상품질을 향상시키는데 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 그 목적은 광로를 개폐하는 셔터와 광량을 조절하는 조리개를 일체화하여 카메라폰의 기능을 다양화하고, 화소수증가에 맞추어 화상품질을 향상시킬 수 있는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터를 제공하고자 한다.
본 발명의 또다른 목적은 일체화된 셔터와 조리개의 조작을 기계적인 고장의 염려없이 전기적으로 간편하게 수행하고, 전력소비가 적고, 부피를 소형화할 수 있는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,
이미지 센서와 적어도 하나의 렌즈를 갖는 카메라모듈에 구비되는 셔터에 있어서, 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과하는 광축에 배치되어 전압인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 내부 광량 조절부 ; 상기 내부 광량 조절부가 몸체 중앙에 일체로 배치되고, 외주연에 몰딩부가 형성되며, 상기 내부 광량 조절부와 중심과 일치되어 전압 인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 적어도 하나의 외부 광량 조절부 ; 및 상기 내,외부 광량 조절부의 광량을 조절하여 상기 광로를 개폐하도록 상기 내,외부 광량 조절부에 전압을 선택적으로 인가하는 내,외부 전압인가부 ; 를 포함하고, 상기 내,외부 광량 조절부는 이온 전도체층의 전,후면에 작용, 대향 전극층이 각각 면접되도록 다층으로 적층하여 전압인가 유무에 따라 산화,환원반응에 의해 가역적으로 불투명하게 착색되거나 투명하게 탈색되는 전기착색 다층박막과, 상기 내,외부 전압인가부의 음,양극과 각각 전기적으로 연결되어 상기 전기착색 다층박막의 전,후면에 각각 면접되도록 적층되는 투명 음,양전극층 및 상기 투명 음,양전극층의 외부면에 각각 면접되도록 적층되는 보호층으로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라 모듈의 조리개 일체형 셔터를 제공한다.
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바람직하게, 상기 이온 전도체층은 LiClO4,KOH 중 어느 하나로 구성되어 전압인가시 상기 대향 전극층에서 방출되는 양이온이 통과되는 매개물이다.
보다 바람직하게, 상기 이온 전도체층은 액체로 구성되며, 액체로 형성되는 이온 전도체층의 테두리는 실링재로서 밀봉된다.
보다 바람직하게, 상기 이온 전도체층은 고체로 구성된다.
바람직하게, 상기 작용 전극층은 전이금속 산화물을 기본으로 하는 무기 산화물, 비올로겐(viologen)을 이용한 유기물, 고분자 중 어느 하나의 물질로 구성된다.
보다 바람직하게, 상기 작용 전극층은 전압인가시 상기 투명 음전극층으로부터 방출된 음이온의 주입이 양호하도록 WO3,MoO3,NiO, IrO2 중 어느 하나로 이루어진다.
바람직하게, 상기 대향 전극층은 전이금속 산화물을 기본으로 하는 무기 산화물, 비올로겐(viologen)을 이용한 유기물, 고분자중 어느 하나의 물질로 구성된다.
보다 바람직하게, 상기 대향전극층은 전압인가시 양이온인 양자의 방출이 용이하도록 V2O5,Nb2O5,In2O5 중 어느 하나로 구성된다.
바람직하게, 상기 전기착색 다층박막의 착색농도는 외부에서 주입되는 전자와 양이온의 수에 의해서 결정된다.
바람직하게, 상기 투명 음,양전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)로 구성된다.
바람직하게, 상기 보호층은 판변형이 곤란한 투명 유리소재로 구성된다.
바람직하게, 상기 보호층은 판변형이 자유로운 투명 필름소재로 구성된다.
바람직하게, 상기 보호층의 외부면에는 적외선 필터를 구비한다.
또한, 이미지 센서와 적어도 하나의 렌즈를 갖는 카메라모듈에 구비되는 셔터에 있어서, 상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과하는 광축에 배치되어 전압인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 내부 광량 조절부 ; 상기 내부 광량 조절부가 몸체 중앙에 일체로 배치되고, 외주연에 몰딩부가 형성되며, 상기 내부 광량 조절부와 중심과 일치되어 전압 인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 적어도 하나의 외부 광량 조절부 ; 및 상기 내,외부 광량 조절부의 광량을 조절하여 상기 광로를 개폐하도록 상기 내,외부 광량 조절부에 전압을 선택적으로 인가하는 내,외부 전압인가부 ; 를 포함하고, 상기 내,외부 광량 조절부는 전압인가 유무에 따라 입사되는 빛을 산란시키거나 산란시키지 않는 고분자 분산액정과, 상기 내,외부 전압인가부와 전기적으로 연결되어 상기 고분자 분산액정의 전,후면에 각각 면접되도록 적층되는 투명 음,양전극층 및 상기 투명 음,양전극층의 외부면에 각각 면접되도록 적층되는 보호층으로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라 모듈의 조리개 일체형 셔터를 제공한다.
바람직하게, 상기 투명 음,양전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)로 구성된다.
바람직하게, 상기 보호층은 판변형이 곤란한 투명 유리소재로 구성된다.
바람직하게, 상기 보호층은 판변형이 자유로운 투명 필름소재로 구성된다.
바람직하게, 상기 보호층의 외부면에는 적외선 필터를 구비한다.
바람직하게, 상기 내,외부 전압 인가부는 상기 내,외부 광량 조절부에 인가되는 저전압을 발생시키는 전원을 갖추고, 상기 전원은 길이중간에 스위치부재를 갖는 도체라인을 매개로 하여 상기 내,외부 광량 조절부에 전기적으로 연결된다.
바람직하게, 상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 최선단 렌즈의 전단에 배치된다.
바람직하게, 상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 복수개의 렌즈사이에 배치된다.
바람직하게, 상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 최후단의 렌즈와 이미지 센서사이에 해당하는 하우징에 배치된다.
바람직하게, 상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 상기 이미지 센서의 상부면에 적층된다.
보다 바람직하게, 상기 내,외부 광량 조절부는 상기 렌즈와 대응하는 전면 또는 상기 이미지 센서와 대응하는 후면에 선택적으로 코팅되는 적외선 필터를 구비한다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라폰용 카메라 모듈의 조리개 일체형 셔터의 개략적인 구성도이고, 도 2(a)(b)는 본 발명에 따른 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터의 사시도이다.
본 발명의 조리개 일체형 셔터(100)는 광축을 따라 적어도 하나의 렌즈와, 이미지가 결상되는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈에 구비되어 카메라폰의 화소수 증가에 맞추어 고화질의 화상을 얻을 수 있도록 셔터 기능과 조리개 기능을 단일구조에서 수행하고, 그 조작을 전기적으로 간편하게 수행할 수 있는 것으로써, 이러한 셔터(100)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 내부 광량 조절부(110), 외부 광량 조절부(120)및 내,외부 전압인가부(130)(140)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 내부 광량 조절부(110)는 상기 카메라 모듈의 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과하는 통로에 배치되어 전압인가 유무에 따라 빛의 투과가 곤란하도록 유색으로 착색되어 빛이 통과하는 광로를 차단하거나 빛을 산란시켜 상기 광로를 차단하는 것이다.
또한, 상기 내부 광량 조절부(110)와 더불어 동일한 평면상으로 구비되는 외부 광량 조절부(120)는 몸체의 정중앙에 상기 내부 광량 조절부(110)가 일체로 배치되도록 방사방향으로 적어도 하나 구비되며, 몸체의 외주연에는 에폭시 수지와 같은 절연물을 소재로 하여 몰딩부(129)가 형성되는 한편, 몸체 중심은 광축상에 배치되는 상기 내부 광량 조절부(120)의 중심과 서로 일치된다.
그리고, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)에 각각 전압을 인가하는 내,외부 전압인가부(130)(140)는 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)의 광량을 조절하여 광로를 개방하거나 차단하도록 전압을 발생시키는 전원(131)(141)을 갖추고, 상기 전원(131))(141)은 도체라인(139)(149)을 매개로 하여 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)와 사전에 설정된 전압을 인가할 수 있도록 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 도체라인(139)(149)의 길이중간에는 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)측으로 공급되는 전압을 온/오프시킬 수 있도록 스위치부재(132)(142)를 각각 구비하며, 상기 스위치부재(132)(142)는 조리개,셔터기능을 적절히 수행하도록 프로그램된 제어기를 통해 제어된다.
한편, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 3(a)(b)에 도시한 바와 같이, 이온 전도체층(101a)의 전,후면에 작용, 대향 전극층(102a)(103a)을 각각 면접하여 다층 박막 구조를 갖추어 상기 렌즈를 통해 이미지 센서측으로 입사되는 광로를 차단하도록 전압인가 유무에 따라 산화,환원 반응에 의해 가역적으로 불투명하게 착색되거나 투명하게 착색되는 전기착색 다층박막(104a)과, 상기 내,외부 전압인가부(130)(140)의 음,양극과 각각 전기적으로 연결되어 상기 전기착색 다층박막(104a)의 전,후면에 각각 면접되도록 구비되는 투명 음,양전극층(105a)(106a) 및 상기 투명 음,양전극층(105a)(106a)의 외부면에 각각 면접되도록 구비되는 보호층(107a)(108a)으로 구성된다.
상기 이온 전도체층(101a)은 LiClO4,KOH 중 어느 하나의 소재로 구성되어 전압인가시 상기 대향 전극층(103a)에서 방출되는 양이온이 통과되는 매개물이며, 이러한 이온 전도체층(101a)은 액체 또는 고체로 구성될 수 있고, 액체로 형성되는 경우 상기 전극층(102a)(103a)사이에서 외부로 유출되는 것을 방지하도록 상기 이온 전도체층(101)의 테두리에는 실링재(미도시)로서 밀봉처리하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 작용 전극층(102a)은 전이금속 산화물을 기본으로 하는 무기 산화물, 비올로겐(viologen)을 이용한 유기물, 고분자 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으며, 전압인가시 상기 투명 음전극층(105a)으로부터 방출된 음이온인 전자의 주입이 양호하도록 WO3,MoO3,NiO,IrO2 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 대향 전극층(103a)도 전이금속 산화물을 기본으로 하는 무기 산화물, 비올로겐(viologen)을 이용한 유기물, 고분자 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으며, 전압인가시 양이온인 양자의 방출이 용이하도록 V2O5,Nb2O5,In2O5 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 투명 음전극층(105a)에 면접된 작용 전극층(102a)에 음극이 인가되고, 상기 투명 양전극층(106a)에 면접된 대향 전극층(103a)에 양극이 인가되면, 상기 투명 음전극층(105a)에서 방출되는 전자와 상기 대향 전극층(103a)에서 방출되는 양자는 상기 작용 전극층(102a)으로 이중 주입되고, 이때 산화,환원반응 에 의해서 입사되는 빛이 통과되지 못하도록 착색되어 광로를 차단하게 되는 것이다.
이때, 상기 작용 전극층(102a)을 포함하는 전기착책 다층박막(104a)의 착색농도는 외부에서 주입되는 전자와 양이온의 수에 의해서 결정된다.
그리고, 상기 투명 음,양전극층(105a)(106a)은 상기 전기착색 다층박막(104a)의 전,후면과 각각 면접되도록 적층되어 상기 내,외부 전압인가부(130)(140)를 구성하는 도체라인(139)(149)의 음극, 양극과 각각 전기적으로 연결되는 투명도체층이며, 이러한 투명 음,양전극층(105a)(106a)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 산화물이다.
또한, 상기 보호층(107a)(108a)은 상기 전기착색 다층박막(104a)의 전,후 양측면에 대응하는 외부면과 각각 접하도록 적층되어 상기 투명 음,양전극층(105a)(106a)을 외부환경으로부터 보호하며, 이러한 보호층(107a)(108a)은 판변형이 곤란한 투명유리소재로 구성될 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 판변형이 자유로운 투명 필름소재로 구성되어도 좋다.
이때, 상기 투명 음,양전극층(105a)(106a)이 석영과 같은 투명 유리소재에 구비되는 경우, 상기 투명 음,양전극층(105a)(106a)은 상기 전기착색 다층박막(104a)의 전,후면과 대응하는 상기 보호층(107a)(108a)의 양측 표면상에 각각 일정두께로 코팅되며, 상기 전기착색 다층박막(104a)을 구성하는 작용 전극층(102a)과 대향 전극층(103a)은 상기 보호층(107a)(108a)상에 코팅된 투명 음,양전극층(105a)(106a)의 각 외부면에 스퍼터링 방식에 의해서 일정두께로 증착하여 적층되 는 것이다.
그리고, 상기 투명 음,양전극층(105a)(106a)이 형성되지 않은 상기 보호층(107a)(108a)의 타측 외부면에는 입사되는 빛에 포함된 적외선을 필터링할 수 있도록 적외선 필터를 코팅처리하여도 좋다.
한편, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 4(a)(b)에 도시한 바와 같이, 전압인가시 착색되어 광로를 차단하는 전기착색 다층박막(104a) 대신에 고분자 분산액정(Polymer Dispersed Liquid crystal)(104b)을 채용하여 전압인가 유무에 따라 입사되는 빛을 산란시키거나 산란시키지 않도록 하여 광량을 조절하는 조리개기능과 광로를 차단하는 셔터기능을 선택적으로 수행할 수 있다.
즉, 상기 내,외부 광량 조절부(120)(130)는 전압인가 유무에 따라 입사되는 빛을 산란시키거나 산란시키지 않는 특성을 갖는 고분자 분산액정(104b)을 갖추며, 상기 고분자 분산액정(104b)에는 전압무인가시 랜덤(random)하게 배열되어 렌즈로부터 이미지센서측으로 빛을 통과시키지 않도록 빛을 산란시키고, 전압인가시 전압방향에 맞추어 일정한 간격으로 재배열되어 빛을 통과시킬 수 있도록 빛을 산란시키지 않는 특성을 갖는 고분자 액정물질들이 채워져 있다.
그리고, 상기 고분자 분산액정(104b)의 전,후 양측면에는 상기 전압인가부(130)(140)를 구성하는 도체라인(139)(149)의 음극, 양극과 각각 전기적으로 연결되는 투명 음,양전극층(105b)(106b)을 구비하며, 상기 투명 음,양전극층(105b)(106b)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지는 산화물로 구비되는 투명도체 층이다.
또한, 상기 투명 음,양전극층(105b)(106b)을 외부환경으로부터 보호하도록 구비되는 보호층(107b)(108b)은 상기 고분자 분산액정(104b)의 전,후 양측면에 각각각 적층된 투명 음,양전극층(105b)(106b)의 외부면과 각각 면접되도록 적층되고, 이러한 보호층(107b)(108b)은 판변형이 없는 석영과 같은 투명유리소재로 구성될 수 도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 판변형이 자유로운 투명필름소재로 구성되어도 좋다.
그리고, 상기 투명 음,양전극층(105b)(106b)이 형성되지 않는 보호층(107b)(108b)의 타측 외부면에는 입사되는 빛에 포함된 적외선을 필터링할 수 있도록 적외선 필터를 코팅처리하여도 좋다.
또한, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 5(a)(b)(c)(d)에 도시한 바와 같이 적어도 하나의 렌즈(2), 적외선 필터(3) 및 이미지 센서(4)를 갖는 카메라 모듈(1)에 광축(O))과 직교하도록 다양한 형태로 배치될 수 있다.
즉, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 광축(O)을 따라 입사되는 빛이 렌즈(2), 적외선 필터(3)를 통과하여 이미지 센서(4)에 도달하기 전에 광량을 조절하거나 차단할 수 있도록 최선단 렌즈(2)의 전단에 해당하는 상기 렌즈(2)가 구비되는 하우징(5)의 입구에 배치된다.
또한, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 광축(O)을 따라 입사되는 빛이 하우징(5)내에 복수개로 구비되는 렌즈(2)를 통과하는 도중에 광량을 조절하거나 차단할 수 있도록 복수개의 렌즈(2)사이에 배치될 수 도 있다. .
그리고, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 광축(O)을 따라 입사되는 빛이 하우징(5)내에 구비되는 렌즈(2)를 통과한 다음 이미지 센서(4)에 이미지가 결상되기 전에 광량을 조절하거나 차단할 수 있도록 최후단의 렌즈(2)와 이미지 센서(4)사이에 해당하는 하우징(5)에 고정 배치되고, 상기 렌즈(2)와 대응하는 전면 또는 상기 이미지 센서(4)와 대응하는 후면에 일정두께로 적외선 필터가 선택적으로 코팅된다.
또한, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)는 도 5(d)에 도시한 바와 같이, 광축(O)을 따라 입사되는 빛이 하우징(5)내에 구비되는 렌즈(2)를 통과한 다음 이미지 센서(4)에 이미지가 결상되기 전에 광량을 조절하거나 차단할 수 있도록 상기 이미지 센서(4)의 상부면에 일체로 적층되고, 상기 렌즈(2)와 대응하는 전면 또는 상기 이미지 센서(4)와 대응하는 후면에 일정두께로 적외선 필터(3)가 선택적으로 코팅된다.
여기서, 상기 이미지 센서(4)는 플렉시블 기판(미도시)의 탑재영역에 와이어 본딩 또는 플립칩 본딩되며, 상기 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)가 이미지 센서(4)에 일체로 구비되는 경우, 상기 이미지 센서(4)는 상기 기판에 플립칩 본딩되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 렌즈(2), 적외선 필터(3) 및 이미지 센서(4)를 포함하는 하우징(5)내에 다양한 형태로 배치되는 내,외부 광량 조절부(110)는 상기 하우징(5)의 횡단면 형상에 따라 이에 맞추어 그 형태가 다양하게 변경될 수 있다.
즉, 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 내,외부 광량 조절부(110)는 내부중심이 동축상에 일치하는 원형으로 이루어진 조리개 일체형 셔터(100)로 구성될 수도 있지만 도 2(b)에 도시한 바와 같이 내부중심이 동축상에 일치하는 사각형으로 이루어진 조리개일체형 셔터(200)로도 구성될 수 있다.
상기한 구성의 전기착색다층박막(104a)을 갖는 내,외부광량조절부(110)(120)를 이용하여 렌즈(2)를 통해 이미지 센서(4)측으로 입사되는 광량의 조절하는 조리개기능과 빛을 차단하는 셔터기능을 선택적으로 수행하고자 하는 경우, 먼저 상기 이미지 센서(4)측으로 조사되는 광로면적을 최소로 줄이는 동작은, 상기 외부 광량조절부(120)에 전기적으로 연결된 외부 전압인가부(140)의 스위치부재(142)를 접점작동시킴으로써, 전원(141)으로부터의 전압이 도체라인(149)을 통하여 상기 외부 광량 조절부(120)의 전기착색 다층박막(104a)으로 인가되도록 한다.
이와 동시에 상기 외부 광량 조절부(120)의 몸체 중심에 배치된 내부 광량 조절부(110)에는 상기 내부 전압인가부(130)의 스위치부재(132)를 비접점상태로 유지함으로써, 전원으로부터의 전압이 상기 내부 광량 조절부(110)의 전기착책 다층박막(104a)으로 인가되지 못하도록 한다.
이러한 경우, 상기 내부 광량 조절부(110)는 전압무인가에 의해 이에 구비된 전기착색 다층박막(104a)에서 착색 가역반응이 이루어지지 않아 광투과율이 높은 투명상태를 유지하는 반면에, 상기 외부 광량 조절부(120)는 전압인가에 의해 이에 구비되는 또다른 전기착색다층박막(104a)에서 착색가역반응이 이루어져 빛을 전혀 통과시키지 못하도록 유색으로 착색되는 것이다. 이에 따라, 상기 렌즈(2)를 통해 입사되는 빛 중 일부만이 상기 외부 광량 조절부(120)의 몸체 중심에 배치된 내부 광량 조절부(110)에 해당하는 영역만을 통해 통과할 수 있기 때문에, 광로면적을 최소로 조절할 수 있는 것이다.
또한, 광로면적을 최대로 확대하는 동작은, 상기 내부 광량 조절부(110)를 전압무인가에 의해 투명하게 유지한 상태에서, 상기 외부 광량 조절부(120)에 인가되는 전압을 상기 스위치부재(142)의 오프동작에 의해 차단하여 상기 내부 광량 조절부(110)와 마찬가지로 투명상태로 전환한다. 이에 따라, 상기 렌즈(2)를 통해 입사되는 빛의 대부분은 상기 내부 광량 조절부(110)와 이를 몸체 중심에 배치한 외부 광량 조절부(120)에 해당하는 전체영역을 그대로 통과할 수 있기 때문에 광로면적을 최대로 확대할 수 있는 것이다.
반면에, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)를 셔터로서 사용하고자 하는 경우에는 상기 내,외부 전압인가부(130)(140)의 스위치 조작에 의해 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)에 전압이 동시에 인가되면, 상기 내,외부 광량조절부(110)(120)를 구성하는 각 전기착색 다층박막(104a)이 동시에 착색되어 빛이 통과하지 못하기 때문에 광로를 차단하여 셔터기능을 수행할 수 있는 것이다.
상기한 구성의 고분자 분산액정(104b)을 갖는 내,외부 광량 조절부(110)(120)를 이용하여 렌즈(2)를 통해 이미지 센서(4)측으로 입사되는 광량을 조절하는 조리개기능과 빛을 차단하는 셔터기능을 선택적으로 수행하고자 하는 경우, 먼저, 상기 이미지 센서(4)측으로 조사되는 광로면적을 최소로 줄이는 동작은, 상기 내부 광량 조절부(110)에 전기적으로 연결된 내부 전압인가부(130)의 스위치부재(132)를 접점작동시킴으로써, 전원(131)으로부터의 전압이 도체라인(139)을 통하여 상기 내부 광량 조절부(110)의 고분자 분산액정(104b)으로 인가되도록 한다.
이와 동시에 상기 내부광량조절부(110)가 몸체중심에 배치된 외부 광량 조절부(120)에는 상기 외부 전압인가부(140)의 스위치부재(142)를 비접점상태로 유지함으로써, 전원으로부터의 전압이 상기 외부 광량 조절부(120)의 고분자 분산액정(104b)으로 전혀 인가되지 못하도록 한다.
이러한 경우, 상기 내부 광량 조절부(110)에서는 전압인가에 의해 상기 고분자 분산액정(104b)을 구성하는 액정분자들이 일정간격을 두고 정렬됨으로써 렌즈(2)로부터 입사되는 빛이 산란되지 않고 상기 내부 광량 조절부(110)에 구비된 고분자 분산액정(104b)을 그대로 통과하는 반면에, 상기 외부 광량 조절부(120)에서는 전압무인가에 의해 상기 외부광량조절부(120)에 구비된 또다른 고분자 분산액정(104b)을 구성하는 액정분자들이 랜덤(random)하고 무질서하게 흩어짐으로써 렌즈(2)로부터 입사되는 빛은 상기 액정분자에 부딛혀 산란되어 이미지 센서(4)까지 도달되지 못하게 되는 것이다. 이에 따라, 상기 렌즈(2)를 통해 입사되는 빛 중 일부만이 상기 외부 광량 조절부(120)의 몸체중심에 배치된 내부광량조절부(110)에 해당하는 영역만을 통해 통과할 수 있기 때문에, 광로면적을 최소로 조절할 수 있는 것이다.
또한, 광로면적을 최대로 확대하는 동작은, 상기 내부 광량 조절부(110)를 전압인가에 의해 빛이 산란되지 않도록 유지한 상태에서, 상기 외부 광량 조절부(120)에 인가되는 전압을 상기 스위치부재(142)의 온동작에 의해 공급하여 상기 내부 광량 조절부(110)와 마찬가지로 빛이 산란되지 않도록 상기 외부 광량 조절부(120)의 고분자 분산액정(104b)을 정렬상태로 전환시킨다. 이에 따라, 상기 렌즈(2)를 통해 입사되는 빛 대부분은 상기 내부광량조절부(110)와 이를 몸체중심에 배치한 외부 광량 조절부(120)에 해당하는 전체영역을 그대로 통과할 수 있기 때문에 광로면적을 최대로 확대할 수 있는 것이다.
반면에, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)를 셔터로서 사용하고자 하는 경우에는 상기 내,외부 전압 인가부(130)(140)의 스위치조작에 의해 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)에 전압이 동시에 차단되면, 상기 내,외부 광량 조절부(110)(120)를 구성하는 각 고분자 분산액정(104b)을 통과하는 빛이 액정분자들과 부딛히면서 산란되기 때문에, 이미지 센서(4)측으로 빛이 도달되지 못하게 하는 셔터기능을 수행할 수 있는 것이다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 렌즈와 이미지 센서를 구비하는 카메라 모듈에 광축과 직교되도록 배치되는 내,외부 광량 조절부를 갖추어 전압인가 유무에 따라 선택적으로 빛이 통과하는 광로면적을 조절하거나 광로를 완전히 차단함으로써, 조리개기능과 셔터기능을 수행할 수 있기 때문에, 카메라폰에 셔터, 조리개기능을 추가하여 카메라폰의 화소수 증가에 맞추어 우수한 품질의 화상을 얻을 수 있다.
또한, 내,외부 광량 조절부를 구성하는 전기착색 다층박막 또는 고분자 분산액정을 저전압으로 동작시켜 착색/탈색 또는 산란/비산란시켜 광로면적을 조절하거나 광로를 완전히 차단할 수 있기 때문에, 종래와 같이 고전압을 소비하는 스텝모터를 이용하여 셔터, 조리개를 구동하는 것에 비하여 전력소비를 현저히 감소시킬 수 있고, 기계적인 고장의 염려가 없을 뿐만 아니라, 부피가 작아져 카메라모듈의 소형화설계를 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (25)

  1. 이미지 센서와 적어도 하나의 렌즈를 갖는 카메라모듈에 구비되는 셔터에 있어서,
    상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과하는 광축에 배치되어 전압인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 내부 광량 조절부 ;
    상기 내부 광량 조절부가 몸체 중앙에 일체로 배치되고, 외주연에 몰딩부가 형성되며, 상기 내부 광량 조절부와 중심과 일치되어 전압 인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 적어도 하나의 외부 광량 조절부 ;및
    상기 내,외부 광량 조절부의 광량을 조절하여 상기 광로를 개폐하도록 상기 내,외부 광량 조절부에 전압을 선택적으로 인가하는 내,외부 전압인가부 ; 를 포함하고,
    상기 내,외부 광량 조절부는 이온 전도체층의 전,후면에 작용, 대향 전극층이 각각 면접되도록 다층으로 적층하여 전압인가 유무에 따라 산화,환원반응에 의해 가역적으로 불투명하게 착색되거나 투명하게 탈색되는 전기착색 다층박막과, 상기 내,외부 전압인가부의 음,양극과 각각 전기적으로 연결되어 상기 전기착색 다층박막의 전,후면에 각각 면접되도록 적층되는 투명 음,양전극층 및 상기 투명 음,양전극층의 외부면에 각각 면접되도록 적층되는 보호층으로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이온 전도체층은 LiClO4,KOH 중 어느 하나로 구성되어 전압인가시 상기 대향 전극층에서 방출되는 양이온이 통과되는 매개물임을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이온 전도체층은 액체로 구성되며, 액체로 형성되는 이온 전도체층의 테두리는 실링재로서 밀봉됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이온 전도체층은 고체로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 작용 전극층은 전이금속 산화물을 기본으로 하는 무기 산화물, 비올로겐(viologen)을 이용한 유기물, 고분자 중 어느 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 작용 전극층은 전압인가시 상기 투명 음전극층으로부터 방출된 음이온의 주입이 양호하도록 WO3,MoO3,NiO, IrO2 중 어느 하나로 이루어짐을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 대향 전극층은 전이금속 산화물을 기본으로 하는 무기 산화물, 비올로겐(viologen)을 이용한 유기물, 고분자중 어느 하나의 물질로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 대향전극층은 전압인가시 양이온인 양자의 방출이 용이하도록 V2O5,Nb2O5,In2O5 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전기착색 다층박막의 착색농도는 외부에서 주입되는 전자와 양이온의 수에 의해서 결정됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 투명 음,양전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 판변형이 곤란한 투명 유리소재로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 판변형이 자유로운 투명 필름소재로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 보호층의 외부면에는 적외선 필터를 구비함을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  15. 이미지 센서와 적어도 하나의 렌즈를 갖는 카메라모듈에 구비되는 셔터에 있어서,
    상기 렌즈를 통해 입사되는 빛이 통과하는 광축에 배치되어 전압인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 내부 광량 조절부 ;
    상기 내부 광량 조절부가 몸체 중앙에 일체로 배치되고, 외주연에 몰딩부가 형성되며, 상기 내부 광량 조절부와 중심과 일치되어 전압 인가 유무에 따라 광로를 개폐하는 적어도 하나의 외부 광량 조절부 ;및
    상기 내,외부 광량 조절부의 광량을 조절하여 상기 광로를 개폐하도록 상기 내,외부 광량 조절부에 전압을 선택적으로 인가하는 내,외부 전압인가부 ; 를 포함하고,
    상기 내,외부 광량 조절부는 전압인가 유무에 따라 입사되는 빛을 산란시키거나 산란시키지 않는 고분자 분산액정과, 상기 내,외부 전압인가부와 전기적으로 연결되어 상기 고분자 분산액정의 전,후면에 각각 면접되도록 적층되는 투명 음,양전극층 및 상기 투명 음,양전극층의 외부면에 각각 면접되도록 적층되는 보호층으로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 투명 음,양전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 보호층은 판변형이 곤란한 투명 유리소재로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 보호층은 판변형이 자유로운 투명 필름소재로 구성됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 보호층의 외부면에는 적외선 필터를 구비함을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  20. 제1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 내,외부 전압 인가부는 상기 내,외부 광량 조절부에 인가되는 저전압을 발생시키는 전원을 갖추고, 상기 전원은 길이중간에 스위치부재를 갖는 도체라인을 매개로 하여 상기 내,외부 광량 조절부에 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  21. 제 1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 최선단 렌즈의 전단에 배치됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  22. 제 1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 복수개의 렌즈사이에 배치됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  23. 제 1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 최후단의 렌즈와 이미지 센서사이에 해당하는 하우징에 배치됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  24. 제 1항 또는 제15항에 있어서,
    상기 내,외부 광량 조절부는 광축을 따라 입사되는 빛과 직교되도록 상기 이미지 센서의 상부면에 적층됨을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
  25. 제 23항 또는 제 24항에 있어서,
    상기 내,외부 광량 조절부는 상기 렌즈와 대응하는 전면 또는 상기 이미지 센서와 대응하는 후면에 선택적으로 코팅되는 적외선 필터를 구비함을 특징으로 하는 카메라폰용 카메라모듈의 조리개 일체형 셔터.
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KR20010087951A (ko) * 2000-03-09 2001-09-26 이중구 광학 장치의 광량 제어 장치
JP2004260357A (ja) 2003-02-24 2004-09-16 Hitachi Maxell Ltd カメラモジュール

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