KR100749901B1 - 접사촬영이 가능한 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

접사촬영이 가능한 카메라 모듈이 개시된다. 피사체의 영상을 획득하는 렌즈 유닛과,렌즈 유닛을 수용하는 바렐과, 바렐이 결합되는 하우징과, 하우징에 수용되며 영상을 수신하여 신호를 생성하는 이미지 센서와, 렌즈 유닛 상면에 위치하며 바렐 내주면과 결합하는 중심 홀이 형성된 격리판과, 격리판의 상면에 위치하며 바렐에 수용되는 천공홀 블레이드를 포함하는 접사 촬영이 가능한 카메라 모듈을 제조할 수 있게 된다.

천공홀 블레이드, 바렐, 레버, 레버 가이드부

Description

접사촬영이 가능한 카메라 모듈 {Camera module for Adapting photography}

도 1은 종래기술에 따른 접사촬영용 하우징 어셈블리의 사시도

도 2는 종래기술에 따른 단초점 카메라 모듈의 부분 절개 사시도

도 3은 종래기술에 따른 일반적인 카메라의 조리개 예시도

도 4은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 바렐 어셈블리의 절개 사시도

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 바렐 어셈블리의 사시도

도 6는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 천공홀 블레이드의 사시도

도 7는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 천공홀 블레이드의 작동 예시도

도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 바렐 어셈블리의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21: 베이스 22: 가이드

24: 스프링 25: 로테이터

31: 바렐 32: 렌즈 유닛

33: 하우징 34: 이미지 센서

35: 인쇄회로기판 41: 하우징 결합부

42: 캡 43: 격리판

44: 천공홀 블레이드 45: 블레이드 컵

46: 레버 47: 레버 가이드부

48: 캡 홀

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접사촬영이 가능한 카메라 모듈에 관한 것이다..

카메라 모듈은 외부의 피사체를 디지털 신호로 변환하는 장치로 휴대폰, 소형 디지털 카메라 등에 폭 넓게 사용되고 있다. 이러한 카메라 모듈의 구조는 렌즈와 조리개를 거쳐 피사체의 상을 이미지 센서인 고촬상 소자가 받아들이고, 이를 신호변환기가 디지털 신호로 바꿔 메모리부에 저장하는 과정을 거치게 된다.

여기서 이미지 센서는 씨모스 이미지 센서이고, 씨모스 이미지 센서는 제어회로(control circuit)및 신호처리회로(signal processing circuit)를 주변회로로 사용하는 CMOS기술을 이용하여 화소수 만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례로 출력을 검출하는 스위치 방식을 사용하는 소자이다. 씨모스 이미지센서는 저 전력 소비라는 큰 장점을 가지고 있기 때문에 휴대폰 등 개인 휴대용 장치에 매우 유용하다.

휴대폰에 사용되는 카메라 모듈의 경우 일반적으로 초점거리가 15~ ∞ cm로 구현하여 설계 제작하고 있다. 이 카메라 모듈을 사용하여 핫코드와 같은 근거리 접사 촬영을 하기 위해서는 렌즈군을 기존 설계보다 센서에서 돌출시켜야 한다. 이러한 경우 핸드폰 설계에 있어서 렌즈 높이의 변화량이 감안되어 설계 되어야 하며, 카메라 모듈의 설계시에도 이러한 렌즈의 이송이 가능하게 설계되어야 한다. 또한 렌즈의 이송 후 렌즈가 기존 위치에 대비해서 기울임이 나타나지 않도록 기구 부품을 관리해야 하는 제약 조건이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 접사촬영용 하우징 어셈블리의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 베이스(21), 가이드(22), 렌즈(23), 스프링(24), 로테이터(25)가 도시되어 있다.

접사촬영용 하우징 어셈블리(20)는 기존의 단초점을 위한 하우징 외에 기타 여러 구성요소가 필요하게 된다. 이러한 구성요소로는 단초점의 하우징의 역할을 하는 베이스(21)와 내부의 렌즈(미도시)를 고정시켜 주면서 상하 운동이 가능한 가이드(22), 그리고 상기 가이드(22)를 상하 운동시키기 위하기 위하여 회전시키는 로테이터(25)와 렌즈의 지지를 위한 스프링(24)이 있다.

이와 같은 방식은 렌즈의 상하 운동시 렌즈의 기울어짐의 영향이 발생 할 수 있고 지지 스프링(24)의 구조가 부정확하면 렌즈의 상하 운동을 정확히 이루어 지지 않는 문제가 있다. 이러한 렌즈의 기울어짐은 이미지 촬영시 초점의 부정확 등을 야기할 수 있다. 또 부품이 추가되는 만큼 카메라 모듈 전체의 크기는 단초점에 비해서 커져야 한다.

한편, 도 2는 종래기술에 따른 단초점 카메라 모듈의 부분 절개 사시도이다. 도 2를 참조하면, 바렐(31), 렌즈 유닛(32), 하우징(33), 이미지 센서(34), 인쇄회로기판(35)이 도시되어 있다.

단초점 카메라 모듈(100)은 단순한 구조로서, 초점은 조립시 정해져 있으며 접사촬영은 불가능한 형태이다. 도면은 하우징(33)과 바렐(31)이 세로축으로 절반 가량 절개된 모습을 보여준다.

본 발명은 렌즈를 이동시키지 않는 단순한 구조의 접사촬영 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 피사체의 영상을 획득하는 렌즈 유닛과,렌즈 유닛을 수용하는 바렐과, 바렐이 결합되는 하우징과, 하우징에 수용되며 영상을 수신하여 신호를 생성하는 이미지 센서와, 렌즈 유닛 상면에 위치하며 바렐 내주면과 결합하는 중심 홀이 형성된 격리판과, 격리판의 상면에 위치하며 바렐에 수용되는 천공홀 블레이드를 포함하는 접사 촬영이 가능한 카메라 모듈을 제공한다.

천공홀 블레이드는 소형 천공홀과 대형 천공홀로 구성되어 있으며 바렐 측면으로 돌출되어 천공홀의 크기를 수동 조정할 수 있도록 레버를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 천공홀 블레이드를 안정하게 커버하기 위한 블레이드 커버(blade cover)를 바렐과 천공홀 블레이드 사이에 삽입하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예로 종래 바렐의 상부와 결합할 수 있는 바렐 캡과, 바렐 캡과 바렐 사이에 삽입되는 천공홀 블레이드를 포함하는 캡 방식의 카메라 모듈을 제공한다.

근거리 접사촬영을 하기 위해서는 렌즈의 심도를 깊게 하여야 한다. 렌즈의 심도를 깊게하는 방식은 렌즈를 이미지 센서로부터 멀리하는 방식과 조리개의 크기를 조절하는 방식이 있다.렌즈를 이미지 센서로부터 멀리하게 되면 심도는 얕아지지만 근거리 물체의 접사가 가능하게 된다. 반면 렌즈의 조리개 값을 높여서 심도를 깊게 하면 넓은 영역에서 초점이 맞게되어 근거리와 원거리에서 전체적으로 초점이 맞는 사진을 촬영할 수 있게 된다. 종래의 방식은 렌즈를 이송하는 방식이었다. 조리개를 이용하는 방식을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 조리개는 렌즈 안에 내장되어 있으며 조이거나 개방시키는 일정한 단위가 있다.

도 3은 종래기술에 따른 일반적인 카메라의 조리개 예시도이다,

일반적인 카메라 렌즈 위를 보면 f=2.8과 같은 숫자가 써 있는 것을 볼 수 있는 데 이것이 바로 조리개의 수치를 나타내는 것이다. 여기서 쓰이는 f가 조리개의 수치를 나타내는 단위로 f스톱(f-stop), f넘버(f-number)로 불린다.

f스톱의 숫자는 f1.2, f1.4, f2, f2.8, f4, f5, f5.6의 순서로되어 있으며 각 숫자의 간격은 stop또는 step으로 표시되며 각 f-stop은 광량이 두 배 혹은 1/2 배의 차이를 표시한다. 예를 들어 f2.8은 f4보다 구경이 두배 크며 그 만큼 많은 광량을 받아들일 수 있고 반대로 f2보다는 절반의 구경을 지니고 당연히 절반의 광량만을 취할 수 있다. 한편, 조리개는 광량을 조절할 뿐만 아니라 렌즈의 심도와도 밀접한 관계가 있다. 카메라의 렌즈는 피사체에서 나오는 빛을 한 점으로 모아서 착란원의 크기를 최소화 시키게 된다. 착란원의 크기가 커진 경우 초점이 맞지 않게되고, 초점이 안 맞는 경우 빛이 번지면서 크기도 커지고 희미하게 보인다.

한편, 심도와 조리개와는 다음과 같은 관련이 있다.

심도(depth of field)는 초점이 맞는 범위를 말한다. 위의 그림에서 도시한 바와 같이 초점면은 하나밖에 없다. 다시 말하면 착란원이 최소화 되는 면이 하나밖에 없다는 것이다. 그럼에도 불구하고 아래쪽 그림과 같이 조리개를 조였을 때 초점이 맞는 범위가 깊어 보이는(그림에서라면 앞뒤로 길게 )것은 우리 눈이 초점면상에서 착란원의 크기와 초점면에서 어느 정도 범위까지 벗어난 착란원의 크기를 구별할 수 없기 때문이다. 두 그림에서 세로로 된 화살표의 길이를 착란원의 크기로 보면 되겠다.A그림의 세로 화살표는 초점면에 가깝고 B그림의 화살표는 같은 길이임에도 초점면에서 멀다. 즉 같은 크기의 착란원이 생기는 위치가 다르다. 초점면에서 화살표까지 의 거리가 심도(=초점이 맞는 범위)라고 표현될 수 있는 것은 화살표 길이에 해당하는 착란원의 크기와 초점면상에서의 착란원의 크기(하나의 점)를 구별할 수 없다는 것과 같은 말이다. 조리개를 개방한 경우 초점면(혹은 초점을 맞춘 사물)에서 조금만 벗어나도 착란원의 크기가 인간의 눈이 인식할 수 있을 만큼 커지지만 (즉 초점이 흐려졌다고 알 수 있을 만큼) 조리개를 조인 경우에는 초점면에서 상당히 멀어질 때 까지는 착란원의 크기의 차이를 인간의 눈으로 구분할 수 없다.(즉 초점이 다 잘 맞은 것처럼 보인다) 결과적으로 조리개를 개방했을 때는 초점 맞춘 피사체 외에는 흐릿하게 보이지만 조리개를 조였을 때는 초점 맞춘 피사체나 배경이나 다 또렷하게 보이게 된다. 즉 렌즈의 심도가 변화하면 초점 영역도 변화한다는 이론이다.

본 발명은 상기 이론을 바탕으로 고안되었다.

이하, 본 발명에 따른 접사촬영이 가능한 카메라 모듈의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있 어, 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 4은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 바렐 어셈블리의 절개 사시도이다. 도 4를 참조하면, 하우징 결합부(41), 캡(42), 캡 홀(48), 격리판(43), 중심 홀(49), 천공홀 블레이드(44), 블레이드 커버(45), 레버(46), 레버 가이드부(47)가 도시되어 있다.

하우징 결합부(41)는 하우징과 나사결합하는 부위이다. 캡(42)은 바렐 상부에 위치하며, 가운데는 외부 광을 받아들일 수 있는 캡 홀(48)이 형성되어 있다.

격리판(43)은 렌즈 유닛과 천공홀 블레이드(44)를 분리하는 판으로 분리 제작후 끼움 결합으로 조립할 수 있다. 격리판(43)의 가운데도 역시 중심 홀(49)이 형성되어 있다.

격리판(43) 상면에는 천공홀 블레이드(44)가 형성되어 있다. 천공홀 블레이드(44)는 대형 천공홀과 소형 천공홀이 있으며 접사촬영시 소형 천공홀을 사용할 수 있도록 블레이드 레버(46)가 형성되어 있다. 천공홀 블레이드(44)에 대해서는 도 5를 참조로 상세히 설명한다.

한편, 블레이드 커버(45)는 천공홀 블레이드(44) 상면에 위치하며 천공홀 블레이드(44)가 쉽게 움직이지 않도록 천공홀 블레이드(44) 상면 공간을 채우는 역할을 한다. 천공홀 블레이드(44)가 바렐 내부에서 쉽게 유동할 경우 촬영시 천공홀 블레이드(44)의 천공홀이 정위치 하지 않아 정상적인 촬영이 힘들게 된다. 따라서 천공홀 블레이드(44)의 레버(46)를 이용한 인위적인 조작이 없이는 천공홀 블레이드(44)가 움직이지 않도록 블레이드 커버(45)를 삽입하여 바렐 내부면과 천공홀 블레이드(44) 사이에서 일정한 마찰력이 유지하도록 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 바렐 어셈블리의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 레버(46), 레버 가이드부(47)가 도시되어 있다.

도면에서 바렐(31) 외곽에 레버 가이드부(47)가 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 레버 가이드부(47)는 바렐 상면에 형성된 부분으로 레버(46)가 외부로 돌출 될 수 있는 부분이다. 레버(46)를 레버 가이드부(47) 끝단에서 다른 끝단으로 옮길 경우 소형 천공홀에서 대형 천공홀 혹은 대형 천공홀에서 소형 천공홀로 바뀌게 된다.

도 6는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 천공홀 블레이드의 사시도이다. 도 6을 참조하면, 소형 천공홀(53), 대형 천공홀(52), 레버(46), 회전축 홀(51)이 도시되어 있다.

소형 천공홀(53)은 접사촬영시 사용되는 모드이며, 대형 천공홀(52)은 평상시 사용되는 모드이다. 대형 천공홀(52)과 소형 천공홀(53)은 제조시 다양한 크기로 선택할 수 있다.

회전축 홀(51)은 도 3의 격리판(43)에 형성된 회전축에 끼움 결합을 하며, 레버(46)의 수동 조작으로 대형 천공홀(52)과 소형 천공홀(53)을 교체하는 경우 회전 중심이 된다.

레버(46)는 바렐 외부로 돌출될 수 있다.

도 7는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 천공홀 블레이드의 작동 예시도이다.도 7을 참조하면, 격리판(43), 회전축(49), 소형 천공홀(53), 대형 천공홀(52), 블레이드 커버(45)가 도시되어 있다.

도면에서 격리판(43) 상면에 천공홀 블레이드(44)가 결합되어 있고, 상면에는 블레이드 커버(45)가 위치하고 있는 것을 볼 수 있다. 도면에서는 대형 천공홀(52)이 중심 홀 상면에 위치하고 있으나 접사촬영시에는 레버(46)를 화살표 방향으로 이동하여 소형 천공홀(53)을 중심 홀 상면에 위치시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 바렐 어셈블리의 단면도이다.도 8을 참조하면, 바렐 본체(71)와, 바렐 캡(72), 천공홀 블레이드(44), 블레이드 커버(45)가 도시되어 있다.

바렐 본체(71)는 내부에 렌즈 유닛이 조립되는 공간이 있다. 그러나 종래 바렐은 도 3에서와 같이 캡(42)이 일체적으로 결합되어 있으나 본 발명의 경우 바렐 본체(71) 상부에 바렐 캡(72)을 결합시킬 수 있는 구조를 가지고 있다. 결합방법으로는 나사결합이 바람직할 것이다.

바렐 본체(71)와 바렐 캡(72)을 결합할 경우 그 사이에 일정한 공간이 확보된다. 상기 공간에는 천공홀 블레이드(44)와 블레이드 커버(45)가 위치하게 된다. 또한 천공홀 블레이드(44)는 제1 실시예에서와 동일한 기능을 하는 레버(46)가 있으며 바렐 캡(72)의 외주면에 상기 레버(46)가 돌출되어 있다.

본 발명의 기술 사상이 상술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상술한 실시예는 그 설명을 위한 것이지 그 제한을 위한 것이 아니며, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 천공홀 블레이드를 이용함으로써 렌즈를 이송하지 않고 접사촬영이 가능하게 된다. 따라서, 렌즈 이송에 따른 렌즈의 기울어짐 문제가 해결된다

Claims (9)

1. 피사체의 영상을 획득하는 렌즈 유닛과;

   상기 렌즈 유닛을 수용하는 바렐과;

   상기 바렐이 결합되는 하우징과;

   상기 하우징에 수용되며 상기 영상을 수신하여 신호를 생성하는 이미지 센서와;

   상기 렌즈 유닛 상면에 위치하며 상기 바렐 내주면과 결합하는 중심 홀이 형성된 격리판과;

   상기 격리판의 상면에 위치하며 상기 바렐에 수용되되, 소형 천공홀과 대형 천공홀이 형성된 천공홀 블레이드를 포함하는 접사 촬영이 가능한 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 천공홀 블레이드 상면에 위치하며, 천공홀 블레이드의 유동을 제한하는 블레이드 커버를 포함하는 접사 촬영이 가능한 카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,

   상기 천공홀 블레이드에는 레버가 결합되어 있으며, 상기 바렐의 외주부에는 상기 천공홀 블레이드의 레버가 유동할 수 있는 레버 가이드부가 형성된 접사촬영이 가능한 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 격리판에는 회전축이 결합되어 있으며, 상기 천공홀 블레이드에는 상기 회전축과 끼움 결합할 수 있는 회전축 홀이 형성된 접사촬영이 가능한 카메라 모듈.
5. 삭제
6. 피사체의 영상을 획득하는 렌즈 유닛과;

   상기 렌즈 유닛을 수용하는 바렐과;

   상기 바렐이 결합되는 하우징과;

   상기 하우징에 수용되며 상기 영상을 수신하여 신호를 생성하는 이미지 센서와;

   상기 바렐과 분리 및 결합이 가능한 바렐 캡과;

   상기 바렐 캡과 바렐사이에 삽입되되, 소형 천공홀과 대형 천공홀이 형성된 천공홀 블레이드가 포함된 접사촬영이 가능한 카메라 모듈.
7. 제6항에 있어서,

   상기 천공홀 블레이드 상면에 천공홀 블레이드의 유동을 제한하는 블레이드 커버가 삽입된 접사촬영이 가능한 카메라 모듈.
8. 제7항에 있어서,

   상기 천공홀 블레이드는 레버가 결합되어 있으며, 상기 바렐의 외주부에는 상기 레버의 유동을 수용하는 레버 가이드부가 형성된 접사촬영이 가능한 카메라 모듈.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 바렐와 바렐 캡은 나사결합되는 접사촬영이 가능한 카메라 모듈.

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