KR100790369B1

KR100790369B1 - 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치, 모바일기기용 카메라 모듈 및 이를 구비한 모바일 기기

Info

Publication number: KR100790369B1
Application number: KR1020060021279A
Authority: KR
Inventors: 이상걸; 문원호
Original assignee: 파워옵틱스 주식회사
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2008-01-02
Also published as: KR20070091759A

Abstract

본 발명에 의한 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치는, 중심축으로부터 소정 반경 이격된 위치에서 소정 각도 회전하는 회전암이 구비된 회전 구동원; 회전 구동원이 고정되고, 회전암의 회전 경로의 도피홈이 형성되고, 광로를 제공하는 개구가 형성되고, 도피홈과 개구 사이에 배리어 회동축이 형성된 배리어 베이스; 및 배리어 회동축에 회동 가능하도록 결합되고, 배리어 회동축을 중심으로 일측에 회전 구동원의 회전암에 결합되는 안내홈을 구비하고, 안내홈을 통하여 회전암의 회전력을 전달받아 배리어 회동축을 중심으로 회동하면서 광로를 개폐하는 배리어를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 소형 회전형 솔레노이드와 같은 회전형 구동원과 회전 배리어 구조를 이용하여 작은 공간을 점유하고 간단한 구성을 갖는 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치를 구현할 수 있다.

Description

모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치, 모바일 기기용 카메라 모듈 및 이를 구비한 모바일 기기{Lens barrier opening/closing apparatus of camera for mobile instrument, camera module for mobile instrument, and mobile instrument comprising the camera module}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치 및 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1의 렌즈 배리어 개폐장치 부분의 확대된 분해 사시도이다.

도 3, 4는 도 1의 카메라 모듈의 조립된 상태의 사시도이다.

도 5a 및 도 5b는 도 3의 렌즈 배리어 개폐장치의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.

도 6은 카메라 모듈의 일 예로서 와이어 본딩 타입의 컴팩트 카메라 모듈의 구성이다.

도 7은 본 발명의 카메라가 장착된 폴더형 휴대폰을 나타낸다.

도 8은 본 발명의 카메라가 장착된 슬라이드형 휴대폰을 나타낸다.

본 발명은 카메라폰, PDA(personal digital assistans) 등의 모바일 기기용 카메라 모듈에 관한 것으로서, 특히 카메라의 렌즈를 개폐하는 배리어 장치가 구비된 모바일 기기용 카메라 모듈에 관한 것이다.

카메라에 있어서 렌즈 배리어 개폐장치는 카메라를 사용하지 않을 때는 배리어(Barrier)가 렌즈로 입사되는 광로를 폐쇄하고, 카메라를 사용할 때는 광로를 개방하여 촬영이 가능하도록 하는 역할을 한다. 렌즈 배리어 개폐장치는 카메라를 사용하지 않을 때에 외부로부터의 오염이나 흠 발생의 원인으로부터 렌즈를 보호한다.

이러한 렌즈 배리어 개폐장치는 개폐기구가 차지하는 공간 등의 이유로 아직까지 휴대폰과 같은 소형의 모바일 기기에는 대부분 채용되지 않고 있다.

모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치에 관한 종래 기술로서 대한민국 공개특허공보 제2004-102482호에 개시된 "폴더형 휴대폰의 카메라 도어 개폐장치"는 자동으로 배리어를 개폐하는 기술을 제공한다. 영구자석을 좌,우 운동시키는 솔레노이드의 구동력에 의하여 배리어를 좌,우 운동 시키기 위한 메카니즘으로 랙과 피니언을 채용하고 있다. 그런데 이러한 영구자석을 좌,우 운동시키는 솔레노이드, 랙, 피니언으로 구비된 렌즈 배리어 개폐기구는 점유 면적과 두께를 많이 차지하는 단점이 있고, 추가되는 부품의 수가 많아 가격 경쟁력에서도 불리하다. 결국 모바일 기기의 특성상 요구되는 슬림화된 제품을 구성하기가 어려운 문제점으로 인하여 아직 실용화되지 못하고 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 작은 공간을 점유하고 간단한 구성을 갖는 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치, 이를 구비한 모바일 기기용 카메라 모듈, 및 이를 구비한 모바일 기기를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치는, 중심축으로부터 소정 반경 이격된 위치에서 소정 각도 회전하는 회전암이 구비된 회전 구동원; 상기 회전 구동원이 고정되고, 상기 회전암의 회전 경로의 도피홈이 형성되고, 광로를 제공하는 개구가 형성되고, 상기 도피홈과 상기 개구 사이에 배리어 회동축이 형성된 배리어 베이스; 및 상기 배리어 회동축에 회동 가능하도록 결합되고, 상기 배리어 회동축을 중심으로 일측에 상기 회전 구동원의 회전암에 결합되는 안내홈을 구비하고, 상기 안내홈을 통하여 상기 회전암의 회전력을 전달받아 상기 배리어 회동축을 중심으로 회동하면서 상기 광로를 개폐하는 배리어를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치는 상기 배리어와 상기 회전암의 결합이 이탈되지 않도록 커버하며 상기 배리어 베이스에 결합되고, 상기 광로를 제공하는 개구가 형성된 배리어 커버를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 모바일 기기용 카메라 모듈은 상기 렌즈 배리어 개폐장치; 및 상기 배리어가 상기 광로를 개방한 경우에 상기 광로를 통하여 입사되는 이미지를 촬영하는 카메라부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 모바일 기기용 카메라 모듈은 상기 렌즈 배리어 개폐장치와 상기 카메라부를 커버하는 하우징을 더 구비할 수 있다.

또한 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 모바일 기기는 상기 모바일 기기용 카메라 모듈이 장착된 것을 특징으로 하는 모바일 기기.

이하, 본 발명의 구성과 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치 및 카메라 모듈의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 렌즈 배리어 개폐장치 부분의 확대된 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 카메라 모듈의 조립된 상태의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치는, 회전 구동원(71), 배리어 베이스(51), 배리어(41)를 구비한다. 그리고 상기 렌즈 배리어 개폐장치는 배리어 커버(31)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 그리고 상하의 하우징(21, 22)을 더 구비할 수 있다.

카메라부(61)는 중앙의 개구(63)를 통하여 입사되는 이미지가 촬상되는 렌즈 조립체(61)와 이미지 센서 회로기판(64)으로 구비된다. 이러한 카메라부(61)의 내부 구조의 예에 대하여는 도 6에서 설명하기로 한다.

카메라부(61)의 일측에는 렌즈 배리어(41)를 개폐하기 위한 회전 구동원의 일 예로서 회전형 솔레노이드(71)가 FPCB(flexible printed circuit board)와 같은 회로기판(65, 62)에 연결되어 있다. 회전형 솔레노이드(71)는 고정된 중심축(72)을 기준으로 회전암(73)이 소정 회전 각도에서 정회전/역회전(74) 제어가 가능한 구동원이다.

조립된 카메라 모듈이 하우징(21, 22)으로 커버되는 경우에, FPCB는 도피홈(24)을 통하여 외부(모바일 기기 본체)의 회전 구동원 및 카메라부 제어회로에 연결될 수 있다.

도 2를 참조하면, 배리어 베이스(51)는 솔레노이드(71)의 고정축(72)이 압입되어 고정되는 제1 관통홀(55), 광로를 제공하는 제2 관통홀(52), 및 배리어(41)가 축고정되는 회동축(53)이 형성되어 있다. 그리고 솔레노이드(71)가 배리어 베이스(51)에 조립된 상태에서 회전암(73)이 소정 범위에서 회전(74)할 수 있도록 도피홈(54)이 형성되어 있다.

배리어(41)는 삽입홀(42)이 배리어 베이스(51)의 상면에 형성된 배리어 회동축(53)에 결합된다. 그리고 배리어(41)는 회동축(42)의 반대편에 솔레노이드(71)의 회전암(73)이 끼워지는 안내홈(43)이 형성되어 있다. 솔레노이드(71)의 회전동작에 따른 배리어(41)의 개폐동작에 대하여는 도 5a, b에서 다시 설명하기로 한다.

도 1의 실시예에서는 배리어 베이스(51)의 상면에 돌기 형태의 회동축(53)이 형성되고, 배리어(41)에는 회동축(53)에 결합되는 삽입홀(42)이 형성되어 있다. 도면에 도시되지는 않았지만 이와는 반대로 배리어(41)에 돌기 형태의 회동축이 형성되고, 배리어 베이스(51)에 이에 결합하는 관통홀이 형성되어도 동일한 기능을 하게 된다.

그리고 배리어(41)의 회전 동작 중 이탈 방지를 위하여 배리어 커버(31)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 배리어 커버(31)는 배리어(41)를 사이에 두고 배리어 베이스(51)와 결합수단(33, 56)에 의해 결합된다. 도면에서는 후크 결합수단(33, 56)이 예시되어 있으나, 그 외 나사 결합수단 등도 채용될 수 있다. 배리어 커버(31)에는 광로를 제공하는 개구(32)가 형성되어 있다.

모바일 기기용 카메라 제조업체에서는 도 4와 같이 카메라 커버까지 완전히 조립된 상태(10)로 납품할 수 있다. 그리고 완제품 제조업체는 이를 휴대폰의 힌지부(도 7 참조)에 장착하고 휴대폰 본체와 카메라부를 카메라 모듈(10)의 FPCB에 의해 전기적으로 연결함으로써 카메라폰을 최종 완성하게 된다. 또한 모바일 기기용 카메라 제조업체에서는 하우징(21, 22)이 제외된 카메라 모듈만을 조립한 상태에서 납품하고, 완제품 제조업체에서는 이를 휴대폰의 내부에 장착(도 8 참조)하여 카메라폰을 최종 완성할 수도 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 모바일 기기용 렌즈 배리어 개폐장치의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.

먼저 도 5a를 참조하면, 솔레노이드의 회전암(73)이 고정축(72)을 중심으로 반시계 방향(75)으로 소정 각도 회전하면, 회전암(73)에 링크 결합된 안내홈(43)은 회동축(53)을 중심으로 시계 방향으로 회전한다. 이에 따라 배리어(41)가 시계 방향(44)으로 회전하여 광로(52)를 개방한다.

이와는 반대로 도 5b를 참조하면, 회전암(73)이 고정축(72)을 중심으로 시계 방향(76)로 회전하면, 회전암(73)에 링크 결합된 안내홈(43)은 회동축(53)을 중심 으로 반시계 방향로 회전한다. 이에 따라 배리어(41)는 반시계 방향(45)으로 회전하게 되어 광로를 폐쇄한다.

도 6은 도 1의 카메라 모듈(61)의 일 예로서 와이어 본딩 타입의 컴팩트 카메라 모듈의 구성으로서, FPCB(228), PCB(226), 이미지 센서부(232), 하우징부(222), 광학부(220, 224)를 구비한다.

하우징부(222)의 상단의 개구를 통하여 입사된 빛은 비구면 렌즈(220)와 IR(infra-red)(224) 필터 등으로 구비되는 렌즈부를 통과하여 이미지 센서부(232)로 수광된다.

수광된 빛을 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서부(232)는 PCB(226) 상에 고정되고 와이어본딩(230)으로 연결된다. 여기서 이미지 센서(232)는 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 등의 광전 변환 소자에 의해 구비될 수 있다.

FPCB(228)는 외부(모바일 기기 본체)의 카메라 제어회로에 연결된다. 그리고 본 발명에 있어서, FPCB(228)는 회전 구동원의 신호선 역할(도 1 참조)을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 모바일 기기용 카메라가 장착된 폴더형 휴대폰을 나타낸다. 폴더형 휴대폰은 디스플레이(306)가 구비된 폴더부(302)와 조작버튼들이 구비된 본체부(304)가 힌지부(308)에 의해 결합되어 있다. 도 7은 폴더형 휴대폰의 힌지부(308)에 카메라(310)가 장착된 형태로서, 모바일 기기용 카메라 제조업체에서는 도 5과 같이 카메라 커버까지 완전히 조립된 상태에서 납품하고, 완제품 제조업 체에서는 이를 폴더형 휴대폰의 힌지부에 장착하고 본체와 카메라부를 FPCB 등에 의해 전기적인 연결을 함으로써 카메라폰이 최종 완성된다. 실제로 도 1, 도 5의 하우징(21, 22)이 조립된 카메라는 도 7과 같은 폴더형 휴대폰의 힌지부(308) 크기에 맞게 제조할 수 있다.

도 8은 본 발명의 모바일 기기용 카메라가 장착된 슬라이드형 휴대폰을 나타낸다. 슬라이드형 휴대폰은 디스플레이(406)가 구비된 슬라이드부(406)와 조작버튼 들이 구비된 본체부(404f)로 이루어지며, 카메라는 본체부의 뒷면(404r)의 내부에 장착될 수 있다. 모바일 기기용 카메라 제조업체에서는 도 2와 같이 카메라 모듈의 하우징(도 1의 21, 22)을 제외한 상태로 제조하여 납품하고, 완제품 제조업체에서는 이를 휴대폰의 앞면 또는 뒷면의 내부에 장착할 수 있다.

또한 본 발명이 적용될 수 있는 모바일 기기는 도 7, 도 8의 카메라폰 뿐만이 아니라, 카메라 기능이 부가된 PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player) 등의 휴대용(portable, handheld) 기기를 모두 포함하는 개념이다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 소형 회전형 솔레노이드와 같은 회전형 구동원과 회전 배리어 구조를 이용하여 작은 공간을 점유하고 간단한 구성을 갖는 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치를 구현할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예들에 의해 가르침을 받은 당업자라면, 다음의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims

중심축으로부터 소정 반경 이격된 위치에서 소정 각도 회전하는 회전암이 구비된 회전 구동원;

상기 회전 구동원이 고정되고, 상기 회전암의 회전 경로의 도피홈이 형성되고, 광로를 제공하는 개구가 형성되고, 상기 도피홈과 상기 개구 사이에 배리어 회동축이 형성된 배리어 베이스; 및

상기 배리어 회동축에 회동 가능하도록 결합되고, 상기 배리어 회동축을 중심으로 일측에 상기 회전 구동원의 회전암에 결합되는 안내홈을 구비하고, 상기 안내홈을 통하여 상기 회전암의 회전력을 전달받아 상기 배리어 회동축을 중심으로 회동하면서 상기 광로를 개폐하는 배리어를 구비한 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 배리어와 상기 회전암의 결합이 이탈되지 않도록 커버하며 상기 배리어 베이스에 결합되고, 상기 광로를 제공하는 개구가 형성된 배리어 커버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라의 렌즈 배리어 개폐장치.
제1항 또는 제2항의 렌즈 배리어 개폐장치; 및

상기 배리어가 상기 광로를 개방한 경우에 상기 광로를 통하여 입사되는 이 미지를 촬영하는 카메라부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라 모듈.
제3항에 있어서,

상기 렌즈 배리어 개폐장치와 상기 카메라부를 커버하는 하우징을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기용 카메라 모듈.
제3항의 카메라 모듈이 장착된 것을 특징으로 하는 모바일 기기.