KR100884962B1

KR100884962B1 - 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리

Info

Publication number: KR100884962B1
Application number: KR1020070076380A
Authority: KR
Inventors: 설진수; 이병철; 강병길; 김인수
Original assignee: 자화전자 주식회사
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2009-02-23
Also published as: KR20090012497A

Abstract

본 발명은 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리에 관한 것으로서, 내부 공간을 형성하고 광축으로 개구부를 갖는 메인 프레임; 1개 이상의 렌즈를 갖는 렌즈 조립체; 상기 렌즈 조립체를 왕복 운동시키는 구동부; 및 상기 메인 프레임 후부를 폐쇄하는 이미지센서 조립체로 오토포커스 조립체로 구성되고, 상기 메인 프레임 전부를 폐쇄하도록 셔터 조립체를 결합하되, 상기 오토포커스 조립체의 광로와 동심이 되도록 중첩시켜서 결합된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 휴대폰에 오토포커스 기능과 셔터 기능을 동시에 수행하도록 구성하여 고감도의 영상을 제공할 수 있다.

카메라, 휴대폰, 오토포커스, 셔터, 조리개

Description

휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리{CAMERA LENS ASSEMBLY FOR A CELL PHONE}

본 발명은 카메라 렌즈 어셈블리에 관한 것으로서, 특히, 이동통신 단말기에 장착되어 영상의 초점을 자동으로 조절하는 오토포커스 기능과 광로로 입사되는 광량을 조절하여 선명한 영상 촬영이 가능하도록 하는 셔터 기능을 동시에 수행할 수 있도록 오토포커스 장치와 셔터 장치를 일체로 형성하되 슬림화 및 소형화가 가능하도록 이루어진 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리에 관한 것이다.

최근 디지털 카메라 제작 기술의 발달로 소형, 경량화된 카메라 렌즈 어셈블리가 등장하여 이동통신 단말기에도 카메라를 장착할 수 있게 되면서, 광학 렌즈 및 카메라 소자가 장착된 이동통신 단말기가 보편화되고 있는 추세이다.

이동통신 단말기에 카메라가 장착되기 시작한 초기에 이동통신 단말기에 장착된 카메라의 성능은 당시에 상용화된 디지털 카메라에 비해 현저히 떨어지는 수준이었다. 예를 들어, 보급형 디지털 카메라의 성능이 400만 화소급이였던 당시에 이동통신 단말기에 장착된 카메라는 30만 화소급이 일반적이었고 고급 단말기에 장착된 것이 100만 화소급에 불과하였다.

최근에는 100만에서 200만 화소급 카메라를 이동통신 단말기에 장착하는 것이 보 편화되어 있으며, 고급 단말기의 경우 보급형 디지털 카메라에 준하는 300만 화소급 카메라가 장착되고 있고, 700만 화소급 이상의 성능을 갖는 카메라가 장착된 이동통신 단말기의 상용화에 성공하였다.

이와 같이, 이동통신 단말기에 장착되는 카메라가 300만 화소급 이상으로 고성능화되고 보편화됨에 따라 영상 촬영 시 피사체의 촬영거리에 따라 발생하는 초점 흐트러짐을 보정하는 오토포커스 기능이 내장된 카메라의 탑재율이 증가하고 있으며, 보다 선명한 영상을 원하는 사용자의 요구에 의해 카메라 렌즈 어셈블리에 대한 연구 개발이 활발하게 진행됨으로 인해 카메라 렌즈 어셈블리에 관한 기술 발달이 가속화 되고 있다.

카메라 렌즈 어셈블리의 성능과 그 제작 기술의 정밀도가 향상되어 이동통신 단말기가 디지털 카메라 시장을 점차 잠식하고 있음에도 불구하고, 이동통신 단말기의 주요 지능, 즉 통신 기능의 유지와 휴대성을 고려할 때, 이동통신 단말기에 장착된 카메라의 성능을 디지털 카메라의 성능과 동일한 수준에 이르게 하는 데에는 한계가 있다.

즉, 일반적인 콤팩트(compact)형 디지털 카메라의 경우에도 광학 중(zoom) 기능, 자동 초점 기능및 셔터 기능이 기본적으로 탑재 된다. 또한, 제품에 따라서는 디지털 카메라에 손떨림 보정 기능이 탑재되고 있지만, 이동통신 단말기는 통신 기능을 주요 기능으로 하면서 휴대성을 고려해야만 하기 때문에 카메라 렌즈 어셈블리를 장착하더라도 광학 줌 기능, 오토포커스 기능, 셔터 기능 및 손떨림 보정 기능 등을 탑재하는데 어려움을 겪고 있는 것이다.

상세하게 설명하면, 이동통신 단말기에 탑재되는 카메라 렌즈 어셈블리에 있어 광학 줌 기능과 셔터 기능은 공간상 제약 및 성능 구현에 어려움이 있어 제한적으로 채용되고 있으며, 광학 줌 기능과 셔터 기능 보다 상대적으로 공간 활용이 용이한 오토포커스 기능을 내장한 카메라 렌즈 어셈블리의 채용이 증가하고 있는 추세이다.

그러나, 고화소급 카메라으로의 기술 발달이 가속화되고 보다 선명한 영상을 촬영하고자 하는 사용자의 요구가 증가함에 따라 오토포커스 기능과 더불어 고감도의 화질을 제공할 수 있는 셔터 기능을 추가해야할 필요성이 꾸준하게 증가하고 있으나, 종래 디지털 카메라에 사용되고 있는 셔터 장치를 이동통신 단말기에 그대로 적용하는데 있어 셔터 장치의 크기 및 형상 구조에 따른 공간상 많은 어려움이 있다.

즉, 이동통신 단말기의 소형화 슬림화의 기술적 진화에 유연하게 대체할 수 있는 소형 제품 개발에 어려움이 있고, 특히 오토포커스 장치에 셔터 장치를 탑재하여 카메라 렌즈 어셈블리를 제품화할 경우 두께가 두꺼워져 최근에 유행하고 있는 슬림형 이동통신 단말기의 채용에 어려움이 있으며, 소형화 슬림화를 실현하는 것뿐만 아니라 성능 구현에 있어서도 동특성 및 셔터 속도 등의 신뢰성이 확보되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 한 것으로서, 본 발명의 목적은 오토포커스 기능과 셔터 기능을 동시에 수행하도록 일체로 형성하여 고감도의 영상을 제공하는 동시에 소형화에 용이한 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 오토포커스 조립체와 셔터 조립체의 결합구조를 특 정함으로써 두께를 줄이고 구성을 콤팩트하게 구성하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 오토포커스 조립체와 셔터 조립체를 각각 모듈 구성하고 특성이 검증된 제품을 일체로 조립함으로써 조립 공정을 간소화할 수 있고 단자 결선의 간소화를 통해 제조 비용도 절감하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리는,

오토포커스 조립체와 셔터 조립체가 서로 결합된 것으로,

상기 오토포커스 조립체는, 내부 공간을 형성하고 광축을 따라 개구부를 갖는 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 내부공간에 광축방향으로 왕복 운동이 가능하게 설치된 렌즈 조립체, 상기 렌즈 조립체를 구동하는 렌즈 구동부 및, 상기 메인 프레임의 후부(後部)를 폐쇄하는 이미지센서 조립체를 포함하고,

상기 셔터 조립체는, 셔터 베이스와, 상기 셔터 베이스의 외면(外面)에 설치된 셔터 날개 및 셔터 커버와, 상기 셔터 베이스에 설치된 셔터 날개 구동부를 포함하며,
상기 셔터 조립체는 광축방향에서 바라볼 때 그 일변 근방에 셔터 날개 구동부가 광축방향으로 연장되게 설치되어 있으며, 측방향에서 바라볼 때 'ㄱ' 형상을 이루고 있으며,

상기 오토포커스 조립체는 측방향에서 바라볼 때 상기 셔터 조립체의 셔터 날개 구동부를 수용하도록 'ㄴ'형상을 이루고 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 셔터 베이스는 메인 프레임의 광축 방향 일단부를 덮어서 설치되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 오토포커스 조립체와 셔터 조립체는 각각 모듈화되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈 구동부는 렌즈의 일측에서 메인 프레임에 결합된 것으로, 광축방향과 수직되게 서로 대면하는 코일 및 영구자석과, 상기 렌즈 조립체를 지지하는 지지부와, 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 구동부 인쇄기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈 구동부과 상기 메인 프레임은 홈과 돌기의 결합을 통해 서로 고정 결합되어 모듈을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셔터 커버의 둘레의 일부가 절곡되어 걸림구멍이 형성된 걸림편을 형성하고, 상기 셔터 베이스의 측면에는 상기 걸림구멍에 걸리는 돌출편이 형성되어 있어, 상기 셔터 조립체가 하나의 모듈로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈 구동부에 설치된 구동부 인쇄기판은 상기 이미지센서 조립 체에 고정되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이미지센서 조립체의 센서부 인쇄기판에는 일측에 회로 결선된 오목홈들이 형성되고, 이에 상응하도록 상기 구동부 인쇄기판의 일측에 돌기들이 형성되어 서로 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셔터 날개 구동부와 상기 이미지센서 조립체 사이에는 셔터단자 결선부가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셔터 날개 구동부에는 단자핀이 형성되어 있고, 상기 이미지센서 조립체의 센서부 인쇄기판의 테두리에는 오목홈이 형성되어 있으며, 상기 셔터단자 결선부는 단자핀과 오목홈 사이에 연결되어 고정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 렌즈 구동부에 설치된 구동부 인쇄기판은 상기 이미지센서 조립체에 고정되어 전기적으로 연결되고,

상기 셔터 날개 구동부와 상기 이미지센서 조립체 사이에는 셔터단자 결선부가 개재되어 있어 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셔터 조립체는 광량을 조절하기 위한 조리개 날개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 셔터 날개와 조리개 날개 사이에는 셔터 플레이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 휴대폰에 오토포커스 기능과 셔터 기능을 동시에 수행하도록 구성하여 고감도의 영상을 제공할 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 셔터 조립체의 구동부를 일측으로 편심 배치하고 광축방향으로 ‘ㄱ’형상으로 구성하고 오토포커스 조립체를 ‘ㄴ’형상으로 구성하여 오토포커스와 셔터 조립체의 외형으로 돌출됨이 없도록 형성할 수 있으며, 셔터 조립체의 베이스를 오토포커스 조립체의 커버로 활용함으로써 제품 전체 두께의 손실을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 오토포커스 조립체와 셔터 조립체를 각각 모듈 구성하고 특성이 검증된 제품을 일체로 조립함으로써 조립 공정의 간소화가 가능하고, 오토포커스 구동부 및 셔터 조립체 구동부에 전원을 인가하기 위한 단자부를 별도로 인출되는 결선부가 필요 없이 오토포커스의 이미지센서 조립체에 각각 납땜 결선되도록 함으로써 단자 결선의 간소화뿐만 아니라 제조 비용을 절감할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 알려진 공지기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 또한, 설명의 편의상 광축방향으로 피사체가 있는 부분, 즉 셔터 커버가 있는 쪽을 전방(前方)으로 하고, 이미지센서 조립체(150)가 있는 부분을 후방(後方)으로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리(1000)는 크게 오토포커스 조립체(100)와 셔터 조립체(200)로 이루어져 있으며, 오토포커스 조립체(100)는 측방향에서 바라볼 때 'ㄴ' 형상으로 이루어져 있고, 셔터 조립체(200)는 후술하는 셔터 날개 구동부(220)에 의해 'ㄱ' 형상으로 이루어져 카메라 렌즈 어셈블리(1000)의 외측으로 돌출되지 않게 되어 있다. 즉, 오토포커스 조립체(100)와 셔터 조립체(200)는 상보적으로 결합하여 측면에서 바라볼 경우에도 대략 4각형으로 되어 있다.

또한, 상기 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리(1000)는 광축방향에서 바라볼 때 대략 4각형의 형상을 갖는다.

먼저, 도 3과 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 오토포커스 조립체(100)는 외형을 이루는 메인 프레임(120)과 렌즈 조립체(140)와 렌즈 조립체(140)를 왕복운동시키기 위한 렌즈 구동부(130)와 이미지센서 조립체(150)로 구성되어 있다.

상기 메인 프레임(120)은 내측으로 상기 이미지센서(151)의 촬영 경로가 되는 개구(미도시)가 형성되어 있으며, 상기 개구에 적외선 필터(156)가 설치된다. 그리고, 상기 메인 프레임(120)의 후부에는 상기 이미지센서(151)를 감싸는 형태로 형성되어 이미지센서 조립체(150)가 조립되고 상기 개구가 상기 적외선 필터에 의해 폐쇄됨으로써, 상기 이미지센서(151)는 외부와 완전히 차단되며 상기 적외선 필터를 경유하여 입사되는 이미지만을 검출하게 된다.

상기 메인 프레임(120)의 전부(前部)에는 일측이 개방된 외측면부(122)가 상기 광축 방향을 따라 연장되어 있다. 상기 외측면부(122)는 상기 렌즈 조립체(140)의 외주면의 일부분을 감싸게 형성하여 상기 렌즈 조립체(140)가 상기 광축 방향으로 이탈되는 것을 방지하고 있으며, 상기 렌즈 구동부(130)의 조립홈(137)과 조립이 용이하도록 조립돌기(170)를 구비하고 있다. 상기 조립돌기(170)는 상기 렌즈 구동부(130)가 기울어짐이 없이 안내되어 조립되도록 광축방향으로 충분히 연장시켜 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외측면부(122)의 가장 앞부분은 셔터 조립체(200)의 셔터 베이스(210)의 적어도 일부가 진입되어 조립되도록 바닥 조립부를 형성한다.

구체적으로, 조립시 상기 외측면부(122)의 가장 앞부분과 상기 셔터 베이스(210)의 천정부가 인접하게 대향하면서 정확한 위치에 안착된다.

이에 따라, 상기 메인 프레임(120)과 셔터 조립체(200)의 결합에 의한 두께의 증가를 최소화할 수 있다.

또한, 상기 메인 프레임(120)의 외측면에서 돌출된 돌출부(121)를 형성하여 상기 셔터 조립체(200)의 셔터 날개 구동부(220)를 지지하게 되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈 조립체(140)는 그 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 설치되어 있으며, 상기 광축 방향을 따라 왕복 운동하면서 초점 거 리를 조절하게 되며, 상기 렌즈 조립체(140)의 일측면에는 영구자석(145)이 장착되어 있다. 상기 영구자석(145)은 상기 렌즈 구동부(130)에 설치되는 코일(136)과 상호 작용하면서 상기 렌즈 조립체(140)를 왕복 운동시키는 구동력을 발생시키게 된다.

상기 영구자석(145)의 자로를 형성하고 상기 렌즈 구동부(130) 방향으로 자속을 집중하기 위하여 상기 렌즈 조립체(140)의 일측면에는 제1 요크(171)가 설치될 수 있다. 상기 제1 요크(171)는 상기 영구자석(145)과 상기 렌즈 조립체(140) 사이에 개재된다.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 카메라 렌즈 어셈블리(1000)에서 이미지 검출을 위한 이미지센서 조립체(150)는 이미지센서(151), 회로기판(152), 가요성 인쇄회로(155)로 구성된다.

결상면에 배치되는 상기 이미지센서(151)는 와이어 본딩에 의해 상기 회로기판(152)의 일면에 장착되어 있으며, 상기 가요성 인쇄회로(155)는 상기 회로기판(152)으로부터 연장되어 카메라 또는 이동통신 단말기의 주회로 기판(미도시)에 연결된다. 상기 이미지센서(151)는 후술하는 적외선 필터(156), 상기 렌즈 조립체(140)와 함께 상기 광축에 정렬된다.

상기 인쇄기판(152)의 적어도 어느 하나의 일측면에는 상기 오토포커스 조립체(100)의 렌즈 구동부(130) 및 셔터 조립체(200)의 셔터 날개 구동부(220)에 전원을 공급하기 위해 각각의 구동부(130)(220)에서 인출되는 인쇄기판(134) 또는 단자 핀과 납땜 고정하기 위한 회로 결선된 오목홈들로 형성된 단자 결선부(153)를 구비하고 있다.

도 4와 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 렌즈 구동부(130)는 상기 렌즈 조립체(140)의 일측면에 배치되는 영구자석(145)과 대면하는 코일(136)과 렌즈 조립체(140)를 지지하기 위한 지지부(133)와 상기 코일(136)에 전원을 공급하기 위한 인쇄기판(134)과 렌즈 조립체(140)의 위치를 검출하기 위한 위치변위센서(135)와 상기 영구자석(145)의 자로를 형성하는 제2 요크(172)로 구성된다.

상기 렌즈 구동부(130)의 내측으로는 인쇄기판(134)과 상기 인쇄기판(134)상에 고정되는 코일(136)과 상기 코일(136)의 내부 공심에 위치하는 위치변위센서(135)로 구성되어 있다. 이에 따라, 상기 코일(136)에 전류가 인가되면 상기 코일(136)은 전기장을 발생시켜서, 상기 코일(136)의 전기장과 상기 영구자석(145)의 자기장이 상호 작용하면서 상기 렌즈 조립체(140)를 왕복 운동시키는 구동력을 발생시키게 된다.

또한, 상기 렌즈 구동부(130)의 외측으로는 상기 코일(136)의 전기장 및 영구자석(145)의 자기장을 상기 코일(136)과 영구자석(145) 사이에 집중시키기 위하여, 상기 코일(136)을 둘러싸는 형태로 제2 요크(172)가 장착되어 있으며, 상기 렌즈 구동부(130)의 하단에는 상기 렌즈 조립체(140)의 하향 이동을 제한하는 스토퍼(138)가 형성되어 있다.

또한, 렌즈 구동부(130)의 적어도 일측에는 상기 메인 프레임(120)과 조립되 도록 하는 조립홈(137)이 광축방향으로 연장되도록 형성되어 있다.

상기 렌즈 조립체(140)의 위치 변화를 검출하기 위한 위치변위센서(135)로 광센서 또는 홀 센서, 등을 사용할 수 있으나 본 발명에서는 위치변위센서로 홀센서를 적용한 예로 하여 설명한다.

상기 렌즈 구동부(130)에는 홀 센서(135)가 설치되어 상기 렌즈 조립체(140)에 장착된 영구자석(145)의 위치 변화를 감지하게 된다. 상기 영구자석(145)은 상기 렌즈 조립체(140)에 장착되어 있으므로, 결국 상기 홀 센서는 상기 렌즈 조립체(140)의 위치 변화를 감지하게 된다.

상기 홀 센서(135)는 상기 코일(136)과 함께 상기 인쇄기판(134)에 부착되며, 상기 코일(136)에 의해 둘러싸이는 형태로 조립된다.

상기 인쇄기판(134)은 코일(136)과 홀 센서(135)에 각각 전원을 제공하고, 상기 이동통신 단말기의 주 회로기판으로부터 전원을 공급받는 등의 전기 회로 결선을 위해 일단에는 상기 이미지센서(151)의 단자 결선부(153)의 오목홈(153a)들에 상응하는 형상으로 돌기들을 갖는 단자 결선부(134a)가 형성되어 있다.

상기 홀 센서(135)는 렌즈 조립체(140)의 위치 변화 값과 이미지센서 조립체(150)에서 발생하는 기준신호를 비교하여 코일(136)에 전류를 공급하는 제어부를 내장하는 원칩으로 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 홀센서(135)와 제어부를 하나의 칩으로 구성하고 코일(136)의 공심 내측에 설치함으로써 공간활용도의 극대화 할 수 있도록 이루어져 있다.

상기와 같이 구성된 렌즈 구동부(130)에 상기 렌즈 조립체(140) 결합시키면, 상기 영구자석(145)과 제2 요크(172) 사이에 발생되는 인력에 의해 상기 렌즈 조립체(140)가 상기 지지부(133)에 밀착된다. 이와 동시에 상기 코일(136)에 전류가 인가되지 않은 상태에서 상기 영구자석(145)은 그 자체의 자력에 의해 상기 제2 요크(172)의 중앙부에 위치되는 방향으로 이동하게 되며, 이로 인하여 상기 렌즈 조립체(140)가 상기 스토퍼(138)에 밀착된다.

상기 렌즈 조립체(140)의 후부면이 상기 스토퍼(138)에 밀착되는 밀착력이 미흡할 경우에는 상기 스토퍼(138)에 자성 재질의 부재를 설치하거나 상기 제2 요크(172)를 스토퍼(138) 측으로 연장하여 밀착력을 강화하는 것도 가능하다.

즉, 상기 렌즈 조립체(140)의 일측면은 상기 지지부(133)에 대면하고, 후부면은 상기 스토퍼(138)에 대면하며, 상기 코일(136)에 전류가 인가되지 않은 상태라면 상기 렌즈 조립체(140)는 그 후부면이 상기 스토퍼(138)에 밀착되는 위치에 정지된다. 상기 렌즈 조립체(140)가 정지된 상태에서, 상기 코일(136)에 전류가 인가되면 상기 코일(136)에서 발생하는 전기장과 상기 영구자석(145)의 자기장이 상호 작용하면서 상기 렌즈 조립체(140)가 상기 광축 방향을 따라 이동하게 된다. 상기 코일(136)에 인가되는 전류값에 따라 상기 렌즈 조립체(140)의 이동거리와 이동 방향이 설정되며, 이로써 상기 카메라 렌즈 어셈블리(1000)의 초점 거리가 조절된다.

상기 렌즈 조립체(140)와 렌즈 구동부(130)를 하나의 구동 조립체로 모듈화하여 상기 메인 프레임(120)에 결합하면, 상기 렌즈 조립체(140)의 일측면은 상기 렌즈 구동부(130)에 대면하고 그 나머지 외주면이 상기 메인 프레임(120)의 외측면 부에 의해 둘러싸여 상기 광축 방향으로만 이동할 수 있게 된다.

상기 렌즈 조립체(140)는 상기 영구자석(145)과 제2 요크(172)에 의해 상기 지지부(133)에 밀착되려는 성향을 갖게 되며, 상기 렌즈 조립체(140)가 상기 지지부(133)에 밀착된다면 상기 렌즈 조립체(140)의 왕복 운동이 불가능해지거나, 가능하더라도 큰 구동력이 요구된다.

따라서, 상기 카메라 렌즈 어셈블리(1000)는 상기 렌즈 구동부(130)와 렌즈 조립체(140) 사이에 가이드부를 형성하고 볼들(미도시)을 제공함으로써 적은 구동력으로도 상기 렌즈 조립체(140)를 왕복 운동시킬 수 있다.

상기 가이드부는 상기 렌즈 조립체(140)의 일면에 형성되는 한 쌍의 제1 가이드 홈(143)들과 상기 지지부(133)에 형성되어 상기 제1 가이드홈(143)들에 대면하는 제2 가이드홈(139)들과, 상기 제1 가이드홈(143)과 제2 가이드홈(133)에 수용되는 볼(139a)들로 구성되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 셔터 조립체(200)는 광로와 동축이 되도록 상기 오토포커스 조립체(100)상에 조립되며, 입사되는 빛을 관통시키기 위한 개구(219)를 가지는 셔터 베이스(210)와 입사되는 빛을 차단시키기 위한 셔터 날개(240)들과 상기 셔터 날개(240)를 회전시키기 위해 독립 구동이 가능한 셔터 날개 구동부(220)와 상기 셔터 날개 구동부(220)를 고정시키기 위한 안착부(211)와 셔터커버(230)로 구성된다.

또한, 입사되는 빛의 광량을 조절하기 위해 조리개가 필요한 경우 조리개 날 개(260)들과 상기 조리개 날개(260)들을 회전키기 위한 구동부(270)와 상기 조리개 날개(260)들의 유동이 가능하도록 공간 형성 및 접촉 마찰 부하를 줄이기 위한 셔터 플레이트(250)가 더 포함된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 셔터 베이스(210)는 후면으로 상기 오토포커스 조립체(100)의 앞쪽을 커버하도록 상기 오토포커스 조립체(100)의 메인 프레임(120) 최상측에 적어도 일부가 진입되며, 내측 일면에는 셔터 날개(240) 구동시 마찰을 감소시키기 위해 셔터 날개(240)의 전면이 바닥에 접촉되는 것을 방지하기 위한 돌기들(212)이 구비되어 있고, 일측에는 상기 오토포커스 조립체(100)측으로 연장되어 상기 날개 구동부(220)(270)를 고정하기 위한 안착부(211)가 형성되어 있다.

상기 안착부(211)에는 상기 날개 구동부(220)(270)를 고정 결합하기 위한 후크 형상의 걸쇠(211a)를 마련하여 체결이 용이하도록 이루어져 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 상기 셔터 날개(240)는 상기 셔터 베이스(210)에 회전 지지되기 위한 조립홀(241)이 형성되어 있고, 상기 셔터 날개 구동부(220)에서 인출되어 돌출된 구동핀(223)에 안내받아 회전하도록 하는 안내 홀(242)이 형성되며, 광로를 효율적으로 차단하기 위해 2개의 셔터 날개를 구비하고 있다.

도 3과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 셔터 날개 구동부(220)는 코일을 권선하기 위한 절연부재(222)와 상기 절연부재(222)에 권선된 코일(224)에 인가되는 전류에 의한 자로를 형성하기 위한 제1요크(226a) 및 제2요크(226b)와 코일(224)에 자력을 공급하기 위한 원통형의 영구자석(225)과 상기 영구자석(225)에서 연장되어 돌출된 돌출핀(223)과 상기 영구자석(225)을 회전지지하기 위한 구동프레임(227)으로 구성되어 독립 구동이 가능하게 구성되어 있다.

상기 코일(224)에 전원을 공급하기 위해 인쇄기판(152) 또는 단자핀(228)의 일단에는 상기 이미지센서(151)의 단자 결선부(153)의 오목홈들에 상응하는 형상으로 돌기들을 갖는 단자 결선부(270)가 형성되어 있다.

상기와 같은 셔터 날개 구동부(220)의 대략적인 동작 방법을 설명하면, 코일(224)에 전류가 인가되면, 제1요크(226a) 및 제2 요크(226b)로 이루어진 자성부재(226)에 전자력이 인가되어, 한쪽은 N극, 다른 한쪽은 S극의 서로 다른 극성이 발생이 되며, 이 전자력에 의해 구동프레임(227)의 회전축(227a)에 지지되어 있는 구동 영구자석(225)이 스토퍼(미도시)가 정한 소정의 각도만큼 왕복 회동하여, 이 영구자석(225)과 일체화되어 있는 구동핀(223)에 체결된 셔터 날개(240)가 열림, 닫힘 동작을 하게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 셔터 커버(230)는 광축에 개구부(235)가 형성되어 있고 상기 셔터 날개(240)가 유동할 수 있도록 공간을 형성하며 상기 셔터 베이스(210)에 조립 고정된다. 특히, 상기 셔터 커버(230)의 둘레의 일부가 절곡되어 걸림구멍이 형성된 걸림편(237)을 형성하고, 상기 셔터 베이스(210)의 측면에는 상기 걸림구멍에 걸리는 돌출편(218)이 형성되어 있다.

이에 따라, 상기 셔터 조립체(200)는 하나의 모듈로 구성되어 단품처럼 취급될 수 있다.

도 3과 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 조리개날개(260)는 입사되는 빚의 광량을 조절하기 위한 광통과공(265)이 구비되며, 상기 셔터 베이스(210)에 회전축(216)을 통해 회전 지지되기 위한 조립홀(261)이 형성되어 있고, 상기 조리개 날개 구동부(270)에서 인출되어 돌출된 구동핀(273)에 안내받아 회전하도록 하는 안내 홀(262)이 형성되며, 광로를 효율적으로 차단하기 위해 2개의 조리개 날개를 구비하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 셔터 플레이트(250)는 상기 셔터 날개(240)가 유동할 수 있는 공간과 상기 조리개 날개(260)가 유동할 수 있는 공간을 구분하는 수단으로 셔터 날개(240) 및 조리개 날개(260)의 접촉 마찰을 주이기 위해 표면에 코팅처리된 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

도 7과 도 8을 참조하여 상기 셔터의 동작을 간략히 설명하면, 상기 셔터 날개(240)들은 각각의 조립홀(241)이 셔터 베이스(210)의 각각의 회전축(215)에 삽입되어지고, 셔터 날개 구동부(220)의 구동핀(223)에 의해 셔텨 날개(240)들의 안내공(242)이 공통으로 삽입되어져 셔터 날개 구동부(220)의 코일(224)에 인가되는 전류의 방향에 따라 소정의 각도만큼 회전축(215)을 중심으로 회전 구동하게 된다.

여기서, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 셔터 날개(240)의 열림 위치는 셔터 스토퍼(217a)에 의해 위치제어가 가능하며, 셔터 구동시 셔터 베이스(210)와 조리개(260) 사이에 구동 가능하도록 일정 공간을 형성하기 위하여 셔터 플레이트(250)가 배치되며, 그 공간의 높이는 셔터 베이스(210)에서 돌출된 돌기에 의해 엄격히 제어된다.

또한, 셔터 구동핀(223)이 열림 위치로 이동되는 순간 동일한 방향으로 셔터 날개(240)가 각각의 변위 각도만큼 이동하여 셔터 날개(240)가 일정치 중첩되어 차폐기능을 하게 되며, 그로 인해 빛을 차단하게 된다.

이때의 닫침 위치는, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 닫힘 위치 스토퍼(217b)에 의해 위치 제어가 가능한 구조이고, 셔터 날개(240) 구동시 마찰력을 최소화하기 위하여 셔터 베이스(210)의 바닥면 일측에 돌기부(212)를 구비하여, 마찰력 감소에 따른 셔터 날개(240)의 구동시간 단축 및 마모현상을 방지하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이 셔터 장치의 동작은 초기의 열림 상태에 있으며, 촬영 시작모드로 진입시 카메라 내부 휘도 검출장치에 의해 광량을 측정 후 조리개 동작 유, 무를 판단하여 조리개 동작이 판단되면, 조리개(260)가 동작하고 수 ms이후 이미지센서(151) 광 계측이 개시되고, 그와 동시에 셔터의 닫힘 신호가 인가되어 적정 노출 이후 이미지센서(151)의 계측이 종료되면 수 ms이후 셔터(240)가 열리고, 조리개(260)가 열려 완전 개방 상태로 동작된다.

한편, 조리개의 작동은 도 9의 (a)의 개방구조 및 (b)의 폐쇄구조에 각각 도시되어 있으며, 원리는 셔터의 작동과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 1a는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리의 구조를 나타내는 전방 사시도이다.

도 1b는 본 발명에 따른 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리의 구조를 나타내는 후방 사시도이다.

도 2는 도 1에서 오토포커스 조립체와 셔터 조립체가 분리된 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 3은 도 1의 전체 분해 사시도이다.

도 4는 도 1의 단면 사시도이다.

도 5는 도 1a에서 오토포커스 조립체와 셔터 베이스의 결합 구조를 나타내는 사시도이다.

도 6은 도 3에서 렌즈 구동부의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 7은 도 3에서 셔터 날개 구동부의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.

도 8은 도 2에서 셔터 날개의 구동원리를 나타내는 평면도이다.

도 9는 도 2에서 조리개 날개의 구동원리를 나타내는 평면도이다.

<주요 구성부호의 설명>

100... 오토포커스 조립체

120... 메인 프레임

130... 렌즈조립체 구동부

140... 렌즈 조립체

150... 이미지센서 조립체

200... 셔터 조립체

210... 셔터 베이스

220... 셔터 날개 구동부

230... 셔터 커버

240... 셔터 날개

250... 셔터 플레이트

260... 조리개 날개

270... 셔터단자 결선부

1000... 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리

Claims

오토포커스 조립체와 셔터 조립체가 서로 결합된 것으로,

상기 오토포커스 조립체는, 내부 공간을 형성하고 광축을 따라 개구부를 갖는 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 내부공간에 광축방향으로 왕복 운동이 가능하게 설치된 렌즈 조립체, 상기 렌즈 조립체를 구동하는 렌즈 구동부 및, 상기 메인 프레임의 후부(後部)를 폐쇄하는 이미지센서 조립체를 포함하고,

상기 셔터 조립체는, 셔터 베이스와, 상기 셔터 베이스의 외면(外面)에 설치된 셔터 날개 및 셔터 커버와, 상기 셔터 베이스에 설치된 셔터 날개 구동부를 포함하며,

상기 셔터 조립체는 광축방향에서 바라볼 때 그 일변 근방에 셔터 날개 구동부가 광축방향으로 연장되게 설치되어 있으며, 측방향에서 바라볼 때 'ㄱ' 형상을 이루고 있으며,

상기 오토포커스 조립체는 측방향에서 바라볼 때 상기 셔터 조립체의 셔터 날개 구동부를 수용하도록 'ㄴ'형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 셔터 베이스는 메인 프레임의 광축 방향 일단부를 덮어서 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 오토포커스 조립체와 셔터 조립체는 각각 모듈화되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 렌즈 구동부는 렌즈의 일측에서 메인 프레임에 결합된 것으로, 광축방향과 수직되게 서로 대면하는 코일 및 영구자석과, 상기 렌즈 조립체를 지지하는 지지부와, 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 구동부 인쇄기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제4항에 있어서,

상기 렌즈 구동부와 상기 메인 프레임은 홈과 돌기의 결합을 통해 서로 고정 결합되어 모듈을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제2항에 있어서,

상기 셔터 커버의 둘레의 일부가 절곡되어 걸림구멍이 형성된 걸림편을 형성하고, 상기 셔터 베이스의 측면에는 상기 걸림구멍에 걸리는 돌출편이 형성되어 있어, 상기 셔터 조립체가 하나의 모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제4항에 있어서,

상기 렌즈 구동부에 설치된 구동부 인쇄기판은 상기 이미지센서 조립체에 고정되어 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제7항에 있어서,

상기 이미지센서 조립체의 센서부 인쇄기판에는 일측에 회로 결선된 오목홈들이 형성되고, 이에 상응하도록 상기 구동부 인쇄기판의 일측에 돌기들이 형성되어 서로 고정된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 셔터 날개 구동부와 상기 이미지센서 조립체 사이에는 셔터단자 결선부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제9항에 있어서,

상기 셔터 날개 구동부에는 단자핀이 형성되어 있고, 상기 이미지센서 조립체의 센서부 인쇄기판의 테두리에는 오목홈이 형성되어 있으며, 상기 셔터단자 결선부는 단자핀과 오목홈 사이에 연결되어 고정된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 렌즈 구동부에 설치된 구동부 인쇄기판은 상기 이미지센서 조립체에 고정되어 전기적으로 연결되고,

상기 셔터 날개 구동부와 상기 이미지센서 조립체 사이에는 셔터단자 결선부가 개재되어 있어 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 셔터 조립체는 광량을 조절하기 위한 조리개 날개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.
제12항에 있어서,

상기 셔터 날개와 조리개 날개 사이에는 셔터 플레이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 카메라 렌즈 어셈블리.