KR101621885B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자동으로 렌즈교체가 이루어져 줌(Zoom) 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈은 외부 이미지를 결상시키는 고정 렌즈모듈과, 상기 고정 렌즈모듈을 통해 입력되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 이미지센서가 장착된 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 각기 다른 줌값이 적용된 복수의 줌 렌즈모듈과, 외부의 줌 요청에 따라, 상기 복수의 줌 렌즈모듈 중 어느 하나의 줌 렌즈모듈을 마운트하기 위한 렌즈 마운팅 수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 렌즈 마운팅 수단은, 상기 복수의 줌 렌즈모듈이 적재되며, 줌 렌즈모듈의 이동시 버퍼공간을 제공하기 위한 복수의 적재부와, 상기 적재부에 적재된 어느 한 줌 렌즈모듈을 거치하여, 이동시켜 상기 적재부에 적재 또는 상기 고정 렌즈모듈의 상부에 줌 렌즈모듈을 마운트 하는 거치부를 포함한다.

줌 렌즈, 자동교체

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자동으로 렌즈교체가 이루어져 줌(Zoom) 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 컴팩트한 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 포커스 조정이 가능하도록 제조되고 있다.

이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 구동원이 설치하여 어떤 한 렌즈를 왕복 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.

구체적으로 카메라 모듈은 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서, 상기 이미지 센서로 광을 집광시키는 렌즈와 IR필터, 이들을 내부에 포함하는 하우징 및 상기 이미지 센서의 신호를 처리하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 렌즈는 MEMS 액츄에이터와 연결되어 이미지 센서 사이의 간격을 조절함으로써 AF 등의 기능을 수행 할 수 있다.

상기와 같은 종래의 카메라 모듈이 도 4에 도시되어 있다.

도 4에서와 같이 복수의 렌즈모듈(5)이 렌즈홀더(1)에 의해 지지되고, 상기 도면상 렌즈모듈(5)의 하부에는 적외선 필터(4)가 렌즈홀더(1)에 의해 설치되며, 이미지 센서(2)가 실장된 인쇄회로기판(3)이 그 하부에 위치한다. 그리고, 그 상부로 줌을 위한 별도의 렌즈모듈(6)이 장착된다.

상기와 같은 컴팩트 카메라 모듈에서 줌을 위해서는 별도의 렌즈모듈(6)을 장착해야 하는 번거러운 단점이 있다. 일반적인 DSLR이나 손바닥 크기의 휴대용 디지털 카메라의 경우, 카메라 케이스 내부의 기구적인 공간이 허용하여 줌을 위한 별도의 장치가 설치되어 있거나, 카메라 모듈의 외면에 별도의 줌을 위한 렌즈를 설치하기 위한 기구적인 구조물이 마련되고, 줌 렌즈를 마운드 시켜 사용자는 조작부를 조작하거나 직접 줌 렌즈를 조작하여 줌 기능을 사용함이 가능하다. 도 4와 같은 휴대 전화기, PDA등의 휴대용 이동통신 기기와 같은 장치에 장착되는 컴팩트 카메라 모듈도 마찬가지의 경우로서, 별도의 줌을 위한 렌즈모듈(6)을 카메라 모듈의 외부에 장착하여 줌 기능을 수행한다. 그러나, 이는 별도의 렌즈모듈(6)을 마운트해야 하는 번거러움과 함께 다양한 줌 종류 별로 각기 다른 렌즈모듈을 장착해야 하는 번거러움이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 카메라 모듈내에 줌을 위한 렌즈의 장착과 더불어 각기 다른 종류의 줌을 위한 복수의 렌즈모듈이 쉽게 교체 가능하는 카메라 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈은 외부 이미지를 결상시키는 고정 렌즈모듈과, 상기 고정 렌즈모듈을 통해 입력되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 이미지센서가 장착된 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈에 있어서, 각기 다른 줌값이 적용된 복수의 줌 렌즈모듈과, 외부의 줌 요청에 따라, 상기 복수의 줌 렌즈모듈 중 어느 하나의 줌 렌즈모듈을 마운트하기 위한 렌즈 마운팅 수단을 포함한다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 렌즈 마운팅 수단은, 상기 복수의 줌 렌즈모듈이 적재되며, 줌 렌즈모듈의 이동시 버퍼공간을 제공하기 위한 복수의 적재부와, 상기 적재부에 적재된 어느 한 줌 렌즈모듈을 거치하여, 이동시켜 상기 적재부에 적재 또는 상기 고정 렌즈모듈의 상부에 줌 렌즈모듈을 마운트 하는 거치부를 포함한다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 줌 렌즈모듈은, 상기 고정 렌즈모듈 보다 피사체에 더 근접하게 설치되도록 마운트 된다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 거치부에 거치된 렌즈모듈을 이동시 키기 위해 폐루프로 마련되는 레일과, 상기 거치부를 레일로부터 수직방향으로 왕복이동 시키기 위한 연장암을 포함하고, 상기 거치부는 상기 레일을 통해 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 레일상에서 상기 거치부를 이동시키고, 상기 연장암을 구동하여 거치부를 레일로부터 수직방향으로 왕복 이동되도록 하는 복수의 모터를 포함한다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서 상기 적재부의 개수는 상기 줌 렌즈모듈의 개수보다 많도록 설치된다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서 상기 거치부는, 상기 고정렌즈모듈의 상부에서 측면방향으로 이동하여 줌 렌즈모듈을 마운트 된다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 다양한 줌을 위한 카메라 교체가 자동으로 이루어 지는 장점이 있다.

또한, 종래 별도의 렌즈 모듈을 카메라 모듈의 외부에 직접 장착하는 거에 비해 카메라 모듈의 내부에 줌을 위한 렌즈의 교체가 가능하도록 하여 카메라 모듈의 전체적인 높이가 최소화 되는 효과가 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것 으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(60)의 내부에 하우징의 구조물에 고정되는 고정렌즈 모듈(20)과, 줌을 위한 복수의 렌즈모듈(11,12,13)을 포함한다. 상기 고정렌즈 모듈(20)의 도면상 하부에는 적외선 필터(30) 및 이미지 센서(41), 인쇄회로기판(40)이 설치된다.

도면상 상기 고정렌즈 모듈(20)의 측면방향에는 줌을 위한 복수의 렌즈(11,12,13)가 적재되고, 사용자의 조작 또는 컨트롤러(미도시)의 요청에 의해 해당하는 줌 렌즈(11)를 상기 고정렌즈 모듈(20)의 도면상 상부로 마운팅하기 위한 줌 렌즈 마운팅 수단(50)을 포함한다.

상기 줌 렌즈마운팅 수단(50)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 줌 렌즈모듈(11,12,13)이 적재되며, 줌 렌즈모듈(11,12,13)의 이동시 버퍼공간을 제공학 위한 복수의 적재부(51a~51d)와, 상기 적재부(51a~51d)에 적재된 어느 한 줌 렌즈모듈(11,12,13)을 거치하여 이동시켜 상기 적재부(51a~51d)에 적재 또는 상기 고정 렌즈모듈(20)의 상부에 마운트 하는 거치부(52)와, 상기 거치부(52)에 거치된 줌 렌즈모듈(11,12,13)을 이동시키기 위해 폐루프로 마련되는 레일(53)과, 상기 거치부(52)를 레일(53)로부터 수직방향으로 왕복이동 시키기 위한 연장 암(52a)을 포함한다.

상기 거치부(52)는 상기 레일(53)을 통해 이동이 가능하도록 설치되며, 상기 레일(53)상에서 상기 거치부(52)를 이동시키고, 상기 연장암(52a)을 구동하여 거치부(52)를 레일(53)로부터 수직방향으로 왕복 이동되도록 하는 복수의 모터(52b,54a~54d)를 포함한다.

상기 미설명 부호 55는 상기 복수의 모터(54a~54d)의 구동력을 상기 거치부(52)에 전달하여 레일(53)상에서 거치부(52)가 이동되도록 하는 체인이다.

본 실시예에 따른 레일(53)은 사각틀의 형상을 갖는 폐루프로 구비되어, 복수의 모터(54a~54d)에 의해 폐루프 상에서 상기 거치부(52)가 자유롭게 이동 가능하도록 되어 있다. 상기 적재부(51a~51d)는 도 3에 개념도로 도시되어 있는바와 같이 복수의 줌을 위한 렌즈(11,12,13)보다 더 많은 개수를 갖도록 구비되어 있어야 하며, 상기 거치부(52)가 레일(53)상에서 이동하여 상기 연장암(52a)이 모터(52b)에 의해 구동되어 적재부의 렌즈모듈을 쉽게 거치하도록 근방에 마련되어 있음이 바람직 하다.

도 3을 참조하여, 줌을 위한 제1 렌즈(11)가 마운팅 되어 있고, 제3 렌즈(13)를 마운팅 하고자 하는 경우, 상기 거치부(52)는 제2 렌즈(12)를 비어있는 제4 적재부(51d)로 이동시켜 적재하고, 제1 적재부(51a)에 적재된 제2 렌즈(12)를 거치 및 이동하여 제2 적재부(51b)에 적재한다. 그리고, 마운팅 된 제1 렌즈(11)를 거치부(52)를 통해 거치하여 제1 적재부(51a)에 적재한 후 제3 적재부(51c)에 적재된 제3 렌즈(13)를 거치하여 마운트 하게 된다.

상기 줌을 위한 렌즈를 마운트 하는 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 줌 렌즈(11)가 하우징(60) 내부의 기구물에 의해 안착지지된 형태로 마운트 되는게 바람직하다. 이는 거치부(52)에 의해 렌즈가 마운트 되며 마운트 해제됨을 감안하여 상기 거치부(52)가 안착을 위한 기구물에 근접하여 상기 렌즈의 상부측 턱에 기구물이 걸리도록 하여 안착하고, 이의 해제시에는 기구물의 상부측으로 마운트된 렌즈를 이동하여 마운트 해제함이 바람직 하다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도

도 2는 상기 도 1에 도시된 렌즈 마운팅 수단을 상세하게 설명하기 위한 도면

도 3은 상기 도 2에 도시된 렌즈 마운팅 수단의 동작을 설명하기 위한 도면

도 4는 종래의 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면

Claims (6)

1. 외부 이미지를 결상시키는 고정 렌즈모듈과, 상기 고정 렌즈모듈 배면에 배치되어 상기 고정 렌즈모듈을 통해 입력되는 광신호를 전기신호로 변환하여 출력하는 이미지센서가 장착된 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈에 있어서,

   각기 다른 줌값이 적용된 복수의 줌 렌즈모듈과,

   상기 복수의 줌 렌즈모듈 중 선택된 어느 하나의 줌 렌즈모듈을 마운트하기 위한 렌즈 마운팅 수단을 포함하여 이루어져,

   외부의 줌 요청에 따라, 상기 고정 렌즈모듈 전면에 배치되는 상기 줌 렌즈모듈이 교체되는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 마운팅 수단은,

   상기 복수의 줌 렌즈모듈이 적재되며, 줌 렌즈모듈의 이동시 버퍼공간을 제공하기 위한 복수의 적재부와,

   상기 적재부에 적재된 어느 한 줌 렌즈모듈을 거치하여, 이동시켜 상기 적재부에 적재 또는 상기 고정 렌즈모듈의 상부에 줌 렌즈모듈을 마운트 하는 거치부를 포함하는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 줌 렌즈모듈은,

   상기 고정 렌즈모듈 보다 피사체에 더 근접하게 설치되도록 마운트 되는 카 메라 모듈.
4. 제2항에 있어서,

   상기 거치부에 거치된 렌즈모듈을 이동시키기 위해 폐루프로 마련되는 레일과, 상기 거치부를 레일로부터 수직방향으로 왕복이동 시키기 위한 연장암을 포함하고,

   상기 거치부는 상기 레일을 통해 이동이 가능하도록 설치되며,

   상기 레일상에서 상기 거치부를 이동시키고, 상기 연장암을 구동하여 거치부를 레일로부터 수직방향으로 왕복 이동되도록 하는 복수의 모터를 포함하는 카메라 모듈.
5. 제2항에 있어서,

   상기 적재부의 개수는 상기 줌 렌즈모듈의 개수보다 많도록 설치된 카메라 모듈.
6. 제2항에 있어서,

   상기 거치부는,

   상기 고정렌즈모듈의 상부에서 측면방향으로 이동하여 줌 렌즈모듈을 마운트 하는 카메라 모듈.

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