KR101742501B1 - 휴대폰 듀얼카메라 - Google Patents

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KR101742501B1
KR101742501B1 KR1020170002793A KR20170002793A KR101742501B1 KR 101742501 B1 KR101742501 B1 KR 101742501B1 KR 1020170002793 A KR1020170002793 A KR 1020170002793A KR 20170002793 A KR20170002793 A KR 20170002793A KR 101742501 B1 KR101742501 B1 KR 101742501B1
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박민규
김훈섭
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주식회사 나무가
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Abstract

본 발명은 액츄에이터 하우징; 액츄에이터 하우징의 일측에 결합되며, 상하 이송축을 갖는 와이드카메라; 렌즈이송부와 프리즘이 액츄에이터 하우징에 내설되며, 와이드카메라의 상하 이송축에 직교되는 좌우 이송축을 갖는 텔레카메라;를 포함하여 구성되는 구조를 갖는 휴대폰 듀얼카메라에 관한 것으로, 렌즈이송부가 체결되어 이송되는 액츄에이터 하우징의 하단 상부에는 충돌방지가이드턱이 형성되고, 렌즈이송부의 하부에는 충돌방지가이드턱에 대응되어 충돌방지가이드홈이 형성되며, 렌즈이송부의 좌우이송거리는 충돌방지가이드턱과 충돌방지가이드홈에 의해 제한되어 렌즈이송부의 좌우이송시 렌즈이송부의 좌측과 우측 단부가 액츄에이터 하우징의 내측면에 접촉되지 않도록 구성되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대폰 듀얼카메라에 관한 것이다.

Description

휴대폰 듀얼카메라{DUAL CAMERA}
본 발명은 와이드카메라와 텔레카메라로 구성된 구조를 갖는 휴대폰 듀얼카메라에 관한 것으로, 특히, 텔레카메라의 두께를 슬림화하며, 광축의 변형을 방지하고, 조립공정을 간소화시킬 수 있는 구조를 갖는 휴대폰 듀얼카메라에 관한 것이다.
일반적으로, 듀얼카메라의 여러 기능 중 Zoom 기능은 각각의 카메라를 와이드(Wide)와 텔레(Tele)로 배치하게 되며, 와이드와 텔레의 EFL편차는 Zoom Ratio로 환산할 수 있다.
EFL의 편차가 클수록 Zoom 배율은 커지며, 사용자는 더욱 먼 거리에 있는 피사체를 선명하게 촬영할 수 있다.
특히, 텔레 카메라는 렌즈의 길이가 길기 때문에 물리적으로 스마트폰 등 모바일 기기에 장착하기가 까다로운데, 이를 극복하기 위해 프리즘 및 거울을 이용하여 렌즈를 눕힌 형태인 굴절식(Folded)을 채용할 수밖에 없다.
또한, 스마트폰의 두께 방향의 슬림화를 위해서는 굴절식 카메라는 보편적인 정방형의 형태로는 구현이 불가능하며, AF를 담당하는 액츄에이터의 형태 또한 직사각형 형태로 제한적일 수밖에 없다.
한편, 도 1은 종래의 와이드카메라와 텔레카메라로 구성된 듀얼카메라의 개략적인 조립공정을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 액츄에이터 하우징 내부에 액츄에이터 부품을 모두 설치한 상태에서 쉴드를 액츄에이터 하우징의 둘레면에 체결한다.
이후, 프리즘과 렌즈를 삽입한 상태에서 차광판을 조립하며, IR필터, 센서브라켓 및 센서를 조립하고 센서와 렌즈의 광축 정렬 공정인 액티브 얼라인(AA : Active Align)을 조정한다.
이후, 와이드카메라를 액츄에이터 하우징의 일측에 조립하며, 이때, 와이드카메라가 분리되는 것을 방지하기 위하여 와이드카메라를 감싸며 액츄에이터 하우징에 결합되는 와이드서포트를 조립해야만 한다.
또한, 와이드카메라를 조립한 후에는 카메라와 카메라의 광축을 평행하게 정렬하기 위해 랠러티브 얼라인(RA : Relative Align)을 조정해야만 하며, 이 절차만 수십 초 이상 소요된다.
한편, 텔레카메라의 렌즈이송부는 와이드카메라의 상하 이송축과 직교되는 좌우 이송축을 가지며 좌우로 이동한다.
이때, 좌우 이동시 프리즘이 설치된 액츄에이터 하우징의 내측면과 이미지센서 등이 설치된 액츄에이터 하우징의 내측면에 접촉되면서 광축이 틀어지는 문제점일 발생하였다.
(0001) 등록특허 제10-1666087호(카메라 렌즈 모듈)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 액츄에이터 하우징 내부에 충돌방지가이드턱을 형성하고, 캐리어에 이에 대응되는 충돌방지가이드홈을 구성함으로써, 렌즈이송부의 좌우 이동시 렌즈이송부가 액츄에이터 하우징의 내측면에 접촉되어 발생하던 충격으로 인해 광축이 틀어지던 문제점을 방지할 수 있는 구조를 갖는 휴대폰 듀얼카메라를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 와이드카메라가 결합(조립)되는 액츄에이터 하우징의 일측면을 'ㄱ'자 구조로 형성하고, 와이드카메라의 일측면과 상부면을 자동 정렬하여 조립함으로써, 랠러티브 얼라인 공정을 생략할 수 있는 구조를 갖는 휴대폰 듀얼카메라를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 휴대폰 듀얼카메라는, 액츄에이터 하우징, 와이드카메라 및 텔레카메라를 포함하여 구성되며, 상기 렌즈이송부가 체결되어 이송되는 상기 액츄에이터 하우징의 하단 상부에는 충돌방지가이드턱이 형성되고, 상기 렌즈이송부의 하부에는 상기 충돌방지가이드턱에 대응되어 충돌방지가이드홈이 형성되며, 상기 렌즈이송부의 좌우이송거리는 상기 충돌방지가이드턱과 상기 충돌방지가이드홈에 의해 제한되어 상기 렌즈이송부의 좌우이송시 상기 렌즈이송부의 좌측과 우측 단부가 상기 액츄에이터 하우징의 내측면에 접촉되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈이송부는, 렌즈가 내설되어 이동하며, 상기 충돌방지가이드홈이 구비된 캐리어; 상기 캐리어가 설치되는 상기 액츄에이터 하우징의 양측 하단 하부에 각각 내설되는 폴; 상기 캐리어가 설치되는 상기 액츄에이터 하우징의 양측 하단 상부에 각각 설치되는 볼; 상기 캐리어의 양 측면에 각각 설치되는 마그넷; 및 상기 마그넷의 양 측면에 위치되며, 상기 액츄에이터 하우징의 양 측면에 각각 설치되는 코일;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액츄에이터 하우징의 일측면은, 'ㄱ'자 형상으로 형성되며, 이에 상기 와이드카메라의 상부와 일측면이 결합되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 충돌방지가이드턱과 충돌방지가이드홈의 구성으로 렌즈이송부의 좌우 이동거리를 제한함으로써, 렌즈이송부의 좌우이동시 접촉되어 발생하던 충격으로 변형, 파손 등의 프리즘의 광축이 틀어지는 요인을 감소시킬 수 있으며, 충격에 의한 파티클(particle)과 같은 이물 발생시 이미지 센서 면 앞의 적외선 차단 필터(IR CUT)에 근접하지 않아 영상이 악화되는 요인을 감소시킬 수 있다.
또한, 액츄에이터 하우징의 일측면이 'ㄱ'자 형상으로 구성되어 이에 와이드카메라가 체결됨으로써, 와이드카메라를 고정시키기 위한 별도의 와이드서포트가 필요치 않으며, 체결 후 수행되던 랠러티브 얼라인 공정을 생략할 수 있다.
또한, 에프피씨비(FPCB)를 연장하여 설계할 수 있도록 프리즘의 하부에 공간을 확보함으로써, 칩 및 IC 배치 설계가 용이함은 물론, 종래 협소한 공간으로 인한 발열 문제 등을 해소할 수 있다.
도 1은 종래의 3D용 휴대폰 듀얼카메라의 주요 조립공정을 나타낸 도면,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 휴대폰 듀얼카메라의 구조에 따른 도면,
도 5 및 도 6은 렌즈이송부의 이동에 따른 액츄에이터 하우징 내부에서의 캐리어의 이동상태를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
본 명세서에 사용되는 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 휴대폰 듀얼카메라의 구조에 따른 분해 사시도와 결합 사시도이고, 도 5 및 도 6은 렌즈이송부의 이동에 따른 액츄에이터 하우징 내부에서의 캐리어의 이동상태를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명인 휴대폰 듀얼카메라의 구조를 설명하면 다음과 같다.
본 발명인 휴대폰 듀얼카메라는 와이드카메라(200), 액츄에이터 하우징(100) 및 텔레카메라(300)를 포함하여 구성된다.
와이드카메라(200)는 정방형 형태로 자세히 도시하진 않았으나, 렌즈, VCM, 센서 브라켓, 적외선 차단필터, 이미지 센서, 피씨비(PCB) 등을 포함하여 구성되며, 액츄에이터 하우징(100)의 일측에 결합되고, 상하 이송축을 갖는 것으로 와이드카메라(200)는 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
액츄에이터 하우징(100)은 직사각형 형태로써, 일측면에 와이드카메라(200)가 결합된다.
와이드카메라(200)가 결합되는 일측면은 'ㄱ'자 형상으로 와이드카메라(200)의 상부와 일측면이 액츄에이터 하우징(100)의 일측면에 결합되는 형태이다.
이때, 와이드카메라(200)의 측면과 상부면이 액츄에이터 하우징(100)의 일측에 자동정렬되어 결합되므로, 와이드카메라(200)의 체결 후 일반적으로 진행되던 랠러티브 얼라인(Relative Algin) 공정을 생략할 수 있다.
즉, 와이드카메라(200)의 상부면은 볼트체결방식이나 본딩결합방식으로 체결고정되며, 체결고정과 동시에 'ㄱ'자 형상에 가로축과 세로축이 자동으로 정렬되는 구조이다.
렌즈이송부(310)와 프리즘(320)이 액츄에이터 하우징(100)에 내설되는 텔레카메라(300)는 와이드카메라(200)의 상하 이송축에 직교되는 좌우 이송축을 갖는다.
렌즈이송부(310)가 체결되어 이송되는 액츄에이터 하우징(100)의 하단 상부에는 충돌방지가이드턱(110)이 형성되며, 렌즈이송부(310)의 하부에는 충돌방지가이드턱(110)에 대응되어 충돌방지가이드홈(312-1)이 형성된다.
충돌방지가이드홈(312-1)의 좌우 길이는 충돌방지가이드턱(110)의 좌우길이보다 길어야 하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 캐리어(312)가 우측으로 이동하여 충돌방지가드홈(312-1)의 좌측 단부가 충돌방지가이드턱(110)의 좌측 단부에 지지시 캐리어(312)의 우측 단부가 이미지센서(600) 등이 장착된 액츄에이터 하우징(100)의 내부 면에 닿지 않아야 하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 캐리어(312)가 좌측으로 이동하여 충돌방지가드홈(312-1)의 우측 단부가 충돌방지가이드턱(110)의 우측 단부에 지지시 캐리어(312)의 좌측 단부가 프리즘(320) 등이 장착된 액츄에이터 하우징(100)의 내부 면에 닿지 않아야 않도록 설정해야 한다.
렌즈이송부(310), 즉, 캐리어(312)의 좌우이송거리는 충돌방지가이드턱(110)과 충돌방지가이드홈(312-1)에 의해 제한되며, 렌즈이송부(310)의 좌우 이동시 캐리어(312)가 액츄에이터 하우징(100)에 충돌하는 것을 방지하는 구조이다.
한편, 미도시 하였으나, 충돌방지가이드턱(110) 및 충돌방지가이드홈(312-1) 상호 간의 접촉 부위에는 접촉시 충격을 감쇄시킬 수 있는 진동감쇄부재 등을 추가적으로 구비할 수 있다.
텔레카메라(300)의 렌즈이송부(310)는 렌즈(311), 캐리어(312), 폴(pole, 313), 볼(314), 마그넷(315) 및 코일(316)을 포함하여 구성된다.
렌즈(311)는 캐리어(312)에 삽입되며, 충돌방지가이드홈(312-1)은 캐리어(312)의 하부에 형성된다.
액츄에이터 하우징(100)에는 폴(313)과 볼(314)이 결합되며, 볼(314)은 좌우 양측에 각각 두 개씩 구성하는 것이 바람직하며, 액츄에이터 하우징(100)의 하부 상단에 형성된 홈은 볼가이드 역할을 수행한다.
캐리어(312)의 하부에도 볼(314)이 위치되도록 홈이 형성되며, 액츄에이터 하우징(100)과 캐리어(312)에 형성된 홈은 각각 대응되는 형상이다.
볼(314)은 액츄에이터 하우징(100)에 형성된 홈과 캐리어(312)에 형성된 홈 사이에서 캐리어(312)의 이동시 상호 간에 구름마찰(rolling friction) 역할을 수행하며, 캐리어(312)의 이동을 가이드한다.
캐리어(312)의 양측 둘레부에는 각각 홈이 형성되며, 이에 마그넷(315)이 결합된다.
액츄에이터 하우징(100)의 양측에는 각각 홈 또는 홀이 형성되며 이에 코일(316)이 설치된다.
코일(316)과 마그넷(315)은 평행하게 소정 간격 이격된 상태로 위치된다.
도 2 내지 도 6을 참조하면 적외선 차단필터(700) 및 이미지센서(600)는 액츄에이터 하우징(100)의 우측(도 5 기준)에 결합되며, 와이드카메라(200)는 액츄에이터 하우징(100)의 좌측(도 5 기준)에 결합된다.
와이드카메라(200)는 액츄에이터 하우징(100)의 일측면에 볼팅체결되거나 본딩되어 체결된다. 액츄에이터 하우징(100)의 'ㄱ'자 형상으로 형성된 일측면은 상부와 측면이 광축에 정렬되도록 형성된 구조로써, 이에 체결하는 작업이 광축을 정렬하는 작업이 되며, 별도의 랠러티브 얼라인(RA : Relative Align) 공정을 생략할 수 있다.
한편, 본 명세서에 기재된 차광판(10), 쉴드(20), 프리즘(30), 에프피씨비(40), 드라이버 IC(50), 와이드서포트(60), 와이드카메라(200), 액츄에이터 하우징(100), 텔레카메라(300), 렌즈(311), 캐리어(312), 폴(313), 볼(314), 마그넷(315) 및 코일(316) 등의 구조와 역할 등은 일반적으로 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
100 : 액츄에이터 하우징 110 : 충돌방지가이드턱
200 : 와이드카메라
300 : 텔레카메라 310 : 렌즈이송부
311 : 렌즈 312 : 캐리어
312-1 : 충돌방지가이드홀 313 : 폴
314 : 볼 315 : 마그넷
316 : 코일 320 : 프리즘
400 : 차광판 500 : 에프피씨비
600 : 이미지센서 700 : 적외선 차단필터
800 : 쉴드

Claims (3)

  1. 액츄에이터 하우징;
    상기 액츄에이터 하우징의 일측에 결합되며, 상하 이송축을 갖는 와이드카메라;
    렌즈이송부와 프리즘이 상기 액츄에이터 하우징에 내설되며, 상기 와이드카메라의 상하 이송축에 직교되는 좌우 이송축을 갖는 텔레카메라;를 포함하여 구성되는 휴대폰 듀얼카메라의 구조에 관한 것으로,
    상기 렌즈이송부가 체결되어 이송되는 상기 액츄에이터 하우징의 하단 상부에는 충돌방지가이드턱이 형성되고, 상기 렌즈이송부의 하부에는 상기 충돌방지가이드턱에 대응되어 충돌방지가이드홈이 형성되며, 상기 렌즈이송부의 좌우이송거리는 상기 충돌방지가이드턱과 상기 충돌방지가이드홈에 의해 제한되어 상기 렌즈이송부의 좌우이송시 상기 렌즈이송부의 좌측과 우측 단부가 상기 액츄에이터 하우징의 내측면에 접촉되지 않도록 구성되며,
    상기 렌즈이송부는,
    렌즈가 내설되어 이동하며, 상기 충돌방지가이드홈이 구비된 캐리어;
    상기 캐리어가 설치되는 상기 액츄에이터 하우징의 양측 하단 하부에 각각 내설되는 폴;
    상기 캐리어가 설치되는 상기 액츄에이터 하우징의 양측 하단 상부에 각각 설치되는 볼;
    상기 캐리어의 양 측면에 각각 설치되는 마그넷; 및
    상기 마그넷의 양 측면에 위치되며, 상기 액츄에이터 하우징의 양 측면에 각각 설치되는 코일;을 포함하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대폰 듀얼카메라.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터 하우징의 일측면은,
    'ㄱ'자 형상으로 형성되며, 이에 상기 와이드카메라의 상부와 일측면이 결합되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대폰 듀얼카메라.
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