KR20050042722A - 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치 - Google Patents

휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치에 관한 것으로서, 제1렌즈를 지지하면서 제1렌즈가 상부면과 하부면 사이에서 상하운동을 하도록 하기 위한 영구자석을 포함하는 제1렌즈홀더; 제2렌즈를 지지하고 제1렌즈홀더의 슬라이딩을 저지하기 위한 상부돌출부 및 하부돌출부와, 제1렌즈홀더가 상부돌출부와 하부돌출부사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제1슬라이딩부가 형성되어 있는 제2렌즈홀더; 상부면내측에 제3렌즈가 고정되어 있고, 끝부분 근처에 광축방향으로 소정깊이 및 소정폭을 가지는 제1오목부 및 제2오목부가 형성되어 제2렌즈홀더의 슬라이딩을 저지하고, 제2렌즈홀더가 제1오목부와 제2오목부 사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제2슬라이딩부가 형성되어 있는 렌즈경통; 제1오목부 및 제2오목부의 외주 각각에 거치되어서, 제1렌즈홀더가 인접되면 영구자석과 상호작용하여 제1렌즈홀더를 상부돌출부 또는 하부돌출부의 내측말단에 고정시키는 상부고정부재 및 하부고정부재;그리고 소정회수로 권선된 코일로서, 제1오목부 및 제2오목부의 외주에 각각 거치되되, 제1렌즈홀더와 상부고정부재 또는 하부고정부재사이에 각각 거치되어, 전원이 인가되면 전자석이 되는 제1코일 및 제2코일; 을 포함한다.

Description

휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치{Apparatus for adjusting the focus of a digital camera for a mobile phone}
본 발명은 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자석 및 영구자석의 자기력을 이용하여 디지털 카메라의 렌즈의 위치를 이동시킴으로써 적은 전력소모로 렌즈의 초점을 변환할 수 있도록 한, 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치에 관한 것이다.
휴대폰용 디지털 카메라에서 화질의 손실 없이 촬영 화면 배율을 변환하는 광학 줌 기능을 구현하기 위해서는 광축 상의 일직선에서 다수의 렌즈 중, 화각 조정 렌즈의 위치를 이동시켜 화면 내에 촬영 대상물을 촬영할 때 렌즈로 입사되는 광선의 각도인 화각을 변환하여야만 한다.
이러한 화각을 조정하는, 즉 화면 배율을 조정하는 렌즈를 이동시키는 종래 방식에는 화각 조정 렌즈의 홀더를 손으로 직접 조작하여 이동시키는 수동방식 및 화각 조정 렌즈의 홀더를 모터와 기어의 조합으로 가동시키는 모터 드라이브 방식이 있었다.
그런데 휴대폰이라는 소형 장치에 초점 변환을 위한 장치를 탑재하여야 하는 특성상 탑재 공간의 제약과, 전력의 과도한 소모와, 내구성 및 안정성을 요하기에 어렵다는 문제점이 있었다.
즉, 수동방식은 조작이 불편하고 상품성이 낮다는 문제점이 있었고, 모터 드라이브 방식은 구조가 복잡하고 부피가 크다는 문제점과, 전동 모터를 사용함으로써 과도한 전력을 소모하는 문제점과, 정밀한 부품을 사용하여야 하는 바 내구성 및 안정성이 낮고, 제조 비용이 비싸다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 렌즈의 초점을 변환시키기 위하여 전자석 및 영구자석의 자기력을 이용함으로써 그 구조가 간단하고, 저전력으로도 구동이 가능하고, 내구성 및 안정성이 보장될 뿐만 아니라, 제조 비용도 저렴한 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치에 관한 것으로서, 제 1 렌즈를 지지하면서 상기 제 1 렌즈가 촬상 대상 면인 상부면과 이미지 센서 면인 하부면 사이에서 상하 운동을 하도록 하기 위해 그 내부에 영구자석을 포함하는 제 1 렌즈홀더; 제 2 렌즈를 지지할 뿐만 아니라 내부에 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더의 상부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하기 위해 광축방향으로 돌출된 상부 돌출부와, 내부에 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더의 하부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하기 위해 광축방향으로 돌출된 하부 돌출부와, 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더가 상기 상부 돌출부와 하부 돌출부 사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제 1 슬라이딩부가 형성되어 있는 제 2 렌즈홀더; 상부면 내측에 제 3 렌즈가 고정되어 있고, 끝부분 근처에 광축방향으로 소정 깊이 및 소정 폭을 가지는 제 1 오목부 및 제 2 오목부가 형성되어 내부에 수납되어 있는 상기 제 2 렌즈홀더의 상부면 및 하부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하고, 수납되어 있는 상기 제 2 렌즈홀더가 상기 제 1 오목부와 제 2 오목부 사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제 2 슬라이딩부가 형성되어 있는 렌즈경통; 상기 제 1 오목부 및 제 2 오목부의 외주 각각에 거치되어서, 상기 제 1 렌즈홀더가 인접되면 상기 영구자석과 상호작용하여 상기 제 1 렌즈홀더를 상부 돌출부 또는 하부 돌출부의 내측 말단에 고정시키는 상부 고정부재 및 하부 고정부재; 그리고 소정 회수로 권선된 코일로서, 상기 제 1 오목부 및 제 2 오목부의 외주에 각각 거치되되, 상기 제 1 렌즈홀더와 상기 상부 고정부재 또는 하부 고정부재 사이에 각각 거치되어 있고, 외부에서 전원이 인가되면 전자석이 되어 상기 영구자석 사이에서 인력 또는 척력이 작용하도록 하는 제 1 코일 및 제 2 코일; 을 포함한다.
바람직하게는 상기 제 1 렌즈(1)는 초점을 보정하고, 상기 제 2 렌즈(2)는 화각을 조절하며, 상기 제 3 렌즈(3)는 화상의 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상부 고정부재 및 하부 고정부재는 철, 니켈, 코발트 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520)는 영구자석인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치에 관하여 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 단면도이다.
상기 도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치는 제 1 렌즈홀더(100), 제 2 렌즈홀더(200), 렌즈경통(300), 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420), 그리고 상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520)를 포함한다.
상기 제 1 렌즈홀더(100)는 광축을 기준으로 대칭구조로서, 제 1 렌즈(1)를 지지한 상태에서 상기 제 1 렌즈(1)가 초점을 보정하는 기능을 수행할 수 있도록 촬상 대상 면인 상부면과 이미지 센서 면인 하부면 사이에서 상하 운동을 하도록 하기 위해 그 내부에 영구자석(110)을 포함한다.
또한, 상기 제 2 렌즈홀더(200)는 광축을 기준으로 대칭구조이면서, 광축방향으로 돌출된 상부 돌출부(210) 및 하부 돌출부(220)가 형성되어 있고, 상기 상부 돌출부(210)와 하부 돌출부(220) 사이에는 상기 제 1 렌즈홀더(100)가 슬라이딩하는 소정 길이(l1)의 제 1 슬라이딩부(230)가 형성되어 있는 상태에서, 그 내부에 상기 제 1 렌즈홀더(100)를 수납하고 있는 바, 상기 상부 돌출부(210)는 화각을 조절하는 제 2 렌즈(2)를 지지할 뿐만 아니라 그 내부에 수납된 상기 제 1 렌즈홀더(100)의 상부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하는 기능을 수행하고, 상기 하부 돌출부(220)는 그 내부에 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더(100)의 하부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 렌즈경통(300)은 광축을 기준으로 대칭구조로서, 그 상부면 내측에 화상의 왜곡을 방지하는 제 3 렌즈(3)가 고정되어 있고, 끝부분 근처에 광축방향으로 소정 깊이(d) 및 소정 폭(w)을 가지는 제 1 오목부(310) 및 제 2 오목부(320)가 형성되어 내부에 수납되어 있는 제 2 렌즈홀더(200)의 상부면 및 하부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하고, 그리고 수납되어 있는 상기 제 2 렌즈홀더(200)가 상기 제 1 오목부(310)와 제 2 오목부(320) 사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제 2 슬라이딩부(330)가 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420)은 광축을 기준으로 대칭구조이면서 소정 회수로 권선된 코일로서, 각각 상기 제 1 오목부(310) 및 제 2 오목부(320)의 외주에 거치되되, 상기 제 1 렌즈홀더(100)와 후술하는 상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520) 사이에 각각 거치되어 있고, 외부에서 전원이 인가되면 전자석이 되어 상기 영구자석(110) 사이에서 인력 또는 척력이 작용하도록 하는 기능을 수행한다. 본 실시예에서 상기 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420)의 권선수는 동일한 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바, 상이하게 설정하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520) 각각은 광축을 기준으로 대칭구조이면서 철과 같은 상자성체의 재질로서, 상기 제 1 오목부(310) 및 제 2 오목부(320)의 외주 각각에 거치되어서, 상기 제 1 렌즈홀더(100)가 인접되면 상기 영구자석(110)과 상호작용하여 상기 제 1 렌즈홀더(100)를 상부 돌출부(210) 또는 하부 돌출부(220)의 내측 말단에 고정시키는 기능을 수행한다. 본 실시예에서 상기 상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520)의 재질은 철로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바, 니켈, 코발트 또는 이들의 합금과 같은 상자성체 재질 뿐만 아니라 영구자석으로 설정하는 것도 가능하다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 작동관계를 도 2 및 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 광각의 기준화각 상태에 있는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 단면도이다.
상기 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치가 광각의 기준화각(통상적으로 60°)을 잡는 상태를 나타내는 도면으로서 상기 도 2 에 도시된 바와 같이 별도의 외부 전원장치로부터 제 1 코일(410)이 전류를 공급받으면 상기 제 1 코일(410)은 상N극, 하S극으로 자화되고, 상기 별도의 외부 전원장치로부터 제 2 코일(420)이 전류를 공급받으면 상기 제 2 코일(420)은 상S극, 하N극으로 자화된다.
그런데, 상기 영구자석(110)은 상부면 방향으로 S극, 하부면 방향으로 N극이 놓여져 있는 바, 상기 영구자석(110)과 제 1 코일(410) 사이에는 척력이 작용하고, 상기 영구자석(110)과 제 2 코일(420) 사이에는 인력이 작용하게 된다.
그 결과, 상기 제 1 렌즈홀더(100)는 하부면 방향으로 제 1 슬라이딩부(230)를 통해 제 2 렌즈홀더(200)의 하부 돌출부(220)까지 슬라이딩하게 된다.
상기 제 1 렌즈홀더(100)가 상기 하부 돌출부(220)까지 슬라이딩하더라도 상기 제 1 코일(410), 제 2 코일(420) 및 영구자석(110) 사이의 상호 자기력은 계속 작용하고 있는 바, 이로 인하여 제 2 렌즈홀더(200)가 제 2 슬라이딩부(330)를 통해 렌즈경통(300)의 제 2 오목부(320)까지 슬라이딩하게 되어, 상기 영구자석(110)의 자기력이 상자성체인 하부 고정부재(520)에 영향을 미치게 된다.
이러한 상태에서 상기 별도의 외부전원으로부터 상기 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420)이 전류를 공급받지 않게 되면, 상기 영구자석(110)과 상기 하부 고정부재(520) 사이의 자기력에 의한 인력에 의해 상기 제 1 렌즈홀더(100)는 상기 제 2 오목부(320) 근처에 밀착 고정되어, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치는 광각의 기준화각을 잡는 상태를 유지하게 된다.
도 3 은 망원 상태에 있는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 단면도이다.
상기 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치가 망원의 화각을 잡는 상태를 나타내는 도면으로서 상기 도 3 에 도시된 바와 같이 별도의 외부 전원장치로부터 상술한 바와 같이 광각상태와는 반대 극성의 전류를 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420)이 공급받으면 상기 제 1 코일(410)은 상S극, 하N극으로 자화되고, 상기 제 2 코일(420)은 상N극, 하S극으로 자화된다.
그런데, 상기 영구자석(110)은 상술한 광각상태와 마찬가지로 상부면 방향으로 S극, 하부면 방향으로 N극이 놓여져 있는 바, 상기 영구자석(110)과 제 1 코일(410) 사이에는 인력이 작용하고, 상기 영구자석(110)과 제 2 코일(420) 사이에는 척력이 작용하게 된다.
그 결과, 상기 제 1 렌즈홀더(100)는 상부면 방향으로 제 1 슬라이딩부(230)를 통해 제 2 렌즈홀더(200)의 상부 돌출부(210)까지 슬라이딩하게 된다.
상기 제 1 렌즈홀더(100)가 상기 상부 돌출부(210)까지 슬라이딩하더라도 상기 제 1 코일(410), 제 2 코일(420) 및 영구자석(110) 사이의 상호 자기력은 계속 작용하고 있는 바, 이로 인하여 제 2 렌즈홀더(200)가 제 2 슬라이딩부(330)를 통해 렌즈경통(300)의 제 1 오목부(310)까지 슬라이딩하게 되어, 상기 영구자석(110)의 자기력이 상자성체인 상부 고정부재(510)에 영향을 미치게 된다.
이러한 상태에서 상기 별도의 외부전원으로부터 상기 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420)에 전원공급을 차단하게 되면, 상기 영구자석(110)과 상기 상부 고정부재(510) 사이의 자기력에 의한 인력에 의해 상기 제 1 렌즈홀더(100)는 상기 제 1 오목부(310) 근처에 밀착 고정되어, 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치는 망원의 상태를 유지하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 렌즈의 초점을 변환시키기 위하여 전자석 및 영구자석의 자기력을 이용함으로써 그 구조가 간단하고, 소형이고, 저전력으로도 구동이 가능하고, 내구성 및 안정성이 보장될 뿐만 아니라, 제조 비용도 저렴한 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 단면도.
도 2 는 광각의 기준화각 상태에 있는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 단면도.
도 3 은 망원 상태에 있는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치의 단면도.

Claims (4)

  1. 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치에 있어서,
    제 1 렌즈(1)를 지지하면서 상기 제 1 렌즈(1)가 촬상 대상 면인 상부면과 이미지 센서 면인 하부면 사이에서 상하 운동을 하도록 하기 위해 그 내부에 영구자석(110)을 포함하는 제 1 렌즈홀더(100);
    제 2 렌즈(2)를 지지할 뿐만 아니라 내부에 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더의 상부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하기 위해 광축방향으로 돌출된 상부 돌출부(210)와, 내부에 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더의 하부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하기 위해 광축방향으로 돌출된 하부 돌출부(220)와, 수납되어 있는 상기 제 1 렌즈홀더가 상기 상부 돌출부와 하부 돌출부 사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제 1 슬라이딩부(230)가 형성되어 있는 제 2 렌즈홀더(200);
    상부면 내측에 제 3 렌즈가 고정되어 있고, 끝부분 근처에 광축방향으로 소정 깊이(d) 및 소정 폭(w)을 가지는 제 1 오목부(310) 및 제 2 오목부(320)가 형성되어 내부에 수납되어 있는 상기 제 2 렌즈홀더의 상부면 및 하부면 방향으로의 슬라이딩을 저지하고, 수납되어 있는 상기 제 2 렌즈홀더가 상기 제 1 오목부와 제 2 오목부 사이에서 슬라이딩을 하도록 하는 제 2 슬라이딩부(330)가 형성되어 있는 렌즈경통(300);
    상기 제 1 오목부 및 제 2 오목부의 외주 각각에 거치되어서, 상기 제 1 렌즈홀더가 인접되면 상기 영구자석과 상호작용하여 상기 제 1 렌즈홀더를 상부 돌출부 또는 하부 돌출부의 내측 말단에 고정시키는 상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520); 그리고
    소정 회수로 권선된 코일로서, 상기 제 1 오목부 및 제 2 오목부의 외주에 각각 거치되되, 상기 제 1 렌즈홀더와 상기 상부 고정부재 또는 하부 고정부재 사이에 각각 거치되어 있고, 외부에서 전원이 인가되면 전자석이 되어 상기 영구자석 사이에서 인력 또는 척력이 작용하도록 하는 제 1 코일(410) 및 제 2 코일(420); 을 포함하는 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 렌즈(1)는 초점을 보정하고,
    상기 제 2 렌즈(2)는 화각을 조절하며,
    상기 제 3 렌즈(3)는 화상의 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520)는 철, 니켈, 코발트 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상부 고정부재(510) 및 하부 고정부재(520)는 영구자석인 것을 특징으로 하는 휴대폰용 디지털 카메라의 초점 변환장치.
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