KR20050102220A

KR20050102220A - 초소형 카메라

Info

Publication number: KR20050102220A
Application number: KR1020040027394A
Authority: KR
Inventors: 차용원
Original assignee: 차용원
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2005-10-26

Abstract

본 발명은 휴대폰이나 PDA 등에 적용할 수 있는 초소형 카메라에 관한 것으로서, 화상이 촬상되는 촬상소자(11)가 바닥에 고정되는 몸체(10)와, 촬상소자(11)에 화상이 맺히게 하는 광학계(20)를 포함한다. 이때 광학계(20)는, 촬상소자(11)의 상부에 고정되고, 상단에 대물렌즈(24a)가 설치되며 하단에 릴레이렌즈(24b)가 설치되고, 그 상하부 외주면에 오른 나사부(23a)와 왼 나사부(23b)가 형성된 렌즈경통(23); 오른 나사부(23a)와 결합되며, 그 외주에 제1기어(25b)가 형성된 제1이동자(25); 렌즈경통(23) 내부에 배치되는 것으로서, 제1이동자(25)와 함께 연동되는 변배기렌즈(26); 왼 나사부(23b)와 결합되며, 그 외주에 제2기어(27b)가 형성된 제2이동자(27); 렌즈경통(23) 내부에 배치되는 것으로서, 제2이동자(27)와 함께 연동되는 보정기렌즈(28); 몸체(10)의 외부에서 수동으로 조작하는 것으로서, 제1이동자(25)와 제2이동자(27)를 동시 회전시킴으로써 그 제1이동자(25)와 제2이동자(27)를 렌즈경통(23)의 상하부로 이동시키는 줌가동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초소형 카메라{tiny digital camera }

본 발명은 휴대폰이나 PDA 등에 채용할 수 있는 초소형 카메라에 관한 것으로서, 상세하게는 줌 기능을 구현할 수 있는 광학계를 가지는 초소형 카메라에 관한 것이다.

최근에 기술 발달로 인하여 휴대폰에 카메라 기능을 합체한 카메라폰이 대중화되고 있다. 카메라폰은 카메라를 휴대폰에 일체화시킴으로써 별도로 휴대할 필요가 없으며, 어디서든간에 촬영할 수 있고 일단 촬영된 화상을 곧바로 확인할 수 있다라는 편리성과, 더 나아가 촬영된 화상을 타인에게 전송까지 할 수 있다라는 기능성등에 따라 대부분의 휴대폰이 카메라폰으로 대치될 것이 확실시 되고 있다.

그런데, 카메라폰에 있어서. 채용되는 카메라는 매우 초소형이기 때문에 기능상 많은 제약이 있어 왔다. 이러한 기능적 제약중에 하나가 줌 기능을 채용하기가 매우 어렵다는 것이다. 왜냐하면, 줌 기능을 구현하기 위하여 여러개의 렌즈 사이의 간격이 가변되어야 하고, 이를 위하여 렌즈들의 위치를 가변시키기 위한 공간이 필요한데, 카메라폰의 크기가 작기 때문에 렌즈들의 위치를 가변시키기 위한 공간을 확보하기가 어려웠다. 더 나아가 카메라폰의 크기가 더더욱 작아지는 추세이기 때문에 줌 기능을 채용하기기 매우 어려운 것이다. 따라서, 제조업체에서는 카메라폰 내부의 활용가능한 작은 공간에서 렌즈들의 위치를 효과적으로 가변시키기 위한 다양한 연구 개발이 진행되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 추세를 감안하여 안출된 것으로서, 작은 공간에서 렌즈들의 위치를 효과적으로 가변시킴으로써 줌기능을 구현할 수 있는 광학계를 가진 초소형 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초소형 카메라는, 화상이 촬상되는 촬상소자가 바닥에 고정되는 몸체와, 상기 촬상소자에 화상이 맺히게 하는 광학계를 포함하는 초소형 카메라에 있어서, 상기 광학계는, 상기 촬상소자에 맺히는 화상의 배율을 가변시키기 위한 줌 기능을 가지는 것으로서, 상기 촬상소자의 상부에 고정되고, 상단에 대물렌즈가 설치되며 하단에 릴레이렌즈가 설치되고, 그 상하부 외주면에 오른 나사부와 왼 나사부가 형성된 렌즈경통; 상기 오른 나사부와 결합되며, 그 외주에 제1기어가 형성된 제1이동자; 상기 렌즈경통 내부에 배치되는 것으로서, 상기 제1이동자와 함께 연동되는 변배기(Variator) 렌즈; 상기 왼 나사부와 결합되며, 그 외주에 제2기어가 형성된 제2이동자; 상기 렌즈경통 내부에 배치되는 것으로서, 상기 제2이동자와 함께 연동되는 보정기(Compensator) 렌즈; 상기 몸체의 외부에서 수동으로 조작하는 것으로서, 상기 제1이동자와 제2이동자를 동시 회전시킴으로써 그 제1이동자와 제2이동자를 상기 렌즈경통의 상하부로 이동시키는 줌가동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 줌가동부는, 상기 몸체의 측부에 회전 가능하게 설치되는 베벨기어를 가지며 상기 몸체의 상부로 노출되는 조그다이얼과, 상기 몸체의 바닥에 회동 가능하게 설치되는 것으로서 상기 제1이동자 및 제2이동자의 제1,2기어와 동시 결합되는 수직기어와 상기 베벨기어와 결합되는 베벨기어면이 일체로 구성된 매개기어를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 초소형 카메라를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 초소형 카메라의 실시예의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 주요구성을 상부에서 본 도면이며, 도 3은 도 1의 광학계에 있어서, 줌 기능을 구현하는 구성을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 초소형 카메라에 있어서 줌 기능이 구현된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 광학계에 있어서, 줌 기능이 구현되기 위한 렌즈들의 위치 상태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초소형 카메라, 예를 들면 휴대폰에 채용되는 초소형 카메라의 실시예는, 화상이 촬상되는 촬상소자(11)가 고정되는 몸체(10)와, 촬상소자(11)에 화상이 맺히게 하는 광학계(20)로 구성된다. 이때, 촬상소자(11)는 공지의 CMOS 또는 CCD 소자를 이용한다.

몸체(10)는 바닥과, 측부와, 상부로 이루어지며, 상부에는 후술할 조그다이얼(31)의 일부가 노출되는 오목홈(10a)이 형성되어 있다.

광학계(20)는, 촬상소자(11)에 맺히는 화상의 배율을 가변시키기 위한 줌 기능을 가진다. 이러한 광학계(20)는. 촬상소자(11)의 상부에 고정되고, 그 상하부 외주면에 오른 나사부(23a)와 왼 나사부(23b)가 형성된 렌즈경통(23)과, 내주면이 오른 나사부(23a)와 결합되며 그 외주면에 하나 이상의 톱니를 갖는 제1기어(25b)가 형성된 제1이동자(25)와, 렌즈경통(23) 내부에 배치되는 것으로서 제1이동자(25)와 함께 연동되는 변배기(Variator) 렌즈(26)와, 왼 나사부(23b)와 결합되며 그 외주면에 제2기어(27b)가 형성된 제2이동자(27)와, 렌즈경통(23) 내부에 배치되는 것으로서 제2이동자(27)와 함께 연동되는 보정기(Compensator) 렌즈(28)와, 몸체(10)의 외부에서 수동으로 조작하는 것으로서 제1이동자(25)와 제2이동자(27)를 동시 회전시킴으로써 그 제1이동자(25)와 제2이동자(27)를 렌즈경통(23)의 상하부로 이동시키는 줌가동부를 포함한다.

렌즈경통(23)의 상단에는 대물렌즈(24a)가 설치되고 하단에는 릴레이렌즈(24b)가 설치되는데, 상기한 변배기렌즈(26)와 보정기렌즈(28)는 대물렌즈(24a)와 릴레이렌즈(24b) 사이에 위치된다.

또, 렌즈경통(23)에 형성된 오른 나사부(23a)와 왼 나사부(23b)가 형성되는 영역은 대략 1 : 3 정도로 분할되어 있다. 즉, 오른 나사부(23a)는 렌즈경통(23) 전체 길이의 1/4 에 해당되는 영역에 형성되어 있고, 왼 나사부(23b)는 렌즈경통(23) 전체 길이의 3/4 에 해당되는 영역에 형성되어 있는 것이다. 이러한 오른 나사부(23a)와 왼 나사부(23b)는 공지의 탭 가공에 의하여 형성된다.

제1이동자(25)의 내주면에는 렌즈경통의 오른 나사부(23a)에 결합되는 나사부(25a)가 형성되어 있고, 외주면에는 제1기어(25b)가 형성되어 있다.

변배기렌즈(26)는, 초점 거리를 변화시키기 위한 것으로서, 환형의 영구자석(26a)에 렌즈(26b)가 설치되어 구현되고, 영구자석(26a)에서 발생된 자력은 렌즈경통(23)을 관통하여 제1이동자(25)와 연계된다. 따라서, 제1이동자(25)가 이동함에 따라 변배기렌즈(26)는 함께 이동한다.

제2이동자(27)의 내주면에는 렌즈경통의 왼 나사부(23b)에 결합되는 나사부(27a)가 형성되어 있고, 외주면에는 제2기어(27b)가 형성되어 있다.

보정기렌즈(28)는, 변배기렌즈(26)의 초점 위치를 보정하기 위한 것으로서, 환형의 영구자석(28a)에 렌즈(28b)가 설치되어 구현되고, 영구자석(28a)에서 발생된 자력은 렌즈경통(23)을 관통하여 제2이동자(27)와 연계된다. 따라서, 제2이동자(27)가 이동함에 따라 보정기렌즈(28)는 함께 이동한다.

여기서, 줌가동부는, 몸체(10)의 측부에 회전 가능하게 설치되는 것으로서 몸체(10)의 상부에 형성된 오목홈(10a)으로 노출되는 조그다이얼(31)과, 조그다이얼(31)이 회전될 때 제1이동자(25)와 제2이동자(27)를 렌즈경통(23)에 대하여 동시 회전시키는 매개기어(32)로 구성된다.

조그다이얼(31)은 그 축에 형성된 베벨기어(31a)를 가진다.

매개기어(32)는, 몸체(10)의 바닥에 회동 가능하게 설치되는 것으로서 제1이동자(25) 및 제2이동자(27)의 제1,2기어(25a)(27a)와 동시 결합되는 수직기어(32a)와 베벨기어(31a)와 결합되는 베벨기어면(32b)이 일체로 구성된다.

다음, 상기와 같은 구조의 초소형 카메라의 실시예의 동작을 설명한다.

초기에는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1이동자(25)가 오른 나사부(23a)에, 그리고 제2이동자(27)가 왼 나사부(23b)에 끼어진 상태에서 상호 근접되어 있다. 이 상태에서, 렌즈경통(23) 내부의 변배기렌즈(26)와 보정기렌즈(28) 역시 상호 근접되어 있다.

다음, 줌 기능을 구현하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(10)의 상부로 노출된 조그다이얼(31)을 회전시키면 베벨기어(31a)에 의하여 매개기어(32)가 회전되고, 매개기어(32)의 수직기어(32a)에 동시 결합되어 있는 제1이동자(25)와 제2이동자(27)가 함께 회전된다. 그러면, 오른 나사부(23a) 및 왼 나사부(23b)에 각각 결합되어 있는 제1이동자(25)와 제2이동자(27)는 상호 멀어지는 방향으로 이동하고, 따라서 렌즈경통(23) 내부의 변배기렌즈(26)와 보정기렌즈(28) 역시 멀어지게 된다.

이때, 렌즈경통(23)에 형성된 오른 나사부와 왼 나사부가 형성된 영역비가 1 : 3 의 비율로 되어 있으므로, 제1이동자(25)가 1 mm 정도 이동될 때 제2이동자(27)는 3 mm 이동하게 된다.

이와 같이, 조그다이얼(31)의 회전에 의하여 변배기렌즈(26)와 보정기렌즈(28)의 상대위치가 변하게 되고, 상대위치의 변화에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 망원단이 되던지, 중간단이 되던지, 광각단이 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 초소형 카메라에 따르면, 수동으로 구동하는 줌가동부를 채용함으로서 변배기렌즈와 보정기렌즈의 상대 위치를 가변시킬 수 있고, 이에 따라 촬상소자에 맺히는 화상의 배율을 가변시킬 수 있다.

또한, 렌즈경통 내부에서 이동되는 변배기렌즈와 보정기렌즈에 의하여 줌 기능을 구현할 수 있으므로, 상기한 카메라 구성을 초소형으로 구현할 수 있고, 따라서 휴대폰이나 PDA 등에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초소형 카메라의 실시예의 측단면도,

도 2는 도 1의 주요구성을 상부에서 본 도면,

도 3은 도 1의 광학계에 있어서, 줌 기능을 구현하는 구성을 발췌하여 도시한 도면,

도 4는 도 1의 초소형 카메라에 있어서 줌 기능이 구현된 상태를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 광학계에 있어서, 줌 기능이 구현되기 위한 렌즈들의 위치 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 ... 몸체 10a ... 오목홈

11 ... 촬상소자 20 ... 광학계

23 ... 렌즈경통 23a ... 오른 나사부

23b ... 왼 나사부 24a ... 대물렌즈

24b ... 릴레이렌즈 25 ... 제1이동자

25a ... 나사부 25b ... 제1기어

26 ... 변배기렌즈 26a ... 영구자석

26b ... 렌즈 27 ... 제2이동자

27a ... 나사부 27b ... 제2기어

28 ... 보정기렌즈 28a ... 영구자석

28b ... 렌즈 31 ... 조그다이얼

31a ... 베벨기어 32 ... 매개기어

32a ... 수직기어 32b ... 베벨기어면

Claims

화상이 촬상되는 촬상소자가 바닥에 고정되는 몸체와, 상기 촬상소자에 화상이 맺히게 하는 광학계를 포함하는 초소형 카메라에 있어서,

상기 광학계는, 상기 촬상소자에 맺히는 화상의 배율을 가변시키기 위한 줌 기능을 가지는 것으로서,

상기 촬상소자의 상부에 고정되고, 상단에 대물렌즈가 설치되며 하단에 릴레이렌즈가 설치되고, 그 상하부 외주면에 오른 나사부와 왼 나사부가 형성된 렌즈경통;

상기 오른 나사부와 결합되며, 그 외주에 제1기어가 형성된 제1이동자;

상기 렌즈경통 내부에 배치되는 것으로서, 상기 제1이동자와 함께 연동되는 변배기(Variator) 렌즈;

상기 왼 나사부와 결합되며, 그 외주에 제2기어가 형성된 제2이동자;

상기 렌즈경통 내부에 배치되는 것으로서, 상기 제2이동자와 함께 연동되는 보정기(Compensator) 렌즈;

상기 몸체의 외부에서 수동으로 조작하는 것으로서, 상기 제1이동자와 제2이동자를 동시 회전시킴으로써 그 제1이동자와 제2이동자를 상기 렌즈경통의 상하부로 이동시키는 줌가동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라.
제1항에 있어서, 상기 줌가동부는,

상기 몸체의 측부에 회전 가능하게 설치되는 베벨기어를 가지며 상기 몸체의 상부로 노출되는 조그다이얼과, 상기 몸체의 바닥에 회동 가능하게 설치되는 것으로서 상기 제1이동자 및 제2이동자의 제1,2기어와 동시 결합되는 수직기어와 상기 베벨기어와 결합되는 베벨기어면이 일체로 구성된 매개기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라.
제 2 항에 있어서,

상기 변배기렌즈 및 상기 보정기렌즈 각각은, 상기 렌즈경통을 관통하여 상기 제1이동자 및 제2이동자와 자력에 의하여 연계될 수 있도록, 환형의 영구자석에 렌즈가 설치됨으로써 구현되는 것을 특징으로 하는 초소형 카메라.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 렌즈경통의 오른 나사부와 왼 나사부는 각각 1/4 과 3/4 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 초소형 카메라.