KR20060084130A

KR20060084130A - 정보통신기기용 소형 카메라장치

Info

Publication number: KR20060084130A
Application number: KR1020050004151A
Authority: KR
Inventors: 조상화
Original assignee: 주식회사 씨티전자
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-24

Abstract

본 발명은 카메라의 크기를 소형화하고 더욱 정밀한 오토포커싱 기능을 구현한 정보통신기기용 소형 카메라장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 케이싱에 고정되는 이미지센서, 이미지센서와 광축이 정렬되는 렌즈모듈군, 렌즈모듈군이 결합하여 고정되는 렌즈경통, 케이싱 또는 렌즈경통의 일측에 고정되어 광축에 수직한 방향으로 극성이 분할되고, 서로 대칭되는 위치에 마주보는 극성이 동일하게 배치되는 마그네트, 케이싱 또는 렌즈경통의 일측에 고정되어 전류가 인가되면 마그네트로 부터 인가되는 자속으로 인해 광축 방향으로 구동되도록 권선된 하나의 코일, 마그네트에서 발생되는 자속을 코일로 유도시키고 코일을 관통한 자속을 다시 마그네트로 복귀하게 하는 요크, 케이싱에 지지되어 전원이 도통되도록 연결되어 렌즈경통이 이미지센서와 형성하는 광축배열을 이탈하지 않도록 탄성 지지하면서 코일에 전원이 도통되도록 연결되는 패널형 스프링 및 코일에 인가되는 전원을 조절하고 이미지센서를 제어하기 위한 제어부를 갖는다. 따라서, 본 발명에 의한 카메라장치는 크기의 소형화뿐만 아니라, 매우 정밀하게 오토포커싱 기능으로 촬상된 이미지의 선명도가 향상된다.

정보통신기기, 카메라, 포커싱

Description

정보통신기기용 소형 카메라장치{Small camera device for communication machine}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구현되는 카메라장치를 도시한 분해사시도,

도 2는 도 1에 도시한 카메라장치의 결합사시도,

도 3은 도 1에 도시한 카메라장치가 구동되는 원리를 설명하기 위한 개략도,

도 4는 도 2에 도시한 카메라장치가 구동되는 것을 도시한 단면도,

도 5는 도 2에 도시한 카메라장치가 구동되는 것을 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 케이싱 110 : 이미지센서

120 : 렌즈모듈군 122 : 렌즈경통

124 : 결합공 130 : 마그네트

140 : 코일 150 : 요크

160 : 압축스프링 170 : 패널형 스프링

172 : 전원접촉부 174 : 탄성지지부

180 : 제어부

본 발명은 정보통신기기용 소형 카메라장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전원이 인가되는 코일과 마그네트 간에 발생하는 전자기력을 활용하여 렌즈모듈군을 유동케 함으로써, 카메라 크기를 소형화시키면서도 정밀한 오토포커싱이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

최근에 들어, 소형 카메라가 장착된 휴대폰이 일반적으로 보급되면서 일상에서 어렵지 않게 다양한 모습들을 이미지화 할 수 있게 되었고, 사용자들은 더욱 선명한 이미지가 촬상되는 고성능의 소형 카메라가 장착된 휴대폰을 소유하고자 하는 욕구가 발생되고 있다.

또한, 휴대폰 뿐만 아니라, 디지털 카메라, PDA, 컴퓨터 등과 같은 다양한 정보통신기기에 소형 카메라가 장착되어 소기의 기능을 실현하고 있으며, 상기 정보통신기기는 대부분이 축소 지향적으로 제작되는바, 이에 결합되는 카메라도 소형화되어야 하는 기술적인 문제로 기존에는 렌즈를 고정하는 방식이 채용되었다.

종래의 방식으로 카메라를 소형화 시키기 위해 렌즈모듈군과 이미지센서간의 간격을 고정하게 되면, 이미지센서에 촬상되는 영상의 포커싱 조정이 불가능하므로 촬상된 영상의 선명도가 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전원 인가시의 코일과 마그네트 간에 발생하는 전자기력으로 렌즈모듈군을 유동하도록 구 성함으로써, 카메라장치를 소형화시키면서도 정밀한 오토포커싱 기능을 가지는 정보통신기기용 소형 카메라장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 케이싱에 고정되어 피사체의 영상이 촬상되는 이미지센서, 상기 이미지센서와 광축이 정렬되어 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시키는 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈모듈군, 상기 렌즈모듈군이 결합하여 고정되는 렌즈경통, 상기 케이싱 또는 상기 렌즈경통의 일측에 고정되어 광축에 수직한 방향으로 극성이 분할되고, 서로 대칭되는 위치에 마주보는 극성이 동일하게 배치되어 한 쌍이상의 쌍으로 이루어지는 마그네트, 상기 케이싱 또는 상기 렌즈경통의 일측에 고정되어, 전류가 인가되면 상기 마그네트로 부터 인가되는 자속으로 인해 광축 방향으로 구동되도록 권선된 하나의 코일, 상기 마그네트에서 발생되는 자속을 상기 코일로 유도시키고 코일을 관통한 자속을 다시 마그네트로 복귀하게 하는 요크, 상기 케이싱에 지지되어 전원이 도통되도록 연결되어, 상기 렌즈경통이 상기 이미지센서와 형성하는 광축배열을 이탈하지 않도록 탄성 지지하면서, 상기 코일에 전원이 도통되도록 연결되는 패널형 스프링 및 상기 코일에 인가되는 전원을 조절하고, 상기 이미지센서를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈모듈군을 초기의 일반촬영 위치로 이동시키도록 소정의 힘을 가하는 복원수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 복원수단은 상기 케이싱에 지지되어 상기 렌즈경통에 탄성력을 가하는 압축스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 패널형 스프링은, 상기 광축에 직교되는 방향으로 넓은 면을 가지며, 상기 렌즈경통에 3곳 이상이 고정되어 상기 렌즈경통이 광축으로만 유동하도록 가이드하며, 유동성을 향상시키기 위하여 폭이 좁은 탄성지지부를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 코일에 약한 전류를 인가하여 상기 렌즈모듈군을 미세한 폭으로 이동시킴으로써, 상기 렌즈모듈을 구성하는 각 렌즈들을 통과하여 상기 이미지센서에 촬상되는 영상의 초점을 선명하게 조정하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 정보통신기기용 카메라장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 카메라장치의 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 결합사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 소형 카메라장치는 케이싱(100), 케이싱(100)에 고정되는 이미지센서(110), 이미지센서(110)와 광축이 정열되어 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시키는 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈모듈군(120), 렌즈모듈군(120)과 결합하여 광축 방향으로 유동 안내하는 렌즈경통(122), 케이싱(100) 또는 렌즈경통(122)의 일측에 고정되어 광축에 수직한 방향으로 극성이 분할된 마그네트(130), 케이싱(100) 또는 렌즈경통(122)의 일측에 고정되어 전류가 인가되면 마그네트(130)에서 발생하는 자속으로 인해 광축 방향으로 구동되도록 권선된 하나의 코일(140), 마그네트(130)에서 발생되는 자속을 코일(140)로 집중 유도 하고 순환시키기 위한 요크(150), 코일(140)에 전원을 인가하기 위한 제어부(180)로 이루어진다.

본 발명의 구성에 추가하여, 렌즈모듈군(120)을 초기의 일반촬영 위치로 이동시키도록 소정의 힘을 가하는 복원수단이 더 포함된다.

또한, 케이싱(100)의 광축면과 렌즈경통(122)에 전원 도통되도록 연결되어 탄성 지지하고, 코일(140)에 전원 공급하기 위한 패널형 스프링(170)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖춘 본 발명의 소형 카메라는 화질을 개선하기 위한 오토포커싱을 구현하기 위해 마그네트(130)와 코일(140)간에 발생하는 전자기력을 이용하여 다양한 부품들이 요구되는 기계적 구조의 한계를 극복하고 카메라를 소형화하였으며, 핸드폰이나 PDA, 디지털 카메라, 화상컴퓨터 등의 정보통신기기에 활용 가능하다.

렌즈경통(122)은, 렌즈모듈군(120)이 삽입되어 고정되기 위한 결합공(124)이 광축 방향으로 관통되고, 전원이 인가되어 구동되는 코일(140)로 인해 함께 움직이기 위한 날개부가 마련된다.

또한, 외부 전원이 렌즈경통(122)을 통해 코일(140)로 전원이 인가되기 위하여, 렌즈경통(122)은 도체로 이루어지거나 부분적으로 전원이 관통하도록 설계된다.

광축선에 수직하게 극성이 분할된 각 마그네트(130)는, 마그네트(130)에서 발생하는 자속이 다른 마그네트(130)의 영향으로 흡수 소멸되지 않고 코일(140)로 자속이 집중되도록 동일한 극성이 광축선을 향하여 서로 대칭적으로 설치된다.

도시된 각 마그네트(130)가 마주보는 극성이 N극으로 설정되고 서로 대칭하여 고정되는바, N극에서 시작되는 자속이 광축선을 따라 다시 S극으로 복귀하는 자기장을 형성하며 코일(140)의 안쪽에서 바깥쪽으로 관통한다.

이렇게 네 개의 마그네트(130)로 형성되는 자기장은 전원이 인가된 코일(140)에 균일하게 전체적으로 인가되어 광축 방향으로 유동하는 코일(140)이 기울어지지 않도록 구비된다.

본 실시예와 같은 마그네트의 구성은, 코일로 인가되는 자속의 세기를 효율적으로 향상시키기 위하여 광축선상을 중심으로 대칭하여 구비되는 두 쌍의 마그네트를 서로 수직하게 배치한다.

각 마그네트(130)들은 코일(140)이 고정된 렌즈경통(122)이 광축의 수직선상에서 기울어지지 않고 유동하도록 균일한 자기장이 코일(140)로 인가되는 구성이어서, 본 실시예의 네 개로 이루어진 마그네트(130)에 한정되지 않고 다양하게 마그네트(130)를 구성하여 설치하는 것은 당업자의 관점에서 실시 가능하다.

코일(140)은, 전원 도통이 가능한 렌즈경통(122)에 고정되어져 있어서 렌즈경통(122)의 상면에 패널형 스프링(170)의 전원접촉부(172)가 연결 고정되어 전원이 인가되면 렌즈경통(122)을 경로하여 전류가 공급됨으로써, 광축 방향으로 유동하도록 이루어진다.

제어부(180)는, 렌즈모듈군(120)이 결합된 렌즈경통(122)에 고정되어져 있는 코일(140)에 인가되는 전류의 방향을 조절하는 것으로써, 케이싱(100)에 내장되거 나 유선 또는 무선으로 케이싱(100)과 별도로 구비된다.

제어부(180)의 하우징에는 이미지센서(110)를 구동시키는 온 및 오프버튼, 이미지센서(110)에 촬상된 영상을 수동으로 포커싱 조정하는 버튼, 영상 촬영버튼을 포함하여 이루어진다.

제어부(180)는 이미지센서(110)에 영사된 영상이미지에 포커싱 에러가 있는 것을 감지하면, 코일(140)로 미세한 전류가 인가되어 상기 발생한 포커싱 에러를 보정하게 된다.

또한, 전원 인가된 코일(140)이 렌즈경통(122)에 고정되어 마그네트(130)의 영향으로 구동폭이 작게 유동할 때, 패널형 스프링(170)과 압축스프링(160)에 의해 탄성 지지되는 렌즈경통(122)은 이미지센서(110)의 광축 배열을 이탈하지 않도록 지지하는 다른 가이드 수단이 없는바, 구동시에 발생하는 마찰력을 줄임으로써 더욱 정밀하게 렌즈경통(122)을 움직일 수가 있어서 이미지센서(110)에 촬상되는 영상의 선명도를 향상 시킬 수 있다.

복원수단은, 케이싱(100)에 지지되어 렌즈경통(122)에 탄성력을 가하는 압축스프링(160)으로 이루어진다.

이와 같은 구성으로 본 발명의 카메라장치는 복잡한 기어장치를 사용하여 포커싱을 실행하는 대형 카메라장치와 달리, 마그네트(130)와 코일(140)간에 발생하는 전자기력으로 렌즈모듈군(120)을 이동시켜 배율을 조정한다. 또한, 구동되는 부위의 마찰력을 최대한으로 줄임으로써, 본 실시예의 카메라장치 크기를 소형화할 뿐만 아니라 출력되는 영상의 선명도가 향상되어 휴대폰 등의 소형 정보통신기기에 적용하는 것이 가능해진다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 카메라장치의 작용을 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예로 카메라장치가 구동되는 원리를 설명하기 위한 개략도이다.

도시된 바와 같이, 마그네트(130)는 광축선을 향하여 N극으로 마주보며 대칭적으로 배치되어 있으며, N극에서 시작되어 요크(미도시)의 안내를 받아 코일(140)을 관통하여 S극으로 복귀하는 자기장은 네 개로 이루어진 각 마그네트(130)에 의해 형성된다.

본 실시예에서 광축선을 향하는 마그네트(130)의 극성이 N극이므로, 코일(140)의 내부에서 외부로 자속이 관통하고 코일(140)로 인가되는 전류의 방향에 따라 발생하는 전자기력은 마그네트(130) 쪽으로 구동하거나 마그네트(130)에서 멀어 지는 방향으로 움직이게 된다.

도 4 및 도 5는 본 실시예인 카메라장치가 포커싱을 실행하는 상태를 도시한단면도이다.

도 4의 점선 부분에 도시된 바와 같이, 이미지센서(110)에 피사체의 영상이 촬상되어 감지된 포커싱 에러를 보정하기 위해, 렌즈모듈이 이미지센서(110)에서 멀어지는 경우이다.

광축선 상을 향하는 마그네트(130)의 극성이 N극으로 설치되어 형성되는 자기장이 코일(140)로 인가되고, 제어부(180)에서 코일(140)에 감겨진 권선 방향의 왼쪽으로 전류를 인가하면, 플레밍의 왼손법칙에 따라 마그네트(130)와 멀어지는 방향으로 코일(140)은 움직인다.

도 5의 점선 부분에 도시된 부분도 마찬가지로, 포커싱 에러를 제어부(180)가 감지하여 렌즈모듈을 이미지센서(110) 쪽으로 이동시키는 경우이다.

광축선상을 향하는 마그네트(130)의 극성이 N극으로 설치되어 형성된 자기장이 코일(140)로 인가되고, 제어부(180)에서 코일(140)에 감겨진 권선 방향의 오른쪽으로 전류를 인가하면, 플레밍의 왼손법칙에 따라 이미지센서(110)쪽으로 코일(140)이 이동된다.

상기와 같은 방식으로 코일(140)이 유동하며 이미지센서(110)에 촬상된 영상의 포커싱 에러를 보정하게 된다.

이렇게, 포커싱에러를 보정한 이미지센서(110)에 촬상된 영상은 메모리(미도시)에 저장되거나 표시화면(미도시)과 같은 출력수단으로 출력되고, 사용자가 촬영을 마치고 전원을 오프하게 되면 코일(140)에 인가되는 전원이 차단되면 마그네트(130)와 이루는 전자기력이 소멸되기 때문에 압축스프링(160)과 같은 탄성력을 가지는 복원수단으로 인해 자동으로 렌즈모듈이 초기의 상태로 이동한다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 전원 인가시의 코일과 마그네트에서 생성되는 전자기 력으로 렌즈모듈군을 유동케 하여 카메라장치를 소형화할 뿐만 아니라, 렌즈모듈을 구동하면서 발생하는 마찰력을 최대한 줄여 더욱 정밀하게 렌즈모듈군을 유동케하여 선명도를 향상 시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

케이싱에 고정되어 피사체의 영상이 촬상되는 이미지센서;

상기 이미지센서와 광축이 정렬되어 피사체의 영상을 특정의 배율로 변환시키는 다수의 렌즈들로 이루어진 렌즈모듈군;

상기 렌즈모듈군이 결합하여 고정되는 렌즈경통;

상기 케이싱 또는 상기 렌즈경통의 일측에 고정되어 광축에 수직한 방향으로 극성이 분할되고, 서로 대칭되는 위치에 마주보는 극성이 동일하게 배치되어 한 쌍이상의 쌍으로 이루어지는 마그네트;

상기 케이싱 또는 상기 렌즈경통의 일측에 고정되어, 전류가 인가되면 상기 마그네트로 부터 인가되는 자속으로 인해 광축 방향으로 구동되도록 권선된 하나의 코일;

상기 마그네트에서 발생되는 자속을 상기 코일로 유도시키고 코일을 관통한 자속을 다시 마그네트로 복귀하게 하는 요크;

상기 케이싱에 지지되어 전원이 도통되도록 연결되어, 상기 렌즈경통이 상기 이미지센서와 형성하는 광축배열을 이탈하지 않도록 탄성 지지하면서, 상기 코일에 전원이 도통되도록 연결되는 패널형 스프링; 및

상기 코일에 인가되는 전원을 조절하고, 상기 이미지센서를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
청구항 1에 있어서,

상기 렌즈모듈군을 초기의 일반촬영 위치로 이동시키도록 소정의 힘을 가하는 복원수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
청구항 2에 있어서,

상기 복원수단은 상기 케이싱에 지지되어 상기 렌즈경통에 탄성력을 가하는 압축스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
청구항 1에 있어서,

상기 패널형 스프링은, 상기 광축에 직교되는 방향으로 넓은 면을 가지며, 상기 렌즈경통에 3곳 이상이 고정되어 상기 렌즈경통이 광축으로만 유동하도록 가이드하며, 유동성을 향상시키기 위하여 폭이 좁은 탄성지지부를 갖는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부는 상기 코일에 약한 전류를 인가하여 상기 렌즈모듈군을 미세한 폭으로 이동시킴으로써, 상기 렌즈모듈을 구성하는 각 렌즈들을 통과하여 상기 이미지센서에 촬상되는 영상의 초점을 선명하게 조정하는 것을 특징으로 하는 정보통신기기용 소형 카메라장치.