KR20140028637A

KR20140028637A - 자동필터전환모듈

Info

Publication number: KR20140028637A
Application number: KR1020120095273A
Authority: KR
Inventors: 오용길
Original assignee: 오용길
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-10

Abstract

최근 적외선 카메라 기능을 요구하는 응용이 크게 증가하고 있으며 대표적인 분야가 영상통화, 소형 웹캠, PC 카메라, 차량용 블랙박스 그리고 생체인식 분야이다. 영상통화 분야에서 보면, 최근 스마트폰의 급격한 보급 증가와 이를 이용한 영상통화가 관련 컨텐츠 개선 및 서비스 제공자의 수익성 재고 의지로 급격히 증가할 것으로 예상되나, 스마트폰에 내장된 카메라는 조명이 없는 야간 또는 1~3 룩스 근방의 조명에서는 스마트폰의 LCD 조명으로도 통화자의 얼굴이 거의 보이지 않는다. 소형 웹켐이나 PC 카메라 분야에서는 심야 사용 시, 주변 조명을 끈 경우, 화상 통화 화질이 급격이 떨어지고, 어느 정도 화상 통화가 가능한 경우에도 카메라 감도가 높게 되어 있어, 다른 전자 제품이나 휴대폰에서 나오는 작은 빛에도 영상의 포화가 일어난다. 특히 스마트폰, 웹켐 그리고 PC 카메라의 경우 사용자에게 직접적으로 조명을 가하는 것이 큰 거부감과 눈부심이 있어 일반적으로 가시광 조명을 사용하지 못한다. 차량용 블랙박스 분야에서는 조명이 없는 곳에 야간 주차 시, 이러한 곳이 경비가 더 필요한 곳임에도 불구하고, 영상촬영이 되지 않는 것이 소비자들의 주요 불만 중의 하나이다.
또한 최근 관심이 증가하고 있는 얼굴인식, 정맥인식 그리고 홍채 인식 등의 생체 인식 분야에서는 인식 정밀도를 확보하기 위해서는 적외선 조명을 사용하기 때문에 휴대 단말에 내장된 카메라가 있음에서 별도의 적외선 카메라를 부착하여야 하며, 이것이 생체인식이 모바일 단말에 적용되는 걸림돌로 작용하고 있다.

감시카메라 분야에서는 이러한 야간 기능 때문에 필터 전환 기능을 어느 정도 이상의 사양에서는 기본적으로 부착하고 있으나, 여기서 사용되는 필터 전환 장치는 모터 또는 VCM을 이용하여 최소 두께가 2~3 밀리미터로 두껍고 상대적으로 그 비용이 크다.
본 발명에서는 스마트폰을 포함한 휴대 단말, 웹캠, PC 카메라 그리고 차량용 블랙 박스에서 사용하는 소형 카메라 모듈에 적용할 수 있는 사이즈로 대량 양산이 가능한 조립 구조를 가진 초박형 초소형 자동필터전환모듈의 구성과 방법을 제공한다.

Description

자동필터전환모듈{Automatic filter exchanger module}

본 발명은 스마트폰을 포함한 휴대단말, 웹캠, PC 카메라 그리고 차량용 블랙박스와 같은 소형 카메라 모듈에 적용할 수 있는, 카메라에 입사되는 광의 파장을 선택하는 광학필터를 자동으로 전환하게 하는 자동 필터 전환 장치와 방법에 관한 것이다.

카메라에 사용되는 일반적인 촬상 소자는 사람이 볼 수 있는 가시 광 대역을 넘어서는 파장 대역의 빛에도 반응을 한다. 특히 적외선은 사람이 볼 수는 없으나, 태양광을 포함한 다양한 광원에서 가시 광과 거의 동일한 수준으로 방사된다. 따라서 카메라에 입사되는 광에서 적외선 파장 대역의 광을 차단하지 않으면, 사람이 육안으로 보는 사물의 색과 카메라에 의하여 촬영된 영상의 색감이 크게 달라 지게 된다. 이러한 이유 때문에 거의 모든 카메라는 적외선 차단 필터를 내장하고 있다. 또한 최근 CCD 계열 대비 낮은 비용과 양산성의 관점에서 주로 사용되는 CMOS 계열 촬상 소자의 경우 야간이나 1~3 룩스 정도의 어두운 주변 환경에서는 영상의 질이 급격히 떨어지게 되어, 부가적인 조명을 사용하지 않으면 안 된다.

그러나 화상 통화의 경우 통화자의 얼굴에 가시 광 조명을 정면으로 비추는 것에 대한 사용자의 거부감이나 눈부심이 문제가 되어 가시 광 조명을 일반적으로 사용하지 않으며, 차량용 블랙 박스와 같은 감시 기능의 카메라의 경우 보안 목적이나 피촬영자의 거부감으로 통상 가시 광을 사용하지 않으며, 사람의 눈에 보이지 않는 적외선 조명을 필요로 한다. 또한 최근 정보 보안을 위해 관심을 모으고 있는 정맥인식, 홍채인식 및 얼굴인식은 가시 광 조명하에서는 인식 정밀도가 크게 떨어져, 적외선 조명을 기본적으로 필요로 한다.

상술한 바와 같이 여러 가지 응용에서 적외선 조명을 이용한 촬영이 필요로 하지만, 카메라에는 기본적으로 적외선 차단 필터가 내장되어 있어서, 적외선 조명을 사용하여도 90% 이상이 적외선차단 필터에 의해 차단되어 조명효과가 없고, 반대로 적외선 차단 필터를 제거해 버리면, 적외선 조명하에서의 촬영은 가능하지만, 가장 일상적이고 사용 빈도가 높은 주간 영상의 화질을 희생하여야 하는 문제가 있다. 특히 적외선은 적색을 광이기 때문에, 적외선 필터가 없으면 영상이 심하게 붉은 색으로 나오기 때문에, 화질이 기본이 되어야 하는 응용에서는 적외선 필터를 장착할 수밖에 없다.

본 발명은 상술한 적외선 조명을 필요한 소형 카메라 응용 분야 및 휴대 단말 용 카메라 응용에서, 밝을 때는 기본적으로 적외선 차단 필터가 작용을 하고, 어두울 때는 적외선 조명을 사용할 수 있도록 자동으로 필터를 전환하는 필터 전환 모듈을 초소형으로 구성하는 구성과 방법에 관한 것이다.

CCTV에서 사용하는 종래의 필터 전환 장치의 경우 모터나 VCM을 사용하여 두께가 최소 3mm 이상이고, 가로세로 크기도 수십 밀리로 소형 카메라에는 적용할 수 없었다. 이러한 응응 분야에 적용되기 위해서는 두께가 0.5~1.0mm, 가로세로 길이도 10*10mm 이하로 구성되어야 한다. 본 발명은 스마트폰, 웹캠, PC 카메라 그리고 차량용 블랙박스 등에 적용된 소형 카메라 모듈에 사용 가능한 초박형 초소형 필터 전환 모듈을 제시하는데 목적이 있다.

종래의 기술에서는 자동 필터 전환을 위해서 주로 모터나 자석과 코일로 구성된 구동 계를 사용하였으면, 코일과 자석은 필요한 힘을 내기 위하여 기본적으로 필요한 부피가 있어, 크기 특히 두께를 줄이는데에 있어 제약이 따른다.

본 발명에서는 이러한 종래의 자석과 코일로 구성된 구동원을 대체하여, 형상기억 합금을 이용하였다. 형상 기억 합금의 경우 열에 의하여 형상 복원 및 힘이 발생 함으로, 형상기억 합금에 열을 가하기 위하여 형상 기억 합금에 전류를 인가하여야 하는데, 전원 연결이 매우 난해하고 부피도 크게 한다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하여 형상 기억 합금에 직접 전류를 가하지 않고 단순 전자 부품 실장만으로 형상 기억 합금의 가열 및 구동을 가능하게 함으로서 그 두께와 크기를 크게 줄이는 구조를 실현하였다.

따라서 본 발명을 통하여 형상 기억 합금으로 구동 계를 초박형 및 초소형으로 구성하고, 복잡한 전원 연결 및 소형 부품 조립 공정을 단순 전자부품 실장 공정으로 대체함으로 대량 생산을 위한 조립성을 확보하였다.

본 발명에 따라 자동 필터 전환 모듈을 0.3~1밀리 미터 두께에 가로세로 또한 5~10mm 정도로 소형으로 구현 가능하게 되었다. 이로 인해 초소형 카메라에의 일반 응용뿐 아니라, 자동 필터 전환 모듈을 기존 스마트폰의 카메라와 보호 유리 사이에 설치하는 충격 완충 제와 같이 삽입할 수 있으며, 렌즈 내부에 내장 키는 것도 가능하게 되었다. 이에 따라 소형 카메라에서도 고급 CCTV에서 구현하였던 야간 적외선 카메라 촬영 기능을 사용하여, 야간 영상통화, 야간 촬영 및 다양한 응용이 가능하게 되었다. 또한 적외선 카메라를 사용하는 정맥인식, 홍채인식 및 얼굴인식을 휴대 단말에 내장된 카메라로 가능하도록 하였다.

도 1 일반적인 카메라 모듈 구조
도 2 종래 방식의 필터 전환 모듈의 예시
도 3 종래 방식의 필터 전환 모듈의 작동 예시
도 4 본 발명의 제 1실시예의 자동 필터 전환 모듈의 예시
도 5 본 발명의 제 1실시 예의 모듈을 일반 카메라에 적용한 기본 모드의 예시
도 6 본 발명의 제 1실시 예의 모듈을 일반 카메라에 적용한 제2 자동 모드의 예시
도 7 본 발명의 제 1실시 예의 모듈의 전개도
도 8 본 발명의 제 1실시 예의 제1형상기억와이어의 초기 성형 상태의 예시
도 9 제1형상기억와이어의 외력에 의한 변형의 예시
도 10 가열에 의한 제1형상기억와이어의 복원의 예시
도 11 제1실시예의 필터구동부의 예시
도12 본 발명의 제 1실시 예의 하측모듈베이스의 예시
도13 본 발명의 제 1실시 예의 작동 제1작동모드의 예시
도14 본 발명의 제 1실시 예의 작동 제2 작동모드의 예시
도15 본 발명의 제 1실시 예의 제어 회로 예시
도16 본 발명의 제 2실시 예를 적용한 카메라 모듈의 예시
도17 본 발명의 제 2실시 예를 적용한 카메라 모듈의 전개도
도18 본 발명의 제 2실시 예의 적외선 조명 예시
도19 본 발명의 제 2실시 예의 센서모듈부의 구조
도20 본 발명의 제 2실시 예의 형상기억와이어의 작동 대기 모드의 예시
도21 본 발명의 제 2실시 예의 형상기억와이어의 작동 모드의 예시
도22 본 발명의 제 2실시 예의 필터구동부 구조의 예시
도23 본 발명의 제 2실시 예에서 두 개의 필터를 갖는 필터가동부의 예시
도24 본 발명의 제 2실시예의 제1작동모드의 예시
도25 본 발명의 제 2실시예의 제2작동모드의 예시

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 카메라 모듈 구조이고, 도 2는 종래 방식의 필터 전환 모듈의 예시이고, 도 3은 종래 방식의 필터 전환 모듈의 작동 예시이고, 도 4는 본 발명의 제 1실시 예의 자동필터절환모듈의 예시이고, 도 5는 본 발명의 제 1실시 예의 모듈을 일반 카메라에 적용한 기본 모드의 예시이고, 도 6 본 발명의 제 1실시 예의 모듈을 일반 카메라에 적용한 제2 자동 모드의 예시이고, 도 7은 본 발명의 제 1실시 예의 모듈의 전개도이고, 도 8은 본 발명의 제 1실시 예의 제1형상기억와이어의 초기 성형 상태의 예시이고, 도 9는 제1형상기억와이어의 외력에 의한 변형의 예시이고, 도 10은 가열에 의한 제1형상기억와이어의 복원의 예시이고, 도 11은 제1실시 예의 필터구동부의 예시이고, 도 12는 본 발명의 제 1실시 예의 하측모듈베이스의 예시이고, 도 13은 본 발명의 제 1실시 예의 제1작동모드의 예시이고, 도 14는 본 발명의 제 1실시 예의 제2 작동모드의 예시이고, 도 15는 본 발명의 제 1실시 예의 제어 회로 예시이고, 도 16은 본 발명의 제 2실시 예를 적용한 카메라 모듈의 예시이고, 도 17은 본 발명의 제 2실시 예를 적용한 카메라 모듈의 전개도이고, 도 18은 본 발명의 제 2실시 예의 적외선 조명 예시이고, 도 19는 본 발명의 제 2실시 예의 센서모듈부의 구조이고, 도 20은 본 발명의 제 2실시 예의 형상기억와이어의 작동 대기 모드의 예시이고, 도 21은 본 발명의 제 2실시 예의 형상기억와이어의 작동 모드의 예시이고, 도 22는 본 발명의 제 2실시 예의 필터가동부 구조의 예시이고, 도 23은 본 발명의 제 2실시 예에서 두 개의 필터를 갖는 필터가동부의 예시이고, 도 24는 본 발명의 제 2실시예의 제1작동모드의 예시이고, 도 25는 본 발명의 제 2실시예의 제2작동모드의 예시이다.

도 1에서 도 3을 참조하여 일반적인 카메라의 구성과 종래 방식의 필터 전환 방법을 설명한다.

도 1을 참조하여 일반적인 카메라 모듈의 구성을 설명하면, 일반카메라모듈(100)은 카메라 회로기판(110), 촬상소자(120), 적외선차단필터(130), 렌즈홀더(140), 렌즈모듈(150)로 구성된다. 일반카메라모듈에서는 적외선 차단 필터가 카메라 모듈 내에 내장되어 있어 적외선 조명이 외부에서 인가하여도 90% 이상의 광이 적외선차단필터에 의하여 차단됨으로 조명 효과가 없다.

도 2와 도 3은 CCTV 감시카메라 등에서 적외선 촬영이 가능하도록 하는 종래의 필터 전환 기능을 예시한다.

도 2를 참조하여 설명하면, 종래의 필터 전환 모듈은 모듈외관케이스(210), 모듈외관케이스에 형성된 광투과창(220), 구동모터부(230)으로 구성된다. 도 3을 참조하여, 종래 방식의 내부 구조를 설명하면, 구동모터부(230)의 구동에 따라 모듈은 자세1모드(240)와 자세2모드(250)의 두 가지 모드에 위치하게 되며, 구동모터부(230)에 연결된 구동레버(260)는 구동모터부(230)의 힘을 전달하여 필터구동부(270)의 위치를 변경한다. 필터구동부(270)에는 한 개 이상의 광학필터(280)(290)이 탑재 되어, 구동모터부(230)의 구동에 따라 광투과창(220)에는 광학필터 중 하나가 위치하게 되며, 광학필터 특성에 부합하는 광 만이 광투과창(220)을 투과하게 된다.

이러한 종래의 방식에서는 구동부와 파워 전달부의 크기를 줄이는데 한계가 있어 소형화에 제약이 크다.

도 4에서 도 15를 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시 예의 필터전환모듈(300)의 외관으로, 하측모듈베이스(310), 상측모듈베이스(320), 상기 상측모듈베이스(310)와 상기 하측모듈베이스(320)를 관통하여 카메라 시야 각을 제공하는 광투과창(330)으로 구성된다.

도 5 와 도 6 은 상기 필터전환모듈(300)을 상기 일반카메라모듈(100)에 적용하여 작동하는 기본 원리를 개념을 도시한다. 상기 일반카메라모듈(100)은 적외선차단필터(130)을 제거하고, 모든 파장을 투과하는 유리(160)를 장착되도록 수정하여 모든 파장의 빛이 투과된다.

도 5를 참조하여 주간 또는 주변이 밝은 조건에서의 작동 모드를 설명하면, 제 1 실시 예의 필터절환모듈(300)은 내부의 적외선차단필터(340)가 상기 광투과창(330)에 위치하여 가시 광은 투과하고 적외선 광은 차단된다.

도 6을 참조하여 야간 또는 주변이 어두운 경우의 작동 모드를 설명하면, 상기 적외선차단필터(340)는 상기 광투과창(330) 바깥쪽으로 이동하여 모든 파장의 빛이 차단 없이 상기 일반카메라모듈(100)로 진입하게 된다.

도 7을 참조하여 제 1 실시 예의 모듈을 내부 구조를 설명하면, 제 1 실시 예의 필터전환모듈은 상기 하측모듈베이스(310)과 상기 상측모듈베이스(320)을 지지하는 모듈프레임(360), 상기 하측모듈베이스(310)과 상기 상측모듈베이스(320)의 내측에 배치되며 상기 적외선차단필터(340)가 장착된 필터구동부(350), 상기 필터구동부(350)에 구동력을 발생시키기 위한 제1형상기억와이어(370)와 제2형상기억와이어(380)으로 구성된다.

도 8에서 도 10은 본 발명의 제 1실시 예에서의 상기 제1형상기억와이어(370)의 작동의 자세한 설명이다. 상기 제1형상기억와이어(370)는 중심에 소정의 직경으로 스프링형상으로 감긴 스프링부(371)와 스프링부 양측으로 제1가지(372)와 제2가지(373)으로 구성된다. 제1가지와 제2가지는 소정의 각도를 가진 상태에서 소정의 방법으로 500도 이상으로 가열하여 초기 형상으로 세팅한다.

도 10과 도 11을 참조하여 상기 제1형상기억와이어(370)의 작동을 설명하면, 초기 형상이 세팅 된 제1형상 기억와이어(370)에 외력(370)을 인가하면 인가된 방향으로 변형이 되며, 변형은 주로 스프링부(371)에 의하여 흡수되며, 제1가지(372)와 제2가지(373) 사이의 각이 변형에 따라 줄어 들게 된다. 상기 스프링부(371)에 열을 가하면, 상기 스프링부(371)의 형상이 초기 설정 상태로 복원되며 복원방향(375)으로 힘을 발생시킨다.

상기 제2형상기억와이어(380)는 상기 제1형상기억와이어(370) 서로 대칭이 되는 형상을 가지고 상기 제1형상기억와이어(370)와 동일한 작동을 하도록 구성된다.

도 11은 본 발명의 제 1실시 예의 필터구동부의 예시이다.

상기 필터구동부(350)은 가시광 대역의 광은 투과시키고, 적외선 대역의 광은 차단하는 적외선차단필터(340), 상기 필터구동부(350)의 회전 중심을 제공하는 구동힌지홀(351), 상기 필터구동부(350)의 좌측 방향의 회전 한계를 제공하면서 상기 필터구동부(350)의 움직임을 고정하는 좌측구동락(352), 상기 필터구동부(350)의 우측 회전 한계를 제공하고 상기 필터구동부(351)의 움직임을 고정하는 우측구동락(353), 상기 제1형상기억와이어(370)와 상기 제2형상기억와이어(380)로 부터의 구동력을 전달 받기 위한 구동전달돌기(354)로 구성된다. 상기 좌측구동락(352)와 상기 우측구동락(353)은 스프링 력을 갖는 안착부로 구성되어, 소정 지름의 원기둥에 고정력을 가지고 안착되는 구조를 갖는다.

도 12는 본 발명의 제 1 실시 예의 하측 모듈베이스(310)의 예시이다. 도면을 참조하여 설명하면 상기 하측모듈베이스(310)은 상기 필터구동부(350)의 구동힌지홀(351)이 조립되는 구동힌지(310), 상기 제1형상기억와이어(370)가 조립되는 제1와이어폴(312), 상기 제2형상기억와이어가 조립되는 제2와이어폴(313), 상기 필터구동부(350)의 좌측구동락(352)이 안착되는 좌구동스탑폴(314), 상기 필터구동부(350)의 우측구동락(353)이 안착되는 우구동스탑폴(315), 상기 제1와이어폴(312)에 열 적으로 접촉하여 형상기억 와이어를 구동하기 위한 구동열을 전기적으로 발생시키는 단순 저항체로 구성되는 제1히터(316), 상기 제2와이어폴(313)에 열 적으로 접촉하여 형상기억 와이어를 구동하기 위한 구동 열을 전기적으로 발생시키는 단순 저항체로 구성되는 제2히터(317)로 구성된다. 상기 제1형상기억와이어(370)의 상기 스프링부(371)는 상기 제1와이어폴(312)에 안착된다. 상기 제1히터(316)에 전류가 인가되면, 상기 제1히터(316)가 가열되고, 상기 제1히터(316)에서 발생 된 열은 상기 제1와이어폴(312)에 전달되고, 상기 제1외이어폴(312)에 전달된 열은 다시 상기 제1형상기억와이어의 상기스프링부(371)로 전달되어 상기 제1형상기억와이어는 힘을 발생시키면서 초기 형상으로 복원한다.

상기 제2형상기억와이어(380)는 동일한 방법으로 상기 제2히터(317)에 전류를 인가 하므로서 구동할 수 있다.

도 13 과 도 14는 본 발명의 제 1실시 예의 두 가지 작동 모드를 설명한다.

도 13에 예시된 제 1실시 예의 제 1작동 모드는 상기 적외선차단필터(340)가 상기 광투과창(330)의 위치에 있어 적외선이 차단되는 주간 사용 모드이다. 작동 초기에 도 14에 예시된 제2작동모드에 있다가, 상기 제2히터에(317)에 전류가 인가되면 상기 제2히터(317)은 열을 발생시키고, 상기 제2히터(317)에 발생된 열이 상기 제2형상기억와이어(380)에 전달된다. 전달된 열에 의해서 상기 제2형상기억와이어(380)는 초기 형상으로 복원되면서, 상기 필터구동부(350)에 형성된 상기 구동돌출부(354)에 미는 힘을 가하게 되고, 상기 필터구동부(350)는 반시계 방향으로 회전한다. 상기 필터구동부(350)에 형성된 상기 좌측구동락(352)이 상기 좌구동스탑폴(314)에 안착 되면 제어 회로부에 의하여 상기 제2히터(317)에 인가되는 전류가 정지한다.

도 14에 예시된 제 1실시 예의 제2작동 모드는 상기 적외선차단필터(340)가 상기 광투과창(330)의 바깥쪽으로 벗어나 있어, 카메라에 모든 파장 대역의 빛이 입사되는 모드이다. 초기에 도 13에 예시된 제1작동모드에 있다가, 상기 제1히터에(316)에 전류가 인가되면 상기 제1히터(316)는 열을 발생시키고, 상기 제1히터(316)에서 발생된 열이 상기 제1형상기억와이어(370)에 전달된다. 전달된 열에 의해서 상기 제1형상기억와이어(370)이 초기 형상으로 복원되면서, 상기 필터구동부(350)에 형성된 상기 구동돌출부(354)에 미는 힘을 가하게 되고, 상기 필터구동부(350)는 시계 방향으로 회전한다. 상기 필터구동부(350)에 형성된 상기 우측구동락(353)가 상기 우구동스탑폴(315)에 안착 되면 제어 회로 부에 의하여 상기 제1히터(316) 인가되는 전류가 정지한다.

도 15는 본 발명의 제1실시예에서의 제어 회로 부의 예시이다.

도 15를 참조하여 설명하면, 저항R2는 상기 제1히터(316)로 작동하며, 저항R4는 상기 제2히터(317)로 작동하며, SW2신호는 상기 좌구동스탑폴(314)에 전기적으로 연결되며, SW1신호는 상기 우구동스탑폴(315)에 전기적으로 연결되며, HT1신호는 상기 제1와이어폴(312)에 전기적으로 연결되며, HT2신호는 상기 제2와이어폴(313)에 전기적으로 연결되며, 회로의 접지는 상기 구동힌지(311)에 전기적으로 연결된다.

외부 작동에 의해 CMD_Open이 HIGH가 되고, CMD_Close가 LOW 상태이면 상기 SW1신호는 HIGH가 되며 트렌지스터 Q1이 ON 되어 전류가 상기 저항R2로 흐르게 된다. 상기 필터가동부(350)는 상기 구동힌지(311)에 연결됨으로 전기적으로 접지상태가 되어, 상기 우측구동락(353)이 상기 우구동스탑폴(315)에 접촉하지 않은 상태에서는 상기 우구동스탑폴(315)에 전기적으로 연결된 상기 SW1신호는 HIGH 상태를 유지하다가, 상기 우측구동락(353)이 상기 우구동스탑폴(315)에 접촉하면, 상기 우구동스탑폴(315)은 접지상태가 되어 상기 우구동스탑폴(315)에 전기적으로 연결된 상기SW1 신호가 LOW 상태가 되어 상기 트렌지스터Q1이 OFF가 되어 전류가 정지한다.

반대로 상기 CMD_Open이 외부 조작으로 LOW 상태가 되고 상기 CMD_Close가 High가 되면, 같은 방법으로 상기 SW2신호가 LOW로 되기 전까지 트렌지스터Q2가 ON이 되어 상기 저항 R4에 전류가 흐르고, 상기 SW2신호가 HIGH가 되면 상기 트렌지스터Q2가 OFF되어 상기 저항 R4에 흐르는 전류가 정지한다. 상기 제어회로에는 선택적으로 적외선 LED가 설치되어 외부에서 상기 CMD_Open 신호가 인가되면 자동으로 상기 적외선 LED가 켜지도록 작동한다.

본 발명의 제 2 실시 예를 도 16에서 도 25를 참조하여 자세히 설명한다.

도 16은 본 발명의 제 2실시 예에 의한 필터전환기능카메라모듈(400)의 외관도의 예시이다..

도 17을 참조하여 상기 필터전환기능카메라모듈(400)의 구조를 설명하면, 회로기판과 촬상소자 그리고 필터전환을 위한 회로와 기구부를 포함하는 센서모듈부(460), 상기 센서모듈부(460)에 장착되는 필터구동부(500), 상기 센서모듈부(460)과 상기 필터구동부(500)을 격납 하는 렌즈홀더(440), 상기 렌즈홀더(440)의 내측에 조립되는 광학렌즈(430), 상기 광학렌즈(430)에 인접하여 설치되는 적외선조명부(420), 상기적외선조명부(420) 보호하는 조명커버(410)으로 구성된다.

도 18은 상기 적외선조명부(420)의 예시이며, 도면을 참조하여 설명하면, 상기 적외선조명부(420)는 회로기판베이스(421), 조광소자(422), 복수의 LED모듈(423)으로 구성되며 상기 센서모듈부(460)와 소정의 방법으로 전기적으로 연결된다. 상기 조광소자(422)의 출력은 상기 센서모듈부(460)에 전달되어 필터 전환 및 상기 LED모듈(423)을 점등하기 위한 정보로 사용된다. 상기 LED모듈(423)은 상기 센서모듈부(460)의 제어신호에 의하여 점등 된다.

도 19에서 도 21은 상기 센서모듈부(460)의 구조와 작동의 예시한 것으로, 도면을 참조하여 설명하면, 상기 센서모듈부(460)는 회로기판(461), 상기 회로기판에 장착된 촬상소자(462), 상기 회로기판(461)에 조립된 제1구동가이드(463)와 제2구동가이드(464), 상기 회로기판(461)에 장착된 제1와이어폴(465)과 제2와이어폴(466)로 구성된다. 상기 제1와이어폴(465)에는 제1형상기억와이어(471)가 조립되고, 상기 제2와이어폴(466)에는 제2형상기억와이어(472)가 조립된다. 상기 제1와이어폴(465)과 상기 제2와이어폴(466)은 제 1 실시 예와 같이 상기 회로기판(461)의 소정의 위치에 설치된 가열소자(미표기)에 열적으로 연결되어, 가열소자에 전류를 가하여 형상기억와이어를 구동할 수 있다.

도 20은 형상기억와이어에 열이 가해지지 않은 상태이며,

도 21은 상기 제1형상기억와이어(471)에 열이 가해지는 경우이며, 상기 제1형상기억와이어(471)은 열이 가해지면 미는 힘을 발생 시키며 초기 형상으로 복원된다.

상기 제2형상기억와이어(472)는 상기 제1형상기억와이어(471)와 동일한 방법으로 구동된다.

도 22는 본 발명의 제 2 실시 예에서의 필터가동부의 예시이다. 상기 필터가동부(510)는 소정의 형태의 광투과홀(514)를 가지며 상기 광투과홀(514)의 일부는 적외선차단필터(520)로 가려진 형태를 갖는다. 상기 필터가동부(510)에는 상기 제1구동가이드(463)과 상기 제2구동가이드(464)에 의하여 상기 필터가동부(510)가 직진운동을 하도록 하는 구동가이드홀(511), 상기 제1형상기억와이어(471)에 의한 구동력이 전달되는 제1구동력전달부(512)와 상기 제2형상기억와이어(472)에 의한 구동력이 전달되는 제2구동력전달부(513)로 구성된다.

도 23은 상기 필터가동부(510)의 광투과훌(514)이 상기 적외선차단필터(520)에 추가하여 제2의 광필터(521)에 의하여 선택적으로 가려지는 복수 필터를 채용한 구조의 예시이다..

도 24와 도 25는 본 발명의 제 2실시 예에 따른 제1작동모드와 제2작동모드의 예시이다.

도 24를 참조하여 제 1 작동모드를 설명하면, 초기에 도 25에 도시된 바와 같은 제2작동모드에 상기 필터구동부(510)가 위치하다가 상기 제1와이어폴(465)에 열이 가해지면 상기 제1형상기억와이어(471)의 형상이 복원되면서 힘을 발생시켜 상기 필터구동부(510)의 제1구동력전달부(512)에 힘을 전달되어 상기 필터구동부(510)는 상기 구동가이드홀(511)이 상기 제1구동가이드(463)과 상기 제2구동가이드(464)에 의하여 구속되어 직선운동을 하게 되어 제1작동모드로 전환된다.

도 25를 참조하여 제 2작동모드를 설명하면, 초기에 도 24에 도시된 바와 같은 제 1작동모드에 상기 필터구동부(510)가 위치하다가 상기 제2와이어폴(466)에 열이 가해지면 상기 제2형상기억와이어(472)의 형상이 복원되면서 힘을 발생시켜 상기 필터구동부(510)의 제2구동력전달부(513)에 힘을 전달되어 상기 필터구동부(510)는 상기 구동가이드홀(511)이 상기 제1구동가이드(463)과 상기 제2구동가이드(464)에 의하여 구속되어 직선운동을 하게 되어 제2작동모드로 전환된다.

316...제1히터 317...제2히터
340...적외선차단필터 350...필터구동부
370...제1형상기억와이어 380...제2형상기억와이어

Claims

소정의 형상을 가지고 얇은 판재 형태를 가지는 필터베이스;
상기 필터베이스에 형성된 광통과창;
기 필터베이스에 인접하고 이동 가능한 필터구동부;
상기 필터구동부의 구동을 한 개의 차원으로 구속하는 구동가이드부;
상기 필터구동부에 소정의 방식으로 고정된 1개 이상의 광학필터;
상기 필터 베이스에 인접하여 설치되며 소정의 형상으로 성형된 1개 이상의 형상기억와이어;
상기 형상기어와이어에 열적으로 접촉하도록 설치되어 전기를 가하면 열을 발생 시키는 1개 이상의 열발생소자;
상기 열발생소자에 공급되는 전기를 제어하는 제어회로계;
상기 필터가동부에 대해 상기 필터베이스의 반대편에서 위치하는 필터커버;
상기 필터커버와 상기 필터베이스를 지지하는 기구부로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈과 구동 방법과 적용방법
청구항 1에 있어서,
상기 필터베이스는 선택적으로 회로 기판으로 제작되어 상기 제어회로계의 회로로서 작동할 수 있도록 설계되어 모듈의 전체 크기를 작게 설계될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 구동가이드부는 상기 필터구동부가 지정된 1차원 운동을 하도록 하고 다른 차원의 운동은 최소화 되도록 하여 구동 정밀도를 높이도록 하는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈
청구항 1에 있어서,
상기 광학필터는 선택적으로 1개 또는 2개로 구성되며, 특정 파장대의 광을 차단하거나 투과하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 광학필터를 탑재한 상기 필터가동부는 상기 필터가동부의 구동에 따라 상기 광통과창을 상기 광학필터로 차단되거나 개방하는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈.
제1청구항에 있어서,
상기 형상기억와이어는 소정의 형태로 성형 되어 외력에 의해 변형이 되었다가 열이 가해지면 원래의 형상으로 복원하며, 상기 열 발생소자는 상기 형상기억와이어에 열적으로 접촉하여 상기 열발생소자에 소정의 전류를 흐르면 상기 형상기억와이어가 원래의 형상으로 복원되는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈
청구항 1에 있어서,
상기 형상기억와이어는 선택적으로 2개가 설치되어 각각이 서로 반대 방향으로의 힘을 발생시키며, 상기 형상기억와이어의 힘 작용 점이 상기 필터구동부의 소정의 위치에 힘을 가하여 상기 형상기억와이어의 작용에 의하여 상기 필터구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈
청구항 1에 있어서,
상기 형상기억와이어는 선택적으로 1개가 설치되어 소정의 한 방향으로 힘을 발생시키며, 상기 형상기억와이어의 힘 작용점이 상기 필터구동부의 소정의 위치에 힘을 가하여 상기 형상기억와이어의 작용에 의하여 상기 필터구동부는 소정의 방향으로 구동하고 별도로 설치된 스프링에 의하여 원래의 위치로 복원되는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈
청구항 1에 있어서,
상기 제어회로계는 외부에서 인가되는 제어 신호를 받아 이동하고자 하는 방향에 해당하는 상기 열발생소자에 소정의 전류를 인가함으로써 상기 열발생소자에 열적로 접촉한 상기 형상기억와이어가 열 복원을 실시하며 힘을 발생시켜 상기 필터구동부가 제어 방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈
청구항 1에 있어서,
상기 필터구동부의 소정의 위치에 필터구동부를 고정시켜 외부 제어신호가 없으면 움직이지 않도록 위치고정장치가 선택적으로 추가될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈.
청구항 10에 있어서,
상기 필터구동부에 선택적으로 추가된 상기 위치고정장치는 위치스위치를 기능을 포함하고 상기 제어 회로 계로 연결되어, 상기 필터가동부가 상기 위치고정장치의 위치에 있을 때 신호가 전이되어 상기 제어 회로 계에서 상기 필터가동부의 위치를 인식 할 수 있도록 하는 것을 자동필터전환 모듈.
청구항 11에 있어서,
상기 위치스위치의 출력은 소정의 트렌지스터를 통하여 상기 열 발생소자와 전기적으로 연결되어, 상기 위치스위치가 작동하면 상기 열 발생소자로 공급되는 전류가 차단되도록 함으로서, 상기 열 발생소자가 과열되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈
청구항 1에 있어서,
상기 제어 회로 부는 선택적으로 특정 파장의 LED를 포함하며, 상기 LED는 특정 필터를 작동시킬 때 자동으로 켜지도록 배선된 회로를 선택적으로 가질 수 있는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 제어 회로 부는 선택적으로 특정 파장의 LED를 포함하며, 상기 LED는 특정 필터가 작동하는 상태에서 상기 필터전환모듈이 장착된 카메라가 작동할 수 있는 최소 밝기로 작동하고, 상기 카메라의 시야 내에 변화가 감지될 때, 상기 LED의 밝기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈의 적용 방법
청구항 1에 있어서,
상기 제어 회로 부는 조도센서를 포함하여 주변 밝기에 따른 상기 조도센서의 출력이 소정의 설정치 이상이면, 상기 제어 회로 부는 특정 대역의 파장을 통과시키는 광학필터를 상기 광 투과 창에 위치시키도록 상기 필터구동부를 구동하고, 상기 조도센서의 출력이 소정의 설정치 이하이면 다른 대역의 파장을 통과시키는 광학 필터를 상기 광 투과 장에 위치시키도록 상기 필터 구동부를 구동하는 것을 특징으로 하는 자동필터전환모듈.
상기 자동필터전환모듈은 1밀리 미터 이하의 두께로 제작되어 선택적으로 양측에 충격 완충 제를 부착하고 휴대단말에 내장된 카메라 모듈과 휴대단말 전면 커버 사이에 안착 되어 필터 전환 기능을 수행하며 소정의 위치에 설치된 적외선 LED와 연동하여 카메라가 적외선 카메라로서 기능 하도록 함으로서 휴대단말의 야간 영상통화, 야간촬영, 적외선을 이용하는 생체인식 기능을 용이하게 사용하도록 구성한 구성 방법
상기 자동필터전환모듈은 카메라 렌즈의 스탑 위치에 설치되어 렌즈가 자동필터전환모듈 기능을 갖도록 하도록 하는 구성 방법