KR20150043192A - 적외선 필터 교체장치 및 이를 구비한 모바일 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 촬영이 가능한 모바일 기기 및 이에 사용되는 적외선 필터 교체장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 적외선 필터 교체장치는 광 구멍이 마련된 베이스; 상기 베이스에 기준 축을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있도록 설치되어 상기 광 구멍을 선택적으로 차단하는 적외선 필터 블레이드; 및 상기 적외선 필터 블레이드를 구동시키는 구동유닛;을 포함한다.

Description

적외선 필터 교체장치 및 이를 구비한 모바일 기기{Infrared filter changer and mobile device having the same}

본 발명은 적외선 필터 교체장치와 이를 구비한 모바일 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라 모듈을 구비한 모바일 기기에 적용되는 적외선 필터 교체장치와 이를 구비한 모바일 기기에 관한 것이다.

최근에 널리 사용되고 있는 스마트 폰이나 태블릿 PC와 같은 모바일 기기는 카메라 모듈을 포함하고 있다.

이러한 일반적인 모바일 기기에 사용되는 카메라 모듈은 빛이 있는 곳에서만 촬영을 할 수 있으며, 만일 어두운 곳에서 촬영하고자 하는 경우에는 플래시를 사용하여야 한다.

따라서, 일반적인 모바일 기기에 사용되는 카메라 모듈은 플래시를 사용하지 않고는 피사체를 촬영할 수 없으므로, 사용자가 플래시를 사용하지 않고 촬영을 하고자 하는 경우에는 야간 촬영이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 어두운 곳에서도 플래시를 사용하지 않고 촬영할 수 있는 카메라 모듈을 포함하는 모바일 기기와 이 모바일 기기에 사용되는 적외선 필터 교체장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 모바일 기기의 카메라 모듈에 사용되는 적외선 필터 교체장치에 있어서, 광 구멍이 마련된 베이스; 상기 베이스에 기준 축을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있도록 설치되어 상기 광 구멍을 선택적으로 차단하는 적외선 필터 블레이드; 및 상기 적외선 필터 블레이드를 구동시키는 구동유닛;을 포함하는 적외선 필터 교체장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이때, 상기 구동유닛은, 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 적외선 필터 블레이드를 구동하는 영구자석; 및 U자 형상으로 형성되며, 양단이 상기 영구자석과 일정 거리 이격되도록 설치되는 전자석;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 영구자석은 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 회전 암의 일단에 설치될 수 있다.

또한, 상기 회전 암은 고정 브라켓에 의해 상기 베이스에 고정될 수 있다.

또한, 상기 적외선 필터 블레이드를 덮도록 상기 베이스에 설치되며, 커버 구멍을 구비하는 커버;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 적외선 필터 블레이드의 상측으로 상기 베이스에 설치되며, 셔터 광 구멍을 포함하는 셔터 안내판; 상기 베이스의 상기 셔터 안내판의 상측에 설치되며, 상기 셔터 광 구멍을 개폐하는 한 쌍의 셔터 블레이드; 및 상기 한 쌍의 셔터 블레이드를 구동하는 셔터 구동유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 셔터 구동유닛은, 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 한 쌍의 셔터 블레이드를 구동하는 영구자석; 및 U자 형상으로 형성되며, 양단이 상기 영구자석과 일정 거리 이격되도록 설치되는 전자석;을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 목적은, 자동 초점 렌즈를 포함하는 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈에 설치되는 상술한 특징 중 어느 하나의 특징을 갖는 적외선 필터 교체장치; 및 상기 카메라 모듈이 향하는 방향으로 근적외선을 발광하는 근적외선 엘이디;를 포함하는 모바일 기기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 의한 모바일 기기에 의하면, 야간에 플래시를 사용하지 않고, 피사체를 촬영할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치는 적외선 필터 교체장치와 셔터가 일체로 형성되어 있으므로, 소형화가 유리하다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모바일 기기를 나타내는 사시도;
도 2는 도 1의 모바일 기기에 사용되는 카메라 모듈을 개념적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모바일 기기에 사용되는 적외선 필터 교체장치를 나타내는 사시도;
도 4는 도 3의 적외선 필터 교체장치의 분해 사시도;
도 5는 도 3의 적외선 필터 교체장치에서 커버를 분리한 경우를 나타낸 사시도;
도 6은 도 3의 적외선 필터 교체장치에 사용되는 구동유닛의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 7은 도 5의 적외선 필터 교체장치에서 적외선 필터 블레이드가 광 구멍 위에 위치하지 않는 경우를 나타내는 사시도;
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 모바일 기기에 사용되는 적외선 필터 교체장치를 나타내는 사시도;
도 9는 도 8의 적외선 필터 교체장치의 분해 사시도;
도 10은 도 8의 적외선 필터 교체장치에서 커버를 분리한 경우를 나타낸 사시도;
도 11은 도 10의 적외선 필터 교체장치에서 셔터 블레이드와 셔터 판을 분리한 경우를 나타낸 사시도;
도 12는 도 10의 적외선 필터 교체장치에서 셔터 블레이드가 셔터 광 구멍을 차단한 경우를 나타내는 사시도;
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치가 이미지 센서의 상측에 배치된 카메라 모듈을 나타낸 도면;
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치가 자동 초점 렌즈와 일체로 설치된 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 적외선 필터 교체장치 및 이를 구비한 모바일 기기의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치는 스마트 폰, 휴대폰, 태블릿 PC와 같은 카메라 모듈을 구비한 모바일 기기에 적용할 수 있다.

이하에서는 본 발명이 적용될 수 있는 모바일 기기의 일 예로서 스마트 폰을 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모바일 기기, 즉 스마트 폰의 후면을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 스마트 폰에 사용되는 카메라 모듈을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 스마트 폰(1)은 하우징(10), 카메라 모듈(20), 적외선 필터 교체장치(100), 근적외선 엘이디(LED, Light Emitting diode)(30)를 포함할 수 있다.

하우징(10)은 스마트 폰(1)의 외형을 형성하며, 전면에는 문자, 이미지, 동영상 등과 같은 각종 데이터를 출력하는 디스플레이부(미도시)가 마련된다. 디스플레이부로는 LCD(Liquid crystal display)나 OLED(Organic light emitting diode) 등이 사용될 수 있다. 하우징(10)의 내부에는 스마트 폰(1)이 다양한 기능을 발휘할 수 있도록 하는 다양한 인쇄회로기판이 설치된다. 즉, 하우징(10)의 내부에는 카메라 모듈(20)을 제어하는 제어부(미도시)가 설치된다. 이와 같은 하우징(10) 내부에 설치되는 다양한 인쇄회로기판이나 제어부는 종래 기술에 의한 스마트 폰에 사용되는 것과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

하우징(10)의 후면에는 카메라 모듈(20)의 커버 유리(21)가 설치된다. 커버 유리(21)의 아래에는 실드 캔(23)의 내부에 자동 초점 렌즈(29)와 입사된 광을 전류로 변환하는 이미지 센서(26)가 설치된 인쇄회로기판(27)이 설치된다. 또한, 실드 캔(23)의 상면과 자동 초점 렌즈(29) 사이에는 적외선 필터 교체장치(100)가 설치된다. 자동 초점 렌즈(29)와 이미지 센서(26)는 종래 기술에 의한 스마트 폰에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 적외선 필터 교체장치(100)의 구조와 작동에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다. 실드 캔(23)의 상면과 커버 유리(21) 사이에는 완충을 위한 폴리우레탄 폼(25)이 설치된다. 또한, 실드 캔(23)의 상면에는 커버 유리(21)를 통과한 빛이 통과하는 관통공(24)이 마련된다.

하우징(10) 후면의 커버 유리(21) 아래에는 근적외선 엘이디(30)가 설치된다. 야간에 적외선 모드로 촬영할 경우에, 근적외선 엘이디(30)가 근적외선을 방출하여 어두운 곳에 있는 피사체를 비추므로 적외선 촬영이 가능하다. 또한, 근적외선 엘이디(30)의 일측에는 플래시(40)가 설치될 수 있다.

본 실시 예의 경우에는 카메라 모듈(20)이 하우징(10)의 후면에 설치된 경우를 예로 들었으나, 다른 예로서, 도시하지는 않았지만, 카메라 모듈(20)은 하우징(10)의 전면에 설치할 수도 있다. 이 경우에는 근적외선 엘이디(30)도 하우징(10)의 전면에 설치할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(100)에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 모바일 기기에 사용되는 적외선 필터 교체장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 적외선 필터 교체장치의 분해 사시도이다. 도 5는 도 3의 적외선 필터 교체장치에서 커버를 분리한 경우를 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 3의 적외선 필터 교체장치에 사용되는 구동유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 5의 적외선 필터 교체장치에서 적외선 필터 블레이드가 광 구멍 위에 위치하지 않는 경우를 나타내는 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(100)는 베이스(110), 적외선 필터 블레이드(120), 구동유닛(130), 및 커버(150)를 포함한다.

베이스(110)는 대략 정사각 형상으로 형성되며, 중앙에 외부의 광이 통과하는 광 구멍(111)이 마련되고, 광 구멍(111)의 일측에는 구동유닛(130)이 설치될 수 있는 공간(113)이 마련된다. 베이스(110)의 구동유닛(130)이 설치되는 공간(113)에는 적외선 필터 블레이드(120)의 회전 중심이 되는 기준 축(114)이 마련된다. 베이스(110)의 상면(110a)에는 커버(150)를 고정하기 위한 복수 개의 고정 돌기(119)가 마련된다. 상기 기준 축(114)은 커버(150)를 고정하기 위한 고정 돌기로 사용될 수 있다.

적외선 필터 블레이드(120)는 상기 베이스(110)의 내부에 기준 축(114)을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있도록 설치된다. 상기 광 구멍(111)이 형성된 베이스(110)의 필터 면(112)은 베이스(110)의 상면(110a)보다 낮게 마련된다. 따라서, 적외선 필터 블레이드(120)가 필터 면(112)에 설치되어도 커버(150)와 간섭되지 않고 회전할 수 있다. 적외선 필터 블레이드(120)는 구동유닛(130)에 의해 일정 각도 회전하여 상기 광 구멍(111)을 선택적으로 차단한다.

적외선 필터 블레이드(120)는 얇은 판상으로 형성되며, 베이스(110)의 광 구멍(111)을 덮을 수 있도록 형성된 머리부(121)와 머리부(121)에서 연장되는 다리부(122)를 포함한다. 머리부(121)는 적외선 필터로 형성된다. 다리부(122)에는 기준 축(114)에 결합되는 기준 구멍(124)과 구동유닛(130)의 구동 돌기(135)가 삽입되는 캠 홀(125)이 마련된다.

구동유닛(130)은 적외선 필터 블레이드(120)를 구동시키는 것, 즉 기준 축(114)을 중심으로 적외선 필터 블레이드(120)를 일정 각도 회전시키는 것으로서, 베이스(110) 내부의 일측 구석의 공간(113)에 설치되며 영구자석(131)과 전자석(136)으로 구성된다.

영구자석(131)은 상기 베이스(110)에 회전 가능하게 설치되는 회전 암(132)의 일단에 설치된다. 회전 암(132)의 일단에는 회전 축(133)이 마련되며, 회전 암(132)의 타단에는 영구자석(131)이 설치되는 자석 판(134)이 마련된다. 영구자석(131)이 설치되는 자석 판(134)의 상면에는 적외선 필터 블레이드(120)의 캠 홀(125)에 삽입되는 구동 돌기(135)가 형성된다. 회전 암(132)의 일단에 마련된 회전 축(133)의 일단은 베이스(110)의 바닥에 마련된 제1회전 구멍(115)에 삽입되며, 회전 암(133)의 타단은 고정 브라켓(140)에 마련된 제2회전 구멍(143)에 삽입된다. 따라서, 회전 암(132)은 회전 축(133)을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있다. 회전 암(132)이 회전하면, 회전 암(132)의 일단에 설치된 영구자석(131)도 회전 암(132)과 일체로 회전한다.

전자석(136)은 대략 U자 형상으로 형성되며, 양단(138,139)이 상기 영구자석(131)과 일정 거리 이격되도록 설치된다. 구체적으로, 전자석(136)의 양단(138,139)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 회전 암(132)에 의해 회전하는 영구자석(131)이 그리는 궤적과 일정한 거리 이격되어 위치하도록 형성된다. 따라서, 영구자석(131)이 도 6의 (a)와 같이 전자석(136)의 제1단(138)과 마주한 경우의 간격(G)과 영구자석(131)이 도 6의 (b)와 같이 전자석(136)의 제2단(139)을 마주한 경우의 간격(G)이 동일하다. 또한, 전자석(136)의 U자 형상의 요크(136a)은 철과 같은 자성재료로 형성되며, U자 형상의 요크(136a)의 한쪽 팔에는 코일(137)이 감겨있다. 따라서, 코일(137)에 전류가 인가되면, 전자석(136)의 U자 형상 요크(136a)이 자화되어 영구자석(131)을 끌어당기거나 밀어내게 된다. 이때, 요크(136a)의 양단(138,139)은 가능한 넓고 동일한 면적으로 영구자석(131)과 마주할 수 있도록 형성할 수 있다.

고정 브라켓(140)은 회전 암(132)을 베이스(110)에 고정하기 위한 것으로서, 판상으로 형성된다. 고정 브라켓(140)에는 회전 암(132)의 구동 돌기(135)가 관통하여, 적외선 필터 블레이드(120)의 캠 홀(125)에 삽입되어 이동할 수 있도록 형성된 관통 구멍(145)과 회전 암(132)의 회전 축(133)이 삽입되는 제2회전 구멍(143)이 마련된다. 또한, 고정 브라켓(140)에는 고정 브라켓(140)을 베이스(110)에 고정하기 위한 2개의 고정 구멍(141,144)이 마련된다. 따라서, 고정 브라켓(140)의 2개의 고정 구멍(141,144)을 베이스(110)에 마련된 2개의 고정 핀(118)에 삽입하면, 고정 브라켓(140)이 베이스(110)에 고정되어 회전 암(132)이 베이스(110)에 대해 안정적으로 회전할 수 있도록 지지한다. 베이스(110)의 2개의 고정 핀(118) 중 하나는 상술한 기준 축(114)을 사용할 수 있다.

커버(150)는 상술한 적외선 필터 블레이드(120)를 덮도록 베이스(110)의 상면(110a)에 설치된다. 커버(150)의 중앙에는 베이스(110)의 광 구멍(111)에 대응하는 커버 구멍(151)이 마련된다. 따라서, 외부 광은 커버 구멍(151)을 통과하여, 베이스(110)의 광 구멍(111) 위에 있는 적외선 필터(121)를 통과할 수 있다. 또한, 커버(150)에는 베이스(110)에 마련된 복수 개의 고정 돌기(119)에 삽입되는 복수 개의 고정 구멍(159)이 마련될 수 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(100)의 동작에 대해 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

일반적인 경우, 즉 적외선 모드로 촬영을 하지 않는 경우에는 적외선 필터 블레이드(120)가 도 5와 같이 베이스(110)의 광 구멍(111) 위에 위치한다.

이 상태에서 적외선 촬영을 하고자 하는 경우에는 사용자는 적외선 촬영 모드를 선택한다. 적외선 촬영 모드를 선택하는 일 예를 설명하면 다음과 같다. 사용자가 스마트 폰(1)의 디스플레이부에 카메라 앱을 실행시키면, 카메라 모드를 선택할 수 있는 화면이 디스플레이부에 출력된다. 그러면, 사용자는 디스플레이부를 터치하여 적외선 촬영 모드를 선택할 수 있다. 이때, 사용자가 디스플레이부에서 적외선 촬영 모드를 선택하면, 적외선 필터 교체장치(100)는 적외선 촬영 모드로 동작한다.

또는, 적외선 촬영 전용 앱을 스마트 폰(1)에 설치할 수도 있다. 이 경우에는 적외선 촬영 앱을 실행시키면, 적외선 필터 교체장치(100)는 자동으로 적외선 촬영 모드로 동작한다.

또는, 모바일 기기(1)에 적외선 촬영 모드를 선택할 수 있는 전용 버튼이나 키를 마련할 수 있다. 이 경우에는 사용자가 전용 버튼이나 키를 누르면, 적외선 필터 교체장치(100)는 적외선 촬영 모드로 동작하게 된다.

또는, 조도 센서를 스마트 폰(1)에 설치하여, 어두워지면 조도 센서가 이를 감지하여 자동으로 적외선 필터 교체장치(100)가 적외선 촬영 모드로 동작하도록 할 수 있다.

상술한 다양한 방법 중의 하나의 방법으로 적외선 촬영 모드가 선택되면, 스마트 폰(1)의 제어부(도시하지 않음)는 전자석(136)의 코일(137)에 전류를 흘려 전자석(136)의 양단(138,139)의 자극을 변화시킨다. 예를 들어, 전자석(136)의 S극을 띤 일단이 영구자석(131)과 마주하고 있다면, S극으로 자화된 일단이 N극으로 자화되도록 코일(137)에 흐르는 전류의 방향을 변경한다. 그러면, 영구자석(131)이 이동하여 전자석(136)의 다른 단과 마주하게 된다.

구체적으로, 전자석(136)을 마주하는 회전 암(132)의 영구자석(131)의 부분은 N극을 띠고 있다고 가정하면, 일반적인 촬영 모드인 도 6(a)의 경우에는 전자석(136)의 제1단(138)이 S극으로 자화되어 영구자석(131)을 끌어당기고 있다. 따라서, 적외선 필터 블레이드(120)는 도 5와 같이 베이스(110)의 광 구멍(111)을 차단하고 있다. 이와 같이 적외선 필터 블레이드(120)가 광 구멍(111)을 차단하면, 외부의 적외선이 카메라 모듈(20)의 이미지 센서(26)로 입력되지 않는다,

이 상태에서, 적외선 촬영 모드가 선택되면, 제어부는 전자석(136)의 코일(137)에 반대 방향의 전류를 흘린다. 그러면, 전자석(136)의 제1단(138)이 N극으로 자화되고 제2단(139)이 S극으로 자화되므로, 제1단(138)을 마주하던 영구자석(131)은 제1단(138)과 영구자석(131)에 작용하는 척력과 제2단(139)과 영구자석(131) 사이에 작용하는 인력에 의해 도 6(b)와 같이 전자석(136)의 제2단(139)을 마주하게 된다. 회전 암(132)이 도 6(b)와 같이 회전하면, 회전 암(132)의 구동 돌기(135)가 일체로 회전하므로 구동 돌기(135)가 삽입된 캠 홀(125)에 의해 적외선 필터 블레이드(120)가 기준 축(114)을 중심으로 일정 각도 회전하게 된다. 적외선 필터 블레이드(120)가 일정 각도 회전하면, 도 7과 같이 베이스(110)의 광 구멍(111)이 노출된다. 그러면, 외부에서 인입되는 적외선이 적외선 필터(121)에 의해 차단되지 않으므로, 카메라 모듈(20)의 이미지 센서(26)는 피사체에 대해 적외선 촬영을 할 수 있다.

사용자가 적외선 촬영 모드에서 다시 일반 촬영 모드를 선택하면, 제어부는 전자석(136)의 코일(137)에 다시 반대 방향의 전류를 인가한다. 그러면, 전자석(136)의 제1단(138)과 제2단(139)에 형성되는 자극이 반대로 되므로, 영구자석(131)과 전자석(136)의 양단(138,139) 사이의 척력과 인력에 의해 회전 암(132)이 회전하여 도 6(a)와 같은 위치로 이동한다. 이와 같이 회전 암(132)이 회전하면, 회전 암(132)의 구동 돌기(135)와 적외선 필터 블레이드(120)의 캠 홀(125)에 의해 적외선 필터 블레이드(120)가 광 구멍(111) 위에 위치하여 적외선을 차단하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 사용자가 필요에 의해 선택적으로 적외선 필터 교체장치(100)를 제어하여 적외선 촬영을 할 수 있으므로 편리하다.

이하, 본 발명의 다른 실시 예로서, 적외선 필터 교체장치에 셔터가 일체로 형성된 경우를 예로 들어 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 것으로서, 셔터를 포함하는 적외선 필터 교체장치를 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8의 적외선 필터 교체장치의 분해 사시도이다. 도 10은 도 8의 적외선 필터 교체장치에서 커버를 분리한 경우를 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10의 적외선 필터 교체장치에서 셔터 블레이드와 셔터 판을 분리한 경우를 나타낸 사시도이다.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명이 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(200)는 베이스(210), 적외선 필터 블레이드(220), 구동유닛(230), 셔터 안내판(250), 한 쌍의 셔터 블레이드(260), 셔터 구동유닛(270), 및 커버(290)를 포함한다.

베이스(210)는 대략 정사각 형상으로 형성되며, 중앙에는 외부 광이 통과하는 광 구멍(211)이 마련된다. 광 구멍(211)은 적외선 필터 블레이드(220)의 이동을 지지하는 베이스(210)의 필터 면(212)에 형성된다. 베이스(210)의 광 구멍(211)의 일측에는 적외선 필터 블레이드(220)를 구동하는 구동유닛(230)이 설치될 수 있는 제1공간(213)이 마련되며, 제1공간(213)과 광 구멍(211)을 중심으로 마주보는 광 구멍(211)의 일측에는 셔터 구동유닛(270)이 설치되는 제2공간(213a)이 마련된다. 베이스(210)의 구동유닛(230)이 설치되는 제1공간(213)에는 적외선 필터 블레이드(220)의 회전 중심이 되는 기준 축(214)이 마련되며, 셔터 구동유닛(270)이 설치되는 베이스(210)의 제2공간(213a)에는 셔터 블레이드(260)의 회전 중심이 되는 셔터 기준 축(216)이 마련된다. 제1공간(213)의 베이스(210) 바닥면에는 구동유닛(230)의 회전 암(232)의 회전 축(233)의 일단이 삽입되는 제1회전 구멍(215)이 마련되고, 제2공간(213a)의 베이스 바닥면에는 셔터 구동유닛(270)의 회전 암(272)의 회전 축(273)의 일단이 삽입되는 제3회전 구멍(도시하지 않음)이 마련된다. 베이스(210)에는 커버(290)를 고정하기 위한 복수 개의 고정 돌기(219)가 마련된다. 상기 기준 축(214) 및 셔터 기준 축(216)은 상술한 기능 외에 추가로 상기 커버(290)를 고정하기 위한 고정 돌기로 사용될 수 있다.

베이스(210)의 광 구멍(211) 위에는 적외선 필터 블레이드(220)가 설치되고, 광 구멍(211)의 일측에는 구동유닛(230)이 설치된다. 적외선 필터 블레이드(220) 및 구동유닛(230)은 상술한 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(100)의 적외선 필터 블레이드(120) 및 구동유닛(130)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 도 8 내지 도 12에서 적외선 필터 블레이드(220) 및 구동유닛(230)을 구성하는 구성요소들은 참조번호가 상이하여도 명칭이 같으면, 상술한 실시 예의 적외선 필터 블레이드(120) 및 구동유닛(120)의 구성요소와 동일한 구성요소를 나타낸다.

셔터 안내판(250)은 얇은 판상으로 형성되며, 적외선 필터 블레이드(220)의 상측에 설치된다. 셔터 안내판(250)은 베이스(210)에 마련된 복수 개의 고정 돌기(217,218,219)에 의해 고정 및 지지되므로 적외선 필터 블레이드(220)는 셔터 안내판(250) 아래에서 원활하게 이동할 수 있다. 셔터 안내판(250)의 중앙에는 외부에서 인입되는 광이 통과하는 셔터 광 구멍(251)이 마련되고, 둘레에는 복수 개의 고정 돌기(217,218,219)에 삽입되는 셔터 베이스 고정 구멍(253)이 마련된다.

한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 얇은 판상으로 형성되고, 셔터 안내판(250)의 상측에 설치되며, 상기 셔터 광 구멍(251)을 개폐한다. 한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 베이스(210)에 마련된 셔터 기준 축(216)을 중심으로 일정 각도 회전하며, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 도 12와 같이 모이면 셔터 안내판(250)의 셔터 광 구멍(251)을 차단하고, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 도 10과 같이 멀어지면 셔터 광 구멍(251)을 차단하지 않는다. 한 쌍의 셔터 블레이드(260)를 구성하는 각각의 셔터 블레이드(260)에는 셔터 기준 축(216)에 삽입되는 셔터 기준 구멍(266)과 셔터 구동유닛(270)의 구동 돌기(275)가 삽입되어 셔터 블레이드(260)를 동작시키는 셔터 캠 홀(265)이 마련된다. 한 쌍의 셔터 블레이드(260) 각각의 셔터 기준 구멍(266)과 셔터 캠 홀(265)은 도 10에 도시된 바와 같이 베이스(210)에 마련된 한 개의 셔터 기준 축(216)과 구동 돌기(275)에 삽입된다.

셔터 구동유닛(270)은 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 셔터 광 구멍(251)을 개폐하도록 구동한다. 셔터 구동유닛(270)은 셔터 광 구멍(251)을 중심으로 적외선 필터 블레이드(220)를 구동하는 구동유닛(230)과 마주하는 베이스(210)의 제2공간(213a)에 설치된다. 셔터 구동유닛(270)은 영구자석(271), 영구자석을 회전시키는 회전 암(272), 전자석(276), 고정 브라켓(280)을 포함하여 구성된다. 셔터 구동유닛(270)의 구조와 동작은 상술한 적외선 필터 블레이드(220)의 구동유닛(230)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 도 8 내지 도 12에서 셔터 구동유닛(270)을 구성하는 구성요소들은 참조번호가 상이하여도 명칭이 같으면, 상술한 실시 예의 구동유닛(120)의 구성요소와 동일한 구성요소를 나타낸다.

커버(290)는 상술한 한 쌍의 셔터 블레이드(260)를 덮도록 베이스(210)의 상면에 설치된다. 커버(290)의 중앙에는 셔터 안내판(250)의 셔터 광 구멍(251)에 대응하는 커버 구멍(291)이 마련된다. 따라서, 외부 광은 커버(290)의 커버 구멍(291)을 통과하여, 셔터 안내판(250)의 셔터 광 구멍(251) 및 필터 판(212)의 광 구멍(211) 위에 있는 적외선 필터 블레이드(220)를 통과할 수 있다. 또한, 커버(290)에는 베이스(210)에 마련된 복수 개의 고정 돌기(217,218,219)에 삽입되는 복수 개의 고정 구멍(299)이 마련될 수 있다. 이때, 베이스(210)에 마련된 복수 개의 고정 돌기(217,218,219)는 단차가 있는 원통형으로 형성되어 하단부는 셔터 안내판(250)을 고정하는 역할을 하고, 상단부는 커버(290)를 고정하는 역할을 하도록 형성될 수 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(200)의 동작에 대해 도 6 및 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한다.

본 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(200)는 셔터 동작과 적외선 촬영 모드를 선택할 수 있는 촬영 모드 선택 동작을 수행할 수 있다.

먼저, 셔터 동작을 수행하는 경우에 대해 설명한다. 셔터 동작은 촬영 모드에 관계없이 동작한다. 즉, 적외선 필터 교체장치(200)가 적외선 촬영 모드인지 일반 촬영 모드인지에 관계없이 동작한다.

모바일 기기, 즉 스마트 폰(1)의 셔터 버튼(도시하지 않음)을 누르면 적외선 필터 교체장치(200)의 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 동작하여 셔터 작용을 하게 된다. 여기서, 모바일 기기(1)의 셔터 버튼은 종래의 모바일 기기와 동일하게 구성할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 초기 상태에서 한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 도 10에 도시된 바와 같이 셔터 광 구멍(251)을 개방하고 있다.

이 경우, 셔터 구동유닛(270)의 회전 암(272)의 영구자석(271)은 전자석(276)의 제1단(278)을 마주하고 있다. 전자석(276)의 제1단(278)을 마주하는 회전 암(272)의 영구자석(271) 부분이 N극을 띠고 있다고 가정하면, 초기 상태에서는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 전자석(276)의 제1단(278)이 S극을 띠어 영구자석(271)을 끌어당기고 있다. 따라서, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 도 10과 같이 셔터 안내판(250)의 셔터 광 구멍(251)을 개방하고 있다. 이와 같이 셔터 블레이드(260)가 셔터 광 구멍(251)을 개방하고 있으면, 외부의 광이 카메라 모듈(20)의 이미지 센서(26)로 입력된다,

이 초기 상태에서 사용자가 사진 촬영을 위해 셔터 버튼을 누르면, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 미리 설정된 동작 속도로 작동하여 셔터 광 구멍(251)을 차단한 후 영상처리가 끝나면 다시 광 구멍(251)을 개방한다.

여기서, 상기 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 초기 상태에서 셔터 광 구멍(251)을 차단하는 과정을 구체적으로 설명한다.

먼저, 촬영을 위해 모바일 기기(1)에 마련된 셔터 버튼을 누르면 제어부는 전자석(276)의 코일(277)에 초기 상태와 반대 방향의 전류를 흘린다. 그러면, 전자석(276)의 제1단(278)은 N극으로 자화되고 제2단(279)은 S극으로 자화되므로, 전자석(276)의 제1단(278)과 영구자석(271) 사이에는 척력이 작용하고 전자석(276)의 제2단(279)과 영구자석(271) 사이에는 인력이 작용하므로, 영구자석(271)이 설치된 회전 암(272)은 회전 축(273)을 중심으로 선회한다. 그러면, 전자석(276)의 제1단(278)과 마주하던 영구자석(271)은 도 6(b)와 같이 전자석(276)의 제2단(279)을 마주하게 된다. 회전 암(272)이 도 6(b)와 같이 회전하면, 회전 암(272)의 구동 돌기(275)가 일체로 회전하므로 구동 돌기(275)가 삽입된 캠 홀(265)에 의해 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 셔터 기준 축(216)을 중심으로 일정 각도 회전하여 도 12와 같이 셔터 광 구멍(251)을 차단하게 된다. 즉, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 구동 돌기(275)가 삽입된 캠 홀(265)에 의해 셔터 기준 축(216)을 중심으로 서로 가까워지는 방향으로 선회하여 셔터 광 구멍(251)을 차단한다. 그러면, 외부에서 인입되는 광이 한 쌍의 셔터 블레이드(260)에 의해 차단되므로, 카메라 모듈(20)의 이미지 센서(26)로 인입된 외부 광의 영상처리를 할 수 있으므로 피사체를 촬영할 수 있다.

그 후, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)는 제어부(도시되지 않음)에 미리 설정된 조건에 따라 셔터 광 구멍(251)을 일정 시간 차단한 후, 다시 초기 상태로, 즉 도 10에 도시된 바와 같이 셔터 광 구멍(251)을 개방한다. 즉, 제어부는 셔터 광 구멍(251)을 차단한 후, 일정 시간이 지나면 전자석(276)의 코일(277)에 셔터 블레이드(260)를 차단할 때와 반대 방향의 전류를 인가한다. 그러면, 전자석(276)의 제2단(279)은 N극으로 자화되고, 제1단(278)은 S극으로 자화되므로, 영구자석(271)과 전자석(276)의 제2단(279) 사이에 작용하는 척력과 영구자석(271)과 전자석(276)의 제1단(278) 사이에 작용하는 인력에 의해 회전 암(272)이 회전 축(273)을 중심으로 회전하여, 영구자석(271)이 전자석(276)의 제1단(278)과 마주하게 된다. 그러면, 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 셔터 기준 축(216)을 중심으로 일정 각도 선회하여 도 10에 도시된 바와 같이 셔터 광 구멍(251)을 개방하여 초기 상태로 복원되게 된다.

다음으로, 본 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(200)는 적외선 촬영 모드의 촬영이 가능하다.

이 경우, 적외선 필터 교체장치(200)의 동작은 상술한 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(100)의 동작과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 사용자가 적외선 필터 교체장치(200)를 적외선 촬영 모드로 세팅한 후, 모바일 기기(1)의 셔터 버튼을 누르면, 적외선 필터 교체장치(200)의 한 쌍의 셔터 블레이드(260)가 상술한 바와 같이 동작하여 적외선 촬영이 가능하다.

이상에서는 카메라 모듈에 자동 초점 렌즈가 사용되는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 카메라 모듈에 고정 초점 렌즈가 사용되는 경우에도 본 발명에 의한 적외선 필터 교체장치를 적용할 수 있다. 이때, 필요한 경우에는 적외선 필터 블레이드를 통과하는 광과 동일한 초점을 가질 수 있도록 더미 글래스(dummy glass)를 사용할 수 있다. 즉, 적외선 촬영을 할 경우에는 더미 글래스가 필터 판의 광 구멍 위에 위치하도록 하고, 일반 촬영을 하는 경우에는 적외선 필터 블레이드가 필터 판의 광 구멍 위에 위치하도록 적외선 필터 교체장치를 구성할 필요가 있다.

다시 도 2를 참조하면, 본 실시예의 경우에는 적외선 필터 교체장치(100)가 카메라 모듈(20)의 자동 초점 렌즈(29)의 상측에 설치된 경우에 대해 설명하였으나, 적외선 필터 교체장치(100)의 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 적외선 필터 교체장치(100)는 도 13에 도시된 바와 같이 카메라 모듈(20)의 실드 캔(23) 내부에 이미지 센서(26)의 상측 즉, 자동 초점 렌즈(29)와 이미지 센서(26) 사이에 설치될 수도 있다.

또한, 도 2 및 도 13에는 자동 초점 렌즈(29)와 별개로 설치된 적외선 필터 교체장치(100)에 대해 설명하였으나, 적외선 필터 교체장치(100)의 설치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 적외선 필터 교체장치(100)는 도 14에 도시된 바와 같이 자동 초점 렌즈(29)와 일체로 형성할 수도 있다. 이때, 적외선 필터 교체장치(100)는 도 14에 도시된 바와 같이 자동 초점 렌즈(29)의 상단에 설치될 수 있다. 또는, 다른 예로서, 도시하지는 않았지만, 적외선 필터 교체장치(100)는 자동 초점 렌즈(29)의 하단, 즉 이미지 센서(26)에 인접한 부분에 설치될 수 있다. 또는, 시장에서 유통되고 있는 기존의 자동 초점 렌즈(29)에 설치되어 있는 적외선 필터를 제거하고, 본 발명의 일 실시 예에 의한 적외선 필터 교체장치(100)를 장착하여 사용할 수도 있다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 모바일 기기(스마트 폰) 10; 하우징
20; 카메라 모듈 21; 커버 유리
30; 근적외선 엘이디 40; 플래시
100,200; 적외선 필터 교체장치 110,210; 베이스
111,211; 광 구멍 114,214; 기준 축
119,219; 고정 돌기 120,220; 적외선 필터 블레이드
124; 기준 구멍 125; 캠 홀
130,230; 구동유닛 131,231,271; 영구자석
132,232,272; 회전 암 133,233,273; 회전 축
135,235,275; 구동 돌기 136,236,276; 전자석
137,237,277; 코일 138,238,278; 제1단
139,239,279; 제2단 140,240,280; 고정 브라켓
143; 제2회전 구멍 145; 관통 구멍
150; 커버 151; 커버 구멍
250; 셔터 안내판 251; 셔터 광 구멍
260; 셔터 블레이드 265; 캠 홀
266; 기준 구멍 270; 셔터 구동유닛

Claims (8)

1. 모바일 기기의 카메라 모듈에 사용되는 적외선 필터 교체장치에 있어서,
   광 구멍이 마련된 베이스;
   상기 베이스에 기준 축을 중심으로 일정 각도 회전할 수 있도록 설치되어 상기 광 구멍을 선택적으로 차단하는 적외선 필터 블레이드; 및
   상기 적외선 필터 블레이드를 구동시키는 구동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동유닛은,
   상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 적외선 필터 블레이드를 구동하는 영구자석; 및
   U자 형상으로 형성되며, 양단이 상기 영구자석과 일정 거리 이격되도록 설치되는 전자석;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 영구자석은 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 회전 암의 일단에 설치된 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전 암은 고정 브라켓에 의해 상기 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 적외선 필터 블레이드를 덮도록 상기 베이스에 설치되며, 커버 구멍을 구비하는 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 적외선 필터 블레이드의 상측으로 상기 베이스에 설치되며, 셔터 광 구멍을 포함하는 셔터 안내판;
   상기 베이스의 상기 셔터 안내판의 상측에 설치되며, 상기 셔터 광 구멍을 개폐하는 한 쌍의 셔터 블레이드; 및
   상기 한 쌍의 셔터 블레이드를 구동하는 셔터 구동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 셔터 구동유닛은,
   상기 베이스에 회전 가능하게 설치되며, 상기 한 쌍의 셔터 블레이드를 구동하는 영구자석; 및
   U자 형상으로 형성되며, 양단이 상기 영구자석과 일정 거리 이격되도록 설치되는 전자석;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체장치.
8. 자동 초점 렌즈를 포함하는 카메라 모듈;
   상기 카메라 모듈에 설치되는 상기 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항의 적외선 필터 교체장치; 및
   상기 카메라 모듈이 향하는 방향으로 근적외선을 발광하는 근적외선 엘이디;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기.
   

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