KR20160036762A

KR20160036762A - 필터교체형 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20160036762A
Application number: KR1020140128614A
Authority: KR
Inventors: 김기현; 사진성
Original assignee: (주)옵토라인
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-04-05

Abstract

필터교체형 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ; 상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ; 상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판을 포함하고, 상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함한다.

Description

필터교체형 카메라 모듈{Filter Changing Type Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세히는 단말기의 사용환경에 따라 홍채인식 기능과 일반촬영 기능을 선택적으로 수행할 수 있도록 필터를 교체할 수 있는 필터교체형 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, 스마트폰, PDA 등과 같은 이동통신단말기(이하 단말기 이라함)에는 영상을 촬영하는 카메라가 기본적으로 탑재되어 출시되고 있다.

이러한 단말기는 통상적으로 음성 인식 장치나 지문 인식 장치 혹은 홍채 인식 장치 등을 단말기의 사용자 인증 혹은 단말기를 활용한 각종 서비스 사용자 인증을 위한 수단으로서 활용하게 된다.

단말기에 적용 가능한 홍채 인식 장치로서는 대한민국 공개특허 제2002-0042004호(공개일자; 2002년 06월 05일)에 따른 '홍채인식을 이용한 인증 장치'가 개발되어 있으며, 이와 같이 단말기에 적용 가능한 홍채 인식 장치는 기본적으로 단말기에 장착되는 카메라에 의해 촬영된 홍채 영상으로부터 홍채 코드(Iris code)를 추출하여 사용자 등록 및 인증 처리를 수행하는 홍채 인식용 칩(chip)을 포함한다.

한편, 이러한 단말기의 카메라에 적용되는 CCD 또는 CMOS 등과 같은 촬상 소자는 대략 700㎚ 이상의 근적외선 또는 적외선 영역의 광에도 반응하지만, 근적외선 또는 적외선 영역의 광은 촬상 소자에 누화(crosstalk)를 유발시킴으로써 촬상 소자의 색 재현력을 약화시키고, 촬상 소자의 신호 대 잡음비(S/N ration : signal to noise ratio) 특성을 저하시킨다.

이에 따라, 카메라에 구비된 렌즈 시스템에는 이를 방지하기 위해 근적외선 또는 적외선 영역의 광을 차단하는 적외선 차단 필터를 필요로 한다.

또한, 정맥인식, 홍채인식 및 얼굴인식은 가시광 조명하에서는 인식 정밀도가 크게 떨어져, 적외선 조명을 기본적으로 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 있었다.

(특허문헌 1) KR10-2014-0028637 A

(특허문헌 2) KR10-2006-0119077 A

특허문헌 1에는 서로 다른 기능을 갖는 필터를 카메라에 입사되는 광의 파장을 선택하도록 자동으로 전환하게 하는 자동필터전환장치를 개시하고 있으며, 특허문헌 2에는 적외선 투과 필터와 적외선 차단 필터로 이루어진 필터부를 좌우방향으로 이동시키는 모터를 갖추어 적외선 투과 필터를 통하여 사용자의 홍채를 촬영하고, 적외선 차단 필터를 통하여 일반 영상을 촬영하는 카메라를 포함하는 영상 촬영 장치를 개시하고 있다.

그러나, 특허문헌 1과 특허문헌 2는 필터를 전환시키는 구동원으로 모터를 사용해야만 하기 때문에 전체적인 부피가 크고, 필터의 위치를 전환시키는 구동메카니즘이 복잡하여 소형화하기 곤란하기 때문에 단말기의 내부에 구비되는 카메라 모듈에 구현하기에 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 단말기의 사용환경에 따라 홍채인식 기능과 일반촬영 기능을 선택적으로 수행할 수 있고, 사용환경에 따라 필터를 전환시키는 구동 메카니즘이 간단하고, 단순하여 단말기에 구비되는 카메라 모듈의 소형화 설계를 도모할 수 있는 필터교체형 카메라 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ; 상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ; 상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판을 포함하고, 상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함하는 필터교체형 카메라 모듈을 포함한다.

또한, 본 발명은 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ; 상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ; 상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판 및 상기 배럴하우징의 내부에 조립된 렌즈배럴을 광축방향으로 상하이동시켜 자동초점을 수행하는 오토포커싱부를 포함하고, 상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함하는 필터교체형 카메라 모듈을 포함한다.

또한, 본 발명은 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ; 상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ; 상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판 ; 상기 배럴하우징의 내부에 조립된 렌즈배럴을 광축방향으로 상하이동시켜 자동초점을 수행하는 오토포커싱부 및 상기 배럴하우징을 광축과 직교하는 방향으로 왕복이동시켜 손떨림 보정을 수행하는 손떨림 보정부를 포함하고, 상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함하는 필터교체형 카메라 모듈을 포함한다.

바람직하게, 상기 작동판은 상기 배럴하우징에 구비된 핀부재에 회동가능하게 조립되는 회전공을 갖는 일정길이의 작동바과, 상기 작동바의 단부로부터 연장되고, 상기 렌즈공과 대응하는 제1,2필터공을 서로 인접하여 관통형성한 회전판 및 상기 제1,2필터공에 각각 장착되는 제1,2필터를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 제1필터는 적외선 차단필터와 적외선 투과필터 중 어느 하나의 필터이며, 상기 제2필터는 나머지 필터이다.

바람직하게, 상기 필터 구동부는 상기 작동판에 구비되는 제1,2피동요크 중 어느 하나와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징에 형성된 제1수직공에 삽입배치되는 제1요크바와, 상기 제1요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제1코일을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부와, 상기 배럴하우징에 고정설치되어 나머지 피동요크와 대응하여 접하도록 일정세기의 자력을 발생시키는 제1고정부를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 제1요크바는 상기 제1피동요크와 대응하는 상단에 상기 작동판측으로 절곡되는 제1구동요크를 구비한다.

바람직하게, 상기 필터 구동부는 상기 작동판에 구비되는 제1,2피동요크 중 어느 하나와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징에 형성된 제1수직공에 삽입배치되는 일정길이의 제1요크바와, 상기 제1요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제1코일을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부와, 나머지 피동요크와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징에 형성된 제2수직공에 삽입배치되는 일정길이의 제2요크바와, 상기 제2요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제2코일을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동복귀시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 제1,2요크바는 상기 제1,2피동요크와 대응하는 상단에 상기 작동판측으로 절곡되는 제1,2구동요크를 각각 구비한다.

바람직하게, 상기 작동판의 하부면과 상단이 접하여 마찰력을 발생시킬 수 있도록 상기 작동판의 회전반경과 대응하는 렌즈배럴 또는 배럴하우징의 상부면에 일정높이 돌출형성되는 적어도 하나의 구속부재를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 제1,2전자석부에서 전자력이 발생되지 않을 때, 상기 제1전자석부와 제2전자석사이에서 상기 작동판의 움직임을 구속하도록 배럴하우징에 고정설치되어 일정세기의 자력을 발생시키는 제2고정부와, 상기 제2고정부와 마주하는 작동판의 외측테두리로부터 연장되는 연장바의 단부에 구비되는 제3피동요크를 포함한다.

바람직하게, 상기 렌즈배럴은 상기 배럴하우징의 배치공에 광축방향으로 상하이동가능하도록 나사결합된다.

더욱 바람직하게, 상기 필터구동부는 상기 배럴하우징의 외측테두리에 일정높이 돌출형성된 돌출부에 구비된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 렌즈배럴의 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 구비함으로써, 선회작동되는 작동판의 위치에 따라 적외선 투과필터로 이루어진 제1필터를 렌즈공에 선택적으로 중첩시키거나 적외선 차단필터로 이루어진 제2필터를 렌즈공에 선택적으로 중첩시킬 수 있기 때문에 하나의 카메라 모듈로서 사용조건에 따라 사용자등록 및 인증처리를 위한 홍채인식과 사물에 대한 일반촬영을 선택적으로 수행할 수 있어 카메라 모듈의 기능을 다양화할 수 있다.

(2) 단순하고 간단한 구동 메카니즘을 갖는 필터구동부에 의해서 홍채인식과 일반촬영을 동시에 수행할 수 있는 카메라 모듈을 갖는 단말기의 소형화 설계를 도모할 수 있다. .

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1고정부와 제1전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1고정부와 제1전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1전자석부와 제2전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1전자석부와 제2전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1,2전자석부와 제2고정부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1,2전자석부와 제2고정부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1고정부와 제1전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1고정부와 제1전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1전자석부와 제2전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1전자석부와 제2전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1,2전자석부와 제2고정부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1,2전자석부와 제2고정부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1고정부와 제1전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1고정부와 제1전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제3실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1전자석부와 제2전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제3실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1전자석부와 제2전자석부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1,2전자석부와 제2고정부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 전체 사시도이다.
도 18은 본 발명의 제3실시 예에 따른 필터교체형 카메라 모듈에 제1,2전자석부와 제2고정부로 이루어진 필터 구동부를 적용하여 구현한 분해 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈교체형 카메라 모듈(100)은 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 렌즈배럴(110), 배럴하우징(120), 기판(130) 및 필터 구동부(140)를 포함한다.

상기 렌즈배럴(110)은 내부공간에 광축방향으로 적어도 하나의 렌즈를 구비하는 대략 중공 원통형상의 경통 구조물로 이루어질 수 있다.

이러한 렌즈 배럴(110)의 상부면에는 내장된 렌즈를 노출시키면서 빛을 투과시킬 수 있도록 일정크기의 렌즈공(112)을 관통형성한다.

상기 배럴 하우징(120)은 상기 렌즈 배럴(110)이 내부수용되는 배치공(122)을 몸체 중앙에 관통형성하여 상기 렌브배럴을 수용하도록 일정크기의 내부공간을 갖는 대략 직육면체상의 박스구조물로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 렌즈배럴(110)은 상기 배럴 하우징의 배치공에 나사결합되어 광축방향으로 이동가능하도록 조립될 수 있다.

상기 기판(130)은 상기 렌즈 배럴(110)의 렌즈를 통해 입사되는 피사체의 상을 검출하여 전기신호를 변환시키는 이미지센서(132)를 탑재하고, 상기 피사체가 홍채인 경우, 취득된 홍채영상을 소정의 영상처리를 통하여 홍체패턴을 인식하는 홍채인식 칩을 탑재하여 상기 배럴 하우징(120)의 개방된 하부에 구비된다.

상기 필터 구동부(140)는 상기 배럴 하우징(120)의 외측테두리 부근에 일단이 회동가능하게 조립되는 작동판(141)을 갖추고, 이러한 작동판의 타단에는 적어도 하나의 필터(144a,144b)를 구비한다.

이에 따라, 상기 필터구동부(140)는 전원인가시 상기 렌즈공(112)과 필터(144a,144b)가 서로 중첩되도록 상기 작동판(141)을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 것이다.

상기 작동판(141)은 상기 배럴하우징(120)의 일측 모서리에 구비된 핀부재(125)에 회동가능하게 조립되는 회전공(143)을 갖는 일정길이의 작동바(141a)과, 상기 작동바의 단부로부터 연장되고, 상기 렌즈공(112)과 대응하는 제1,2필터공(142a,142b)을 서로 인접하여 관통형성한 회전판(141b) 및 상기 제1,2필터공에 각각 장착되는 제1,2필터(144a,144b)를 포함한다.

여기서, 상기 제1필터(144a)는 일반 촬영을 위해서 상기 렌즈배럴의 렌즈를 통과하는 빛의 적외선을 차단하는 적외선 차단필터와 홍채인식을 위해서 상기 렌즈배럴의 렌즈를 통과하는 빛의 적외선을 투과하는 적외선 투과필터 중 어느 하나의 필터이며, 상기 제2필터(144b)는 나머지 필터이다.

상기 제1,2필터공(142a,142b)은 상기 핀부재(125)를 중심으로 하여 상기 작동판의 선회작동시 상기 렌즈공(112)의 중심을 통과하는 가상의 선회궤적선상에 관통형성되어야 하며, 이러한 제1,2필터공(142a,142b)은 상기 렌즈공과 동일하거나 상대적으로 큰 크기의 관통공으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 작동판(141)은 전원인가시 발생하는 자력에 의한 선회작동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 수지소재로 성형되어 중량이 가볍고, 얇은 두께를 갖는 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 필터구동부(140)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 작동판(141)의 양단에 구비되는 제1,2피동요크(145a,145b) 중 제1피동요크(145a)와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징(120)의 일측모서리에 형성된 제1수직공(127a)에 삽입배치되는 일정길이의 제1요크바(147a)와, 상기 제1요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제1코일(147b)을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부(147)와, 상기 배럴하우징(120)의 타측모서리에 고정설치되어 나머지 제2피동요크와 대응하여 접하도록 일정세기의 자력을 발생시키는 영구자석을 포함하는 제1고정부(148)를 포함한다.

상기 제1요크바(147a)는 상기 제1피동요크와 대응하는 상단에 상기 작동판측으로 절곡되어 전원인가시 발생하는 자력에 의해서 상기 제1피동요크와 접하는 제1구동요크(147c)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1코일(147b)은 상기 제1수직공(127)의 바닥면에 관통형성된 인출공을 통해 기판(130)측으로 연장되어 외부전원이 공급되는 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제1,2피동요크(145a,145b)는 상기 작동판의 성형시 양단에 일체로 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1코일(147b)에 인가되는 외부전원에 의해 상기 제1전자석부의 제1요크바에서 발생하는 자력의 세기는 상기 영구자석에서 발생하는 자력의 세기보다 상대적으로 크게 설정한다.

그리고, 상기 필터구동부(140)의 작동판(141)과 연결되는 핀부재(125)와, 상기 필터구동부(140)의 제1고정부(148) 및 제1전자석부(147)는 상기 배럴하우징(120)의 상부면보다 상부로 일정높이 돌출되는 렌즈배럴(110)과의 간섭을 방지할 수 있도록 상기 배럴하우징의 외측테두리에 일정높이 돌출형성된 돌출부(128)에 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제1전자석부(147)의 작동에 의해서 상기 작동판(141)이 도 1에서 점선으로 도시한 바와 같이 도면상 시계방향으로 회동되어 상기 렌즈공(112)과 제2필터(144b)가 중첩되고, 상기 제2필터(144b)가 적외선 투과필터로 이루어지는 경우, 적외선을 포함하는 피사체인 홍채영상이 이미지센서에 촬영됨에 따라 기판에 탑재되는 홍채 인식용 칩(미도시)에 의해서 홍채 영상으로부터 홍채 코드(Iris code)를 추출하여 사용자 등록 및 인증 처리를 수행한다.

반면에, 상기 제1전자석부(147)에 외부전원이 인가되지 않아 자력을 상실하게 되는 작동대기시에는 영구자석으로 이루어진 제1고정부(148)의 자력에 의해서 상기 작동판이 원상태로 선회복귀되어 상기 제1필터(144a)와 렌즈공(112)이 서로 중첩되고 상기 제1필터(144a)가 적외선 차단필터로 이루어지는 경우, 적외선이 차단된 피사체인 일반영상이 이미지센서에 촬영됨에 따라 기판에 구비되는 일반 영상 처리용 칩(미도시)에 의해서 촬영된 일반 영상에 대한 저장 및 재생 처리를 수행한다.

또한, 상기 필터 구동부(140a)는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 제1전자석부(148)와 제2전자석부(149)에서 선택적으로 발생하는 자력에 의해서 상기 작동판을 상기 제1,2필터중 어느 하나를 상기 렌즈공과 일치시킬 수 있도록 선회작동시킬 수 있다.

이러한 필터 구동부(140a)는 상기 작동판(141)의 양단에 구비되는 제1,2피동요크(145a,145b) 중 제1피동요크(145a)와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징(120)의 일측모서리에 형성된 제1수직공(127a)에 삽입배치되는 일정길이의 제1요크바(147a)와, 상기 제1요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제1코일(147b)을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부(147)와, 상기 제2피동요크(145b)와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징(120)의 타측모서리에 형성된 제2수직공(127b)에 삽입배치되는 일정길이의 제2요크바(149a)와, 상기 제2요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제2코일(149b)을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동복귀시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부(147)를 포함한다.

여기서, 상기 제1,2요크바(147a,149a)는 상기 제1,2피동요크와 대응하는 상단에 상기 작동판측으로 절곡되어 전원인가시 발생하는 자력에 의해서 상기 제1,2피동요크와 접하는 제1,2구동요크(147c,149c)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1,2코일(147b,149b)은 상기 제1,2수직공(127a,127b)의 바닥면에 관통형성된 인출공을 통해 기판(130)측으로 연장되어 외부전원이 공급되는 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고, 상기 필터구동부(140)의 작동판(141)과 연결되는 핀부재(125)와, 상기 필터구동부(140)의 제1,2전자석부(147,149)는 상기 배럴하우징(120)의 상부면보다 상부로 일정높이 돌출되는 렌즈배럴(110)과의 간섭을 방지할 수 있도록 상기 배럴하우징의 외측테두리에 일정높이 돌출형성된 돌출부(128)에 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제2전자석부(149)에 외부전원의 공급을 차단한 상태에서 상기 제1전자석부(147)에 선택적으로 외부전원을 공급하여 제1자석부에서 선택적으로 자력을 발생시킴으로써, 상기 작동판(141)은 도 3에서 점선으로 도시한 바와 같이 도면상 시계방향으로 회동되어 상기 렌즈공(112)과 제2필터(144b)가 중첩된다.

이때, 상기 제2필터(144b)가 적외선 투과필터로 이루어지는 경우, 적외선을 포함하는 피사체인 홍채영상이 이미지센서에 촬영됨에 따라 기판에 탑재되는 홍채 인식용 칩(미도시)에 의해서 홍채 영상으로부터 홍채 코드(Iris code)를 추출하여 사용자 등록 및 인증 처리를 수행한다.

반면에, 상기 제1전자석부(147)에 외부전원의 공급을 차단한 상태에서 상기 제2전자석부(149)에 선택적으로 외부전원을 공급하여 제2자석부에서 선택적으로 자력을 발생시킴으로써,상기 작동판은 도 3에서 실선으로 도시한 바와 같이, 반시계방향으로 원상태로 선회복귀되어 상기 제1필터(144a)와 렌즈공(112)이 서로 중첩된다.

이때, 상기 제1필터(144a)가 적외선 차단필터로 이루어지는 경우, 적외선이 차단된 피사체인 일반영상이 이미지센서에 촬영됨에 따라 기판에 구비되는 일반 영상 처리용 칩(미도시)에 의해서 촬영된 일반 영상에 대한 저장 및 재생 처리를 수행한다.

여기서,상기 제1,2전자석부(147,149)에 외부전원을 공급하지 않아 전자력을 상실하는 경우, 상기 작동판(141)이 제1전자석부와 제2전자석부사이에서 움직임을 구속할 수 있도록 상기 작동판(141)의 하부면과 상단이 접하여 마찰력을 발생시키는 구속부재(119)를 구비하고, 이러한 구속부재(119)는 상기 제1,2전자석부(147,149)에 의해서 선택적으로 선회작동되는 작동판(141)의 회전반경과 대응하는 렌즈배럴 또는 배럴하우징의 상부면에 일정높이 돌출형성하는 것이 바람직하다.

상기 구속부재(119)의 상단과 상기 작동판(141)의 하부면사이에서 발생하는 마찰력을 상기 제1,2자석부에서 발생하는 자력의 세기보다 상대적으로 낮은 크기로 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 필터구동부(140)는 제1,2전자석부(147,149)에 전원공급이 차단되어 상기 핀부재를 매개로 일단이 회동가능하게 조립된 작동판의 움직임을 상기 제1전자석부와 제2전자석부사이에서 영구자석의 자력을 이용하여 구속할 수 있도록 제2고정부(148a)를 구비한다.

이러한 제2고정부(148a)는 상기 작동판의 회전중심과 마주하는 배럴하우징의 일측모서리에 구비되어 일정세기의 자력을 발생시키는 영구자석으로 이루어지고, 상기 제2고정부와 마주하는 작동판의 타단으로부터 연장되는 연장바의 단부에는 상기 제2고정부의 자력에 의해서 접하거나 일정간격을 두고 이격되는 제3피동요크(145c)를 포함한다.

이에 따라, 상기 제1,2전자석부(147,149)에 외부전원을 공급하지 않아 전자력을 상실하는 경우, 상기 제1전자석부와 제2전자석부사이에서 움직임이 자유로워진 작동판(141)은 상기 제2고정부에서 발생하는 영구자석의 자력에 의해서 상기 제2고정부(148a)와 상기 제3피동요크(145c)가 접하거나 일정간격을 두고 마주한 상태를 유지하도록 구속됨으로써, 전원차단시 상기 작동판의 불필요한 움직임을 방지할 수 있는 것이다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈교체형 카메라 모듈(100a)은 도 6 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 렌즈배럴(110), 배럴하우징(120), 기판(130) 및 필터 구동부(140)를 포함하고, 상기 배럴하우징이 내부에 조립된 렌즈배럴을 광축방향으로 상하이동시켜 자동초점을 수행하는 오토포커싱부(150)를 추가 포함한다.

이러한 오토 포커싱부(150)는 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴(112)의 일측면에 구비되는 포커싱용 마그넷(151)을 구비하고, 상기 렌즈배렐의 일측면과 이에 마주하는 배럴하우징의 내부면사이에는 광축방향으로 렌즈배럴의 왕복이동을 안내하는 안내지지부(152)를 구비한다.

이러한 안내지지부(152)는 상기 포커싱용 마그넷(151)이 구비되는 렌즈 배럴(110)의 일측면에 좌우양한쌍으로 구비되는 안내부(152a)와, 상기 안내부와 마주하는 배럴하우징의 내부면 좌우양측에 구비되는 피안내부(152b) 및 상기 안내부(152a)와 피안내부(152b)사이에 개재되어 이들 사이에 발생하는 마찰을 저감할 수 있도록 강구와 같은 적어도 하나의 마찰저감부재(152c)를 포함한다.

또한, 상기 포커싱용 마그넷과 마주하는 배럴하우징의 내부면에는 전원인가시 전기장을 발생시키는 포커싱용 코일(153)을 포함하는바, 상기 포커싱용 마그넷의 자기장과 상기 포커싱 코일의 전기장간의 상호작용에 의해 발생하는 외력에 의해서 상기 배럴 하우징(120)내에 배치된 렌즈배럴(110)을 광축방향으로 구동시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 오토포커싱부(150)에 의해서 상기 렌즈배럴이 광축방향으로 상하이동가능하게 조립되는 배럴하우징(120)에 구비되는 필터구동부(140,140a,140b)는 제1실시예와 마찬가지로 제1,2필터를 갖는 작동판을 전원인가시 일방향으로 선회작동시키는 제1전자석부(147)와 전원차단시 작동판을 선회복귀시키는 제1고정부(148)로 이루어지거나 선택적인 전원인가시 작동판을 서로 반대방향으로 선회작동시키는 제1,2전자석부(147,149)로 이루어지거나 제1,2전자석부(147,149)와 더불어 전원차단시 작동판의 움직임을 구속하는 제2고정부(148a)로 이루어지는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈교체형 카메라 모듈(100b)은 도 13 내지 도 18에 도시한 바와 같이, 렌즈배럴(110), 배럴하우징(120), 기판(130) 및 필터 구동부(140)를 포함하고, 상기 배럴하우징의 내부에 조립된 렌즈배럴을 광축방향으로 상하이동시켜 자동초점을 수행하는 오토포커싱부(150) 및 상기 오토 포커싱부(150)를 광축과 직교하는 방향으로 왕복이동시켜 손떨림 보정을 수행하는 손떨림 보정부(160)를 추가 포함한다.

이러한 오토 포커싱부(150)는 제2실시예와 마찬가지로 적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴(112)의 일측면에 구비되는 포커싱용 마그넷(151)을 구비하고, 상기 렌즈배렐의 일측면과 이에 마주하는 배럴하우징의 내부면사이에는 광축방향으로 렌즈배럴의 왕복이동을 안내하는 안내지지부(152)를 구비한다.

또한, 상기 포커싱용 마그넷(151)과 마주하는 배럴하우징의 내부면에는 전원인가시 전기장을 발생시키는 포커싱용 코일(153)을 포함하는바, 상기 포커싱용 마그넷의 자기장과 상기 포커싱 코일의 전기장간의 상호작용에 의해 발생하는 외력에 의해서 상기 배럴 하우징(120)내에 배치된 렌즈배럴(110)을 광축방향으로 구동시킬 수 있는 것이다.

그리고, 상기 손떨림보정부(160)는 상기 렌즈배럴(110)의 하부면이나 상기 배럴하우징(120)에 선택적으로 장착되는 보정용 마그넷(161)을 포함하고, 이러한 보정용 마그넷(161)과 마주하여 대응하는 상부면에 보정용 코일(163)을 탑재한 코일 플레이트(165)를 포함한다.

상기 코일 플레이트(165)와 배럴하우징(120)사이에는 상기 코일플레이트에 대하여 배럴하우징을 상방으로 일정간격을 두고 이격시킴과 동시에 상기 배럴하우징을 탄력지지하는 일정길이의 서스펜션 와이어(164)를 복수개의 포함한다.

이러한 서스펜션와이어(164)의 일단인 하단은 상기 코일플레이트의 모서리부에 연결되고, 타단인 상단은 상기 배럴하우징의 모서리부에 연결되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 서스펜션 와이어(164)는 상기 기판으로부터 전달되는 외부전원을 상기 오토포커싱부의 포커싱용 코일측으로 전달할 수 있도록 도전성 와이어부재로 이루어지는바, 상기 코일 플레이트(165)의 상부면에는 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 보정용 코일(163)이 탑재되는 제1기판(미도시)을 구비하고, 상기 배럴하우징(120)의 상부면에는 상기 포커싱용 코일(153)과 전기적으로 연결되는 제2기판(미도시)을 구비하고, 상기 서스펜션와이어(164)의 상,하단은 상기 제1,2기판에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 제1,2기판은 상기 서스펜션와이어(164)의 상,하단과 전기적으로 연결되고, 기판의 전기적으로 연결되는 패턴회로가 인쇄되고, 상기 코일플레이트와 배럴하우징의 표면에 장착되는 인쇄회로기판으로 구비될 수 있다.

또한, 상기 코일 플레이트(165)의 상부면에는 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 보정용 코일(163)과 전기적으로 연결되는 제1도전패턴(미도시)을 구비하고, 상기 배럴하우징(120)의 상부면에는 상기 포커싱용 코일(153)과 전기적으로 연결되는 제2도전패턴(미도시)을 구비하고, 상기 서스펜션와이어(164)의 상,하단은 상기 제1,2도전패턴에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 제1,2도전패턴은 금형의 캐비티내로 주입되는 수지에 의해서 사출성형되는 코일 플레이트(165), 배럴 하우징(120)의 표면에 레이저를 이용하여 선택적으로 사전에 설정된 패턴을 1차로 형성한 다음 무전해 도금을 이용하여 2차로 전도성 패턴을 형성하는 MID(Molded Interconnect Device)공법에 의해서 정밀하게 구비될 수 있다.

한편, 상기 오토포커싱부(150)에 의해서 상기 렌즈배럴이 광축방향으로 상하이동가능하게 조립되고, 상기 손떨림보정부에 의해서 광축과 직교하는 방향으로 이동되는 배럴하우징(120)에 구비되는 필터구동부(140,140a,140b)는 제1,2실시예와 마찬가지로 제1,2필터를 갖는 작동판을 전원인가시 일방향으로 선회작동시키는 제1전자석부(147)와 전원차단시 작동판을 선회복귀시키는 제1고정부(148)로 이루어지거나 선택적인 전원인가시 작동판을 서로 반대방향으로 선회작동시키는 제1,2전자석부(147,149)로 이루어지거나 제1,2전자석부(147,149)와 더불어 전원차단시 작동판의 움직임을 구속하는 제2고정부(148a)로 이루어지는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 렌즈배럴
112 : 렌즈공
120 : 배럴하우징
122 : 배치공
130 : 기판
132 : 이미지 센서
140 : 필터구동부
141 : 작동판
142a,142b : 제1,2필터공
143 : 회전공
144a,144b : 제1,2필터
145a,145b,145c : 제1,2,3 피동요크
147 : 제1전자석부
148 : 제1고정부
148a : 제2고정부
149 : 제2전자석부
147a,149a : 제1,2요크바
147b,149b : 제1,2코일
147c,147c : 제1,2구동요크
150 : 오토 포커싱부
160 : 손떨림 보정부

Claims

적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ;
상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ;
상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판을 포함하고,
상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함하는 필터교체형 카메라 모듈.
적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ;
상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ;
상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판 및
상기 배럴하우징의 내부에 조립된 렌즈배럴을 광축방향으로 상하이동시켜 자동초점을 수행하는 오토포커싱부를 포함하고,
상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함하는 필터교체형 카메라 모듈.
적어도 하나의 렌즈를 갖는 렌즈배럴 ;
상기 렌즈배럴이 내부수용되는 배럴하우징 ;
상기 렌즈배럴의 렌즈공을 통과하는 빛을 수광하여 화상을 촬영하는 이미지센서와 더불어 홍채인식용 칩이 탑재되는 기판 ;
상기 배럴하우징의 내부에 조립된 렌즈배럴을 광축방향으로 상하이동시켜 자동초점을 수행하는 오토포커싱부 및
상기 배럴하우징을 광축과 직교하는 방향으로 왕복이동시켜 손떨림 보정을 수행하는 손떨림 보정부를 포함하고,
상기 배럴 하우징에 일단이 회동가능하게 조립되고, 타단에 적어도 하나의 필터를 구비하는 작동판을 갖추어 전원인가시 상기 렌즈공과 필터가 서로 중첩되도록 상기 작동판을 선회작동시키는 일정세기의 자력을 발생시키는 필터 구동부를 포함하는 필터교체형 카메라 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작동판은 상기 배럴하우징에 구비된 핀부재에 회동가능하게 조립되는 회전공을 갖는 일정길이의 작동바과, 상기 작동바의 단부로부터 연장되고, 상기 렌즈공과 대응하는 제1,2필터공을 서로 인접하여 관통형성한 회전판 및 상기 제1,2필터공에 각각 장착되는 제1,2필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제4항에 있어서,
상기 제1필터는 적외선 차단필터와 적외선 투과필터 중 어느 하나의 필터이며, 상기 제2필터는 나머지 필터인 것으로 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 구동부는 상기 작동판에 구비되는 제1,2피동요크 중 어느 하나와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징에 형성된 제1수직공에 삽입배치되는 제1요크바와, 상기 제1요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제1코일을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부와, 상기 배럴하우징에 고정설치되어 나머지 피동요크와 대응하여 접하도록 일정세기의 자력을 발생시키는 제1고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제1요크바는 상기 제1피동요크와 대응하는 상단에 상기 작동판측으로 절곡되는 제1구동요크를 구비하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 구동부는 상기 작동판에 구비되는 제1,2피동요크 중 어느 하나와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징에 형성된 제1수직공에 삽입배치되는 일정길이의 제1요크바와, 상기 제1요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제1코일을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부와, 나머지 피동요크와 상단이 노출되어 대응하도록 상기 배럴하우징에 형성된 제2수직공에 삽입배치되는 일정길이의 제2요크바와, 상기 제2요크바에 권선되어 외부전원과 연결되는 제2코일을 갖추어 전원인가시 상기 작동판을 회동복귀시키는 자력을 발생시키는 제1전자석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제1,2요크바는 상기 제1,2피동요크와 대응하는 상단에 상기 작동판측으로 절곡되는 제1,2구동요크를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 작동판의 하부면과 상단이 접하여 마찰력을 발생시킬 수 있도록 상기 작동판의 회전반경과 대응하는 렌즈배럴 또는 배럴하우징의 상부면에 일정높이 돌출형성되는 적어도 하나의 구속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제1,2전자석부에서 전자력이 발생되지 않을 때, 상기 제1전자석부와 제2전자석사이에서 상기 작동판의 움직임을 구속하도록 배럴하우징에 고정설치되어 일정세기의 자력을 발생시키는 제2고정부와, 상기 제2고정부와 마주하는 작동판의 외측테두리로부터 연장되는 연장바의 단부에 구비되는 제3피동요크를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 렌즈배럴은 상기 배럴하우징의 배치공에 광축방향으로 상하이동가능하도록 나사결합되는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.
제12항에 있어서,
상기 필터구동부는 상기 배럴하우징의 외측테두리에 일정높이 돌출형성된 돌출부에 구비되는 것을 특징으로 하는 필터교체형 카메라 모듈.