WO2018186574A1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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WO2018186574A1
WO2018186574A1 PCT/KR2018/001120 KR2018001120W WO2018186574A1 WO 2018186574 A1 WO2018186574 A1 WO 2018186574A1 KR 2018001120 W KR2018001120 W KR 2018001120W WO 2018186574 A1 WO2018186574 A1 WO 2018186574A1
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WO
WIPO (PCT)
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zoom
plate
refractive
camera module
camera
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/001120
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English (en)
French (fr)
Inventor
김관형
김재순
이동렬
지석만
홍삼열
Original Assignee
엘지전자 주식회사
명지대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사, 명지대학교 산학협력단 filed Critical 엘지전자 주식회사
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0046—Movement of one or more optical elements for zooming

Definitions

  • the present invention relates to a camera module that performs a function of acquiring an image of a subject.
  • the target lens is moved along the optical axis.
  • the target lens may be off the optical axis.
  • a translational deviation in which the optical axis of the target lens deviates in parallel with the optical axis of the remaining lenses, and a rotational deviation in which the optical axis of the target lens deviates inclined with respect to the optical axes of the remaining lenses may occur.
  • the degree of translational deviation or rotational deviation described above is relatively insignificant and thus has little effect on actual lens performance.
  • the size of each component becomes smaller, so that a relatively large difference occurs even for a small departure.
  • the camera lens included in the small camera device needs to implement the driving of the correct lens or the zoom driving through another method for the driving of the zoom.
  • An object of the present invention is to solve the problem of unclear image due to the error of the lens movement for the zoom magnification adjustment occurs in the above-described problem.
  • the present invention for achieving the above or another object, and comprises a plurality of refractive lenses having the same optical axis and an optically transparent zoom plate provided between the plurality of refractive lenses, and the incident surface of the zoom plate
  • the exit surface provides a camera module characterized in that it is flat.
  • the incident surface and the exit surface of the zoom plate provides a camera module perpendicular to the optical axis.
  • the zoom plate provides a camera module, characterized in that it comprises a glass (glass) or plastic (Plastic).
  • the width of the incident surface and the output surface of the zoom plate provides a camera module, characterized in that the same or greater than the width of the light passing between the two adjacent refractive lens and the zoom plate.
  • a camera module further comprises a zoom shifter to move the zoom plate to selectively position in the optical path of the plurality of refractive lenses.
  • the zoom plate provides a camera module, characterized in that provided with a predetermined distance apart from each of the two refractive lenses adjacent to the zoom plate.
  • the refractive lens includes a first refractive lens, a second refractive lens and a third refractive lens that are sequentially stacked
  • the zoom plate includes the first refractive lens and the second refractive lens.
  • a second zoom plate provided between the lenses and a second zoom plate provided between the second refractive lens and the third refractive lens, wherein the zoom shifter is configured to respectively move the first zoom plate or the second zoom plate.
  • It provides a camera module further comprises a control unit for selectively moving to be located in the optical path.
  • an optically transparent correction plate provided on the outer side of the outermost refractive lens of the optical path of the plurality of refractive lenses to adjust the position where the image is formed, the incident surface of the correction plate And the exit surface provides a camera module, characterized in that the flat.
  • a camera module further comprises a correction shifter for moving the correction plate to be selectively positioned in the optical path of the plurality of refractive lenses.
  • the zoom magnification can be adjusted without moving the refractive lens.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional camera module.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a camera module related to the present invention.
  • FIG 3 is a conceptual diagram of a state in which a transparent block is provided between a plurality of refractive lenses.
  • FIG. 4 illustrates two embodiments of a camera module related to the present invention.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment of a camera module related to the present invention.
  • FIG. 6 illustrates another embodiment of a camera module related to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic view of the camera module related to the present invention in the optical axis direction.
  • FIG. 8 is another schematic view of the camera module related to the present invention in the optical axis direction.
  • 9A and 9B are front and rear perspective views of the camera device related to the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a camera apparatus related to the present invention.
  • 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional camera module 300.
  • zoom magnification there are three factors influencing the zoom magnification in the camera module 300. It is the distance between the lenses, the shape of the lens and the material of the lens.
  • the target lens 310 is moved along the optical axis 3201.
  • the target lens 310 deviates from the optical axis 3201 in actual behavior.
  • a translational deviation where the optical axis 3101 of the target lens 310 deviates in parallel with the optical axis 3201 of the remaining lens 320, and the optical axis 3101 of the target lens 310 is the optical axis of the remaining lens 320 ( Problems such as rotational deviation that is inclined and out of the 3201 may occur.
  • the camera module 300 When the camera module 300 is large, that is, when the size of each component such as an aperture and a lens is large, the degree of translational deviation or rotational deviation described above is relatively insignificant and thus has little effect on actual lens performance, but a small camera such as a mobile terminal. In the case of the small camera module provided in the device, the size of each component is reduced, so that a relatively large difference occurs even for a small departure.
  • the camera lens included in the small camera device needs to implement the driving of the correct lens or the zoom driving through another method for the driving of the zoom.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a camera module 100 related to the present invention.
  • the refractive lens 110 may be one lens group including the plurality of refractive lenses 110.
  • a specific outer point of the refractive lens 110 that is, a point where an image is refracted through the refractive lens 110 in the subject to form an image is referred to as point P.
  • the transparent block 101 having a refractive index n and a thickness t is inserted on the optical axis 1101 of the refractive lens 110.
  • the transparent block 101 may have an incident surface 1011 and an emission surface 1012 flat, and each surface may be perpendicular to the optical axis 1101 of the refractive lens 110. Since the transparent block 101 is provided on the optical axis 1101, a point where an image is formed by the difference in refractive index between air and the transparent block 101 is changed from P to P ′. For example, when the refractive lens 110 is provided in the air having the refractive index 1 and the transparent block 101 is larger than the refractive index 1, P 'forms an image farther from the refractive lens 110 than P. At this time, the distance of P-P 'is equal to (n-1) t / n.
  • the camera module 100 of the present invention uses the change of the point where these images are formed.
  • FIG 3 is a conceptual diagram illustrating a state in which a transparent block 101 is provided between a plurality of refractive lenses 110.
  • the distance between the plurality of refractive lenses 110 or the lens groups does not physically change, but according to the principle of FIG. 1.
  • the effect is the same as the distance between the lenses.
  • This changes the effective focal length (EFL) in the optical system, and as a result, the zoom magnification changes.
  • the path of light is as shown in FIG.
  • the transparent block 101 having a refractive index greater than the refractive index of the reference space is inserted between the lens and the lens, so that the effective focal length becomes longer as shown in FIG. Longer effective focal lengths mean that magnification increases as a result.
  • the transparent block 101 provided between the plurality of lenses is defined as a zoom plate 120.
  • Requirements regarding the physical properties of the zoom plate 120 may be the same as those of the transparent block 101 described above.
  • the incident surface 1201 and the output surface 1202 of the zoom plate 120 are flat, and each surface is perpendicular to the optical axis 1101 of the refractive lens 110. This is because the zoom plate 120 does not have the greatest effect on the refraction effect of light except for the distance between the images of the corresponding lenses.
  • the incident surface 1201 and the output surface 1202 of the zoom plate 120 perpendicular to the optical axis 1101 minimize aberration problems that may occur due to the provision of the zoom plate 120.
  • the zoom plate 120 is optically transparent. For the same reason as described above, the transmittance is required to be high enough.
  • the zoom plate 120 may include a material such as glass or plastic.
  • the refractive index and thickness affect the distance between the images, which in turn affects the zoom magnification of the camera module 100.
  • the refractive index and thickness of the zoom plate 120 are set in consideration of the magnification of the camera module 100, the effective focal length (EFL) of the camera module 100, the position of the sensor, and the like.
  • the width R1 of the entrance surface 1201 and the exit surface 1202 of the zoom plate 120 may be equal to or larger than the width R2 of the light passing between two adjacent refractive lenses 110. This is to minimize all the light passing through the refractive lens 110 passes through the zoom plate 120 so that the image is not distorted or information is lost.
  • the zoom plate 120 may be fixed to the lens optical path of the camera module 100.
  • the fixed position zoom plate 120 allows the zoom magnification of the camera module 100 to be fixed. This contrasts with the zoom plate 120 described below being selectively positioned in the optical path.
  • Zoom plate 120 fixed to the optical path increases the degree of freedom for lens design in constrained spaces.
  • FIG 4 illustrates two embodiments of the camera module 100 according to the present invention.
  • the zoom plate 120 may be selectively provided in the lens optical path of the camera module 100.
  • the zoom plate 120 is selectively provided, the magnification of the camera module 100 varies depending on whether the zoom plate 120 is inserted, and thus the zoom magnification can be adjusted as well as the advantages of the fixed zoom plate 120 described above.
  • the zoom shifter 121 moves the zoom plate 120 to be selectively positioned in the optical paths of the plurality of refractive lenses 110.
  • the zoom shifter 121 may be driven according to a command signal of a controller of a camera apparatus, which will be described later.
  • a configuration for performing a function such as a control unit of a camera device to be described later may be provided in the camera module 100 itself.
  • the movement direction of the zoom plate 120 by the zoom shifter 121 is preferably a direction parallel to the entrance surface 1201 or the exit surface 1202. That is, the zoom plate 120 is preferably displaced in a direction perpendicular to the optical axis 1101. This minimizes the possibility of structural interference between the refractive lens 110 and the zoom plate 120.
  • the zoom plate 120 may be inserted in an oblique direction due to space limitation.
  • the zoom plate 120 is preferably moved while the incident surface 1201 and the exit surface 1202 are maintained perpendicular to the optical axis 1101. Even if the zoom plate 120 is not positioned at a position on the intended optical axis 1101 due to a driving error, the possibility of aberration may be minimized by maintaining the vertical state. However, there is an advantage that the degree is much smaller than the occurrence of aberration due to the distortion of the conventional refractive lens 110 even when the angle is shifted.
  • a plurality of positions where the zoom plate 120 may be inserted are provided.
  • the zoom shifter 121 selectively inserts the plurality of zoom plates 120, a zoom form having a maximum of four cases occurs.
  • the three refractive lenses 110 are referred to as the first refractive lens 110a, the second refractive lens 110b, and the third refractive lens 110c in the stacked order.
  • the first zoom plate 120a is selectively provided between the first refractive lens 110a and the second refractive lens 110b, and the second zoom is between the second refractive lens 110b and the third refractive lens 110c. Plate 120b is optionally provided.
  • the first state indicates that neither the first zoom plate 120a nor the second zoom plate 120b is provided on the optical path.
  • the second state indicates that the first zoom plate 120a is on the optical path and the second zoom plate 120b is not on the optical path.
  • the third state indicates that the first zoom plate 120a is not located and the second zoom plate 120b is located on the optical path.
  • the fourth state indicates that both the first zoom plate 120a and the second zoom plate 120b are positioned on the optical path.
  • the magnification of the first state to the fourth state may be changed.
  • not all states will have a clear image on the image sensor, so they can be used selectively.
  • the controller to be described later may transmit a command signal for driving the zoom shifter 121 to implement the above state.
  • the control unit may be a component provided in the camera device to be described later.
  • a configuration for performing a function such as a control unit of a camera device to be described later may be provided in the camera module 100 itself.
  • FIG. 4A illustrates one embodiment of the third state
  • FIG. 4B illustrates one embodiment of the second state
  • Table 1 shows the physical properties associated with the iris 109, the refractive lenses 110a, 110b and 110c and the zoom plate 120.
  • 4 (a) shows an effective focal length (EFL) of 10 mm and 4 (b) forms an effective focal length of 4 mm by the plurality of refractive lenses 110 and the zoom plate 120 having the physical properties. Different magnifications can be achieved.
  • the correction plate 130 is provided outside the outermost lens of the plurality of refractive lenses 110 or the plurality of lens group optical paths to adjust the effective focal length. When provided outside the plurality of refractive lenses 110 or the plurality of lens groups, the distance between the refractive lenses 110 is not changed, and thus the magnification does not change.
  • the correction plate 130 has the same condition as the transparent block 101. That is, it is optically transparent and the entrance surface 1301 and the exit surface 1302 are flat. Furthermore, the incident surface 1301 and the emitting surface 1302 are provided perpendicular to the optical axis 1101, so that it is necessary to minimize the occurrence of aberration.
  • the correction shifter moves the correction plate 130 to be selectively positioned in the optical path by the plurality of refractive lenses 110.
  • the zoom shifter 121 and the correction plate 130 of the second zoom plate 120b are used.
  • the correction shifter of can be driven by the same configuration. That is, the second zoom plate 120b and the correction plate 130 are fixed to one driving unit and move together to bring down the device size or reduce the material cost.
  • the camera module 100 When considering a behavior scheme for implementing a plurality of states, it is necessary to minimize the volume increase of the camera module 100 or the device thereby.
  • the camera module 100 forms the optical axis 1101 in the thickness direction of a thin device such as a mobile terminal, it is necessary to minimize the space charge in the direction of the optical axis 1101.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment of a camera module 100 according to the present invention
  • FIG. 6 illustrates another embodiment of the camera module 100 according to the present invention.
  • the zoom plates 120 for implementing this are individually The shape may vary depending on whether each of the zoom shifters 121 behaves independently of each other, or whether the zoom plates 120 are all coupled to one of the zoom shifters 121.
  • the former is shown in FIG. 5 and the latter in FIG.
  • the zoom shifter 121 applied in the former case is referred to as the first zoom shifter 121a and the zoom shifter 121 applied in the latter case is referred to as the second zoom shifter 121b.
  • the coupling relationship between the correction plate 130 and the correction shifter 131 corresponds to the coupling relationship between the zoom plate 120 and the zoom shifter 121
  • the former coupling relationship is defined by the zoom plate 120 and the zoom shifter 121. Replace with the description of the binding relationship.
  • FIGS. 5 (a) and 6 (a) show two embodiments of the third state
  • FIGS. 5 (b) and 6 (b) show two embodiments of the second state.
  • the second zoom shifter 121b when the second zoom shifter 121b is provided as a single unit to move all the zoom plates 120 at once, the movement displacements of all the zoom plates 120 may depend on each other, thus requiring a larger space.
  • FIG. 5 requires a plurality of zoom shifters 121
  • the embodiment of FIG. 6 satisfies only one zoom shifter 121, and thus a synergistic effect of cost reduction may be expected.
  • At least one zoom plate 120 or correction plate 130 required to implement a first state that implements a particular arrangement may include a first plate set, at least one required to implement a second state different from the first state.
  • the zoom plate 120 or the correction plate 130 is called a second plate set.
  • FIG. 7 is a schematic view of the camera module 100 in the direction of the optical axis 1101 according to the present invention.
  • the first and second plate sets 141 and 142 are laterally shifted so that the first and second plate sets 141 are on the optical axis 1101 of the refractive lens 110.
  • Each of 142 may implement a second state on the optical axis 1101 of the refractive lens 110.
  • the first plate set 141 and the second plate set 142 may be provided at each point of the zoom shifter 121.
  • FIG 8 is another schematic view of the camera module 100 in the direction of the optical axis 1101 according to the present invention.
  • the first plate set 141 and the second plate set 142 may change positions by rotation.
  • the first plate set 141 and the second plate set 142 are provided on one zoom shifter 121 sharing the rotation axis 122, and the first plate set 141 is rotated by the zoom shifter 121.
  • the second plate set 142 may be selectively positioned on the optical axis 1101 of the refractive lens 110.
  • the lateral shift structure as shown in FIG. 7 is suitable when the number of states to be selectively implemented is small, and the rotation shift structure as shown in FIG. 8 is suitable when the number of states to be selectively implemented as is large.
  • the lateral shift structure may be in the form of a camera module 100 that is excessively long in one direction.
  • An advantage of the zoom shifter 121 of the rotation type may be that the space occupancy is relatively small even if a plurality of sets such as three or more plate sets are rotated and positioned.
  • the camera module 100 described above may be combined with the camera device to operate organically with the configuration of the camera device.
  • 9A and 9B are front and rear perspective views of the camera apparatus 200 according to the present invention.
  • the display unit 251, the first sound output unit 252a, the proximity sensor 241, the illuminance sensor 242, and the light output unit are disposed on the front surface of the body of the camera apparatus 200.
  • the first camera 221a and the first operation unit 223a are disposed, and the second operation unit 223b, the microphone 222, and the interface unit 260 are disposed on the side of the body of the camera device 200.
  • the camera device 200 disposed on the rear surface of the body of the camera device 200 and the second sound output unit 252b and the second camera 221b will be described as an example.
  • first manipulation unit 223a may not be provided on the front surface of the body of the camera device 200
  • second sound output unit 252b is not the rear surface of the body of the camera device 200, but the camera device 200. It may be provided on the side of the body.
  • the display unit 251 displays (outputs) information processed by the camera apparatus 200.
  • the display unit 251 may display execution screen information of an application program driven by the camera device 200, or UI (User Interface) or Graphic User Interface (GUI) information according to the execution screen information. .
  • UI User Interface
  • GUI Graphic User Interface
  • the display unit 251 is a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), a flexible display (flexible) display, a 3D display, or an e-ink display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • 3D display 3D display
  • e-ink display e-ink display
  • two or more display units 251 may exist according to the implementation form of the camera apparatus 200.
  • the plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface of the camera apparatus 200, or may be disposed on different surfaces.
  • the display unit 251 may include a touch sensor that senses a touch on the display unit 251 so as to receive a control command by a touch method. Using this, when a touch is made to the display unit 251, the touch sensor may sense the touch, and the controller 280 may be configured to generate a control command corresponding to the touch based on the touch sensor.
  • the content input by the touch method may be letters or numbers or menu items that can be indicated or designated in various modes.
  • the touch sensor is formed of a film having a touch pattern and disposed between the window 251a and the display (not shown) on the rear surface of the window 251a or directly patterned on the rear surface of the window 251a. It can also be Alternatively, the touch sensor may be integrally formed with the display. For example, the touch sensor may be disposed on a substrate of the display or provided in the display.
  • the display unit 251 may form a touch screen together with a touch sensor, and in this case, the touch screen may function as a user input unit. In some cases, the touch screen may replace at least some functions of the first operation unit 223a.
  • the first sound output unit 252a may be implemented as a receiver for transmitting a call sound to a user's ear, and the second sound output unit 252b may be a loud speaker for outputting various alarm sounds or multimedia reproduction sounds. It can be implemented in the form of).
  • a sound hole for emitting sound generated from the first sound output unit 252a may be formed in the window 251a of the display unit 251.
  • the present invention is not limited thereto, and the sound may be configured to be emitted along an assembly gap between the structures (eg, a gap between the window 251a and the front case 201).
  • an externally formed hole may be invisible or hidden for sound output, thereby simplifying the appearance of the camera device 200.
  • the light output unit 254 is configured to output light for notifying when an event occurs. Examples of the event may include message reception, call signal reception, missed call, alarm, schedule notification, email reception, information reception through an application, and the like.
  • the controller 280 may control the light output unit 254 to terminate the light output.
  • the first camera 221a processes an image frame of a still image or a moving image obtained by the image sensor in the photographing mode or the video call mode.
  • the processed image frame may be displayed on the display unit 251 and stored in the memory 270.
  • the camera module 100 to be described later may be a physical form of the first camera 221a or the second camera 221b.
  • the camera module 100 may be a concept of one component unit included in the camera apparatus 200.
  • the first and second manipulation units 223a and 223b may be collectively referred to as a manipulating portion as an example of the user input unit 223 manipulated to receive a command for controlling the operation of the camera apparatus 200. have.
  • the first and second manipulation units 223a and 223b may be adopted in any manner as long as the user is in a tactile manner such as touch, push, scroll, and the like while the user is tactile.
  • the first and second manipulation units 223a and 223b may be employed in such a manner that the first and second manipulation units 223a and 223b are operated without a tactile feeling by the user through proximity touch, hovering touch, or the like.
  • the first operation unit 223a is illustrated as being a touch key, but the present invention is not limited thereto.
  • the first manipulation unit 223a may be a mechanical key or a combination of a touch key and a push key.
  • the contents input by the first and second manipulation units 223a and 223b may be variously set.
  • the first operation unit 223a receives a command such as a menu, a home key, a cancellation, a search, and the like
  • the second operation unit 223b is output from the first or second sound output units 252a and 252b.
  • the user may receive a command such as adjusting the volume of the sound and switching to the touch recognition mode of the display unit 251.
  • a rear input unit (not shown) may be provided on the rear surface of the body of the camera device 200.
  • the rear input unit is manipulated to receive a command for controlling the operation of the camera apparatus 200, and the input contents may be variously set. For example, commands such as power on / off, start, end, scroll, etc., volume control of the sound output from the first and second sound output units 252a and 252b, and the touch recognition mode of the display unit 251. Commands such as switching can be received.
  • the rear input unit may be implemented in a form capable of input by touch input, push input, or a combination thereof.
  • the rear input unit may be disposed to overlap the front display unit 251 in the thickness direction of the body of the camera apparatus 200.
  • the rear input unit may be disposed at the upper rear portion of the body of the camera apparatus 200 so that the user may easily manipulate the index by using the index finger when the user grips the body of the camera apparatus 200 with one hand.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the position of the rear input unit may be changed.
  • the touch screen or the rear input unit described above replaces at least some functions of the first operation unit 223a provided in the front of the body of the camera device 200, and thus, the first operation unit ( When 223a is not disposed, the display unit 251 may be configured as a larger screen.
  • the camera device 200 may be provided with a fingerprint recognition sensor for recognizing a user's fingerprint
  • the control unit 280 may use the fingerprint information detected through the fingerprint recognition sensor as an authentication means.
  • the fingerprint recognition sensor may be embedded in the display unit 251 or the user input unit 223.
  • the microphone 222 is configured to receive a user's voice, other sounds, and the like.
  • the microphone 222 may be provided at a plurality of locations and configured to receive stereo sound.
  • the interface unit 260 serves as a path for connecting the camera device 200 to an external device.
  • the interface unit 260 may be a connection terminal for connecting to another device (for example, an earphone or an external speaker), a port for short-range communication (for example, an infrared port (IrDA Port), a Bluetooth port (Bluetooth). Port), a wireless LAN port, or the like, or a power supply terminal for supplying power to the camera device 200.
  • the interface unit 260 may be implemented in the form of a socket for receiving an external card, such as a subscriber identification module (SIM) or a user identity module (UIM), a memory card for storing information.
  • SIM subscriber identification module
  • UIM user identity module
  • the second camera 221b may be disposed on the rear surface of the body of the camera device 200.
  • the second camera 221b has a photographing direction substantially opposite to that of the first camera 221a.
  • the second camera 221b may be an embodiment of the camera module 100 described later.
  • the second camera 221b may include a plurality of lenses arranged along at least one line.
  • the plurality of lenses may be arranged in a matrix format.
  • Such a camera may be referred to as an 'array camera'.
  • the second camera 221b is configured as an array camera, images may be photographed in various ways using a plurality of lenses, and images of better quality may be obtained.
  • the flash 124 may be disposed adjacent to the second camera 121b.
  • the flash 124 shines light toward the subject when the subject is photographed by the second camera 121b.
  • the second sound output unit 252b may be additionally disposed on the body of the camera device 200.
  • the second sound output unit 252b may implement a stereo function together with the first sound output unit 252a and may be used to implement a speakerphone mode during a call.
  • the body of the camera device 200 may be provided with at least one antenna for wireless communication.
  • the antenna may be embedded in the body of the camera device 200 or formed in a case.
  • the antenna that forms part of the broadcast receiving module may be configured to be pulled out from the camera apparatus 200 body.
  • the antenna may be formed in a film type and attached to the inner side of the rear cover 203, or may be configured such that a case containing a conductive material functions as an antenna.
  • the body of the camera device 200 includes a power supply unit for supplying power to the camera device 200 including the camera module 100.
  • the power supply unit 290 may include a battery 191 embedded in the camera apparatus 200 body or detachably configured from the outside of the camera apparatus 100 body.
  • the battery 291 may be configured to receive power through a power cable connected to the interface unit 260.
  • the battery 291 may be configured to enable wireless charging through a wireless charger.
  • the wireless charging may be implemented by a magnetic induction method or a resonance method (magnetic resonance method).
  • the rear cover 203 is coupled to the rear case 202 so as to cover the battery 291 to limit the detachment of the battery 291 and to protect the battery 291 from external shock and foreign matter.
  • the rear cover 203 may be detachably coupled to the rear case 202.
  • FIG. 10 is a block diagram of a camera apparatus 200 related to the present invention.
  • the camera device 200 described herein includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting camera device 200, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), and navigation.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • Slate PC tablet PC, tablet, ultrabook, wearable device (eg, watch type camera device 200 (smartwatch), glass type camera device 200 ( smart glass, head mounted display (HMD), and the like.
  • the configuration according to the exemplary embodiment described herein may be applied to the fixed camera device 200 such as a digital TV, a desktop computer, a digital signage, and the like, except when applicable only to the camera device 200.
  • the fixed camera device 200 such as a digital TV, a desktop computer, a digital signage, and the like, except when applicable only to the camera device 200.
  • the camera device 200 includes a wireless communication unit 210, an input unit 220, a sensing unit 240, an output unit 250, an interface unit 260, a memory 270, a control unit 280, and a power supply unit 290. ) May be included.
  • the components shown in FIG. 10 are not essential to implementing the camera apparatus 200, so the camera apparatus 200 described herein may have more or fewer components than those listed above. have.
  • the wireless communication unit 210 of the components wireless communication between the camera device 200 and the wireless communication system, between the camera device 200 and another terminal, or between the camera device 200 and an external server. It may include one or more modules that enable. In addition, the wireless communication unit 210 may include one or more modules for connecting the camera device 200 to one or more networks.
  • the wireless communication unit 210 may include at least one of a broadcast receiving module 211, a mobile communication module 212, a wireless internet module 213, a short range communication module 214, and a location information module 215. .
  • the input unit 220 may include a camera 221 or an image input unit for inputting an image signal, a microphone 222 for inputting an audio signal, an audio input unit, or a user input unit 223 for receiving information from a user. , Touch keys, mechanical keys, and the like.
  • the voice data or the image data collected by the input unit 220 may be analyzed and processed as a control command of the user.
  • the sensing unit 240 may include one or more sensors for sensing at least one of information in the camera device 200, surrounding environment information surrounding the camera device 200, and user information.
  • the sensing unit 240 may include a proximity sensor 241, an illumination sensor 242, an illumination sensor, a touch sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, and gravity.
  • Optical sensors e.g. cameras (see 221)), microphones (see 222), battery gauges, environmental sensors (e.g.
  • the camera device 200 disclosed herein may utilize a combination of information sensed by at least two or more of these sensors.
  • the sensing coil structure to be described later may also be a configuration of the sensing unit 240.
  • the output unit 250 is used to generate an output related to sight, hearing, or tactile sense, and includes at least one of a display unit 251, an audio output unit 252, a haptic module 253, and an optical output unit 254. can do.
  • the display unit 251 forms a layer structure with or is integrally formed with the touch sensor, thereby implementing a touch screen.
  • the touch screen may function as a user input unit 223 providing an input interface between the camera device 200 and the user, and may also provide an output interface between the camera device 200 and the user.
  • the interface unit 260 serves as a path to various types of external devices connected to the camera device 200.
  • the interface unit 260 connects a device equipped with a wired / wireless headset port, an external charger port, a wired / wireless data port, a memory card port, and an identification module. It may include at least one of a port, an audio input / output (I / O) port, a video input / output (I / O) port, and an earphone port.
  • I / O audio input / output
  • I / O video input / output
  • earphone port an earphone port
  • the memory 270 stores data supporting various functions of the camera apparatus 200.
  • the memory 270 may store a plurality of application programs or applications that are driven by the camera apparatus 200, data for operating the camera apparatus 200, and instructions. At least some of these applications may be downloaded from an external server via wireless communication.
  • at least some of these application programs may exist on the camera device 200 from the time of shipment for basic functions of the camera device 200 (for example, a call forwarding, a calling function, a message receiving, and a calling function).
  • the application program may be stored in the memory 270 and installed on the camera device 200 to be driven by the controller 280 to perform an operation (or function) of the camera device 200.
  • the controller 280 In addition to the operation related to the application program, the controller 280 typically controls the overall operation of the camera device 200.
  • the controller 280 may provide or process information or a function appropriate to a user by processing signals, data, information, and the like, which are input or output through the above-described components, or driving an application program stored in the memory 270.
  • controller 280 may control at least some of the components of FIG. 10 to drive an application program stored in the memory 270. In addition, the controller 280 may operate by combining at least two or more of the components included in the camera apparatus 200 to drive the application program.
  • the power supply unit 290 is supplied with an external power source and an internal power source under the control of the controller 280 to supply power to each component included in the camera apparatus 200.
  • the power supply unit 290 includes a battery, which may be a built-in battery or a replaceable battery.
  • At least some of the components may operate in cooperation with each other in order to implement an operation, a control, or a control method of the camera apparatus 200 according to various embodiments described below.
  • the operation, control, or control method of the camera apparatus 200 may be implemented on the camera apparatus 200 by driving at least one application program stored in the memory 270.

Abstract

카메라 모듈에서 발생하는 줌 배율 조절을 위한 렌즈 이동의 오차에 따른 불선명한 이미지의 문제를 해결하기 위해, 동일한 광축을 갖는 복수의 굴절 렌즈 및 상기 복수의 굴절 렌즈 사이에 구비된 광학적으로 투명한 줌 플레이트를 포함하고, 상기 줌 플레이트의 입사면과 출사면은 평평한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈
본 발명은 피사체의 이미지를 획득하는 기능을 수행하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈에 있어서 줌 배율에 영향을 미치는 요소는 세 가지가 있다. 렌즈 사이의 거리, 렌즈의 형상 및 렌즈의 재질이 그것이다.
확정된 렌즈 설계에 있어서 렌즈의 형상 및 재질을 변경하는 것은 불가능하므로 줌 배율의 변화를 위해서 렌즈 사이의 거리를 조절하는 방식이 대표적으로 사용된다.
렌즈 사이의 거리의 변화를 통해 줌 배율을 변경하는 경우 대상 렌즈를 광축을 따라 이동시킨다.
하지만 실제 거동에 있어서 대상 렌즈가 광축을 벗어나는 경우가 있다. 예를 들어 대상 렌즈의 광축이 나머지 렌즈의 광축과 평행하게 벗어나는 병진 이탈, 대상 렌즈의 광축이 나머지 렌즈의 광축에 대해 기울어져 벗어나는 회전 이탈 등의 문제가 발생할 수 있다.
카메라 모듈이 큰 경우, 즉 조리개 및 렌즈 등 각 구성의 크기가 큰 경우에는 상술한 병진 이탈 또는 회전 이탈의 정도가 상대적으로 미미해 실제 렌즈 성능에 미치는 영향이 적으나 이동 단말기와 같은 소형 카메라 장치에 구비되는 소형 카메라 모듈의 경우 각 구성의 크기가 작아지므로 작은 이탈에 대해서도 상대적으로 큰 차이를 발생시킨다.
대표적으로 수차 등의 문제가 발생하게 된다.
따라서 소형 카메라 장치에 구비되는 카메라 렌즈는 줌 구동을 위해 정확한 렌즈의 구동을 구현하거나 다른 방식을 통한 줌 구동을 구현할 것을 필요로 한다.
본 발명은 전술한 문제인 카메라 모듈에서 발생하는 줌 배율 조절을 위한 렌즈 이동의 오차에 따른 불선명한 이미지의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 동일한 광축을 갖는 복수의 굴절 렌즈 및 상기 복수의 굴절 렌즈 사이에 구비된 광학적으로 투명한 줌 플레이트를 포함하고, 상기 줌 플레이트의 입사면과 출사면은 평평한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 줌 플레이트의 입사면과 출사면은 상기 광축에 수직인 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 줌 플레이트는, 유리(Glass) 또는 플라스틱(Plastic)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 줌 플레이트의 입사면 및 출사면의 너비는 상기 줌 플레이트와 인접한 두 개의 굴절 렌즈 사이를 지나는 빛의 너비보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 줌 플레이트를 이동 시켜 상기 복수의 굴절 렌즈의 광학 경로에 선택적으로 위치하도록 하는 줌 시프터를 더 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 줌 플레이트는 상기 줌 플레이트와 인접한 두 개의 굴절 렌즈 각각과 소정의 거리 이격되어 구비된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 굴절 렌즈는 순차적으로 적층된 제1 굴절 렌즈, 제2 굴절 렌즈 및 제3 굴절 렌즈를 포함하고, 상기 줌 플레이트는 상기 제1 굴절 렌즈와 상기 제2 굴절 렌즈 사이에 구비된 제1 줌 플레이트 및 상기 제2 굴절 렌즈와 상기 제3 굴절 렌즈 사이에 구비된 제2 줌 플레이트를 포함하고, 상기 줌 시프터가 상기 제1 줌 플레이트 또는 상기 제2 줌 플레이트 각각을 선택적으로 상기 광학 경로에 위치하도록 이동시키도록 하는 제어부를 더 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복수의 굴절 렌즈의 광학 경로 중 최외곽 굴절 렌즈의 외측에 구비되어 상이 맺히는 위치를 조절하는 광학적으로 투명한 보정 플레이트를 더 포함하고, 상기 보정 플레이트의 입사면과 출사면은 평평한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 보정 플레이트를 상기 복수의 굴절 렌즈의 광학 경로에 선택적으로 위치하도록 이동 시키는 보정 시프터를 더 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 카메라 모듈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 굴절 렌즈의 이동 없이 줌 배율의 조절이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 소형 카메라 장치에 있어서 줌 배율을 구현할 때 선명한 상을 맺을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 카메라 모듈의 부피를 소형화 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 선택적으로 카메라 모듈의 줌 배율을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 카메라 모듈을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 카메라 모듈을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 복수의 굴절 렌즈 사이에 투명 블록이 구비된 상태의 개념도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 카메라 모듈의 두 가지 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명과 관련된 카메라 모듈의 일 실시 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명과 관련된 카메라 모듈의 또 다른 일 실시 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명과 관련된 카메라 모듈을 광축 방향으로 바라본 모식도이다.
도 8은 본 발명과 관련된 카메라 모듈을 광축 방향으로 바라본 또 다른 모식도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명과 관련된 카메라 장치의 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 10은 본 발명과 관련된 카메라 장치의 블록도이다.
도 1은 종래의 카메라 모듈(300)을 설명하기 위한 개념도이다.
카메라 모듈(300)에 있어서 줌 배율에 영향을 미치는 요소는 세 가지가 있다. 렌즈 사이의 거리, 렌즈의 형상 및 렌즈의 재질이 그것이다.
확정된 렌즈 설계에 있어서 렌즈의 형상 및 재질을 변경하는 것은 불가능하므로 줌 배율의 변화를 위해서 렌즈 사이의 거리를 조절하는 방식이 대표적으로 사용된다.
렌즈 사이의 거리의 변화를 통해 줌 배율을 변경하는 경우 대상 렌즈(310)를 광축(3201)을 따라 이동시킨다.
하지만 실제 거동에 있어서 대상 렌즈(310)가 광축(3201)을 벗어나는 경우가 있다. 예를 들어 대상 렌즈(310)의 광축(3101)이 나머지 렌즈(320)의 광축(3201)과 평행하게 벗어나는 병진 이탈, 대상 렌즈(310)의 광축(3101)이 나머지 렌즈(320)의 광축(3201)에 대해 기울어져 벗어나는 회전 이탈 등의 문제가 발생할 수 있다.
카메라 모듈(300)이 큰 경우, 즉 조리개 및 렌즈 등 각 구성의 크기가 큰 경우에는 상술한 병진 이탈 또는 회전 이탈의 정도가 상대적으로 미미해 실제 렌즈 성능에 미치는 영향이 적으나 이동 단말기와 같은 소형 카메라 장치에 구비되는 소형 카메라 모듈의 경우 각 구성의 크기가 작아지므로 작은 이탈에 대해서도 상대적으로 큰 차이를 발생시킨다.
대표적으로 수차 등의 문제가 발생하게 된다.
따라서 소형 카메라 장치에 구비되는 카메라 렌즈는 줌 구동을 위해 정확한 렌즈의 구동을 구현하거나 다른 방식을 통한 줌 구동을 구현할 것을 필요로 한다.
본 발명에서는 상점을 이동 시켜 줌을 구현하는 투명 블록을 소개한다.
도 2는 본 발명과 관련된 카메라 모듈(100)을 설명하기 위한 개념도이다.
카메라 모듈(100)을 구성하는 특정 재료 및 형상을 갖는 굴절 렌즈(110)가 있다고 하자. 설명의 편의를 위해 이때의 굴절 렌즈(110)는 복수의 굴절 렌즈(110)를 포함하는 하나의 렌즈군이 될 수도 있다.
투명 블록(101)이 없을 때 굴절 렌즈(110)의 특정 외측 지점, 즉 피사체에서 굴절 렌즈(110)를 통해 굴절되어 상이 맺히는 지점을 지점 P라고 한다.
굴절 렌즈(110)의 광축(1101) 상에 굴절률 n, 두께 t인 투명 블록(101)이 삽입되었다고 가정한다. 투명 블록(101)은 입사면(1011)과 출사면(1012)이 평평하고, 각 면이 굴절 렌즈(110)의 광축(1101)에 수직할 수 있다. 투명 블록(101)이 광축(1101)에 구비됨으로 인해 공기와 투명 블록(101)의 굴절률 차이에 의해 상이 맺히는 지점이 P에서 P'으로 변하게 된다. 예를 들어, 굴절 렌즈(110)가 굴절률 1인 공기 중에 구비되고, 투명 블록(101)이 굴절률 1보다 큰 경우, P'는 P보다 굴절 렌즈(110)로부터 먼 곳에 상을 맺는다. 이때 P-P'의 거리는 (n-1)t/n와 같다.
본 발명의 카메라 모듈(100)은 이러한 상이 맺히는 지점의 변화를 이용한다.
도 3은 복수의 굴절 렌즈(110) 사이에 투명 블록(101)이 구비된 상태의 개념도이다.
투명 블록(101)이 복수의 굴절 렌즈(110) 사이 또는 복수의 렌즈군 사이에 구비되는 경우 물리적으로 복수의 굴절 렌즈(110) 또는 렌즈군 사이의 거리가 변화하지 않으나 상기 도 1의 원리에 따라 렌즈 사이의 거리가 달라진 것과 같은 효과를 가져온다. 이는 광학계에 있어서 유효 초점 거리(EFL; Effective Focal Length)를 변경시키게 되고, 결과적으로 줌 배율이 변하게 된다.
복수의 렌즈가 기준 공간(예를 들어 공기)에 구비되고, 렌즈와 렌즈 사이에 다른 구성이 구비되지 않은 경우에 빛의 경로는 도 2(a)와 같다. 렌즈와 렌즈 사이에 굴절률이 기준 공간의 굴절률보다 큰 투명 블록(101)이 삽입되는 경우 렌즈 사이의 거리가 멀어지는 효과가 발생하여 도 2(b)와 같이 유효 초점 거리가 길어진다. 유효 초점 거리가 길어지는 것은 결과적으로 배율이 증가함을 의미한다.
복수의 렌즈 사이에 구비되는 투명 블록(101)을 줌 플레이트(120)로 정의한다.
줌 플레이트(120)가 가져야 할 물성에 관한 요건은 앞서 말한 투명 블록(101)의 물성과 동일할 수 있다.
첫째, 줌 플레이트(120)의 입사면(1201)과 출사면(1202)은 평평하고, 각 면은 굴절 렌즈(110)의 광축(1101)에 수직하다. 줌 플레이트(120)는 대응되는 렌즈의 상이 맺히는 거리를 제외한 빛의 굴절 효과에 최대한 영향을 미치지 않는 것이 바람직하기 때문이다. 광축(1101)에 수직한 줌 플레이트(120)의 입사면(1201) 및 출사면(1202)은 줌 플레이트(120)의 구비로 인해 발생할 수 있는 수차 문제를 최소화 한다.
둘째, 줌 플레이트(120)는 광학적으로 투명하다. 전술한 것과 같은 이유에서 투과율은 충분히 높을 것을 요한다. 예를 들어, 줌 플레이트(120)는 유리(Glass) 또는 플라스틱(Plastic)과 같은 물질을 포함할 수 있다.
줌 플레이트(120)의 물성에 있어서, 상이 맺히는 거리에 영향을 주는 것은 굴절률 및 두께이므로 이는 결과적으로 카메라 모듈(100)의 줌 배율에 영향을 준다.
따라서 줌 플레이트(120)의 굴절률 및 두께는 카메라 모듈(100)의 배율, 카메라 모듈(100)의 유효 초점 거리(EFL; Effective Focal Length), 센서의 위치 등을 고려하여 설정된다.
이때 줌 플레이트(120)의 입사면(1201) 및 출사면(1202)의 너비 R1는 인접한 두 개의 굴절 렌즈(110) 사이를 지나는 빛의 너비 R2보다 같거나 크게 형성될 수 있다. 이는 굴절 렌즈(110)를 통과한 빛이 모두 줌 플레이트(120)를 충분히 통과하여 이미지가 왜곡되거나 정보가 손실되는 것을 최소화 하기 위함이다.
줌 플레이트(120)는 카메라 모듈(100)의 렌즈 광학 경로에 고정될 수 있다. 위치가 고정된 줌 플레이트(120)는 카메라 모듈(100)의 줌 배율이 고정되도록 한다. 이는 후술하는 줌 플레이트(120)가 광학 경로에 선택적으로 위치하는 것과 대비된다. 광학 경로에 고정된 줌 플레이트(120)는 제약된 공간에서의 렌즈 설계에 대한 자유도를 높인다.
도 4는 본 발명과 관련된 카메라 모듈(100)의 두 가지 실시 예를 도시한 것이다.
반면 줌 플레이트(120)는 카메라 모듈(100)의 렌즈 광학 경로에 선택적으로 구비될 수도 있다. 줌 플레이트(120)가 선택적으로 구비되는 경우 삽입의 여부에 따라 카메라 모듈(100)의 배율이 달라지므로 상술한 고정된 줌 플레이트(120)의 장점뿐만 아니라 줌 배율을 조절할 수 있다는 장점이 있다.
줌 시프터(121)는 줌 플레이트(120)를 이동 시켜 복수의 굴절 렌즈(110)의 광학 경로에 선택적으로 위치하도록 한다. 줌 시프터(121)는 후술하는 카메라 장치의 제어부의 명령 신호에 따라 구동될 수 있다.
또는 후술하는 카메라 장치의 제어부와 같은 기능을 수행하는 구성이 카메라 모듈(100) 자체에 구비될 수도 있다.
줌 시프터(121)에 의한 줌 플레이트(120)의 이동 방향은 입사면(1201) 또는 출사면(1202)과 평행한 방향이 되는 것이 바람직하다. 즉, 줌 플레이트(120)는 광축(1101)에 수직 방향으로 변위되는 것이 바람직하다. 이는 굴절 렌즈(110)와 줌 플레이트(120)의 구조적 간섭 가능성을 최소화 한다.
다만, 공간의 제약 등에 따라 줌 플레이트(120)를 비스듬한 방향으로 삽입시킬 수 있다.
줌 플레이트(120)는 입사면(1201)과 출사면(1202)이 광축(1101)에 수직한 상태를 유지하면서 이동되는 것이 바람직하다. 구동 오차에 의해 줌 플레이트(120)가 의도한 광축(1101) 상의 위치로 위치하지 않더라도 수직 상태를 유지함으로써 수차 발생 가능성을 최소화 할 수 있다. 다만, 일정 각도 틀어지는 경우에도 종래의 굴절 렌즈(110)의 틀어짐에 의한 수차 발생보다 그 정도가 훨씬 미미하다는 장점이 있다.
굴절 렌즈(110)가 세 개 이상 구비되는 경우, 줌 플레이트(120)가 삽입될 수 있는 위치는 복수가 된다. 줌 시프터(121)가 복수의 줌 플레이트(120)를 선택적으로 삽입시키는 경우 최대 4가지의 경우의 수를 갖는 줌 형태가 발생한다.
세 개의 굴절 렌즈(110)를 적층된 순서에 따라 제1 굴절 렌즈(110a), 제2 굴절 렌즈(110b) 및 제3 굴절 렌즈(110c)라 한다. 제1 굴절 렌즈(110a)와 제2 굴절 렌즈(110b) 사이에 제1 줌 플레이트(120a)가 선택적으로 구비되고, 제2 굴절 렌즈(110b)와 제3 굴절 렌즈(110c) 사이에 제2 줌 플레이트(120b)가 선택적으로 구비된다.
제1 상태는 광학 경로 상에 제1 줌 플레이트(120a) 및 제2 줌 플레이트(120b) 모두 구비되지 않는 것을 나타낸다.
제2 상태는 제1 줌 플레이트(120a)는 광학 경로 상에 위치하고 제2 줌 플레이트(120b)는 광학 경로 상에 위치하지 않는 것을 나타낸다.
제3 상태는 광학 경로 상에 제1 줌 플레이트(120a)는 위치하지 않고 제2 줌 플레이트(120b)는 위치하는 것을 나타낸다.
제4 상태는 광학 경로 상에 제1 줌 플레이트(120a) 및 제2 줌 플레이트(120b)가 모두 위치하는 것을 나타낸다.
줌 시프터(121)의 구동에 따라 최대 제1 상태부터 제4 상태의 배율 변형이 가능하다. 다만 모든 상태가 이미지 센서에 또렷한 상이 맺히는 것은 아닐 것이므로, 선택적으로 사용될 수 있다.
후술하는 제어부는 줌 시프터(121)로 하여금 상기 상태를 구현할 수 있도록 구동하는 명령 신호를 전달할 수 있다. 제어부는 후술하는 카메라 장치에 구비된 구성일 수 있다.
또는 후술하는 카메라 장치의 제어부와 같은 기능을 수행하는 구성이 카메라 모듈(100) 자체에 구비될 수도 있다.
도 4(a)는 제3 상태의 일 실시 예를, 도 4(b)는 제2 상태의 일 실시 예를 도시한 것이다. 표 1은 조리개(109), 각 굴절 렌즈(110a, 110b, 110c)및 줌 플레이트(120)과 관련된 물성을 나타낸 것이다.
상기 물성을 갖는 복수의 굴절 렌즈(110) 및 줌 플레이트(120)에 의해 도 4(a)는 유효 초점 거리(EFL; Effective Focal Length) 10mm, 도 4(b)는 유효 초점 거리 4mm를 형성하여 서로 다른 배율을 구현할 수 있다.
다만, 렌즈와 디텍터 사이의 거리는 고정되어 있는 반면 유효 초점 거리는 변화하므로 렌즈에 의한 상이 디텍터에 제대로 맺히도록 할 필요가 있다.
보정 플레이트(130)는 복수의 굴절 렌즈(110) 또는 복수의 렌즈군 광학 경로 중 최외곽 렌즈의 외측에 구비되어 유효 초점 거리를 조절한다. 복수의 굴절 렌즈(110) 또는 복수의 렌즈군 외측에 구비되는 경우 굴절 렌즈(110) 사이의 거리를 변화시키는 것은 아니므로 배율에는 변화가 없다.
보정 플레이트(130)는 상기 투명 블록(101)과 동일한 조건을 갖는다. 즉, 광학적으로 투명하고, 입사면(1301)과 출사면(1302)이 평평하다. 나아가 입사면(1301)과 출사면(1302)이 광축(1101)에 수직으로 구비되어 수차 발생을 최소화 시킬 필요가 있다.
보정 시프터는 보정 플레이트(130)를 복수의 굴절 렌즈(110)에 의한 광학 경로에 선택적으로 위치하도록 이동 시킨다.
도 4(b)와 같이 제2 줌 플레이트(120b)와 보정 플레이트(130)가 필수불가결하게 같이 사용되도록 적용되는 경우, 제2 줌 플레이트(120b)의 줌 시프터(121)와 보정 플레이트(130)의 보정 시프터는 동일한 구성에 의해 구동될 수 있다. 즉 제2 줌 플레이트(120b)와 보정 플레이트(130)가 하나의 구동부에 고정되어 함께 거동하여 장치 소형화 또는 재료비 절감을 가져올 수 있다.
줌 플레이트(120)가 굴절 렌즈(110)의 광학 경로에 선택적으로 삽입되는 상태가 복수인 경우에는 각 상태에 대응되는 적어도 하나의 줌 플레이트(120)를 어떻게 선택적으로 위치시킬 것인지 문제된다.
복수의 상태를 구현하기 위한 거동 방식을 고려할 때에는 그로 인한 카메라 모듈(100) 또는 장치의 부피 증가를 최소화 하도록 할 필요가 있다. 특히, 카메라 모듈(100)이 이동 단말기 등 두께가 얇은 장치의 두께 방향으로 광축(1101)을 형성하는 경우 광축(1101) 방향의 공간 차지를 최소화 하도록 할 필요가 있다.
도 5는 본 발명과 관련된 카메라 모듈(100)의 일 실시 예를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명과 관련된 카메라 모듈(100)의 또 다른 일 실시 예를 도시한 것이다.
카메라 모듈(100)이 도 4(a)의 상태인 제3 상태와 도 4(b)의 상태인 제2 상태를 선택적으로 구현한다고 가정할 때, 이를 구현하기 위한 줌 플레이트(120)들이 개별적으로 각 줌 시프터(121)에 결합하여 독립적으로 거동하는지, 또는 줌 플레이트(120)들이 모두 하나의 줌 시프터(121)에 결합하여 같이 거동하는지에 따라 형태가 달라질 수 있다. 전자의 형태는 도 5에, 후자의 형태는 도 6에 도시되어 있다.
설명의 편의상 전자의 경우에 적용되는 줌 시프터(121)를 제1 줌 시프터(121a), 후자의 경우에 적용되는 줌 시프터(121)를 제2 줌 시프터(121b)라고 한다. 또, 보정 플레이트(130)와 보정 시프터(131)의 결합 관계는 줌 플레이트(120)와 줌 시프터(121)의 결합 관계에 준하므로 전자의 결합 관계를 줌 플레이트(120)와 줌 시프터(121)의 결합 관계에 대한 설명으로 대체한다.
도 5(a) 및 도 6(a)는 제3 상태에 대한 두 가지 실시 예를, 도 5(b) 및 도 6(b)는 제2 상태에 대한 두 가지 실시 예를 도시한 것이다.
도 5와 같이 제1 줌 시프터(121a)가 복수로 구비되어 각 줌 플레이트(120)를 거동시키는 경우 각 줌 플레이트(120)의 거동 변위가 서로 독립적이므로 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 줌 플레이트(120)가 광축에 수직한 일 방향으로 병진 거동하는 경우 병진 거동하는 방향에 대해 W1만큼의 폭의 공간을 확보하면 된다.
반면, 도 6과 같이 제2 줌 시프터(121b)가 단일로 구비되어 모든 줌 플레이트(120)를 한번에 거동시키는 경우 모든 줌 플레이트(120)의 거동 변위가 서로 종속하게 되어 더 큰 공간을 필요로 할 수 있다. 즉, 줌 플레이트(120)가 광축에 수직한 일 방향으로 병진 거동하는 경우 병진 거동하는 방향에 대해 W2만큼의 폭의 공간이 필요하다. 따라서 W1보다 W2의 값이 크게 될 것이다.
다만, 도 5의 실시 예는 복수의 줌 시프터(121)가 구비되어야 하는 반면 도 6의 실시 예는 하나의 줌 시프터(121)가 구비되면 족하므로 비용 절감의 상승효과를 기대할 수 있다.
도 6의 실시 예로 구현될 수 있는 두 가지 형태에 대해 도 7 및 도 8에서 설명한다.
특정 배치를 구현하는 제1 상태를 구현하는데 필요한 적어도 하나의 줌 플레이트(120) 또는 보정 플레이트(130)를 제1 플레이트 셋(Set), 제1 상태와 다른 제2 상태를 구현하는데 필요한 적어도 하나의 줌 플레이트(120) 또는 보정 플레이트(130)를 제2 플레이트 셋(Set)이라 한다.
도 7는 본 발명과 관련된 카메라 모듈(100)을 광축(1101) 방향으로 바라본 모식도이다.
제1 플레이트 셋(141) 및 제2 플레이트 셋(142)은 횡 방향으로 시프트 되어 제1 플레이트 셋(141)이 굴절 렌즈(110)의 광축(1101) 상에 있는 제1 상태 및 제2 플레이트 셋(142)이 굴절 렌즈(110)의 광축(1101) 상에 있는 제2 상태를 각각 구현할 수 있다. 제1 플레이트 셋(141) 및 제2 플레이트 셋(142)은 줌 시프터(121)의 각 지점에 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명과 관련된 카메라 모듈(100)을 광축(1101) 방향으로 바라본 또 다른 모식도이다.
제1 플레이트 셋(141) 및 제2 플레이트 셋(142)은 회전에 의해 위치를 변경할 수 있다. 제1 플레이트 셋(141) 및 제2 플레이트 셋(142)은 회전축(122)을 공유하는 하나의 줌 시프터(121)에 구비되고, 줌 시프터(121)의 회전에 의해 제1 플레이트 셋(141) 또는 제2 플레이트 셋(142)이 굴절 렌즈(110)의 광축(1101) 상에 선택적으로 위치할 수 있다.
도 7과 같은 횡 방향 시프트 구조는 선택적으로 구현해야 하는 상태의 개수가 적은 경우에 적절하고, 도 8과 같은 회전 시프트 구조는 선택적으로 구현해야 하는 상태의 개수가 많은 경우에 적절하다.
구현해야 하는 상태가 많아지는 경우 횡 방향 시프트 구조로 구현하면 일 방향에 대해서 과도하게 길어지는 카메라 모듈(100) 형태가 될 수 있기 때문이다.
회전 형태의 줌 시프터(121)가 갖는 장점은 두 개뿐만 아니라 세 개 이상의 플레이트 셋 등 다수의 셋이 회전하여 위치하더라도 공간 차지가 비교적 작다는 장점이 있을 수 있다.
상술한 카메라 모듈(100)은 카메라 장치와 결합하여 카메라 장치의 구성과 유기적으로 동작할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명과 관련된 카메라 장치(200)의 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 카메라 장치(200) 바디의 전면에 디스플레이부(251), 제1 음향 출력부(252a), 근접 센서(241), 조도 센서(242), 광 출력부(254), 제1 카메라(221a) 및 제1 조작유닛(223a)이 배치되고, 카메라 장치(200) 바디의 측면에 제2 조작유닛(223b), 마이크로폰(222) 및 인터페이스부(260)가 배치되며, 카메라 장치(200) 바디의 후면에 제2 음향 출력부(252b) 및 제2 카메라(221b)가 배치된 카메라 장치(200)를 일 예로 들어 설명한다.
다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 장치(200) 바디의 전면에는 제1 조작유닛(223a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(252b)는 카메라 장치(200) 바디의 후면이 아닌 카메라 장치(200) 바디의 측면에 구비될 수 있다.
디스플레이부(251)는 카메라 장치(200)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(251)는 카메라 장치(200)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(251)는 카메라 장치(200)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 카메라 장치(200)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.
디스플레이부(251)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(251)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(251)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(280)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.
한편, 터치센서는, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(251a)와 윈도우(251a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(251a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(251)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1 조작유닛(223a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.
제1 음향 출력부(252a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(252b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이부(251)의 윈도우(251a)에는 제1 음향 출력부(252a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(251a)와 프론트 케이스(201) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 카메라 장치(200)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.
광 출력부(254)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(280)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(254)를 제어할 수 있다.
제1 카메라(221a)은 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(251)에 표시될 수 있으며, 메모리(270)에 저장될 수 있다.
후술하는 카메라 모듈(100)은 상기 제1 카메라(221a) 또는 상기 제2 카메라(221b)의 물리적인 일 형태가 될 수 있다.
카메라 모듈(100)은 카메라 장치(200)에 구비되는 하나의 부품단위의 개념이 될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(223a, 223b)은 카메라 장치(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(223)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(223a, 223b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(223a, 223b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.
본 도면에서는 제1 조작유닛(223a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(223a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 조작유닛(223a, 223b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(223a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(223b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(252a, 252b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(251)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 카메라 장치(200) 바디의 후면에는 사용자 입력부(223)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 카메라 장치(200)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(252a, 252b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(251)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.
후면 입력부는 카메라 장치(200) 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(251)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 카메라 장치(200) 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 카메라 장치(200) 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.
이처럼 카메라 장치(200) 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 카메라 장치(200) 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(223a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 카메라 장치(200) 바디의 전면에 제1 조작유닛(223a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(251)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.
한편, 카메라 장치(200)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(280)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(251) 또는 사용자 입력부(223)에 내장될 수 있다.
마이크로폰(222)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(222)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.
인터페이스부(260)는 카메라 장치(200)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(260)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 카메라 장치(200)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(260)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.
카메라 장치(200) 바디의 후면에는 제2카메라(221b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(221b)는 제1카메라(221a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.
제2카메라(221b)도 마찬가지로 후술하는 카메라 모듈(100)의 일 실시 형태가 될 수 있다.
제2카메라(221b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(221b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.
플래시(124)는 제2카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.
카메라 장치(200) 바디에는 제2 음향 출력부(252b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(252b)는 제1 음향 출력부(252a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.
카메라 장치(200) 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 카메라 장치(200) 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈의 일부를 이루는 안테나는 카메라 장치(200) 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(203)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.
카메라 장치(200) 바디에는 카메라 모듈(100)을 포함하는 카메라 장치(200)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부가 구비된다. 전원 공급부(290)는 카메라 장치(200) 바디에 내장되거나, 카메라 장치(100) 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.
배터리(291)는 인터페이스부(260)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(291)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.
한편, 본 도면에서는 후면 커버(203)가 배터리(291)를 덮도록 리어 케이스(202)에 결합되어 배터리(291)의 이탈을 제한하고, 배터리(291)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(291)가 카메라 장치(200) 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(203)는 리어 케이스(202)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
도 10은 본 발명과 관련된 카메라 장치(200)의 블록도이다.
본 명세서에서 설명되는 카메라 장치(200)에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 카메라 장치(200), PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 카메라 장치(200) (smartwatch), 글래스형 카메라 장치(200) (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 카메라 장치(200)에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 카메라 장치(200)에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 카메라 장치(200)는 무선 통신부(210), 입력부(220), 센싱부(240), 출력부(250), 인터페이스부(260), 메모리(270), 제어부(280) 및 전원 공급부(290) 등을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 구성요소들은 카메라 장치(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 카메라 장치(200)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(210)는, 카메라 장치(200)와 무선 통신 시스템 사이, 카메라 장치(200)와 다른 단말기 사이, 또는 카메라 장치(200)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(210)는, 카메라 장치(200)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(210)는, 방송 수신 모듈(211), 이동통신 모듈(212), 무선 인터넷 모듈(213), 근거리 통신 모듈(214), 위치 정보 모듈(215) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(220)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(221) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 222), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(223, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(220)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(240)는 카메라 장치(200) 내 정보, 카메라 장치(200)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(240)는 근접센서(241, proximity sensor), 조도 센서(242, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(221 참조)), 마이크로폰(microphone, 222 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 카메라 장치(200)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
후술하는 센싱코일 구조도 센싱부(240)의 일 구성이 될 수 있다.
출력부(250)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(251), 음향 출력부(252), 햅틱 모듈(253), 광 출력부(254) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(251)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 카메라 장치(200)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(223)로써 기능함과 동시에, 카메라 장치(200)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(260)는 카메라 장치(200)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(260)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 카메라 장치(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(270)는 카메라 장치(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(270)는 카메라 장치(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 카메라 장치(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 카메라 장치(200)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 카메라 장치(200)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(270)에 저장되고, 카메라 장치(200) 상에 설치되어, 제어부(280)에 의하여 상기 카메라 장치(200)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(280)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 카메라 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(280)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(280)는 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 10의 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(280)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 카메라 장치(200)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원 공급부(290)는 제어부(280)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 카메라 장치(200)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(290)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 장치(200)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 카메라 장치(200)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(270)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 카메라 장치(200) 상에서 구현될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 본 발명 특징들은 모든 카메라 모듈에 일부 또는 전부로서 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 동일한 광축을 갖는 복수의 굴절 렌즈; 및
    상기 복수의 굴절 렌즈 사이에 구비된 광학적으로 투명한 줌 플레이트를 포함하고,
    상기 줌 플레이트의 입사면과 출사면은 평평한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 줌 플레이트의 입사면과 출사면은 상기 광축에 수직인 카메라 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 줌 플레이트는,
    유리(Glass) 또는 플라스틱(Plastic)을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 줌 플레이트의 입사면 및 출사면의 너비는 상기 줌 플레이트와 인접한 두 개의 굴절 렌즈 사이를 지나는 빛의 너비보다 같거나 큰 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 줌 플레이트를 이동 시켜 상기 복수의 굴절 렌즈의 광학 경로에 선택적으로 위치하도록 하는 줌 시프터를 더 포함하는 카메라 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 줌 플레이트는 상기 줌 플레이트와 인접한 두 개의 굴절 렌즈 각각과 소정의 거리 이격되어 구비된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 굴절 렌즈는 순차적으로 적층된 제1 굴절 렌즈, 제2 굴절 렌즈 및 제3 굴절 렌즈를 포함하고,
    상기 줌 플레이트는 상기 제1 굴절 렌즈와 상기 제2 굴절 렌즈 사이에 구비된 제1 줌 플레이트 및 상기 제2 굴절 렌즈와 상기 제3 굴절 렌즈 사이에 구비된 제2 줌 플레이트를 포함하고,
    상기 줌 시프터가 상기 제1 줌 플레이트 또는 상기 제2 줌 플레이트 각각을 선택적으로 상기 광학 경로에 위치하도록 이동시키도록 하는 제어부를 더 포함하는 카메라 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 굴절 렌즈의 광학 경로 중 최외곽 굴절 렌즈의 외측에 구비되어 상이 맺히는 위치를 조절하는 광학적으로 투명한 보정 플레이트를 더 포함하고,
    상기 보정 플레이트의 입사면과 출사면은 평평한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 보정 플레이트를 상기 복수의 굴절 렌즈의 광학 경로에 선택적으로 위치하도록 이동 시키는 보정 시프터를 더 포함하는 카메라 모듈.
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