KR102073617B1 - 카메라 모듈 및 카메라 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 카메라 장치에 관한 것이다. 카메라 모듈은 렌즈에 들어오는 빛의 양을 조절하는 블레이드 및 인가된 전류에 따라 길이가 변화되고, 블레이드와 연결된 와이어를 포함하고, 상기 블레이드는 상기 와이어의 길이 변화에 따라 렌즈로 들어오는 빛의 양을 조절하는 조리개 조절 모듈을 포함할 수 있다. 그리고 카메라 모듈은 렌즈가 실장된 렌즈 경통에 구비된 자석과 자석으로 형성된 자기장 속에 있는 코일에 흐르는 전류를 조절하여, 렌즈의 위치를 상하 또는 좌우로 이동시키는 AF 및 OIS 모듈을 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈 및 카메라 장치{CAMERA MODULE AND CAMERA DEVICE}

본 발명은 피사체의 이미지를 획득하는 기능을 수행하는 카메라 모듈 및 카메라 모듈을 실장하는 카메라 장치에 관한 것이다.

카메라를 구비한 장치에 있어서 사용자가 별도의 지지대를 이용하지 않고 이미지를 촬영하는 경우 장치가 흔들릴 수 있다. 이러한 흔들림으로 인해 촬영하고자 하는 피사체 또는 피사체들의 이미지가 선명하게 촬영되지 않을 수 있다.

카메라를 구비한 장치의 촬영시 떨림으로 인해 발생하는 이미지의 열화, 즉, 흔들림 등의 문제는 카메라를 구비한 장치에 구비된 손떨림 보정 장치를 통해 개선될 수 있다.

손떨림 보정 장치는 그 보정 방식에 따라 광학식 손떨림 보정 방식과 전자식 손떨림 보정 방식으로 나누어 질 수 있다.

전자식 손떨림 보정 방식은 ISO 감도를 높여 고감도의 상태에서 촬영을 하여 이미지 흔들림을 최소화 하는 것을 말한다. 따라서 전자식 손떨림 보정 방식은 별도의 ISO 감도를 조절하기 위한 구성을 제외하고는 별도의 기구적인 장치의 추가 없이 구현 가능하다는 점에서 비용의 증가를 최소화 할 수 있다.

하지만 전자식 손떨림 보정 방식은 ISO 감도를 높이므로 그로 인한 다른 단점이 발생할 수 있으며, 장치의 떨림 자체를 막아주는 것이 아니므로 근본적인 해결책이 될 수 없다.

광학식 손떨림 보정 방식은 장치의 떨림을 측정하고 그 측정값을 기반으로 카메라 모듈의 일부 구성을 움직여 피사체에 대하여 장치는 흔들리지만 카메라 모듈 자체는 흔들리지 않게 하거나 흔들림을 최소화 하게 하는 것을 말한다.

종래의 광학식 손떨림 보정 방식에는 렌즈를 회전 거동시킴으로써 보정하는 모듈 틸트 방식과 렌즈를 병진 거동시킴으로써 보정하는 렌즈 쉬프트 방식이 있다.

한편, 카메라 장치는 오토 포커싱(Auto Focusing)을 수행하기 위한 장치도 구비할 수 있다.

오토 포커싱은 피사체의 상이 이미지 센서에 선명하게 맺히도록 유효 초점 거리(Effective Focal Length)를 조절하는 것을 말한다. 자동 초점 장치도 광학식 손떨림 보정 장치와 같이 렌즈를 거동시켜 오토 포커싱을 수행한다.

상술한 손떨림 보정과 오토 포커싱은 카메라 기능에 있어 중요한 부분이 되었으며, 스마트폰과 같은 모바일 장치에도 적용되고 있다.

하지만, 카메라 기능에 있어 다른 중요한 기능인 조리개(aperture) 조절은 카메라의 구성 요소 중의 하나인 조리개에 관한 것이나, 구조적인 문제 및 손떨림 보정, 오토 포커싱 구성과의 문제로 인해 스마트폰과 같은 모바일 장치에 적용되지 못하고 있다.

특히 손떨림 보정 및 오토 포커싱 구성이 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)로 구성될 경우, 조리개 조절 구성에 보이스 코일 모터 액츄에이터를 이용할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제인 소형의 카메라 장치에 구비되는 카메라 모듈의 조리개 조절 구조의 설계에 있어서의 제약을 해결하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 카메라 모듈에 조리개 조절 구성뿐만 아니라, 손떨림 보정 구성 및 오토 포커싱 구성을 동시에 구현하는 것을 목적으로 한다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 렌즈에 들어오는 빛의 양을 조절하는 블레이드; 및 인가되는 전류에 따라 길이가 변화되고, 상기 블레이드와 연결된 와이어를 포함하고, 상기 블레이드는 상기 와이어의 길이 변화에 따라 상기 렌즈로 들어오는 빛의 양을 조절하는 조리개 조절 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 와이어의 저항을 측정하고, 상기 측정된 저항을 기초로 상기 와이어의 길이 변화를 조절하도록 상기 인가되는 전류를 조절하는 드라이버 집적 회로를 더 포함하는 조리개 조절 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 드라이버 집적 회로는 상기 와이어에 흐르는 전류 및 전압을 측정하고, 상기 측정된 전류 및 전압을 기초로 상기 와이어의 저항을 계산하는 조리개 조절 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 와이어의 일단에 연결되며, 상기 와이어를 인장시키는 탄성 부재를 더 포함하는 조리개 조절 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 블레이드는 복수의 블레이드로 구성되고, 상기 와이어의 일단에 연결되어, 상기 복수의 블레이드에 상기 와이어의 길이 변화에 따른 구동력을 전달하는 연결 부재를 더 포함하는 조리개 조절 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 와이어는 상기 인가된 전류에 따라 발생하는 열이 가해지면, 설정된 제1 형태로 복원되는 조리개 조절 모듈을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 카메라 모듈에 있어서, 렌즈; 인가된 전류에 따라 길이가 변화되는 와이어 및 상기 와이어의 길이 변화에 따라 상기 렌즈에 들어오는 빛을 조절하는 블레이드를 포함하는 조리개 조절 모듈; 상기 렌즈가 실장된 렌즈 경통에 구비된 자석과 상기 자석으로 형성된 자기장 속에 있는 코일에 흐르는 전류를 조절하여, 상기 렌즈의 위치를 상하 또는 좌우로 이동시키는 AF 및 OIS 모듈; 및 상기 렌즈를 통해 투과되는 빛을 검출하는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈 및 카메라 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 카메라 모듈 및 카메라 장치에 조리개 조절 구성을 적용하면서도, 손떨림 보정 구성과 오토 포커싱 구성을 적용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 조리개 조절 구성의 동작과 손떨림 보정 구성 또는 오토 포커싱 구성의 동작 간의 간섭을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 조리개 조절 구성의 적용하면서도, 기존의 손떨림 보정 구성 및 오토 포커싱 구성을 사용 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 조리개 조절 구성의 부품 수가 적고 무게가 가벼워서, 모바일 장치에 적용되는 카메라 모듈에 적합한 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 1a 및 도 1b는 본 발명과 관련된 카메라 장치의 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 카메라 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 조절 모듈을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 조절 모듈의 부품 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금 와이어의 특성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금 와이어에 흐르는 전류를 나타낸 개념도이다
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금 와이어의 변화율을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금의 특성을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 최대 개방 상태를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 최소 개방 상태를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 조절 모듈을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 조절 모듈과 렌즈 경통이 결합된 상태를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 렌즈 실장을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보이스 코일 모터 방식의 오토 포커스 구조를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 엔코더 방식의 오토 포커스 구조를 나타낸다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보이스 코일 모터 방식의 손떨림 보정 구조를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 카메라 장치에는 예를 들면 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, 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, 와치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 카메라 장치에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명과 관련된 카메라 장치(100)의 정면 사시도 및 배면 사시도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 카메라 장치(100) 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 카메라 장치(100) 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 카메라 장치(100) 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 카메라 장치(100)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(100) 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 카메라 장치(100) 바디의 후면이 아닌 카메라 장치(100) 바디의 측면에 구비될 수 있다.

디스플레이부(151)는 카메라 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 카메라 장치(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

디스플레이부(151)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(151)는 카메라 장치(100)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 카메라 장치(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)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(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)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(151)는 터치센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다.

제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 카메라 장치(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.

광 출력부(154)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(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.

제1 카메라(121a)은 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.

후술하는 카메라 모듈(500)은 상기 제1 카메라(121a) 또는 상기 제2 카메라(121b)의 물리적인 일 형태가 될 수 있다.

카메라 모듈(500)은 카메라 장치(100)에 구비되는 하나의 부품단위의 개념이 될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 카메라 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)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(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.

본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.

한편, 카메라 장치(100) 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 카메라 장치(100)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(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)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(100) 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 카메라 장치(100) 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 카메라 장치(100) 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.

이처럼 카메라 장치(100) 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(100) 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 카메라 장치(100) 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.

한편, 카메라 장치(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.

마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.

인터페이스부(160)는 카메라 장치(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)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(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)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(100) 바디의 후면에는 제2카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2카메라(121b)는 제1카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.

제2카메라(121b)도 마찬가지로 후술하는 카메라 모듈(500)의 일 실시 형태가 될 수 있다.

제2카메라(121b)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(121b)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(100) 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

카메라 장치(100) 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 카메라 장치(100) 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈의 일부를 이루는 안테나는 카메라 장치(100) 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(103)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.

카메라 장치(100) 바디에는 카메라 모듈(500)을 포함하는 카메라 장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부가 구비된다. 전원 공급부(190)는 카메라 장치(100) 바디에 내장되거나, 카메라 장치(100) 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.

배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.

한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 카메라 장치(100) 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(103)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 카메라 장치(100)의 블록도이다.

본 명세서에서 설명되는 카메라 장치(100)에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 카메라 장치(100), 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(100) (smartwatch), 글래스형 카메라 장치(100) (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 카메라 장치(100)에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 카메라 장치(100)에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 카메라 장치(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들은 카메라 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 카메라 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 카메라 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 카메라 장치(100)와 다른 단말기 사이, 또는 카메라 장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 카메라 장치(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치 정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 카메라 장치(100) 내 정보, 카메라 장치(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, 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(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 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(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅틱 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 카메라 장치(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 카메라 장치(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 카메라 장치(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)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(170)는 카메라 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 카메라 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 카메라 장치(100)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(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 카메라 장치(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 카메라 장치(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 카메라 장치(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 카메라 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 2의 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 카메라 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 카메라 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(190)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(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 카메라 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 카메라 장치(100) 상에서 구현될 수 있다.

이하, 카메라 장치(100) 또는 카메라 모듈(500)과 관련한 조리개 조절을 구현하는 원리 및 방식에 관해 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 조절 모듈을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개 조절 모듈의 부품 구성을 나타낸다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 조리개 조절 모듈(200)은 카메라 모듈(500)의 렌즈(310)를 통해 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있다.

조리개 조절 모듈(200)은 블레이드 커버(210), 제1 레버(221), 제2 레버(222), 탄성 부재(230), 제1 블레이드(241), 제2 블레이드(242), 형상 기억 합금 와이어(250), 및 베이스 플레이트(290)를 포함할 수 있다.

블레이드 커버(210) 및 베이스 플레이트(290)는 조리개 조절 모듈(200)에 포함되는 구성들을 실장할 수 있다. 예를 들면, 블레이드 커버(210) 및 베이스 플레이트(290)는 제1 레버(221), 제2 레버(222), 탄성 부재(230), 제1 블레이드(241), 제2 블레이드(242) 및 형상 기억 합금 와이어(250)를 실장할 수 있다.

캘리버 플레이트(260)는 조리개 조절 모듈(200)의 기본 F 값을 형성하기 위한 개구부 크기를 결정할 수 있다.

제1 레버(221) 및 제2 레버(222)는 형상 기억 합금 와이어(250)와 블레이드(240) 간을 연결하기 위한 링크 구성일 수 있다. 제1 레버(221) 및 제2 레버(222)는 서로 연결될 수 있고, 각각 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)와 연결될 수 있다. 그리고 제1 레버(221)는 후술할 형상 기억 합금 와이어(250)와 연결될 수 있다. 제1 레버(221) 및 제2 레버(222)는 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화에 따라 움직일 수 있고, 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화에 따른 동력을 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)에 전달할 수 있다. 여기서 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화는 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 늘어나는 것과 길이가 줄어드는 것을 의미할 수 있다.

상술한 제1 레버(221) 및 제2 레버(222)는 조리개 조절 모듈(200)을 구성하는 연결부의 일 실시예로, 설계에 따라 다양한 구성의 연결 부재가 형상 기억 합금 와이어(250)와 블레이드(240) 간을 연결하기 위한 링크 구성으로 적용될 수 있다. 따라서, 다양한 수의 레버 또는 다양한 연결 부재가 형상 기억 합금 와이어(250)와 블레이드(240) 간을 연결하기 위해 조리개 조절 모듈(200)에 적용될 수 있다. 그리고 설계에 따라, 형상 기억 합금 와이어(250)와 블레이드(240)는 직접 연결될 수도 있다.

탄성 부재(230)는 형상 기억 합금 와이어(250)에 연결되어, 형상 기억 합금 와이어(250)에 복원력을 제공할 수 있다. 예를 들면, 탄성 부재(230)는 스프링일 수 있고, 스프링의 일단은 형상 기억 합금 와이어(250)에 연결되고, 스프링의 타단은 베이스 커버(290)에 고정 구비된 고정편에 고정될 수 있다. 그리고 형상 기억 합금 와이어(250)에 연결된 스프링의 일단은 제1 레버(221)와도 연결될 수 있다. 이에 따라 형상 기억 합금 와이어(250)는 인장될 수 있다. 한편, 탄성 부재(230)는 상술한 스프링 이외에도 다양한 소재가 적용될 수 있다.

블레이드(240)는 렌즈(310)를 통해 들어오는 빛의 양을 조절할 수 있다. 블레이드(240)는 복수의 블레이드를 포함하고, 포함된 블레이드의 움직임에 따라 복수의 블레이드가 형성하는 원에 가까운 다각형인 조리개를 조이고 풀도록 움직일 수 있다.

일 실시예로, 블레이드(240)는 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)를 포함하고, 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화에 따라 조리개가 넓어지거나 좁아지도록 움직일 수 있다. 그리고 블레이드(240)는 상술한 바와 같이, 연결 부재, 예를 들면 제1 레버(221) 및 제2 레버(222)와 연결되어 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화에 따라 움직일 수 있다.

한편 블레이드(240)는 다양한 개수의 블레이드로 구성될 수 있고, 많은 수의 블레이드로 구성될수록 조리개가 원에 가까운 형태가 될 수 있다. 예를 들면, 블레이드(240)는 4개 또는 8개의 블레이드로 구성될 수 있다. 블레이드의 수가 증가할수록 블레이드와 형상 기억 합금 와이어(250)를 연결하기 위한 다양한 연결 부재 구조가 적용될 수 있다.

형상 기억 합금 와이어(250, shape memory alloy wire)는 형태가 변형되어도 열이 가해지면 설정된 형태로 복원될 수 있다. 여기서 설정된 형태는 생성된 형태, 기억된 형태를 의미할 수 있다. 그리고 설정된 형태는 제1 형태라고 할 수 있고, 형상 기억 합금 와이어(250)가 최대로 인장된 형태를 제2 형태라고 할 수 있다. 예를 들면, 형상 기억 합금 와이어(250)는 탄성 부재(230)의 복원력에 따라 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 늘어나더라도, 열이 가해지면 설정된 형태에 따른 길이로 복원될 수 있다. 일 실시예로, 형상 기억 합금 와이어(250)는 형상 기억 합금 와이어(250)의 흐르는 전류에 의해 발생되는 줄 발열(Joule heating)에 의해, 탄성 부재(230)의 복원력에 따라 늘어난 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 설정된 형태에 따른 길이로 복원될 수 있다. 이에 대해 도 5 내지 도 8을 참조하여 자세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금 와이어의 특성을 나타낸다.

도 5(a)를 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)에 적용되는 형상 기억 합금의 형상 기억 효과(shape memory effect)를 갖는 것을 확인할 수 있다. 형상 기억 합금은 하중을 주면 마텐자이트(martensite)가 되었다가 열이 가해지면 또는 특정 온도 구간에서 오스테나이트(austenite)로 돌아갈 수 있다.

도 5(b)를 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)에 적용되는 형상 기억 합금은 초탄성(superelasticity)을 갖는 것을 확인할 수 있다. 도 6(b)의 상단의 스테인리스 스틸은 변형 시 격자 구조가 유지되지 않으나, 하단의 형상 기억 합금은 변형 시에도 격자 구조가 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라 형상 기억 합금은 높은 변형성을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금 와이어에 흐르는 전류를 나타낸 개념도이다

도 6을 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)의 일단(251)은 드라이버 IC(280, driver Integrated Circuit)의 일단에 연결되고, 타단(259)는 접지(ground) 및 드라이버 IC(280)의 타단에 연결될 수 있다. 드라이버 IC(280)는 DC(Direct Current) 방식 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 전류를 형상 기억 합금 와이어(250)에 인가할 수 있고, 드라이버 IC(280)는 조리개 조절 모듈(200)에 포함되거나 별도의 구성일 수 있다. 형상 기억 합금 와이어(250)의 일단(251)은 (+)입력이고 타단(259)은 (-)입력일 수 있다. 형상 기억 합금 와이어(250)는 드라이버 IC(280)로부터 전달되는 전류가 흐를 수 있다. 형상 기억 합금 와이어(250)에 흐르는 전류에 의해, 형상 기억 합금 와이어(250)에는 줄 발열이 생길 수 있다. 이에 따라, 형상 기억 합금 와이어(250)는 발생될 열에 따라 변형된 형태가 복원될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금 와이어의 변화율을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)는 낮은 온도(a)에서는 길이가 늘어나고, 높은 온도(b)에서는 길이가 줄어들 수 있고, 늘어난 길이와 줄어든 길이 간의 변화율(c)는 형상 기억 합금 와이어(250)의 전체 길이의 최대 3.5%일 수 있다. 그래서 상술한 조리개 조절 모듈(200)은 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화율을 이용하여, 블레이드(240)를 구동할 수 있다.

형상 기억 합금 와이어(250)의 변위량은 형상 기억 합금 와이어(250)의 저항값과 관련될 수 있다.

예를 들면, 형상 기억 합금 와이어(250)의 저항값은 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이 변화에 따라 변경될 수 있다. 이에 따라, 드라이버 IC(280)는 형상 기억 합금 와이어(250)의 저항값을 측정하여, 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이를 판단할 수 있다. 그래서 드라이버 IC(280)는 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이를 블레이드(240)의 구동에 필요한 길이로 조정할 수 있다. 구체적으로, 드라이버 IC(280)는 형상 기억 합금 와이어(250)에 흐르는 전류의 전압값과 전류값을 측정할 수 있고, 측정된 전압값과 전류값을 기초로 옴의 법칙을 이용하여 형상 기억 합금 와이어(250)의 저항값을 계산할 수 있다. 그리고 드라이버 IC(280)는 계산된 저항값을 기초로, 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이를 판단할 수 있다. 드라이버 IC(280)는 판단된 길이를 이용하여, 형상 기억 합금 와이어(250)에 흐르는 전류를 조절할 수 있다. 그래서 드라이버 IC(280)는 블레이드(240)를 구동하기 위해 필요한 구동력을 형성하도록 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이를 조절할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 조리개 조절 모듈(200)은 형상 기억 합금 와이어(250)의 저항값을 이용하여 형상 기억 합금 와이어(250)의 변위량을 조절할 수 있다. 그래서 조리개 조절을 위한 형상 기억 합금 와이어(250)에 대한 별도의 센서가 필요하지 않을 수 있다.

한편, 상술한 형상 기억 합금 와이어(250)의 특성에 대해 도 8을 참조하여 더 설명한다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 형상 기억 합금의 특성을 나타낸다.

도 8(a)를 참조하면, 형상 기억 합금은 가열(heating) 또는 냉각(cooling)에 따른 와이어 변형(strain)을 확인할 수 있다. 형상 기억 합금은 일정 온도, 예를 들면 100도씨에 가까운 온도에서 변화율이 증가하고, 70도씨에 가까운 온도에서 변형률이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

도 8(b)를 참조하면, 형상 기억 합금의 온도와 저항 간의 관계를 확인할 수 있다. 형상 기억 합금은 온도가 증가하면 저항이 감소되는 듯한 형태를 보이고, 온도가 감소하면 저항이 증가하는 듯한 형태를 보인다. 이는 상술한 바와 같이, 형상 기억 합금의 길이 변화에 따른 것임을 확인할 수 있다. 또한, 도 8(a)에서 변형률이 증가 또는 감소하는 온도에서 저항값이 크게 변화하는 것을 확인할 수 있다.

도 8(c)를 참조하면, 형상 기억 합금은 일정 하중(constant load)에서의 온도에 따른 변형(strain)을 확인할 수 있다. 예를 들면, 일정 하중이 부가된 형상 기억 합금은 40도씨 근처에서 가열 또는 냉각에 따른 많은 변형을 확인할 수 있다.

도 8(d)를 참조하면, 형상 기억 합금은 일정 변형(constant strain)에서의 온도에 따른 힘(force)을 확인할 수 있다. 예를 들면, 일정 변형된 상태에서 형상 기억 합금은 일정 온도까지 온도가 증가할수록 복원력이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

상술한 조리개 조절 모듈(200)에 대한 설명을 기초로, 조리개 조절 동작에 대해 구체적으로 설명한다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 최대 개방 상태를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)는 탄성 부재(230)의 복원력에 따라 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 늘어난 상태일 수 있다. 여기서 형상 기억 합금 와이어(250)는 전류가 흐르지 않는 상태일 수 있다. 이에 따라 형상 기억 합금 와이어(250)와 연결된 제1 레버(221) 및 제1 레버(221)와 연결된 제2 레버(222)는 제1 위치에 위치할 수 있다. 그리고 제1 레버(221) 및 제2 레버(222)에 연결된 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)는, 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)가 형성하는 조리개가 최대 크기가 되도록 위치할 수 있다. 이와 같이 따라 조리개 조절 모듈(200)은 조리개가 최대 개방되도록 조절할 수 있다. 그리고 형상 기억 합금 와이어(250)는 고정편(285)에 걸쳐진 상태일 수 있다. 이에 따라 형상 기억 합금(250)은 한정된 공간인 조리개 조절 모듈(200) 내부에서 변형에 필요한 길이를 확보할 수 있고, 지레의 원리를 이용할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 최소 개방 상태를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)는 흐르는 전류에 따라 발생된 열로, 형상 기억 합금 와이어(250)가 설정된 길이로 복원되어, 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 줄어든 상태일 수 있다. 여기서 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 줄어든 상태는 탄성 부재(230)의 복원력에 따라 늘어난 형상 기억 합금 와이어(250)의 길이가 줄어든 상태를 의미할 수 있다. 이에 따라 형상 기억 합금 와이어(250)와 연결된 제1 레버(221) 및 제1 레버(221)와 연결된 제2 레버(222)는 제2 위치에 위치할 수 있다. 그리고 제1 레버(221) 및 제2 레버(222)에 연결된 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)는, 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)가 형성하는 조리개가 최소 크기가 되도록 위치할 수 있다. 이와 같이 따라 조리개 조절 모듈(200)은 조리개가 최소 개방되도록 조절할 수 있다.

한편, 형상 기억 합금 와이어(250)에 전달되는 전류가 흐르기 위한 구성은 조리개 조절 모듈(200)의 모서리 또는 일면에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 형상 기억 합금 와이어(250)에 전달되는 전류가 흐르기 위한 전선의 (+)입력은 조리개 조절 모듈(200)의 하나의 모서리로 인입되고, 전선의 (-)입력은 조리개 조절 모듈(200)의 다른 하나의 모서리로 인입될 수 있다. 다른 예로, 형상 기억 합금 와이어(250)에 전달되는 전류가 흐르기 위한 전선의 (+)입력은 조리개 조절 모듈(200)의 하나의 면으로 인입되고, 전선의 (-)입력은 조리개 조절 모듈(200)의 다른 하나의 면으로 인입될 수 있다. 그리고 형상 기억 합금 와이어(250)에 전달되는 전류가 흐리기 위한 전선이 인입되는 모서리 또는 일면을 제외한 나머지 모서리 또는 나머지 면에는 오토 포커스 및/또는 손떨림 보정 기능을 위한 전선이 인입될 수 있다.

형상 기억 합금 와이어(250)는 블레이드(240)의 구동에 필요한 변화율을 확보하기 위해 필요한 길이로 조리개 조절 모듈(200) 내에 구비될 수 있다. 이에 대해 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 조절 모듈을 나타낸다.

도 11을 참조하면, 형상 기억 합금 와이어(250)는 상술한 도 9 내지 도 10에 비해 더 긴 길이를 확보하기 위한 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 형상 기억 합금 와이어(250)는 두 개의 고정편인 제1 고정편(285) 및 제2 고정편(287)에 걸쳐진 상태일 수 있다. 이에 따라 형상 기억 합금 와이어(250)는 조리개 조절 모듈(200)의 제한적인 공간에서도, 블레이드(240) 구동을 위한 변화율을 확보할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 조리개 조절 모듈(200)은 렌즈 경통(300)의 렌즈 스탑 면(stop)에 블레이드(240)가 위치하도록 구성될 수 있다. 이에 대해 도 12를 참조하여 설명한다.

도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 조리개 조절 모듈과 렌즈 경통이 결합된 상태를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 조리개 조절 모듈(200)은 렌즈 경통(300)과 결합할 수 있다. 렌즈 경통(300)에는 렌즈(310)가 실장될 수 있다. 그리고 렌즈 경통(300)은 블레이드(240)가 삽입될 수 있는 제1 개구(301)와 제2 개구(302)가 형성될 수 있다. 여기서 개구는 슬릿(slit)이라고 칭할 수도 있다. 이에 따라 조리개 조절 모듈(200)의 제1 블레이드(241)은 제1 개구(301)를 관통할 수 있고, 제2 블레이드(242)는 제2 개구(302)를 관통할 수 있다. 그리고 관통된 제1 블레이드(241) 및 제2 블레이드(242)는 상술한 바와 같이 형상 기억 합금 와이어(250)에 의해 발생하는 구동력에 따라 조리개를 형성할 수 있다. 상술한 렌즈 경통(300)은 렌즈 스탑 면(stop)을 기준으로 상하로 분리하여 구성될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 렌즈 실장을 나타낸다.

도 13을 참조하면, 조리개 조절 모듈(200)과 결합된 렌즈 경통(300)에 복수의 렌즈(311-316)가 실장될 수 있다. 예를 들면, 렌즈 경통(300)의 상단에 제1 렌즈(311), 제2 렌즈(312) 및 제3 렌즈(313)가 실장될 수 있고, 하단에 제4 렌즈(314), 제5 렌즈(315) 및 제6 렌즈(316)가 실장될 수 있다. 이와 같이, 렌즈 경통(300)에는 복수의 렌즈로 구성된 렌즈(310)가 조리개 조절 모듈(200)을 기준으로 한 상단과 하단에 실장될 수 있다.

다양한 실시예에 따른 조리개 조절 모듈(200) 및 렌즈 경통(300)은 오토 포커스 모듈 및/또는 손떨림 보정 모듈과 결합하여 카메라 모듈(500)을 구성할 수 있다.

도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸다.

카메라 모듈(500)은 상술한 조리개 조절 모듈(200)과 렌즈 경통(300)이 결합하고, 결합된 조리개 조절 모듈(200) 및 렌즈 경통(300)은 오토 포커스(Auto Focus) 및 손떨림 보정(Optical Image Stabilizer)을 위한 AF 및 OIS 모듈(400)과 결합하여 카메라 모듈(500)을 구성할 수 있다. 여기서 AF 및 OIS 모듈(400)은 설계에 따라 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능 중 하나만이 적용된 모듈일 수도 있고, 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능이 모두 적용된 모듈일 수도 있다. AF 및 OIS 모듈(400)은 보이스 코일 모터 액츄에이터(Voice Coil Motor actuator)로 구현될 수 있다. 예를 들면, AF 및 OIS 모듈(400)은 자석(magnet)으로 형성된 자기장 속에 있는 코일(coil)에 전류가 흐르면서 발생하는 로렌츠 힘(Lorentz force)에 의해 동작하는 보이스 코일 모터를 이용하여 렌즈(310)가 상하 또는 좌우로 이동하도록 할 수 있다. 그리고 조리개를 조절하는 조리개 조절 모듈(200)은 상술한 바와 같이 자기 형상 합금 와이어(250)를 이용하므로, AF 및 OIS 모듈(400)의 동작에 따른 자기력의 간섭을 받지 않을 수 있다. 마찬가지로, AF 및 OIS 모듈(400)도 조리개 조절 모듈(200)의 영향을 받지 않고, AF 및 OIS 모듈(400)에 포함된 보이스 코일 모터 액츄에이터를 구동할 수 있다. 그러므로, 조리개 조절 모듈(200)과 AF 및 OIS 모듈(400)을 포함하는 카메라 모듈(500)은 조리개 조절 기능을 구현하면서도, 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능을 구현할 수 있다. 그래서 본 발명에 따른 카메라 모듈(500)은 조리개 조절, 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능 각각의 구동 간섭을 회피할 수 있을 뿐만 아니라, 카메라 모듈(500)이 소형화가 가능하다.

한편, AF 및 OIS 모듈(400)에 적용될 수 있는 구동 원리에 대해 도 15 내지 도 17을 참조하여 간략히 설명한다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보이스 코일 모터 방식의 오토 포커스 구조를 나타낸다.

도 15를 참조하면, 렌즈(310)는 렌즈 배럴(410)에 실장될 수 있고, 렌즈 배럴(410)은 코일(431, 432)이 감겨진 보빈(451, 452, bobbin)과 연결될 수 있다. 그리고 렌즈 배럴(410)은 하우징(409)과의 사이에 연결된 판스프링(421, 422, 423, 424)으로 지지될 수 있다. 여기서 판스프링(421, 422, 423, 424)은 렌즈 배럴(410)과 하우징(409)의 각 면을 각각 연결할 수 있고, 렌즈 배럴(410)의 상단과 하단 각각에 구비될 수 있다. 이와 같이, AF 및 OIS 모듈(400)의 판스프링(421, 422, 423, 424)을 이용한 비접촉 가이드로 구성될 수 있다. 하우징(409)의 각면에는 코일(431, 432)에 대응하는 위치에 자석(441, 442)이 구비될 수 있다. 그리고 렌즈(310)를 통과한 빛이 도달하는 위치에 적외선 필터(485) 및 이미지 센서(470)가 위치할 수 있다. 그리고 이미지 센서(470)는 PCB(480, Printed Circuit Board) 상에 배치될 수 있다. 이미지 센서(470)는 렌즈(310)를 통해 도달하는 빛을 검출하여 신호 형태로 변환할 수 있다. AF 및 OIS 모듈(400)은 자석으로 형성된 자기장 속에 있는 코일(431, 432)에 흐르는 전류를 조절하여, 로렌츠 힘을 발생시킬 수 있다. 여기서 발생되는 힘은 플레밍의 왼손법칙에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라 렌즈(310)가 실장된 배럴(410)은 상하 방향으로 움직일 수 있다. 여기서 상하 방향은 유효 초점 거리(effective focal length)를 조절하는 방향을 의미할 수 있다. 이와 같이, AF 및 OIS 모듈(400)은 전자기력을 이용하여, 렌즈(310)의 위치를 최적의 초점 위치로 이동시킬 수 있다.

도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 엔코더 방식의 오토 포커스 구조를 나타낸다.

도 16을 참조하면, 렌즈(310)는 렌즈 배럴(410)에 실장될 수 있고, 렌즈 배럴(410)의 일면은 볼 부싱(460, ball bushing)과 접촉되고, 렌즈 배럴(410)의 다른 일면에는 자석(440)이 구비될 수 있다. 이와 같이 AF 및 OIS 모듈(400)의 볼 부싱(460)을 이용한 접촉식 가이드로 구성될 수 있다. 그리고 볼 부싱(460)은 볼 가이드(405)에 구비될 수 있다. 자석(440)이 구비된 면에 대응하는 하우징(409)에는 코일(430)과 위치 센서(490)가 구비될 수 있다. 그리고 렌즈(310)를 통과한 빛이 도달하는 위치에 이미지 센서(470)가 위치할 수 있고, 적외선 필터가 더 구비될 수 있다. 자석으로 형성된 자기장 속에 있는 코일(430)에는 전류가 흐를 수 있고, 이에 따라 로렌츠 힘이 발생할 수 있다. 그리고 발생된 로렌츠 힘에 따라 렌즈(310)가 실장된 배럴(410)은 상하 방향으로 움직일 수 있다. 여기서 상하 방향은 유효 초점 거리(effective focal length)를 조절하는 방향을 의미할 수 있다. 그리고 위치 센서(490)는 렌즈(310)의 위치를 감지할 수 있다. 코일(430)에 흐르는 전류를 조절하는 제어 모듈(미도시)은 위치 센서(490)가 감지한 렌즈(310)의 위치를 기초로, 렌즈(310)의 상하 움직임을 정밀하게 제어할 수 있다. 그래서 볼 부싱(460)을 이용한 접촉식 가이드에서 발생하는 오차를 보정할 수 있다. 이와 같이, AF 및 OIS 모듈(400)은 전자기력을 이용하여, 렌즈(310)의 위치를 최적의 초점 위치로 이동시킬 수 있다.

상술한 방식 이외에도, AF 및 OIS 모듈(400)은 자기력을 이용하는 다양한 방식을 통해, 렌즈(310)의 위치를 최적의 초점 위치로 이동시키는 오토 포커스 기능을 제공할 수 있다.

도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보이스 코일 모터 방식의 손떨림 보정 구조를 나타낸다.

도 17을 참조하면, 렌즈(310)는 렌즈 배럴(410)에 실장될 수 있고, 렌즈 배럴(410)은 하우징(409)과의 사이에 연결된 판스프링(421, 422)으로 지지될 수 있다. 도 17에 도시되지는 않았지만, 렌즈 배럴(410)의 하측도 하우징(409)과의 사이에 판스프링으로 지지될 수 있다. 렌즈 배럴(410)의 일면에는 제1 자석(441)이 구비될 수 있고, 다른 면에는 제2 자석(442)이 구비될 수 있다. 그리고 자석(441, 442)에 대응하는 하우징(409)의 일 면에는 제1 코일(435) 및 제2 코일(436)이 구비될 수 있다. 여기서 제1 코일(435) 및 제2 코일(436)은 렌즈(310)의 렌즈면과 수평한 방향으로 구비될 수 있고, 렌즈 배럴(410)의 하측면에 대응하도록 위치할 수 있다. 자석으로 형성된 자기장 속에 있는 코일(435, 436)에는 전류가 흐를 수 있고, 이에 따라 로렌츠 힘이 발생할 수 있다. 그리고 발생된 로렌츠 힘에 따라 렌즈(310)가 실장된 배럴(410)은 좌우 방향으로 움직일 수 있다. 제1 코일(435) 및 제2 코일(436) 각각에 대응하는 위치에 제1 홀 센서(491) 및 제2 홀 센서(492)가 구비될 수 있다. 제1 홀 센서(491) 및 제2 홀 센서(492)는 렌즈(310)의 위치를 감지할 수 있다. 그래서 코일(435, 436)에 흐르는 전류를 조절하는 제어 모듈(미도시)은 홀 센서(491, 492)가 감지한 렌즈(310)의 위치를 기초로, 렌즈(310)의 좌우 움직임을 정밀하게 제어할 수 있다. 이와 같이, AF 및 OIS 모듈(400)은 전자기력을 이용하여, 손떨림에 따른 렌즈의 움직임을 보정할 수 있다.

상술한 바와 같이, AF 및 OIS 모듈(400)은 전자기력을 이용하는 방식을 통해 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능을 제공할 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 조리개 조절 모듈(200)은 전자기력을 이용하는 방식이 아닌, 자기 형상 합금 와이어(250)를 이용하여 구동하므로, 조리개 조절과 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능 간에 간섭 문제가 발생하지 않을 수 있다. 그래서 본 발명에 따른 카메라 모듈(500)은 기존의 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능을 위한 구성을 그대로 사용하면서도, 조리개 조절 기능을 제공할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(500)은 조리개 조절, 오토 포커스 및 손떨림 보정 기능을 단순한 구조로 제공할 수 있어서 제품 양산 시에 발생할 수 있는 문제를 해결할 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.

Claims (7)

1. 렌즈 경통에 결합되는 조리개 조절 모듈에 있어서,
   상기 렌즈 경통에 구비된 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하는 블레이드;
   인가되는 전류에 따라 길이가 변화되고, 상기 블레이드와 연결된 와이어;
   상기 블레이드 및 상기 와이어를 실장하는 블레이드 커버 및 베이스 플레이트; 및
   상기 베이스 플레이트에 구비되어 상기 와이어가 걸쳐지는 적어도 하나의 고정편;을 포함하고,
   상기 와이어는
   상기 블레이드 커버 및 상기 베이스 플레이트가 형성하는 소정의 실장 공간 내에서 기 설정 길이를 가지도록 상기 고정편에 굽이지며,
   상기 블레이드는
   상기 렌즈 경통의 측면에 구비된 슬릿에 삽입되어, 상기 와이어의 길이 변화에 따라 상기 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하고,
   상기 렌즈는
   상기 블레이드를 기준으로 상기 렌즈 경통의 상단 및 하단에 구비되는 복수의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는
   조리개 조절 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 와이어의 저항을 측정하고, 상기 측정된 저항을 기초로 상기 와이어의 길이 변화를 조절하도록 상기 인가되는 전류를 조절하는 드라이버 집적 회로를 더 포함하는
   조리개 조절 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 드라이버 집적 회로는
   상기 와이어에 흐르는 전류 및 전압을 측정하고,
   상기 측정된 전류 및 전압을 기초로 상기 와이어의 저항을 계산하는
   조리개 조절 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 와이어의 일단에 연결되며, 상기 와이어를 인장시키는 탄성 부재를 더 포함하는
   조리개 조절 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 블레이드는 복수의 블레이드로 구성되고,
   상기 와이어의 일단에 연결되어, 상기 복수의 블레이드에 상기 와이어의 길이 변화에 따른 구동력을 전달하는 연결 부재를 더 포함하는
   조리개 조절 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 와이어는
   상기 인가된 전류에 따라 발생하는 열이 가해지면, 설정된 제1 형태로 복원되는
   조리개 조절 모듈.
7. 렌즈를 포함하는 렌즈 경통;
   상기 렌즈 경통에 결합되는 조리개 조절 모듈;
   상기 렌즈 경통에 구비된 자석과 상기 자석으로 형성된 자기장 속에 있는 코일에 흐르는 전류를 조절하여, 상기 렌즈의 위치를 상하 또는 좌우로 이동시키는 AF 및 OIS 모듈; 및
   상기 렌즈를 통해 투과되는 빛을 검출하는 이미지 센서를 포함하고,
   상기 조리개 조절 모듈은
   상기 렌즈 경통에 구비된 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하는 블레이드;
   인가되는 전류에 따라 길이가 변화되고, 상기 블레이드와 연결된 와이어;
   상기 블레이드 및 상기 와이어를 실장하는 블레이드 커버 및 베이스 플레이트; 및
   상기 베이스 플레이트에 구비되어 상기 와이어가 걸쳐지는 적어도 하나의 고정편;을 포함하고,
   상기 와이어는
   상기 블레이드 커버 및 상기 베이스 플레이트가 형성하는 소정의 실장 공간 내에서 기 설정 길이를 가지도록 상기 고정편에 걸쳐 구비지고,
   상기 블레이드는
   상기 렌즈 경통의 측면에 구비된 슬릿에 삽입되어, 상기 와이어의 길이 변화에 따라 상기 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하고,
   상기 렌즈는
   상기 블레이드를 기준으로 상기 렌즈 경통의 상단 및 하단에 구비되는 복수의 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는
   카메라 모듈.

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