KR100775211B1 - Shutter device of a compact camera - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초소형 카메라의 셔터 장치에 있어서, 특히 이미지 센서에 유입되는 빛의 양을 전자기력으로 구동되는 셔터에 의해 조절할 수 있도록 하여, 기계식 셔터에 비해 전체 시스템의 부피를 현저히 감소시킬 수 있도록 한 초소형 카메라의 셔터 장치에 관한 것이다.The present invention provides a compact camera shutter device, in particular, the amount of light flowing into the image sensor can be controlled by an electromagnetically driven shutter, so that the volume of the entire system can be significantly reduced compared to the mechanical shutter It relates to a shutter device of.
본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치는, 가동 유로가 형성된 기판; 전자기력을 발생하는 하나 이상의 코일; 상기 코일에 의해 발생된 전자기력에 의해 상기 가동 유로 내에서 이동되는 이동체; 하나의 코일 중심과 대응되는 위치에 관통공이 형성되는 차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다. A shutter device of a micro camera according to the present invention includes a substrate on which a movable flow path is formed; One or more coils for generating electromagnetic forces; A moving body moved in the movable flow path by an electromagnetic force generated by the coil; And a blocking film having a through hole formed at a position corresponding to the center of one coil.
카메라, 셔터, 코일, 기판, 이동체 Camera, shutter, coil, substrate, moving object
Description
도 1은 초소형 카메라의 구조를 나타낸 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing the structure of a micro camera.
도 2는 렌즈군 조립체의 분해 사시도.2 is an exploded perspective view of the lens group assembly.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 초소형 카메라의 셔터장치를 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a shutter device of a micro camera according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명 도 3의 배면 사시도.Figure 4 is a rear perspective view of the present invention Figure 3;
도 5는 도 3의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of FIG. 3.
도 6은 도 3의 평면도.6 is a plan view of FIG.
도 7은 도 6의 A-A' 단면도.7 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 6.
도 8은 본 발명에 따른 복수개의 코일, 유로, 이동체를 나타낸 도면.8 is a view showing a plurality of coils, flow paths, and moving bodies according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터장치를 동작을 나타내기 위한 평면도.9 is a plan view for showing the operation of the shutter device of the compact camera according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 셔터장치에서 관통공의 광 차단 상태를 나타낸 단면도.10 is a cross-sectional view showing a light blocking state of the through hole in the shutter device according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 셔터장치에서 관통공의 광 투과상태를 나타낸 단면도.11 is a cross-sectional view showing a light transmission state of the through hole in the shutter device according to the present invention.
도 12는 본 발명 실시 예에 따른 초소형 카메라의 셔터 제어방법을 나타낸 플로우 챠트.12 is a flowchart illustrating a shutter control method of a compact camera according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...차단막 111...관통공110
120...하부기판 130...중앙기판120
131...이동체 유로 135...이동체131 ... moving body Euro 135 ... moving body
140...상부기판 141,142...코일140 Top board 141,142 Coil
145-148...패드145-148 ... Pad
본 발명은 초소형 카메라의 셔터 장치에 있어서, 특히 이미지 센서에 유입되는 빛의 양을 전자기력으로 구동되는 셔터에 의해 조절할 수 있도록 하여, 기계식 셔터에 비해 전체 시스템의 부피를 현저히 감소시킬 수 있도록 한 초소형 카메라의 셔터 장치에 관한 것이다.The present invention provides a compact camera shutter device, in particular, the amount of light flowing into the image sensor can be controlled by an electromagnetically driven shutter, so that the volume of the entire system can be significantly reduced compared to the mechanical shutter It relates to a shutter device of.
최근 통신 기술 및 디지털 정보 처리 기술의 발전과 더불어 정보 처리 및 연산, 통신, 화상 정보 입출력 등 다양한 기능이 집적된 휴대용 단말기 기술이 새롭게 대두되고 있다. 디지털 카메라와 통신 기능이 장착된 PDA 또는 핸드폰, 디지털 카메라와 PDA 기능이 장착된 핸드폰 등을 그 예로 들 수 있는데, 디지털 카메라 기술 및 정보 저장 능력의 발달로 인하여 고사양의 디지털 카메라 모듈(digital camera module)의 장착이 점차 보편화하고 있는 추세이다. 이를 뒷받침하는 제반 기술의 발달로 휴대용 단말기 등에 장착되는 디지털 카메라 모듈에 메가 픽셀(mega pixel)급 이미지 센서(image sensor)가 사용되면서, 광학 줌(optical zoom), 자동 초점 조절 (Auto focus) 기능과 더불어 기계식 셔터(mechanical shutter)와 기계식 조리개(mechanical iris) 기능의 중요성은 더욱 부각되고 있다. Recently, with the development of communication technology and digital information processing technology, portable terminal technology in which various functions such as information processing and arithmetic, communication, image information input and output are integrated is emerging. Examples include PDAs or mobile phones equipped with digital cameras and communication functions, and mobile phones equipped with digital cameras and PDA functions. Due to the development of digital camera technology and information storage capabilities, high-end digital camera modules The mounting of is increasingly common. With the development of various technologies to support this, a mega pixel image sensor is used in a digital camera module mounted on a portable terminal, so that optical zoom and auto focus functions can be used. In addition, the importance of the mechanical shutter (mechanical shutter) and mechanical iris (mechanical iris) function is becoming more important.
그리고, 이미지 센서(예: CCD)의 동작 방식은 인터레이스드 스캔(interlaced scan)과 프로그레시브 스캔(progressive scan)의 두 가지 스캔 방식이 사용된다. 인터레이스드 스캔 방식은 기존의 비디오용 이미지 센서에서 사용되던 방식으로 화상을 두 번에 걸쳐 나누어 스캔하는데, 두 번에 나누어 스캔할 경우 한번의 스캔이 이루어진 후 두 번째 스캔이 이루어질 때까지 빛이 계속 들어오게 되므로 영상 화질 저하의 원인이 된다. As an operation method of an image sensor (eg, a CCD), two scan methods, interlaced scan and progressive scan, are used. The interlaced scanning method, which is used in the image sensor for video, scans an image twice in two scans. In case of two scans, the light is continuously turned on until a second scan is performed. This will cause a drop in image quality.
따라서 고화질의 영상을 획득하기 위해서는 기계식 셔터를 사용하여 두 번의 스캔 과정에서 빛을 차단해주는 과정이 필수적으로 고려되어야 한다. 이와는 달리, 35만화소급 정도의 디지털 카메라의 경우 모든 화소를 한 번에 스캔하는 프로그레시브 스캔 방식을 사용하는데, 이 경우 시간 간격으로 인한 오차가 없어 기계식 셔터가 없이 전자식 셔터(electronic shutter)만으로 제어가 가능하다. Therefore, in order to obtain a high quality image, the process of blocking light in two scanning processes using a mechanical shutter must be considered. On the other hand, the 350,000-pixel digital camera uses a progressive scan method that scans all pixels at once. In this case, there is no error due to time intervals, so the electronic shutter can be controlled without a mechanical shutter. Do.
최근의 3백만 화소 이상의 디지털 카메라에서는 동일한 이미지 센서 크기에서 더 많은 빛을 얻을 수 있어 보다 나은 화질을 기대할 수 있는 인터레이스드 스캔 방식이 다시 채용되고 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 전자식 셔터만으로는 기대한 화질을 얻을 수 없으므로 기계식 셔터를 채용하는 것이 추세이며 이를 위한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 기계식 셔터는 사람이 눈을 깜박이듯이 사 진이 찍히는 순간 차단막이 실제로 움직여 불필요한 빛을 차단하고 화질을 한 단계업그레이드 시켜주는 기능으로, 전등이나 태양 등 강한 반사광을 촬영할 때 화면에 수직선이 형성되는 스미어(Smear) 현상을 소프트웨어가 아닌 하드웨어적으로 차단해, 보다 선명한 화질의 사진을 얻을 수 있게 된다. In recent digital cameras with more than 3 million pixels, the interlaced scan method has been re-adopted to get more light from the same image sensor size and expect better image quality. In this case, as described above, the expected image quality cannot be obtained only by the electronic shutter. Therefore, a mechanical shutter is a trend, and technology development for this has been actively performed. The mechanical shutter is a function that blocks the unnecessary light and upgrades the image quality by one step when the picture is taken as if a person blinks.Smear is a vertical line formed on the screen when shooting strong reflected light such as a light or the sun. By blocking the phenomenon by hardware rather than software, you can get clearer picture quality.
도 1은 일반적인 소형 카메라의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing the structure of a general compact camera.
도 1을 참조하면, 하나 이상의 렌즈로 구성된 렌즈군 조립체(10)와, 케이스(20)와, 이미지 센서(30)와, 주변 회로를 포함한 주변 회로 보드(40)를 포함하는 구성이다.Referring to FIG. 1, a configuration includes a
상기 렌즈군 조립체(10)는 내부에 하나 이상의 렌즈를 포함하며, 케이스(20)에 조립된다. 상기 케이스(20) 하부에는 이미지 센서(30) 및 주변 회로 보드(40)가 구비된다. 상기 이미지 센서(30)는 상기 렌즈를 통과한 광 신호로부터 전기적인 신호를 검출하게 되는 것으로, CMOS 또는 CCD 이미지 센서로 구성된다. The
그러나, 최근 휴대용 단말기 등에 장착되는 디지털 카메라 모듈에 메가 픽셀급 이미지 센서가 사용되면서, 고화질의 영상 획득 및 부가적인 편의 기능을 부가하기 위하여 다수의 렌즈군 조립체 및 광학 줌(Optical zoom), 자동 초점 조절(auto focus control) 기능을 부가한 모듈이 채용되고 있다. 도 2는 이미지 센서(30)와 렌즈군 조립체(10) 사이에 다수의 광학계(11,12)를 배치한 구성으로서, 광학 줌 및 자동 초점 기능을 수행하게 된다.However, with the recent use of megapixel image sensors in digital camera modules mounted on portable terminals, many lens group assemblies, optical zoom, and auto focus adjustments have been added to provide high quality image acquisition and additional convenience functions. The module which added the (auto focus control) function is employ | adopted. FIG. 2 is a configuration in which a plurality of
이러한 최소형 디지털 카메라 모듈에 있어서 카메라 모듈이 차지하는 부피는 전체 기기의 크기에 비해 상대적으로 최소의 부피를 차지하면서도, 빠른 기동 속 도, 저 전력 소모, 큰 변위 등의 성능을 충족시켜야 하는데, 종래의 스텝 모터 등의 회전 운동을 하는 구동기로 렌즈 군과 같은 가동부를 움직이는 경우 부품 수가 많고 그 구조가 복잡하며, 모터의 크기로 인하여 부피가 커지는 단점이 있다.In the smallest digital camera module, the volume occupied by the camera module occupies a relatively small volume relative to the size of the entire device, while satisfying performances such as fast startup speed, low power consumption, and large displacement. When a moving part such as a lens group is moved by a driver that performs a rotational motion such as a motor, the number of parts is complicated, its structure is complicated, and the volume is large due to the size of the motor.
이러한 초소형 디지털 카메라 모듈에 기계식 셔터 기능을 적용하기 위해서는 상대적으로 적은 부피를 차지하면서 빠른 기동 속도, 저 전력 소모, 큰 변위 등의 성능을 충족시킬 수 있는 구동기가 필요하다. In order to apply a mechanical shutter function to such a compact digital camera module, a driver that can occupy a relatively small volume and satisfy performance such as high starting speed, low power consumption, and large displacement is required.
특히 이미지의 크기가 커짐에 따른 필요 변위의 증가에 대응할 수 있는 구동기가 요구되는데, 종래의 일반적인 전자력 구동기(magnetic actuator)의 경우 많은 수의 부품을 사용하므로 단가 및 크기에 있어서 제한이 있으며, 변위를 증가시키는 데 한계가 있다. In particular, there is a need for a driver that can cope with an increase in the required displacement as the size of the image increases. In the case of a conventional general magnetic actuator, a large number of parts are used, and thus there is a limitation in unit cost and size. There is a limit to increase.
또한 스텝 모터(stepping motor) 등 회전 운동을 하는 구동기로 가동부를 움직이는 경우, 동력 전달 과정에서 기어 박스를 사용하게 되므로 부품수가 많아지고 그 구조가 복잡하게 된다. 또한, 응답속도가 느리며, 기어부의 마찰 및 소음 등의 단점이 있다. 또한 이러한 방식을 채용한 기계식 셔터의 경우 복잡한 구조로 인하여 저가의 구동기를 제작하는데 어려움이 있으며, 소형화하는데 있어서 크기의 제한이 있다.In addition, in the case of moving the moving part by a drive that rotates such as a stepping motor (stepping motor), since the gear box is used in the power transmission process, the number of parts increases and the structure becomes complicated. In addition, the response speed is slow, and there are disadvantages such as friction and noise of the gear part. In addition, the mechanical shutter adopting such a method has a difficulty in manufacturing a low-cost driver due to a complicated structure, and there is a limitation in size in miniaturization.
상기한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 전자기력을 이용하여 셔터를 구동시켜 줄 수 있는 초소형 카메라의 셔터 장치를 제공함에 있다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a shutter device of a compact camera that can drive the shutter by using an electromagnetic force.
본 발명의 다른 목적은 하나 이상의 코일과, 상기 코일에 대향되는 위치에서 전자기력에 의해 이동 가능한 금속 등의 광학 물질로 이루어진 가동체를 포함하여, 광 통과공을 개폐할 수 있도록 한 초소형 카메라의 셔터 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is a shutter device of an ultra-compact camera including one or more coils and a movable body made of an optical material such as a metal that is movable by electromagnetic force at a position opposite to the coils. In providing.
본 발명의 또 다른 목적은 자성 유체 및 코일를 사용하여 카메라 모듈 광학계의 기계식 셔터 기능을 구현할 수 있도록 한 초소형 카메라의 셔터 장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a shutter device of a micro camera, which can implement a mechanical shutter function of a camera module optical system using a magnetic fluid and a coil.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치는, Shutter device of the micro camera according to the present invention for achieving the above object,
가동 유로가 형성된 기판; 전자기력을 발생하는 하나 이상의 코일; 상기 코일에 의해 발생된 전자기력에 의해 상기 가동 유로 내에서 이동되는 이동체; 하나의 코일 중심과 대응되는 위치에 관통공이 형성되는 차단막을 포함하는 것을 특징으로 한다. A substrate on which a movable flow path is formed; One or more coils for generating electromagnetic forces; A moving body moved in the movable flow path by an electromagnetic force generated by the coil; And a blocking film having a through hole formed at a position corresponding to the center of one coil.
상세하게, 상기 기판에는 상부 또는 하부 기판이 적층된 것을 특징으로 하며, 상기 상부 또는 하부 기판에는 상기 코일 또는/및 차단막이 형성된 것을 특징으로 한다. In detail, the upper or lower substrate is laminated on the substrate, and the coil or / and the blocking film is formed on the upper or lower substrate.
바람직하게, 상기 이동체는 코일의 전자기력에 의해 가동되는 자성재질을 포함하며, 이미지 센서의 파장 영역에 대응하는 빛을 차단하는 재질을 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the movable body includes a magnetic material that is operated by the electromagnetic force of the coil, and includes a material that blocks light corresponding to the wavelength region of the image sensor.
바람직하게, 상기 기판에는 상부 및 하부 기판이 상/하로 적층되어, 상기 가 동 유로를 밀폐시켜 주는 것을 특징으로 한다. Preferably, the upper and lower substrates are stacked on the substrate up and down to seal the movable flow path.
바람직하게, 상기 상부 또는 하부 기판 상에 복수개의 코일이 배치되고, 복수개의 코일 중 어느 하나의 코일 중심이 관통공과 정렬되며, 어느 하나의 코일에 인가되는 전류에 의해 그 코일의 중심으로 상기 이동체가 가동 유로를 따라 이동되는 것을 특징으로 한다. Preferably, a plurality of coils are disposed on the upper or lower substrate, the coil center of any one of the plurality of coils is aligned with the through hole, and the movable body is moved to the center of the coil by a current applied to one of the coils. It is characterized by being moved along the movable flow path.
바람직하게, 상기 이동체는 자성체 또는 자성유체인 것을 특징으로 한다. Preferably, the moving body is characterized in that the magnetic body or magnetic fluid.
한편, 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치는, On the other hand, the shutter device of the ultra-compact camera according to the present invention,
유로를 형성하는 기판; 상기 유로 내부에서 광 경로의 개폐를 위해 이동되는 이동체; 상기 기판의 일측 및 상기 유로 상에 따라 배치되며, 상기 이동체를 가동시키기 위한 하나 이상의 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다. A substrate forming a flow path; A moving body moved to open and close an optical path inside the flow path; It is disposed along one side of the substrate and on the flow path, characterized in that it comprises one or more coils for moving the movable body.
한편, 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치는, 밀폐된 유로를 형성하고, 상기 유로 내에서 이동되는 이동체를 구비한 제1기판; 제1기판의 상면에 결합되며, 복수개의 코일을 갖는 제2기판과; 상기 제1기판의 저면에 결합되는 제3기판; 상기 제3기판의 저면에 결합되며, 어느 하나의 코일 중심에 정렬되는 관통공이 형성된 차단막; 상기 복수개의 코일 중 어느 하나의 코일에 전류를 인가하여 상기 이동체를 유로내에서 이동시켜 주어, 상기 관통공을 개폐하기 위한 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the shutter device of the ultra-compact camera according to the present invention comprises: a first substrate having a moving body which forms a sealed flow path and moves in the flow path; A second substrate coupled to an upper surface of the first substrate and having a plurality of coils; A third substrate coupled to the bottom of the first substrate; A blocking film coupled to a bottom surface of the third substrate and having a through hole aligned with a center of one coil; A controller for applying a current to any one of the plurality of coils to move the movable body in the flow path to open and close the through hole; Characterized in that it comprises a.
바람직하게, 상기 제 1기판의 유로에 접한 부분은 소수성 막이 형성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the portion in contact with the flow path of the first substrate is characterized in that the hydrophobic film is formed.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings as follows.
도 3은 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a shutter device of a micro camera according to the present invention.
도 3을 참조하면, 광의 통과를 위한 관통공이 형성된 차단막(110)이 부착된 하부 기판(120)과, 상기 관통공의 개폐를 위해 이동되는 금속 등의 재질을 포함한 이동체(도 5 - 135)와; 상기 이동체의 수납 및 이동을 위한 유로를 구비하고 상기 하부 기판(120) 상에 결합되는 중앙 기판(130)과; 상기 가동부를 전 자기력으로 가동시켜 주기 위해 하나 이상의 구동 코일(141,142)이 장착된 상부기판(140)을 포함하는 구성이다.Referring to FIG. 3, a
상기 하부 및 상부 기판(120,140)은 투명 재질로 이루어진다. The lower and
상기와 같이 구성되는 본 발명 실시 예에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a shutter device of a micro camera according to an exemplary embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
도 3은 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치의 정면 사시도이고, 도 4는 도 3의 배면 사시도이다. 3 is a front perspective view of the shutter device of the micro camera according to the present invention, and FIG. 4 is a rear perspective view of FIG.
도 3 및 도 4를 참조하면, 셔터 구조는 하부 기판(120), 중앙 기판(130), 상부 기판(140)이 차례대로 밀착, 결합된다. 상기 하부 및 상부 기판(120,140)은 바람직하게 투명 재질로 이루어지며, 하부 기판(120)에는 광 경로 상에서 난 반사를 억제하기 위해 관통공(111)이 형성된 차단막(110)을 부착시킨 구성이다. 3 and 4, in the shutter structure, the
상기 상부 기판(140)에는 복수개의 코일(141,142)이 일정 형상으로 권선되어 부착된다. 상기 복수개의 코일(141,142)은 동일한 형상이거나 서로 다른 형상으로 권선될 수 있으며, 상기 코일 형상은 원형, 사각형, 타원형, 삼각형, 다각형 등의 형상 중에서 하나의 형상으로 권선될 수 있다. A plurality of
상기 상부 기판(140)에 권선되는 각 코일의 내부 영역 크기는 도 4에 도시된 차단막(110)에 형성된 관통공(111) 또는 도 5에 도시된 이동체(135)의 크기 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 복수개의 코일(141,142) 중 어느 하나의 코일은 그 중심이 관통공의 중심과 일치하게 배치된다. 이러한 복수개의 코일은 플렉시블한 기판 상에 미세 패턴 코일로 제조되어, 상부 기판(140)에 부착될 수도 있다. The inner region size of each coil wound on the
상기 복수개의 코일(141,142)이 배치되는 방향은 기판의 크기를 최소화하기 위한 방향 예를 들면, 대각선 방향으로 배치된다. 또한 대각선 방향으로 배치되는 두 코일의 일부 즉, 안쪽 코일 상호간을 중첩시켜 배치함으로써, 코일이 놓이는 공간을 최소화할 수 있다.The direction in which the plurality of
상기 복수개의 코일(141,142)의 양단 전원 연결선(143,144)에 연결된 패드(145-148)를 통해 개별적으로 전원을 각각 공급할 수 있으며, 각 패드(145-148)를 통해 코일(141,142)에 인가되는 전류 방향 및 크기를 조절할 수 있다. 여기서, 패드(145-148)는 기판 상에 설치할 수도 있고, 기판 외부에 설치할 수도 있다.Power may be individually supplied through the pads 145-148 connected to the
도 5는 도 3의 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 상부 기판(140)과 하부 기판(120) 사이에는 중앙 기판(130)이 설치된다. 상기 중앙 기판(130)은 불 투명재질로 형성되며, 일정 크기 및 형상의 이동체 유로(131)가 형성된다. 여기서, 상기 이동체 유로(131)의 크기는 이동체(135)의 이동에 의해 관통공(111)의 완전 개폐를 위해 이동체(135)의 크기 보다 적어도 2배 이상인 것이 바람직하며, 이동체 유로 (131)의 형상은 이동체(135)의 이동에 방해를 주지 않는 구조인 것이 바람직하다. 또한 이동체 유로(131)가 형성되는 방향은 두 코일(141,142)의 중심을 연결하는 사선의 방향으로서, 코일(141,142)이 대각선 방향으로 배치될 경우 이동체 유로(131)도 대각선 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 5 is an exploded perspective view of FIG. 3. Referring to FIG. 5, a
다시 말하면, 상기 이동체유로(131)의 외측 형상은 이동체(135)의 형상과 유사하다. 예를 들면, 이동체(135)가 타원형으로 형성될 경우 이동체 유로(131)의 외측도 타원형으로 형성될 수 있으며, 이동체(135)가 사각형으로 형성될 경우 이동체 유로(131)도 직사각형으로 형성될 수 있다. 또한 상기 이동체 유로(131)의 폭은 이동체(135)의 넓이 보다 같거나 크고, 이동체 유로(131)의 길이는 이동체(135)의 길이의 2배 보다 같거나 크다. 즉, 이동체 유로는 이동체의 이동에 따른 마찰을 최소화하기 위한 형상이나 크기로 형성되면 된다.In other words, the outer shape of the moving
여기서, 이동체(135)는 이미지 센서의 파장 영역에 대응하는 빛을 차단하는 재질을 선택할 수 있다. 바람직하게, 상기 이동체(135)는 자기장에 의해 상기 이동체 유로(131)를 따라 이동이 가능한 재질로서, 금속 재질이거나 다른 자성체 또는 자성유체로 구성될 수 있다.Here, the moving
예를 들면, 이동체(135)가 자성유체로 구성될 경우 자성유체의 이동이 원활하도록 하고 밀폐된 유로를 구성하기 위해, 자성유체의 유로를 구동하는 상부기판(140)의 저면, 중심 기판(130)의 이동체 유로(131) 둘레면, 하부기판(120)의 사면에는 각각 소수성(hydrophobic) 물질을 선택적으로 코팅할 수 있다. 또한 상부 및 하부 기판을 중심 기판에 밀착 구성하여, 유체의 외부 이탈을 방지하게 된다.For example, when the moving
또한 상기 이동체(135)가 유체가 아닌 비 유체(예: 고체- 자석에 반응하는 니켈 등)인 자성체이거나 금속재질인 경우 상부 및 하부 기판을 반드시 중심 기판에 밀착시키지 않아도 되며, 또 이동체 유로를 다른 기판 상에 설치할 수도 있어, 적층되는 기판 구조를 2개 기판을 이용할 수도 있다. 즉, 상부 기판에 코일이 배치되고, 하부기판 내에 유로를 형성시켜 줌으로써 자성체의 이동이 가능하게 된다. 여기서, 자성체로 구성할 경우 다각형 또는 타원형 등 다양하게 구성할 수도 있다.In addition, when the moving
상기 차단막(110) 및 이동체(135)는 이미지 센서의 파장 영역에 대응하는 빛을 차단하는 재질로 선택할 수 있다. 또한 코일(141,142) 및 차단막(110)은 상부기판(140)과 하부기판(120) 중 적합한 위치에 선택적으로 형성될 수 있다.The
또한 영구자석을 이동체로 구성할 경우 코일을 하나 배치하여, 코일에 전류를 순 방향으로 인가하면 이동체를 정 방향으로 이동시키고, 코일에 전류를 역 방향으로 인가하면 이동체를 역 방향으로 이동시켜 줌으로써, 관통공을 개폐할 수 있다. 또한 본 발명은 복수개의 코일을 반드시 특정한 기판 상에 배치하지 않고, 유로 상/하에 서로 다른 기판이나 서로 다른 측면 상에 배치할 수도 있다.In addition, when the permanent magnet is composed of a moving body, one coil is disposed, and when the current is applied to the coil in the forward direction, the moving body is moved in the forward direction, and when the current is applied in the reverse direction, the moving body is moved in the reverse direction. The through hole can be opened and closed. In addition, in the present invention, a plurality of coils may not be necessarily disposed on a specific substrate, but may be disposed on different substrates or different sides above and below the flow path.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 복수개의 코일(141,142)과 이동체(135)의 배치 관계를 나타낸 개략적인 도면으로서, 상부 기판을 제거한 상태도이다. 도시된 바와 같이, 기판 중심부에 위치한 제 1코일(141)의 중심부와 이동체(135)가 대향된다. 6 is a schematic view showing the arrangement relationship between the plurality of
상기 복수개의 코일(141,142)은 대각선으로 배치되면서 일부 영역이 중첩되는 데, 중첩된 코일 부분이 2층의 금속층을 이용하여 권선된다. 또한 각각의 코일(141,142)의 내측과 패드를 연결하는 부분 연결부와 두 코일이 중첩되는 부분은 서 로 다른 금속층을 사용하여 기판으로부터 이격된 상태로 제작되거나, 코일 중첩 사이의 영역에 절연층을 형성하고 그 위에 다른 코일을 적층시켜 배치할 수 있다. 이러한 두 코일은 연성 인쇄 회로 기판 내에 구성할 수도 있다.The plurality of
도 7은 본 발명에 따른 셔터 장치의 정면도이며, 도 8은 도 7의 A-A' 단면도이다. 7 is a front view of the shutter device according to the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 7.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1코일(141)의 중심 하부에 이동체(135) 및 관통공(111)이 마주보게 배치된다. 이 상태에서 제 1코일(141) 또는 제 2코일(142)에 인가되는 전류에 의해 이동체(135)가 이동체 유로(131)를 따라 좌/우로 이동되면서 상기 관통공(111)을 개폐할 수 있다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the moving
본 발명에 따른 카메라의 셔터 장치의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the shutter device of the camera according to the invention as follows.
도 9 및 도 10을 참조하면, 광 경로를 클로즈하기 위해 제 1코일(141)의 양단에 형성된 제 1 및 제 2패드(145,146)를 통해 일정 방향 및 크기의 전류를 제 1코일(141)에 흘려주면, 상기 제 1코일(141)에 의해 기판 중심부의 관통공(111) 상에 자기장(B1)이 형성된다. 이때, 이동체(135)는 자기장에 의해 이동체 유로(131)를 따라 이동되어 제 1코일(141)의 중심 하부로 이동되어 광 경로를 차단하게 된다. 즉, 관통공(111)의 상에 위치하여 빛 차단 재질인 이동체(135)로 인해 광이 통과되지 않는다. 그리고 상기 제 2코일(142)에는 전류 공급을 차단하게 된다. 즉, 전류 I1 > 0, I2 =0이 된다. 9 and 10, currents of a predetermined direction and magnitude are applied to the
도 9 및 도 11을 참조하면, 광 경로를 오픈하기 위해 제 2코일(142)의 양단에 형성된 제 3 및 제 4패드(147,148)를 통해 일정 방향 및 크기의 전류를 제 2코 일(142)에 흘려주면, 상기 제 2코일(142)에 의해 기판 중심 타측에서 자기장(B2)이 형성되므로, 상기 이동체(135)는 자기장에 의해 이동체 유로(131)를 따라 제 2코일(142)의 중심 하부로 이동되어 광 경로를 오픈시켜 된다. 이때에는 제 1코일(141)에는 전류 공급을 차단하게 된다. 즉, 전류 I1 = 0, I2 > 0이 된다. 9 and 11, the
이에 따라 제 1 또는 제 2코일(141,142)에 인가되는 전류에 의해 이동되는 상기 이동체(135)의 이동으로 관통공(111)을 개폐함으로써, 빛을 조절하게 된다. 이러한 전류 제어는 카메라 모듈 내의 전류 제어를 위한 서보 또는 제어부에 의해 제어된다. Accordingly, the light is controlled by opening and closing the through
도 12는 본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a shutter control method of a compact camera according to the present invention.
도 12를 참조하면, 카메라 모듈이 구동되고(S111), 관통공 개폐 여부를 확인하게 된다(S113). 상기 확인결과, 관통공의 오픈이면, 관통공 오픈 모드 동작을 개시하여(S115), 제 2코일에 전류를 공급하여 이동체를 이동체 유로내에서 이동 경로의 타측으로 이동시켜 줌으로써(S117), 관통공이 오픈되어 광이 통과된다(S119).Referring to Figure 12, the camera module is driven (S111), it is checked whether the through-hole opening or closing (S113). As a result of the check, if the through hole is open, the through hole open mode operation is started (S115), and current is supplied to the second coil to move the moving object to the other side of the moving path in the moving body flow path (S117). Open to pass the light (S119).
반대로, 상기 S113의 확인결과, 관통공이 클로즈되면, 관통공의 클로즈 모드 동작을 개시하여(S121), 제 1코일에 전류를 공급하여 이동체를 이동체 유로 내의 일측으로 이동시켜 줌으로써(S123), 관통공이 클로즈되어, 광을 차단하게 된다(S125). On the contrary, when the through hole is closed as a result of checking in S113, the close mode operation of the through hole is started (S121), and current is supplied to the first coil to move the moving body to one side in the moving body flow path (S123). It is closed to block the light (S125).
여기서, 본 발명의 다른 예로서, 상기 복수개의 코일은 상부 기판이 아닌 하 부 기판에 설치될 수도 있으며, 이동체가 유체가 아닌 경우 이동에 간섭을 주지 않는 범위에서 중심 기판 상면 또는 저면에 설치될 수 도 있으며, 차단막(110)은 상부 기판의 저면 또는 하부 기판의 저면/상면 중 어느 하나의 위치에 배치될 수도 있다.Here, as another example of the present invention, the plurality of coils may be installed on the lower substrate, not the upper substrate, and may be installed on the upper or lower surface of the central substrate in a range that does not interfere with the movement when the moving body is not a fluid. In addition, the
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains to the detailed description of the present invention and other forms of embodiments within the essential technical scope of the present invention. Could be implemented. Here, the essential technical scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the equivalent range will be construed as being included in the present invention.
본 발명에 따른 초소형 카메라의 셔터 장치에 의하면, 기존의 스텝 모터나 전자석을 이용한카메라 모듈에 비해 소형화, 경량화를 할 수 있는 효과가 있다.According to the shutter device of the ultra-compact camera according to the present invention, there is an effect that can be reduced in size, lighter than the conventional camera module using a step motor or an electromagnet.
또한 기판 영역 내에 셔터 장치를 최소화시켜 수납함으로써, 최소 공간을 점유하면서 기계식 셔터 기능을 부가하여 화질을 제공하며, 광학 모듈의 배치 방법에 따라 다양한 구조로 제작이 가능한 PDA, 핸드폰 등의 휴대용 기기에 적용 가능한 효과가 있다.In addition, by minimizing and storing the shutter device in the board area, it provides the image quality by adding a mechanical shutter function while occupying the minimum space, and applied to portable devices such as PDAs and mobile phones that can be manufactured in various structures according to the arrangement method of the optical module. There is a possible effect.
또한 전자기력을 이용하여 셔터 동작을 가능케 함으로써, 제어를 보다 효과 적으로 할 수 있다.In addition, by enabling the shutter operation using the electromagnetic force, the control can be more effective.
또한 기판에 코일 및 자성 재질로 셔터를 구성함으로써, 기판 상에 일체로 구성할 수도 있어, 부가적으로 차지하는 공간이 거의 없는 효과가 있다. In addition, since the shutter is formed of a coil and a magnetic material on the substrate, the shutter may be integrally formed on the substrate, and there is an effect that there is almost no additional space.
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