KR100593896B1 - 렌즈 분할형 카메라 모듈 - Google Patents

렌즈 분할형 카메라 모듈 Download PDF

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Abstract

렌즈분할형 카메라 모듈이 제공된다.
본 발명의 렌즈분할형 카메라 모듈은 광축방향으로 적어도 하나이상 배치되는 광학계 렌즈군과, 상기 광학계 렌즈군을 통과한 광을 전달받아 이미지를 결상하는 이미지 센서를 갖는 카메라 모듈에 있어서, 상기 광학계 렌즈군은 상기 이미지센서에 균등분할된 결상영역마다 동일한 이미지를 생성하도록 복수개로 균등분할되어 서로 평행한 광축을 갖는 복수개의 분할렌즈를 포함하고, 상기 분할렌즈를 통과한 광으로 부터 해당하는 단색 광신호만을 분리하도록 상기 광학계 렌즈의 분할렌즈와 상기 이미지센서의 분할된 결상영역사이에 구비되는 복수개의 분할형 컬러필터; 상기 분할형 컬러필터에 의해 개별적으로 분리된 단색 광신호를 추출하여 생성된 전기신호를 근거로 하나의 이미지로 복원하도록 상기 이미지센서에 전기적으로 연결되는 이미지신호처리부;를 포함한다.
본 발명의 렌즈분할형 카메라 모듈에 의하면, 광축방향의 광학계 높이를 낮추어 소형화 설계를 도모하고, 분할된 렌즈를 통과하는 광신호의 파장대에 맞추어 최적화된 회절 광학소자를 채용하여 회절효율및 광학특성을 향상시킬 수 있다.
반사형, 카메라 모듈, 렌즈군, 반사미러, 이미지 센서, 구동수단

Description

렌즈 분할형 카메라 모듈{A LENS-DIVIDING TYPE CAMER MODULE}
도 1은 종래기술에 따른 단일렌즈형 카메라모듈을 도시한 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 웨이퍼 레벨 렌즈형의 카메라모듈을 도시한 단면도이다. 도 3는 본 발명에 따른 렌즈분할형 카메라 모듈을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 렌즈분할형 카메라 모듈의 종단면도이다.
도 5는 이미지센서에 구비되는 컬러필터의 패턴을 도시한 것으로써,
a)는 종래의 베이어패턴
b)는 본 발명의 분할형 패턴
도 6은 본 발명에 따른 렌즈분할형 카메라 모듈에 구비되는 분할렌즈의 광학중심이 컬러필터의 중심으로 부터 벗어난 상태를 도시한 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 광학계 렌즈군 111,112a,112b,113 : 분할렌즈
115 : 광학회절소자 120 : 분할형 컬러필터 121a,122a,122b,123 : 레드,그린및 블루컬러 필터
130 : 이미지센서 135 : 전극범프
140 : 이미지신호처리부 e,E : 이미지
본 발명은 렌즈가 분할형으로 구비되는 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세히는 광축방향의 광학계 높이를 낮추어 소형화 설계를 도모하고, 분할된 렌즈를 통과하는 광신호의 파장대에 맞추어 최적화된 회절 광학소자를 채용하여 회절효율및 광학특성을 향상시킬 수 있는 렌즈 분할형 카메라 모듈에 관한 것이다.
근래들어 전자 통신 산업의 발달로 말미암아 휴대용 무선단말기(이하, 단말기이라한다.)는 점점 경박 소형화 되어가면서 그 기능은 다양해지고 있는 추세이다. 예를 들어, 소비자의 다양한 욕구에 따라 단말기의 기능이 점차 다양해지고 있으며, 최근 단말기의 기본적인 통화기능이외에, 단말기를 이용하여 게임이나 인터넷 검색, 이메일(E-mail) 수신 및 발신, 대금결재등과 같은 다양한 기능이 추가되고 있다.
이와 더불어 단말기에 디지털 카메라 기술기반의 카메라 모듈을 병합하여 피사체의 동화상, 정지화상을 찍어 보관하고, 상대방에게 전송하는 카메라기능이 병합된 카메라폰 단말기가 상용화되고 있다. 더 나아가 디지털 캠코더 기술을 단말기에 융합시켜 수 십분 이상의 동화상 멀티미디어를 저장, 전송할 수 있는 소위 캠코더 단말기의 개발도 시도되고 있다.
이러한 단말기에 일체로 구비되는 카메라 모듈은 통상적으로 그 특성상 크기가 소형이며 경량일 것이 요구되는데, 종래의 카메라 모듈(10)은 도 1에 도시한 바와같이, 복수개의 렌즈(11)와, 이를 광축방향으로 순차적으로 배치하는 렌즈경통(12), 상기 렌즈(11)를 통해 투사되는 광을 회절시키는 회절광학소자(13)및 상기 렌즈(11), 회절광학소자(13)를 통과한 광을 화상으로 결상하는 이미지 센서(14)로 구성된다.
그러나, 점차 고화질이 요구되어 높은 화소수의 이미지 센서(14)가 채용되고, 렌즈(11)의 매수가 점차 증가하게 되고, 이로 인하여 렌즈경통(12)에 렌즈(11)를 조립하는 작업및 이미지 센서(14)와 더불어 패키징하는 작업이 복잡해지고 어려워지게 되는 한편, 렌즈매수의 증가와 더불어 카메라 모듈의 부피도 커지게 되는 문제점이 있었다.
이에 따라, 렌즈의 얼라인먼트(alignment)와 어태치먼트(attachment)를 보다 용이하게 수행할 수 있도록 반도체공정기술을 이용하여 카메라모듈을 제작하는 기술이 국제특허공개 WO 2004/027880호에 개시되어 있다.
상기 카메라 모듈(20)은 도 2에 도시한 바와같이, 웨이퍼(22)의 단면 또는 양면에 렌즈(21)를 구비하도록 가공하고, 렌즈가 구비된 웨이퍼(22)를 광축방향으로 적층하여 접합함과 동시에 IR 컷트 필터(23)와 이미지 센서(24)를 웨이퍼상태로 패키징하는 것이다.
그러나, 이러한 카메라 모듈(20)은 별도의 크린룸(clean room)에서 제작공정이 이루어져 조립중 오염도가 낮고, 공차특성및 수율이 향상되는 장점이 있지만, 렌즈경통(12)에 렌즈(11)를 배치하는 구조와 마찬가지로 고해상도가 되어감에 따라 이미지 센서(24)의 크기가 커지게 되면, 이에 맞추어 접합하여 패킹지해야만 하는 웨이퍼(22)의 적층수도 비례하여 증가되었다.
또한, 이미지 센서(24)의 크기가 커짐에 따라 렌즈의 직경도 커지면서 렌즈와 이미지센서간의 초점길이도 길어지게 되면, 광축방향을 고려하여 높이가 설계되는 카메라 모듈(20)의 크기가 커지게 되고, 이로 인하여 카메라 모듈을 채용하는 단말기의 부피도 커지게 되어 단말기를 소형화하는데 한계가 있었다.
그리고, 상기 렌즈(11)(21)를 통과한 광의 색수차를 줄이도록 렌즈를 통과한 광을 회절시키는 광학회절소자(13)(23)는 서로 다른 파장대역을 갖는 레드(Red)(R), 그린(Green)(G), 블루(Blue)(B)의 광신호를 전체적으로 고려하여 설계해야만 하기 때문에, 광학회절소자의 설계및 제작이 매우 복잡하고, 이로 인하여 이를 채용하게 되는 카메라 모듈의 제조원가가 상승되는 한편, 전파장대별 회절효율이 저하되어 광학성능이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 그 목적은 광축방향의 광학계 높이를 낮추어 소형화 설계를 도모하고, 단말기를 보다 소형화할 수 있는 렌즈 분할형 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 또다른 목적은, 분할된 렌즈에 맞추어 해당하는 광신호의 파장대에 맞추어 최적화된 회절 광학소자를 채용하여 회절효율및 광학특성을 향상시킬 수 있는 렌즈 분할형 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,
광축방향으로 적어도 하나이상 배치되는 광학계 렌즈군과, 상기 광학계 렌즈군을 통과한 광을 전달받아 이미지를 결상하는 이미지 센서를 갖는 카메라 모듈에 있어서,
상기 광학계 렌즈군은 상기 이미지센서에 균등분할된 결상영역마다 동일한 이미지를 생성하도록 복수개로 균등분할되어 서로 평행한 광축을 갖는 복수개의 분할렌즈를 포함하고,
상기 분할렌즈를 통과한 광으로 부터 해당하는 단색 광신호만을 분리하도록 상기 광학계 렌즈의 분할렌즈와 상기 이미지센서의 분할된 결상영역사이에 구비되는 복수개의 분할형 컬러필터;
상기 분할형 컬러필터에 의해 개별적으로 분리된 단색 광신호를 추출하여 생성된 전기신호를 근거로 하나의 이미지로 복원하도록 상기 이미지센서에 전기적으로 연결되는 이미지신호처리부;를 포함함을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈을 제공한다.
바람직하게는 상기 분할렌즈는 상기 이미지센서의 결상영역과 대응되는 광학계 렌즈군의 몸체에 동일한 외경크기를 갖도록 2×2의 4분할 렌즈어레이로 구비된다.
바람직하게는 상기 분할형 컬러필터는 상기 분할렌즈를 통과한 광중 레드 광신호만 분리하는 레드컬러 필터, 그린 광신호만 분리하는 그린컬러 필터 및 블루 광신호만 분리하는 블루컬러 필터를 포함한다.
바람직하게는 상기 분할형 컬러필터는 상기 분할렌즈를 통과한 광중 엘로우 광신호만 분리하는 엘로우컬러 필터, 마젠타 광신호만 분리하는 마젠타컬러 필터, 시안 광신호만 분리하는 시안컬리 필터를 포함한다.
바람직하게는 상기 분할형 컬러필터는 상기 이미지센서의 결상영역과 대응되어 동일한 크기의 필터영역을 갖도록 2×2 4분할 필터어레이로 구비된다.
보다 바람직하게는 상기 분할형 컬러필터는 상기 이미지센서의 상부면에 패턴인쇄된다.
바람직하게는 상기 분할렌즈와 상기 분할형 컬러필터사이에는 해당하는 단색 광신호만을 회절시키도록 균등분할된 분할형 광학회절소자를 구비한다.
보다 바람직하게는 상기 광학회절소자는 상기 분할형 컬러필터와 가장 근접하는 분할렌즈의 후면에 구비된다.
바람직하게는 상기 분할렌즈는 해당하는 컬러필터의 중심으로부터 외측 대각방향으로 반픽셀씩 이동되는 광학중심을 갖도록 구비된다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3는 본 발명에 따른 렌즈분할형 카메라 모듈을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 렌즈분할형 카메라 모듈의 종단면도이다.
본 발명의 카메라 모듈(100)은 도 3과 4에 도시한 바와같이, 광축방향으로 적어도 하나이상의 광학계 렌즈군(110)을 갖추며, 상기 광학계 렌즈군(110)을 내부공간에 내장할 수 있도록 상기 광학계 렌즈군(110)의 형상에 맞추어 제작되는 경통(101)을 구비한다.
그리고, 무한대의 한점에서 출발한 광이 상기 광학계 렌즈군(110)을 통과하면서 굴절되어 초점이 형성되는 위치에 이미지를 결상하도록 이미지센서(130)가 구비된다. 이때, 상기 광학계 렌즈군(110)의 광학중심과 상기 이미지센서(130)에 이미지가 결상되는 결상면간의 거리를 초점거리라고 하며, 상기 초점거리에 맞추어 상기 경통(101)의 높이를 설계하게 된다.
상기 광학계 렌즈군(110)은 이미지센서(130)에 균등분할된 결상영역마다 동일한 이미지(e)를 결상할 수 있도록 동일한 평면상에서 복수개로 균등분할되어 서로 평행한 광축을 갖는 복수개의 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 광학계 렌즈군(110)의 전방에는 이를 통과하는 광량을 조절할 수 있도록 조리개(102)를 구비하며, 외부로 부터 입사되는 광에 포함된 자외선을 필터링할 수 있도록 자외선필터(103)를 구비한다.
여기서, 상기 경통(101)에는 광학계 렌즈군(110)을 광축방향으로 왕복이동시켜 줌기능과 포커싱기능을 수행할 수 있도록 모터와 같은 별도의 구동수단(미도시)및 스크류, 기어부재와 같은 동력전달수단(미도시)을 구비할 수 있다.
이러한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)는 상기 이미지센서(130)의 전체결상면을 2×2로 균등분할한 결상영역과 대응하도록 균등분할된 광학계 렌즈군(110)의 몸체에 동일한 외경크기를 갖도록 2×2의 4분할 렌즈어레이로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학계 렌즈(110)의 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)와 상기 이미지센서(130)의 분할된 결상영역사이에는 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 통과한 광으로 부터 해당하는 단색 광신호인 레드(Red), 그린(Green)및 블루(Blue)의 3가지 색 또는 엘로우(Yellow)), 마젠타(Magenta)및 시안(Cyan)의 3가지 색만 분리할 수 있도록 분할형 컬러필터(120)를 구비한다.
이러한 분할형 컬러필터(120)는 상기 이미지센서(130)에 2×2로 균등분할된 결상영역과 대응되어 동일한 크기의 필터영역을 갖도록 2×2 4분할 필터어레이로 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 분할형 컬러필터(120)는 상기 광학계 렌즈군(110)을 통과한 다음 대응하는 분할렌즈(111)를 통과한 광중 레드 광신호만 분리하는 레드컬러 필터(121), 대응하는 분할렌즈(112a)(112b)를 통과한 광중 그린 광신호만 분리하는 그린컬러 필터(122a)(122b) 및 대응하는 분할렌즈(113)를 통과한 광중 블루 광신호만 분리하는 블루컬러 필터(123)를 포함하여 구성되며, 상기 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)는 동일한 크기의 필터영역을 갖도록 모두 동일한 면적을 갖는다.
또한, 상기 분할형 컬러필터(120)는 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)대신에 상기 광학계 렌즈군(110)을 통과한 다음 대응하는 분할렌즈(111)를 통과한 광중 대응하는 분할렌즈(111)를 통과한 광중 엘로우 광신호만 분리하는 엘로우컬러 필터, 대응하는 분할렌즈(112a)(112b)를 통과한 광중 마젠타 광신호만 분리하는 마젠타컬러 필터, 대응하는 분할렌즈(113)를 통과한 광중 시안 광신호만 분리하는 시안컬러 필터를 포함하여 구성되어도 좋다.
상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 통과한 광중 단색 광신호만 분리하기 위해서 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)와 이미지센서(130)사이에 구비되는 분할형 컬러필터(120)는 2×2 로 4분할된 이미지센서(130)의 결상영역에 맞추어 균등분할되도록 상기 이미지센서(130)의 상부면에 패턴인쇄되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)와 상기 분할형 컬러필터(120)사이에는 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 통과하는 광신호중 이에 해당하는 단색의 파장대만을 회절처리시킬 수 있도록 복수개로 균등분할된 복수개의 분할형 광학회절소자(115)를 구비한다.
여기서, 회절처리하고자 하는 광신호의 광신호(레드, 그린및 블루)의 파장대에 맞게 설계된 광학회절소자(115)는 상기 분할형 컬러필터(120)와 가장 근접하는 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)의 각 후면에 각각 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 이미지센서(130)에 전기적으로 연결되는 이미지신호처리부(140) 는 상기 분할형 컬러필터(120)의 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)에 의해 분리된 단색 광신호를 상기 이미지센서(130)의 분할된 결상영역으로 부터 각각 수신하고, 이를 추출하여 하나의 이미지로 복원하도록 전극범프(135)를 매개로 하여 상기 이미지센서(130)의 하면에 구비된다.
그리고, 도 5(b)에 도시한 바와같이, 상기 이미지센서(130)에 균등분할된 결상영역마다 상기 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)에 의해 각각 단색 광신호로 분리된 다음 결상되는 각각 단색의 이미지(e)는 하나의 이미지로 복원하는 과정에서, 도 5(a)에 도시한 바와같이 종래의 배이어 패턴(bayer pattern)의 컬러필터(32)에 의해 분리된 광신호를 추출하여 이미지센서의 전체결상영역에 결상되는 하나의 이미지(E)에 비하여 해상도가 저하된다.
즉, 이는 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)를 갖는 이미지센서(130)의 2×2 로 4분할된 결상영역에 의하여 형성된 이미지(e)의 픽셀(131)의 형성갯수는 종래의 베이어 패턴의 컬러필터(32)를 갖는 이미지센서의 전체 결상영역에 의하여 형성되는 이미지(E)의 픽셀(32a)의 형성갯수에 비하여 1/4 로 감소되기 때문에, 레드, 그린및 블루 색상별로 발생하는 각각의 픽셀에 의해서 형성되는 복수개의 이미지(e)를 상기 이미지신호처리부(140)에 의해서 하나의 이미지로 복원하여도 복원된 이미지의 해상도는 1/4로 감소되는 것이다.
이러한 경우, 상기 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)와 대응하는 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)는 도 6에 도시한 바와같이 각 광학중심(OR)(OG)(GB)이 해당하는 컬러필터(121)(122a)(122b)(123)의 각 중심(CR)(CG)(CB)으로 부터 외측 대각방향으로 각각 반픽셀씩 이동되도록 구비한다.
즉, 레드컬러에 해당하는 분할렌즈(111)의 광학중심(OR)은 레드컬러 필터(121)의 중심(CR)으로 부터 2사분면 방향으로 반픽셀이동되고, 그린컬러에 해당하는 분할렌즈(112a)(12b)의 각 광학중심(OG)은 그린컬러 필터(122)의 중심(CG)으로 부터 1,3사분면방향으로 반픽셀씩 각각 이동됨과 동시에, 블루컬러에 해당하는 분할렌즈(113)의 광학중심(OB)은 블루컬러 필터(123)의 중심(CB)으로 부터 4사분면 방향으로 반픽셀이동된다.
그리고, 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)의 각 광학중심의 이동방향및 이동거리가 정확히 결정되면 상기 이미지신호처리부(140)에 의한 신호처리로 원상태의 해상도로 복원되어 분할 이미지의 합성시 발생되는 해상도문제를 해결할 수 있으며, 이러한 해상도 복원을 위한 광학중심의 방향및 거리는 고정된 것은 아니며 신호처리 알고리즘에 따라 달라질수 있다. (High-resolution image reconstruction from multiple low-resolution images, H.Wei and T.D. Binnie, IEEE 1999).
한편, 상기 광학계 렌즈군(110)을 구성하는 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113) 는 도 7(a)에 도시한 바와같이, 웨이퍼(W)의 상부면에 사전에 설계된 렌즈패턴을 형성한 다음, 이를 에칭에 의해 볼록한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 구성하거나, 도 7(b)에 도시한 바와같이 오목한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 구성할 수 있으며, 상기 볼록하거나 오목한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)는 도 7(a)(b)에 도시한 바와같이 상기 웨이퍼(W)의 일측단면에만 구성하여도 좋지만 상기 웨이퍼(W)의 양면에 구성될 수 있다.
그리고, 상기 광학계 렌즈군(110)을 구성하는 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)는 도 7(c)에 도시한 바와같이, 웨이퍼(W)의 상부면에 일정두께의 폴리머층(P)을 적층한 다음 사전에 설계된 렌즈금형을 이용하여 레플리카(reflica)방식에 의해 볼록한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 구성하거나, 도 7(d)에 도시한 바와같이 오목한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 구성할 수 있으며, 상기 볼록하거나 오목한 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)는 도 7(c)(d)에 도시한 바와같이 상기 웨이퍼(W)의 일측 단면에만 형성하여도 좋지만 상기 웨이퍼(W)의 양면에 폴리머층(P)을 각각 적층한 다음 이에 각각 구성될 수 있다
상기한 구성을 갖는 본 발명의 카메라 모듈(100)에 구비되는 광학계 렌즈군(110)으로 무한대의 한점에서 출발한 광이 입사되면, 상기 광학계 렌즈군(110)은 2×2 로 균등분할된 복수개의 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)로 구성되기 때문에, 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)로 부터 나오는 광은 서로 나란한 복수의 광 축을 형성하게 된다.
그리고, 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 통과한 광은 상기 이미지센서(130)의 전체결상면을 2×2로 균등분할한 결상영역과 대응하도록 균등분할된 분할형 컬러필터(120)의 각 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)를 통과하면서 이에 해당하는 단색광 신호만 분리하여 통과시키게 된다.
이에 따라, 상기 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)와 대응하는 이미지센서(130)의 분할된 각 결상영역에는 도 5(a)(b)에 도시한 바와같이 종래의 베이어 패턴을 컬러필터(32)를 통해 결상되는 하나의 풀컬러 이미지(E)보다 크기가 1/4로 축소된 복수개의 단색이미지(e)가 결상된다.
여기서, 상기 도 5(a)(b)에 도시한 바와같이 상기 컬리필터(120)(32)에 분리된 광신호가 결상되는 이미지센서의 단위픽셀은 16×16의 단위픽셀 어레이를 갖도록 구비되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨데 CiF급 센서의 경우 352×352의 단위픽셀 어레이를 갖도록 구비되거나 VGA급 센서인 경우 640×640의 단위픽셀 어레이를 갖도록 구비된다.
그리고, 상기 단위픽셀은 해당하는 광신호를 추출하여 이미지신호처리부(140)로 전송할 수 있도록 적어도 하나의 수광소자(미도시)와 이를 완전히 덮는 마 이크로렌즈(미도시)로 구성되어 해당하는 광신호만을 분리한 다음 단색이미지(e)를 결상할 수 있도록 상기 이미지신호처리부(140)로 전송한다.
이때, 상기 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)와 이에 대응하는 분할형 컬러필터(120)의 각 레드, 그린및 블루컬러 필터(121)(122a)(122b)(123)사이에는 상기 분할렌즈(111)(112a)(112b)(113)를 통과하는 광신호중 이에 해당하는 단색의 파장대만을 회절처리시킬 수 있도록 복수개로 균등분할된 복수개의 분할형 광학회절소자(115)가 각각 구비되어 있기 때문에, 상기 이미지센서(130)의 분할된 결상영역에 결상되는 이미지의 색수차를 방지하여 단색이미지(e)의 선명도및 광학특성을 향상시킬 수 있는 것이다.
연속하여, 상기 이미지센서(130)의 분할된 결상영역마다 결상되는 단색이미지(e)는 상기 이미지신호처리부(140)의 신호처리 알고리즘에 의해서 하나의 이미지(E)로 합성되어 복원되도록 이미지처리된다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 광학계 렌즈군을 2×2로 균등 4분할된 분할렌즈로 구성하여 렌즈의 외경크기를 줄임으로써, 렌즈군과 이미지센서사이의 초점거리를 단축시켜 광학계 높이를 낮출수 있기 때문에, 카메라모듈의 크기를 소형화하고, 이를 채용하는 단말기를 종래에 비하여 보다 소형화할 수 있다.
또한, 광학계 렌즈군에 균등분할된 분할렌즈에 맞추어 해당하는 광신호의 파장대에 맞추어 광신호를 회절처리할 수 있도록 최적화된 회절 광학소자를 구비함으로써, 전파장대역에 맞추어 설계된 종래에 비하여 회절효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 카메라모듈의 광학성능을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 도시되고 설명되었지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (9)

  1. 광축방향으로 적어도 하나이상 배치되는 광학계 렌즈군과, 상기 광학계 렌즈군을 통과한 광을 전달받아 이미지를 결상하는 이미지 센서를 갖는 카메라 모듈에 있어서,
    상기 광학계 렌즈군은 상기 이미지센서에 균등분할된 결상영역마다 동일한 이미지를 생성하도록 복수개로 균등분할되어 서로 평행한 광축을 갖는 복수개의 분할렌즈를 포함하고,
    상기 분할렌즈를 통과한 광으로 부터 해당하는 단색 광신호만을 분리하도록 상기 광학계 렌즈의 분할렌즈와 상기 이미지센서의 분할된 결상영역사이에 구비되는 복수개의 분할형 컬러필터;
    상기 분할형 컬러필터에 의해 개별적으로 분리된 단색 광신호를 추출하여 생성된 전기신호를 근거로 하나의 이미지로 복원하도록 상기 이미지센서에 전기적으로 연결되는 이미지신호처리부;를 포함함을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분할렌즈는 상기 이미지센서의 결상영역과 대응되는 광학계 렌즈군의 몸체에 동일한 외경크기를 갖도록 2×2의 4분할 렌즈어레이로 구비됨을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분할형 컬러필터는 상기 분할렌즈를 통과한 광중 레드 광신호만 분리하는 레드컬러 필터, 그린 광신호만 분리하는 그린컬러 필터 및 블루 광신호만 분리하는 블루컬러 필터를 포함함을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분할형 컬러필터는 상기 분할렌즈를 통과한 광중 엘로우 광신호만 분리하는 엘로우컬러 필터, 마젠타 광신호만 분리하는 마젠타컬러 필터, 시안 광신호만 분리하는 시안컬리 필터를 포함함을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분할형 컬러필터는 상기 이미지센서의 결상영역과 대응되어 동일한 크기의 필터영역을 갖도록 2×2 4분할 필터어레이로 구비됨을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  6. 제 1 내지 5항중 어느 한항에 있어서,
    상기 분할형 컬러필터는 상기 이미지센서의 상부면에 패턴인쇄됨을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 분할렌즈와 상기 분할형 컬러필터사이에는 해당하는 단색 광신호만을 회절시키도록 균등분할된 분할형 광학회절소자를 구비함을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광학회절소자는 상기 분할형 컬러필터와 가장 근접하는 분할렌즈의 후면에 구비됨을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 분할렌즈는 해당하는 컬러필터의 중심으로부터 외측 대각방향으로 반픽셀씩 이동되는 광학중심을 갖도록 구비됨을 특징으로 하는 렌즈분할형 카메라모듈.
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