KR100860874B1

KR100860874B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100860874B1
Application number: KR1020060021935A
Authority: KR
Inventors: 조성엽
Original assignee: 엠텍비젼 주식회사
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2008-09-29
Also published as: KR20070092034A

Abstract

카메라 모듈이 개시된다. 센서수용부와 센서 수용부의 둘레에 형성된 광원수용부를 구비하는 홀더와, 센서수용부의 상부에 위치하는 제1렌즈와, 광원수용부의 상부에 위치하며 도넛 형상을 가지는 제2렌즈와, 센서수용부에 수용되며 제1렌즈를 통해 입사되는 빛을 감지하는 센서와, 광원수용부에 수용되며 제2렌즈를 통해 빛을 외부로 확산하는 적어도 하나의 광원과, 센서 및 광원이 실장되며 홀더의 일단부에 고정되는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈은 센서와 광원을 동일한 인쇄회로기판에 실장함으로써 부피를 줄일 수 있고 생산성을 높일 수 있다.

카메라 모듈, 광원, 크세논 램프

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에서 빛이 외부로 확산되는 상태를 도시한 단면도.

<도면 부호의 설명>

11: 홀더 13: 센서수용부

15: 광원수용부 17: 제1렌즈

19: 제2렌즈 21: 센서

23: 광원 25: 반사막

27: 인쇄회로기판 29: FPC

31: 컨넥터

본 발명은 휴대용 단말기 등에 장착되는 카메라 모듈에 관한 것이다.

휴대용 단말기의 기능은 통화에 국한되지 않고, 인터넷 접속, 동영상 촬영 및 재생, 화상 통신 등과 같은 영역으로 기능의 폭을 넓혀가고 있으며, 이로 인해 최근의 휴대용 단말기는 카메라 모듈을 장착하고 있는 경우가 크게 늘고 있는 실정이다.

이처럼 휴대용 단말기의 내장 카메라 모듈 시장이 커짐에 따라, 다른 휴대용 단말기 카메라와의 차별화가 요구되는 동시에 소비자들의 요구도 다양해지고 있다. 이러한 소비자들의 다양한 욕구를 충족시키기 위한 제품들이 개발되고 있는데, 예를 들면 플래시 기능(어두운 곳이나 야간 촬영시의 조명), 렌즈의 매크로 기능(수동으로 렌즈 초점을 변화시켜 근거리 촬영), 디지털 줌 기능(화상의 특정 부분을 확대) 등이 있다.

카메라는 렌즈를 통해 입사되는 빛을 이용하여 사물의 밝고 어두움을 이미지센서에 표현하는 것이 기본 원리이므로, 빛은 사진 활영 시에 가장 중요한 요소이다. 또한, 단말기용 내장형 카메라의 경우는 아날로그, 디지털 카메라와는 달리 이미지 센서의 감도와 렌즈의 성능이 현저히 떨어지므로 저조도에서 특히, 플래시 기능이 더욱 요구되고 있다.

따라서 최근에는 카메라 모듈이 플래시 기능을 구비한 제품의 출시가 잇따르고 있다. 그러나 카메라 모듈과는 별도의 플래시 기능을 구비하는 경우에는 부피가 증가할 뿐만 아니라 플래시와 카메라 모듈을 별도로 제작하고 조립해야 하기 때문에 생선성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 부피를 줄이고 생산성을 향상할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 카메라 모듈은 센서수용부와 센서 수용부의 둘레에 형성된 광원수용부를 구비하는 홀더와, 센서수용부의 상부에 위치하는 제1렌즈와, 광원수용부의 상부에 위치하며 도넛 형상을 가지는 제2렌즈와, 센서수용부에 수용되며 제1렌즈를 통해 입사되는 빛을 감지하는 센서와, 광원수용부에 수용되며 제2렌즈를 통해 빛을 외부로 확산하는 적어도 하나의 광원과, 센서 및 광원이 실장되며 홀더의 일단부에 고정되는 인쇄회로기판을 포함한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 실시예는 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 센서수용부 및 광원수용부는 원통 형상을 가지고, 광원은 센서의 둘레에 일정한 간격으로 복수 개가 배열될 수 있고, 광원수용부의 내주면 및 센서수용부의 외주면에는 반사막이 형성될 수 있다. 그리고 제2렌즈는 광원을 향하는 면이 편평하고 외부를 향하는 면이 볼록한 빛 확산 렌즈일 수 있으며, 광원은 크세논 램프, 백색 LED 또는 적외선 LED 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 제2렌즈는 홀더와 일체로 형성되며, 홀더는 빛이 투과할 수 있는 투명한 플라스틱에 의해 형성될 수 있으며, 이때 홀더는 투명 아크릴에 의해 형성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 센서수용부(13)와 센서수용부(13)의 둘레에 형성된 광원수용부(15)를 구비하는 홀더(11), 센서수용부(13)의 상부에 위치하는 제1렌즈(17), 광원수용부(15)의 상부에 위치하는 제2렌즈(19),

센서수용부(13)에 위치하며 제1렌즈(17)를 통해 입사되는 빛을 감지하는 센서(21), 광원수용부(15)에 위치하며 제2렌즈(19)를 통해 빛을 외부로 확산하는 광원(23), 그리고 센서(21) 및 광원(23)이 동시에 실장되는 인쇄회로기판(27)을 포함한다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 센서(21) 및 광원(23)이 하나의 인쇄회로기판(27)에 실장되기 때문에 카메라 모듈의 부피를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산성을 높일 수 있다. 그리고 외부의 빛이 수광되는 제1렌즈(17)의 주변에 광원(23)이 위치하기 때문에 가까이 위치한 사물을 촬영할 경우 피사체 한 쪽에서 빛을 조사함으로 인해 발생하는 그림자가 없어 선명한 화상을 제공할 수 있는 점에 특징이 있다.

홀더(11)는 중공(中空)의 실린더 형상을 가지며 내부에 센서(21)가 수용되는 센서수용부(13), 그리고 센서수용부(13)를 감싸며 중공의 실린더 형상을 가지는 광원수용부(15)를 포함한다. 광원수용부(15)의 내부에는 복수 개의 광원(23)이 위치한다. 그리고 홀더(11)는 인쇄회로기판(27) 상에 고정되며, 그 상부에는 제1렌즈(17) 및 제2렌즈(19)가 센서수용부(13) 및 광원수용부(15)에 각각 부착되어 있다.

홀더(11)는 전체적으로 투명한 플라스틱, 예를 들면 투명한 아크릴에 의해 형성될 수 있다. 이때, 제2렌즈(19)는 홀더(11)와 일체로 형성될 수 있는데 이로 인해 홀더(11)를 더욱 용이하게 제작할 수 있다. 그리고 홀더(11)가 투명한 플라스틱 등에 의해 형성되는 경우, 광원수용부(15)의 내주면에는 반사막(25)이 코팅된다. 물론, 제2렌즈(19)는 홀더(11)와 별개로 형성될 수도 있다.

센서수용부(13)는 중공의 실린더 형상을 가지며, 그 내부에는 인쇄회로기판(27)에 실장되어 있는 센서(21)가 위치한다. 센서수용부(13)의 상단부에는 외부로부터 빛을 수광하는 제1렌즈(17)가 부착되어 있다. 센서수용부(13)는 광원수용부(15)의 내부에 위치한다. 홀더(11)가 투명 플라스틱 등에 의해 제작되는 경우에는 센서수용부(13)의 외주면에는 코팅막(25)이 형성된다.

광원수용부(15)는 중공의 실린더 형상을 가지며, 그 내부에는 인쇄회로기판(27)에 실장되는 광원(23)이 복수 개 위치한다. 광원수용부(15)의 상단부에는 광원(23)으로부터 나오는 빛을 카메라 모듈의 외부로 확산하는 제2렌즈(19)가 고정되어 있다.

제1렌즈(17)는 센서수용부(13)의 상단부에 고정되며 외부로부터 입사되는 빛을 센서(21)에 집광되도록 한다. 제1렌즈(17)는 다수의 볼록렌즈, 오목렌즈 및 비 구면렌즈의 조합으로 이루어질 수 있다. 그리고 제1렌즈(17)와 센서(21)의 사이에는 적외선을 필터링(filtering)하는 적외선 필터 또는 적외선만을 통과시키는 적외선 패스필터 등이 위치할 수 있다.

적외선 필터는 서로 다른 굴절율을 갖는 2개의 층을 교호(交互)적으로 적층함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 적외선 필터는 이산화 규소(SiO₂) 및 이산화 크롬(CrO₂) 또는 이산화 규소(SiO₂) 및 이산화 지르코늄(ZrO₂)을 교호적으로 적층함으로써 형성될 수 있다. 적층되는 횟수는 30~40회 정도가 될 수 있다. 적층 형성 방법은 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 evaporation 등과 같은 일반적으로 공지된 방법을 사용할 수 있다.

제2렌즈(19)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 도넛(donut) 형상을 가지고 광원수용부(15)의 상단부에 고정되며, 홀더(11)와 별개로 형성되거나 홀더(11)와 일체로 형성될 수 있다. 제2렌즈(19)가 홀더(11)와 일체로 형성되는 경우에는 홀더(11)가 투명한 플라스틱, 예를 들면 아크릴 등에 의해 형성될 수 있다. 제2렌즈(19)는 광원(23)으로부터 나오는 빛을 외부로 확산하는 확산 렌즈이다. 따라서 제2렌즈(19)는 광원(23)을 향하는 면이 편평하고 외부를 향하는 면이 볼록한 구성을 갖는다.

센서(21)는 인쇄회로기판(27)에 실장된 상태에서 홀더(11)의 센서수용부(13)에 수용된다. 센서(21)는 제1렌즈(17)를 통과한 빛을 수광하여 이미지를 생성하며, 인쇄회로기판(27) 및 이와 연결된 컨넥터(31)를 통하여 외부의 제어장치(미도시)에 이미지 정보를 제공한다. 센서(21)는 CCD(Charged Coupled Device) 또는 COMS (Complementary MOS)가 사용될 수 있으며, 이에 국한되는 것은 아니다. 센서(21)의 둘레에는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 광원(23)이 배치되어 있다. 광원(23)으로부터 나온 빛에 의해 센서(21)는 낮은 조도 환경에서도 더욱 선명한 이미지를 생성할 수 있게 된다.

광원(23)은 인쇄회로기판(27)에 실장된 상태에서 홀더(11)의 광원수용부(15)에 수용된다. 광원(23)으로부터 나온 빛은 제2렌즈(19)를 통하여 외부로 확산된다. 이로 인해 카메라 모듈의 촬영시 광원(23)의 빛을 이용할 수 있기 때문에 더욱 선명한 화질을 얻을 수 있다. 광원(23)으로부터 나온 빛은 광원수용부(15)의 내주면 및 센서수용부(13)의 외주면에 형성된 반사막(25)에 의해 반사되어 제2렌즈(19)를 통하여 외부로 확산된다. 광원(23)은 도 2에 도시된 바와 같이 센서(21)의 둘레에 90°의 간격을 가지고 4개가 배열되어 있으나, 필요에 따라 센서(21)의 개수 및 배열 간격을 변경할 수 있음은 물론이다.

광원(23)으로는 백색 LED 또는 적외선 LED를 사용할 수 있으며, 이들의 조합도 가능하다. 그리고 광원(23)은 크세논 램프(xenon lamp)를 이용할 수도 있다. 크세논 램프는 각종의 광원 중에서 자연광에 가장 가까운 빛을 내며, 석영관 속에 한 쌍의 전극을 넣고 이 전극 사이에 일어나는 방전에 의해 발광한다. 크세논 램프는 수 kW에 이르는 대형램프도 있으며, 점등 중의 가스압이 20atm이상에 달하고, 발광효율이 1W당 20~40lm에 달할 수 있다. 이것은 백열전구의 효율이 1W당 10~20lm인 것에 비해 훨씬 높은 것이다.

반사막(25)은 광원수용부(15)의 내주면 및 센서수용부(13)의 외주면 전체에 코팅되어 있으며, 광원(23)으로부터 나온 빛은 반사막(25)에 반사된 후 제2렌즈(19)를 통하여 외부로 확산된다. 반사막(25)은 금(Au) 반사막과 은(Ag) 반사막 2가지 종류가 있다. 금 반사막은 반사율 및 보존력이 높은 장점이 있다. 그리고 은 반사막은 반사율이 우수하고 가격이 저렴한 장점이 있다.

인쇄회로기판(27)에는 센서(21) 및 센서(21)의 주위에 일정한 간격을 가지고 배열되는 광원(23)이 실장된다. 인쇄회로기판(27)에 빛을 수광하는 센서(21) 및 빛을 생성하는 광원(23)이 동시에 실장되기 때문에 카메라 모듈의 부피를 줄일 수 있고, 플래쉬 및 카메라 모듈을 별도로 제작 및 조립해야 하는 불편함이 없기 때문에 생산성을 높일 수 있다.

인쇄회로기판(27)은 플렉서블(flexible) PCB 즉, FPC(29)에 의해 컨넥터(31)와 연결되며, 컨넥터(31)는 외부의 제어장치(미도시)와 연결된다. 제어장치의 제어 신호에 의해 센서(21) 및 광원(23)이 작동하여 카메라가 피사체를 촬상하는 것이다. 그리고 센서(21)에 의해 생성된 피사체의 이미지는 컨넥터(31)를 통하여 외부의 제어장치로 입력된다.

도 3을 참조하면, 광원(23)으로부터 나온 빛은 반사막(25)에 의해 반사되어 제2렌즈(19)를 투과한다. 제2렌즈(19)는 확산 렌즈이므로 빛이 확산됨으로써 피사체를 밝게 하여 센서(21)가 선명한 이미지를 얻을 수 있도록 한다. 그리고 제1렌즈(17)는 광원(23)에 의해 선명해진 피사체로부터 반사되는 빛이 통과되며, 이러한 빛은 센서(21)에 의해 수광되어 이미지가 생성되는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 다양한 변경예와 수정예도 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 부피를 줄이고 생산성을 향상할 수 있는 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

본 발명은 근접 촬영시에도 피사체에 그림자 없이 선명한 촬영이 가능한 카메라 모듈을 제공할 수 있다.

Claims

센서수용부와 상기 센서수용부의 둘레에 형성된 광원수용부를 구비하는 홀더와;

상기 센서수용부의 상부에 위치하는 제1렌즈와;

상기 광원수용부의 상부에 위치하며 도넛 형상을 가지는 제2렌즈와;

상기 센서수용부에 수용되며 상기 제1렌즈를 통해 입사되는 빛을 감지하는 센서와;

상기 광원수용부에 수용되며 상기 제2렌즈를 통해 빛을 외부로 확산하는 적어도 하나의 광원과;

상기 센서 및 상기 광원을 실장하며 상기 홀더의 일단부에 고정되는 인쇄회로기판을 포함하고,

상기 광원수용부의 내주면 및 상기 센서수용부의 외주면에는 반사막이 형성되어 있는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 센서수용부 및 상기 광원수용부는 원통 형상을 가지고,

상기 광원은 상기 센서의 둘레에 일정한 간격으로 복수 개가 배열되는 카메라 모듈.
삭제
삭제
청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 1 항에 있어서,

상기 광원은 크세논 램프인 카메라 모듈.
청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 1 항에 있어서,

상기 광원은 백색 LED 또는 적외선 LED인 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 제2렌즈는 상기 홀더와 일체로 형성되며,

상기 홀더는 빛이 투과할 수 있는 투명한 플라스틱에 의해 형성되는 카메라 모듈.
청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제 7 항에 있어서,

상기 홀더는 투명 아크릴에 의해 형성되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 제2렌즈는 상기 광원을 향하는 면이 편평하고 외부를 향하는 면이 볼록한 빛 확산 렌즈인 카메라 모듈.