KR100956211B1

KR100956211B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100956211B1
Application number: KR1020080061876A
Authority: KR
Inventors: 정호섭; 김태영
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-05-04
Also published as: KR20100001806A

Abstract

본 발명에 따른 카메라 모듈은, 하우징 내에 구비되는 렌즈모듈; 상기 렌즈모듈을 통한 결상이 이루어지는 이미지 센서; 및 상기 하우징의 선단에 상기 렌즈모듈과 이격되어 구비되어 입사광이 상기 렌즈모듈로 입사되도록 하며, 주변 상황에 따라 다른 개구 직경을 선택적으로 적용할 수 있도록 하는 가변 조리개 장치를 구비하며, 상기 가변 조리개 장치는 상기 하우징의 선단에 구비되는 고정 조리개와 상기 고정 조리개의 선단에 구비되어 상기 고정 조리개보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 가변 조리개가 서로 접촉하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로 더욱 상세하게는 이동통신 단말기 등에 장착되는 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT 기기 등에 적용되고 있고 최근에는 이와 같은 기기들이 점점 소형화, 슬림화 되면서 카메라 모듈 자체의 크기도 점점 소형화되는 추세이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 출력된다.

이와 같이 이동통신 단말기 등에 장착되는 카메라 모듈은 이동통신 단말기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 좀 더 소형화되어 제작되는 경향이 있다.

이와 같은 소형화를 위해 이미지 센서의 픽셀 사이즈를 작게 할 수 있는 개 발이 진행되고 있으나, 이미지 센서의 픽셀 사이즈의 축소는 카메라 모듈의 저조도 특성을 악화시키는 문제점이 있다.

즉 어두운 곳에서 카메라 모듈로 촬상을 할 경우 이미지의 형체를 알아볼 수 없을 정도로 화질 상태가 좋지 못하게 된다. 여기서 주변 환경이 대체로 어두운 경우를 저조도 환경이라고 하기로 하고 이러한 환경에서 촬상된 이미지의 화질에 관한 특성을 카메라 모듈의 저조도 특성이라고 하기로 한다.

이와 같은 저조도 특성을 향상시키기 위해서 카메라 모듈의 F수(F-number)를 감소시키도록 카메라 모듈을 설계하려는 노력이 지속되고 있다. 여기서 F수는 카메라 모듈에 사용되는 렌즈의 밝기를 나타내는 수치로서 초점거리(f)와 조리개의 유효구경(D)의 비로 나타내어 진다.

즉 F수를 감소시키기 위해 조리개의 유효구경을 크게 설계하려는 노력이 이루어지고 있는데, 이와 같이 조리개의 유효구경을 크게 하면 렌즈로 입사되는 광량(光量)은 크게 할 수 있으나 초점심도(Depth of Focus)가 작아지고 공차에 민감하게 되면서 카메라 모듈의 조립성이 나빠지게 될 우려가 생긴다는 문제점이 있다.

그러나, F수를 크게 할 경우 동일한 조건에서 해상도를 상승시킬 수 있고, Through focus를 확대시킬 수 있어 제품의 수율 및 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 카메라 모듈 제작 시 F수를 크게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 저조도 특성을 좋게 하기 위해서는 F수를 감소시켜야 하는 데 반해 카메라 모듈의 성능과 제품 수율 등을 좋게 하기 위해서는 F수를 크게 하여야 하므로, 이 두 가지를 모두 만족시키는 것이 이동통신 단말기 등에 장착되는 카메 라 모듈로서는 매우 어려운 문제일 수밖에 없다.

본 발명은 저조도 특성을 향상시키면서도 F수를 충분히 크게 할 수 있도록 하여 광학 성능 및 제품 수율이 향상되도록 할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

또한, 상기 가변 조리개 장치는, 상기 하우징의 선단에 구비되는 고정 조리개와, 상기 고정 조리개의 선단에 구비되어 상기 고정 조리개 보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 가변 조리개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정 조리개는 제1 고정 개구를 구비하고, 상기 가변 조리개는 상기 제1 고정 개구와 동일하거나 더 큰 직경의 제2 고정 개구와 상기 제1 고정 개구 보다 더 작은 직경의 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변 조리개는, 상기 가변 개구를 갖는 개구 부재와, 상기 개구 부재를 구동하여 상기 가변 조리개가 상기 제2 고정 개구 및 상기 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 갖도록 하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 하우징 내에 구비되는 렌즈모듈; 상기 렌즈모듈을 통한 결상이 이루어지는 이미지 센서; 및 상기 하우징의 선단에 상기 렌즈모듈과 이격되어 구비되어 입사광이 상기 렌즈모듈로 입사되도록 하며, 주변 상황에 따라 다른 개구 직경을 선택적으로 적용할 수 있도록 하는 가변 조리개 장치를 구비하며, 상기 가변 조리개 장치는 상기 하우징의 선단에 구비되는 고정 조리개와,상기 고정 조리개의 선단에 구비되어 상기 고정 조리개 보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 제1 가변 조리개와, 상기 제1 가변 조리개의 선단에 구비되어 상기 제1 가변 조리개 보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 제2 가변 조리개를 포함하고, 상기 고정 조리개와 상기 제1 가변 조리개, 상기 제1 가변 조리개와 상기 제2 가변 조리개가 서로 접촉하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 고정 조리개는 제1 고정 개구를 구비하고, 상기 제1 가변 조리개는 상기 제1 고정 개구와 동일하거나 더 큰 직경의 제2 고정 개구와 상기 제1 고정 개구 보다 더 작은 직경의 제1 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 구비하며, 상기 제2 가변 조리개는 상기 제1 고정 개구와 동일하거나 더 큰 직경의 제3 고정 개구와 상기 제1 가변 개구 보다 더 작은 직경의 제2 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 가변 조리개는 상기 제1 가변 개구를 갖는 제1 개구 부재를 포함하고, 상기 제2 가변 조리개는 상기 제2 가변 개구를 갖는 제2 개구 부재를 포함하며, 상기 제1 개구 부재 및 상기 제2 개구 부재를 구동하는 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 가변 조리개는, 상기 제1 가변 개구를 갖는 제1 개구 부재와, 상기 제1 개구 부재를 구동하는 제1 구동수단을 포함하고, 상기 제2 가변 조리개는, 상기 제2 가변 개구를 갖는 제2 개구 부재와, 상기 제2 개구 부재를 구동하는 제2 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 서로 다른 직경의 개구를 갖는 다중 조리개를 이용하여, F수를 작게 하여 저조도 특성을 향상시킬 수 있도록 하면서도 F수를 크게하여 카메라 모듈의 광학 성능 및 제품 수율을 향상시킬 수 있도록 할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 카메라 모듈에 관한 실시예에 관하여 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구성과 동작 등에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 다른 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈로 이루어진 렌즈모듈(10)과, 상기 렌즈모듈(10)을 수용하는 하우징(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(20)은 기판(60)에 접합되며, 이미지 센서(50)가 상기 렌즈모듈(10)에 대해 정렬되도록 하여 본딩된다. 도 1 및 도 2에서는 이미지 센서(50)가 와이어 본딩(Wire Bonding) 된 경우에 관하여 도시하고 있으나 이에 한하지 않고 여하한 방법에 의한 본딩이 가능하다.

그리고 도 1 및 도 2에서는 상기 이미지 센서(50)와 상기 렌즈모듈(10) 사이에는 IR필터(40)가 구비되는 경우를 일 예로서 나타내고 있다.

한편, 하우징(20)의 선단에는 렌즈모듈(10)로 빛이 입사되도록 하며, 주변 상황에 따라 다른 개구 직경을 선택적으로 적용할 수 있도록 하는 가변 조리개 장치(70)가 구비된다.

상기 가변 조리개 장치(70)는 서로 다른 직경의 개구를 사용자가 선택적으로 적용할 수 있다.

예컨대 저조도 환경(주변 환경이 어두운 경우)에서는 큰 직경의 개구가 적용되도록 하여(즉 작은 F수가 적용되도록 하여) 충분한 광량을 확보하여 양호한 화질의 이미지를 얻을 수 있도록 하고, 일반적인 환경에서는 좋은 해상도의 이미지를 얻을 수 있도록 작은 직경의 개구가 적용되도록(즉 큰 F수가 적용되도록) 할 수 있다.

이와 같은 가변 조리개 장치(70)에 관한 일 예를 도 1 및 도 2에서 도시하고 있는데, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서는 가변 조리개 장치(70)가 고정 조리개(71)와 가변 조리개(72)를 구비하는 경우에 관하여 도시하고 있다.

즉 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 가변 조리개 장치(70)의 고정 조리개(71)는 고정된 직경의 개구를 갖고, 가변 조리개(72)는 상기 고정 조리개(71)의 개구 보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖도록 함이 바람직하다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고정 조리개(71)는 소정 직경의 제1 고정 개구(71a)를 구비하고, 상기 가변 조리개(72)는 상기 제1 고정 개구(71a)와 실질적으로 동일한 직경의 제2 고정 개구(72a)와 상기 제1 고정 개구(71a) 보다 더 작은 직경을 갖는 가변 개구(73a)를 구비한다.

그리고 상기 가변 조리개(72)는 상기 제2 고정 개구(72a)와 상기 가변 개구(73a) 중 어느 하나를 선택적으로 가질 수 있다.

도 1에 도시된 상태의 카메라 모듈은 가변 조리개(72)에 의해 작은 직경의 가변 개구(73a)가 적용되어 렌즈모듈(10)로 입사되는 광량은 적지만 F수를 크게 할 수 있기 때문에 높은 해상도의 이미지를 촬상할 수 있다.

즉 도 1에 도시된 상태의 카메라 모듈은 일반적인 환경(저조도 환경이 아닌 일반적인 조도의 환경)에서 높은 해상도의 이미지 촬상을 하는 경우에 관하여 나타낸 것이다.

한편, 도 2에 도시된 상태의 카메라 모듈은 가변 조리개(72)에 의해 제1 고정 개구(71a)와 실질적으로 동일한 제2 고정 개구(72a)가 적용되어, 상기 제1 고정 개구(71a) 및 제2 고정 개구(72a)를 통해 렌즈모듈(10)로 빛이 입사되기 때문에 광량을 충분히 확보할 수 있어 어두운 곳, 즉 저조도 환경에서 양호한 화질의 이미지를 촬상할 수 있도록 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 가변 조리개(72)는 가변 개구(73a)를 갖는 개구 부재(73)를 구비한다.

따라서 도 1에 도시된 카메라 모듈의 상태를 구현하기 위해서는 상기 개구 부재(73)를 하우징(20)의 선단에 위치하도록 하고, 도 2에 도시된 카메라 모듈의 상태를 구현하기 위해서는 상기 개구 부재(73)가 하우징(20)의 선단에 위치하지 않도록 할 수 있다.

이때 상기 개구 부재(73)를 하우징(20)의 선단에 선택적으로 위치시키기 위 해 상기 개구 부재(73)를 구동하는 구동수단(미도시)이 구비되도록 함이 바람직하다.

여기서 상기 구동수단(미도시)에 관하여 도면상으로 도시하지는 아니하였으나, 상기 구동수단은 개구 부재(73)를 움직여서 하우징(20)의 선단에 위치하도록 하거나 위치하지 않도록 할 수 있는 모든 수단을 포함할 수 있다.

이와 같은 구동수단은 여러 가지 장치에 의해 구현될 수 있는데, 자동으로 개구 부재(73)를 움직일 수도 있고 사용자에 의해 수동으로 움직이게 하는 것도 가능하다.

따라서 상기 구동수단(미도시)이 상기 개구 부재(73)를 구동하여 하우징(20)의 선단에 위치시키면, 상기 개구 부재(73)의 가변 개구(73a)는 직경이 작기 때문에 높은 F수를 구현할 수 있다. (일반적인 환경에서 촬상하도록 한 경우).

반면, 상기 구동수단(미도시)이 상기 개구 부재(73)를 구동하여 하우징(20)의 선단에 위치하지 않도록 한다면, 상기 고정 조리개(71)의 제1 고정 개구(71a) 및 상기 가변 조리개(72)의 제2 고정 개구(72a)는 직경이 상대적으로 크기 때문에 상대적으로 낮은 F수를 구현할 수 있다. (저조도 환경에서 촬상하도록 한 경우).

한편, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 관하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 기본적으로 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈과 마찬가지로 렌즈모듈(10), 하우징(20), 이미지 센서(50) 등을 동일하게 포함하고, 가변 조리개 장 치(70)도 구비한다.

여기서 도 3에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈은 가변 조리개 장치(70)에 관한 부분을 제외하고는 실질적으로 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 따른 카메라 모듈과 동일하기 때문에 중복되는 부분의 설명은 생략하고 가변 조리개 장치(70)에 관하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 가변 조리개 장치(70)는 고정 조리개(71), 제1 가변 조리개(72) 및 제2 가변 조리개(74)를 포함하여 이루어진다.

상기 고정 조리개(71)는 하우징(20)의 선단에 구비되고, 상기 제1 가변 조리개(72)는 상기 고정 조리개(71)의 선단에 구비되며, 상기 제2 가변 조리개(74)는 상기 제1 가변 조리개(72)의 선단에 구비된다.

상기 고정 조리개(71)는 소정 직경의 제1 고정 개구(71a)를 갖고, 상기 제1 가변 조리개(72)는 상기 제1 고정 개구(71a)와 실질적으로 동일한 직경의 제2 고정 개구(72a)와, 상기 제1 고정 개구(71a) 보다 더 작은 직경의 제1 가변 개구(73a)를 가지며, 상기 제2 가변 조리개(74)는 상기 제1 고정 개구(71a)와 실질적으로 동일한 직경의 제3 고정 개구(74a)와, 상기 제1 가변 개구(73a) 보다 더 작은 직경의 제2 가변 개구(75a)를 갖는다.

상기 제1 가변 조리개(72)는 상기 제2 고정 개구(72a)와 상기 제1 가변 개구(73a) 중 어느 하나를 선택적으로 취할 수 있고, 상기 제2 가변 조리개(74)는 상기 제3 고정 개구(74a)와 상기 제2 가변 개구(75a) 중 어느 하나를 선택적으로 취 할 수 있다.

상기 제1 가변 조리개(72)는 제1 개구 부재(73)를 구비하는데, 상기 제1 개구 부재(73)에 상기 제1 가변 개구(73a)가 형성된다.

그리고 상기 제2 가변 조리개(74)는 제2 개구 부재(75)를 구비하는데, 상기 제2 개구 부재(75)에 상기 제2 가변 개구(75a)가 형성된다.

따라서 제1 가변 조리개(72)는 상기 제1 개구 부재(73)를 작동시켜 개구의 크기를 조절할 수 있고, 상기 제2 가변 조리개(74)는 상기 제2 개구 부재(75)를 작동시켜 개구의 크기를 조절할 수 있다.

이때 상기 제1 개구 부재(73)와 상기 제2 개구 부재(75)는 하나의 구동수단(미도시)에 의해 구동될 수도 있고 각각 별도로 구비되는 구동수단에 의해 각각 구동될 수도 있다.

따라서 사용자가 가장 높은 F수를 적용하여 촬상하고자 하는 경우, 상기 제2 가변 조리개(74)의 제2 개구 부재(75)를 작동시켜 제2 가변 개구(75a)가 카메라 모듈에 적용되도록 하면 된다.

또한 사용자가 중간 정도의 F수를 적용하여 촬상하고자 하는 경우에는, 상기 제2 가변 조리개(74)의 제2 개구 부재(75)를 제거시키고 제3 고정 개구(74a)가 마련되도록 하며, 상기 제1 가변 조리개(72)의 제1 개구 부재(73)를 작동시켜 제1 가변 개구(73a)가 카메라 모듈에 적용되도록 하면 된다.

또한 사용자가 가장 낮은 F수를 적용하여 촬상하고자 하는 경우에는, 상기 제2 가변 조리개(74)는 제3 고정 개구(74a)를 갖도록 하고 상기 제1 가변 조리 개(72)는 제2 고정 개구(72a)를 갖도록 하면, 실질적으로 동일한 직경의 제1 고정 개구(71a), 제2 고정 개구(72a), 그리고 제 3 고정 개구(74a)가 카메라 모듈에 적용되어 가장 많은 입사광이 확보되도록 하여 촬상 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 다른 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 관하여 개략적으로 나타낸 도면이다.

Claims

하우징 내에 구비되는 렌즈모듈;

상기 렌즈모듈을 통한 결상이 이루어지는 이미지 센서; 및

상기 하우징의 선단에 상기 렌즈모듈과 이격되어 구비되어 입사광이 상기 렌즈모듈로 입사되도록 하며, 주변 상황에 따라 다른 개구 직경을 선택적으로 적용할 수 있도록 하는 가변 조리개 장치를 구비하며,

상기 가변 조리개 장치는 상기 하우징의 선단에 구비되는 고정 조리개와 상기 고정 조리개의 선단에 구비되어 상기 고정 조리개보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 가변 조리개가 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
삭제
제1항에 있어서,

상기 고정 조리개는 제1 고정 개구를 구비하고,

상기 가변 조리개는 상기 제1 고정 개구와 동일하거나 더 큰 직경의 제2 고정 개구와 상기 제1 고정 개구 보다 더 작은 직경의 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제3항에 있어서, 상기 가변 조리개는,

상기 가변 개구를 갖는 개구 부재와,

상기 개구 부재를 구동하여 상기 가변 조리개가 상기 제2 고정 개구 및 상기 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 갖도록 하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
하우징 내에 구비되는 렌즈모듈;

상기 렌즈모듈을 통한 결상이 이루어지는 이미지 센서; 및

상기 하우징의 선단에 상기 렌즈모듈과 이격되어 구비되어 입사광이 상기 렌즈모듈로 입사되도록 하며, 주변 상황에 따라 다른 개구 직경을 선택적으로 적용할 수 있도록 하는 가변 조리개 장치를 구비하며,

상기 가변 조리개 장치는 상기 하우징의 선단에 구비되는 고정 조리개와,상기 고정 조리개의 선단에 구비되어 상기 고정 조리개 보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 제1 가변 조리개와,

상기 제1 가변 조리개의 선단에 구비되어 상기 제1 가변 조리개 보다 더 작은 직경의 개구를 선택적으로 갖는 제2 가변 조리개를 포함하고,

상기 고정 조리개와 상기 제1 가변 조리개, 상기 제1 가변 조리개와 상기 제2 가변 조리개가 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제5항에 있어서,

상기 고정 조리개는 제1 고정 개구를 구비하고,

상기 제1 가변 조리개는 상기 제1 고정 개구와 동일하거나 더 큰 직경의 제2 고정 개구와 상기 제1 고정 개구 보다 더 작은 직경의 제1 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 구비하며,

상기 제2 가변 조리개는 상기 제1 고정 개구와 동일하거나 더 큰 직경의 제3 고정 개구와 상기 제1 가변 개구 보다 더 작은 직경의 제2 가변 개구 중 어느 하나를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,

상기 제1 가변 조리개는 상기 제1 가변 개구를 갖는 제1 개구 부재를 포함하고,

상기 제2 가변 조리개는 상기 제2 가변 개구를 갖는 제2 개구 부재를 포함하며,

상기 제1 개구 부재 및 상기 제2 개구 부재를 구동하는 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,

상기 제1 가변 조리개는, 상기 제1 가변 개구를 갖는 제1 개구 부재와, 상기 제1 개구 부재를 구동하는 제1 구동수단을 포함하고,

상기 제2 가변 조리개는, 상기 제2 가변 개구를 갖는 제2 개구 부재와, 상기 제2 개구 부재를 구동하는 제2 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.