KR100977516B1 - 주·야간 촬영이 가능한 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주·야간 촬영이 가능한 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 램프를 이용한 야간 촬영과 자연광을 이용한 주간 촬영이 가능한 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 자연광 및 적외광이 투과될 수 있는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통해서 입사되는 입사광의 광신호를 전기신호로 변환하여 이미지를 획득하는 이미지 센서; 입사광의 광량을 측정하여 적외선 램프의 발광을 제어하는 제어부로 이루어진다.

이로 인해, 모바일 기기용으로 소형화할 수 있으며, 주간에는 자연광을 이용하고, 야간에는 적외광을 이용해서 주·야간 촬영이 가능한 카메라를 제공할 수 있게 된다.

적외선 차단 필터

Description

주·야간 촬영이 가능한 카메라 모듈{camera module visible in day and night}

본 발명은 주·야간 촬영이 가능한 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 램프를 이용한 야간 촬영과 자연광을 이용한 주간 촬영이 가능한 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화 기능뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서, 카메라 모듈(camara moule)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

일반적으로 카메라 모듈(COM:Compact Camera Moudule)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(toy camera) 등의 다양한 IT기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향 에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며, 상기 이미지 센서를 통해 사물의 이미지 광(光)을 집광시켜 기기내의 메모리 상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기 내의 LCD 또는 PC모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

이러한 종래의 카메라 모듈(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈 커버(22)가 하나 이상의 렌즈(24,26)를 내장한 렌즈 경통(28)의 상부에 장착되어 이루어진 렌즈부(20)와, 이 렌즈부(20)의 하부에 부착되는 적외선 차단 필터(30)와, 이 적외선 차단 필터(30)를 통과하는 입사광이 집광되면 이 입사광의 광신호를 전기신호로 변환시켜 이미지를 획득하는 이미지 센서(40)와, 이 이미지 센서(40)가 상면에 장착되면서 커넥터(52)와 연결된 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB, 50)가 포함되어 이루어졌다.

상기 카메라 모듈(10)은 상기 렌즈부(20)를 통과한 일반광이 상기 적외선 차단 필터(30)를 통과하면서 가시선 파장범위 이외의 적외선 파장범위가 차단된 입사광이 이미지 센서(40)에 집광되면 이 입사광의 광신호가 전기신호로 변환되어 이미지를 획득하도록 이루어졌다.

여기서, 상기 적외선은 가시선이 미약한 어두운 날씨나 장소에서 피사체의 이미지가 선명하게 획득될 수 있도록 제공하는 반면, 밝은 장소에서는 가시선과 간섭을 일으켜 이미지 센서(40)를 통해 획득되는 이미지에 노이즈(noise)를 제공하였 다.

따라서, 상기 적외선 차단 필터(30)는 이미지 센서(40)에서 획득되는 이미지에 노이즈를 제공하는 적외선을 차단하기 위한 것으로, 이미지 센서(40)에 집광되는 입사광 중에 가시선만 잔류할 수 있도록 적외선을 차단함으로써 고화질의 이미지를 획득하였다.

그러나, 지하 창고, 지하 주차장 등 항상 어두운 장소나 야간 골목 등의 어두운 곳에서 선명한 이미지를 획득하기 위해서는 적외선이 필수적으로 요구되므로, 상기 적외선 차단 필터(30)가 제공된 카메라 모듈로 어두운 장소에서의 선명한 이미지 획득이 불가능하다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 주·야간 촬영이 가능한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 적외선을 이용하여 주·야간 촬영이 가능한 촬영 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주·야간 촬영이 가능한 모바일 기기용 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 렌즈와 이미지 센서 사이에 배치되어 적외선을 차단하는 적외선 차단 필터를 제거하여 렌즈를 통과한 광원이 이미지 센서에 그대로 집광되도록 하면서 필요시 적외선 플래쉬에 의해 적외선이 방출되도록 하여 방출된 적외선이 이미지 센서에 집광되도록 이루어짐으로써, 주야간 촬영이 가능한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주야간 촬영이 가능한 카메라 모듈은 자연광 및 적외광이 투과될 수 있는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통해서 입사되는 입사광의 광신호를 전기신호로 변환하여 이미지를 획득하는 이미지 센서; 입사광의 광량을 측정하여 적외선 램프의 발광을 제어하는 제어부로 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 자연광 및 적외광이 투과될 수 있는 렌즈부는 적외선 필터가 장착되지 않는 통상의 촬영용 렌즈를 사용함으로서 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는 렌즈를 통해서 들어오는 외부광원, 바람직 하게는 자연 광원의 광량을 측정하여 광량이 적을 경우, 적외선 램프에 발광신호를 보내고, 광량이 많을 경우에는 적외선 램프를 발광시키지 않는 형태로 구성될 수 있다. 광량의 많고 적음은 통상의 측정 수단을 통해서 이루어질 수 있으며, 예를 들어 촬영화면의 밝기를 기준으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 일 실시에 있어서, 하나 이상의 렌즈가 렌즈 경통에 장착되어 이루어진 렌즈부; 이 렌즈부의 하측에 위치되고, 상기 렌즈를 통과한 광원의 광신호를 전기신호로 변환하여 이미지를 획득하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서가 상면에 장착되어 연계 구동되는 인쇄회로기판; 및 입사되는 광량을 측정하여 적외광의 발광을 제어하는 제어부;가 구비되어 이루어진다.

상기 적외선 카메라 모듈에는 상기 제어부에 의해서 제어되는 적외선 플래쉬가 더 포함되어 이루어진다.

또한, 상기 적외선 카메라 모듈에는 상기 적외선 플래쉬와 연계 설치되고 카메라 모듈의 주변 밝기를 감지하여 적외선 플래쉬의 발광을 제어하도록 이루어진 감지센서가 더 포함되어 이루어진다.

여기서, 상기 적외선 플래쉬의 발광은 이미지 센서에 집광된 입사광의 밝기에 따라 제어될 수도 있도록 이루어진다.

상기 적외선 카메라 모듈은 렌즈부와 이미지 센서 사이에 배치되었던 종래의 적외선 차단 필터가 제거되는 단순한 작업공정으로 이루어지고, 구성이 간단해져 소형화하는데 유리하다.

상기 적외선 플래쉬는 적외선 LED가 이용되는 것이 바람직하고, 이미지 센서 및/또는 별개의 감지센서를 통해 발광이 제어될 수 있으며, 2개의 센서가 동시에 작동하면서 한쪽의 기준에 부합되면 발광되도록 제어될 수도 있으며, 이러한 제어는 수동 및 자동 전환 등의 조작에 의해 선택되어 질 수 있다.

또한, 상기 적외선 플래쉬는 일반 카메라의 플래쉬와 유사한 회로 구성도를 유지하면서 감지센서 및 이미지 센서의 제어에 필요한 회로가 추가로 구성된다.

본 발명은 일 측면에서, 렌즈를 통해서 적외광을 포함하는 광원을 이미지 센서에 입사시키는 단계; 입사되는 광량을 측정하는 단계; 측정된 광량이 기준값보다 적을 경우 적외선을 발광시키는 단계; 및 이미지 센서를 통해서 얻어지는 이미지를 저장하는 단계를 포함하는 적외광을 이용한 주야간 촬영 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 광량은 상기 렌즈를 통해서 이미지 센서로 입사되는 광량일 수 있으며, 또는 외부에 장착된 광량 감지 센서를 통해서 측정되는 광량일 수 있다.

상기된 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 종래의 적외선 차단 필터가 제거되는 단순한 작업으로 손쉽게 제작될 수 있고, 구성 요소가 줄어들어 소형화할 수 있으며, 야간이나 어두운 장소에서의 적외선이나 필요시 적외선 플래쉬를 통해 방출된 적외선이 이미지 센서에 충분하게 집광되므로써 선명한 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주야간 촬영이 가능한 적외선 카메라 모 듈을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 카메라 모듈의 주요 부위가 분리된 상태의 측면도이며, 도 5는 도 3의 카메라 모듈이 장착된 카메라가 도시된 사시도이고, 도 6은 도 3의 카메라 모듈의 주요 구성 요소의 동작 순서를 나타낸 블럭도이다.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은, 렌즈 커버(112)와, 이 렌즈 커버(112)가 상부에 장착되는 렌즈 경통(114)과, 이 렌즈 경통(114)에 내장되어 적외광 및 가시광원 투과될 수 있는 하나 이상의 렌즈(116,118)가 포함되어 이루어진 렌즈부(110); 이 렌즈부(110)의 하측에 위치되어 상기 렌즈(116,118)를 통과한 광원이 집광되면 광원의 광신호를 전기신호로 변환시켜 이미지를 획득하는 이미지 센서(120); 이 이미지 센서(120)가 상면에 장착되면서 커넥터(132)와 연결된 플렉시블 인쇄회로기판(FPCB, 130);이 포함되어 이루어진다.

또한, 상기 카메라 모듈(100)에는 상기 이미지 센서(120)에 집광되는 광량이 미약할 경우, 예를 들어, 화면의 밝기가 어두울 경우, 적외선을 방출하도록 장착된 적외선 플래쉬(140)가 더 포함되어 이루어진다.

상기 플래쉬는 렌즈부를 통해서 들어오는 광량을 측정하여 플래쉬의 작동여부를 제어하는 제어부(도시되지 않음)에 의해서 작동되며, 상기 제어부는 인쇄회로 기판에 포함되어 구성될 수 있다.

한편, 상기 렌즈(116,118)는 렌즈 경통(114)에 고정 또는 이동 가능하도록 장착되어 필요시 줌(zoom)기능을 갖도록 장착될 수 있다.

상기 이미지 센서(120)는 CMOS 이미지 센서인 것이 바람직하고, 집광된 광원의 광신호를 전기신호로 변환시켜 이미지를 획득하는 부재로서, 가시선이 적외선과 함께 집광되면 이들 가시선과 적외선을 상호 보정하여 선명한 이미지를 획득하게 된다.

상기 적외선 플래쉬(140)는 적외선 LED가 이용됨이 바람직하고, 이 적외선 플래쉬(140)의 작동은 카메라 모듈(100)의 주변 밝기를 감지하는 감지센서(150)에 의해 제어될 수도 있고, 이미지 센서(120)에 집광된 광량, 또는 화면의 밝기에 따라 제어될 수도 있다.

또한, 감지센서(150) 및 이미지 센서(120)에 의해 동시에 제어될 수도 있으며, 이때에는 2개의 센서(120,150) 중 어느 하나의 센서에 부합되면 작동되게 설계될 수도 있고, 2개의 센서(120,150)에 모두 부합되어야 작동되게 설계될 수도 있다.

여기서, 상기 감지센서(150) 및 이미지 센서(120)는 입사되는 광량을 감지하거나 화면의 밝기를 판단하여 적외선 플래쉬(140)의 작동을 판단할 수 있다.

상기 감지센서(150)는 카메라 모듈(100) 주변의 밝기, 즉 가시선 및 적외선의 광량 또는 적외선의 광량을 감지하도록 제작된 것으로, 외부에 표출되도록 설치됨이 바람직하다.

상기 적외선 플래쉬(140)는 일반 카메라의 플래쉬와 유사한 회로 설계로 구성되면서 감지센서(150) 및 이미지 센서(120)에 의해 제어되도록 회로가 설계된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주 야간 촬영이 가능한 카메라 모듈의 작동을 도 5를 참조하여 간략히 설명한다.

먼저, 렌즈부(110)를 통해 이미지 센서(120)에 이미지가 결상되면서 적외과을 포함한 광원이 이미지 센서(120)에 집광되면, 상기 광원의 광량 정도를 분석하여 적외선 플래쉬를(130) 작동시킬 것인가를 판단하게 된다.

이때, 적외선 플래쉬(140)의 작동은 외부에 표출된 감지센서(150)의 가시선 및 적외선 광량 정도 분석에 의해 제어될 수도 있고, 이들 감지센서(150) 및 이미지 센서(120)에 의해 동시에 제어될 수도 있다.

다음으로, 상기 이미지 센서(120) 또는 감지센서(150)에서 분석된 광량이 충분하다고 판단되면 적외선 플래쉬(140)의 작동 없이 촬영을 하여 화면을 저장함으로써 이미지를 획득하게 된다.

또한, 상기 이미지 센서(120) 또는 감지센서(150)에서 분석된 광량이 불충분하다고 판단되면 적외선 플래쉬(140)가 작동되어 적외선이 방출되도록 한 다음 촬영을 하여 화면을 저장함으로써 이미지를 획득하게 된다.

한편, 상기 이미지 센서(120)에 가시선과 적외선이 집광되면 가시선의 광량이 최소가 되도록 보정하여 선명한 이미지가 획득되도록 한다.

도 1은 종래의 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 주요 부위가 분리된 상태의 측면도이며,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 카메라 모듈의 주요 부위가 분리된 상태의 측면도이며,

도 5는 도 3의 카메라 모듈이 장착된 카메라가 도시된 사시도이고,

도 6은 도 3의 카메라 모듈의 주요 구성 요소의 동작 순서를 나타낸 블럭도이다.

< 도면의 주요 부위에 대한 참조부호의 간단한 설명 >

100...카메라 모듈 110...렌즈부,

120...이미지 센서 130...인쇄회로기판,

140...적외선 플래쉬 150...감지센서

Claims (4)

1. 자연광 및 적외광이 투과될 수 있는 렌즈부;

   상기 렌즈부를 통해서 입사되는 적외광을 포함하는 입사광이 광신호를 전기 신호로 변환하여 이미지를 획득하는 이미지 센서;

   적외선의 발광을 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부에 의해서 발광되는 적외선 발광 수단을 포함하며,

   상기 제어부는 이미지 센서에 결상된 이미지의 화면의 밝기를 측정하여 적외선의 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 소형 모바일 기기용 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 적외선 발광 수단은 적외선 램프인 것을 특징으로 하는 소형 모바일 기기용 카메라 모듈.
3. 하나 이상의 렌즈가 렌즈 경통에 장착되어 이루어진 렌즈부;

   이 렌즈부 하측에 위치되고, 상기 렌즈를 통과한 적외선을 포함하는 광원을 전기 신호로 변환하여 이미지를 획득하는 이미지 센서;

   상기 이미지 센서가 상면에 장착되어 연계 구동되는 인쇄회로기판;

   적외선의 발광을 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부에 의해서 제어되는 적외선 발광수단

   을 포함하여 이루어지며,

   상기 제어부는 이미지 센서에 결상된 이미지의 화면의 밝기를 측정하여 적외선의 발광을 제어하는 것을 특징으로 하는 소형 모바일 기기용 카메라 모듈.
4. 소형 모바일 기기용 카메라 모듈을 이용하여 주야간 촬영하는 방법에 있어서,

   렌즈를 통해서 적외광을 포함하는 광원을 이미지 센서에 입사시키는 단계;

   이미지 센서에 결상된 이미지의 화면의 밝기를 측정하는 단계;

   상기 이미지 센서에 결상된 이미지의 화면의 밝기가 기준값보다 적을 경우 적외선을 발광시키는 단계; 및

   이미지 센서를 통해서 얻어지는 이미지를 저장하는 단계

   를 포함하는 적외광을 이용한 주야간 촬영 방법

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