KR101164606B1 - 복합 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 복합 카메라 모듈은, 복수개의 카메라 모듈; 복수개의 카메라 모듈을 부착하고 복수개의 카메라 모듈과 외부의 제어장치를 전기적으로 연결하는 연성회로기판; 및 연성회로기판에 전기적으로 결합되어 복수개의 카메라 모듈과 외부의 제어장치를 전기적으로 접속하는 커넥터부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 복합 카메라 모듈에 의하면 간단한 구조로서 여러 방향에서 입력되는 이미지를 촬영할 수 있는 휴대 단말기를 구현할 수 있다. 또한 복수개의 카메라 모듈 각각의 용도를 다르게 하여 예컨대 하나는 화상통신 전용, 다른 하나는 이미지 촬영 전용으로 구비함으로써 다양한 영상 처리 기능을 갖는 휴대 단말기를 구현할 수 있다.

Description

복합 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대 단말기{Built-in complex camera module and portable device comprising the same}

도 1a 및 도 1b는 양방향 피사체를 촬상할 수 있는 종래의 휴대폰용 카메라 모듈을 나타낸다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 복합 카메라 모듈들을 나타낸다.

도 6은 도 2 내지 도 5의 카메라 모듈의 일 예로서 와이어 본딩 타입의 카메라 모듈의 구조도이다.

도 7은 도 2 내지 도 5의 카메라 모듈의 다른 예로서 플립칩 본딩 타입의 카메라 모듈의 구조도이다.

도 8은 본 발명의 복합 카메라 모듈을 내장한 휴대 단말기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명은, 디지털 카메라, 휴대폰 등 카메라 모듈이 내장된 휴대 단말기에 관한 것이다.

종래의 하나의 촬상소자 및 하나의 광학부재로 이루어진 카메라 모듈이 내장된 휴대 단말기의 경우, 피사체의 위치에 따라 카메라 모듈을 회전시키거나 또는 단말기의 위치를 피사체측으로 향하게 하여 촬상해야 하므로, 별도의 방향 절환수단이 필요하며 사용시 불편이 따르게 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위한 기술로서 도 1a 및 도 1b에 도시된 한국공개특허공보 제2004-77291호 "휴대폰용 카메라 모듈"은 양방향으로 관통 형성된 관통공(2)과, 피사체의 영상 신호를 안내하는 안내공(4)이 서로 직교하도록 연통 형성된 케이스(1)와, 관통공(2)의 양단에 구비된 렌즈(3)와, 안내공(4)의 일단부에 구비되어 피사체의 영상 신호를 화상으로 전환시키는 센서(5)와, 관통공(2)과 안내공(4)이 연통되는 부분에 회전가능하게 설치되고 양면에 반사판이 형성되어 양방향에서 각각 촬영된 피사체의 영상 신호를 센서(5)로 반사시켜 안내하는 회전 미러(6)를 포함하여 구성된다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면 상기 휴대폰용 카메라 모듈은, 내부에 설치된 회전 미러(6)의 회전 방향에 따라 양 방향 촬영이 가능하도록 조정되기 때문에 피사체의 위치에 따라 촬영 방향을 매우 용이하고 신속하게 변경시킬 수 있도록 하였다.

그러나 두 개의 광학부재를 이용하여 하나의 촬상소자로 이미지를 집광시키는 카메라 모듈 또한 피사체의 위치에 따라 반사미러 또는 반사 프리즘의 광경로 절환수단을 구동시켜야 하므로 광경로 절환제어의 어려움이 발생하며, 카메라의 광경로 확보 문제에 따라 휴대 단말기에 설치되는 카메라의 실장 위치에 제약이 발생하는 문제점이 있다.

또한 하나의 카메라 모듈만을 갖는 휴대폰은 통신과 이미지 촬영의 두 가지 용도를 동시에 만족하기 어렵다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 둘 이상의 카메라 모듈을 구비한 휴대 단말기 내장용 카메라 모듈을 제공하는데 있다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 복합 카메라 모듈을 구비한 휴대 단말기를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 복합 카메라 모듈은, 복수개의 카메라 모듈; 상기 복수개의 카메라 모듈을 부착하고 상기 복수개의 카메라 모듈과 외부의 제어장치를 전기적으로 연결하는 연성회로기판; 및 상기 연성회로기판에 전기적으로 결합되어 상기 복수개의 카메라 모듈과 외부의 제어장치를 전기적으로 접속하는 커넥터부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 연성회로기판에는 상기 복수개의 카메라 모듈과 상기 커넥터부를 연결하는 공통 신호선이 마련될 수 있다.

또한 상기 연성회로기판에는 상기 복수개의 카메라 모듈 각각과 상기 커넥터부를 연결하는 신호선이 독립적으로 마련될 수도 있다.

상기 복수개의 카메라 모듈 중 적어도 하나는 그 나머지 카메라 모듈과 상기 연성회로기판의 대향된 일측면에 설치될 수 있다.

상기 복수개의 카메라 모듈 중 적어도 하나는 이방성 도전성 필름에 의해 상 기 연성회로기판 상에 부착될 수 있다.

상기한 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 휴대 단말기는 상기 복합 카메라 모듈; 사용자의 조작에 의해 키 입력신호를 발생하는 조작부; 상기 키 입력신호에 따라 상기 카메라 복합모듈과 전기적으로 연결되어 상기 카메라 복합모듈을 제어하고 상기 카메라 복합모듈로부터 입력되는 디지털 신호를 처리하여 디지털 이미지 신호로서 출력하는 제어부; 및 상기 디지털 이미지 신호를 화면에 표시하는 디스플레이부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 복합 카메라 모듈로부터 입력된 2 이상의 디지털 신호를 각각 처리하여 한 화면의 디지털 이미지 신호로서 출력할 수도 있다.

이하, 본 발명의 구성과 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면에 도시된 동일한 참조 부호는 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 의미한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 복합 카메라 모듈로서, 2개의 카메라 모듈(10, 20), 연성회로기판(30), 커넥터부(40, 50)를 구비한다.

도 2 및 도 3을 참조하면 복수개의 카메라 모듈(10, 20)은 카메라폰(camera phone)과 같은 휴대 단말기에 내장되어 외부 파사체로부터의 빛을 광학적으로 처리하고 이를 전기적 신호로 변환한다. 복수개의 카메라 모듈에는 예컨대 도 6에 상세히 도시된 와이어 본딩 타입(10)과 도 7에 상세히 도시된 플립칩 본딩 타입(20)이 있다. 카메라 모듈의 예시적인 타입의 구조에 대하여는 후술한다.

연성회로기판(30)은 복수개의 카메라 모듈(10, 20)을 부착하고 복수개의 카 메라 모듈(10, 20)과 외부 제어장치(미도시)를 전기적으로 연결한다. 여기서 외부 제어장치는 본 발명의 카메라 모듈을 내장한 휴대 단말기의 제어장치이다.

커넥터부(40, 50)는 연성회로기판(30)에 전기적으로 결합되어 복수개의 카메라 모듈(10, 20)과 외부의 제어장치(미도시)를 전기적으로 접속한다.

도 2 및 도 3의 실시예에서는 각각 동일한 타입의 2개의 카메라 모듈(10, 20)이 연성회로기판(30) 상에 동일한 방향으로 설치되어 있다.

복수개의 카메라 모듈(10, 20)을 연성회로기판(30)에 부착하기 위한 실시예로서, 카메라 모듈(10, 20) 중 적어도 하나는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)에 의해 연성회로기판(30) 상에 부착될 수 있다.

도 4는 본 발명의 복합 카메라 모듈의 다른 실시예로서 서로 다른 타입의 카메라 모듈이 연성회로기판(30) 상에 동일한 방향으로 설치되어 있다.

도 5는 본 발명의 복합 카메라 모듈의 또 다른 실시예로서 서로 다른 타입의 카메라 모듈이 연성회로기판(30)에서 서로 대향된 일측면에 설치되어 있다.

도면에 도시되지는 않았지만 같은 타입의 2개의 카메라 모듈이 연성회로기판(30)에서 서로 대향된 일측면에 설치될 수도 있다.

커넥터부의 일 실시예로서 도 2 및 도 3에는 연성회로기판(30)의 일단에 일반적인 소켓(socket) 커넥터(40)가 부착되어 상대물인 플러그(plug) 커넥터(미도시)가 결합될 수 있다.

또한 커넥터부의 다른 실시예로서 도 4 및 도 5에는 접촉전극이 노출되어 상대물 커넥터(미도시)에 슬라이드 형태로 삽입될 수 있는 구조의 커넥터(50)가 구비 되어 있다.

또한 도면에 도시되지는 않았지만 커넥터부는 상대물인 휴대 단말기의 제어장치 기판과 ACF 열압착 결합이 가능한 구조로서 구비될 수도 있다.

한편 각 도면에서 연성회로기판(30) 상에는 복수개의 카메라 모듈(10, 20)과 커넥터부(40, 50)를 연결하는 공통 신호선이 마련될 수 있다. 또한 각 도면에서 연성회로기판(30) 상에는 복수개의 카메라 모듈(10, 20) 각각과 커넥터부(40, 50)를 연결하는 신호선이 독립적으로 마련될 수도 있다.

복수개의 카메라 모듈에 대하여 연성회로기판(30) 상에 공통 신호선이 마련된 경우에는, 복수개의 카메라 모듈 중에서 외부 제어장치에 의해 선택된 하나의 카메라 모듈에서 발생한 전기적 이미지 신호가 외부 제어장치로 출력되도록 구현될 수 있다.

또한 복수개의 카메라 모듈 각각에 대하여 연성회로기판(30) 상에 독립적인 신호선이 마련된 경우에는, 복수개의 카메라 모듈 각각에서 발생한 전기적 이미지 신호가 외부 제어장치로 동시에 출력되도록 구현될 수 있다. 이 때 외부 제어장치는 각각의 카메라 모듈 중 2 이상을 선택하여 이들로부터 출력되는 전기적 이미지 신호를 처리하여 휴대 단말기에서 디스플레이하거나 저장하도록 구현될 수 있다.

이하에서는 카메라 모듈의 와이어 본딩 타입과 플립칩 본딩 타입에 대하여 설명한다.

도 6은 도 2 내지 도 5의 카메라 모듈의 일 예로서 와이어 본딩 타입의 카메라 모듈의 구조도로서, 연성회로기판(101), 경성회로기판(100), 이미지 센서부 (102, 104), 하우징부(112), 광학부(114, 116, 118, 120)를 구비한다.

도면을 참조하면 먼저 연성회로기판(101) 상에 경성회로기판(100) 부착되어 전기적으로 접속된다.

이미지 센서부(102, 104)는 경성회로기판(100) 상에 부착되어 경성회로기판(100)에 와이어본딩된다. 이미지 센서부(102, 104)는 피사체의 빛을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(102)와 이미지 센서 구동회로기판(104)을 구비한다.

이미지 센서(102)는 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 또는 CCD(Charge Coupled Device) 등의 광전 변환 소자에 의해 구비될 수 있다.

구동회로기판(104)에는 이미지 센서(102)로부터의 광전 변환된 신호를 처리하여, 고주파 노이즈를 제거, 게인 조정, 디지털 신호로의 변환 등을 수행한다. 도면에서는 이미지 센서(102)와 구동회로기판(104)이 분리되어 구비된 것을 예시하였으나, 그 사양 및 집적도에 따라 이미지 센서(102)와 구동회로기판(104)이 원칩(one-chip)화되어 구비될 수도 있다. 구동회로기판(104)에는 소정 개수의 본딩 패드(106)가 마련되어 경성회로기판(100)의 본딩 패드(108)와 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결된다.

하우징부(112)는 이미지 센서부(102, 104)를 커버하며 경성회로기판(100)에 결합된다.

그리고 광학부(114, 116, 118, 120)는 하우징부(112)에 조립되는 광학부 하우징(114)과 하우징 내부에 서브 조립되는 렌즈부(116, 118), 적외선 차단 필터 (infrared filter, 120)을 포함하여 외부의 피사체로부터의 광을 광학적으로 처리하여 이미지 센서(102)에 입사한다. 도면에서는 광학부에 2개의 렌즈 및 1개의 필터가 구비된 것으로 예시되었으나, 당업자라면 카메라 모듈의 렌즈 및 필터가 그 사양과 가공방법에 따라 갯수 및 구조가 다르게 구비될 수 있음을 이해할 것이다.

도 7은 도 2 내지 도 5의 카메라 모듈의 다른 예로서 플립칩 본딩 타입의 카메라 모듈의 구조도로서, 연성회로기판(201), 이미지 센서부(202, 204), 하우징부(212), 광학부(214, 216, 218, 220)를 구비한다.

이미지 센서부(202, 204)는 연성회로기판(201)에 플립칩 본딩된다. 이미지 센서부(202, 204)는 구동회로기판(204) 상에 이미지 센서(202)가 전기적으로 부착된 구조로서 구동회로기판(204)과 이미지 센서(202)가 원칩화되어 구비될 수도 있다. 구동회로기판(204)은 알루미늄 소재 등의 본딩 패드(206)와 솔더 볼(208)에 의해 플립칩 본딩되어 연성회로기판(201)에 부착된다.

하우징부(212)는 이미지 센서(202)를 커버하며 연성회로기판(201)에 결합된다.

그리고 광학부(214, 216, 218, 220) 하우징부(212)에 결합되고 렌즈부(216, 218)와 필터(220)를 포함하여 피사체로부터의 광을 광학적으로 처리하여 이미지 센서(202)에 입사한다.

본 발명의 휴대 단말기에 있어서, 복수개의 카메라 모듈은 각각 서로 다른 용도로 구현될 수도 있다. 예컨대 하나의 카메라 모듈은 이미지 촬영 전용으로, 다른 하나의 카메라 모듈은 화상 통신용 카메라로 구현될 수 있다. 따라서 각 카메라 모듈의 해상도가 모두 동일하여야 하는 것은 아니다. 그리고 복수개의 카메라 모듈이 동일한 이미지 센서를 구비하여야 하는 것은 아니다. 즉 각 카메라 모듈은 휴대 단말기에서의 사양에 따라 하나는 CMOS 이미지 센서를 구비한 카메라 모듈, 다른 하나는 CCD 이미지 센서를 구비한 카메라 모듈로서 구비될 수도 있다.

또한 복수개의 카메라 모듈이 모두 같은 용도로서 구비되어야 하는 것은 아니다. 즉 각 카메라 모듈이 예컨대 하나는 화상통신 전용, 다른 하나는 이미지 촬영 전용으로 기능함으로써, 다양한 기능을 갖는 휴대 단말기를 구현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 복합 카메라 모듈을 내장한 휴대 단말기의 구성을 설명하기 위한 블록도로서, 복합 카메라 모듈, 제어부, 조작부, 디스플레이부를 구비한다.

복합 카메라 모듈(300)은 와이어 본딩 타입과 플립칩 본딩 타입의 카메라 모듈이 둘 이상의 조합으로 구비된다.

본 발명의 휴대 단말기에 있어서, 복합 카메라 모듈(300)의 각 카메라 모듈은 휴대 단말기의 외장 케이스에서 렌즈가 서로 반대방향으로 향하도록 배치될 수 있다. 복합 카메라 모듈 자체에서는 도 2 내지 도 4와 같이 복수개의 카메라 모듈이 연성기판상에서 서로 같은 방향으로 장착되더라도 연성기판을 반대 방향으로 굽어서 휴대 단말기 내부에 조립함으로써 렌즈가 서로 반대 방향으로 향하도록 배치할 수 있다. 본 발명의 휴대 단말기가 3개 이상의 카메라 모듈을 구비한 복합 카메라 모듈(300)을 내장하는 경우에는 더욱 많은 방향과 용도로 사용할 수 있는 카메라를 구현하는 것이 가능하다.

본 발명의 휴대 단말기에 있어서, 복수개의 카메라 모듈은 각각 서로 다른 용도로 구현될 수도 있다. 예컨대 하나의 카메라 모듈은 이미지 촬영 전용으로, 다른 하나의 카메라 모듈은 화상 통신용 카메라로 구현될 수 있다. 따라서 각 카메라 모듈의 해상도가 모두 동일하여야 하는 것은 아니다. 그리고, 각 카메라 모듈은 휴대 단말기에서의 용도에 따라 하나는 CMOS 이미지 센서를 구비한 카메라 모듈, 다른 하나는 CCD 이미지 센서를 구비한 카메라 모듈로 구비될 수 있다.

조작부(302)는 사용자의 조작에 의해 키 입력신호를 발생한다. 휴대 단말기가 예컨대 카메라폰(camera phone)으로서 구현되는 경우에는 조작부(302)는 통신 조작을 위한 각종 숫자/문자 버튼, 방향/기능 버튼, 메뉴 버튼 등과, 이미지 촬영을 위한 버튼 등을 구비할 수 있다.

제어부(304)는 카메라 복합 모듈(300)과 전기적으로 연결되어 있다. 전기적인 연결은 카메라 복합 모듈(300) 내의 커넥터부(40, 50)를 통하여 이루어 진다. 제어부(304)는 조작부(302)에서 사용자의 조작에 의해 발생한 키 입력신호에 따라 카메라 복합모듈을 제어하고, 카메라 복합모듈로부터 입력되는 디지털 신호를 처리하여 디지털 이미지 신호로서 출력한다.

디스플레이부(306)는 제어부(304)에서 출력된 디지털 이미지 신호를 화면에 표시한다.

제어부(304)는 복합 카메라 모듈(300)로부터 입력된 2 이상의 디지털 신호를 각각 처리하여 한 화면에 표시되거나 하나의 이미지로 저장될 수 있는 디지털 이미지 신호로서 출력할 수 있다.

전술한 본 발명의 복합 카메라 모듈이 장착될 수 있는 휴대 단말기의 예로서 카메라폰 뿐만 아니라, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player) 등을 들 수 있다. 여기서 PMP는 MP3와 같은 음악 재생, 방송수신, 게임, 전자사전, 동영상 재생, 디지털카메라 등의 복합적인 기능을 갖춘 휴대형의 차세대 멀티미디어 플레이어이다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 복합 카메라 모듈에 의하면 간단한 구조로서 여러 방향에서 입력되는 이미지를 촬영할 수 있는 휴대 단말기를 구현할 수 있다. 즉 반사미러 또는 반사 프리즘의 광경로 절환수단이 구비될 필요 없이 다각도로 촬영 가능한 휴대 단말기를 구현할 수 있다.

또한 복수개의 카메라 모듈 각각의 용도 예컨대 하나는 화상통신 전용, 다른 하나는 이미지 촬영 전용으로 구비함으로써 다양한 영상처리 기능을 갖는 휴대 단말기를 구현할 수 있다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면들에 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시 예들에 의해 가르침 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시 예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 복합 카메라 모듈;

   사용자의 조작에 의해 키 입력신호를 발생하는 조작부;

   상기 키 입력신호에 따라 상기 카메라 복합모듈과 전기적으로 연결되어 상기 카메라 복합모듈을 제어하고 상기 카메라 복합모듈로부터 입력되는 2 이상의 디지털 신호를 각각 처리하여 한 화면의 디지털 이미지 신호로서 출력하는 제어부; 및

   상기 디지털 이미지 신호를 화면에 표시하는 디스플레이부를 구비하고,

   상기 복합 카메라 모듈은,

   화상통신을 위한 카메라 모듈 및 이미지 촬영을 위한 카메라 모듈을 포함하는 복수개의 카메라 모듈;

   상기 복수개의 카메라 모듈을 부착하고 상기 복수개의 카메라 모듈과 외부의 제어장치를 전기적으로 연결하는 연성회로기판; 및

   상기 연성회로기판에 전기적으로 결합되어 상기 연성회로기판과 상기 외부의 제어장치를 전기적으로 접속하는 커넥터부를 구비하고,

   상기 연성회로기판에는 상기 복수개의 카메라 모듈 각각과 상기 커넥터를 연결하는 신호선이 독립적으로 마련되고,

   상기 복수개의 카메라 모듈 중 적어도 하나는 그 나머지 카메라 모듈과 상기 연성회로기판의 대향된 일측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
7. 삭제
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제6항에 있어서,

   상기 연성회로기판에는 상기 복수개의 카메라 모듈과 상기 커넥터를 연결하는 공통 신호선이 마련된 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제6항에 있어서,

   상기 복수개의 카메라 모듈 중 적어도 하나는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film)에 의해 상기 연성회로기판 상에 부착되는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.

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