KR101285393B1

KR101285393B1 - 카메라 모듈을 포함하는 이동통신 단말기

Info

Publication number: KR101285393B1
Application number: KR1020110127903A
Authority: KR
Inventors: 김홍규; 김성필
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-07-10
Also published as: US20130141639A1; KR20130061539A

Abstract

본 발명은 화상이 표시되지 않는 베젤부의 넓이를 감소시킬 수 있게 한 카메라 모듈 및 이를 포함하는 이동통신 단말기에 대한 것이다. 이를 위한, 카메라 모듈은 기판과, 상기 기판 상에 상기 기판의 중심으로부터 편심되게 위치되어 입사된 광을에전자로 변환하여 저장하는 포토센싱부와, 상기 기판 상에 실장되고, 상기 포토센싱부 주변에 위치된 적어도 하나의 캐패시터와, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 기판의 상측에 배치된 것으로, 상기 포토센싱부와 대응되도록 상기 기판의 중심과 편심되게 설치되어 외부의 피사체의 영상이 상기 포토센싱부로 입사되게 하는 경통부를 포함한다.

Description

카메라 모듈을 포함하는 이동통신 단말기{Mobile communication terminal including camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피사체의 영상을 얻는데 사용되는 카메라 모듈 및 이를 포함하는 이동통신 단말기에 관한 것이다.

일반적인 카메라 모듈은 외부의 광학 정보를 전기 신호로 변환하는 장치이다. 이러한 카메라 모듈은 MP3플레이어, 휴대폰 및 스마트폰 등의 휴대기기에 설치될 수 있다. 특히, 카메라 모듈은 스마트폰의 후면에 설치되어 외부의 피사체 또는 풍경 등을 촬영할 수 있게 하거나 증강현실 기능을 사용할 수 있게 한다. 또한, 카메라 모듈은 스마트폰의 전면에 설치되어 전면에 배치되어 사용자가 영상통화를 할 수 있게 하거나, 사용자 자신의 신체의 일부를 촬영하는 셀프촬영기능 등을 사용할 수 있게 한다.

이를 위한 종래의 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈를 포함하는 경통부와, 상기 경통부를 통하여 입사된 영상을 디지털 신호로 변환하는 이미지센서를 포함하는 것이 일반적이다. 그리고, 이미지 센서의 액티브 픽셀(Active pixel)은 피사체에서 발생하는 빛 에너지에 대응하는 전기적 값을 발생한다.

한편, 과거에는 저해상도의 영상통화가 일반적이었으나, 최근에는 통신기술이 발전됨에 따라, 고해상도의 영상통화에 대한 요구가 증가되고 있다. 이러한 고해상도의 영상통화를 위해서는 스마트폰의 전면에 배치된 카메라 모듈의 화소수가 증가가 필수적이다. 이에 따라, 기존에는 0.3메가픽셀(Mega Pixel)의 카메라 모듈이 일반적으로 사용되었으나, 최근에는 1.3 또는 2.0메가픽셀의 카메라 모듈의 사용이 증가되고 있다.

도 1은 종래의 카메라 모듈이 탑재된 이동통신 단말기를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 2는, 도 1에 도시된 이동통신 단말기의 정면도이다. 그리고, 도 3은, 도 1에 도시된 이동통신 단말기에서 P-P라인을 따라 취한 단면도이다.

도 1에 도시된 종래의 카메라 모듈(11)이 탑재된 이동통신 단말기(1)의 구조를 설명하면, 이동통신 단말기(1) 내부에 메인보드(13)가 배치되고, 전면에는 디스플레이부(12)가 형성되며, 디스플레이부(12)의 주변에는 베젤부(10)가 형성된다. 디스플레이부(12)는 터치센서(12a)와 평판패널(12b)로 이루어질 수 있다. 그리고, 외부의 영상을 촬영할 수 있도록 베젤부(10)의 일부분에는 투명한 소재로 이루어진 투명부(10a)가 형성되고, 이러한 투명부(10a)의 아래의 공간에 카메라 모듈(11)이 배치된다. 카메라 모듈(11)은 메인보드(13) 상에 결합된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 카메라 모듈(11)의 화소수가 증가될수록 미도시된 이미지센서의 크기도 커지게 되는데, 이러한 이미지센서를 포함하는 카메라 모듈(11)이 이동통신 단말기(1)의 전면에 설치되는 경우, 이미지센서의 증가된 크기만큼 디스플레이부(12)의 주면을 감싸는 베젤부(10)의 넓이가 증가될 수 밖에 없다.

그리고, 상기한 바와 같은 고해상도의 영상통화뿐만 아니라, 최근에는 사용자는 동영상을 편리하게 감상하고 인터넷 서핑을 편리하게 이용하고자 화상이 표시되는 디스플레이부(12)의 크기는 최대한 크기 확보하여 대화면의 디스플레이부(12)를 탑재하고, 화상이 표시되지 않는 베젤부(10)의 크기는 최소화하려는 추세이다. 이때, 베젤부(10)는 카메라 모듈(11), 근접 센서 및 스피커 등의 수납을 위한 공간을 확보해야 하므로, 그 크기를 감소시키는데 어려움이 있다. 또한, 대화면의 디스플레이부(12)와, 고화소의 카메라 모듈(11)이 이동통신 단말기(1)에 포함되면서 이동통신 단말기(1)의 크기가 전체적으로 커질 수 밖에 없는데, 이동통신 단말기(1)의 크기가 커질수록 파지감 및 휴대성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 화상이 표시되지 않는 베젤부의 넓이를 감소시킬 수 있게 한 카메라 모듈 및 이를 포함하는 이동통신 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 단말기는, 몸체부와, 상기 몸체부의 전면에 형성된 디스플레이부와, 상기 디스플레이부의 주변에 형성된 베젤부, 및 상기 몸체부의 내부에 설치된 카메라 모듈을 포함하며,
상기 카메라 모듈은,
기판; 상기 기판의 상부 영역에 위치되어 입사된 광을 전자로 변환하여 저장하는 포토센싱부; 상기 기판의 상측에 배치된 것으로, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 기판의 중심과 편심되게 설치되어 외부의 피사체의 영상이 상기 포토센싱부로 입사되게 하는 경통부; 및 상기 기판의 상부 영역 중 상기 경통부로부터 편심된 반대쪽 영역에 실장되고, 상기 포토센싱부 주변에 위치된 적어도 하나의 캐패시터;를 포함하며,
상기 기판은, 상기 경통부와 대응되는 영역이 상기 경통부를 상기 베젤부에 대응시킨 상태로 상기 몸체부의 전면을 향하여 노출시키도록 위치되며, 상기 경통부로부터 편심된 반대쪽 영역이 상기 디스플레이부의 하측에 대응되게 위치될 수 있다.
여기서, 상기 포토센싱부는, 상기 기판의 상부 영역에 상기 기판의 중심으로부터 상기 경통부의 편심된 쪽으로 편심되게 위치되어, 상기 경통부를 통해 입사된 광을 전자로 변환하여 저장할 수 있다.
여기서, 상기 기판은, 한쪽 변에 가깝게 상기 포토센싱부가 배치되고 반대쪽 변에 가깝게 상기 캐패시터가 배치되는 사각형 형상으로 이루어질 수 있다.

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본 발명에 따른 이동통신 단말기에서는 종래의 카메라 모듈보다 크기가 커진 1.3메가픽셀 이상의 고화소의 카메라 모듈이 몸체부 상에 설치되더라도, 카메라 모듈에서 포토센싱부와 경통부가 기판에 대해 편심되도록 위치되어 있으므로, 경통부의 주변으로 돌출되는 기판의 면적을 최소화하여 카메라 모듈이 베젤부의 하부에서 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 따라서, 베젤부의 넓이를 최소화하기가 용이하므로, 이동통신 단말기에 고화소의 카메라 모듈을 설치하면서 전체적인 크기는 증가하지 않도록 제조하여 파지감 및 휴대성이 떨어지게 되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 카메라 모듈이 탑재된 이동통신 단말기를 도시한 사시도.
도 2는, 도 1에 도시된 이동통신 단말기의 정면도.
도 3은, 도 1에 도시된 이동통신 단말기에서 P-P라인을 따라 취한 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도.
도 5는, 도 4에 도시된 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라 모듈의 평면도.
도 6 내지 도 8은, 도 5에 도시된 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라 모듈에서 캐패시터의 다양한 배치예들을 도시한 평면도.
도 9는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 평면도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라 모듈이 탑재된 이동통신 단말기들을 도시한 정면도.
도 12는 도 10에 도시된 이동통신 단말기에서 X-X라인을 따라 취한 단면도.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 기판(110)과, 포토센싱부(120)와, 캐패시터(130)와, 경통부(140)를 포함한다.

기판(110)은 후술할 포토센싱부(120)와 캐패시터(130)가 배치된다. 기판(110)의 형상의 일예로 사각형으로 이루어질 수 있다.

포토센싱부(120, Photodiode)는 상기 기판(110) 상에 상기 기판(110)의 중심으로부터 편심되게 위치되어 입사된 광을 전자로 변환하여 저장한다. 포토센싱부(120)는 와이어 본딩(150)에 의해 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 포토센싱부(120)의 하측과 기판(110)을 전기적으로 연결하는 것도 가능하다.

캐패시터(130)는 상기 기판(110) 상에 실장되고, 상기 포토센싱부(120) 주변에 위치된다. 캐패시터(130)는 포토센싱부(120)의 축전용량을 증가시킨다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 이러한 캐패시터(130)는 상기 포토센싱부(120)를 구성하는 둘레면들 중 어느 하나의 둘레면에 인접하게 위치될 수 있다. 즉, 상기 포토센싱부(120)는 상기 기판(110)의 좌측부분을 구성하는 제1영역(A)에 위치될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 캐패시터(130)는 상기 기판(110)의 제1영역(A)을 제외한 나머지 우측부분을 구성하는 제2영역(B)에 위치될 수 있다. 그리고, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에서 와이어 본딩(150)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

이와 다르게, 도 8 에 도시된 바와 같이, 상기 캐패시터(130)는 상기 포토센싱부(120)를 구성하는 둘레면들 중 서로 대응되는 두 개의 둘레면들 각각에 인접하게 위치되는 것도 가능하다. 즉, 포토센싱부(120)의 좌측 및 우측 각각에 적어도 하나의 캐패시터(130)들이 형성될 수 있다.

도 4로 되돌아가서, 경통부(140)는 적어도 하나의 렌즈(141)를 포함한다. 경통부(140)는 상기 기판(110)의 상측에 배치된다. 경통부(140)는 상기 포토센싱부(120)와 대응되도록 상기 기판(110)의 중심과 편심되게 설치되어 외부의 피사체의 영상이 상기 포토센싱부(120)로 입사되게 한다. 경통부(140)의 내부에는 적어도 하나의 렌즈(140)가 상하방향으로 이동 가능하도록 배치될 수 있으며, 피사체까지의 초점(focus)거리를 조절하거여 피사체의 영상이 포토센싱부(120)에 선명하게 입사되도록 할 수 있다.

그리고, 경통부(140)의 어느 하나의 렌즈(141)의 외면에는 적외선을 필터링하기 위한 IR 컷 필터링 층(IR cut filtering layer)이 코팅될 수 있다. 이러한 경통부(140)의 하측에는 내부공간이 형성될 수 있다. 내부공간에는 기판(110)이 수용될 수 있다. 경통부(140)의 외면의 소재의 일예로 절연에 용이한 플라스틱 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.

상기와 같은 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)방식일 수 있다. 이와 다르게, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 CCD(Charge-Coupled Device) 방식일 수 있다.

한편, 도 9를 참조하면, 전술한 카메라 모듈(100, 도 8)과 다르게 본 발명의 다른 일실시예에 따른 카메라 모듈(100A)은 경통부(140)만 상기 기판(110)의 중심과 편심되게 설치될 수 있다. 이러한 구조로 이루어진 카메라 모듈(100A)이 이동통신 단말기에 설치되는 경우, 경통부(120)는 베젤부(230, 도 11 참조)에 위치되고, 나머지 부분은 디스플레이부(220, 11 참조)에 인접하거나 디스플레이부(220, 11 참조)의 하방에 배치되는 것이 바람직하다. 더욱 상세하게 설명하면, 도 9에 도시된 바와 같이 기판(110)이 직사각형으로 이루어진 경우, 기판(110)에서 어느 하나의 모서리(L2) 보다 상대적으로 길이가 긴 모서리(L1)는 베젤부(230, 도 11 참조)의 길이방향을 따라 배치되는 것이 베젤부(230, 도 11 참조)를 최소화하는데 있어서 바람직할 수 있다.

전술한 구조로 이루어진 카메라 모듈(100)이 이동통신 단말기(200)에 탑재되어 베젤부(230)의 넓이가 감소될 수 있다는 것은 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)이 탑재된 이동통신 단말기(200)의 구조의 일예를 통하여 확인할 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이동통신 단말기(200)의 구조의 일예로, 몸체부(210)와, 디스플레이부(220)와, 베젤부(230)를 포함할 수 있다.

몸체부(210) 내에는 이동통신 단말기(200)를 구성하는 부품들이 배치된다. 몸체부(210)의 후측에는 이동통신 단말기(200)의 전원공급을 위한 배터리가 배치될 수 있다.

디스플레이부(220)는 상기 몸체부(210)의 전면에 형성되어 영상을 출력한다. 사용자는 디스플레이부(220)를 통하여 이동통신 단말기(200)의 동작 상태를 확인하거나, 동영상을 감상할 수 있다. 디스플레이부(220)는 터치센서(220a)와 평판패널(220b)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 평판패널(220b)로만 이루어지는 것도 가능하다.

베젤부(230)는 디스플레이부(220)의 주변에 형성된다. 베젤부(230)의 하측에는 스피커(240), 근접센서(260) 및 조도센서(250) 등이 배치될 수 있다. 베젤부(230)에서 상기 스피커(240), 근접센서(260) 및 조도센서(250)와 대응되는 부분(230a, 도 12참조)은 투명한 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 베젤부(230)의 하측의 공간은 상기 스피커(240), 근접센서(260) 및 조도센서(250) 뿐만 아니라, 디스플레이부(220)를 구성하는 평판패널의 둘레면을 보호하기 위한 공간이 될 수 있다.

전술한 카메라 모듈(100)은 상기 몸체부(210)의 내부에 설치된다. 카메라 모듈(100)은 상기 경통부(140)가 상기 몸체부(210)의 전면을 향하여 노출되도록 상기 제1영역(A)은 상기 베젤부(230)에 위치하고, 상기 제2영역(B)은 상기 디스플레이의 하방에 위치된다. 이러한 구조로 이루어진 이동통신 단말기(200)에서는 종래의 카메라 모듈보다 크기가 커진 1.3메가픽셀 이상의 고화소의 카메라 모듈(100)이 몸체부(210) 상에 설치되더라도, 카메라 모듈(100)에서 포토센싱부(120)와 경통부(140)가 기판(110)에 대해 편심되도록 위치되어 있으므로, 카메라 모듈(100)의 경통부(140)의 둘레면과 몸체부(210) 사이의 거리(C)를 종래의 카메라 모듈을 포함하는 이동통신 단말기보다 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 도 11 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 단말기(200)는 면적R만큼 베젤부(230)의 크기가 균일하게 감소될 수 있다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 베젤부(230)의 좌측 및 우측의 면적만 최소화하는 것도 가능하므로 베젤부(230)가 아크(Arc)형상이 되게 하여 이동통신 단말기(200)의 외관을 미려하게 하는 것도 가능할 수 있다. 여기서, R은 종래의 카메라 모듈이 설치된 이동통신 단말기와 비교하여 본 발명의 이동통신 단말기(200)에서 감소된 베젤부(230)의 넓이를 나타낸 것이다.

한편, 이동통신 단말기(200)의 베젤부(230)의 중앙에는 스피커(240)가 배치되므로, 카메라 모듈(100)은 우측 또는 좌측에 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 단말기(200)에서는 베젤부(230)의 넓이를 최소화하기가 용이하므로, 이동통신 단말기(200)에 1.3메가픽셀 이상의 고화소의 카메라 모듈(100)을 설치하면서 전체적인 크기는 증가하지 않도록 제조하여 파지감 및 휴대성이 떨어지게 되는 것을 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 종래의 이동통신 단말기
10: 베젤부 11: 카메라 모듈
12: 디스플레이부 12a: 터치센서
12b: 평판패널 13: 메인보드
100, 100A: 카메라 모듈
110: 기판 120: 포토센싱부
130: 캐패시터 140: 경통부
A: 제1영역 B: 제2영역
200: 이동통신 단말기
210: 몸체부 220: 디스플레이부
220a: 터치센서 220b: 평판패널
230: 베젤부 240: 스피커
250: 조도센서 260: 근접센서
270: 메인보드

Claims

몸체부와, 상기 몸체부의 전면에 형성된 디스플레이부와, 상기 디스플레이부의 주변에 형성된 베젤부, 및 상기 몸체부의 내부에 설치된 카메라 모듈을 포함하는 이동통신 단말기에 있어서,
상기 카메라 모듈은,
기판;
상기 기판의 상부 영역에 위치되어 입사된 광을 전자로 변환하여 저장하는 포토센싱부;
상기 기판의 상측에 배치된 것으로, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 기판의 중심과 편심되게 설치되어 외부의 피사체의 영상이 상기 포토센싱부로 입사되게 하는 경통부; 및
상기 기판의 상부 영역 중 상기 경통부로부터 편심된 반대쪽 영역에 실장되고, 상기 포토센싱부 주변에 위치된 적어도 하나의 캐패시터;를 포함하며,
상기 기판은,
상기 경통부와 대응되는 영역이 상기 경통부를 상기 베젤부에 대응시킨 상태로 상기 몸체부의 전면을 향하여 노출시키도록 위치되며, 상기 경통부로부터 편심된 반대쪽 영역이 상기 디스플레이부의 하측에 대응되게 위치된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제1항에 있어서,
상기 포토센싱부는 상기 기판의 상부 영역에 상기 기판의 중심으로부터 상기 경통부의 편심된 쪽으로 편심되게 위치되어, 상기 경통부를 통해 입사된 광을 전자로 변환하여 저장하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제2항에 있어서,
상기 기판은,
한쪽 변에 가깝게 상기 포토센싱부가 배치되고 반대쪽 변에 가깝게 상기 캐패시터가 배치되는 사각형 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
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