KR102190520B1 - 3차원 카메라 모듈 - Google Patents

3차원 카메라 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR102190520B1
KR102190520B1 KR1020190076687A KR20190076687A KR102190520B1 KR 102190520 B1 KR102190520 B1 KR 102190520B1 KR 1020190076687 A KR1020190076687 A KR 1020190076687A KR 20190076687 A KR20190076687 A KR 20190076687A KR 102190520 B1 KR102190520 B1 KR 102190520B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
light source
lens
electrode
camera module
Prior art date
Application number
KR1020190076687A
Other languages
English (en)
Inventor
이영식
김충섭
서정학
조광래
Original Assignee
주식회사 옵티맥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 옵티맥 filed Critical 주식회사 옵티맥
Priority to KR1020190076687A priority Critical patent/KR102190520B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102190520B1 publication Critical patent/KR102190520B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material
    • H01S5/04253—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material having specific optical properties, e.g. transparent electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18386—Details of the emission surface for influencing the near- or far-field, e.g. a grating on the surface
    • H01S5/18388—Lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H04N5/2254—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은 3차원 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3D TOF(Time-of-flight) 카메라 모듈에 광원으로 적용되는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 발광 소자의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈은 베이스 기판; 베이스 기판의 상에 위치하여, 광을 발광시키는 광원부; 베이스 기판의 상에서 광원부의 주변에 위치하여 격벽을 형성하는 홀더부; 광원부와 이격되어 홀더부의 상부를 덮고, 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 렌즈부; 렌즈부의 둘레를 감싸고, 일단이 렌즈부의 일측에 인접하여 형성되고, 타단이 렌즈부의 타측에 인접하여 형성되는 전극부; 및 전극부의 일단 및 타단 사이에 연결되고, 렌즈부의 탈락을 감지하여, 광원부를 턴-오프(turn off)시키도록 제어하는 탈락 감지부;를 포함한다.

Description

3차원 카메라 모듈{3-DIMENSIONAL CAMERA MODULE}
본 발명은 3차원 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3D TOF(Time-of-flight) 카메라 모듈에 광원으로 적용되는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 발광 소자의 구조에 관한 것이다.
스마트 폰과 같은 무선 통신 단말기의 발전으로 인하여, 무선 통신 단말기의 보안 방법이 다양화되고 있다.
특히, 최근에는 보안을 위하여 사용자의 안면 인식을 수행함으로써, 무선 통신 단말기의 보안을 해제하는 방법이 적용되고 있다.
이와 같이, 사용자의 안면 인식을 이용한 보안 해제 방법으로, 사용자의 안면을 영상 이미지로만 분석하는 방법을 넘어서, 사용자의 안면 윤각이나 형태 등을 입체적으로 분석하여 보안을 해제하는 방법이 연구되기 시작하였다.
이와 같이 사용자의 안면 등을 보다 정확하게 인식하기 위하여, 3차원 카메라가 연구되고 있으며, 3차원 카메라 중에서 TOF(Time-of-flight) 방식의 카메라가 각광받고 있다.
이와 같은 TOF 방식의 카메라는 보다 정확하게 사용자의 안면을 인식하기 위하여 보다 직진성이 강한 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)광을 이용할 수 있다.
이와 같은 VCSEL 광은 LED광이나 LCD 광보다 상대적으로 직진성이 강하여, 사람의 피부에 조사될 경우, 짧은 시간이라도 피부에 손상을 입힐 수 있다.
특히, 이와 같은 VCSEL 광을 이용하여 사용자의 안면을 인식하게 하는 경우, VCSEL 광의 강도를 적절하게 약화시키는 렌즈가 VCSEL 광을 발광시키는 광원으로부터 이탈되거나 탈락될 경우, 사용자의 안면에 치명적인 손상을 가할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 3차원 카메라 모듈을 제공하는 데, 그 목적이 있다. 보다 상세하게는 사용자의 안전을 보다 확보할 수 있는 3D TOF(Time-of-flight) 카메라 모듈에 광원으로 적용되는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser) 발광 소자를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈은 베이스 기판; 베이스 기판의 상에 위치하여, 광을 발광시키는 광원부; 베이스 기판의 상에서 광원부의 주변에 위치하여 격벽을 형성하는 홀더부; 광원부와 이격되어 홀더부의 상부를 덮고, 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 렌즈부; 렌즈부의 둘레를 감싸고, 일단이 렌즈부의 일측에 인접하여 형성되고, 타단이 렌즈부의 타측에 인접하여 형성되는 전극부; 및 전극부의 일단 및 타단 사이에 연결되고, 렌즈부의 탈락을 감지하여, 광원부를 턴-오프(turn off)시키도록 제어하는 탈락 감지부;를 포함한다.
여기서, 전극부의 일단 및 타단은 렌즈부의 일측 및 타측 각각으로부터 홀더부의 밑면까지 연장될 수 있다.
일례로, 렌즈부는 유리 재질, 실리콘 재질 또는 에폭시 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 홀더부는 유리와 다른 절연성 재질을 포함할 수 있다.
본 발명은 렌즈부가 탈락되기 이전에 탈락 감지부와 전극부 사이에 도전성 폐루프가 형성되고, 렌즈부가 홀더부로부터 탈락되거나 홀더부가 베이스 기판으로부터 탈락되었을 때, 탈락 감지부와 전극부 사이의 폐루프가 형성되지 않고, 탈락 감지부는 광원부를 턴-오프시키도록 제어할 수 있다.
다른 일례로, 홀더부와 렌즈부는 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다.
홀더부와 렌즈부는 동일한 재질로 형성되되, 유리 재질, 실리콘 재질 또는 에폭시 재질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 렌즈부가 이탈되기 이전에 탈락 감지부와 전극부 사이에 도전성 폐루프가 형성되고, 일체로 형성된 렌즈부와 홀더부가 베이스 기판으로부터 탈락되었을 때, 탈락 감지부와 전극부 사이의 폐루프가 형성되지 않고, 탈락 감지부는 광원부를 턴-오프시키도록 제어할 수 있다.
전극부는 투명 전극(Transparent Conductive Oxide, TCO)을 포함할 수 있다.
또한, 광원부는 수직 공진 표면 발광 레이저(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)광을 발광시킬 수 있다.
또한, 복수의 마이크로 렌즈를 형성하는 패턴은 렌즈부에서 광원부와 인접한 내측면에 구비될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈은 렌즈부의 둘레를 감싸는 전극부와 렌즈부의 탈락을 감지하는 탈락 감지부를 구비함으로써, 렌즈부가 이탈되거나 탈락될 때, 광원부의 동작을 제어함으로써, 사용자의 안전을 보다 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈의 개념을 간략하게 설명하기 위한 도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈의 광원 소자에 적용되는 광원부의 발광 형태를 설명하기 위한 도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 3차원 카메라 모듈에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 탈락 감지부의 기능을 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 3차원 카메라 모듈에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 3차원 카메라 모듈에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자의 제2 실시예에 대한 변경예를 설명하기 위한 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 카메라 모듈에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈(10)의 개념을 간략하게 설명하기 위한 도이고, 도 2는 본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈(10)의 광원 소자에 적용되는 광원부(110)의 발광 형태를 설명하기 위한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈(10)은 발광 소자(100)와 수광 소자(200)를 포함할 수 있다.
발광 소자(100)는 광원을 발생시킬 수 있으며, 수광 소자(200)는 발광 소자(100)로부터 조사되어 피사체에 의해 반사된 광원을 수광할 수 있다.
이와 같은 발광 소자(100)는 직진성이 상대적으로 양호한 수직 공진 표면 발광 레이저(vertical cavity surface emitting laser, 이하 ‘VCSEL’ 이라 함)광을 발광시킬 수 있다.
이와 같은 발광 소자(100)로부터 발광되는 VCSEL 광은 수십 내지 수백 개의 레이저 광이 하나의 번들 형태로 발광될 수 있으며, 피사체의 각 부분에 반사되어 수광할 때, 시간차를 이용하여, 피사체의 각 부분에 대한 거리를 파악할 수 있다.
이에 따라, 이와 같은 3차원 카메라 모듈(10)은 발광 소자(100)로부터 조사되어 피사체에 의해 반사되어 수광 소자(200)로 입사된 광원의 이동 시간을 측정하여, 이로부터 광원으로부터 피사체의 각 부분까지의 거리를 측정할 수 있고, 이에 따라, 피사체의 각 부분에 대한 깊이 정보를 파악하여, 피사체의 안면에 대한 물리적인 굴곡, 형태 또는 모양을 인식하는데, 도움을 줄 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명의 일례에 따른 3차원 카메라 모듈(10)의 발광 소자(100)에서 발광하는 VCSEL 광은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 광원부(110)에서 발광하는 광의 형태가 직진성이 매우 뛰어날 수 있다.
일례로, VCSEL 광을 다른 OLED 광원 소자(110’)나 LCD 광원 소자(110’)에서 발광되는 광과 비교하면, VCSEL 광의 빔 형태(beam shape, LS)가 다른 OLED 광원 소자(110’)나 LCD 광원 소자(110’)에서 발광되는 광보다 훨씬 직진성이 강해서, 상대적으로 날카롭고 고에너지를 가지고 있음을 알 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2의 (a)는 본 발명에 따른 3차원 카메라 모듈(10)에 적용된 광원부(110)에서 발광되는 VCSEL 광을 도시한 것이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)와 비교 설명하기 위하여, OLED나 LCD 광원 소자(110’)에서 발광되는 광을 도시한 것이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광원부(110)에서 발광되는 VCSEL 광(LS)은 광의 진행 방향인 광축을 중심으로 광이 퍼지는 정도가 도 2의 (b)와 비교하여, 훨씬 작은 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 VCSEL 광(LS)은 도 2의 (a)와 같이, 다른 광에 비하여 직진성이 강하고 상대적으로 고에너지를 가지고 있어, 렌즈에 의해 필터링되거나 확산되지 않고 사용자(20)의 피부에 바로 조사될 경우, 수초 정도의 매우 짧은 시간에도 사용자(20)가 열손상 내지 열상을 받을 수 있다.
특히, VCSEL 광이 3차원 카메라 모듈(10)에 적용되어, 사용자(20)의 안면 인식을 위해 사용될 경우, 사용자(20)의 안면에 위치하는 눈과 같은 생체 기관에 치명적인 손상을 입힐 위험이 있다.
본 발명은 이를 방지하기 위하여, 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)의 구조를 개선하여, VCSEL 광을 발광시키는 광원부(110)의 전면에 위치하는 렌즈가 이탈되거나 탈락되는 경우, 광원부(110)의 발광을 턴 오프하도록 제어함으로써, 안정성을 보다 확보할 수 있다.
이에 대해, 이하에서 도면을 참조하여, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)의 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)는 베이스 기판(110), 광원부(120), 홀더부(130), 렌즈부(140), 전극부(150) 및 탈락 감지부(160)를 포함할 수 있다.
여기서, 베이스 기판(110)은 VCSEL 발광 소자(100)의 하부 기판을 형성할 수 있으며, 절연성 재질이면 어떠한 것도 가능하다.
일례로, 베이스 기판(110)은 절연성 재질의 기판 상에 다양한 전극 패턴이 패터닝된 PCB(printed circuit board) 기판이 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명이 반드시 PCB 기판에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 도 3에 구체적으로 도시되지는 않았지만, 베이스 기판(110)으로 사용되는 PCB 기판 상에는 광원부(120)에 연결되는 타이밍 제어 전극(미도시) 패턴이 형성될 수 있다. 이와 같은 타이밍 제어 전극으로 VCSEL 발광 소자(100)의 외부에서 광원부(120)의 발광 타이밍을 제어하는 신호가 전달될 수 있다.
이에 더불어, PCB 기판 상에는 홀더부(130)의 밑면에 위치하는 전극부(150)와 탈락 감지부(160)를 연결하는 전극 패턴(110P1, 110P2)과 탈락 감지부(160)와 광원부(120)를 연결하는 전극 패턴(110P3)이 형성될 수 있다.
광원부(120)는 베이스 기판(110)의 상에 위치하여, 광을 생성하여 발광시킬 수 있다. 이와 같은 광원부(120)는 앞선 도 2에서 설명한 VCSEL 광을 발광시킬 수 있다. 광원부(120)는 타이밍 제어 전극(미도시)을 통해 전달되는 제어 신호에 의해 VCSEL 광의 발광 타이밍을 제어할 수 있다.
홀더부(130)는 베이스 기판(110)의 상에서 광원부(120)의 주변에 위치하여 격벽을 형성할 수 있다. 이와 같은 홀더부(130)는 베이스 기판(110) 상에 광원부(120)와 이격되어 광원부(120)의 둘레를 감싸도록 위치할 수 있으며, 일정한 높이의 격벽을 형성하여 외부의 충격으로부터 광원부(120)를 보호할 수 있으며, 외부의 먼지와 같은 이물질이 VCSEL 발광 소자(100) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
홀더부(130)의 폭은 광원부(120)의 폭보다 작고, 홀더부(130)의 높이는 광원부(120)의 두께보다 클 수 있으며, 절연성 재질로 형성될 수 있다.
렌즈부(140)는 광원부(120)와 이격되어 홀더부(130)의 상부를 덮고, 복수의 마이크로 렌즈(141)가 형성될 수 있다.
렌즈부(140)는 판상 형태로 구비될 수 있으며, 렌즈부(140)의 중앙 부분에는 광원부(120)에서 발광된 VCSEL 광이 입사되는 복수의 마이크로 렌즈(141)가 형성될 수 있다.
복수의 마이크로 렌즈(141)를 형성하는 패턴은 렌즈부(140)에서 광원부(120)와 인접한 내측면에 구비될 수 있다.
렌즈부(140)는 홀더부(130)와 다른 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 렌즈부(140)는 유리 재질, 실리콘 재질 또는 에폭시 재질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 홀더부(130)는 플라스틱 재질이나 유리와 다른 절연성 재질을 포함하여 형성될 수 있다.
전극부(150)는 렌즈부(140)의 둘레를 감싸고, 일단이 렌즈부(140)의 일측에 인접하여 형성되고, 타단이 렌즈부(140)의 타측에 인접하여 형성될 수 있다.
일례로, 전극부(150)의 일부(150a)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈부(140)의 외측면 둘레에 코팅된 형태로 위치할 수 있으며, 미리 결정된 폭을 가지고 어느 한 방향으로 길게 형성될 수 있다.
전극부(150)의 일단(150b+150c)은 렌즈부(140)의 상부 외측면으로부터 홀더부(130)의 어느 한쪽 외측면을 따라 렌즈부(140)의 일측에 인접한 홀더부(130)의 어느 한쪽 밑면까지 연장될 수 있고, 전극부(150)의 타단(150b+150d)은 렌즈부(140)의 상부 외측면으로부터 홀더부(130)의 반대쪽 외측면을 따라 렌즈부(140)의 타측에 인접한 홀더부(130)의 반대쪽 밑면까지 연장될 수 있다.
이와 같은 전극부(150)의 재질은 전도성이 높은 재질이면 어떠한 것이라도 무방하고, 일례로, 금, 은, 구리, 알루미늄 재질을 포함할 수 있으며, 또는 광투과성 재질의 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극(Transparent Conductive Oxide, TCO)을 포함할 수 있다.
렌즈부(140)의 상부 외측면에 위치하는 전극부(150a)의 두께는 전류가 흐를 수 있을 정도면 충분하고, 일례로, 렌즈부(140)의 내측면에 위치하는 마이크로 렌즈(141)의 곡면 두께 또는 높이보다 얇을 수 있다.
렌즈부(140)의 상부 외측면에 위치하는 전극부(150a)의 폭은 렌즈부(140)의 상부 외측면을 전체적으로 덮도록 형성되거나, 렌즈부(140)의 상부 외측면의 폭보다 얇은 두께로 형성될 수도 있다. 도 3에서는 일례로 전극부(150a)의 폭이 렌즈부(140)의 상부 외측면의 폭보다 얇은 경우를 일례로 도시하였다.
전극부(150a)의 폭이 렌즈부(140)의 상부 외측면의 폭보다 얇은 경우, 렌즈부(140)의 상부 외측면에 형성된 전극부(150a)가 VCSEL 광이 출사되는 렌즈부(140)의 출사 영역과 중첩되는 영역에 위치할 수도 있고, 위치하지 않을 수도 있다. 도 3에서는 일례로, 렌즈부(140)의 상부 외측면에 형성된 전극부(150a)가 렌즈부(140)의 출사 영역에 중첩되는 경우를 일례로 도시하였다.
전극부(150)의 재질이 불투명 재질인 경우, 공정상 렌즈부(140)의 출사 영역을 회피하여 전극부(150)를 형성해야 하는 공정상의 어려움이 있으나, 전극부(150)의 재질이 투명 재질인 경우, 공정상 렌즈부(140)의 출사 영역을 회피할 필요가 없어, 공정이 보다 용이해질 수 있다.
따라서, 도 3 및 도 4와 같이, 전극부(150)가 렌즈부(140)의 출사 영역과 중첩되어 위치하는 경우, 전극부(150)는 투명 전극으로 형성될 수 있다.
탈락 감지부(160)는 베이스 기판(110) 상에 위치하되, 전극부(150)의 일단 및 타단 사이에 연결되어, 전극부(150)와 탈락 감지부(160)는 하나의 도전성 폐루프를 형성할 수 있다.
이를 위해, 홀더부(130)의 어느 한쪽 밑면에 위치한 전극부의 일단(150c)과 홀더부(130)의 반대쪽 밑면에 위치한 전극부(150)의 타단(150d)은 베이스 기판(110) 상에 형성된 전극 패턴(110P1, 110P2)을 통하여 탈락 감지부(160)에 전기적으로 연결될 수 있다.
더불어, 탈락 감지부(160)와 광원부(120)는 베이스 기판(110) 상에 형성된 별도의 다른 전극 패턴(110P3)을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 탈락 감지부(160)는 렌즈부(140)가 홀더부(130)로부터 이탈 또는 탈락되어 분리된 경우, 렌즈부(140)의 탈락을 감지하여 광원부(120)를 턴-오프(turn off)시키도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 렌즈부(140)가 홀더부(130)로부터 이탈 및 탈락되어 분리되거나 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 베이스 기판(110)으로부터 이탈 및 탈락되어 분리되는 경우, 전극부(150) 중 일부가 물리적으로 파손될 수 있고, 이와 같은 경우, 전극부(150)와 탈락 감지부(160)를 통하여 형성되었던 폐루프는 깨질 수 있다.
탈락 감지부(160)는 이와 같은 폐루프의 깨짐 현상을 감지하여, 광원부(120)의 동작을 정지시킬 수 있다. 이에 대해, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 탈락 감지부(160)의 기능을 설명하기 위한 도이다.
도 5의 (a)는 렌즈부(140)나 홀더부(130)가 이탈 또는 탈락되지 않고, 광원부(120)가 정상적으로 동작할 때의 회로 개념을 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 렌즈부(140)나 홀더부(130)가 이탈 또는 탈락되어, 광원부(120)의 동작이 탈락 감지부(160)에 의해 턴 오프(turn off)되었을 때의 회로 개념을 도시한 것이다.
도 5에서는 광원부(120)와 탈락 감지부(160) 사이에 광원부(120)의 전원을 제어하는 스위치인 전원 제어부(170)가 탈락 감지부(160)와 별도로 도시되어 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 전원 제어부(170)가 탈락 감지부(160) 내에 함께 구비되는 것도 가능하다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 렌즈부(140)나 홀더부(130)가 이탈 또는 탈락되지 않았을 때에는 렌즈부(140)나 홀더부(130)를 감싸고 있는 전극부(150)와 탈락 감지부(160)가 하나의 정상적인 폐루프를 형성하고, 탈락 감지부(160)는 광원부(120)가 정상적으로 동작이 수행되도록 할 수 있다.
그러나, 렌즈부(140)가 홀더부(130)로부터 이탈 및 탈락되어 분리되거나 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 베이스 기판(110)으로부터 이탈 및 탈락되어 분리되는 경우, 전극부(150) 중 일부가 물리적으로 파손될 수 있고, 이와 같은 경우, 전극부(150)와 탈락 감지부(160)를 통하여 형성되었던 폐루프는 깨질 수 있다.
즉, 도 5의 (b)와 같이, 예를 들어, 렌즈부(140)가 홀더부(130)로부터 이탈 및 탈락되어 분리되는 경우, 전극부(150) 중 k1 부분이 단선될 수 있으며, 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 베이스 기판(110)으로부터 이탈 및 탈락되어 분리되는 경우, 전극부(150) 중 K2 부분이 단선될 수 있다.
이와 같은 경우, 전극부(150)의 k1 부분이나 k2 부분의 단선으로 인하여 폐루프는 깨질 수 있으며, 탈락 감지부(160)는 이와 같은 폐루프의 깨짐 현상을 감지하여, 전원 제어부(170)로 광원부(120)의 동작을 정지시키기 위한 턴 오프(turn off) 제어 신호를 출력할 수 있으며, 이와 같은 턴 오프 제어 신호에 따라 전원 제어부(170)의 스위치가 턴 오프되어, 광원부(120)의 동작을 정지시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 렌즈부(140)가 홀더부(130)로부터 이탈 및 탈락되어 분리되거나 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 베이스 기판(110)으로부터 이탈 및 탈락되어 분리되는 경우, 광원부(120)의 동작을 정지시킴으로써, 사용자(20)가 광원부(120)에서 방출되는 VCSEL 광에 의해 열상을 입는 등의 피해를 방지할 수 있다.
지금까지는 본 발명에서 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 각각 별도의 재질로 구비되는 경우를 일례로 설명하였으나, 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 동일한 재질로 일체로 형성되는 것도 가능하다.
이하에서는 이에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 6 이하에서는 앞선 도 1 내지 도 5에서 설명한 바와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고 다른 부분을 위주로 설명한다.
본 발명의 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)의 제2 실시예는 홀더부(130)와 렌즈부(140)는 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다.
일례로, 홀더부(130)와 렌즈부(140)가 일체로 형성된 경우, 홀더부(130)와 렌즈부(140)는 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 일례로, 홀더부(130)와 렌즈부(140)는 모두 유리 재질, 실리콘 재질 또는 에폭시 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 이를 위해 렌즈부(140)와 홀더부(130)는 함께 몰딩되어 형성될 수 있다. 즉, 홀더부(130)와 렌즈부(140) 및 렌즈부(140)에 형성되는 복수의 마이크로 렌즈(141)의 패턴은 한번에 성형 및 몰딩하는 공정으로 형성되어 일체로 형성될 수 있다.
이와 같이, 홀더부(130)와 렌즈부(140)가 일체로 형성되는 경우, VCSEL 발광 소자(100)를 제조할 때, 공정을 보다 단순화할 수 있고, 공정 수율을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 홀더부(130)와 렌즈부(140)가 일체로 형성되는 경우에도, 앞선 도 3 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 전극부(150)의 일단 및 타단(150c, 150d)이 렌즈부(140)의 일측 및 타측 각각으로부터 홀더부(130)의 밑면까지 연장될 수 있다.
본 발명의 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)의 제2 실시예 역시, 탈락 감지부(160)를 구비하여, 렌즈부(140)가 이탈되기 이전에 탈락 감지부(160)와 전극부(150) 사이에 도전성 폐루프가 형성되고, 일체로 형성된 렌즈부(140)와 홀더부(130)가 베이스 기판(110)으로부터 탈락되었을 때, 탈락 감지부(160)와 전극부(150) 사이의 폐루프가 형성되지 않고, 탈락 감지부(160)는 광원부(120)를 턴-오프시키도록 제어할 수 있다.
지금까지의 본 발명의 제1, 2 실시예에서는 전극부(150)가 렌즈부(140)의 상부 외측면에 형성되고, 전극부(150)가 렌즈부(140)의 출사 영역과 중첩되는 경우를 일례로 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 렌즈부(140)의 이탈 또는 탈락을 감지할 수 있는 경우라면, 어떠한 패턴이나 형태로 구비가 가능하다.
이하에서는 전극부(150)가 렌즈부(140)나 홀더부(130)에 다른 패턴으로 구비된 변경례에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 3차원 카메라 모듈(10)에 광원으로 적용되는 VCSEL 발광 소자(100)의 제2 실시예에 대한 변경예를 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 제2 실시예에 대한 변경례는 전극부(150)가 렌즈부(140)의 상부 외측면을 경유하여 구비되는 것이 아니라, 도 7에 도시된 바와 같이, 홀더부(130)의 측면을 둘러싸도록 구비될 수 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예와 같이, 홀더부(130)와 렌즈부(140)가 일체로 구비된 경우, 렌즈부(140)만 탈락될 가능성이 매우 희박하고, 렌즈부(140)가 탈락되는 경우, 홀더부(130)와 함께 탈락될 가능성이 크므로, 이를 고려하여, 전극부(150)가 홀더부(130)의 측면을 둘러싸도록 구비될 수 있다.
이와 같은 경우, 전극부(150)의 재질로 상대적으로 고가인 투명 전극을 사용할 필요가 없어, 제조 비용을 보다 절감하면서, 렌즈부(140)의 탈락을 감지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 베이스 기판 120: 광원부
130: 홀더부 140: 렌즈부
141: 렌즈 150: 전극부
160: 탈락 감지부

Claims (10)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상에 위치하여, 광을 발광시키는 광원부;
    상기 베이스 기판의 상에서 상기 광원부의 주변에 위치하여 격벽을 형성하는 홀더부;
    상기 광원부와 이격되어 상기 홀더부의 상부를 덮고, 복수의 마이크로 렌즈가 형성된 렌즈부;
    일단이 상기 렌즈부의 일측면에 위치하고, 상기 일단으로부터 상기 렌즈부의 전면 및 상기 렌즈부의 반대쪽 타측면에 위치한 타단까지 연장되는 전극부; 및
    상기 전극부의 양끝단인 일단 및 타단 사이에 연결되고, 상기 전극부의 단선을 감지하여, 상기 광원부를 턴-오프(turn off)시키는 탈락 감지부;를 포함하는 3차원 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 유리 재질, 실리콘 재질 또는 에폭시 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 홀더부는 상기 유리와 다른 절연성 재질을 포함하는 3차원 카메라 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 렌즈부가 탈락되기 이전에 상기 탈락 감지부와 상기 전극부 사이에 도전성 폐루프가 형성되고,
    상기 렌즈부가 상기 홀더부로부터 탈락되거나 상기 홀더부가 상기 베이스 기판으로부터 탈락되었을 때, 상기 탈락 감지부와 상기 전극부 사이의 상기 폐루프가 형성되지 않고, 상기 탈락 감지부는 상기 광원부를 턴-오프시키도록 제어하는 3차원 카메라 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 홀더부와 상기 렌즈부는 일체로 형성되는 3차원 카메라 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 홀더부와 상기 렌즈부는 동일한 재질로 형성되되, 유리 재질, 실리콘 재질 또는 에폭시 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 3차원 카메라 모듈.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 렌즈부가 이탈되기 이전에 상기 탈락 감지부와 상기 전극부 사이에 도전성 폐루프가 형성되고,
    상기 일체로 형성된 상기 렌즈부와 홀더부가 상기 베이스 기판으로부터 탈락되었을 때, 상기 탈락 감지부와 상기 전극부 사이의 상기 폐루프가 형성되지 않고, 상기 탈락 감지부는 상기 광원부를 턴-오프시키도록 제어하는 3차원 카메라 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전극부는 투명 전극(Transparent Conductive Oxide, TCO)을 포함하는 3차원 카메라 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 광원부는 수직 공진 표면 발광 레이저(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)광을 발광시키는 3차원 카메라 모듈.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 렌즈를 형성하는 패턴은 상기 렌즈부에서 상기 광원부와 인접한 내측면에 구비되는 3차원 카메라 모듈.
KR1020190076687A 2019-06-26 2019-06-26 3차원 카메라 모듈 KR102190520B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190076687A KR102190520B1 (ko) 2019-06-26 2019-06-26 3차원 카메라 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190076687A KR102190520B1 (ko) 2019-06-26 2019-06-26 3차원 카메라 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102190520B1 true KR102190520B1 (ko) 2020-12-11

Family

ID=73786437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190076687A KR102190520B1 (ko) 2019-06-26 2019-06-26 3차원 카메라 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102190520B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010028483A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Sony Corp 撮像装置
KR20150094751A (ko) * 2012-12-27 2015-08-19 히다치 막셀 가부시키가이샤 렌즈 모듈 및 휴대형 촬영 장치
KR20180001239A (ko) * 2016-06-27 2018-01-04 주식회사 케이에이피에스 광학시트 및 이의 제조방법
KR20190049871A (ko) * 2016-09-20 2019-05-09 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010028483A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Sony Corp 撮像装置
KR20150094751A (ko) * 2012-12-27 2015-08-19 히다치 막셀 가부시키가이샤 렌즈 모듈 및 휴대형 촬영 장치
KR20180001239A (ko) * 2016-06-27 2018-01-04 주식회사 케이에이피에스 광학시트 및 이의 제조방법
KR20190049871A (ko) * 2016-09-20 2019-05-09 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9927553B2 (en) Miniaturized optical proximity sensor
US10908283B2 (en) Sensor and portable terminal comprising same
JP6062349B2 (ja) 光学モジュール、およびその製造方法
CN110828439B (zh) 光源装置及可携式通讯设备
US10738985B2 (en) Housing for light source
TW201841445A (zh) 人眼安全ｖｃｓｅｌ照明器封裝
US20210384703A1 (en) Light emitting module including enhanced eye-safety feature
CN107247922A (zh) 显示装置和移动终端
CN110099226B (zh) 阵列摄像模组及其深度信息采集方法和电子设备
US20210273401A1 (en) Package including portions of a lead frame as electrically conductive leads
JP2017531281A (ja) 小型照明システム
US10004140B2 (en) Three-dimensional circuit substrate and sensor module using three-dimensional circuit substrate
CN107968863B (zh) 输入输出模组和电子装置
KR102190520B1 (ko) 3차원 카메라 모듈
KR102614775B1 (ko) 광원 패키지
KR20210096827A (ko) 카메라 모듈
JP2020092248A (ja) フリップチップ発光モジュール
US20180306715A1 (en) Smoke-detecting photosensor
CN208157409U (zh) 光电模组、图像撷取装置及电子装置
CN109508596A (zh) 光学指纹识别组件和电子装置
JP2015026799A (ja) 光学モジュール、及びその製造方法
US20230008903A1 (en) Optoelectronic module
CN211086867U (zh) 一种发射单元、传感模组及电子设备
CN211123503U (zh) 一种光学组件、发射单元、传感模组及电子设备
CN208368497U (zh) 具有线路支架

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant