KR102388249B1 - 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 적외선 및 가시광선 중 어느 하나를 선택적으로 투과시키는 광 필터 유닛; 상기 적외선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우 상기 적외선을 굴절시켜 화각을 좁히고, 상기 가시광선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우 화각 변경 없이 상기 가시광선을 투과 시키는 화각 변경 유닛; 및 상기 가시광선이 입사되면 일반 영상을 생성하고, 상기 적외선이 입사되면 적외선 영상을 생성하는 이미지 센서를 포함한다.

Description

일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈{CAMERA MODULE FOR TAKING PICTURE USING VISIBLE LIGHT OR INFRARED RAY}
본 발명은 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 스마트 폰, 태블릿 PC, 게임기 및 CCTV 등에는 피사체를 촬영하여 디지털 이미지 또는 동영상을 촬영하는 카메라 모듈이 장착되고 있다.
최근에는 카메라 모듈을 이용하여 사용자의 홍채의 패턴을 촬영하여 사용자를 인증하는 보안 시스템이 개발되고 있다.
대한민국 등록특허 10-1323483호 일반촬영 및 홍채인식촬영모드를 갖는 홍채인식겸용 카메라, 2013년 10월 23일 등록에는 복합프리즘을 이용하여 가시광선은 가시광선 이미지 센서로 제공되고 적외선은 홍채 촬영 이미지 센서로 제공하여 일반 촬영 및 홍채 촬영이 가능한 기술이 개시된 바 있다.
그러나 상기 일반촬영 및 홍채인식촬영모드를 갖는 홍채인식겸용 카메라는 가시광선 및 적외선의 경로를 복합 프리즘을 이용하여 각각 분리한 후, 가시광선을 가시광선 이미지 센서로 제공하고, 적외선을 홍채 촬영 이미지 센서로 제공하기 때문에 2 개의 이미지 센서들을 사용해야 하고 이로 인해 카메라 모듈의 제조 원가가 크게 증가되고 2 개의 이미시 센서들을 위해 카메라 모듈의 사이즈가 크게 증가되어 스마트 폰과 같은 소형 IT 제품에 적용하기 어려운 문제점을 갖는다.
또한, 상기 일반촬영 및 홍채인식촬영모드를 갖는 홍채인식겸용 카메라에서 가시광선 및 적외선의 경로를 분리하는 복합 프리즘의 경우 사이즈가 매우 크기 때문에 역시 카메라 모듈의 사이즈가 크게 증가 된다.
한편 대한민국 등록실용신안 제20-0355279호, 홍채 및 일반 촬영 겸용 카메라, 2004년 6월 26일 등록에는 하나의 CCD 소자를 통해 홍채 촬영 및 일반 촬영이 가능한 홍채촬영 및 일반 촬영 겸용 카메라 모듈이 개시된 바 있다.
상기 홍채 및 일반 촬영 겸용 카메라의 경우 오목경, 하나의 CCD 소자, 적외선 차단 필터 및 가시광선 차단 필터를 포함한다.
상기 홍채 및 일반 촬영 겸용 카메라의 경우 홍채를 촬영하기 위한 구성으로서 오목경을 포함한다.
오목경은 카메라 모듈의 외부에 배치되며 오목경을 카메라 모듈의 외부에 배치함으로써 오목경을 포함하는 카메라 모듈의 사이즈가 매우 커지고 이로 인해 스마트 폰과 같은 소형 IT 장치에 적용하기 어려운 문제점을 갖는다.
대한민국 등록특허 10-1323483호 일반촬영 및 홍채인식촬영모드를 갖는 홍채인식겸용 카메라, 2013년 10월 23일 등록 대한민국 등록실용신안 제20-0355279호, 홍채 및 일반 촬영 겸용 카메라, 2004년 6월 26일 등록
본 발명은 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현할 수 있는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현하면서도 스마트 폰과 같은 소형 IT 장치에 내장될 수 있는 매우 작은 사이즈를 갖는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명은 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현하면서 매우 작은 사이즈로 구현될 수 있으며, 홍채 촬영시 적외선의 화각(viewing angle)을 감소시켜 홍채를 정밀하게 촬영하여 홍채 영상의 품질을 향상시키고, 일반 촬영시 가시광선의 화각의 감소를 최소화하여 우수한 품질의 일반 영상을 구현할 수 있는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 제공한다.
일실시예로서, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 적외선 및 가시광선 중 어느 하나를 선택적으로 투과시키는 광 필터 유닛; 상기 적외선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우 상기 적외선을 굴절시켜 화각을 좁히고, 상기 가시광선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우 화각 변경 없이 상기 가시광선을 투과 시키는 화각 변경 유닛; 및 상기 가시광선이 입사되면 일반 영상을 생성하고, 상기 적외선이 입사되면 적외선 영상을 생성하는 이미지 센서를 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 이미지 센서로 입사된 상기 적외선은 홍채(iris)에서 반사된 적외선을 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 광 필터 유닛은 상기 적외선은 차단하고 상기 가시광선은 투과시키는 적외선 차단 필터, 상기 적외선을 선택적으로 투과시키는 적외선 투과 필터, 상기 적외선 차단 필터 및 상기 적외선 투과 필터 중 하나를 상기 광 필터 유닛 및 상기 이미지 센서 사이에 형성된 광 경로 상에 위치 시키는 엑츄에이터를 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 상기 적외선 투과 필터에 배치된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 적외선 투과 필터 및 상기 화각 변경 유닛은 일체로 형성된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 적외선 투과 필터 및 상기 화각 변경 유닛을 결합하는 결합 부재를 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 상기 가시광선 및 상기 적외선이 입사되는 입사면 및 상기 가시광선 및 상기 적외선이 출사되는 출사면을 갖는 광학 렌즈를 갖는 렌즈 어셈블리를 더 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 상기 입사면과 인접하게 배치된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 상기 출사면과 인접하게 배치된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 렌즈 어셈블리는 상기 광학 렌즈를 수용하는 몸체를 포함하며, 상기 화각 변경 유닛은 상기 몸체 내부에 배치된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 상기 렌즈의 평면적 이하의 면적으로 형성된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 홀로그래픽 옵티컬 엘리먼트(Holographic Optical Element; HOE) 렌즈를 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 상기 적외선의 화각을 30°내지 60°사이의 각도로 변경한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 상기 렌즈 어셈블리를 구동하여 오토 포커스 및 손떨림 보정을 수행하는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)를 더 포함한다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 상기 화각 변경 유닛은 사각 판 형상으로 형성되며, 상기 렌즈 어셈블리의 상기 몸체에는 상기 화각 변경 유닛의 모서리를 고정하기 위한 결합홈이 형성된다.
일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 상기 적외선을 발생시키는 적외선 발생 장치를 더 포함한다.
일실시예로서, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 적외선 투과 필터와 적외선 차단 필터를 포함하는 광 필터 유닛; 및 상기 적외선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우, 가시광선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우보다 화각을 좁히는 화각 변경 유닛을 포함하고, 상기 광 필터 유닛의 상기 적외선 투과 필터와 상기 적외선 차단 필터중 어느 하나가 선택적으로 광 경로상에 배치되는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
본 발명에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현할 수 있다.
또한 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현하면서도 스마트 폰과 같은 소형 IT 장치에 내장될 수 있는 매우 작은 사이즈를 가질 수 있다.
또한 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현하면서 매우 작은 사이즈로 구현될 수 있으며, 홍채 촬영시 적외선의 화각(viewing angle)을 감소시켜 홍채를 정밀하게 촬영하여 홍채 영상의 품질을 향상시키고, 일반 촬영시 가시광선의 화각의 감소를 최소화하여 우수한 품질의 일반 영상을 구현할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 2는 도 1의 광 필터 유닛의 구성을 보다 상세하게 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 광 필터 유닛의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 이용하여 일반 영상을 촬영하는 것을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 이용하여 적외선 영상을 촬영하는 것을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도들이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 2는 도 1의 광 필터 유닛의 구성을 보다 상세하게 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)은 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400) 및 이미지 센서(600)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400) 및 이미지 센서(600)는 모두 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)의 케이스(10)의 내부에 내장된다.
광 필터 유닛(100)은 외부에서 제공된 적외선 및 가시광선 중 어느 하나를 선택적으로 통과 또는 차단 시키는 광 필터로서 역할 한다.
광 필터 유닛(100)으로 제공되는 적외선은 자연광에 포함 또는 광 필터 유닛(100)으로 제공되는 적외선은 적외선 LED 등과 같은 적외선 발생 장치에서 인공적으로 발생될 수 있다.
도 3은 도 2의 광 필터 유닛의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 광 필터 유닛(100)은 적외선 차단 필터(110) 및 적외선 투과 필터(120)를 포함할 수 있다. 또한 적외선 차단필터(110), 적외선 투과 필터(120) 및 액츄에이터(140)를 포함할 수도 있으며, 추가적으로 연결 구조인 프레임(130)을 포함할 수 있다.
적외선 차단 필터(110)는 광 필터 유닛(100)의 외부로부터 제공되는 가시광선 및 적외선 중 적외선을 선택적으로 차단할 수 있고, 이로 인해 가시광선은 광 필터 유닛(100)의 적외선 차단 필터(110)를 통과한다.
적외선 차단 필터(110)는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)의 사이즈가 증가되는 것을 방지하기 위하여 얇은 두께를 갖는 박막 형태를 갖을 수 있다.
적외선 투과 필터(120)는 광 필터 유닛(100)의 외부로부터 제공되는 가시광선 및 적외선 중 가시광선을 선택적으로 차단하고 이로 인해 적외선 투과 필터(120)로는 적외선이 선택적으로 통과한다.
본 발명의 일실시예에서, 적외선 투과 필터(120)는 적외선 차단 필터(110)와 동일 평면상에 배치된다.
이와 같이 적외선 투과 필터(120) 및 적외선 차단 필터(110)를 동일 평면상에 배치할 경우, 적외선 투과 필터(120) 및 적외선 차단 필터(110)를 상호 중첩(overlap) 시켜 배치할 때에 비하여 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)의 사이즈를 크게 감소시킬 수 있고 이로 인해 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)을 스마트 폰과 같은 소형 IT 장치에 보다 쉽게 장착할 수 있다.
도 3을 참조하면, 동일 평면상에 배치된 적외선 차단 필터(110) 및 적외선 투과 필터(120)는 프레임(130)에 의하여 상호 연결 또는 결합될 수 있다.
적외선 차단 필터(110) 및 적외선 투과 필터(120)를 프레임(130)이 동일 평면상에서 결합하기 위하여 프레임(130)의 일실시예는, 평면상에서 보았을 때, V 자 형상으로 절곡된 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.
엑츄에이터(140)는 프레임(130) 중 절곡된 부분에 형성된 관통홀에 결합되어 프레임(130)을 회동시킬 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 엑츄에이터(140)는, 예를 들어, 프레임(130)을 회동시키는 초소형 모터가 사용될 수 있다.
비록 본 발명의 일실시예에서, 프레임(130)을 회동시키는 엑츄에이터(140)가 초소형 모터인 것이 도시 및 설명되고 있지만, 엑츄에이터(140)는 프레임(130)을 회동시키는 다양한 회동 기구가 사용될 수 있다. 예를 들어, 엑츄에이터(140)는 피에조, 전자석 솔레노이드 또는 스텝핑 모터 등으로 구동 할 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 화각 변경 유닛(400)은 광 필터 유닛(100)을 통과한 적외선의 화각(viewing angle)을 변경시킬 수 있다.
화각 변경 유닛(400)은 얇은 두께를 갖는 시트(sheet) 또는 박막(thin film layer) 형태로 형성될 수 있고, 본 발명의 일실시예에서, 화각 변경 유닛(400)을 시트 또는 박막 형태로 형성함에 따라 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)의 전체적인 사이즈를 크게 감소시켜 스마트 폰과 같은 소형 IT 제품에 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(800)을 보다 쉽게 적용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 화각 변경 유닛(400)은 케이스(10)의 내부에 배치되며, 화각 변경 유닛(400)은 광 필터 유닛(100)을 통과한 광이 이미지 센서(600)로 제공되는 경로로서 정의되는 광 경로 상에 배치될 수 있다.
화각 변경 유닛(400)은, 광 필터 유닛(100)의 적외선 투과 필터(120)를 통해 통과된 적외선을 굴절시켜 화각을 좁히는 역할을 할 수 있다.
즉, 광 필터 유닛(100)은 적외선 등의 특정 파장 영역대를 굴절시켜 화각을 조절할 수 있다.
화각 변경 유닛(400)은, 예를 들어, 광 필터 유닛(100)을 통과한 적외선을 제1 굴절률로 굴절시켜 제1 화각을 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 화각은 약 30°내지 약 60°사이일 수 있다. 구체적으로 화각 변경 유닛(400)은 광 필터 유닛(100)을 통과한 적외선의 제1 화각을 40°내지 50°로 형성할 수 있다.
이와 같이 화각 변경 유닛(400)이 광 필터 유닛(100)의 적외선 투과 필터(120)를 통과한 적외선을 제1 굴절률로 굴절시켜 화각을 좁힐 경우, 홍채 인식을 위한 적외선 촬영시 홍채의 해상도를 크게 향상시켜 홍채 인식률을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 화각 변경 유닛(400)은 광 필터 유닛(100)의 적외선 차단 필터(110)를 통해 통과된 가시광선은 굴절되지 않거나 굴절을 최소화 된 상태로 화각 변경 유닛(400)으로부터 투과될 수 있다.
그러나 가시광선의 진행 경로 상에 화각 변경 유닛(400)이 배치될 경우 화각 변경 유닛(400)을 통과하는 가시광선은 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률로 굴절될 수 있으며, 가시광선의 제2 굴절률은 제1 굴절류에 비하여 무시 할 수 있을 정도로 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 화각 변경 유닛(400)을 통과하는 가시광선은 굴절되지 않고 화각 변경 유닛(400)으로부터 투과될 수 있다.
그러나 가시광선의 진행 경로 상에 화각 변경 유닛(400)이 배치될 경우 화각 변경 유닛(400)을 통과하는 가시광선은 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률로 굴절될 수 있으며, 가시광선의 제2 굴절률은 제1 굴절률에 비하여 무시할 수 있을 정도로 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 적외선이 입사될 경우 적외선을 굴절시켜 화각을 좁히고, 가시광선이 입사될 경우 가시광선을 굴절시키지 않거나 매우 작은 굴절률로 굴절시켜 화각을 좁히지 않는 화각 변경 유닛(400)은, 예를 들어, 특정 파장 영역에 대해 +power를 갖는 홀로그래픽 옵티컬 엘리먼트(Holographic Optical Element; HOE) 렌즈 등에 의하여 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 이미지 센서(600)는 화각 변경 유닛(400)을 통해 가시광선이 입사될 경우 입사된 가시광선을 일반 영상으로 변환하고, 화각 변경 유닛(400)을 통해 적외선이 입사될 경우 입사된 적외선을 적외선 영상으로 변환한다.
도 4는 도 1의 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 이용하여 일반 영상을 촬영하는 것을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 일반 영상을 촬영하기 위하여 광 필터 유닛(100)의 적외선 차단 필터(110)는 화각 변경 유닛(400)과 정렬된다. 이 상태에서 광 필터 유닛(100)으로 입사된 가시광선 및 적외선 중 적외선은 적외선 차단 필터(110)에 의하여 차단된다.
광 필터 유닛(100)을 투과한 가시광선은 화각 변경 유닛(400)을 통과하는데 가시광선은 화각 변경 유닛(400)을 통과하면서 굴절되지 않거나 최소의 굴절률 또는 매우 작은 굴절률로 굴절되면서 화각 변경 유닛(400)을 통과한 후 이미지 센서(600)로 입사되고, 이미지 센서(600)로부터는 일반 영상이 촬영된다.
도 5는 도 1의 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 이용하여 적외선 영상을 촬영하는 것을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 일반 영상을 촬영하기 위하여 광 필터 유닛(100)의 적외선 투과 필터(120)는 도 3에 도시된 엑츄에이터(140)에 의하여 화각 변경 유닛(400)과 정렬된다. 이로 인해 광 필터 유닛(100)으로 입사된 가시광선 및 적외선 중 가시광선은 차단되고 적외선은 적외선 투과 필터(120)를 통과한다.
광 필터 유닛(100)을 투과한 적외선은 화각 변경 유닛(400)을 통과하면서 굴절되어 화각(viewing angle)이 좁아지고, 화각 변경 유닛(400)을 통과하면서 화각이 좁아진 적외선은 이미지 센서(600)로 입사되어 이미지 센서(600)로부터는 적외선 영상이 촬영된다. 화각 변경 유닛(400)은, 예를 들어, 적외선의 화각을 약 30°내지 약 60°로 협소하게 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 이용하여 촬영된 적외선 영상은 홍채(iris)를 촬영한 영상일 수 있고, 화각 변경 유닛(400)을 통해 화각이 좁아진 적외선 영상은 홍채를 높은 해상도로 촬영할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 홍채를 촬영하기 위한 적외선은 자연광에 포함된 적외선을 이용하거나 적외선 LED와 같은 적외선 발생 장치에서 발생된 적외선일 수 있다. 적외선 LED와 같은 적외선 발생 장치는 케이스(10)의 상면 또는 케이스(10)의 측면, 주변부 등에 장착될 수 있다
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈은 화각 변경 유닛(410)을 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 6을 참조하면, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(810)은 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(410) 및 이미지 센서(600)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(410) 및 이미지 센서(600)는 모두 케이스(10)의 내부에 내장된다.
화각 변경 유닛(410)은, 예를 들어, 광 필터 유닛(100)의 적외선 투과 필터(120)에 직접 배치될 수 있고, 광 필터 유닛(100)의 적외선 차단 필터(110)에는 배치되지 않을 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 화각 변경 유닛(410)은 적외선 투과 필터(120)의 상면 또는 상기 상면과 대향하는 하면에 배치될 수 있으며, 본 발명의 일실시에에서 화각 변경 유닛(410)은 적외선 투과 필터(120)의 하면에 배치된다.
화각 변경 유닛(410)은 적외선 투과 필터(120)에 접합되어 배치 또는 화각 변경 유닛(410)은 적외선 투과 필터(120)와 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는, 화각 변경 유닛(410)을 적외선 투과 필터(120)에 배치할 경우, 일반 영상을 촬영할 때 가시광선의 진행 경로 상에 화각 변경 유닛(410)이 배치되지 않기 때문에 적외선 차단 필터(110)를 통과한 가시광선이 화각 변경 유닛(410)에 의하여 굴절 또는 변경되는 것을 완전히 방지하여 일반 영상의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도이다. 도 7에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(820)은 화각 변경 유닛(410) 및 적외선 투과 필터(120)를 결합하는 결합 부재(160)를 제외하면 도 6에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 7을 참조하면, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(820)은 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(410), 결합 부재(160) 및 이미지 센서(600)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(410), 결합 부재(160) 및 이미지 센서(600)는 모두 케이스(10)의 내부에 내장된다.
화각 변경 유닛(410)은, 예를 들어, 광 필터 유닛(100)의 적외선 투과 필터(120)에 직접 배치되고, 광 필터 유닛(100)의 적외선 차단 필터(110)에는 배치되지 않는다.
본 발명의 일실시예에서, 화각 변경 유닛(410)은 적외선 투과 필터(120)의 상면 또는 상기 상면과 대향하는 하면에 배치될 수 있으며, 본 발명의 일실시에에서 화각 변경 유닛(410)은 적외선 투과 필터(120)의 하면에 배치된다.
결합 부재(160)는 화각 변경 유닛(410) 및 적외선 투과 필터(120)를 상호 결합하는 역할을 하며, 결합 부재(160)는, 예를 들어, 화각 변경 유닛(410) 및 적외선 투과 필터(120)의 테두리에 결합되어 화각 변경 유닛(410) 및 적외선 투과 필터(120)가 상호 분리되는 것을 방지한다.
본 발명의 일실시예에서, 결합 부재(160)는 화각 변경 유닛(410) 및 적외선 투과 필터(120)를 상호 접합할 때 접착제 등에 의한 적외선의 굴절각이 변경되는 것을 방지하고 접착 불량을 방지하며 접착 공정에 의한 조립 공정수 증가를 방지할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도들이다. 도 8 및 도 9에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(830,840)들은 렌즈 어셈블리(300) 및 화각 변경 유닛(400,430)의 배치를 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 8을 참조하면, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(830)은 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400), 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400), 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600)는 모두 케이스(10)의 내부에 내장된다.
렌즈 어셈블리(300)는 이미지 센서(600)로 입사되는 적외선 또는 가시광선의 광 경로 상에 배치되며, 렌즈 어셈블리(300)는 적외선 또는 가시광선의 포커스를 조절할 수 있다.
렌즈 어셈블리(300)는 적어도 하나의 광학 렌즈(310) 및 광학 렌즈(310)를 고정하는 몸체(320)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 광학 렌즈(310)는 가시광선 또는 적외선이 입사되는 입사면(312) 및 입사된 가시광선 또는 적외선이 출사되는 출사면(314)을 포함한다.
몸체(320)는 광학 렌즈(310)를 지정된 위치에 고정하기 위해 중공이 형성된 파이프 형상으로 형성될 수 있고, 광학 렌즈(310)는 몸체(320)의 내부에 배치된다.
도 8을 참조하면, 화각 변경 유닛(400)은 렌즈 어셈블리(300) 중 광학 렌즈(310)의 입사면(312)과 마주하게 배치될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 화각 변경 유닛(400)은 렌즈 어셈블리(300) 중 광학 렌즈(310)의 출사면(312)과 마주하게 배치될 수 있으며, 이 경우 화각 변경 유닛(400)은 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600)의 사이에 개재된다.
도 8에서 화각 변경 유닛(400)은 적외선 투과 필터(120)와 이격된 것이 도시되어 있지만, 도 8와 같이 화각 변경 유닛(400)은 적외선 투과 필터(120)와 일체로 형성 또는 결합 부재 등에 의하여 상호 결합되어도 무방하다.
본 발명의 일실시예에서, 도 8 및 도 9와 같이 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈이 광학 렌즈(310) 및 몸체(320)를 포함하는 렌즈 어셈블리(300)를 포함할 경우 화각 변경 유닛(400)의 평면적은 렌즈 어셈블리(300)의 광학 렌즈(310)의 평면적 이하로 제작될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도들이다. 도 10에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(850)은 렌즈 어셈블리(300) 및 화각 변경 유닛(400, 430)의 배치를 제외하면 앞서 도 1 내지 도 5에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 10을 참조하면, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(850)은 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(440), 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400), 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600)는 모두 케이스(10)의 내부에 내장된다.
광 필터 유닛(100)의 적외선 투과 필터(120)를 통과한 적외선의 화각을 변경하는 화각 변경 유닛(440)은, 예를 들어, 렌즈 어셈블리(300)의 몸체(320)의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 화각 변경 유닛(440)은 광학 렌즈(310) 중 적외선 또는 가시광선이 유입되는 입사면(312)과 마주하게 몸체(320)에 배치될 수 있다.
이와 다르게 화각 변경 유닛(440)은 광학 렌즈(310) 중 적외선 또는 가시광선이 출사되는 출사면(314)과 마주하게 몸체(320)에 배치되어도 무방하며, 몸체(320)의 내부에 적어도 2 개의 광학 렌즈들이 배치될 경우 화각 변경 유닛(440)은 광학 렌즈들 사이에 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈을 도시한 단면도들이다. 도 11에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(860)은 보이스 코일 모터(VCM)를 제외하면 앞서 도 8에 도시된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 11을 참조하면, 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(860)은 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400), 렌즈 어셈블리(300), 보이스 코일 모터(VCM, 500) 및 이미지 센서(600)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 광 필터 유닛(100), 화각 변경 유닛(400), 보이스 코일 모터(500) 및 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600)는 모두 케이스(10)의 내부에 내장된다.
렌즈 어셈블리(300)는 광학 렌즈(310) 및 광학 렌즈(310)를 고정하는 몸체(320)를 포함한다.
렌즈 어셈블리(300)는 이미지 센서(600)의 전방에 배치되며, 렌즈 어셈블리(300)는 이미지 센서(600)로 입사되는 적외선 또는 가시광선의 광 경로 상에 배치되며 렌즈 어셈블리(300)는 이미지 센서(600)와 이루는 간격이 조절되면서 적외선 또는 가시광선을 포커싱한다.
보이스 코일 모터(500)는 렌즈 어셈블리(300)의 주변에 배치되어 렌즈 어셈블리(300) 및 이미지 센서(600) 사이의 간격을 조절한다.
보이스 코일 모터(500)는 렌즈 어셈블리(300)의 몸체(320)의 외주면에는 배치되며 외부에서 인가된 전류에 의하여 전자기력을 발생시키는 코일을 포함하는 가동자 및 가동자와 마주하게 배치되며 상기 전자기력과 반응하여 인력 또는 척력을 발생시키기 위한 영구 자석을 포함하는 고정자를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 렌즈 어셈블리(300)의 몸체(320)의 상면에는 화각 변경 유닛(400)이 고정된다.
화각 변경 유닛(400)은, 평면상에서 보았을 때, 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 화각 변경 유닛(400)과 대응하는 렌즈 어셈블리(300)의 몸체(320)의 상면에는 화각 변경 유닛(400)의 모서리 부분을 수용하기 위한 홈이 형성될 수 있다.
렌즈 어셈블리(300)의 몸체(320)의 상면에 홈을 형성하고, 홈에 화각 변경 유닛(400)을 배치함으로써 렌즈 어셈블리(300) 및 화각 변경 유닛(400)의 전체 높이를 보다 감소시킬 수 있어 보다 콤팩트한 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈(860)을 형성할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현할 수 있다.
또한 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현하면서도 스마트 폰과 같은 소형 IT 장치에 내장될 수 있는 매우 작은 사이즈를 가질 수 있다.
또한 하나의 이미지 센서를 이용하여 홍채 촬영 및 일반 영상을 모두 구현하면서 매우 작은 사이즈로 구현될 수 있으며, 홍채 촬영시 적외선의 화각(viewing angle)을 감소시켜 홍채를 정밀하게 촬영하여 홍채 영상의 품질을 향상시키고, 일반 촬영시 가시광선의 화각의 감소를 최소화하여 우수한 품질의 일반 영상을 구현할 수 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100...광 필터 유닛 300...렌즈 어셈블리
400...화각 변경 유닛 500...보이스 코일 모터
600...이미지 센서

Claims (17)

  1. 적외선 및 가시광선 중 어느 하나를 선택적으로 투과시키는 광 필터 유닛;
    상기 적외선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우 상기 적외선을 굴절시켜 화각을 좁히고, 상기 가시광선이 상기 광 필터 유닛을 통과할 경우 화각 변경 없이 상기 가시광선을 투과시키는 화각 변경 유닛; 및
    상기 가시광선이 입사되면 일반 영상을 생성하고, 상기 적외선이 입사되면 적외선 영상을 생성하는 이미지 센서를 포함하고,
    상기 광 필터 유닛은 V자 형상의 플레이트 형상의 프레임, 상기 프레임의 일단에 배치되는 액츄에이터, 및 상기 프레임의 타단에 분기된 부분에 적어도 일부가 결합되어 동일 평면상에 배치되는 적외선 차단 필터 및 적외선 투과 필터를 포함하고,
    상기 적외선 차단 필터는 적외선은 차단하고 상기 가시광선은 투과시키고, 적외선 투과 필터는 상기 적외선을 선택적으로 투과시키고,
    상기 적외선 투과 필터 및 상기 화각 변경 유닛의 결합하는 결합 부재를 포함하고,
    상기 결합 부재는 상기 적외선 투과 필터와 상기 화각 변경 유닛의 테두리에 배치되어 결합 고정하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서로 입사된 상기 적외선은 홍채(iris)에서 반사된 적외선을 포함하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 투과 필터 및 상기 화각 변경 유닛은 일체로 형성된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가시광선 및 상기 적외선이 입사되는 입사면 및 상기 가시광선 및 상기 적외선이 출사되는 출사면을 갖는 광학 렌즈를 갖는 렌즈 어셈블리를 더 포함하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화각 변경 유닛은 상기 입사면과 인접하게 배치된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 화각 변경 유닛은 상기 출사면과 인접하게 배치된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 상기 광학 렌즈를 수용하는 몸체를 포함하며, 상기 화각 변경 유닛은 상기 몸체 내부에 배치된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 화각 변경 유닛은 상기 렌즈의 평면적 이하의 면적으로 형성된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화각 변경 유닛은 홀로그래픽 옵티컬 엘리먼트(Holographic Optical Element; HOE) 렌즈를 포함하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화각 변경 유닛은 상기 적외선의 화각을 70°내지 40°사이의 각도로 변경하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리를 구동하여 오토 포커스 및 손떨림 보정을 수행하는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)를 더 포함하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 화각 변경 유닛은 사각 판 형상으로 형성되며, 상기 렌즈 어셈블리의 상기 몸체에는 상기 화각 변경 유닛의 모서리를 고정하기 위한 결합홈이 형성된 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 적외선을 발생시키는 적외선 발생 장치를 더 포함하는 일반 촬영 및 적외선 촬영 겸용 카메라 모듈.
  17. 삭제
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