KR20070073318A - Camera module having night-vision function - Google Patents

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Abstract

A camera module for a night vision function is provided to secure an image of good quality in low illumination by composing a low-illumination filter and a high-illumination filter and simply switching the low-illumination filter and the high-illumination filter by using a switch. A lens barrel(210) has a lens group. A sensor(220), installed under the lens barrel(210), acquires image information. A connector(240) transmits the image information acquired by the sensor(220) to an image information processing unit. A filter unit(300), formed on the lens barrel(210), has a plurality of filters for adjusting light quantity.

Description

나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈{Camera module having night-vision function} Camera module having night-vision function

도 1a는 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈의 장착 상태를 설명하기 위한 예시도.Figure 1a is an exemplary view for explaining the mounting state of the camera module for the night vision function according to the present invention.

도 1b는 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈의 단면을 나타낸 단면도. Figure 1b is a cross-sectional view showing a cross section of the camera module for the night vision function according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈에 구비된 고조도용 필터의 성능을 설명하기 위한 그래프. Figure 2 is a graph for explaining the performance of the filter for high illumination provided in the camera module for the night vision function according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈에 구비된 저조도용 필터의 성능을 설명하기 위한 그래프. Figure 3 is a graph for explaining the performance of the low-light filter provided in the camera module for the night vision function according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100: 이동통신 단말기 110: 하우징 100: mobile communication terminal 110: housing

120: 글라스 200: 카메라 모듈 120: glass 200: camera module

210: 경통 220: 센서 210: barrel 220: sensor

230: PCB 240: 커넥터 230: PCB 240: connector

300: 필터부 310: 스위치 300: filter unit 310: switch

320: 저조도용 필터 330: 고조도용 필터 320: low light filter 330: high light filter

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 특히 야간의 저조도 상황에서 양호한 영상을 촬상할 수 있는 나이트 비젼 기능을 가진 카메라 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a camera module, and more particularly, to a camera module having a night vision function capable of capturing a good image in a low light situation at night.

최근 몇 년 동안 카메라 폰이 적용된 이동통신 단말기가 폭발적으로 성장하면서 카메라 모듈은 소비자 요구를 만족시키기 위해 VGA에서 고 메가(Mega) 센서를 적용한 카메라 모듈로부터 자동 초점(Auto Focus) 기능을 적용한 카메라 모듈, 및 광학 줌기능(Optical Zoom)을 가진 카메라 모듈까지 확대되고 있다. In recent years, with the explosive growth of mobile communication terminals with camera phones, camera modules have been developed to meet the needs of consumers. And camera modules with optical zoom.

그러나, 카메라 모듈에서 CMOS 센서 혹은 CCD 센서를 적용하는 특성상 밝은 조건(실외,낯)에서 충분한 빛을 받아야 좋은 영상을 표현할 수 있는 반면에, 어두운 조건(실내,밤)에서는 충분한 빛을 받을 수 없는 관계로 영상 표현력이 떨어져 노이즈가 심한 화질로 소비자 요구를 만족시키지 못하고 있다. 특히, IR Cut Filter가 저조도시 뚜렷한 영상을 얻기 위해 필요한 근적외선 영역 파장을 투과시키지 못하고 있다. However, due to the characteristics of the CMOS sensor or CCD sensor in the camera module, it is necessary to receive sufficient light under bright conditions (outdoor and outdoor) to express a good image, while not receiving enough light under dark conditions (indoor and night). Due to its low power of image expression, it is unable to satisfy consumer demands due to its high noise quality. In particular, the IR Cut Filter does not transmit the near-infrared wavelength required to obtain a clear image with low illumination.

현재는 저조도시(실내,밤)에 프레임(Frame) 속도를 떨어뜨려 노이즈를 감쇄 시키고 있지만, 영상의 질적인 면에서 부족하며 동영상 촬영이 확대되고 있는 관점에서는 프레임 속도를 떨어뜨리는 방법은 좋은 해결책이 되지 못하여 새로운 해결책이 모색되고 있다. Currently, low frame rate (indoor and night) reduces the frame rate to reduce noise. However, in view of the lack of quality of video and the expansion of video shooting, the method of reducing the frame rate is a good solution. New solutions are being sought.

현재까지 개발된 이동통신 단말기용 카메라 모듈은 CMOS 혹은 CCD 센서, 렌 즈군 조합체, IR 차단 필터(Infrared Ray Cut Filter)를 포함한 경통부, 및 PCB 등으로 구성되되, 센서는 수광 센서로 광신호를 영상 신호로 바꾸어주는 회로로 구성된 소자로 광을 받아드려 영상을 표현하고, 렌즈군 조합체는 빛을 모아주는 기능을 하며, IR 차단 필터는 적외선이 열을 포함하고 있기 때문에 적외선의 투과율을 낮추고 반사율을 높여서 센서를 보호하며 사람이 인식하는 가시광선 영역의 투과율을 높여 수광 센서에 많은 영상정보를 수집할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. The camera module for mobile terminal developed so far is composed of CMOS or CCD sensor, lens group combination, barrel part including IR Ray filter, and PCB. It is a device composed of a circuit that converts the light into an image to express the image, and the lens group combination collects the light.The IR cut-off filter contains infrared heat, so the infrared transmittance and the reflectance increase the sensor It protects the system and increases the transmittance in the visible light area that is recognized by humans.

상기에서 논의된 카메라 모듈을 이동통신 단말기의 특정 위치에 장착하고 외부 이물질의 침투를 방지하고 카메라 모듈에 구비되어 있는 렌즈군을 보호하기 위한 윈도우 글라스를 외부 하우징에 조립하는 구조이다. The above-described camera module is mounted at a specific position of the mobile communication terminal, and the window glass for preventing penetration of external foreign matters and protecting the lens group provided in the camera module is assembled to the outer housing.

상기에서 논의된 방법으로 저조도시(실내,밤)에 이동통신 단말기에 장착된 카메라 모듈을 이용하여 사진 촬영 및 동영상 촬영한다고 하면 사람이 인식하는 가시광선 영역의 빛이 부족하여 수광 센서에서 충분한 광신호를 받지 못하므로 센서 혹은 ISP(Image Signal Processor)에서 이득(Gain)을 키워 영상을 표현하게 된다. 그러나, 이득을 키우면 센서 혹은 이미지에 숨어 있는 노이즈까지 노출되므로 화질이 떨어진다.In the above-mentioned method, if a user takes a picture and shoots a video using a camera module installed in a mobile communication terminal in a low-light city (indoor or night), there is a lack of light in a visible light region that a human recognizes, so that a sufficient light signal is received by a light receiving sensor. Since it does not receive, the gain is increased by a sensor or an image signal processor (ISP) to express an image. However, increasing the gain exposes even the noise hidden in the sensor or image, resulting in poor image quality.

또한, 일반적으로 이득을 키우면서 프레임 속도를 저하시켜 영상의 질을 높이려하지만, 프레임 속도가 최소 15 Frm 이상이면 동영상 촬영이 가능했지만 15frm 이하인 경우에는 동영상 촬영에 문제가 있다.In addition, while generally trying to increase the quality of the image by lowering the frame rate while increasing the gain, it is possible to shoot a video when the frame rate is at least 15 Frm, but there is a problem in shooting a video when the frame rate is 15 frm or less.

현재로서는 상기에서 논의된 ISP를 이용한 소프트웨어 처리에 한계가 있는 관계로 카메라 모듈 혹은 이동통신 단말기의 하우징에 플래쉬 램프를 장착하여 사 진촬영 및 동영상 촬영시 플래쉬 램프에서 나오는 간접 조명을 이용하여 부족한 광량을 보강해 주기도 한다. 하지만, 플래쉬 램프를 이용하는 방법은 화면 전체에 영향을 미치지 못하고 특정부위에만 영향을 미치므로 주변영상 부분은 어둡게 촬상되는 상황이 발생한다. Currently, there is a limit to the software processing using the ISP discussed above. Therefore, the flash lamp is mounted on the housing of the camera module or the mobile communication terminal. It may also be reinforced. However, since the method using the flash lamp does not affect the entire screen but only a specific part, the surrounding image part is darkly captured.

본 발명은 저조도 상태에서도 양호한 촬상이 가능한 카메라 모듈을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a camera module capable of good imaging even in a low light condition.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 렌즈군을 구비한 경통; 상기 경통 아래에 구비되어 영상정보를 획득하는 센서; 상기 센서에 의해 획득된 상기 영상정보를 처리하는 영상정보 처리부로 전달하기 위한 다수의 연결수단; 및 상기 경통 위에 구비되어 광량을 조절하는 다수의 필터를 구비한 필터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈에 관한 것이다. The present invention for achieving the above object is provided with a lens barrel; A sensor provided below the barrel to obtain image information; A plurality of connection means for transferring the image information acquired by the sensor to an image information processing unit; And a filter unit provided on the barrel and having a plurality of filters for adjusting the amount of light.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈은 이동통신 단말기에 구비된 카메라 모듈을 예시로 하여 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The camera module for the night vision function according to the present invention will be described by taking a camera module provided in the mobile communication terminal as an example.

도 1a는 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈의 장착 상태를 설명하기 위한 예시도로서, 이동통신 단말기(100)에 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈을 장착한 형태의 예시도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈의 단면을 나타낸 단면도이다. FIG. 1A is an exemplary diagram for describing a mounting state of a camera module for a night vision function according to the present invention. FIG. 1A is an exemplary view showing a camera module for a night vision function mounted on the mobile communication terminal 100, and FIG. 1B. Is a cross-sectional view showing a cross section of a camera module for a night vision function according to the present invention.

도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈(200)은 다수의 렌즈군을 구비한 경통(210), 경통(210) 아래에 구비되어 영상정보를 획득하기 위해 하나 이상으로 구비된 CMOS 또는 CCD의 센서(220), 센서(220)로부터 PCB(230)에 의해 전달된 영상정보를 영상정보 처리부(도시하지 않음)로 전달하기 위한 커넥터(240), 및 경통(210) 위에 구비되어 광량을 조절하는 필터부(300)를 포함한다. As shown in FIG. 1B, the camera module 200 according to the present invention includes a barrel 210 having a plurality of lens groups and a CMOS provided under the barrel 210 to obtain image information. Alternatively, the sensor 220 of the CCD, the connector 240 for transferring the image information transmitted by the PCB 230 from the sensor 220 to the image information processing unit (not shown), and the light source provided on the barrel 210 It includes a filter unit 300 to adjust.

카메라 모듈(200)은 CMOS 또는 CCD와 같은 하나 이상의 센서(220)를 통해 감지된 영상정보를 PCB(230)를 거쳐서 커넥터(240)를 통해 영상정보 처리부에서 수신하고 처리하여, 이동통신 단말기의 제어부(도시하지 않음) 또는 이동통신 단말기의 메모리(도시하지 않음)로 전달한다. 이때, 이동통신 단말기의 제어부는 영상정보 처리부로부터 전달받은 영상정보를 사용자의 요구에 따라 편집처리하여 이동통신 단말기의 메모리에 저장한다. The camera module 200 receives and processes the image information detected through at least one sensor 220 such as a CMOS or a CCD through the connector 240 through the connector 240, and processes the image information through the PCB 230. (Not shown) or to a memory (not shown) of the mobile communication terminal. At this time, the control unit of the mobile communication terminal edits the image information received from the image information processing unit according to the user's request and stores in the memory of the mobile communication terminal.

커넥터(240)는 센서(220)에 의해 감지된 영상정보를 PCB(230)를 통해 수신하여 연결된 영상정보 처리부로 전달하는 기능을 수행한다. The connector 240 receives the image information sensed by the sensor 220 through the PCB 230 and transmits the image information to the connected image information processor.

필터부(300)는 Y자 형태의 부재로서 이동통신 단말기의 글라스(120) 및 다수의 렌즈군이 구비된 경통(210) 사이에서 이동통신 단말기(100)의 하우징(110)에 장착되어 구비되고, 저조도용 필터(320), 고조도용 필터(330), 및 저조도용 필터(320)와 고조도용 필터(330)중 어느 하나를 선택하여 장착하기 위한 스위치(310)를 포함한다. The filter unit 300 is a Y-shaped member which is mounted to the housing 110 of the mobile communication terminal 100 between the glass 120 of the mobile communication terminal and the barrel 210 provided with a plurality of lens groups. , A low light filter 320, a high light filter 330, and a switch 310 for selecting and mounting any one of the low light filter 320 and the high light filter 330.

저조도용 필터(320)는 예를 들어 야간에 영상을 촬상하기 위해서 가시광선 파장 영역을 차단하고 근적외선 영역의 투과율을 향상시켜 저조도시에 뚜렷한 영상 을 확보할 수 있도록 구비된 필터이고, 고조도용 필터(330)는 예를 들어 낮 동안에 영상을 촬상하기 위한 필터로서 근적외선 파장 영역을 차단하고 가시광선 영역의 투과율을 향상시켜 영상을 촬상하기 위한 필터이다. The low light filter 320 is a filter provided to secure a clear image in low light by blocking the visible light wavelength region and improving the transmittance of the near infrared region, for example, to capture an image at night. 330 is, for example, a filter for capturing an image during the day, and is a filter for capturing an image by blocking a near infrared wavelength region and improving transmittance of the visible region.

따라서, 저조도용 필터(320)가 필요한 경우 스위치(310)를 수동으로 작동시켜 스위치(310)가 홈(310-1)을 따라 이동함으로써, 고조도용 필터(330)를 대신하여 저조도용 필터(320)가 경통(210) 위에 구비되어 가시광선 파장 영역을 차단하고 근적외선 영역의 투과율을 향상시켜 저조도시에 뚜렷한 영상을 확보할 수 있게 한다. Therefore, when the low light filter 320 is required, the switch 310 is manually operated so that the switch 310 moves along the groove 310-1, so that the low light filter 320 replaces the high light filter 330. ) Is provided on the barrel 210 to block the visible light wavelength region and to improve the transmittance of the near-infrared region to ensure a clear image in low light.

이와 같은 구성의 카메라 모듈(200)은 낮과 같은 고조도시 고조도용 필터(330)를 이용하여, 도 2에 도시된 바와 같이 가시광선 영역의 투과율을 향상시키고 근적외선 파장 영역을 차단한다. The camera module 200 having such a configuration improves the transmittance of the visible light region and blocks the near infrared wavelength region, as shown in FIG. 2, by using the filter for high illuminance and high illuminance such as daytime.

반대로, 실내 또는 야간과 같은 저조도시 저조도용 필터(320)를 이용하여, 도 3에 도시된 바와 같이 가시광선 파장 영역을 차단하고 근적외선 영역의 투과율을 향상시켜 하나 이상으로 구비된 센서(220)를 통해 저조도시에도 뚜렷한 영상을 촬상할 수 있다. On the contrary, by using the low-light low light filter 320 such as indoors or at night, as shown in FIG. 3, the visible light wavelength region is blocked and the transmittance of the near-infrared region is improved to provide one or more sensors 220. This makes it possible to capture a clear image even in low light.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.In addition, those skilled in the art will understand that various implementations are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상기한 바와 같이 본 발명은 카메라 모듈에 저조도용 필터와 고조도용 필터를 구비하고 간편하게 스위치를 이용하여 필터를 각각 전환 장착함으로써 저조도시에도 양질의 영상을 확보할 수 있다. As described above, the present invention includes a low light filter and a high light filter in the camera module, and can easily secure a high quality image even in low light by switching the filter to each other by simply using a switch.

Claims (5)

렌즈군을 구비한 경통; A barrel having a lens group; 상기 경통 아래에 구비되어 영상정보를 획득하는 센서; A sensor provided below the barrel to obtain image information; 상기 센서에 의해 획득된 상기 영상정보를 처리하는 영상정보 처리부로 전달하기 위한 다수의 연결수단; 및 A plurality of connection means for transferring the image information acquired by the sensor to an image information processing unit; And 상기 경통 위에 구비되어 광량을 조절하는 다수의 필터를 구비한 필터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈. The camera module for the night vision function, characterized in that it comprises a filter unit provided on the barrel and having a plurality of filters for adjusting the amount of light. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다수의 연결수단은 The plurality of connecting means 상기 센서에 의해 획득된 상기 영상정보를 전달하기 위한 PCB; 및 A PCB for transmitting the image information obtained by the sensor; And 상기 PCB에 실장되어 상기 영상정보 처리부에 전기적 연결을 이루기 위한 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈. And a connector mounted on the PCB to make an electrical connection to the image information processor. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 필터부는 저조도용 필터, 고조도용 필터, 및 상기 저조도용 필터와 상기 고조도용 필터를 선택하여 장착하기 위한 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈. The filter unit comprises a low light filter, a high light filter, and a switch for selecting and mounting the low light filter and the high light filter, the camera module for the night vision function, characterized in that the configuration. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 저조도용 필터는 가시광선 파장 영역을 차단하고 근적외선 영역의 투과율을 향상시키도록 구비된 필터인 것을 특징으로 하는 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈. The low light filter is a camera module for a night vision function, characterized in that the filter is provided to block the visible light wavelength region and improve the transmittance of the near infrared region. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 고조도용 필터는 근적외선 파장 영역을 차단하고 가시광선 영역의 투과율을 향상시키도록 구비된 필터인 것을 특징으로 하는 나이트 비젼 기능을 위한 카메라 모듈. The high illumination filter is a camera module for the night vision function, characterized in that the filter is provided to block the near infrared wavelength range and improve the transmittance of the visible light range.
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