KR20080056619A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

하나의 렌즈유닛 및 센서유닛으로 가시광 및 적외광 등 여러 종류의 촬상이 가능한 카메라모듈을 제공한다.

렌즈유닛(2), 수광소자(31)와 대향되도록 렌즈유닛(20)을 설치할 수 있는 하우징(11)을 구비하는 카메라모듈(1)에 있어서, 커트하는 파장이 다른 광커트필터(52)가 복수 인접하여 배치되는 필터유닛(5)을 렌즈유닛(2)과 수광소자(31)의 사이 혹은 외측에 배치하고, 필터이동수단(53)이 피사체로부터 수광소자에 도달하는 촬상광을 필터유닛(5) 중 소망광커트필터(52)를 투과시키도록 바꾼다.

광커트필터, 필터유닛, 필터이동수단, 절환

Description

카메라 모듈{Camera module}

도 1은 실시예1을 나타내는 사시설명도이다.

도 2는 실시예1을 나타내는 평면설명도이다.

도 3은 도 2의 A-A선 단면설명도이다.

도 4는 실시예1을 나타내는 사시분해설명도이다.

도 5는 실시예1을 나타내는 저면설명도이다.

도 6은 파장에 의한 초점거리의 차이의 설명도이다.

도 7은 초점거리의 조정을 설명하는 도이며, (a)는 초점거리가 조정되지 않은 상태를 나타내고, (b)는 초점거리가 조정된 상태를 의미한다.

도 8은 실시예2를 나타내는 사시설명도이다.

도 9는 실시예2를 나타내는 평면설명도이다.

도 10은 도 9의 B-B선 단면설명도이다.

도 11은 실시예2를 나타내는 사시분해설명도이다.

도 12는 실시예2의 다른 구성을 나타내는 사시분해설명도이다.

도 13은 실시예3을 나타내는 사시 분해 설명도이다.

도 14는 실시예3을 나타내는 평면설명도이다.

도 15는 도14의 D-D선 단면설명도이다.

도 16은 실시예4를 나타내는 사시설명도이다.

도 17은 실시예4를 나타내는 평면설명도이다.

도 18은 도 17의 E-E선 단면설명도이다.

도 19는 실시예4를 나타내는 정면설명도이다.

도 20은 실시예4를 나타내는 사시 분해 설명도이다.

도 21은 종래예를 나타내는 단면설명도이다.

*도면의 주요부분을 나타내는 부호의 설명*

1: 카메라모듈 11: 하우징

12: 접동홈 13 : 액추에이터설치부

2: 렌즈유닛 3: 이미지센서유닛

31: 이미지센서 32: 기부

4: 봉지커버 5: 필터유닛

51: 필터유닛본체 52: 광필터

53: 액추에이터 54: 설치구멍

55: 고정돌기부 6: 카메라유닛

61: 렌즈모듈 65: 수광유닛

7: 모터 8: 기어유닛

본 발명은, 카메라모듈에 관한 것이고, 상세하게는, 휴대전화 등에 사용 가능하게 소형화되어 가시광선에 의한 촬영 및 다른 비가시광선에 의한 촬영에 제공하는 것이 가능한 카메라모듈에 관한 것이다.

종래, 휴대전화 등의 소형전자기기에 이용 가능한 카메라모듈은, 한 변이 1cm도 되지 않는 소형의 것으로, 내부에 렌즈유닛이나 수광소자를 구비하고, 렌즈유닛을 투과한 광을 수광소자에 모아서 촬상하고 있었다.

이하에 종래의 카메라모듈을 간략하게 설명한다.

카메라가 구비된 휴대전화 등 전자기기에 설치되는 소형의 카메라모듈(100)은, 도 21에 나타낸 바와 같이, 렌즈를 내장한 렌즈모듈(101)과, 렌즈모듈(101)의 외측에 마련된 중간부품(102)과, 렌즈모듈(101)이 설치된 중간부품(102)이 설치되는 대좌(103)로 이루어지고 있었다.

렌즈모듈(101)은 원통형상으로 이루어지고, 내부에 렌즈 Ll 및 렌즈 L2가 내장되어 있다. 또한, 렌즈모듈(101)의 원통면에는, 나사(104)가 설치되어 있다.

중간부품(102)은 링 모양의 부품이며, 원통내면에는 렌즈모듈(101)과 나사결합하는 나사(105)가 마련되어 있다. 이 나사(105)와 렌즈모듈(101)의 나사(104)가 나사결합하는 것으로 중간부품(102)에 렌즈모듈(101)이 설치되어 있다. 또한 중간부품(102)의 원통외면에도, 나사(106)가 마련되어 있다.

대좌(103)는 중앙에 중간부품(102)의 나사(106)와 나사결합 가능한 나사(107)가 마련된 원통공간이 마련되어, 원통공간의 저면에는 수광유닛(108)이 고정되어 있다. 그리고, 대좌(103)의 나사(107)에 중간부품(102)의 나사(106)가 나사 결합되어서 렌즈모듈(101)을 설치한 중간부품(102)이 대좌(103)에 설치되어 있다.

카메라모듈(100)은 제조과정에서 대좌(103)와 중간부품(102)이 나사결합하고 있는 나사(106) 및 나사(107)에 의해 중간부품(102)의 부착 위치를 조정해서 수광유닛(108)에 렌즈모듈(101)로부터의 상이 결상할 수 있도록 핀트조정을 해서 출하된다.

그리고, 카메라모듈(100)에서는, 목적으로 하는 촬영광을 투과해서 촬영할 수 있게 하고 다른 파장광을 차단하기 위해서, 수광유닛(108)의 표면에 촬영광의 파장만을 투과할 수 있는 밴드패스필터(bandpass filter)나, 소망하는 촬영광보다 상의 파장 혹은 하의 파장을 커트하는 로우패스필터 혹은 하이패스필터 등의 필터(109)를 마련하고, 소망 파장의 촬상광만을 수광유닛(108)이 수광 가능하게 하고 있었다.

상기한 바와 같이 구성하는 종래의 카메라모듈(100)이나, 다른 구성의 카메라모듈에서도, 촬상가능한 광은 가시광선이거나, 적외광 혹은 자외광이고, 단일역의 파장의 촬영이 가능하기 때문에, 예를 들면 가시광선에 의한 일반적인 촬영이나 적외광에 의한 야간 등의 촬영에서는, 각각의 기능을 가지는 2개의 카메라모듈이 필요하게 된다는 문제점을 가졌다. 이런 문제점은, 예를 들면, 휴대전화라고 하는 지극히 작은 전자기기 내에 장착되는 카메라모듈의 체적이 증대하고, 휴대전화 등의 전자기기 자체의 대형화로 이어져, 작금의 전자기기의 소형화와 역행되어버린다고 하는 문제점을 수반함과 동시에, 저가인 상품의 제공을 할 수 없다고 하는 문제 점을 가졌다.

또한, 2개의 카메라모듈을 바꾸어서 촬상하지 않으면 안되므로, 교환을 위한 장치나 프로그램이 필수로 되고, 역시 소형화 혹은 저렴화가 어렵다는 문제점을 가졌다.

따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 단일인 카메라모듈로 2개 이상의 촬상광영역의 촬상을 바꾸어서 행할 수 있는 카메라모듈을 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 이 발명에서는, 수광유닛에 도달하는 촬상광을 가시광영역이나 적외광영역과 같은 원하는 촬상광영역으로서 각각의 촬상광영역에서의 촬상이 가능하도록 하기 위해서, 렌즈가 내장되고 일방면에서 들어가는 광을 굴절시켜서 대향면으로 통과시키는 렌즈유닛과, 저부에 수광소자가 고정되고, 수광소자와 대향하도록 렌즈유닛을 설치할 수 있는 하우징을 구비하는 카메라모듈에 있어서, 커트되는 파장이 다른 광커트필터가 복수 인접하여 배치되는 필터유닛을 렌즈유닛과 수광소자 사이 혹은 렌즈유닛의 수광소자와는 반대측에 배치함과 동시에, 필터유닛을 이동할 수 있게 필터이동수단을 마련하고, 필터이동수단이 피사체로부터 수광소자에 도달하는 촬상광을 필터유닛 중의 소망의 광커트필터를 투과시키도록 절환할 수있는 것을 특징으로 하는 카메라모듈을 제공한다.

이 카메라모듈에서는, 수광소자와 렌즈유닛의 사이에 또는 렌즈유닛의 수광소자와는 반대측에, 투과시키는 광의 종류를 다르게 하는 광필터를 인접시켜 배치한 필터유닛을 설치한다. 즉, 수광소자에서 볼 때 렌즈 앞 혹은 렌즈의 뒤에 설치 한다.

필터유닛은, 예를 들면, 광커트필터가 가시광영역 및 그 이하의 파장을 커트하는 적외광촬상용필터와, 적외광의 파장 영역보다 긴 파장을 커트하는 가시광촬상용 필터로 이루어질 경우에서는, 렌즈유닛을 경유해서 수광소자에 도달하는 광을, 적외광촬상용필터에서는 적외광을 수광소자에 도달시키고, 가시광촬상용필터에서는 가시광선 및 자외광을 수광소자에 도달시킨다. 그래서, 필터유닛을 각각의 위치에서 접동이나 회전 등에 의해 이동시키는 필터이동수단에 의해, 촬상대상으로 수광소자에의 촬상광을 가시광촬상용필터 혹은 적외광촬상용필터로 바꾸고, 각각의 필터특성에 맞는 광을 촬상한다.

이렇게, 필터유닛에 마련하는 광필터의 광투과특성을 다르게 하는 것으로 원하는 파장의 촬상광을 촬상한다.

또한, 이 발명에서는, 매우 작은 전자부품으로 제공되는 카메라모듈을 휴대전화 등으로 채용할 경우, 복수의 파장의 광의 촬영에 제공하기 위해 바꿀 때에, 절환속도나 안정성을 향상시키기 위해서,

광커트필터는 사각형상을 하는 얇은 판모양으로 되어 있고, 인접하는 광커트필터 상호가 긴 변에서 연결되어서 배치되도록 구성하고,

절환시에 광커트필터 상호가 인접함과 동시에 긴 변에서 연결되어 있으므로, 최대라도 짧은 변의 거리만큼만 이동시키면 절환이 완료되는 것으로 되어, 절환응답을 향상시키고 있다.

또한, 이 발명에서는, 렌즈유닛의 수광소자 사이에 필터를 마련했을 경우에, 촬상대상이 렌즈유닛을 투과해서 수광소자까지 도달할 때의 초점거리가, 촬상광의 파장에 의해 렌즈유닛을 투과할 때의 굴절이 다른 렌즈유닛의 특성에 의해, 수광소자에 도달할 때의 초점거리에 차이가 생기는 문제를 해결하기 위해서,

광커트필터는, 상기 필터의 두께를 다르게 함으로써 자외광, 가시광 및 적외광 각각의 파장의 차이에 의한 수광소자까지의 초점거리의 차이를 맞추도록 구성하는 카메라모듈,

혹은,

광커트필터는, 상기 필터를 구성하는 소재를 다르게 함으로써 자외광, 가시광, 및 적외광 각각의 파장의 차이에 의한 ·수광소자까지의 초점거리의 차이를 맞추도록 구성하는 카메라모듈,

을 제공한다. 이 발명에서는, 광의 파장에 의해 광커트필터 통과시의 굴절율이 다르고, 렌즈유닛과 수광소자간의 초점거리에 차이가 생기는 문제점이 존재한다. 그러나, 본 발명과 같이, 광커트필터를 그 소재를 다르게 하는 혹은 구성하는 필터의 두께를 다르게 함으로써 굴절율의 차이에 의한 초점거리의 보정을 행할 수 있고, 동일초점거리에서 도달 할 수 있게 조정할 수 있다. 이에 따라 카메라모듈은 촬상하는 광의 종류, 즉, 파장이 달라도 동일 초점거리인 채로 촬상을 가능하게 하고 있다.

(실시예)

카메라모듈의 렌즈유닛은 흑색 혹은 그것에 가까운 짙은 색의 고분자수지를 통형상으로 형성한 케이스와, 케이스 내부에 마련된 렌즈로 이루어지고, 렌즈유닛 의 양측면 사이가 광로가 된다.

하우징은 상부에 통형상의 렌즈유닛을 삽입할 수 있는 통형상의 장치구멍이 마련되어 렌즈유닛이 삽입된다. 또한, 하우징 저면에는 수광부가 고정되고, 수광부의 렌즈유닛용 장치구멍측에는 수광소자가 고정되어 있다. 수광소자는 일반적으로 사용할 수 있는 가시광촬영용의 소자이며, 마이크로렌즈의 하부에 컬러필터를 설비해 있어, 광의 삼원색 마다 촬상이 가능하다. 이 컬러필터는 각각의 색에 맞는 가시광영역과 적외영역에 피크가 있다.

하우징 내의 수광소자 상부에는, 수광소자 상면에 먼지 등이 묻어서 촬상에 영향을 주지 않도록 밀봉커버를 마련한다. 밀봉커버는 수광소자와 대향되는 윗면, 즉, 렌즈유닛의 수광소자와의 사이에 위치하는 면에 밀봉유리가 끼워 넣어져 투광가능하게 구성됨과 동시에, 다른 부위가 수광소자를 봉지하도록 뚜껑 모양으로 씌워져 있다.

밀봉커버의 밀봉유리와 렌즈유닛과의 사이에는 필터유닛을 마련한다. 필터유닛은 렌즈유닛을 경유해서 수광소자에 도달하는 촬상광을 특정한 파장영역으로 하는 광필터가 2종류, 광필터를 설치하기 위한 필터본체, 필터본체를 이동해서 수광소자와 렌즈유닛과의 사이에 위치하는 광필터를 바꾸는 동작을 위한 액추에이터로 이루어진다.

필터유닛은, 파장650(㎚)이상의 파장을 커트하여 가시광선의 촬상을 가능하게 하는 적외영역 커트광필터, 700(㎚)이하의 파장을 커트하여 적외광의 촬상을 가능하게 하는 가시광영역 커트광필터를 나란히 설치해서 마련한다. 광필터는 평면에 서 보아 직사각형의 얇은 판상이며, 각각의 광필터가 긴 변을 접해서 나란하게 설치되어, 필터본체에 고정된다.

필터이동용의 액추에이터는 피에조효과를 이용한 피에조액추에이터로 되고, 필터본체의 가장자리의 일부를 고정 지지하고, 피에조효과에 의해 신장 혹은 압축했을 때에 현재 렌즈유닛과 수광소자와의 사이의 촬영광의 광로상에 있는 광필터로부터 다른 광필터로 절환된다.

이렇게 구성된 필터유닛은 피에조액추에이터에 전압공급이 될 수 있게 카메라모듈의 하우징 내부에 마련된다.

(실시예1)

이하에 본 발명의 실시예를, 도면에 의하여 설명한다. 도 1은 실시 예1을 의미하는 사시도이며, 도 2는 실시예1을 의미하는 평면설명도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 설명도이며, 도 4는 실시예1을 의미하는 사시분해설명도이며, 도 5는 실시예1을 의미하는 저면설명도이며, 도 6은 파장에 의한 초점거리의 차이의 설명도이며, 도 7은 초점거리의 조정을 설명하고 (a)는 초점거리가 조정되지 않는 상태를 의미하고, (b)는 초점거리가 조정된 상태를 의미한다.

1은 필터유닛을 내포한 카메라모듈이다. 카메라모듈(1)은, 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 밑면을 개방한 상자모양으로 된 하우징(11)의 윗면(11a)에 천설된 장치구멍(11b)에 렌즈유닛(2)을 삽입고정하고, 렌즈유닛(2)과 대향하는 내부밑면에는, 렌즈유닛(2)을 통과한 촬상광을 수광하는 수광소자인 이미지센서유닛(3)을 고정 설치하고, 또한, 이미지센서유닛(3)은 주위를 둘러싸도록 밀봉커버(4)가 설치 되어 있고, 게다가 밀봉커버(4)와 렌즈유닛(2)과의 사이에 광필터가 위치하도록 필터유닛(5)이 설치된다.

하우징(11)은 카메라모듈(1) 내부에서의 광의 반사가 없도록 암흑색의 고분자수지로 이루어지고, 윗면에 천설된 장치구멍(11b)에는 너트를 나설하고, 통형상으로 된 렌즈유닛(2)의 외면에 나설한 볼트와 나사결합하여 렌즈유닛(2)을 고정할 수 있다. 또한, 하우징(11)의 밑면에는, 이 실시예에서는 특히 마련하지 않고 설명하지만, 하우징(11)의 밑면주위부에, 카메라모듈(1)을 설치하는 전자기판(미도시)에 고정하기 위한 설치돌기 등을 마련하여, 전자기판 등의 피설치부재에의 고정을 가능하게 하고 있다. 또한, 하우징(11)의 밑면에 설치하는 이미지센서유닛(3)과의 상대위치가 어긋나지 않게 이미지센서유닛(3)의 기부(32)와 고정가능한 고정계지부(미도시)를 마련해 이미지센서유닛(3)을 결합 고정해서 그 상대위치를 결정하고 있다. 따라서, 이미지센서유닛(3)에의 하우징(11)의 설치 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 하우징(11)의 장치구멍(11b)은 하우징(11)의 윗면(11a)의 중심으로부터 벗어난 위치에 천설되어 있지만, 렌즈유닛(2)과 이미지센서유닛(3)과의 사이에 위치하는 필터유닛(5)을 구성하는 필터부와 구동부가 인접하여 위치되고, 이 필터부가 렌즈유닛(2)과 이미지센서유닛(3)과의 사이에 위치하도록 설치되기 위해서, 렌즈유닛(2)을 윗면(11a)의 중심으로부터 벗어난 위치에 설치되어 있다. 이것으로 하우징(11)의 평면적을 적게 해서 카메라모듈(1)을 소형화 시키고 있다.

렌즈유닛(2)은, 검정색 혹은 그것에 가까운 짙은 색의 고분자수지를 형성한 대략 통형상으로 이루어지는 중공인 배럴(21) 내부에 렌즈(23) 및 렌즈(24)를 마련 하고, 배럴(21)의 일방면인 윗면에는, 입광구멍(22)이 마련되어 있다. 그리고, 렌즈유닛(2)은, 입광구멍(22)으로부터 들어오는 광을 렌즈(23) 및 렌즈(24)를 통해서 굴절시켜, 하우징(11)의 저면측에 설치되는 이미지센서유닛(3)으로의 광로를 형성한다.

한편, 이 실시예에서는 기재되지 않았지만, 렌즈유닛(2) 및 렌즈유닛(2)을 설치하는 하우징(11)과의 사이에서 렌즈유닛(2)의 상하방향의 위치를 조정할 수 있는 위치조정기구를 마련해서 보통 촬영과 매크로 촬영을 절환 가능하게 구성해도 좋다. 즉, 초점렌즈유닛(2)과 이미지센서유닛(3) 사이의 거리를 조정할 수 있고 초점거리를 줄여 매크로 촬영시의 초점거리로 변경할 수 있는 위치조정기구를 형성해도 된다.

이미지센서유닛(3)은 하우징(11)의 저면에 놓인 소형의 전자기판으로 이루어지는 기부(32) 위에 이미지센서(31)를 고정하여 이루어진다. 이미지센서(31)는 일반적으로 사용 수 있는 소형의 컬러 이미지센서인 CMOS나 CCD로 되어, 긴 변과 짧은 변으로 이루어지는 직사각형 모양을 한 얇은 판상이며, 윗면에는 매크로렌즈가 마련되어 있고, 매크로렌즈의 하부에는 광의 삼원색으로 분해해서 촬영할 수 있는 컬러필터를 설비해 광의 삼원색 마다 촬상이 가능하게 하고 있다. 이 컬러필터는 각각의 색에 맞는 가시광영역과 적외영역에 피크가 있다.

밀봉커버(4)는 이미지센서유닛(3)을 둘러싸도록 아래쪽을 개구한 원통형상을 한 밀봉커버본체(41)를 마련한다. 밀봉커버본체(41)는 암흑색의 고분자수지로 형성되고, 밀봉커버본체(41)의 윗면에는 광투과창(42)을 천설해 광을 투과 가능하게 한 다. 그리고, 광투과창(42)의 하부에 투명한 유리체로 이루어지는 밀봉유리(43)를 고정한다. 이 때 광투과창(42)은 상부에 위치하는 렌즈유닛(2)을 통과한 촬상광이 이미지센서(31)에 도달할 수 있게 천설되어 있다.

이렇게 구성된 밀봉커버(4)를 이미지센서유닛(3)의 기부(32)에 이미지센서(31)를 덮도록 씌워서 고정하고, 이미지센서(31)를 봉지해 이미지센서(31)에 먼지 등이 묻어 촬상에 지장을 초래하지 않도록 하고 있다. 따라서, 밀봉커버(4)는 이미지센서(31)를 완전하게 밀봉하고 있다.

필터유닛(5)은 필터유닛본체(51)와, 필터유닛본체(51)에 설치되어 소망의 광을 투과시키는 광필터(52), 필터유닛본체(51)를 이동시키는 구동수단인 액추에이터(53)로 이루어진다.

필터유닛본체(51)는 암흑색의 고분자수지를 대략 판상체로 형성하여 이루어지고, 중앙부에는 광필터(52)를 설치 고정하는 설치구멍(54)을 천설하여 이루어진다. 또한, 필터유닛본체(51)의 단부에는 액추에이터(53)에 필터유닛본체(51)를 고정하기 위한 고정돌기부(55)를 마련하여, 액추에이터(53)와 고정된다. 고정돌기부(55)는 단지 액추에이터(53)와 접착 고정되어도 좋고, 또한 돌출시킨 돌기부(미도시)를 액추에이터(53)에 천설한 결합구멍(미도시)에 결합시키고 위치고정시켜 접착하도록 해도 좋고, 그 고정 방법은 적당하게 선택하면 충분하다.

광필터(52)는 판상으로 이루어지고 이 실시예에서는 가시광선촬영용의 적외영역커트광필터(52a)와 가시광영역커트광필터(52b)를 필터유닛본체(51)의 설치구멍(54)에 나란하게 설치 고정해서 이루어진다. 적외영역커트광필터(52a)는 파장 650㎚ 이상의 파장의 광을 커트해서 가시광의 촬상이 가능하게 하는 광필터이다. 또한, 가시광영역커트광필터(52b)는 700㎚ 이하의 파장의 광을 커트하여 적외광의 촬상을 가능하게 하는 광필터이다. 이들 광필터(52a 및 52b)는 각각 이미지센서(31)의 형상과 서로 유사하거나 대략 유사한 형상으로 된 직사각형의 얇은 판상으로 이루어지고, 렌즈유닛(2)과 이미지센서(31)와의 사이의 촬상광의 광로상(이하, 단지 광로상이라고 함)에 위치될 때, 이미지센서(31)의 형상에 맞춰서 긴 변 Ⅹ 및 짧은 변 Y가 각각 같은 방향이 되도록 배치한다. ·그리고, 광필터(52a 및 52b)는 각각 긴 변 Ⅹ 상호가 접촉하도록 설치한다.

이렇게 광필터(52a 및 52b)를 나란하게 설치함으로써 이미지센서(31) 위에 각각의 광필터(52a 및 52b)를 액추에이터(53)에 의해 이동시킬 때에, 그 이동 거리를 짧게 하는 것이 가능해 진다.

한편, 이 실시예에서는, 카메라모듈(1)이 가시광 및 적외광을 촬상할 수 있도록 하기 위해서 광필터(52)를 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)로 했지만, 가시광 및 자외광, 또는 적외광 및 자외광을 촬상 가능하게 해도 좋고, 이 경우에는, 각각의 파장의 광을 촬상가능한 광필터(52)로 하면 되고, 적당하게 변경해서 이용가능하다. 또한, 나란히 설치된 광필터(52)를 3장으로 하고, 각각이 광로상에 위치할 수 있도록 액추에이터(53)가 이동하는 것을 제어가능하게 구성함으로써 여러 종류의 파장 영역을 촬상할 수 있는 카메라모듈(1)을 제공할 수 있고, 이렇게 구성해도 좋다.

적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)는 이 실시예에서는, 투광인 동일한 수지소재로 이루어지고, 각각이 적외영역 이상 혹은 가시광영역 이하의 파장의 광을 커트할 수 있는 투광성을 갖게 함으로써 각각의 목적에 일치하는 파장영역, 즉 적외광 혹은 가시광을 촬상 가능하게 하고 있지만, 투과시킨 광의 파장이 적외영역이나 가시광영역 혹은 자외영역과 달라 동일소재로 이루어지는 광필터(52)의 굴절율이 약간 다르게 되기 때문에, 광필터(52)를 동일한 두께로 했을 경우에는, 이 굴절율의 차이로부터 촬상하는 광의 종류에 의해 초점거리에 차이를 일으키는 것으로 되고,·이미지센서(31)에 의한 촬상이 양호하게 행해질 수 없게 된다. 이 초점거리의 차이를 나타낸 것이 도 6이다. 도 6은 상하의 그래프 모두 가로축이 초점위치를 의미하고 있고 세로축이 이미지센서(31)의 수광감도를 의미하고 있으며, 초점거리를 서서히 늘렸을 때의 각각의 위치에서의 수광감도를 측정하고 있다. 그리고, 상의 그래프는 파장 546㎚의 가시광의 초점거리를 의미하고, 하의 그래프는 파장 852㎚의 적외광의 초점거리를 의미하고 있다. 이 상하의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 가시광과 적외광에서는 그 피크 때가 대략 46.979(㎛)만큼 벗어나고 있고, 즉, 양호한 초점거리가 대략 46.97(㎛)만큼 벗어나 있다.

이 초점거리의 차이를 조정하기 위해서, 광로상에 재정되는 광필터(52)도 광을 굴절시키는 것을 이용하고, 적외외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)의 두께를 변경하는 것으로 조정한다. 그 원리를 나타내는 것이 도, 7이다. 도 7(a)는 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)의 두께를 일치시켰을 경우에 발생하는 초점 S의 차이를 나타내고 있고, 도 7(b)는 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)의 두께를 바꾸는 것으로 광필터(52)에 의한 굴절에 의해 광로가 변경되어 초점 S가 이미지센서(31) 윗면에 일치한 상태를 나타내고 있다. 도 7(a)에서는, 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)의 두께가 같으므로, 각각의 광필터(52)를 굴절 투과했을 때에 광의 광로가 변경되는 양이 얼마되지 않으므로, 일방의 광필터(52)에서 초점 S가 이미지센서(31)위에 위치하고 있어도, 타방의 광필터(52)에서 초점 S가 이미지센서(31)위에서 벗어나버린다. 이에 대하여 어느 한쪽의 광필터(52)를 두껍게 혹은 얇게 하는 등으로 조절함으로써 광로상의 광필터(52)에 의한 굴절효과로 초점거리가 변경되어서 이미지센서(31) 위에 초점 S가 일치한다.

이와 같이, 이 실시예1에서는 투과시키는 광의 파장에 의해 초점거리가 벗어나버리는 문제를, 동일소재로 되어 있는 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)의 두께를 변경하는 것으로 해소한다.

또한, 상기와 같이 이 실시예에서는 초점 S의 차이를, 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)가 동일소재이므로 두께를 바꾸어서 조절 가능하게 했지만, 특히 도면에 도시되지는 않았지만, 적외영역커트광필터(52a)와 가시광영역커트광필터(52b)를 굴절률이 다른 소재에 의해 형성하고, 상기한 바와 마찬가지로 초점 S를 조정해도 좋다. 물론, 두께 및 굴절율의 양쪽을 다르게 하는 것으로 조정해도 좋다.

액추에이터(53)는 피에조효과를 이용한 피에조액추에이터로 이루어져, 필터유닛본체(51)의 돌기부(55)를 고정지지하고, 피에조효과에 의해 신장 혹은 압축했을 때에 초기 상태에서 광로 위에 위치하고 있는 적외영역 커트광필터(52a)가 가시 광영역커트광필터(52b)가 되도록 필터유닛본체(51)를 도 4에 표시된 화살표 B와 같이 접동 이동시켜 절환한다. 또한, 이 실시예에서는 상설하지 않지만, 액추에이터(53)에 인가하는 전압은 별도전자회로에 의해 적당하게 설정되는 것은 물론이며, 액추에이터(53)와의 전기적인 접속도 피에조액추에이터(53)가 보통 사용되는 것과 마찬가지로 적절하지만, 본 발명의 요지는 아니기 때문에 상세한 기재는 생략한다.

다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 실시예1의 작용을 설명한다.

액추에이터(53)는 초기상태에서는 적외영역커트광필터(52a)가 광로상이 되도록 위치하고 있어, 가시광선에 의한 촬영이 가능하다. 이 상태에서는, 촬상하는 광이 렌즈유닛(2)을 투과 굴절해서 카메라모듈(1) 내로 들어오고, 또한 적외영역커트광필터(52a), 밀봉커버(4)의 밀봉유리(43)를 투과해서 이미지센서(31) 위에 초점이 맞아 촬상된다.

적외영역커트광필터(52a)를 사용하는 가시광선에 의한 촬영으로부터 가시광영역커트광필터(52b)를 사용해서 적외광에 의한 촬상을 행할 경우, 소정의 스위치 등에 의해 액추에이터(53)를 작동시키면, 액추에이터(53)는 도 4에 도시된 화상표 B와 같이 광필터(52)를 적외영역커트광필터(52a)로부터 가시광영역커트광필터(52b)가 광로 상에 위치하도록 필터유닛본체(51)를 이동시킨다.

이 때 이동하는 필터유닛본체(51)는 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)가 서로 긴 변을 접하도록 마련되어 있으므로, 짧은 변의 거리만큼 이동하면 이동을 완료할 수 있다.

이렇게 가시광영역커트광필터(52b)가 광로 상으로 이동되면, 촬상광은 상기 동일한 렌즈유닛(2)을 투과굴절하여 카메라모듈(1) 내에 들어오고, 이어서 필터유닛(5)의 가시광영역커트광필터(52b)안에서 굴절한다. 이 때의 굴절에 의해, 초점거리가 조절되어, 가시광영역커트광필터(52b)를 나온 촬상광은 밀봉유리(43)를 거쳐 이미지센서(31) 위에서 초점 S를 이어 양호한 촬상이 이루어진다.

(실시예2)

다음으로, 본 발명의 실시예2를 도면에 의해 설명한다. 도 8은 실시예2를 나타내는 사시설명도이며, 도 9는 실시예2를 의미하는 평면설명도이며, 도 10은 도 9의 B-B선 설명도이며, 도 11은 실시예2를 의미하는 사시분해설명도이며

실시예2는 카메라모듈(1) 전체의 구조는 실시예1과 대략 동일하지만, 필터유닛본체(51)를 렌즈유닛(2)의 외측에 마련한 것이며, 이렇게 구성함으로써 종래의 가시광촬영용의 카메라모듈(100)을 그대로 이용해서 복수의 파장 영역을 촬영할 수 있는 본 발명의 카메라모듈(1)을 구성할 수 있다.

즉, 카메라모듈(1)에서는, 하우징(11)이 종래형의 카메라모듈(100)을 포함하는 케이스형상을 이루고, 개방된 윗면에 필터유닛(5)의 필터유닛본체(51)가 탑재되는 구조를 이룬다. 또한, 액추에이터(53)는 하우징(11) 측부에 마련한다.

이하 상세하게 설명한다.

하우징(11)은 도 8 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 종래형의 카메라모듈(100) (이하, 카메라유닛(6)이라고 한다)을 내포하도록 상하면이 개방된 사각형상의 통모양으로 이루어진다. 그리고, 대향하는 1조의 측면에는 접동홈(12)이 천설된다. 접동홈(12)은 필터유닛본체(51)에 마련된 접동돌기(56)가 합쳐져, 접동 홈(12) 내를 상기 접동돌기(56)가 접동이동할 수 있다. 또한, 접동홈(12)이 천설된 일방의 측면의 외부에는 액추에이터(53)가 설치될 수 있는 액추에이터설치부(13)를 마련한다. 그리고, 하우징(11)은, 카메라유닛(6)을 내포한 상태로 고정하고, 종래형의 카메라유닛(6)과의 상대위치가 이동되지 않도록 한다. 그리고, 하우징(11)의 윗면(11a)에는 카메라유닛(6)과 대향되는 위치에 카메라유닛(6)으로의 촬상광을 입광시키는 구멍으로서 장치구멍(11b)이 마련되어 있다. 따라서, 장치구멍(11b)은 무엇인가를 설치하기 위한 구멍이 아니라 단순한 입광구멍이다.

카메라유닛(6)은 종래 카메라모듈(100)이며, 도 10에 나타낸 바와 같이, 실시예1과 동일한 렌즈를 내장한 렌즈모듈(61)과, 렌즈모듈(61)의 외측에 마련되어 렌즈모듈(61)을 설치하는 대좌(62)로 이루어진다.

렌즈모듈(61)은 원통형상으로 이루어지고, 내부에 렌즈(63) 및 렌즈(64)가 내장되어 있다. 또한, 렌즈모듈(101)의 원통면에는, 나사(104)가 마련되어 있다.

대좌(62)는 원통내면에는 렌즈모듈(61)과 나사결합하는 너트가 마련되어 있다. 이 너트와 렌즈모듈(61)의 원통 외면에 나설된 볼트가 나사결합하는 것으로 대좌(62)에 렌즈모듈(61)이 설치되어 있다.

그리고, 대좌(62)는 원통공간의 저면에는 수광유닛(65)이 고정되어 있다. 이 수광유닛은 실시예1의 센서유닛(3)과 같다.

카메라유닛(6)은 제조과정에서 대좌(62)와 렌즈모듈(61)과의 나사결합에 의해 렌즈모듈(61)의 부착 위치를 조정해서 수광유닛(65)에 렌즈모듈(61)로부터의 상이 결상될 수 있도록 핀트조정을 하고 있다.

필터유닛(5)은 단면에서 보아 コ자 모양의 판상체 형상을 하도록 형성된 필터유닛본체(51)와, 실시예1과 동일한 광필터(52) 및 액추에이터(53)로 이루어진다. 필터유닛본체(51)의 판상평면의 중앙에는 실시예1과 같은 설치구멍(54)이 천설되어 이루어진다.

コ자 모양을 형성하고 있는 필터유닛본체(51)는 서로 대향하는 입설벽(57)이 하우징(11)의 접동홈(12)을 뚫어서 설치한 측면의 외측에 위치해서 하우징(11) 위에 탑재되는 형상이며, 상기 입설벽(57)의 내측면에는 접동돌기(56)를 돌설한다. 이 접동돌기(56)는 하우징(11)에 천설된 접동홈(12)과 대향하는 위치에 돌설되고, 하우징(11)의 접동홈(12)에 접동돌기(56)를 끼워 넣은 상태에서 필터유닛본체(51)를 하우징(11)의 윗면에서 광로와 직각한 면내에서 접동가능하게 하고 있다. 또한, 일방의 입설벽(57) 외면에는, 액추에이터(53)와 결합해서 액추에이터(53)에 의해 접동이동할 수 있게 고정돌기부(55)를 돌설한다. 이 고정돌기부(55)는 실시예1에서는 접착제 등에 의해 액추에이터(53)와 고정하도록 했지만, 실시예2에서는, 간격을 두어서 2개의 돌기부(55)로 구성하고, 액추에이터(53)에 마련된 걸림턱(58)이 상기 2개의 돌기부(55)사이에 끼워 넣어지고 결합되어서 접동가능하게 된다.

액추에이터(53)는 실시예1과 같은 피에조액추에이터로 이루어지고, 동작시에 이동하는 부위에는 걸림턱(58)을 돌설한다. 이 걸림턱(58)은 필터유닛본체(51)에 마련된 돌기부(55)와 결합하고, 액추에이터(53) 작동시에, 필터유닛본체(51)를 하우징(11) 윗면에서 접동이동시킨다. 하우징(11)의 접동 홈(12)을 마련한 일방의 측부에 설치 고정된다. 액추에이터(53) 이외에는 실시예1과 동일하다.

또한, 필터유닛(5)의 광필터(52)는 실시예1과 동일하다.

상기와 같이 구성하는 실시예2의 카메라모듈(1)은 실시예와 동일한 액추에이터(53)에 의해 필터유닛(5)의 광필터(52) 위치를 이동시키고, 촬상광의 광로의 카메라유닛(6) 앞에서 적외영역커트광필터(52a) 혹은 가시광영역커트광필터(52b) 중 어느 하나의 소망의 광필터(52)를 광로상에 위치시키는 것이 된다.

따라서, 실시예2에서는, 렌즈모듈(61)에 들어가기 전에 광필터(52)를 촬상광이 통과한다.

한편, 도 12에 나타내는 예는, 상기 실시예2의 액추에이터(53)를, 피에조액추에이터로 바꾸어 솔레노이드액추에이터로 한 예를 나타내고 있고, 액추에이터(53)는 솔레노이드에 의해 필터유닛본체(51)를 이동시키고 있다.

(실시예3)

다음으로, 본 발명의 실시예3을 도면에 기초해 설명한다. 도 13은 실시예3을 나타내는 사시분해설명도이며, 도 14는 실시예3을 의미하는 평면설명도이며, 도 15는 도 14의 D-D선 단면설명도이다.

실시예3에 나타나는 카메라모듈(1)은, 광필터(52)의 절환을 렌즈 유닛(2)의 외측에서 기계식으로 행하는 예를 게시하고 있고, 카메라유닛(6)은 실시예2와 같다.

하우징(11)은 상자형으로 이루어지고, 내부에 필터유닛(5)의 구동 수단인 모터(7) 및 모터(7)의 동력을 전달해서 필터유닛(5)을 회전이동시키는 기어유닛(8)을 내포하고, 카메라유닛(6)의 렌즈모듈(61)과 대향하는 위치에는 장치구멍(11b)이 촬 상광의 입광구멍으로서 개구된다. 따라서, 촬상광은 장치구멍(11b)을 통과해서 장치구멍(11b)의 하부에 설치되는 렌즈모듈(61)에 도달한다.

또한 하우징(11)의 윗면(11a)에는, 모터(7)의 축, 기어유닛(8)의 각 기어축을 축지할 수 있는 유감구멍(14)이 뚫어서 설치되어 있다.

모터(7)는 스테핑모터로 이루어지고, 소망량의 회전각을 회전할 수 있다. 모터(7)의 회전축에는 기어(71)를 설치할 수 있고 기어유닛(8)에 모터(7)의 구동력을 전달한다. 또한, 회전축(72)은 하우징(11)의 윗면(11a)에 천설된 구멍(14)에 축지되어 위치 고정된다.

기어유닛(8)은 모터(7)의 구동력이 전달됨과 동시에 실시예1로 하는 필터유닛(5)을 구성한다. 즉, 유닛본체(81)는 도13 및 도15에 나타낸 바와 같이, 원형의 판상체이며, 대략 반원 마다 지름이 다른 원호가 외주를 구성하고, 중심에는 중심구멍(83)이 천설되어 있다. 이 중심구멍에는 설치핀(9)이 유감상태로 삽입되어, 유감구멍(14)과 결합해서 기어유닛(8)을 하우징(11)의 윗면의 안쪽에 설치 가능하게 하고 있다. 그리고, 지름이 작은 외주부에 주기어(82)를 마련하고 있다. 이 주기어(82)는 기어유닛(8)이 하우징(11)의 윗면(11a)의 안쪽에 설치된 상태에서 모터(7)의 기어(72)와 맞물림 되어 있다. 타방의 지름이 큰 외주부를 가지는 표면에는, 광필터(52)가 설치될 수 있는 설치구멍(84)을 2개의 동심원모양이 되도록 천설되어 있다. 따라서, 모터(7)의 회전구동에 의해 기어유닛(8)이 기어(72) 및 주기어(82)에 의해 회전될 때에, 두 개의 설치구멍(84)은 같은 위치를 채택할 수 있고, 그렇게 모터(7)를 구동 제어해서 설치구멍(84)에 탑재되는 2개의 광필터(52)를 절 환한다.

실시예3에서는, 광필터(52)인 적외영역커트광필터(52a) 및 가시광영역커트광필터(52b)를 각각 설치구멍(84)에 맞춰서 원형으로 마련한다. 그리고, 실시예1 및 실시예2와는 달리, 서로 접촉하지 않게 간격을 두어서 설치한다. 물론, 설치구멍(84)을 인접하게 천설하여 지극히 가까운 거리에 탑재하도록 구성해도 좋지만, 스테핑모터의 회전각이나 광필터(52)의 면적 등에 의해 적당하게 조정하면 좋다.

상기한 바와 같이 구성하는 실시예3에서는, 광필터(52)의 절환은 모터(7), 기어(82), 기어유닛(8)에 의해 기계적으로 제어되는 것으로 된다.

(실시예4)

다음에 실시예4를 도면에 의하여 설명한다. 도 16은 실시예4를 나타내는 사시설명도이고, 도 17은 실시예4를 의미하는 평면설명도이며, 도 18은 도 17의 E-E선 단면설명도이며, 도 19는 실시예4를 의미하는 정면설명도이며, 도 20은 실시예4를 의미하는 사시분해설명도이다.

실시예4는 실시예3과 같이, 모터에 의해 필터유닛(5)을 회전시켜, 회전이동에 의해 광필터(52)를 절환하는 실시예이며, 종래부터 있는 카메라모듈인 카메라유닛(6)을 이용하는 것이 가능해서, 렌즈유닛(2)의 외부에서 광필터(52)를 바꾼다.

카메라유닛(6)은 실시예2 및 실시예3과 같다.

모터(7)는 스테핑모터 등 소정 회전각의 이동이 가능한 모터로 이루어지고, 카메라유닛(6)의 근방에 설치 고정된다. 모터(7)는 회전축(72)이 1회전 미만의 매우 작은 회전각으로의 제어가 가능하고, 이와 같이 세밀한 회전각의 제어를 할 수 있어 필터유닛(5)도 실시예1이나 실시예2와 같이 광필터(52)를 이웃하게 합쳐서 긴 변에서 당접시켜 접합 설치시키는 것이 가능하다.

필터유닛(5)은 필터유닛본체(51)가 판상체로 이루어지고, 필터유닛본체(51)의 일단이 부착부(59)를 형성해 모터(7)의 회전축(72)에 고정된다. 이에 의해 필터유닛본체(51)는 모터(7)에 축지되어서 회전 가능해 진다.

또한, 필터유닛본체(51)의 회전되는 회전단측 표면에는 실시예1이나 실시예2 와 같이 설치구멍(54)이 천설되고, 역시 실시예1이나 실시예2와 같이 구성된 광필터(52)를 탑재해서 고정가능하다.

또한, 각 실시예 모두 카메라모듈(1)의 전자기기 등에의 설치를 상세히 설명하지 않고 있지만, 카메라모듈(1)의 설치는 기판 등 카메라모듈(1)을 설치하는 기기에 각각의 부재가 고정되는 것이며, 종래의 카메라모듈(1)이나 종래의 모터 등의 전자부재의 전자기기에의 설치와 아무런 변화가 없다.

상기한 바와 같이 구성하는 카메라모듈에서는, 하나의 카메라모듈로 여러 종류의 광, 구체적으로는, 자외광, 가시광, 적외광으로 된 각 종류의 광에서의 촬상을, 렌즈유닛의 외측 혹은 안쪽에서, 커트하는 광의 주파수가 다른 광커트필터를 절환하여 사용함으로써 가능하게 하는 본 발명 독자의 효과를 가진다.

그리고, 이 절환을 가능하게 함으로써 렌즈유닛의 외측에서 절환하는 경우에는, 종래형의 카메라모듈의 외측에 케이스 등에 의해 필터유닛 및 필터유닛을 절환하게 하는 필터이동수단을 상기 케이스내에 마련함으로써 종래형의 카메라모듈에 응용 가능하게 하는 효과를 가지고 있다.

또한, 렌즈유닛과 수광소자 사이에 필터유닛을 마련하는 것에서는, 새로운 설계에 의해 카메라모듈을 구성할 수 있게 되고, 종래형의 카메라모듈내의 촬상과는 직접 관계되지 않던 쓸모없는 스페이스를, 필터유닛 및 필터이동수단에 제공함으로써 종래형의 카메라모듈로 동등한 체적 혹은 그것보다 조금 큰 체적으로 구성가능하게 되고, 복수종의 광에 의한 촬상이 가능한 카메라모듈을 소형화할 수 있다는 효과를 가지고 있다.

또한, 인접하여 접속되는 광커트필터 상호가, 긴 변에 의해 연설 되므로, 광커트필터의 이동 거리를 최소한으로 해서 사용하는 것이 가능해 진다.

또한, 광커트필터의 소재의 두께 혹은 광커트필터의 기재가 되는 소재를 변경함으로써 광의 굴절율이 변경 가능하게 되고, 광파장에 의한 초점거리의 차이가 보정가능하게 되고, 각종의 파장에 의한 촬영을 절환하여 이용 가능하게 하고 있다.

본 발명은, 휴대전화 등의 전자기기에 이용가능하고, 특히, 적외광과 가시광선 등 복수의 광에 의한 촬영을 하나의 카메라모듈로 촬영시키는 전자기기 등에 이용하면 유효하다.

Claims (4)

1. 렌즈가 내장되어 일방면에서 들어오는 광을 굴절시켜서 대향면에 통과시키는 렌즈유닛과, 저부에 수광소자가 고정되고 수광소자와 대향되도록 렌즈유닛을 설치할 수 있는 하우징을 구비하는 카메라모듈에 있어서,

   커트하는 파장이 다른 광커트필터가 복수개 인접해 배치되는 필터유닛을 렌즈유닛과 수광소자의 사이 혹은 렌즈유닛의 수광소자와는 반대측에 배치함과 동시에, 필터유닛을 이동할 수 있게 필터이동수단을 마련하고, 필터이동수단이 피사체로부터 수광소자에 도달하는 촬상광을 필터유닛 중 소망의 광커트필터를 투과시키도록 절환할 수 있는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 광커트필터는 사각형상을 하는 얇은 판상으로 이루어지고, 인접하는 광커트필터 서로가 긴 변에서 연결되어 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광커트필터는 상기 필터의 두께를 다르게 함으로써 자외광, 가시광 및 적외광 각각의 파장의 차이에 의한 수광소자까지의 초점거리의 차이를 일치시키도록 구성하는 카메라모듈.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광커트필터는 상기 필터를 구성하는 소재 를 다르게 함으로써 자외광, 가시광 및 적외광 각각의 파장의 차이에 의한 수광소자까지의 초점거리의 차이를 일치시키도록 구성하는 카메라모듈.

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