KR20100038982A - 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치 - Google Patents

카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 촬상 소자에 대한 하우징의 기울어짐을 보정하고 촬상 소자에 대한 렌즈의 높이 편차를 감소시킬 수 있는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 관한 것이다. 본 발명은, 외부로부터 영상이 입력되는 렌즈; 상기 렌즈를 통하여 입력되는 영상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자; 상기 촬상 소자가 배치되는 회로 기판; 내부에 상기 렌즈와 상기 촬상 소자를 서로 이격되도록 수납하여 상기 회로기판과 결합되는 렌즈 홀더; 및 상기 렌즈 홀더와 상기 촬상 소자 사이에 배치되는 스페이서를 구비하는 카메라 모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치{Camera module and digital image processing apparatus therewith}
본 발명은 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 렌즈를 통하여 입력된 영상을 회로기판 위에 실장된 촬상 소자에 의하여 받아들이는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 관한 것이다.
통상적으로, 디지털 영상 처리장치는 디지털 카메라, PDA(personal digital assistant), 폰 카메라, PC 카메라 등의 영상을 처리하거나 영상 인식 센서를 사용하는 모든 장치를 포함한다. 이러한 디지털 영상 처리장치에는 영상을 입력받는 카메라 모듈이 구비될 수 있다.
카메라 모듈은 렌즈를 통하여 영상이 입력되고, 입력된 영상이 촬상 소자에 맺히고, 촬상 소자에 연결된 회로 구조에 의하여 그 영상을 획득하여 이미지 파일로 저장할 수 있다.
이를 위하여, 카메라 모듈은 렌즈 모듈이 하우징에 결합되고, 촬상 소자가 실장된 인쇄회로기판과 하우징이 결합되는 구조를 포함할 수 있다. 이때, 통상적으 로 렌즈 모듈을 돌려서 나사 결합에 의하여 하우징에 결합한다.
이 경우, 렌즈 모듈과 하우징 사이의 조립 시의 기울어짐과 촬상 소자와 하우징 사이의 기울어짐이 발생할 수 있으며, 그에 따라 카메라 모듈의 품질이 떨어질 수 있다.
본 발명은, 촬상 소자에 대한 하우징의 기울어짐을 보정하고 촬상 소자에 대한 렌즈의 높이 편차를 감소시킬 수 있는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 외부로부터 영상이 입력되는 렌즈; 상기 렌즈를 통하여 입력되는 영상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자; 상기 촬상 소자가 배치되는 회로 기판; 내부에 상기 렌즈와 상기 촬상 소자를 서로 이격되도록 수납하여 상기 회로기판과 결합되는 렌즈 홀더; 및 상기 렌즈 홀더와 상기 촬상 소자 사이에 배치되는 스페이서를 구비하는 카메라 모듈을 제공한다.
상기 스페이서와 상기 촬상 소자 사이에 배치되는 적외선 차단 필터를 더 구비할 수 있다.
상기 적외선 차단 필터가 상기 촬상 소자의 상기 렌즈 홀더를 향하는 면에 직접 부착될 수 있다.
상기 스페이서의 두께에 따라 상기 렌즈와 상기 촬상 소자 사이의 거리가 조정될 수 있다.
상기 렌즈의 초점 거리에 따라 상기 렌즈와 상기 촬상 소자 사이의 이격 거리가 결정되고, 상기 이격 거리에 따라 상기 스페이서의 두께가 결정될 수 있다.
상기 렌즈의 초점 거리의 범위에 따라 복수개의 구간으로 나누고, 상기 구간 에 따라 미리 설정된 두께를 갖는 복수개의 상기 스페이서들 중에서 하나가 결정될 수 있다.
상기 촬상 소자가 상기 회로 기판의 일면에 배치되고, 상기 렌즈 홀더가, 상기 회로 기판의 상기 촬상 소자가 배치되는 일면을 둘러싸고 상기 촬상 소자와 상기 렌즈가 일정한 간격으로 이격되도록, 상기 회로 기판에 결합될 수 있다.
상기 렌즈 홀더가 상기 회로 기판에 열 경화성 접착제에 의하여 고정될 수 있다.
상기 회로 기판이 경성 인쇄 회로 기판이 될 수 있다.
상기 회로 기판의 상기 촬상 소자가 배치되는 면의 반대면과 결합되어, 상기 회로 기판을 외부와 연결하는 연결 기판을 더 구비할 수 있다.
상기 연결 기판이 연성 인쇄 회로 기판이 될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 카메라 모듈을 구비하는 디지털 영상 처리장치를 제공한다.
본 발명에 따른 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리장치에 의하면, 촬상 소자에 대한 하우징의 기울어짐을 보정하고 촬상 소자에 대한 렌즈의 높이 편차를 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 카메라 모듈(100)의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 카메라 모듈(100)을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈(110); 촬상 소자(120); 회로 기판(130); 렌즈 홀더(140); 및 스페이서(150)를 구비할 수 있다.
렌즈(110)를 통하여 외부로부터 영상이 입력된다. 촬상 소자(120)는 렌즈(110)를 통하여 입력되는 영상을 전기 신호로 변환한다. 회로기판(130)에는 촬상 소자(130)가 배치된다.
렌즈 홀더(140)는 내부에 렌즈(110)와 촬상 소자(120)를 서로 이격되도록 수납하여 회로기판(130)과 결합된다. 스페이서(150)는 렌즈 홀더(140)와 촬상 소자(120) 사이에 배치된다.
본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈(110)를 고정하는 렌즈 배럴(barrel)과 하우징(housing)이 일체화된 렌즈 홀더(140)를 구비하고, 렌즈(110)의 포커스 거리에 따라 렌즈(110)와 촬상 소자(120) 사이의 거리를 조절할 수 있는 조정용 스페이서(150)가 삽입된다.
이에 따라, 카메라 모듈(100)은 스페이서(150)에 의하여 렌즈(110)의 촬상 소자(120)에 대한 높이를 조정함으로써, 촬상 소자(120)와 렌즈 홀더(140) 사이의 기울어짐을 보정하고, 그 높이 편차를 최소화하여 포커스 무조정이 가능한 카메라 모듈(100)을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 스페이서(150)와 촬상 소자(120) 사이에 배치되는 적외선 차단 필터(160)를 더 구비할 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이 적외선 차단 필터(160)는 그 일 면이 촬상 소자(120)의 렌즈 홀더(140)를 향하는 면에 밀착되어 직접 부착될 수 있다. 그에 따라, 렌즈(110)와 촬상 소자(120) 사이의 기울어짐을 더욱 효과적으로 보정할 수 있다.
렌즈(110)는 외부로부터 영상이 입력되어 촬상 소자(120)에 조사시키는 것으로, 렌즈 홀더(140)의 일 단에 촬상 소자(120)와 소정 간격 이격되어 고정될 수 있다.
또한, 렌즈(110)는 1장 또는 복수개의 개별 렌즈를 포함하여 이루어질 수 있다. 렌즈(110)가 복수개의 개별 렌즈를 포함하는 경우에 각각의 렌즈들 사이에는 별도의 스페이서에 의하여 간격을 유지하며 렌즈 홀더(140)에 고정될 수 있다.
촬상 소자(120)는 회로 기판(130)의 일 면, 바람직하게는 렌즈 홀더(140)와 결합되는 면에 배치될 수 있다. 렌즈 홀더(140)는 회로 기판(130)의 촬상 소자(120)가 배치되는 면을 둘러싸도록 회로 기판(130)에 결합된다. 이때, 촬상 소자(120)와 렌즈(110)는 렌즈 홀더(140) 내부에서 일정한 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.
렌즈 홀더(140)는 하면이 개방된 사각의 상자 모양으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명에서의 렌즈 홀더(140)의 형상은 이에 한정되지 아니하고, 원통형 등의 다양한 형상 또는 이들이 결합된 형상을 가질 수 있다.
한편, 촬상 소자(120)는 렌즈(110)를 통하여 입력되는 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킬 수 있다. 이를 위하여 촬상 소자(120)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide- Semiconductor)가 될 수 있다. 회로 기판(130)에는 회로 소자들(예를 들어, CDS-ADC, Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter)을 포함하여 이루어지는 아날로그-디지털 변환부가 포함될 수 잇다.
아날로그-디지털 변환부는 촬상 소자(120)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킬 수 있다. 또한, 회로 기판(130)에는 디지털 신호 처리기(DSP, Digital Signal Processor)가 포함될 수 있으며, 디지털 신호 처리기(DSP)는 타이밍 회로를 제어하여 촬상 소자(120)와 아날로그-디지털 변환부의 동작을 제어할 수 있다.
적외선 차단 필터(160)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다. 적외선 차단 필터(160)는 촬상 소자(120)의 렌즈 홀더(140)를 향하는 면에 직접 부착될 수 있다. 이 경우, 적외선 차단 필터(160)와 촬상 소자(120) 사이의 별도의 공간을 없앨 수 있다.
적외선 차단 필터(160)와 촬상 소자(120) 사이의 별도의 공간이 있는 경우에는 그 공간에서 반사되는 빛을 반사하기 위한 별도의 반사 방지 필터가 필요할 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 적외선 차단 필터(160)가 촬상 소자(120)에 직접 부착되어, 적외선 차단 필터(160)와 촬상 소자(120) 사이의 별도의 공간이 없으므로, 반상 방지 필터를 없앨 수 있다.
스페이서(150)는 렌즈 홀더(140)와 촬상 소자(120) 사이에 배치된다. 이때, 스페이서(150)의 두께에 따라 렌즈(110)와 촬상 소자(120) 사이의 거리가 조정될 수 있다. 이때, 스페이서(150)는, 사전에 미리 측정된 렌즈(110)의 초점 거리를 고려하여 렌즈(110)가 촬상 소자(120)에 대하여 일정한 높이로 이격되도록, 그 두께를 달리하여 조립될 수 있다.
즉, 렌즈(110)의 초점 거리에 따라 렌즈(110)와 촬상 소자(120) 사이의 이격 거리가 결정되고, 그 이격 거리에 따라 스페이서(150)의 두께가 결정될 수 있다. 이때, 렌즈(110)의 초점 거리의 범위에 따라 복수개의 구간으로 나누고, 그 구간에 따라 미리 설정된 두께를 갖는 복수개의 스페이서들 중에서 하나의 스페이서(150)가 삽입될 수 있다.
이를 위하여, 먼저 렌즈(110)의 초점 거리를 측정하고, 측정된 초점 거리가 속하는 구간에 따라, 각각의 구간에 따라 미리 결정된 두께의 스페이서(150)를 선정하고, 선정된 스페이서(150)가 렌즈 홀더(140)와 촬상 소자(120) 위에 부착된 적외선 차단 필터(160) 사이에 삽입되어 렌즈 홀더(140)가 회로 기판(130)에 조립될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈 홀더(140)와 회로 기판(130) 사이에 위치되는 접착 부재(170)를 더 구비할 수 있다. 이때, 접착 부재(170)는 열경화성 접착제가 될 수 있다. 즉, 렌즈 홀더(140)는 회로 기판(130)에 열 경화성 접착제에 의하여 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 회로 기판(130)의 촬상 소자(120)가 배치되는 면의 반대면과 결합되어, 회로 기판(130)을 외부와 연결하는 연결 기판(180)을 더 구비할 수 있다.
이때, 촬상 소자(120)가 고정되는 회로 기판(130)은 유연성이 없는 경성 인쇄 회로 기판(Hard Printed Circuit Board, HPCB)인 것이 바람직하다. 이는, 회로 기판(130)이 렌즈 홀더(140) 및 촬상 소자(120)를 포함하는 다양한 부품들을 안정적으로 지지할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 회로 기판(130)을 외부와 연결하는 연결 기판(180)은 유연성이 있는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)인 것이 바람직하다. 이는, 회로 기판(130)이 배치되는 전자 기기 내의 배치를 고려하여, 외부와 유연하게 연결할 수 있도록 하기 위함이다.
본 발명에 따르면, 포커스 무조정 카메라 모듈(100)을 구현함으로써, 사용되는 부품수를 감소시킬 수 있으며, 렌즈(110)를 포함하는 렌즈 조립체를 별도의 하우징에 조립하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 스페이서(150)에 의하여 렌즈(110)와 촬상 소자(120) 사이의 기울어짐을 용이하게 보정할 수 있으며, 그에 따라 주변 해상력 품질을 향상시킬 수 있다.
도 3에는 도 1 의 카메라 모듈(100)이 장착되는 디지털 영상 처리장치의 일 실시예인 카메라 폰(10)이 개략적으로 도시되어 있다. 카메라 폰(10)의 휴대폰 본체(200)에 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)이 장착될 수 있다.
카메라 모듈(100)이 장착되는 디지털 영상 처리장치는, 포커스 무조정 카메라 모듈(100)을 구현함으로써, 사용되는 부품수를 감소시킬 수 있으며, 렌즈(110)를 포함하는 렌즈 조립체를 별도의 하우징에 조립하는 공정을 생략함으로써, 카메라 모듈(100)을 포함하는 카메라 폰(10) 등의 디지털 영상 처리 장치의 제작 시에 도 제작 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 카메라 모듈(100)에 의하여, 스페이서(150)에 의하여 렌즈(110)와 촬상 소자(120) 사이의 기울어짐을 용이하게 보정할 수 있으며, 그에 따라 주변 해상력 품질을 향상시킬 수 있으므로, 카메라 폰(10) 등의 디지털 영상 처리 장치의 촬영 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 카메라 모듈이 장착된 디지털 영상 처리장치의 일 실시예로서, 카메라 폰을 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 디지털 영상 처리장치, 100: 카메라 모듈,
110: 렌즈, 120: 촬상 소자,
130: 회로기판, 140: 렌즈 홀더,
150: 스페이서, 160: 적외선 차단 필터.

Claims (12)

  1. 외부로부터 영상이 입력되는 렌즈;
    상기 렌즈를 통하여 입력되는 영상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자;
    상기 촬상 소자가 배치되는 회로 기판;
    내부에 상기 렌즈와 상기 촬상 소자를 서로 이격되도록 수납하여 상기 회로기판과 결합되는 렌즈 홀더; 및
    상기 렌즈 홀더와 상기 촬상 소자 사이에 배치되는 스페이서를 구비하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서와 상기 촬상 소자 사이에 배치되는 적외선 차단 필터를 더 구비하는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적외선 차단 필터가 상기 촬상 소자의 상기 렌즈 홀더를 향하는 면에 직접 부착되는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서의 두께에 따라 상기 렌즈와 상기 촬상 소자 사이의 거리가 조 정되는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈의 초점 거리에 따라 상기 렌즈와 상기 촬상 소자 사이의 이격 거리가 결정되고, 상기 이격 거리에 따라 상기 스페이서의 두께가 결정되는 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈의 초점 거리의 범위에 따라 복수개의 구간으로 나누고, 상기 구간에 따라 미리 설정된 두께를 갖는 복수개의 상기 스페이서들 중에서 하나가 결정되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 소자가 상기 회로 기판의 일면에 배치되고,
    상기 렌즈 홀더가, 상기 회로 기판의 상기 촬상 소자가 배치되는 일면을 둘러싸고 상기 촬상 소자와 상기 렌즈가 일정한 간격으로 이격되도록, 상기 회로 기판에 결합되는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 홀더가 상기 회로 기판에 열 경화성 접착제에 의하여 고정되는 카 메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판이 경성 인쇄 회로 기판인 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판의 상기 촬상 소자가 배치되는 면의 반대면과 결합되어, 상기 회로 기판을 외부와 연결하는 연결 기판을 더 구비하는 카메라 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 연결 기판이 연성 인쇄 회로 기판인 카메라 모듈.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 카메라 모듈; 및 본체를 구비하는 디지털 영상 처리장치.
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