KR20100059681A - 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대형 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 야간 및 실내와 같은 저조도 환경에서 피사체를 촬영하기 위하여 적외선 발광 다이오드(InfraRed Emitting Diode : IrED)를 사용하기 위하여 적외선 검출부를 구비함에도 불구하고 주간 및 일반 저도 환경에서도 색재현성을 유지할 수 있는 된 카메라 모듈 및 이를 포함하는 휴대용 단말기를 제공한다. 특히, 카메라 모듈에 구비된 2-밴드 필터는 일반 조도 환경에서는 가시광을 투과하고 저조도 환경에서는 피사체의 촬영이 가능하도록 특정 파장대의 적외광을 투과시킨다. 따라서 저조도 환경에서는 적외광을 이용하여 피사체를 촬영할 수 있으며, 일반 조도 환경에서는 가시광과 특정 파장대의 적외광 일부만을 투과시킴으로써 색재현성을 유지시킬 수 있다.

저조도 환경, 일반 조도 환경, 적외선 발광 다이오드부, 2-밴드 필터, 백목 현상

Description

카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대형 단말기{CAMERA MODULE AND PORTABLE TERMINAL HAVING THE SAME}

본 발명은 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대형 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 야간 및 저조도 환경에서는 적외선 발광 다이오드를 이용하여 촬영하며, 주간 및 일반 환경에서는 가시광과 특정 파장대의 적외광 만을 투과시키는 2-밴드 필터를 이용하여 색재현성을 유지시키는 카메라 촬영 모듈 및 이를 구비한 영상 통화용 휴대형 단말기에 관한 것이다.

최근에는 반도체 기술의 급속한 발전과 더불어 전자장치가 콤팩트화 되면서 기존에 독립적이던 장치들이 하나의 전자장치에 통합되어 구비된 복합 전자장치가 등장하고 있다. 대표적인 복합 전자장치로는 휴대폰과 카메라가 결합된 카메라 모듈을 구비한 휴대폰을 들 수 있다.

즉, 초기의 휴대폰은 음성 통화만을 할 수 있도록 제작되었으나, 휴대폰의 보급이 급격하게 증가함에 따라 휴대폰의 제조 기술과 통신 기술이 비약적으로 발전하게 되었다. 그 결과, 휴대폰은 다중 화음 벨소리나 칼라 디스플레이를 지원하며, 게임이나 인터넷 검색, 이메일 수신 및 발신, 대금 결제 등 다양한 기능이 일 반화되고 있다. 아울러 광학 카메라를 휴대폰에 부착한 소위 카메라폰이 개발되어 피사체를 촬영하고 촬영된 영상을 무선으로 송수신할 수도 있고, 촬영된 영상을 프린터에서 인쇄함으로써 종래의 카메라를 통한 현상, 인화, 확대 과정이 필요 없게 되었다. 특히, 최근에는 카메라를 이용하여 영상 통화를 할 수 있는 영상 통화폰이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 휴대폰에 구비되는 카메라는 실질적으로는 렌즈 모듈과 결합된 촬상 소자로 구성된 CIS(CMOS Image Sensor) 카메라 모듈로 이루어지는데, 상기 카메라 모듈은 집광 렌즈, 적외선 필터, 영상 센서 및 경통 혹은 하우징을 포함한다. 상기 집광 렌즈는 피사체로부터 입사되는 광을 영상 센서에 집광시키며, 상기 적외선 필터는 상기 집광 렌즈 상면에 구비되어 상기 입사광에 포함된 적외선 성분을 차단한다. 상기 영상 센서는 시모스(CMOS) 또는 시시디(CCD) 영상 센서로 이루어지고, 상기 집광 렌즈에 의해 상기 피사체의 상이 맺힌다. 상기 하우징은 상기 집광 렌즈, 적외선 필터 및 영상 센서를 동일한 광축 상에 정렬시킨다.

한편, 상기 복합기기에 사용되는 CIS 카메라는 밝은 조명에서는 촬영이 자유로우나 조명이 없는 장소나 야간에는 촬영이 어려운 단점이 있다.

이에 최근에는 상기 복합기기에 사용되는 CIS 카메라에 적외선 발광 다이오드를 적용하여 저조도 환경에서도 촬영이 가능하도록 구현되어 있다. 따라서 적외선 발광 다이오드가 적용된 CIS 카메라는 적외선 발광 다이오드로부터의 적외선 성분을 투과시키기 위하여 적외선 필터를 구비하지 않는다.

그러나 주간 및 일반 환경에서 촬영, 영상 통화를 하는 경우, 적외선이 상기 적외선 필터를 그대로 통과한다. 즉, 주간 및 일반 환경에서는 상기 적외선 필터를 투과한 가시광선과 적외선이 CIS 카메라의 렌즈, 센서에 그대로 입사되므로, 이미지의 색재현성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 특정 파장대의 가시광과 적외광을 투과시키는 2-밴드 필터를 갖는 카메라 모듈에 적외광을 방사시키는 적외선 발광 다이오드(InfraRed Emitting Diode : IRED)를 적용하여 야간 뷰잉(viewing), 야간 촬영이 가능한 카메라 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예들에 따른 카메라 모듈은 촬영 기능, 동영상 촬영 및 재생 기능, 영상 통화 기능 등의 복합적인 기능을 수행하는 휴대형 단말기에 구비되며, 상기 카메라 모듈은 적외선 발광 다이오드(IrED)부, 카메라부, 제어부 및 전송부를 포함한다. 상기 적외선 발광 다이오드부는 저조도 환경에서 피사체와 상기 피사체 주변에 소정의 밝기(IRE) 이상의 조도 환경을 제공하기 위하여 16도 내지 28도의 지향각(θ)을 갖는 적외광을 방사한다. 상기 카메라부는 상기 저조도 환경에서 피사체를 촬영하기 위하여 상기 적외선 발광 다이오드부로부터의 적외광 중 특정 파장대를 갖는 적외광을 투과시키며, 일반 조도 환경에서 가시광과 상기 특정 파장대의 적외광을 투과시키는 2-밴드 필터를 구비한다. 또한, 상기 카메라부는 상기 피사체로부터 반사되어 입력되는 적외광 또는 가시광을 기반으로 피사체를 촬영하고 이를 전기 신호로 변환한다. 상기 제어부는 상기 카메라부에서 출력되는 전기 신호를 외부의 복합기기로 전송하고, 상기 복합기기로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 카메라부 및 상기 적외선 발광 다이오드부를 제어한다. 상기 전송부는 상 기 카메라부 및 상기 적외선 발광 다이오드부와 상기 제어부 간의 전기 신호를 송수신한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 촬영 중에 발생하는 백목 현상을 제거하기 위하여, 상기 적외선 발광 다이오드부는 상기 카메라부로부터 12㎜ 이상 이격되도록 형성된다. 특히, 상기 적외선 발광 다이오드부는 상기 카메라부로부터 12㎜ 내지 36㎜ 만큼 이격되도록 형성될 수 있다.

또한, 저조도 환경에서 촬영된 피사체가 식별 가능하도록 소정의 밝기를 제공하고 일반 조도 환경에서 촬영된 피사체의 색재현성을 유지시키기 위하여, 상기 2-밴드 필터는 가시광과 특정 파장대의 적외광을 투과시키도록 설계될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 2-밴드 필터는 상기 집광 렌즈와 상기 영상 센서의 사이에 배치되어 상기 890nm 내지 1000nm의 파장대를 갖는 적외광을 투과시킨다. 또한, 상기 2-밴드 필터는 상기 파장대를 갖는 적외광 이외에 400nm 내지 650nm의 파장대를 갖는 가시광을 투과시킨다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 2-밴드 필터는 상기 일반 조도 환경에서 투과되는 적외광의 양에 대하여 상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양이 최대가 되도록 설계된다. 이 때, 상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양은 상기 적외선 발광 다이오드부의 분광 특성, 상기 2-밴드 필터의 투과율 및 상기 영상 센서의 분광 특성을 곱한 값에 의하여 결정된다. 그리고 상기 적외선 발광 다이오드부의 분광 특성 및 상기 영상 센서의 분광 특성의 범위가 고정된 경우, 상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양이 최대가 되도록 상기 2-밴드 필터의 투과율을 30% 내지 70% 내에서 조절된다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 휴대형 단말기는 상술한 특징을 갖는 카메라 모듈과 다른 기능을 갖는 기기들로 통합 구성된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 2-밴드 필터를 갖는 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대형 단말기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 복합 기기에서 사용되는 CIS 카메라에 입사광으로부터 조도를 검출하여 밝은 조명이 있는 장소는 물론 조명이 없는 장소나 야간에도 적외선 발광 다이오드를 동작시켜 피사체를 촬영할 수 있다.

둘째, 2-밴드 필터가 센싱 감도가 상대적으로 낮은 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광 만을 선택적으로 투과시킴으로써, 주간과 같은 일반 조도 환경에서도 색재현성을 유지할 수 있다.

셋째, 적외선 발광 다이오드부와 카메라부가 일정 거리 이격되어 배치되므로, 촬영된 영상에서 발생하는 백목 현상을 제거하여 야간 촬영 시 더욱 선명한 화질을 구현할 수 있다.

넷째, 적외선 발광 다이오드부가 16도 내지 28도의 지향각(θ)을 갖는 적외광을 방사함으로써, 적외광이 피사체의 중앙에 집중되는 중앙 포화 현상을 방지하여 촬영 시 전체적으로 선명한 화질을 구현할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 카메라 모듈 및 이를 구비한 휴대용 단말기에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 카메라부의 구조를 구체적으로 설명하기 위한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 카메라부(100), 적외광 발광 다이오드(IRED)부(200), 전송부(300), 제어부(400)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 카메라부(100)는 기판(150) 상에 일 영역에 실장된다. 이 때, 카메라부(100)와 기판(150)은 본딩용 와이어(140)에 의하여 서로 전기적으로 결합된다. 예를 들어, 기판(150)은 인쇄회로기판(PCB), 연성회로기판(FPCB), 세라믹 기판 등을 포함한다.

카메라부(100)는 입력되는 적외광 또는 가시광을 기반으로 피사체를 촬영하고 이를 전기 신호로 변환한다. 예를 들어, 카메라부(100)는 상기 피사체로부터의 영상 신호를 전기 신호로 변환한다. 이에 카메라부(100)는 집광 렌즈(110), 영상 센서(120), 하우징(130) 및 2-밴드 필터(160)를 포함한다.

집광 렌즈(110)는 상기 피사체로부터 입사되는 이미지, 즉 이미지를 나타내기 위한 광을 영상 센서(120)로 집광시킨다. 집광 렌즈(110)는 상기 피사체의 이미지를 나타내는 영상 신호를 영상 센서(120)로 포커싱하기 위하여 상기 피사체를 향하는 방향으로 카메라부(100)의 전단에 배치된다. 예를 들어, 집광 렌즈(110)는 볼록 렌즈가 될 수 있다.

영상 센서(120)는 집광 렌즈(110)에 의해 집광된 피사체의 이미지 상이 맺히도록 배치된다. 즉, 영상 센서(120)는 상기 피사체를 기준으로 집광 렌즈(110)의 후단에 배치되어, 집광 렌즈(110)로부터 집광된 광이 영상 센서(120)에 맺힌다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 집광 렌즈(110)와 영상 센서(120)는 소정의 거리만큼 이격되어 배치된다. 상기 이격된 거리는 집광 렌즈(110)의 초점 거리와 대응되도록 조절될 수 있다. 이에 외부에 별도로 배치된 스위치(도시되지 않음)를 통하여 상기 이격 거리를 제어할 수 있다. 예를 들어, 야간 촬영에 따른 적외광 촬영과 주간 촬영에 따른 가시광 촬영에 각각 대응하여 집광 렌즈(110)와 영상 센서(120) 간의 거리를 조절할 수 있다. 이에 따라 적외광과 가시광에 따른 초점 거리를 제어함으로써, 보다 선명한 화질을 구현할 수도 있다. 이 때, 집광 렌즈(110)와 영상 센서(120)의 이격 거리를 정밀하게 조절하기 위하여, 서보(servo) 모터 등이 사용될 수 있을 것이다. 이와 달리, 기계적인 거리 조절이 아닌 소프트웨어적인 화질 보정을 통해서도 선명한 화질을 구현할 수도 있다.

영상 센서(120)는 가시광과 특정 파장대를 갖는 적외광을 센싱한다. 예를 들어, 영상 센서(120)는 시시디(charge coupled device, CCD) 이미지 센서, 시모스(complementary metal oxide) 이미지 센서 등을 포함할 수 있다. 영상 센서(120)가 시시디 이미지 센서인 경우, 영상 센서(120)는 집광된 광에 대응하는 전류를 흘러 보냄으로써 상기 피사체의 이미지를 센싱할 수 있다. 영상 센서(120)는 집광된 광의 파장대에 따라 상대적으로 다양한 센싱 감도를 가질 수 있다. 예를 들어, 영상 센서(120)는 800㎚ 전후의 파장대를 갖는 적외광에서 대한 센싱 감도와 900㎚ 전후의 파장대를 갖는 적외광에 대한 센싱 감도가 서로 다를 수 있다. 본 발명의 실시예들에 있어서, 영상 센서(120)는 상대적으로 큰 파장대를 갖는 적외광에 대하 여 센싱 감도가 낮다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 영상 센서(120)는 입사되는 광을 전기 신호로 변환할 수 있다.

하우징(130) 또는 경통은 집광 렌즈(110) 및 영상 센서(120)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 배치된다. 또한, 하우징(130)은 집광 렌즈(110) 및 영상 센서(120)가 일정 간격만큼 서로 이격되도록 배치된 일체의 카메라부(100)로 통합 구성시킨다. 본 발명의 실시예에 있어서, 하우징(130)은 집광 렌즈(110) 및 영상 센서(120)를 동일한 광축 상에 정렬시킨다. 즉, 하우징(130)은 상기 피사체, 집광 렌즈(110) 및 영상 센서(120)가 동일한 광축 상에 정렬되도록 집광 렌즈(110) 및 영상 센서(120)를 배치시킨다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 2-밴드 필터(160)는 집광 렌즈(110)를 통과한 광 중 특정 파장대의 광만 투과시킨다. 이 때, 2-밴드 필터(160)는 특정 파장대의 적외광 및 가시광을 각각 투과시키는 필터로서, 광의 종류에 따른 개수를 설명하기 위하여 2-밴드라고 정의한 것이다. 따라서 이는 투과되는 파장 대역별 개수를 지정하는 표현이 아니며, 그 개수에 제한되는 것이 아니다. 이에 본 발명의 권리 범위가 2-밴드 필터(160)에 한정되는 것은 아니라고 할 것이다.

본 발명의 실시예에 있어서, 2-밴드 필터(160)는 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광 중 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광 만을 투과시킨다. 또한, 2-밴드 필터(160)는 400㎚ 내지 650㎚의 파장대를 갖는 가시광 을 투과시킨다.

본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 가시광과 특정 파장대의 적외광을 모두 투과시키는 2-밴드 필터(160)는 가시광과 특정 파장대의 적외광을 택일적으로 투과시키는 듀얼 모드 필터(도시되지 않음)로 대체될 수 있다.

상기 듀얼 모드 필터는 저조도 환경에서는 특정 파장대의 적외광을 투과시키고, 일반 조도 환경에서는 가시광을 투과시키도록 설계된다. 예를 들어, 상기 듀얼 모드 필터는 저조도 환경에서 피사체를 촬영하기 위하여 적외선 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광 중 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광을 투과시키며, 일반 조도 환경에서 적외광을 차단하고 400nm 내지 650nm의 파장대를 갖는 가시광을 투과시킨다.

한편, 상기 듀얼 모드 필터가 외부의 조도 환경에 따라 다른 파장대의 광을 투과시키기 위하여, 카메라부(100)는 외부의 조도를 센싱하고, 상기 센싱한 외부 조도값을 제어부(400)에 전달하는 조도 센서부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 제어부(400)는 상기 조도 센서부로부터 전달받은 외부 조도값을 설정된 기준 조도값과 비교하여 외부의 조도 환경을 판단한다. 즉, 제어부(400)는 측정한 외부 조도값이 기준 조도값 이하인 경우에는 외부 조도 환경을 저조도 환경으로 판단할 수 있다.

이에 제어부(400)는 상기 외부의 조도 환경에 따라 상기 듀얼 모드 필터에 모드 선택 신호를 전송한다. 여기서, 모드 선택 신호는 저조도 환경과 일반 모드 환경 중에서 특정 모드를 선택하기 위한 신호이다.

따라서 상기 듀얼 모드 필터는 제어부(400)로부터의 모드 선택 신호에 따라 일반 조도 환경에서는 400nm 내지 650nm의 파장대를 갖는 가시광을 투과시키고 저조도 환경에서는 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광을 투과시킨다.

이와 같이 2-밴드 필터(160) 또는 듀얼 모드 필터가 특정 파장대의 광을 투과시킴으로써 발생하는 효과에 대해서는 후술할 영상 센서(120)의 센싱 감도 및 색재현성과 관련하여 상세하게 설명하기로 한다.

적외광 발광 다이오드부(200)는 카메라부(100)와 일정 거리만큼 이격되어 기판(150) 상의 일 영역에 실장된다. 즉, 기판(150) 상의 일 영역에 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)가 이격되어 배치된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 적외광 발광 다이오드부(200)는 카메라부(100)로부터 12㎜ 내지 36㎜ 만큼 이격되도록 배치된다.

또한, 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광의 지향각(θ)은 설정된 각도를 갖는다. 본 발명의 실시예에 있어서, 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광의 지향각(θ)은 16도 내지 28도가 될 수 있다.

전송부(300)는 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)와 제어부(400) 간의 전기 신호를 송수신한다. 예를 들어, 전송부(300)는 카메라부(100)가 센싱한 상기 피사체의 이미지에 관한 전기 신호를 제어부(400)로 송신한다. 또한, 전송부(300)는 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)의 동작에 관한 제어 신호를 제어부(400)로부터 전달받아 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)로 전송한다. 예를 들어, 전송부(300)는 연성회로기판(flexible printed circuit board, FPCB)로 구성된다. 이와 달리, 전송부(300)는 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)와 제어부(400) 간의 전기 신호를 송수신하기 위한 다양한 수단을 포함할 수 있다.

제어부(400)는 카메라부(100)에서 출력되는 전기 신호를 핸드폰과 같은 외부 장치로 전송하고, 상기 외부 장치로부터 입력되는 제어 신호에 다라 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)를 제어한다. 한편, 제어부(400)는 전송부(300)를 통하여 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제어부(400)는 카메라부(100) 및 적외광 발광 다이오드부(200)가 배치된 기판(150)의 일 영역과 전송부(300)를 사이에 두고 인접한 기판(150)의 타 영역에 배치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)의 이격 거리 등을 조절하고, 영상 센서(120)의 센싱 감도에 대응하는 파장대의 적외광을 이용함으로써 상기 피사체에 대한 촬영 품질을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 획득 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 휴대폰 등의 복합기기의 카메라 모듈을 이용하여 저조도 환경에서 촬영하는 경우, 적외광 발광 다이오드부(200)는 적외광을 피사체로 방사하고, 카메라부(100)는 상기 피사체로부터 반사된 적외광을 센싱하고 이를 전기 신 호로 변경하여 외부의 복합기기 등으로 이를 전송한다. 이와 같이 카메라 모듈이 상기 피사체의 이미지를 촬영할 수 있다.

한편, 종래의 휴대형 단말기에 구비된 카메라 모듈은 카메라부(100)의 광축과 적외광 발광 다이오드부(200)의 광선축이 거의 평행에 가깝다. 이에 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)가 서로 인접하게 배치되는 경우에, 촬영된 피사체의 눈동자가 백색으로 보이는 현상인 백목 현상 또는 눈동자가 적색으로 보이는 적목현상이 발생한다. 특히, 휴대용 기기의 소형화, 디자인의 단순화 등에 따라 상기 백목현상 등은 더욱 빈번하게 발생한다. 따라서 상기 백목 현상 등을 방지하기 위하여 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)를 일정 거리 이상으로 이격되게 배치될 필요가 있다.

한편, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)의 이격 거리에 따른 백목현상의 방지를 설명하기 위한 실험 데이터 및 촬영 사진 등은 도 4a 내지 도 4c에 구체적으로 나타나 있으므로, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

또한, 적외선 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각(θ)에 따라 피사체에 조사되는 적외광의 양이 달라질 수 있다. 예를 들어, 적외선 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각(θ)이 작은 경우에는 피사체의 중앙 부위에 적외광이 집중되어 촬영된 피사체를 식별할 수 없으며, 적외선 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각(θ)이 큰 경우에는 피사체로부터 반사되는 광의 양이 부족하여 촬영된 피사체를 식별할 수 없는 문제점이 발생한다. 따라서 상 기 집중 포화 현상 등을 방지하기 위하여 적외광 발광 다이오드부(200)가 특정 지향각(θ)을 갖는 적외광을 방사할 필요가 있다.

한편, 적외광 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각(θ)에 따른 중앙 포화 현상의 방지를 설명하기 위한 실험 데이터 및 촬영 사진 등은 도 5a 내지 도 5c에 구체적으로 나타나 있으므로, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4a는 도 1의 카메라부와 적외광 발광 다이오드부 사이의 이격 거리에 따라 피사체를 실제 촬영한 사진들이고, 도 4b는 도 4a의 이격 거리에 따른 사진들의 피사체들의 눈동자 밝기를 설명하기 위한 표이며, 도 4c는 도 4b의 이격 거리와 눈동자 밝기를 설명하기 위한 그래프이다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)의 이격 거리, 적외광 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각 및 피사체를 촬영하는 주위 환경의 밝기를 나타내는 조도에 따라 피사체에 대한 촬영 품질을 실험하였다.

본 실험에서, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)의 이격 거리를 8㎜, 10㎜, 12㎜, 20㎜, 28㎜를 측정치로 설정하였으며, 적외광 발광 다이오드부(200)에서 방사되는 적외광의 지향각은 20도를 기준치로 설정하였다. 또한, 야간 또는 어두운 환경에서 피사체를 촬영하는 것을 표현하기 위하여, 조도는 0, 5, 10㏓(lux)을 그 측정치로 설정하였다. 한편, 0 내지 10㏓는 모두 어두운 환경 또는 야간에 촬영한 환경의 밝기를 나타내므로, 조도에 대한 실험 데이터 값은 실질적으로 차이가 없다. 따라서, 실험 데이터 중 조도에 따른 결과에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실험에서 피사체의 눈동자가 백색으로 보이는 현상인 백목 현상이 발생을 판단하기 위하여, 눈동자의 색을 나타내는 흑색의 밝기는 7.5 IRE(Institute of Radio Engineers)로 정의한다. 이는 미국 무선기술자협회(institute of electrical and electronics engineers, IEEE)가 흑색 수준의 밝기(휘도)를 7.5 IRE로 정의한데서 인용한 것이다. 여기서, IRE는 미국 무선기술자협회(IEEE)가 비디오 전기출력과 휘도, 농도와의 관계를 나타내기 위하여 영상신호의 밝기를 최고밝기의 백분율로 표현한 것이다. 다시 말하면, IRE 단위는 IRE에 의해 결정된 TV신호의 진폭을 표시하는 단위로 전기 신호 1.0 V가 140 IRE에 대응된다. 즉, 1 IRE = 7.14 ㎷에 상당한다. 이에 영상 신호에서의 백색은 100 IRE를 말하고, 흑색은 0 IRE를 말한다. 여기서, 0 IRE는 영상 신호 자체가 없는 레벨(즉, Pedestal Level을 말함)을 뜻하므로, 실질적인 흑색 수준의 밝기(휘도)는 7.5 IRE를 말한다. 따라서 본 실험에서 피사체의 눈동자 색에 대응하는 흑색의 밝기를 표현하기 위하여 촬영된 피사체의 눈동자 밝기는 7.5 IRE 이하 되어야 하는 것으로 정의한다.

도 4a를 참조하여 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리에 따른 백목 현상의 발생을 살펴보면, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 10㎜ 이하인 경우, 피사체를 촬영한 사진들에서 백목 현상이 발생하는 것을 알 수 있다. 이에 반해서, 카메라부(100)와 적외광 발 광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 이상인 경우, 백목 현상이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 실험 데이터에 따르면, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 인 것을 전후하여 임계적 의의가 있다고 할 수 있다. 물론 피사체를 촬영한 사진들을 육안으로 관찰한 경우에도 같은 결과를 얻을 수 있을 것이다.

도 4b 및 도 4c를 참조하여 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리에 따른 촬영 사진의 백목 현상의 발생을 살펴보기 위하여 피사체의 눈동자 밝기를 측정하였다. 앞에서 언급한 바와 같이, 피사체의 눈동자 밝기는 7.5 IRE 이하인 경우, 흑색을 표현한 것임을 알 수 있다. 이에 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 10㎜ 인 경우, 피사체의 눈동자 밝기는 26, 28, 32 IRE 임을 알 수 있다. 또한, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 11㎜인 경우에도 피사체의 눈동자 밝기는 10 IRE 이상인 것을 알 수 있다. 이에 반하여, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 인 경우, 7.2, 6.8, 5.6 IRE 임을 알 수 있다. 즉, 상기 이격 거리가 12㎜ 인 경우에는 피사체의 눈동자 밝기가 미국 무선기술자협회(IEEE)에서 정의한 흑색을 표현하는 것임을 알 수 있다. 나아가, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 이상인 경우, 피사체의 눈동자 밝기는 흑색을 더욱 선명하게 표현하는 것임을 알 수 있다. 따라서 실험 데이터에 따르면 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 인 것을 전후하여 임계적 의의가 있다고 할 수 있다. 나아가, 카메라 부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 이상에서 피사체의 눈동자 밝기뿐만 아니라 피사체 및 주위 환경의 밝기에 대하여, 상기 이격 거리가 12㎜인 경우의 밝기에 대비하여 밝기 변화가 15% 이내인 상기 이격 거리는 36㎜에 상응한다. 따라서 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리는 12㎜ 내지 36㎜인 경우에 백목현상이 제거되고 촬영 품질이 유지된다고 할 수 있다.

이와 같이, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200) 사이의 이격 거리가 12㎜ 이상인 경우, 촬영된 피사체에 백목 현상을 제거될 수 있다.

도 5a는 도 1의 적외광 발광 다이오드부로부터 방사되는 적외광의 지향각에 따라 피사체를 실제 촬영한 사진들이고, 도 5b는 도 5a의 지향각에 따른 사진들의 밝기를 설명하기 위한 표이며, 도 5c는 도 5b의 지향각과 사진들의 밝기를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 적외광 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각에 따라 촬영된 사진들의 중앙 밝기, 주변 밝기에 따라 피사체에 대한 촬영 품질을 실험하였다.

본 실험에 있어서, 적외광 발광 다이오드부(200)는 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광을 방사하거나 2-밴드 필터(160)가 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광을 투과시키므로, 본 실험에서는 940㎚를 기준치로 설정하였으며, 카메라부(100)와 적외광 발광 다이오드부(200)의 이격 거리는 12㎜를 기준치로 설 정하였다. 그 이유는 상기 이격 거리가 작을수록 촬영된 사진의 밝기에 대한 센싱 감도가 증가하기 때문에, 본 발명의 실시예에 따른 이격 거리인 12㎜ 내지 36㎜ 중 최소 이격 거리인 12㎜를 기준치로 설정하여 실험하였다. 그리고, 적외광의 지향각은 4, 11.5, 12, 20, 28, 35도를 측정치로 설정하였다.

본 실험에서 피사체를 효율적으로 표현하기 위한 중앙 밝기는 50 IRE 이상이고 주변 밝기는 25 IRE 이상으로 정의한다. 이는 미국 무선기술자협회(IEEE)의 아날로그 비디오 신호 저조도 감도 특성을 기준으로 할 때, 최대 밝기인 100 IRE를 기준으로 적정 밝기는 통상적으로 50 IRE이상인 경우로 정의한데서 인용한 것이다. 또한, 주변 밝기는 피사체에 대한 중앙 밝기인 50 IRE의 절반인 25 IRE 이상이 되어야 피사체를 표현할 수 있으므로 25 IRE 이상으로 정의하였다.

도 5a 및 도 5b를 참조하여 적외광의 지향각에 촬영 사진의 중앙 밝기 및 주변 밝기를 살펴보면, 지향각이 4도 및 11.5도 인 경우, 중앙 밝기는 100 IRE 및 96 IRE로 측정되었고 주변 밝기는 7 IRE 내지 11 IRE로 측정되었다. 즉, 지향각이 4도 및 11.5도 인 경우, 피사체를 촬영한 사진은 밝기의 중앙 포화 현상이 발생하여 피사체를 식별하기 어려울 정도로 촬영 품질이 저하된 것을 확인할 수 있다. 또한, 지향각이 35도 인 경우, 중앙 밝기는 16 IRE로 측정되었고 주변 밝기는 6 IRE 내지 10 IRE로 측정되었다. 따라서 지향각이 35도 인 경우, 피사체를 촬영한 사진은 전체적으로 어두워서 피사체를 식별하기 어려울 정도로 촬영 품질이 저하된 것을 확인할 수 있다.

이에 반해서, 지향각이 16도 내지 28인 경우, 중앙 밝기는 56 IRE 내지 69 IRE로 측정되었으며 주변 밝기는 25 IRE 내지 30 IRE로 측정되었다. 따라서 지향각이 16도 내지 28인 경우, 중앙 포화 현상뿐만 아니라 전체적으로 어두운 현상이 발생하지 않고 촬영 품질이 우수한 것을 확인할 수 있다. 물론 피사체를 촬영한 사진들을 육안으로 관찰한 경우에도 같은 결과를 얻을 수 있을 것이다.

도 5c를 참조하여 적외광의 지향각에 따른 중앙 포화 현상의 발생 여부를 살펴보면, 지향각이 16도 내지 28도 인 경우에 피사체의 중앙 밝기가 56 IRE 내지 69 IRE로 측정되었다. 따라서, 지향각이 16도 내지 28도 인 경우, 피사체에 중앙 포화 현상이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 적외광 발광 다이오드부(200)가 방사하는 적외광의 지향각이 16도 내지 28도 인 경우를 전후하여 임계적 의의가 있다고 할 수 있다.

이와 같이, 적외광 발광 다이오드부(200)로부터의 적외광의 지향각이 16도 내지 28도인 경우, 촬영된 피사체의 중앙 밝기 및 주변 밝기가 효율적으로 표현될 수 있다. 즉, 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광의 자향각을 조절하여 광이 피사체의 중앙에 집중되는 집중 포화 현상 등을 방지할 수 있다.

도 6a는 입사광의 파장에 따른 필터의 분광 특성을 설명하기 위한 그래프이고, 도 6b는 적외광의 파장에 따른 영상 센서의 센서 감도를 나타낸 그래프이며, 도 6c는 R, G, B 성분을 갖는 광의 파장에 따른 영상 센서의 센서 감도를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 2-밴드 필터(160)는 특정 파장대의 가시광과 적외광 만이 투과시킨다. 도 6a를 참조하면, 입력되는 파장대에 대한 2-밴드 필터(160)의 분광 특성이 400nm 내지 650nm의 파장대를 갖는 가시광과 상기 적외선 발광 다이오드부에서 방사되는 적외광 성분 중 890nm 내지 1000nm의 파장대를 갖는 적외광에 대해서만 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서 카메라부(100)의 영상 센서(120)는 적외광 발광 다이오드부(200)에서 방사되는 적외광 중 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광 만을 센싱하게 된다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 2-밴드 필터(160)는 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광을 투과시키는 것과 동시에, 일반 조도 환경에서 투과되는 적외광의 양에 대하여 상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양이 최대가 되도록 설계된다. 즉, 2-밴드 필터(160)는 일반 조도 환경에서 적외광을 상대적으로 적게 투과시키면서, 저조도 환경에서는 적외광을 상대적으로 많이 투과시키도록 설계된다.

여기서, 일반 조도 환경에서 투과되는 적외광의 양은 일반 카메라 화질 평가 기준을 만족시킬 수 있는 한도 내에서 정해진다. 상기 화질 평가 기준을 만족시키기 위해서는 ISP(Image Signal Processor)를 이용하여 튜닝을 실시하여 튜닝 가능한 일반 조도 환경에서의 적외광의 양을 정한다. 이와 같이, 일반 조도 환경에서 투과되는 적외광의 양은 사전에 튜닝에 의하여 특정 범위 내에서 정해질 수 있다.

여기서, 일반 조도 환경에서 투과되는 적외광의 양은 2-밴드 필터(160)의 투과율과 영상 센서(120)의 분광 특성을 곱한 값에 의하여 결정된다. 그리고 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양은 적외광 발광 다이오드부(200)의 분광 특성과 2-밴드 필터(160)의 투과율과 영상 센서(120)의 분광 특성을 곱한 값에 의하여 결정 된다.

예를 들어, 적외선 발광 다이오드부(200)의 분광 특성 및 영상 센서(120)의 분광 특성의 범위가 고정된 경우, 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양이 최대가 되도록 2-밴드 필터(160)의 투과율을 30% 내지 70% 내에서 조절한다.

도 6a는 상기 방법에 의하여진 최적의 필터 그래프이다. 도시된 필터 분광 곡선은 투과율, 밴드 폭 및 밴드최대투과율의 파장값을 포함한 최적의 값으로 컴퓨터 시뮬레이션 툴에 의하여 구할 수 있다.

한편, 적외선 발광 다이오드부(200)의 분광 특성 및 영상 센서(120)의 분광 특성이 온도에 따라 변하는 경우에도 일반 조도 환경에서의 적외광 및 저조도 환경에서의 적외광의 변화치가 크지 않도록 설계될 수 있다.

한편, 영상 센서(120)는 입력되는 파장이 큰 경우, 그 센싱 감도가 급격하게 떨어진다. 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 파장대가 890㎚ 내지 1000㎚인 경우에는 영상 센서(120)의 센싱 감도가 현저하게 낮아지는 것을 알 수 있다.

이에 일반 조도 환경에서는 가시광과 적외광이 모두 존재하기 때문에, 영상 센서(120)에는 가시광과 적외광이 모두 입사될 수 있다. 이에 투과된 적외광에 의하여 촬영된 피사체의 영상에 색재현성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, 식물들을 촬영하는 경우에 적외광을 많이 반사하는 식물들의 영상에 녹색(G) 성분의 재현이 어려워진다. 도 6d를 참조하면, 녹색 성분을 상대적으로 많이 보유한 식물들의 영상에서 색재현성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 이를 해결하기 위하여 주간 촬영 시 입사되는 적외광을 최소화 시킬 필요가 있다.

이에 영상 센서(120)의 센싱 감도를 상대적으로 낮추기 위하여, 2-밴드 필터(160)가 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광 만을 투과시킨다. 따라서 영상 센서(120)는 2-밴드 필터(160)에서 선택적으로 투과된 890㎚ 내지 1000㎚의 파장대를 갖는 적외광 만을 센싱하게 된다. 이와 같이, 영상 센서(120)가 센싱하는 적외광 성분의 파장대를 영상 센서(120)의 센싱 감도가 낮은 890㎚ 내지 1000㎚로 한정함으로써, 주간에서의 색재현성을 그대로 유지하고 촬영 영상의 화질을 향상시킬 수 있다. 도 6e를 참조하면, 영상 센서(120)가 센싱하는 적외광의 파장대가 890㎚ 내지 1000㎚인 경우, 녹색 성분을 상대적으로 많이 보유한 식물들의 영상이 도 6d의 영상과 비교하여 색재현성이 향상된 것을 알 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 외부의 조도 환경이 일반 조도 환경인 경우에 듀얼 모드 필터는 가시광만을 투과시킨다. 즉, 듀얼 모드 필터는 저조도 환경에서는 특정 파장대의 적외광만을 투과시키고 일반 조도 환경에서는 적외광을 차단하고 가시광을 투과시킨다.

따라서 일반 조도 환경에서 카메라부(100)의 2-밴드 필터(160)는 적외광 이외에 400㎚ 내지 650㎚의 파장대를 갖는 가시광을 투과시키고, 듀얼 모드 필터는 400㎚ 내지 650㎚의 파장대를 갖는 가시광을 선택적으로 투과시킨다. 따라서 영상 센서(120)가 400㎚ 내지 650㎚의 파장대를 갖는 가시광을 센싱함으로써, 영상 센서(120)를 포함하는 카메라부(100)가 가시광에 대해서도 선명한 영상을 얻을 수 있다.

또한, 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광의 지향각(θ)은 16도 내지 28도가 될 수 있다. 여기서 지향각(θ)이라 함은 적외광 발광 다이오드부(200)의 광축으로부터 연장된 선을 기준으로 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 전체 적외광의 각도 범위(range)를 말한다. 이에 적외광 발광 다이오드부(200)로부터 방사되는 적외광의 광도가 일정한 경우, 지향각(θ)의 크기에 따라 방사되는 적외광의 광밀도가 변할 수 있다. 따라서, 지향각(θ)이 작으면 상기 피사체의 특정 부분에 도달하는 적외광의 광도가 높아지고, 지향각(θ)이 크면 상기 피사체의 상기 특정 부분에 도달하는 적외광의 광도가 작아진다. 즉, 지향각(θ)이 작은 경우, 상기 피사체의 중앙 부분은 밝은데 반하여 주변 부분이 어두워질 수 있다. 반대로, 지향각(θ)이 큰 경우, 상기 피사체의 중앙 부분과 주변 부분이 모두 어두워 질 수 있을 것이다. 따라서 적외광 발광 다이오드부(200)가 16도 내지 28도의 지향각을 갖는 적외광을 방사함으로써, 촬영 대상인 피사체 및 주변의 밝기를 최적의 조건으로 구현할 수 있다.

나아가, 일반 조도 환경에서 적외광이 입사되어 색재현성이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 2-밴드 필터(160)가 센싱 감도가 상대적으로 낮은 파장대의 적외광을 투과시킨다. 또한, 일반 조도 환경에서 듀얼 모드 필터는 적외광을 차단한다. 이에 일반 조도 환경에서 영상 센서(120)는 입사되는 가시광을 중심으로 피사체를 센싱할 수 있다.

이와 같이, 적외광 발광 다이오드부(200)에서 방사되는 적외광의 파장대 및 지향각(θ)을 특정하고, 적외광 발광 다이오드부(200)와 카메라부(100)의 이격 거리를 12㎜ 이상 유지하며, 2-밴드 필터(160)가 특정 파장대의 광만을 투과시킴으로 써, 촬영 시 또는 영상 통화시 발생하는 백목 현상, 중앙 포화 현상 등을 효과적으로 제거하고 색재현성을 향상시킬 수 있다.

도 7은 종래의 휴대 단말기 및 본 발명에 따른 휴대 단말기를 이용하여 조명이 없는 야간에 피사체를 촬영한 경우를 비교하기 위하여 나타낸 도면이다. 즉, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 구비한 휴대 단말기(600)를 이용하여 야간에 촬영된 영상과 기존 휴대 단말기(500)를 이용하여 야간에 촬영된 영상을 비교하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 조명이 거의 없는 경우 또는 야간의 경우에, 종래의 휴대 단말기(500)로 촬영된 영상은 피사체를 거의 식별할 수 없을 정도로 화질이 저하되었음을 알 수 있다. 이에 반하여, 조명이 거의 없는 경우 또는 야간의 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 구비한 휴대 단말기(600)로 촬영된 영상은 피사체의 형상을 정확히 식별할 수 있을 정도의 화질을 나타내고 있음을 알 수 있다. 따라서 조명이 거의 없는 경우 또는 야간의 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 구비한 휴대 단말기(600)를 사용하여 피사체를 촬영 시, 촬영 품질이 현저하게 향상된 사진, 영상 등의 결과물을 얻을 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 휴대형 단말기는 카메라 모듈이 구비된 휴대폰에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 실시예들은 적외선 발광 다이오드부가 구비된 카메라 모듈이 적용되는 단말기에는 모두 적용될 수 있다.

따라서 휴대형 단말기는 카메라 폰, 영상 통화 폰뿐만 아니라 카메라 모듈이 구비된 차량용, 선박용, 항공용 블랙박스 등을 포함한다. 특히 최근에 많이 사용되는 블랙박스의 경우에 저조도 환경에서 사용되는 경우가 많으므로, 본 발명이 효율적으로 적용될 수 있을 것이다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 카메라부의 구조를 구체적으로 설명하기 위한 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 획득 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4a는 도 1의 카메라부와 적외광 발광 다이오드부 사이의 이격 거리에 따라 피사체를 실제 촬영한 사진들이다.

도 4b는 도 4a의 이격 거리에 따른 피사체들의 눈동자 밝기를 설명하기 위한 표이다.

도 4c는 도 4b의 이격 거리와 눈동자 밝기를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5a는 도 1의 적외광 발광 다이오드부로부터 방사되는 적외광의 지향각에 따라 피사체를 실제 촬영한 사진들이다.

도 5b는 도 5a의 지향각에 따른 사진들의 밝기를 설명하기 위한 표이다.

도 5c는 도 5b의 지향각과 사진들의 밝기를 설명하기 위한 그래프이다.

도 6a는 입사광의 파장에 따른 필터의 분광 특성을 설명하기 위한 그래프이다.

도 6b 및 도 6c는 입사광의 파장에 따른 영상 센서의 센서 감도를 나타낸 그래프들이다.

도 6d 및 도 6e는 서로 다른 파장대를 갖는 적외광에 기반하여 피사체를 실 제 촬영한 사진들이다.

도 7은 종래의 휴대 단말기 및 본 발명에 따른 휴대 단말기를 이용하여 조명이 없는 야간에 피사체를 촬영한 경우를 비교하기 위하여 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : CIS 카메라부 110 : 집광렌즈

120 : 영상 센서 130 : 하우징

140 : 본딩용 와이어 150 : 회로 기판

160 : 2-밴드 필터 200 : 적외광 발광 다이오드부

300 : 전송부 400 : 제어부

Claims (7)

1. 저조도 환경에서 피사체와 상기 피사체 주변에 소정의 밝기(IRE) 이상의 조도 환경을 제공하기 위하여 16도 내지 28도의 지향각(θ)을 갖는 적외광을 방사하는 적외선 발광 다이오드(IrED)부;

   상기 저조도 환경에서 피사체를 촬영하기 위하여 상기 적외선 발광 다이오드부로부터의 적외광 중 특정 파장대를 갖는 적외광을 투과시키며, 일반 조도 환경에서 가시광과 상기 특정 파장대의 적외광을 투과시키는 2-밴드 필터를 구비하고, 상기 피사체로부터 반사되어 입력되는 적외광 또는 가시광을 기반으로 피사체를 촬영하고 이를 전기 신호로 변환하는 카메라부;

   상기 카메라부에서 출력되는 전기 신호를 외부의 복합기기로 전송하고, 상기 복합기기로부터 입력되는 제어신호에 따라 상기 카메라부 및 상기 적외선 발광 다이오드부를 제어하는 제어부; 및

   상기 카메라부 및 적외선 발광 다이오드부와 상기 제어부 간의 전기 신호를 송수신하는 전송부를 포함하되,

   촬영 중에 발생하는 백목 현상을 제거하기 위하여, 상기 적외선 발광 다이오드부는 상기 카메라부로부터 12㎜ 이상 이격되도록 형성되며,

   저조도 환경에서 촬영된 피사체가 식별 가능하도록 소정의 밝기를 제공하고 일반 조도 환경에서 촬영된 피사체의 색재현성을 유지시키기 위하여, 상기 2-밴드 필터는 특정 파장대의 가시광 및 적외광을 투과시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 2-밴드 필터는 400nm 내지 650nm의 파장대를 갖는 가시광과 상기 적외선 발광 다이오드부에서 방사되는 적외광 성분 중 890nm 내지 1000nm의 파장대를 갖는 적외광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 2-밴드 필터는 상기 일반 조도 환경에서 투과되는 적외광의 양에 대하여 상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양이 최대가 되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양은 상기 적외선 발광 다이오드부의 분광 특성, 상기 2-밴드 필터의 투과율 및 상기 카메라부에 구비된 영상 센서의 분광 특성을 곱한 값에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 적외선 발광 다이오드부의 분광 특성 및 상기 영상 센서의 분광 특성의 범위가 고정된 경우, 상기 저조도 환경에서 투과되는 적외광의 양이 최대가 되도록 상기 2-밴드 필터의 투과율을 30% 내지 70% 내에서 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 적외선 발광 다이오드부는 상기 카메라부로부터 12㎜ 내지 36㎜ 만큼 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나를 갖는 카메라 모듈과 통합 구성된 것을 특징으로 하는 휴대형 단말기.

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