KR20110073044A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초점 고정식 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 초점이 고정되는 카메라 모듈에서 적외선 필터의 광 굴절율을 조절하여 최적의 해상도를 갖는 이미지 영상을 얻을 수 있도록 하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈은 이미지 센서와, 상기 이미지 센서로 광을 집광하는 렌즈와, 상기 렌즈를 지지하는 렌즈배럴과, 광의 조사경로상에서 이미지 센서와 렌즈 사이에 설치되는 적외선 필터를 포함하고, 상기 적외선 필터는 열광학 소재로 이루어져 있으며, 상기 적외선 필터에 전원을 인가하여 적외선 필터의 광 굴절율을 변화시키기 위한 전원공급부를 포함한다. 또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 적외선 필터는, 아크릴 수지(PMMA:Poly Methyl Methacrylate) 또는 폴리불화비닐리덴(PVDF:Poly Vinylidene Fluoride)의 고분자 전해질 소재로 이루져 진다. 또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 전원 공급부는, 상기 적외선 필터에 접하도록 설치되어 상기 외부의 전원을 입력받아 상기 적외선 필터에 전달하는 투명전극을 포함한다.

카메라, 적외선 필터, 열광학

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 초점 고정식 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 초점이 고정되는 카메라 모듈에서 적외선 필터의 광 굴절율을 조절하여 최적의 해상도를 갖는 이미지 영상을 얻을 수 있도록 하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트, 토이(toy)등의 다종다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.

일반적인 카메라 모듈은 도 4에서 도시된 것과 같이, 광 신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서 칩(12)과, 상기 이미지 센서 칩(12)으로 광을 집광시키는 렌즈(15) 및 상기 이미지 센서 칩에서 처리되는 신호를 처리하는 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(11)을 포함한다.

상기 이미지 센서 칩(12)은 피사체의 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서(22)가 중앙에 위치되며, 상기 렌즈(15)는 이를 고정하는 렌즈 배럴(16)의 내부에 부착되어 상기 인쇄회로기판(11)의 상면에 위치되는 하우징(13)의 상면에 결합된다. 그리고, 상기 하우징(13)의 내부에는 IR(infrared ray) 필터(14)가 부착된 다.

이때, 상기 렌즈(15)는 피사체의 한 지점에서부터 많은 양의 빛을 끌어들여 한 지점으로 모일 수 있도록 빛을 굴절시키는 것으로서, 어떤 한 점에서부터 일직선으로 조사된 광이 렌즈를 통과하면서 한 곳으로 모이게 되고 그 빛들이 모여 하나의 상을 맺게 되는데, 이때 렌즈(15)와 상이 맺히는 이미지 센서 칩(12)의 이미지 센서(22) 상면과의 거리를 초점거리라 한다. 즉, 초점거리란 렌즈와 이미지 센싱부의 수상면과의 거리인데, 초점 고정식 카메라 모듈(10)은 그 제작시 공정을 최소화함과 그에 따라 비용의 절감의 문제로 초점 조정 공정을 최소화 하고자 하고 있다. 그러나 종래의 카메라 모듈은 렌즈(15)의 제작시 발생하는 제조공차에 의한 초점 산포의 문제가 발생하며, 특히 렌즈(15)를 투과하는 광이 IR필터(14)를 거쳐 이미지 센서(22)에 도달하게 되므로 IR 필터(14)의 굴절율 또한 초점 산포의 원인이 되는 문제가 있다.

상기와 같은 단점을 해결하기 위한 본 발명은 초점 무조정 카메라 모듈에서 IR 필터를 열광학 소자를 이용하여 마련하고, 상기 IR 필터에 전원을 인가하여 굴절율을 조정함으로써, 렌즈의 초점거리 산포를 보상하도록 하는 카메라 모듈을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈은 이미지 센서와, 상기 이미지 센서로 광을 집광하는 렌즈와, 상기 렌즈를 지지하는 렌즈배럴과, 광의 조사경로상에서 이미지 센서와 렌즈 사이에 설치되는 적외선 필터를 포함하고, 상기 적외선 필터는 열광학 소재로 이루어져 있으며, 상기 적외선 필터에 전원을 인가하여 적외선 필터의 광 굴절율을 변화시키기 위한 전원공급부를 포함한다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 적외선 필터는, 아크릴 수지(PMMA:Poly Methyl Methacrylate) 또는 폴리불화비닐리덴(PVDF:Poly Vinylidene Fluoride)의 고분자 전해질 소재로 이루져 진다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서, 상기 전원 공급부는, 상기 적외선 필터에 접하도록 설치되어 상기 외부의 전원을 입력받아 상기 적외선 필터에 전달하는 투명전극을 포함한다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈에서 상기 투명전극은, 평면투영시 상기 적외선 필터상에 이미지 센서의 유효화소를 이루는 구역 외 부분에 설치된다.

상기에서와 같이 본 발명에서는 적외선 필터를 열광학 소재로 구비하고, 전원 인가가 가능하도록 하여 적외선 필터의 굴절율을 최적의 해상도를 갖도록 전원을 단계적으로 인가하여 변화시키어 품질높은 영상을 얻을 수 있도록 장점이 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발 명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징 들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시된 적외선 필터의 전원인가에 따른 굴절율 변화를 설명하기 위한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 고정초점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 설명에 앞서 종래와 동일한 부분은 도면부호를 동일하게 하여 설명한다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 광 신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서 칩(12)과, 상기 이미지 센서 칩(12)으로 광을 집광시키는 렌즈(15) 및 상기 이미지 센서 칩에서 처리되는 신호를 처리하는 회로 패턴이 형성된 인쇄회로기판(11)을 포함한다. 상기 이미지 센서 칩(12)은 피사체의 이미지를 전기신호로 변환하는 이미지 센서(22)가 중앙에 위치되며, 상기 렌즈(15)는 이를 고정하는 렌즈 배럴(16)의 내부에 부착되어 상기 인쇄회로기판(11)의 상면에 위치되는 하우징(13)의 상면에 결합된다. 그리고, 상기 하우징(13)의 내부에는 적외선 필터(14)가 부착된다. 상기 적외선 필터(14)는 열광학 소재로 마련되는 것으로서, 상기 적외선 필터(14)의 가장자리에는 적외선 필터(14)에 전원공급을 위한 투명전극(14')이 더 설 치된다. 이때, 상기 투명전극(14')은 평면투영시 도면상 하부에 위치하는 이미지 센서(22)의 유효화소 범위를 침범하지 않는 부분에 설치됨이 바람직 하다. 즉, 상기 투명전극(14')에도 고유의 광 굴절율을 갖고 있으므로 적외선 필터(14)의 인가전압을 조절하여 최적의 굴절율을 검출 할 때, 상기 투명전극(14')에 의한 간섭을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 투명전극(14')은 상기 이미지 센서 칩(12)이 실장된 인쇄회로기판(11)으로부터 전원을 공급받음이 가장 바람직 하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 투명전극(14')은 ITO 등으로 구현되는 것으로서, 이는 널리 알려진 기술사상이라서 상세한 설명은 생략한다.

상기 열광학 소재로 마련되는 적외선 필터(14)는 상기 투명전극(14')에 의해 전원이 인가되면 화학적 성질이 변화하여 투사되는 광에 대한 굴절율이 변화한다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이, 전원 인가전에 투사되는 광(U')은 적외선 필터(14)의 자체 굴절율에 의해 일정 기준선에 대해 B' 지점에 도달하게 되나, 전원을 인가한 후에 투사되는 광(U)는 일정 기준선에 대해 B 지점에 도달하게 된다. 즉, 전원 인가 전 보다 전원 인가 후의 광이 'S' 정도 만큼 짧은 곳에 도달하게 되는 것으로서 초점거리가 변함을 의미하는 것이다. 따라서, 상기 렌즈(15)를 통해 입사되는 광이 적외선 필터(14)를 거치는 전체 광학계 측면에서 유효초점의 거리가 조정되는 장점을 갖는 것이다.

따라서, 상기 전원의 크기를 순차적으로 조절하여 최적의 해상도를 검출함이 가능하게 되는데, 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(13)을 마운팅 한 후, 상 기 투명전극(14')을 통하여 적외선 필터(14)에 순차적으로 전압을 인가한다. 상기 순차적 전압 인가는 High to Low 또는 Low to High 로 구현될 수 있다. 그리고, 상기 전압인가에 따라 적외선 필터(14)의 광 굴절율이 변화하게 되고, 상기 광 굴절율이 변화함에 따라 이미지 센서(22)에 의해 감지되는 이미지의 해상도가 변하게 되므로 최적의 해상도 및 그에 해당하는 전압값을 검출하게 된다. 그리고, 상기 검출된 최적의 해당도에 해당하는 전압값을 상기 투명전극(14')을 통해 적외선 필터(14)에 지속적으로 제공하게 되어 품질좋은 이미지 영상을 획득할 수 있는 것이다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 단면도

도 2는 상기 도 1에 도시된 적외선 필터의 전원인가에 따른 굴절율 변화를 설명하기 위한 개념도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 고정초점을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면

도 4는 종래에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면

Claims (4)

1. 이미지 센서와,

   상기 이미지 센서로 광을 집광하는 렌즈와,

   상기 렌즈를 지지하는 렌즈배럴과,

   광의 조사경로상에서 이미지 센서와 렌즈 사이에 설치되는 적외선 필터를 포함하고,

   상기 적외선 필터는 열광학 소재로 이루어져 있으며,

   상기 적외선 필터에 전원을 인가하여 적외선 필터의 광 굴절율을 변화시키기 위한 전원공급부를 포함하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 적외선 필터는,

   아크릴 수지(PMMA:Poly Methyl Methacrylate) 또는 폴리불화비닐리덴(PVDF:Poly Vinylidene Fluoride)의 고분자 전해질 소재인 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전원 공급부는,

   상기 적외선 필터에 접하도록 설치되어 상기 외부의 전원을 입력받아 상기 적외선 필터에 전달하는 투명전극을 포함하는 카메라 모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 투명전극은,

   평면투영시 상기 적외선 필터상에 이미지 센서의 유효화소를 이루는 구역 외 부분에 설치되는 카메라 모듈.

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