KR20140037656A - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20140037656A
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Abstract

본 발명의 일실시예는 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서와; 상기 어레이 센서의 이미지 센서들 각각에 실장되어 있는 렌즈부들을 포함한다.

Description

카메라 모듈 { Camera module }
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트 폰 등의 다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.
이러한 전자 장치에 부착되는 카메라 모듈은 크기가 소형이며 경량일 것이 요구하고 있다.
카메라 모듈은 피사체의 광 이미지가 통과되는 렌즈부와, 렌즈부를 통과한 광 이미지를 촬상하는 이미지 센서를 포함한다.
렌즈부와 이미지 센서는 카메라 모듈의 필수적인 부품이며, 이들 사이의 조립을 우수하게 하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다.
그리고, 최근 전자 장치가 카메라 모듈을 통하여 피사체의 촬영하는 기능 이외의 더 발전된 기능을 구현하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
한편, 스테레오스코픽(Stereoscopic) 방식의 3D 카메라 또는 입력 디바이스는 두 개의 카메라로 구현됨으로, 두 개의 카메라가 피사체를 촬영하지 못하는 영역이 존재하게 되고, 획득된 깊이 정도가 한정적인 단점이 있다.
본 발명은 피사체에 대한 많은 정보를 얻을 수 있는 어레이된 다수의 이미지 센서들을 적용하여, 선명한 입체 영상 및 정밀한 입력 정보 또는 깊이 정보를 획득할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명의 일실시예는,
다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서와;
상기 어레이 센서의 이미지 센서들 각각에 실장되어 있는 렌즈부들을 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 어레이 센서의 일면에 상기 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있고, 상기 어레이 센서의 타면에 솔더볼들이 부착되어 있을 수 있다.
상기 솔더볼들이 인쇄회로기판에 융착되어, 상기 어레이 센서는 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있을 수 있다.
상기 렌즈부들은, WLO(Wafer Level Optics) 렌즈일 수 있다.
상기 렌즈부들로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들이 구비된 홀더 또는 쉴드캔(shield can)이 상기 어레이 센서에 고정되어 있을 수 있다.
상기 홀더 또는 쉴드캔과 상기 렌즈부들 사이에 잡광 차단을 위한 차단 수단이 개재되어 있을 수 있다.
상기 차단 수단은, 상기 홀더 또는 쉴드캔의 윈도우들의 내측벽과 상기 렌즈부들 사이에 개재되어 있을 수 있다.
상기 렌즈부들 각각이 격리될 수 있도록, 상기 홀더 또는 쉴드캔에서 연장된 격벽이 상기 렌즈부들 각각의 사이의 어레이 센서 영역에 고정되어 있을 수 있다.
상기 이미지 센서들 각각으로부터 이격된 어레이 센서 영역에 그라운드 라인이 형성되어 있을 수 있다.
상기 렌즈부들로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들이 구비된 홀더 또는 쉴드캔(shield can)이 상기 어레이 센서에 고정되어 있으며, 상기 홀더 또는 쉴드캔이 상기 그라운드 라인에 접촉되어 있을 수 있다.
상기 이미지 센서들은, 입체 영상을 촬영할 수 있다.
상기 이미지 센서들에서 촬영된 영상으로 입체 깊이를 추출할 수 있다.
본 발명의 일실시예는,
다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서와;
상기 어레이 센서의 이미지 센서들 각각에 광학적으로 정렬되어 있는 렌즈부들이 일체로 어레이되어 있는 어레이 렌즈부를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 어레이 렌즈부는, 다수의 렌즈부들과; 상기 렌즈부들 사이에 연결된 연결부를 포함할 수 있다.
상기 어레이 렌즈부의 렌즈부들로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들이 구비된 홀더 또는 쉴드캔이 상기 어레이 센서에 고정되어 있을 수 있다.
다수의 이미지 센서들에서 촬영된 영상으로 입체 깊이를 추출함으로, 다수의 이미지 센서들을 입력 디바이스로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다수의 이미지 센서들에 의해 피사체에 대한 많은 정보를 얻을 수 있으므로, 더욱 선명한 입체 영상 및 정밀한 입력 정보 또는 깊이 정보를 획득할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 모식적인 단면도
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 어레이 센서를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서 어레이 센서에 그라운드 라인이 형성된 상태를 설명하기 위한 모식적인 평면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 어레이 센서에 렌즈부가 올려진 상태를 설명하기 위한 모식적인 평면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 WLO(Wafer Level Optics) 렌즈의 구조를 설명하기 위한 일례의 모식적인 단면도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 다른 구조를 설명하기 위한 모식적인 단면도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 어레이된 WLO 렌즈의 구조를 설명하기 위한 모식적인 평면도
도 8은 도 7의 WLO 렌즈가 적용된 카메라 모듈을 설명하기 위한 모식적인 단면도
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈이 피사체를 촬영하는 것을 설명하기 위한 모식적인 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서(100)와; 상기 어레이 센서(100)의 이미지 센서들 각각에 실장되어 있는 렌즈부들(210,220,230,240)을 포함한다.
여기서, 상기 어레이 센서(100)의 일면에 상기 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있고, 상기 어레이 센서(100)의 타면에 솔더볼들(150)이 부착되어 있을 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 솔더볼들(150)이 인쇄회로기판에 융착되어, 상기 어레이 센서(100)는 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있을 수 있다.
또한, 상기 렌즈부들(210,220,230,240)은 WLO(Wafer Level Optics) 렌즈일 수 있다.
또, 도 1과 같이, 상기 렌즈부들(210,220,230,240)로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들(301,302,303,304)이 구비된 홀더 또는 쉴드캔(shield can)(300) 또는 둘 다 상기 어레이 센서(100)에 고정될 수 있다.
상기 홀더 또는 쉴드캔(300)은 상기 렌즈부들(210,220,230,240)를 내장시키며, 상기 어레이 센서(100) 또는 인쇄회로기판에 고정되는 것이며, 상기 홀더 또는 쉴드캔(300)과 상기 렌즈부들(210,220,230,240) 사이에는 잡광 차단을 위한 차단 수단(310)이 개재될 수 있다.
이때, 상기 차단 수단(310)은 상기 홀더 또는 쉴드캔(300)의 윈도우들(301,302,303,304)의 내측벽과 상기 렌즈부들(210,220,230,240) 사이에 개재될 수 있으며, 에폭시로 적용될 수 있으며, 홀더 또는 쉴드캔 자체로 차단될 수도 있다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 어레이 센서를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 어레이 센서(100)는 이미지 센서들(110,120,130,140)이 어레이되어 있다.
도 2a와 같이, 상기 이미지 센서들(110,120,130,140)이 일렬로 규칙적으로 배열될 수도 있고, 또는 불규칙적으로도 배열될 수 있다.
그리고, 상기 이미지 센서들(110,120,130,140)은 매트릭스(Matrix) 형태로 배열될 수도 있다.
또한, 어레이 센서(100)는 웨이퍼에서 제조된 이미지 센서들(110,120,130,140)의 어레이일 수 있다.
아울러, 상기 이미지 센서들(110,120,130,140)은 상기 어레이 센서(100)의 일면에 어레이되어 있고, 상기 어레이 센서(100)의 타면에 솔더볼들(150)이 부착되어 있을 수 있으며, 또는 솔더볼 없이 와이어본딩으로 부착도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에서 어레이 센서에 그라운드 라인이 형성된 상태를 설명하기 위한 모식적인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 어레이 센서에 렌즈부가 올려진 상태를 설명하기 위한 모식적인 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 WLO(Wafer Level Optics) 렌즈의 구조를 설명하기 위한 일례의 모식적인 단면도이다.
이미지 센서들(110,120,130,140) 각각으로부터 이격된 어레이 센서(100) 영역에 도 3과 같이, 그라운드 라인(170)이 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 상기 그라운드 라인(170)에 전술된 홀더 또는 쉴드캔이 접촉되어 있을 수 있다.
그리고, 도 4와 같이, 상기 이미지 센서들(110,120,130,140) 각각 상측에는 렌즈부(210,220,230,240)가 위치할 수 있다.
전술된 바와 같이, 상기 렌즈부들(210,220,230,240)이 WLO(Wafer Level Optics) 렌즈인 경우, 상기 렌즈부들(210,220,230,240)의 구조는 도 5와 같이, 커버 플레이트(201)와; 상기 커버 플레이트(201)에 적층된 렌즈들(202,203)을 포함한다.
이때, 상기 렌즈들(202,203)은 상기 커버 플레이트(201)에 순차적으로 접착제(205a,205b)로 부착될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 다른 구조를 설명하기 위한 모식적인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 적용된 어레이된 WLO 렌즈의 구조를 설명하기 위한 모식적인 평면도이며, 도 8은 도 7의 WLO 렌즈가 적용된 카메라 모듈을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 도 6에 도시된 바와 같이, 홀더 또는 쉴드캔(300)이 어레이 센서(100)에 고정되어 있으며, 렌즈부들(210,220,230,240) 각각이 격리될 수 있도록, 상기 홀더 또는 쉴드캔(300)에서 연장된 격벽(320)이 상기 렌즈부들(210,220,230,240) 각각의 사이의 어레이 센서(100) 영역에 고정되어 있을 수 있다.
그리고, 도 7과 같이, 상기 렌즈부들(251,253,255,257)은 어레이 렌즈부(250)에 일체로 형성되어 있을 수 있다.
이때, 상기 어레이 렌즈부(250)는 다수의 렌즈부들(251,253,255,257)와; 상기 렌즈부들(251,253,255,257) 사이에 연결된 연결부(252,254,256)를 포함한다.
또한, 상기 어레이 센서(100)의 이미지 센서들(110,120,130,140) 각각에 상기 어레이 렌즈부(250)의 렌즈부들(251,253,255,257)이 광학적으로 정렬되어, 상기 어레이 렌즈부(250)는 상기 어레이 센서(100) 상에 위치하거나 부착될 수 있다.
그러므로, 이 일실시예에 따른 카메라 모듈은 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서(100)와; 상기 어레이 센서(100)의 이미지 센서들 각각에 광학적으로 정렬되어 있는 렌즈부들(251,253,255,257)이 일체로 어레이되어 있는 어레이 렌즈부(250)를 포함한다.
또한, 상기 어레이 렌즈부(250)의 렌즈부들(251,253,255,257)로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들(301,302,303,304)이 구비된 홀더 또는 쉴드캔(shield can)(300)이 도 8과 같이, 상기 어레이 센서(100)에 고정되어 있을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈이 피사체를 촬영하는 것을 설명하기 위한 모식적인 도면이다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 다수의 이미지 센서들(110,120,130,140)이 어레이되어 있는 어레이 센서(100)가 적용되어 있으므로, 다수의 이미지 센서들(110,120,130,140)은 입체 영상을 촬영할 수 있고, 촬영된 영상으로 입체 깊이를 추출할 수 있게 된다.
이때, 상기 다수의 이미지 센서들(110,120,130,140)에서 촬영된 영상으로 입체 깊이를 추출함으로, 상기 다수의 이미지 센서들(110,120,130,140)은 입력 디바이스로 활용될 수 있다.
그러므로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 이미지 센서들(110,120,130,140)에 의해 피사체(600)에 대한 많은 정보를 얻을 수 있으므로, 더욱 선명한 입체 영상 및 정밀한 입력 정보 또는 깊이 정보를 획득할 수 있는 것이다.
덧붙여서, 본 발명의 일실시예는 어레이 센서를 쓰기에 센서간의 틸트(tilt), 회전(rotation), 쉬프트(shift)가 전혀 없고, 이런 완벽한 상태에서 렌즈까지 바로 접착되었기에 각 모듈간의 편차를 최소화할 수 있는 것이다.
그리고, SMT이후에, 다른 PCB 사용에서 발생하는 베이스라인(Baseline) 길이로 인한 휨, 틸트, 회전, 쉬프트 등의 문제가 발생되지 않게 된다.
이와 같이, 모듈간의 편차가 없어지면, 3D 이미지 열화를 최소화되고, 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 2개 이상의 영상을 받기에 깊이정보를 더 풍부하게 얻을 수 있게 된다.
여기서, IR 픽셀 또는 센서를 적용시에 저조도에서의 깊이 정도까지 정밀하게 얻을 수 있다.
그리고, 데이터 출력의 경우, 각 이미지 센서는 병렬(parallel) 또는 직렬(serial) 출력이 가능하며, 하나로 출력하는 경우 고속 직렬 신호로 출력할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서와;
    상기 어레이 센서의 이미지 센서들 각각에 실장되어 있는 렌즈부들을 포함하는 카메라 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 어레이 센서의 일면에 상기 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있고, 상기 어레이 센서의 타면에 솔더볼들이 부착되어 있는 카메라 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 솔더볼들이 인쇄회로기판에 융착되어, 상기 어레이 센서는 상기 인쇄회로기판에 실장되어 있는 카메라 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈부들은,
    WLO(Wafer Level Optics) 렌즈인 카메라 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 렌즈부들로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들이 구비된 홀더 또는 쉴드캔(shield can)이 상기 어레이 센서에 고정되어 있는 카메라 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 홀더 또는 쉴드캔과 상기 렌즈부들 사이에 잡광 차단을 위한 차단 수단이 개재되어 있는 카메라 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차단 수단은,
    상기 홀더 또는 쉴드캔의 윈도우들의 내측벽과 상기 렌즈부들 사이에 개재되어 있는 카메라 모듈.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 렌즈부들 각각이 격리될 수 있도록, 상기 홀더 또는 쉴드캔에서 연장된 격벽이 상기 렌즈부들 각각의 사이의 어레이 센서 영역에 고정되어 있는 카메라 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 센서들 각각으로부터 이격된 어레이 센서 영역에 그라운드 라인이 형성되어 있는 카메라 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 렌즈부들로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들이 구비된 홀더 또는 쉴드캔(shield can)이 상기 어레이 센서에 고정되어 있으며, 상기 홀더 또는 쉴드캔이 상기 그라운드 라인에 접촉되어 있는 카메라 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 센서들은,
    입체 영상을 촬영하는 카메라 모듈.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 센서들에서 촬영된 영상으로 입체 깊이를 추출하는 카메라 모듈.
  13. 다수의 이미지 센서들이 어레이되어 있는 어레이 센서와;
    상기 어레이 센서의 이미지 센서들 각각에 광학적으로 정렬되어 있는 렌즈부들이 일체로 어레이되어 있는 어레이 렌즈부를 포함하는 카메라 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 어레이 렌즈부는,
    다수의 렌즈부들과;
    상기 렌즈부들 사이에 연결된 연결부를 포함하는 카메라 모듈.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 어레이 렌즈부의 렌즈부들로 피사체의 광 이미지를 통과시키는 윈도우들이 구비된 홀더 또는 쉴드캔이 상기 어레이 센서에 고정되어 있는 카메라 모듈.

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