KR20150033095A - Camera module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 어레이 이미져와 같이 다양한 기능을 구현하면서, 높은 프레임 속도의 프리뷰와 동영상을 구현할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a camera module capable of realizing various functions such as an array imager while implementing a preview and a moving image at a high frame rate.
각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있는바, 이에 따라 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.As the spread of various portable terminals is widely popularized and the wireless Internet service is commercialized, the demands of consumers related to portable terminals are diversified. Accordingly, various kinds of additional devices are installed in portable terminals.
그 중에서 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하여 그 이미지데이터를 저장한 후 필요에 따라 이를 편집 및 전송할 수 있는 대표적인 것이 카메라 모듈이다.Among them, a camera module is a representative example in which a subject is photographed as a photograph or a moving image, and the image data thereof is stored and then edited and transmitted as necessary.
이러한 카메라 모듈은 다수의 렌즈가 광축 방향으로 구비된 하나의 렌즈부와, 상기 렌즈부에 대응되는 위치에 이미지 센서가 인쇄회로기판 상에 실장되어 있다.The camera module includes a lens unit having a plurality of lenses arranged in the optical axis direction and an image sensor mounted on the printed circuit board at a position corresponding to the lens unit.
여기서, 하나의 렌즈부 및 하나의 이미지 센서로는 2D 영상밖에 획득할 수 없으며, 이러한 2D 영상은 공간에 존재하는 빛에 대한 손실된 정보를 담고 있어, 그 응용에 한계를 가지고 있다. 즉, 종래의 2D 카메라 모듈은 물체(object)의 한 점으로부터 나오는 빛 성분들이 렌즈부를 통과한 후 이미지 센서의 한 점에서 모여 적분된 값을 획득하기 때문에 개별 빛 성분들의 세기 및 방향에 대한 정보를 잃게 된다.
Here, only one 2D image can be obtained with one lens unit and one image sensor, and such 2D image contains lost information about light existing in the space, and has a limitation in its application. That is, since the conventional 2D camera module acquires integrated values at a point of the image sensor after light components coming from a point of an object pass through the lens part, information about intensity and direction of individual light components is obtained I lose.
실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 다양한 기능을 구현하면서도 높은 프레임 속도의 프리뷰와 동영상을 구현할 수 있는 카메라 모듈을 제공함에 있다.
Embodiments of the present invention have been made to solve the above-mentioned problems, and provide a camera module capable of implementing previews and moving images at a high frame rate while implementing various functions.
실시예는 각종 소자들이 실장되는 인쇄회로기판과, 하나 이상의 렌즈가 수용된 다수의 렌즈부와, 상기 각각의 렌즈부에 대응하여 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 다수의 이미지 센서를 포함하는 멀티 이미져를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.An embodiment of the present invention is directed to a multi-image sensor including a printed circuit board on which various elements are mounted, a plurality of lens units accommodating one or more lenses, and a plurality of image sensors mounted on the printed circuit board corresponding to the respective lens units. And a camera module.
또한, 상기 다수의 렌즈부는 중앙에 구비된 메인 렌즈부와, 상기 메인 렌즈부의 주위에 구비되는 복수의 서브 렌즈부를 포함할 수 있다.The plurality of lens units may include a main lens unit provided at the center and a plurality of sub lens units provided around the main lens unit.
또한, 상기 멀티 이미져는 상기 메인 렌즈부와 대응되는 위치에서 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 메인 이미지 센서와, 상기 복수의 서브 렌즈부와 각각 대응되는 위치에서 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 복수의 서브 이미지 센서를 포함할 수 있다.The multi-emitter includes a main image sensor mounted on the printed circuit board at a position corresponding to the main lens unit, a plurality of sub-lens units mounted on the printed circuit board at positions corresponding to the sub- Of sub-image sensors.
또한, 상기 다수의 이미지 센서 각각은 실리콘 웨이퍼와, 상기 실리콘 웨이퍼 내에 구비된 복수 개의 수광소자와, 상기 실리콘 웨이퍼 상측에 상기 복수 개의 수광소자에 대응되도록 구비되는 컬러필터를 포함할 수 있다.Each of the plurality of image sensors may include a silicon wafer, a plurality of light receiving elements provided in the silicon wafer, and a color filter provided on the silicon wafer so as to correspond to the plurality of light receiving elements.
또한, 상기 다수의 이미지 센서 중 적어도 어느 하나는 상기 컬러필터가 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 혼합된 컬러필터 어레이로써 형성될 수 있다.
Also, at least one of the plurality of image sensors may be formed of a color filter array in which the color filters are mixed with color filters of red (R), green (G), and blue (B).
본 발명은 다수의 렌즈부 및 다수의 이미지 센서를 포함하여, 다양한 기능을 구현하면서도 높은 프레임 속도의 프리뷰와 동영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
The present invention includes a plurality of lens units and a plurality of image sensors to realize a high frame rate preview and moving image while implementing various functions.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 1b는 도 1에 도시된 이미지 센서부를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 이미져를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 이미져를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1A is a schematic view for explaining a camera module according to an embodiment of the present invention; Fig.
FIG. 1B is a view showing the image sensor unit shown in FIG. 1; FIG.
2 illustrates a multi-imager according to another embodiment of the present invention.
3 illustrates a multi-imager according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.Unless defined otherwise, all terms used herein are the same as the generic meanings of the terms understood by those of ordinary skill in the art, and where the terms used herein contradict the general meaning of the term, they shall be as defined herein.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
본 발명은 기존의 카메라 모듈의 구조를 개선하여 조립 공정의 간소화, 제품 신뢰성 향상 및 카메라 모듈 크기의 소형화를 구현할 수 있는 바, 이하 본 발명의 기술적 특징으로 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The present invention can improve the structure of an existing camera module to simplify the assembling process, improve the product reliability, and downsize the size of the camera module, and the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈(100)을 개략적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 1b는 도 1에 도시된 이미지 센서부를 도시한 도면이다.FIG. 1A schematically illustrates a
도 1a를 참조하면, 실시예는 다수의 렌즈부(110)와, 멀티 이미져(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, an embodiment includes a plurality of
상기 멀티 이미져(120)는 상기 각각의 렌즈부(111, 112a, 112d)에 대응하여 인쇄회로기판(미도시) 상에 실장되는 다수의 이미지 센서(121, 122a 내지 122l)를 포함한다.The multi-imager 120 includes a plurality of
또한, 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 액추에이터부가 없는 F.F(Fixed Focusing) 타입이 적용될 수 있으며, 도시되지 아니하였으나, 상기 다수의 렌즈부(110)를 고정하고, 상기 다수의 렌즈부(110)를 이동시켜 화상의 초점을 포커싱하는 A.F(Auto Focusing) 타입 또는 OIS(Optical Image Stabilization) 타입의 액추에이터를 구비할 수 있다.The
또한, 상기 멀티 이미져(120)와 상기 다수의 렌즈부(110) 사이에는 적외선 차단 필터(IR filter, 미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 IR 필터는 적외선 필터(Infrared Ray Filter)이나, 예를 들어, 필름 재질 또는 글래스 재질로 형성될 수 있으며, 촬상면 보호용 커버유리, 커버 글래스 등의 평판 형상의 광학적 필터에 적외선 차단 코팅 물질 등이 배치될 수도 있다.An IR filter (not shown) may be provided between the multi-imager 120 and the plurality of
또한, 이러한 IR 필터를 위치시키기 위해, 액추에이터부와 인쇄회로기판 사이에는 베이스(미도시)가 구비될 수도 있으며, 상기 IR 필터는 상기 베이스의 중앙에 형성된 중공부에 장착될 수 있다. 여기서, 상기 베이스는 상기 액추에이터부의 구성을 이루는 부품으로 상기 액추에이터부와 일체로 형성될 수 있다. 또는, F.F 타입의 경우, 상기 이미지 센서를 보호하는 센서홀더 기능을 하는 베이스일 수 있다.In order to position the IR filter, a base (not shown) may be provided between the actuator and the printed circuit board, and the IR filter may be mounted on a hollow formed at the center of the base. Here, the base may be a part constituting the actuator part, and may be integrally formed with the actuator part. Alternatively, in case of the F.F type, it may be a base which functions as a sensor holder for protecting the image sensor.
또한, 상기 다수의 렌즈부(110) 및 액추에이터부를 수용하며, 카메라 모듈(100)의 외관을 형성하는 커버캔을 더 포함할 수 있다. 이러한 커버캔은 카메라 모듈(100)을 외부의 충격으로부터 보호하며, 정전기 등으로부터의 데미지를 방지하기 위해 금속재로 형성될 수 있다.The
여기서, 실시예에 따른 다수의 렌즈부(110) 각각은 하나 이상의 렌즈가 수용되어 구성될 수 있다. 또한, 상기 다수의 렌즈부(110) 각각은 렌즈 배럴일 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 렌즈를 지지할 수 있는 홀더 구조라면 어느 것이든 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 다수의 렌즈부(110)는 중앙에 구비된 메인 렌즈부(111)와, 상기 메인 렌즈부(111)의 주위에 구비되는 복수의 서브 렌즈부(112a, 112d)를 포함할 수 있다. 상기 메인 렌즈부(111)와 서브 렌즈부(112a, 112d)의 직경은 동일할 수 있으나, 상기 메인 렌즈부(111)의 렌즈 직경이 서브 렌즈부(112a, 112d)의 렌즈 직경보다 크게 형성될 수 있다.Here, each of the plurality of
도 1b를 참조하면, 상기 멀티 이미져(120)는 상기 각각의 렌즈부(111, 112a, 112d)에 대응하여 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 다수의 이미지 센서(121, 122a 내지 122l)를 포함한다. 즉, 상기 멀티 이미져(120)는 상기 메인 렌즈부(111)와 대응되는 위치에서 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 메인 이미지 센서(121)와, 상기 복수의 서브 렌즈부(112a, 112d)와 각각 대응되는 위치에서 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 복수의 서브 이미지 센서(122a 내지 122l)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1B, the multi-imager 120 includes a plurality of
구체적으로, 상기 멀티 이미져(120)는 렌즈를 통해 입사된 대상물의 광 신호를 전기적 신호로 변환한다. 이러한 멀티 이미져(120)를 구성하는 개개의 이미지 센서는 실리콘 웨이퍼와, 상기 실리콘 웨이퍼 내에 구비되는 복수 개의 수광소자와, 상기 실리콘 웨이퍼 상측에 상기 복수 개의 수광소자에 대응되도록 구비되는 컬러필터를 포함할 수 있다.Specifically, the multi-imager 120 converts an optical signal of an object incident through a lens into an electrical signal. Each of the image sensors constituting the multi-imager 120 includes a silicon wafer, a plurality of light receiving elements provided in the silicon wafer, and a color filter provided on the silicon wafer so as to correspond to the plurality of light receiving elements can do.
또한, 상기 컬러필터 상측에는 유리 재질의 커버 글래스가 증착될 수 있다. 이러한 커버 글래스는 이미지 센서의 휨 방지 및 이물질 유입 방지를 위해 구비될 수 있다.A glass cover glass may be deposited on the color filter. Such a cover glass can be provided for preventing the image sensor from warping and preventing foreign matter from entering.
한편, 이미지 센서의 상측에는 광 신호를 수광소자로 집광하기 위한 마이크로 렌즈부가 구비될 수 있는데, 개개의 수광소자마다 광 신호를 집광하기 위해서 상기 마이크로 렌즈부는 복수 개의 마이크로 렌즈로써 형성된 어레이 형태를 가질 수 있다On the other hand, a microlens unit for condensing an optical signal as a light receiving element may be provided on the image sensor. In order to condense the optical signal for each individual light receiving element, the microlens unit may have an array shape formed by a plurality of microlenses have
상기 컬러필터는 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 혼합된 컬러필터 어레이로써 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 메인 이미지 센서(121)는 RGB 픽셀이 혼합되어 있는 픽셀 어레이로써 구현되며, 카메라 모듈(100)에 요구되는 프리뷰 또는 동영상 성능에 대응되는 화소수를 가지고 형성될 수 있다.The color filter may be formed as a color filter array in which color filters of red (R), green (G), and blue (B) are mixed. Specifically, the
한편, 상기 서브 이미지 센서(122a 내지 122l)는 상기 메인 이미지 센서(121)의 주위에 구비되며, 상기 메인 이미지 센서(121)보다 작은 화소수를 가지고 형성될 수 있다. 이러한 서브 이미지 센서(122a 내지 122l)는 전부 단일 컬러필터(예를 들어 적색 컬러필터)로써 구현되거나, 또는 상기 메인 이미지 센서(121)와 같이 RGB 픽셀 어레이로써 구현될 수 있다. 또는 도시된 것과 같이 각각 다른 색상의 컬러필터로써 구현될 수 있으며, 도 1b에서는 122a, 122e, 122i는 청(Blue)색 컬러필터가, 122b, 122d, 122f, 122h, 122j, 122l는 녹(Green)색 컬러필터가, 122c, 122g, 122k는 적(Red)색 컬러필터가 구비되어 있으나, 각 색상의 배치 변경 및 갯수는 변경 가능하다.The
이렇게 다수의 렌즈부(110) 및 상기 다수의 렌즈부(110)에 대응되는 위치에 구비되는 멀티 이미져(120)를 포함함으로써, 물체의 한 점으로부터 나오는 서로 다른 방향의 빛 성분들에 대한 정보를 획득하여 이미지로 저장하고, 각 이미지가 갖는 시차를 계산하여 초해상(super resolution), 임의의 시점(re-viewpoint) 또는 임의의 초점(re-focusing), 거리 측정 등의 영상을 새롭게 생성해 낼 수 있다.By including the plurality of
또한, 단일 카메라 방식과는 달리, 실시예와 같은 특징으로 갖는 다수의 렌즈부(110) 및 멀티 이미져(120)를 구비하여 다양한 기능을 구현하면서도 높은 프레임 속도의 프리뷰와 동영상을 구현할 수 있다.In addition, unlike the single camera method, a plurality of
한편, 도 1a 및 도 1b에서는 상기 메인 렌즈부(111)와 메인 이미지 센서(121)가 중앙에 구비되고, 서브 렌즈부(112a, 112d)와 서브 이미지 센서(122a 내지 122l)가 12개 구비되나 이러한 배치에 한정되지 아니한다.1A and 1B, the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 이미져(120)를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 이미져(120)를 도시한 도면이다.FIG. 2 illustrates a multi-imager 120 according to another embodiment of the present invention. FIG. 3 illustrates a multi-imager 120 according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 이미져(120)는 4:3 센서를 이용한 구성의 예로서, 중앙에 메인 이미지 센서(121)부가 한 개 구비되며, 각 모서리에 서브 이미지 센서(122a 내지 122d)부가 네 개 구비된다. 이러한, 멀티 이미져(120)와 대응하여, 메인 렌즈부(111)의 지름 및 갯수가 구비되는 것은 자명하며, 메인 렌즈부(111) 및 멀티 이미져(120)의 특징은 전술한 것과 동일하다.Referring to FIG. 2, a multi-imager 120 according to another embodiment of the present invention is an example of a configuration using a 4: 3 sensor, and includes a
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 이미져(120)는 16:9 센서를 이용한 구성의 예로서, 중앙에 메인 이미지 센서(121)부가 한 개 구비되며, 두 모서리에 서브 이미지 센서(122a 내지 122b)부가 두 개 구비된다. 이러한, 멀티 이미져(120)와 대응하여, 메인 렌즈부(111)의 지름 및 갯수가 구비되는 것은 자명하며, 메인 렌즈부(111) 및 멀티 이미져(120)의 특징은 전술한 것과 동일하다.Referring to FIG. 3, a multi-imager 120 according to another embodiment of the present invention includes a
요컨대, 본 발명은 다수의 렌즈부 및 다수의 이미지 센서를 포함하여, 다양한 기능을 구현하면서도 높은 프레임 속도의 프리뷰와 동영상을 구현할 수 있는 이점이 있다.In other words, the present invention has advantages of implementing a preview of a high frame rate and moving images while implementing various functions including a plurality of lens units and a plurality of image sensors.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Range and its equivalent range.
100: 카메라 모듈 110: 다수의 렌즈부
111: 메인 렌즈부 112: 서브 렌즈부
120: 멀티 이미져 121: 메인 이미지 센서
122: 서브 이미지 센서100: camera module 110: multiple lens units
111: main lens unit 112: sub lens unit
120: Multi-image sensor 121: Main image sensor
122: Sub image sensor
Claims (5)
하나 이상의 렌즈가 수용된 다수의 렌즈부; 및
상기 각각의 렌즈부에 대응하여 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 다수의 이미지 센서를 포함하는 멀티 이미져;를 포함하는 카메라 모듈.
A printed circuit board on which various elements are mounted;
A plurality of lens portions accommodating at least one lens; And
And a plurality of image sensors mounted on the printed circuit board corresponding to the respective lens units.
상기 다수의 렌즈부는,
중앙에 구비된 메인 렌즈부와, 상기 메인 렌즈부의 주위에 구비되는 복수의 서브 렌즈부를 포함하는 카메라 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of lens units include:
A main lens unit provided at the center, and a plurality of sub lens units provided around the main lens unit.
상기 멀티 이미져는,
상기 메인 렌즈부와 대응되는 위치에서 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 메인 이미지 센서와, 상기 복수의 서브 렌즈부와 각각 대응되는 위치에서 상기 인쇄회로기판 상에 실장되는 복수의 서브 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈.
3. The method of claim 2,
The multi-
A main image sensor mounted on the printed circuit board at a position corresponding to the main lens unit and a plurality of sub image sensors mounted on the printed circuit board at positions corresponding to the plurality of sub lens units, Camera module.
상기 다수의 이미지 센서 각각은,
실리콘 웨이퍼;
상기 실리콘 웨이퍼 내에 구비된 복수 개의 수광소자; 및
상기 실리콘 웨이퍼 상측에 상기 복수 개의 수광소자에 대응되도록 구비되는 컬러필터;를 포함하는 카메라 모듈.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein each of the plurality of image sensors comprises:
Silicon wafers;
A plurality of light receiving elements provided in the silicon wafer; And
And a color filter provided on the silicon wafer so as to correspond to the plurality of light receiving elements.
상기 다수의 이미지 센서 중 적어도 어느 하나는,
상기 컬러필터가 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 혼합된 컬러필터 어레이로써 형성되는 카메라 모듈.5. The method of claim 4,
Wherein at least one of the plurality of image sensors comprises:
Wherein the color filter is formed as a color filter array in which color filters of red (R), green (G), and blue (B) are mixed.
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- 2013-09-23 KR KR1020130112637A patent/KR102202196B1/en active IP Right Grant
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