KR20160142627A - 렌즈 배럴과 이를 포함하는 카메라 모듈과 이를 포함하는 차량용 영상장치 - Google Patents

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Abstract

실시예는 렌즈 배럴에 관한 것으로서, 하우징; 하우징에 배치되는 적어도 하나의 렌즈; 적어도 하나의 렌즈에 배치되는 도전성 히팅부재; 및 도전성 히팅부재에 전원을 인가하는 전원공급부를 포함한다.

Description

렌즈 배럴과 이를 포함하는 카메라 모듈과 이를 포함하는 차량용 영상장치{Lens Barrel and Camera Module Including the Lens Barrel and Vehicle Imaging Apparatus Including the Camera Module}
실시예는 렌즈 배럴과 이를 포함하는 카메라 모듈과 이를 포함하는 차량용 영상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 렌즈에 생긴 성에나 결빙을 제거할 수 있는 렌즈 배럴과 이를 포함하는 카메라 모듈과 이를 포함하는 차량용 영상장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 운전시에는 전방의 상황은 물론 후방의 상황도 매우 중요한 요소로 작용하게 되는데, 특히, 차선의 변경이나 후진 등의 경우에는 후방 및 후방 좌·우측의 상황을 확실하게 인지한 후 차선의 변경이나 후진 등의 조작을 하여야만 사고의 위험성을 미연에 방지할 수 있다.
이와 같은 차선의 주행 중 차선의 변경시나 후진 등의 경우에는 운전자가 차체의 양측에 돌출 형성된 양 사이드 미러 또는 실내에 장착된 룸 미러를 통하여 후방이나 후방 양측의 상황을 판단한 후 후방의 차량이 적정 거리를 두고 안전한 상태에 있을 때 또는 후방의 장애물이 없다고 판단될 때 차선 변경이나 후진 등을 행하게 된다.
그러나, 운전자가 초보자인 경우 주행 중 사이드 미러 및 룸 미러를 보고 후방의 상황을 판단하는 것이 미숙하여 추돌 등의 사고를 발생시킬 뿐만 아니라 후방의 장애물을 확실하게 인지하는 것이 매우 어려운 문제점이 있었다.
이를 위해, 최근에는 차량의 전방이나 후방에 카메라를 설치하여 전방과 후방 교통정보 및 피사체를 촬영하고 이를 차량의 실내에 구비된 디스플레이 장치를 통해 출력하여 전방 및 후방, 특히 후방의 사각지대 상황을 감시하여 안전 운전에 도움을 되도록 하는 카메라 모듈이 장착이 일반화되고 있다.
그러나, 이러한 카메라 모듈은 차량 외부의 정면, 후면 및 좌우 측면에 장착되어 외부로 노출되는 관계로 비나 눈이 오거나 기온이 급격히 떨어지게 되면 카메라 렌즈에 서리가 생기거나 렌즈의 표면이 결빙되어 촬영된 외부 영상의 화질 및 선명도가 저하되는 문제가 있다.
실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 렌즈 표면에 발생하는 성에나 결빙을 신속히 제거할 수 있는 렌즈 배럴과 이를 포함하는 카메라 모듈과 이를 포함하는 차량용 영상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실시예는 실시예는 하우징; 상기 하우징에 배치되는 적어도 하나의 렌즈; 상기 적어도 하나의 렌즈에 배치되는 도전성 히팅부재; 및 상기 도전성 히팅부재에 전원을 인가하는 전원공급부를 포함하는 렌즈 배럴을 제공한다.
상기 적어도 하나의 렌즈는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 도전성 히팅부재는 상기 복수의 렌즈 중 최상측 렌즈에 배치될 수 있다.
상기 도전성 히팅부재는 투명할 수 있다.
상기 도전성 히팅부재는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube : CNT) 또는 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 도전성 히팅부재는 상기 렌즈의 전체에 배치될 수 있다.
상기 도전성 히팅부재는 나노 메쉬(nano mesh) 구조 또는 필름 형태로 상기 렌즈에 부착되는 구조를 가질 수 있다.
상기 도전성 히팅부재의 두께는 1 ㎚ 내지 2 ㎚일 수 있다.
상기 전원 공급부는 전원; 상기 도전성 히팅부재의 가장자리부에 배치되는 제1 및 제2 전극; 및 상기 전원과 상기 제1 및 제2 전극을 각각 연결하는 제1 및 제2 전선을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 비도전성 물질을 포함하고, 상기 렌즈 배럴은 상기 제1 및 제2 전선에 각각 해당하는 제1 및 제2 연결부재를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 도전성 물질을 포함하고, 상기 렌즈 배럴은 상기 제1 전선에 해당하는 제3 연결부재를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 렌즈 배럴; 상기 렌즈에 배치되어 습도 또는 온도 중 적어도 하나를 센싱하는 센싱부; 및상기 센싱부에서 센싱된 값에 따라 상기 도전성 히팅부재로의 전원 인가 여부 또는 인가 전원 레벨 또는 전원 인가 시간 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또 다른 실시예는 상기 카메라 모듈을 포함하는 차량용 영상장치를 제공한다.
상술한 바와 같은 실시예에 의하면, 렌즈에 생긴 성에나 결빙을 신속히 제거하여 외부 영상을 촬영할 수 있으므로 운전자에게 선명한 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1와 도 2는 실시예에 따른 렌즈 배럴을 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 렌즈를 나타내는 저면도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 렌즈를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 평면도이다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 구성도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1와 도 2는 실시예에 따른 렌즈 배럴을 나타내는 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 렌즈 배럴(100A, 100B)은 하우징(110), 렌즈(120), 도전성 히팅부재(130), 전원공급부를 포함한다.
실시예에서, 하우징(110)은 금속 또는 합성수지를 이용하여 사출 성형될 수 있고, 내부에 수용공간이 형성된 함체 형상으로 형성될 수 있다.
그리고, 하우징(110)의 내부 공간에는 적어도 하나의 렌즈(120)가 배치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 렌즈는 복수의 렌즈를 포함할 수 있고, 복수의 렌즈는 하우징(110)의 내부 공간에 일정 간격을 두고 적층되어 배열될 수 있다.
한편, 도전성 히팅부재(130)는 적어도 하나의 렌즈에 배치될 수 있는데, 하우징(110)에 복수의 렌즈가 적층되어 배치되었을 때, 도전성 히팅부재(130)는 복수의 렌즈 중에 최상측에 배치된 렌즈(120)에 배치될 수 있다.
아울러, 도전성 히팅부재(130)는 렌즈에 배치되어 주변의 영상을 선명하게 촬영할 수 있도록 투명하게 구비될 수 있다.
여기서, 도전성 히팅부재(130)는 투과도가 높고, 열전도성이 높은 재질인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube : CNT), 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
그리고, 렌즈(120)에 배치되는 도전성 히팅부재(130)는 플라즈마 화학기상증착 방법 등으로 렌즈의 표면 전체에 증착되거나 도포될 수 있다. 또한, 도전성 히팅부재(130)는 렌즈의 표면에 국부적으로 배치될 수 있는데, 예를 들면 나노 메쉬(namo mesh) 구조와 같이 렌즈 표면의 전체에 배치되지 않고, 렌즈 표면에 열이 고르게 전달될 수 있는 구조로 배치될 수 있다. 그리고, 메쉬 크기는 도전성 히팅부재가 배치되는 렌즈 표면의 면적에 따라 결정될 수 있다. 이러한 도전성 히팅부재(130)의 구조는 렌즈의 표면 전체를 덮지 않기 때문에 렌즈의 투명도를 더 높일 수 있는 효과가 있다.
아울러, 도전성 히팅부재는 필름 형태로 렌즈 표면에 부착되도록 구비될 수도 있다.
도전성 히팅부재가 렌즈에 배치되어 렌즈에 생긴 성에와 결빙을 제거한 후, 주변의 영상을 렌즈를 통해 선명하게 촬영하기 위해서는 렌즈에 배치되는 도전성 히팅부재의 투명도가 중요하다. 이러한 투명도는 도전성 히팅부재(130)가 렌즈에 배치되는 두께에 따라 결정될 수 있는데, 실시예에서, 탄소나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 도전성 히팅부재의 두께는 1 ㎚ 내지 2 ㎚일 수 있다.
여기서, 도전성 히팅부재의 두께가 너무 얇게 형성되면 도전성 히팅부재의 발열성능이 저하될 수 있고, 도전성 히팅부재의 두께가 너무 두껍게 형성되면 투명도가 떨어져 선명한 영상을 촬영할 수 없다.
따라서, 도전성 히팅부재의 두께는 도전성 히팅부재의 재질에 따라 도전성 히팅부재의 열전도성과 투명도에 따라 결정될 수 있다.
한편, 도전성 히팅부재(130)에서 발열되는 열이 균일하게 렌즈에 전달되도록 도전성 히팅부재의 두께는 렌즈의 표면에 균일하게 배치될 수 있다.
아울러, 전원공급부는 도전성 히팅부재(130)에 전원을 인가하여 도전성 히팅부재를 발열시킬 수 있다.
그리고, 전원 공급부는 전원, 제1 및 제2 전극(144-1, 144-2), 제1 및 제2 전선(146-1, 146-2)을 포함한다. 그리고, 제1 및 제2 전극(144-1, 144-2)은 도전성 히팅부재(130)의 가장자리부에 배치될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.
도 3은 실시예에 따른 렌즈를 나타내는 저면도이고, 도 4는 도 3의 단면도이며, 도 5는 다른 실시예에 따른 렌즈를 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5의 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 도전성 히팅부재(130)가 렌즈(120)의 상면에 배치되면 제1 및 제2 전극(144-1, 144-2)은 렌즈(120)의 상부에 위치할 수 있고, 도전성 히팅부재(130)가 렌즈(120)의 하면에 배치되면 제1 및 제2 전극(144-1, 144-2)은 렌즈(120)의 하부에 위치할 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 렌즈 배럴의 하우징(110) 하부에는 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판(142)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 인쇄회로기판의 전원에 제1 전선 및 제2 전선을 연결하여 제1 및 제2 전극(144-1, 144-2)을 통해 도전성 히팅부재(130)에 전류를 공급할 수 있다. 따라서, 도전성 히팅부재를 발열시키기 위한 전원을 따로 구비하지 않고, 렌즈 배럴 내에 배치된 인쇄회로기판 등의 전원에 연결하여 간단하게 도전성 히팅부재에 전원을 공급해 줄 수 있다.
한편, 이미지 센서는 입사되는 광을 집광하여 영상신호를 생성하는 것으로, 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS : Completementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서 또는 전하 결합 소자(CCD : Charge Coupled Device) 센서로 구비될 수 있다.
전원이 연결된 인쇄회로기판(142)과 제1 및 제2 전극(144-1, 144-2) 사이에는 제1 및 제2 전선(146-1, 146-2)이 각각 배치되어 전원과 제1 및 제2 전선(146-1, 146-2)을 각각 연결해 줄 수 있다. 여기서, 제1 전선(146-1)은 양의 전극에 연결될 수 있고, 제2 전선(146-2)은 음의 전극에 연결될 수 있다.
그리고, 하우징(110)이 비도전성 물질을 포함하면 렌즈 배럴(100A)은 제1 및 제2 전선(146-1, 146-2)에 해당하는 제1 및 제2 연결부재(146-1, 146-2)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 연결부재(146-1)는 렌즈 배럴의 하우징(110) 내에 배치되는 부품이 실장된 인쇄회로기판의 양의 전극에 연결될 수 있고, 제2 연결부재(146-2)는 상기 인쇄회로기판의 음의 전극에 연결될 수 있다.
한편, 하우징(110)이 도전성 물질을 포함하면 렌즈 배럴(100B)은 제1 전선에 해당하는 제3 연결부재(146-3)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제3 연결부재(146-3)는 렌즈 배럴(100B)의 하우징(110) 내에 배치되는 부품이 실장된 인쇄회로기판의 양의 전극에 연결될 수 있고, 렌즈(120)의 하면에 배치된 도전성 히팅부재(130)에 배치되는 제2 전극(144-2)이 하우징(110)의 일측에 접하여 접지 역할을 할 수 있다.
상술한 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판 외에 편의에 따라 렌즈 배럴의 하우징 내부에 배치되는 부품이 실장된 인쇄회로기판에 제1 및 제2 전선(146-1, 146-2)은 연결될 수 있다.
한편, 카메라 모듈은 렌즈의 상부를 덮는 덮개부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 덮개부는 카메라 모듈을 사용하지 않을 때 외부로부터 렌즈를 보호하기 위한 것으로 선택적으로 개폐할 수 있도록 렌즈의 상부에 덮개부가 배치될 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 구성도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 렌즈 배럴에 포함되는 히팅부(130)와 전원 공급부(140), 센싱부(200), 제어부(300)를 포함한다.
그리고, 히팅부(130)는 투과도가 높고, 열전도성이 높은 재질인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube : CNT), 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 도전성 히팅부재로 구비되고, 도전성 히팅부재는 전원 공급부(140)로부터 전류가 인가되어 발열하여 외부로 노출된 카메라의 렌즈에 생긴 성에나 결빙을 제거해 줄 수 있다.
또한, 센싱부(200)는 외부의 습도 또는 온도 중 적어도 하나를 센싱하도록 렌즈에 근접한 위치에 배치될 수 있다.
한편, 센싱부(200)에서 센싱된 습도 또는 온도 중 적어도 하나의 값에 따라 도전성 히팅부재로 전원을 인가해 줄 수 있는 제어부(300)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 센싱된 습도가 기저장된 기준 습도보다 높거나 센싱된 온도가 영하이거나 이슬점 온도 이하인 경우, 제어부(300)는 전원 공급부(140)를 통해 히팅부(130)로 전원을 인가하여 도전성 히팅부재가 발열되도록 한다.
아울러, 제어부(300)는 도전성 히팅부재에 전원을 인가해 줄 뿐 아니라 센싱부에서 센싱된 습도 또는 온도에 따라 도전성 히팅부재에 인가되는 전원의 레벨 또는 전원의 인가 시간 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
그리고, 도전성 히팅부재에서 발열되는 열로 카메라의 렌즈에서 습기나 결빙을 제거하여 기저장된 렌즈 표면의 기준 습도 및 온도가 되면 제어부(300)는 이미지 센서를 통해 외부 목적물을 촬영하는 촬영부(400)에 의해 영상신호를 생성 및 저장한다.
상술한 바와 같이 실시예에 의하면, 센싱부(200)에 의해 카메라의 렌즈에 습기가 발생하거나 렌즈의 표면 온도가 기준 온도보다 낮게 센싱되면 제어부(300)는 도전성 히팅부재에 전류를 공급하여 도전성 히팅부재를 발열시켜 렌즈에 서린 습기를 제거하거나 기준 온도보다 낮은 상태에서 결빙된 정도에 따라 도전성 히팅부재의 발열 온도나 발열 시간을 제어하여 결빙된 렌즈의 표면을 신속하게 녹일 수 있다.
또한, 투명도가 높은 재질의 도전성 히팅부재가 카메라의 렌즈에 배치되므로 선명한 촬영영상을 운전자에게 제공할 수 있어 운전자가 보다 쾌적한 환경에서 안전하게 주행할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 카메라 모듈 100A, 100B : 렌즈 배럴
110 : 하우징 120 : 렌즈
130 : 도전성 히팅부재 140 : 전원 공급부
142 : 인쇄회로기판 144-1 : 제1 전극
144-2 : 제2 전극 146-1 : 제1 연결부재
146-2 : 제2 연결부재 146-3 : 제3 연결부재
200 : 센싱부 300 : 제어부
400 : 촬영부

Claims (12)

  1. 하우징;
    상기 하우징에 배치되는 적어도 하나의 렌즈;
    상기 적어도 하나의 렌즈에 배치되는 도전성 히팅부재; 및
    상기 도전성 히팅부재에 전원을 인가하는 전원공급부를 포함하는 렌즈 배럴.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 렌즈는 복수의 렌즈를 포함하고, 상기 도전성 히팅부재는 상기 복수의 렌즈 중 최상측 렌즈에 배치되는 렌즈 배럴.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 히팅부재는 투명한 렌즈 배럴.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 히팅부재는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube : CNT) 또는 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나 이상의 물질을 포함하는 렌즈 배럴.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 히팅부재는 상기 렌즈의 전체에 배치되는 렌즈 배럴.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 히팅부재는 나노 메쉬(nano mesh) 구조 또는 필름 형태로 상기 렌즈에 부착되는 구조를 갖는 렌즈 배럴.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 도전성 히팅부재의 두께는 1 ㎚ 내지 2 ㎚인 렌즈 배럴.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 전원 공급부는
    전원;
    상기 도전성 히팅부재의 가장자리부에 배치되는 제1 및 제2 전극; 및
    상기 전원과 상기 제1 및 제2 전극을 각각 연결하는 제1 및 제2 전선을 포함하는 렌즈 배럴.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 하우징은 비도전성 물질을 포함하고,
    상기 렌즈 배럴은 상기 제1 및 제2 전선에 각각 해당하는 제1 및 제2 연결부재를 더 포함하는 렌즈 배럴.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 하우징은 도전성 물질을 포함하고,
    상기 렌즈 배럴은 상기 제1 전선에 해당하는 제3 연결부재를 더 포함하는 렌즈 배럴.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 렌즈 배럴;
    상기 렌즈에 배치되어 습도 또는 온도 중 적어도 하나를 센싱하는 센싱부; 및
    상기 센싱부에서 센싱된 값에 따라 상기 도전성 히팅부재로의 전원 인가 여부 또는 인가 전원 레벨 또는 전원 인가 시간 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
  12. 제11 항에 의한 상기 카메라 모듈을 포함하는 차량용 영상장치.
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