KR20210035516A - 폴디드 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치 - Google Patents

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김병오
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 광의 진행 방향을 변경하는 폴딩 요소; 폴딩 요소로부터 출사된 광이 입사되도록 배치된 렌즈 모듈; 및 렌즈 모듈에서 출사된 광을 검출하는 이미지 센서를 포함하되, 폴딩 요소는, 광 입사면, 광 반사면 및 광 출사면을 갖는 프리즘 바디; 및 광 입사면 또는 광 출사면 상에 배치되며, 적외선을 컷 오프하는 필터 적층체를 포함한다.

Description

폴디드 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치{FOLDED CAMERA MODULE AND MOBILE DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 폴디드 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치에 대한 것으로, 특히, 광학식 줌 기능을 갖는 폴디드 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치에 대한 것이다.
휴대폰(특히 스마트폰), 태블릿 및 랩톱과 같은 모바일 장치는 일반적으로 스틸 및/또는 비디오 이미지들을 캡쳐하기 위해 사용자에 의해 동작될 수 있는 하나 이상의 컴팩트 카메라를 포함한다. 이러한 카메라는 통상 화상을 확대할 수 있는 줌(zoom) 기능을 갖는다.
줌은 그 방식에 따라 크게 디지털식 줌과 광학식 줌으로 나뉠 수 있다. 디지털식 줌은 렌즈의 이동 없이 소프트웨어를 이용하여 화면을 확대하는 기술이다. 디지털식 줌을 이용하여 확대할 경우, 실제 촬영된 피사체의 이미지를 확대하는 것이므로, 화질이 손상될 수 있다.
한편, 광학식 줌은 액추에이터 등을 이용하여 렌즈를 이동시켜 카메라 렌즈의 초점 거리를 조절하는 기술이다. 광학식 줌은 빛의 굴절도를 변화시켜 피사체를 크게 인식하는 기술이므로, 해상도가 허용되는 범위 내에서 화질은 손상되지 않는다.
스마트폰과 같은 모바일 장치는 얇은 두께를 갖기 때문에, 두께 방향으로 렌즈를 이동시키기 어렵고, 이 때문에 디지털 줌 기능을 주로 탑재하였다. 이러한 모바일 장치에 광학식 줌을 가능하게 한 것이 폴디드 카메라 모듈이다. 폴디드 카메라 모듈은 프리즘과 같은 폴딩 요소를 채택하여 피사체로부터 모바일 장치에 수직하게 입사되는 광의 경로를 모바일 장치에 평행하게 바꾼다. 이에 따라, 렌즈 어셈블리를 모바일 장치의 폭 방향으로 배치할 수 있어 렌즈를 이동시킬 수 있는 공간을 확보할 수 있으며, 따라서 광학식 줌 기능을 달성할 수 있다.
폴디드 카메라 모듈의 렌즈 설계에 대해서는 예컨대 국제공개번호 WO2018/154421호를 참고할 수 있다. WO2018/154421호는 와이드 서브 카메라와 텔레 카메라를 포함하는 듀얼 카메라를 개시하고 있으며, 폴디드 카메라 모듈은 텔레 카메라에 적용된다. WO2018/154421호에 따르면, 폴딩 요소와 이미지 센서 사이에 렌즈 모듈이 배치되며, 광선들이 이미지 센서에 충돌하기 전에 적외선 컷 오프 필터와 같은 광학 요소를 통과한다.
CCD나 CMOS와 같은 이미지 센서는 가시 영역뿐만 아니라 적외선 영역의 광에도 민감하기 때문에, 피사체뿐만 아니라 주변 광으로부터 입사되는 적외선에 반응할 수 있다. 따라서, 적외선 컷 오프 필터는 주변 광에 의한 영향을 제거하기 위해 통상 이미지 센서 앞에 배치된다.
그런데 이미지 센서의 바로 앞에 적외선 컷 오프 필터가 배치됨으로써, 필터에 입사되는 광의 입사각이 커지고, 이에 따라, 파장 쉬프트가 크게 발생된다. 이미지 센서와 필터 사이의 거리가 짧을수록 입사각은 더 커진다. 입사각에 따른 파장 쉬프트 때문에 입사각이 크게 입사된 광은 적외선 영역과 함께 장파장 가시광의 일부도 컷 오프되며, 이에 따라, 적색 영역의 광이 감소하는 컬러 쉐이딩 현상이 발생한다.
나아가, 적외선 컷 오프 필터가 이미지 센서에 가깝게 배치됨에 따라, 필터에 존재할 수 있는 파티클과 같은 작은 이물질도 상대적으로 크게 결상되는 문제가 있다. 이물질의 결상은 화질을 악화시킨다.
또한, 적외선 컷 오프 필터는 대체로 고가이므로, 적외선 컷 오프 필터를 채택함에 따라 카메라 모듈의 제작 비용이 증가한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 컬러 쉐이딩 현상을 제거 또는 완화할 수 있는 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 필터에 혼입된 이물질의 결상에 의해 화질이 악화되는 것을 방지하거나 완화할 수 있는 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 필터 사용에 따른 비용을 절감할 수 있는 카메라 모듈 및 그것을 갖는 모바일 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 광의 진행 방향을 변경하는 폴딩 요소; 상기 폴딩 요소로부터 출사된 광이 입사되도록 배치된 렌즈 모듈; 및 상기 렌즈 모듈에서 출사된 광을 검출하는 이미지 센서를 포함하되, 상기 폴딩 요소는, 광 입사면, 광 반사면 및 광 출사면을 갖는 프리즘 바디; 및 상기 광 입사면 또는 광 출사면 상에 배치되며, 적외선을 컷 오프하는 필터 적층체를 포함한다.
폴딩 요소가 필터 적층체를 포함하기 때문에 이미지 센서 앞에 배치되어왔던 필터를 생략할 수 있다. 이에 따라, 종래 필터에 의해 유발되는 컬러 쉐이딩 현상을 제거 또는 완화할 수 있으며, 나아가, 필터에 혼입된 이물질이 결상되어 화질을 악화시키는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 필터용 글래스 기판 상에 필터 적층체를 형성하던 종래의 필터 대신에 프리즘 상에 필터 적층체를 배치할 수 있어, 필터용 글래스 기판을 생략할 수 있으며, 또한, 필터를 조립하는 공정을 생략할 수 있으므로, 카메라 모듈 비용을 절약할 수 있다.
상기 필터 적층체는 상기 프리즘 바디 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 적층체는 전자빔 증발법이나 물리기상 증착법 또는 화학기상 증착법을 이용하여 프리즘 바디 상에 증착될 수 있다.
상기 필터 적층체는 고굴절 물질층 및 저굴절 물질층을 포함할 수 있다. 복수의 고굴절 물질층들과 저굴절 물질층들이 교대로 증착되어 가시광을 통과시키고 특정 대역의 적외선을 차단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴딩 요소는, 상기 광 입사면 또는 광 출사면 중 상기 필터 적층체가 배치된 면 이외의 다른 면 상에 배치된 반사 방지막을 더 포함할 수 있다. 반사 방지막은 프리즘 바디로 입사되거나 프리즘 바디로부터 출사되는 광이 프리즘 바디의 표면에서 반사되는 것을 방지하여 광의 투과율을 증가시킨다.
다른 실시예에 있어서, 상기 광 입사면 및 광 출사면 상에 각각 필터 적층체가 코팅될 수 있다. 광 입사면 상에 코팅된 필터 적층체와 광 출사면 상에 코팅된 필터 적층체는 서로 동일한 차단 영역을 가질 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 차단 영역을 가질 수 수도 있다.
상기 폴딩 요소는 상기 광 반사면 상에 배치된 반사기를 더 포함할 수 있다.
상기 반사기는 금속 반사기 또는 분포 브래그 반사기일 수 있다.
한편, 상기 프리즘 바디는 1.5 내지 1.8 범위 내의 굴절률를 갖는 글래스일 수 있다. 이 범위의 굴절률을 갖는 프리즘 바디를 채택함으로써 광 반사면에서 전반사에 의해 광을 반사시킬 수 있다.
상기 폴디드 카메라 모듈은 모바일 장치에 탑재된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 장치는, 앞서 기재된 폴디드 카메라 모듈을 포함한다.
나아가, 상기 모바일 장치는 상기 폴디드 카메라 모듈과 함께 비폴디드 카메라 모듈을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 모바일 장치는 듀얼 카메라 모듈 또는 멀티 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
상기 모바일 장치는 스마트 폰, 태블릿 또는 랩톱일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 종래 필터에 의해 유발되는 컬러 쉐이딩 현상을 제거 또는 완화할 수 있으며, 나아가, 필터에 혼입된 이물질이 결상되어 화질을 악화시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 필터를 생략할 수 있어, 필터 제작 및 조립에 필요한 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 카메라 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 요소를 설명하기 위한 개략적인 단면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴딩 요소를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴딩 요소를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴딩 요소를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 폴딩 요소의 파장에 따른 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 필터 상에 배치된 이물질에 의한 결상을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 카메라 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 모바일 장치(1000)는 비폴디드 카메라 모듈(100) 및 폴디드 카메라 모듈(200)을 포함할 수 있다. 비폴디드 카메라 모듈(100)은 렌즈 모듈(120), 적외선 컷 오프 필터(130) 및 이미지 센서(150)를 포함할 수 있다.
비폴디드 카메라 모듈(100)은 폴딩 요소(210)와 같은 광의 진행 방향을 변경하는 광학 요소를 포함하지 않는다. 따라서, 모바일 장치(1000)로 입사되는 광(L1)이 진행 방향을 변경하지 않고 렌즈 모듈(120)로 입사되며, 렌즈 모듈(120)에 의해 이미지 센서(150)에 결상된다. 렌즈 모듈(120) 내에 배치된 복수의 렌즈들(121)은 모바일 장치(1000)의 두께 방향으로 배치된다. 조리개(123)가 렌즈들(123)에 입사되는 광의 입사 영역을 한정하기 위해 렌즈들(123) 앞에 또는 렌즈들(123) 사이에 배치될 수 있다. 렌즈 모듈(120)은 액츄에이터에 의해 이동될 수 있지만, 이동 공간이 제한되므로, 광학식 줌 기능을 제공하는 데는 한계가 있다.
비폴디드 카메라 모듈(100)은 와이드 서브 카메라 모듈로서 통상적인 카메라 모듈로 구성될 수 있으며, 따라서, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한편, 폴디드 카메라 모듈(200)은 폴딩 요소(210), 렌즈 모듈(220) 및 이미지 센서(250)를 포함할 수 있다. 폴딩 요소(210)는 모바일 장치(1000)의 두께 방향으로 입사되는 광(L2)의 진행 경로를 모바일 장치(1000)의 두께 방향에 수직한 방향, 예컨대, 폭 방향으로 변경한다. 폴딩 요소(210)는 프리즘 바디 및 프리즘 바디 상에 배치된 필터 적층체를 포함하며, 그 구체적인 구성에 대해서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 뒤에서 상세히 설명된다.
한편, 렌즈 모듈(220)은 폴딩 요소(210)로부터 출사된 광이 입사되도록 배치된다. 렌즈 모듈(220)은 이미지를 결상하기 위한 다수의 렌즈들(221)을 포함하며, 또한, 조리개(223)를 포함할 수 있다. 렌즈 모듈(220)은 폴딩 요소(210)의 다운 스트림에 배치되며, 따라서, 필터 적층체는 종래 기술과 달리 렌즈 모듈(220)의 상류 스트림에 배치된다. 렌즈 모듈(220)은 액츄에이터에 의해 이동될 수 있으며, 따라서 광학식 줌 기능을 수행할 수 있다. 더욱이, 렌즈 모듈(220) 내의 렌즈들(221)이 모바일 장치(1000)의 폭 방향을 따라 배치될 수 있어, 렌즈들(221)의 이동 공간을 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라, 5배 줌 이상, 나아가, 10배 줌 이상의 줌 기능을 달성할 수 있다.
렌즈 모듈(220) 및 액츄에이터의 구성은 통상적인 기술을 이용하여 구현할 수 있으므로, 여기서 상세한 설명은 생략한다.
이미지 센서(250)는 렌즈 모듈(220)에서 출사된 광(L2)을 검출한다. 이미지 센서(250)는 CCD 또는 CMOS 등 공지의 이미지 센서로 구현될 수 있다. 이미지 센서(250)는 렌즈 모듈(220)에 의해 결상된 이미지를 검출하며, 이를 통해 화상 데이터를 생성한다.
이미지 센서(250)는 렌즈 모듈(220)에 인접하여 렌즈 모듈(220)에서 출사된 광을 직접 수광할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이미지 센서(250)와 렌즈 모듈(220) 사이에 다른 광학 요소, 예컨대 이미지 센서 먼지 커버가 배치될 수도 있다. 다만, 본 발명의 실시예들에 있어서, 폴딩 요소(210)가 필터 적층체를 포함하기 때문에, 이미지 센서(250)와 렌즈 모듈(220) 사이에 배치되어 왔던 종래의 적외선 컷 오프 필터는 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 요소(210)를 설명하기 위한 개략적인 단면이다.
폴딩 요소(210)는 프리즘 바디(211), 필터 적층체(213) 및 반사 방지막(215)을 포함할 수 있다. 프리즘 바디(211)는 가시광에 투명한 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 글래스나 투명 플라스틱일 수 있다. 프리즘 바디(211)는 광(L2)이 입사되는 입사면(A면), 반사되는 반사면(B면) 및 출사되는 출사면(C면)을 갖는다. 나아가, 프리즘 바디(211)는 A면, B면 및 C면의 가장자리들로 둘러싸인 양측 측면들을 가질 수 있다.
한편, 광(L2)의 진행 방향을 변경하기 위해 B면에서의 내부 전반사를 이용하는 경우, 프리즘 바디(211)는 내부 전반사에 적합한 굴절률을 갖도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 프리즘 바디(211)는 약 1.5 내지 1.8 범위 내의 굴절률을 가질 수 있다. 프리즘 바디(211)의 구체적인 예로는, 호야(Hoya)사의 FD(dense flint) 시리즈, 예컨대, E-FD1(굴절률: 약 1.717), 또는 BaCD(dense barium crown) 시리즈, 예컨대 BACD15(굴절률: 약 1.622), 또는 스코트(Schott)사의 BK(borosilicate crown) 시리즈, 예컨대 BK-7(굴절률 약 1.52) 등을 들 수 있다.
필터 적층체(213)는 광(L2) 입사면(A면) 상에 배치된다. 필터 적층체(213)는 적외선 컷 오프 필터로서 기능하며, 적외선 영역을 차단하도록 설계된다. 필터 적층체(213)는 고굴절률 물질층과 저굴절률 물질층을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 필터 적층체(213)는 복수의 고굴절률 물질층과 복수의 저굴절률 물질층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 여기서, 고굴절률과 저굴절률은 서로 상대적인 굴절률값을 의미하는 것으로, 고굴절률 물질층은 저굴절률 물질층에 비해 더 높은 굴절률을 갖는다. 일 예로, 고굴절률 물질층은 TiO2, Ta2O5, Nb2O5 등 2.0 이상의 굴절률을 갖는 물질층일 수 있으며, 저굴절률 물질층은 SiO2, Si3N4 등 2.0 미만의 굴절률을 갖는 물질층일 수 있다.
필터 적층체(213)는 직접 프리즘 바디(211)의 입사면(A면) 상에 코팅될 수 있다. 예를 들어, 화학기상 증착법 또는 전자빔 증발법이나 스퍼터링법과 같은 물리기상 증착법이 사용될 수 있다.
한편, 반사 방지막(215)은 광(L2) 출사면(C면) 상에 배치된다. 반사 방지막(215)은 프리즘 바디(211)로부터 출사되는 광(L2)이 프리즘 바디(211)와 공기의 계면인 출사면(C면)에서 반사되는 것을 방지하여 광(L2)의 투과율을 증가시킨다.
반사 방지막(215)은 고굴절률 물질층과 저굴절률 물질층을 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 고굴절률 물질층은 TiO2, Ta2O5, Nb2O5 등에서 선택될 수 있으며, 저굴절률 물질층은 SiO2, Si3N4 등에서 선택될 수 있다. 반사 방지막(215)은 예를 들어, 화학기상 증착법 또는 전자빔 증발법이나 스퍼터링법과 같은 물리기상 증착법을 이용하여 프리즘 바디(211)의 출사면(C면) 상에 증착될 수 있다. 특히, 반사 방지막(215)의 고굴절률 물질층 및 저굴절률 물질층은 필터 적층체(213)의 고굴절률 물질층 및 저굴절률 물질층과 각각 동일한 물질층일 수 있으며, 따라서, 폴딩 요소(210)의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 폴딩 요소(210)는 광 입사면(A면) 상에 필터 적층체(213)를 포함하므로, 이미지 센서(도 2의 250)에 인접하여 필터를 배치할 필요가 없다.
더욱이, 프리즘 바디(211) 상에 직접 필터 적층체(213)를 코팅할 수 있어, 종래 필터를 제조하기 위해 필요한 기판을 제거할 수 있으며, 따라서, 카메라 모듈 비용을 줄일 수 있다. 나아가, 카메라 모듈에 필터를 조립하는 공정이 생략되므로, 카메라 모듈 제작 비용을 절감할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴딩 요소(210a)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 폴딩 요소(210a)는 도 3을 참조하여 설명한 폴딩 요소(210)와 대체로 유사하나, 필터 적층체(213)와 반사 방지막(215)의 위치가 서로 바뀐 것에 차이가 있다. 즉, 필터 적층체(213)는 광(L2)의 출사면(C면) 상에 배치되고, 반사 방지막(215)은 광(L2) 입사면(A면) 상에 배치된다.
필터 적층체(213)는 반사 방지막의 기능을 포함하도록 설계되며, 따라서, 반사 방지막(215)과 필터 적층체(213)의 위치를 서로 바꿔도 투과율에 큰 차이가 발생되지 않는다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴딩 요소(210b)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 폴딩 요소(210b)는 도 3을 참조하여 설명한 폴딩 요소(210)와 대체로 유사하나, 반사 방지막(215)이 생략되고, 광(L2)의 입사면(A면) 및 출사면(C면) 상에 각각 필터 적층체들(213a, 213b)이 배치된 것에 차이가 있다. 필터 적층체(213a)와 필터 적층체(213b)는 서로 동일한 차단 영역을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이들은 서로 다른 차단 영역을 가질 수도 있다. 두 개의 필터 적층체(213a, 213b)를 배치함으로써 적외선 영역의 차단 수준을 더욱 높일 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴딩 요소를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 폴딩 요소(210c)는 도 3을 참조하여 설명한 폴딩 요소(210)와 대체로 유사하나, 프리즘 바디(211)의 반사면(B면) 상에 반사기(217)가 추가로 배치된 것에 차이가 있다. 반사기(217)는 예를 들어, 금속 반사기 또는 분포 브래그 반사기(DBR)일 수 있으며, 프리즘 바디(211)의 반사면(B면) 상에 직접 코팅될 수 있다. 분포 브래그 반사기는 예를 들어, 고굴절률 물질층과 저굴절률 물질층을 교대로 적층하여 형성될 수 있으며, 고굴절률 물질층과 저굴절률 물질층으로는 앞서 설명한 물질층들을 사용할 수 있다. 특히, 필터 적층체(213), 반사 방지막(215) 및 반사기(217)의 물질층들을 서로 동일한 재료를 사용하여 형성함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반사기(217)는 필터 적층체(213)나 반사 방지막(215)과 다른 물질층들로 형성될 수도 있다.
반사면(B면)에 반사기(217)를 배치할 경우, 반사면(B면)에서 내부 전반사에 의해 광을 반사시킬 필요가 없으며, 따라서, 프리즘 바디(211)의 재료를 다양하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 굴절률이 작으며 가격이 싼 글래스 재료를 이용하여 프리즘 바디(211)를 제작할 수 있어 프리즘 바디(211)의 비용을 절약할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 폴딩 요소(210)의 파장에 따른 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 프리즘 바디(211)의 광(L2) 입사면(A면) 상에 SiO2/TiO2를 이용한 필터 적층체(213)를 적층하고, SiO2/TiO2의 복수 쌍을 이용하여 반사 방지막(215)을 형성하였으며, 반사면(B면)은 별도의 층을 코팅하지 않고 내부 전반사가 발생하도록 하였다. 광 입사면(A면) 측으로 광을 조사하고, 광 출사면(C면)에서 방출되는 광을 측정하여 파장에 따른 투과율을 도 7의 그래프로 나타내었다. 한편, 광이 입사면(A면)에 입사되는 입사각을 다양하에 변경하여 투과율을 측정하였으며, 도 7의 그래프에 0도와 15도의 입사각에 따른 그래프를 나타내었다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 폴딩 요소(210)는 약 400 내지 650nm 파장 범위의 가시광에 대해 높은 투과율을 나타내며, 약 700nm 이상의 적색 및 적외선에 대해 높은 차단수준을 갖는 것을 알 수 있다. 가시광에 대한 투과율은 대체로 98% 이상의 높은 값을 나타내었다.
따라서, 본 실시예와 같이 필터 적층체(213)를 배치할 경우에도 높은 투과율을 갖는 폴딩 요소(210)를 제공할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 폴딩 요소(210)가 적외선 컷 오프 필터 기능을 갖는 필터 적층체(213)를 포함하며, 이에 따라, 렌즈 모듈(220)과 이미지 센서(250) 사이에 배치되어왔던 종래의 필터를 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래의 카메라 모듈이 갖고 있던 많은 문제점들을 해결할 수 있다.
우선, 앞서 설명한 바와 같이, 종래의 필터를 생략함으로써 필터 제조에 사용되던 기판을 사용할 필요가 없으며, 나아가, 카메라 모듈에 필터를 조립할 필요가 없아 카메라 모듈의 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 필터 적층체(213)는 렌즈 모듈(220)의 상류 스트림에 배치되므로, 종래의 필터와 대비하여, 이미지 센서(250)로부터 상당히 멀리 떨어져 배치된다. 따라서, 필터 적층체(213)에 입사되는 광의 입사각이 종래의 필터에 입사되는 입사각에 비해 감소된다. 예를 들어, 종래의 필터에 입사되는 광의 입사각은 최대 약 20도이지만, 프리즘 바디(213)에 입사되는 광의 입사각은 약 11도이다. 입사각이 감소됨에 따라, 입사각 변화에 따른 파장 쉬프트가 감소되며, 그 결과, 컬러 쉐이딩 현상을 제거 또는 완화할 수 있다.
나아가, 필터 적층체(213)가 이미지 센서(250)로부터 멀리 떨어져 배치됨에 따라 필터 적층체(213)에 혼입되는 이물질의 결상에 의한 화질 악화를 감소시킬 수 있다.
도 8은 필터 상에 배치된 이물질에 의한 결상을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8을 참조하면, 종래의 필터(130a)는 이미지 센서(250)에 인접하여 배치된다. 필터(130a) 상에 파티클과 같은 이물질이 혼입될 경우, 이물질은 이미지 센서(250)로부터 거리(S2) 만큼 이격된다. 한편, 본 발명의 실시예들에 따른 필터 적층체(213)에 혼입된 이물질은 이미지 센서(250)로부터 거리(S1)만큼 이격된다.
동일한 직경(D)의 이물질이 필터(130a)와 필터 적층체(213) 상에 배치된 것으로 가정하면, 필터 적층체(213) 상에 배치된 이물질은 필터(130a) 상에 배치된 이물질에 비해 S2/S1의 비율로 작게 결상된다. 따라서, 이미지 센서(250)로부터 필터 적층체(213)를 멀리 떨어뜨릴수록 이물질에 의해 화질이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 폴딩 요소(210)를 통해 렌즈 모듈(220)로 입사되는 광의 일부는 조리개(223)에 의해 차단되므로, 이물질에 의한 광 정보의 일부가 이미지 센서(250)에 결상되기 전에 조리개(223)에 의해 차단될 수 있어 이물질에 의한 화질 악화를 추가로 방지할 수 있다.
본 발명의 폴디드 카메라 모듈(200)은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 비폴디드 카메라 모듈(100)과 함께 듀얼 카메라에 사용될 수 있으며, 나아가 다수의 비폴디드 카메라 모듈을 포함하는 멀티 애퍼쳐 카메라에 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 폴디드 카메라 모듈(200)은 비폴디드 카메라 모듈(100) 없이 단독으로 사용될 수도 있다.
한편, 본 발명의 폴디드 카메라 모듈(200)은 다양한 모바일 장치(1000)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 모바일 장치(1000)는 스마트 폰, 태블릿 또는 랩톱일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형될 수 있다.

Claims (12)

  1. 광의 진행 방향을 변경하는 폴딩 요소;
    상기 폴딩 요소로부터 출사된 광이 입사되도록 배치된 렌즈 모듈; 및
    상기 렌즈 모듈에서 출사된 광을 검출하는 이미지 센서를 포함하되,
    상기 폴딩 요소는,
    광 입사면, 광 반사면 및 광 출사면을 갖는 프리즘 바디; 및
    상기 광 입사면 또는 광 출사면 상에 배치되며, 적외선을 컷 오프하는 필터 적층체를 포함하는 폴디드 카메라 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터 적층체는 상기 프리즘 바디 상에 코팅된 폴디드 카메라 모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 필터 적층체는 고굴절 물질층 및 저굴절 물질층을 포함하는 폴디드 카메라 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴딩 요소는 상기 광 입사면 또는 광 출사면 중 상기 필터 적층체가 배치된 면 이외의 다른 면 상에 배치된 반사 방지막을 더 포함하는 폴디드 카메라 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 입사면 및 광 출사면 상에 각각 필터 적층체가 코팅된 폴디드 카메라 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴딩 요소는 상기 광 반사면 상에 배치된 반사기를 더 포함하는 폴디드 카메라 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 반사기는 금속 반사기 또는 분포 브래그 반사기인 폴디드 카메라 모듈.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리즘 바디는 1.5 내지 1.8 범위 내의 굴절률를 갖는 글래스인 폴디드 카메라 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    모바일 장치에 탑재된 폴디드 카메라 모듈.
  10. 청구항 1 내지 10의 어느 한 항에 기재된 폴디드 카메라 모듈을 포함하는 모바일 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 폴디드 카메라 모듈과 함께 비폴디드 카메라 모듈을 더 포함하는 모바일 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 모바일 장치는 스마트 폰, 태블릿 또는 랩톱인 모바일 장치.
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