KR20090058229A - 듀얼 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 듀얼 카메라 모듈은, 일체형의 하우징; 내부에 하나 이상의 렌즈가 적층되어 상기 하우징 상단에 결합되는 렌즈 어셈블리; 상기 렌즈 어셈블리와 인접한 상기 하우징의 일측면과, 상기 렌즈 어셈블리 직하부의 상기 하우징 하면에 장착되는 복수의 이미지센서; 상기 하우징 내부에서 수평 이동되는 리플렉터; 및 상기 리플렉터에 장착되어 상기 렌즈 어셈블리를 통해 입사되는 광의 경로를 변경하는 미러;를 포함하며, 이동통신 단말기 내의 카메라 모듈 장착 공간을 줄일 수 있으며, 동영상 촬영과 정지 화상 촬영이 하나의 카메라 모듈을 통해 가능하도록 하여 카메라 모듈의 크기를 감소시킴과 아울러 제작비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

하우징, 렌즈 어셈블리, 이미지센서, 인쇄회로기판, 리플렉터, 미러, 적외선 차단필터

Description

듀얼 카메라 모듈{Dual camera module}

본 발명은 듀얼 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 하우징 내에 단일의 렌즈 어셈블리와 서로 다른 해상도를 갖는 복수의 이미지센서가 장착되고, 렌즈 어셈블리를 통해 입사된 광의 경로를 리플렉터에 의해 변경시켜 복수의 이미지센서에 선택적으로 입사되도록 함으로써, 하나의 카메라 모듈을 통해 듀얼 카메라의 작동이 가능하도록 함과 아울러 카메라의 장착 공간을 줄일 수 있도록 한 듀얼 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등의 기능이 추가된 카메라 모듈이 탑재되고 있으며, 30만 화소(VGA급, QCIF급)에서 현재 수백만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

또한 무선 인터넷이 가능한 와이브로 칩의 탑재에 의해서 파일 전송이 가능 한 시스템으로 발전됨에 따라 화상 통화가 가능해 졌으며, 이에 따라 화상 통화를 위한 동영상 촬영과 정지 화상 촬영이 가능한 듀얼 카메라(DUAL CAMERA)의 중요성이 대두되고 있다.

일반적으로 이러한 듀얼 카메라를 구현하는데 있어서, 1.3 메가(MEGA) 이상의 고화소 카메라는 정지 화상을 촬영하기 위한 것으로 사용되고, VGA급 이하의 저화소 카메라는 화상 통화용으로 사용되고 있다. 그러나, 휴대용 단말기의 가격이 저가격화 시대로 이끌어져 가고 있는 가운데, 두 개의 카메라 모듈을 사용함에 있어서 그 비용 상승이 초래되고 있다.

따라서, 하나의 카메라 모듈을 이용하여 고화소 촬영 기능과 일반 화상용 촬영 기능을 병합한 카메라의 사용방법이 고려되고 있다.

이러한 방법을 구현하기 위하여 한 쌍의 연성인쇄회로기판에 각각 저화소 카메라 모듈과 고화소 카메라 모듈을 탑재하거나, 하나의 연성인쇄회로기판에 저화소 카메라 모듈과 고화소 카메라 모듈을 동시에 장착하여 이동통신 단말기 내부에 탑재하여 서로 다른 신호에 의해서 작동되도록 하는 방식이 주로 사용되었으나, 이동통신 단말기 내부의 공간을 많이 차지하여 단말기 자체의 슬림화 및 소형화가 저해되는 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하기 위하여 일반적인 힌지 타입(HINGE TYPE)의 카메라 모듈을 이용하여 상기 단일 카메라를 회전하여 사용할 수 있으나(대한민국 특허공개 제2005-0091955호 및 제2004-0094133호 등), 이러한 타입의 카메라 모듈은 힌지의 실장을 위한 기구적인 제약을 받고 또한 수동전환의 불편함이 있다. 아울러, 화상 카메라의 특성상 LCD 창에 근접한 위치에 카메라 모듈이 탑재되도록 위치시켜야만 화상 통화시 상대방의 시선에 많이 어긋나지 않도록 할 수 있는 바, 일반적인 힌지 타입은 카메라 모듈의 장착 구조의 제약에 의해서 시선 처리가 다소 어려운 문제점이 지적되고 있다.

한편, 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 서로 다른 화소 또는 동일한 화소를 가지는 한 쌍의 카메라 모듈(1)이 그 입사부가 서로 반대 방향을 향하도록 장착됨에 있어, 도 1과 같이 전원 연결용 커넥터(3)가 장착된 하나의 기판(2) 상에 카메라 모듈(1)이 그 입사부가 반대 방향을 향하도록 장착될 수 있다.

상기 도 1에 도시된 듀얼 카메라 모듈의 경우에는 하나의 기판(2)상에 부착된 두 개의 카메라 모듈(1)을 선택적으로 구동시키기 위하여 주로 SADDR 단자를 이용한 마스터(Master), 슬레이브(Slave)로 구분되는 카메라 모듈이 장착됨으로써, 상기 마스터측 카메라 모듈(1)이 온(ON) 상태일 때는 슬레이브측 카메라 모듈(1)은 오프(OFF) 상태로 유지되고, 상기 마스터측 카메라 모듈(1)이 오프일 때는 그 반대의 상태로 구동되도록 하는 구조가 주로 이용되고 있다.

또한, 도 1에 도시된 카메라 모듈 장착 구조의 경우에는 각각의 커넥터(3)를 가지고 본체내의 메인기판 상에 각 기판(2)이 결합되어 상기 카메라 모듈(1)의 전기적 연결이 이루어지는 구조로써, 각각의 커넥터(3)를 통해 전기적 신호를 송출하는 인에이블(Enable) 단자를 이용하여 각 카메라 모듈(1)의 구동 선택이 이루어지 게 된다.

그러나, 도 1과 같은 형태의 듀얼 카메라 모듈도 이동통신 단말기 내에 적절한 위치에 장착되기 위해서는 공간의 제약을 많이 받을 수 밖에 없고, 각 카메라 모듈(1)을 개별적으로 구동시키기 위한 전기적 신호를 송출하는 인에이블 단자가 구비되어야만 하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 듀얼 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 단일의 렌즈 어셈블리를 통해 유입되는 입사광이 위치 가변형 리플렉터에 부착된 미러를 통해 광 경로가 변환되도록 하여 서로 다른 해상도를 갖는 복수의 이미지센서에 선택적으로 입사되도록 함으로써, 동영상 촬영과 정지 화상 촬영이 하나의 카메라 모듈을 통해 가능하도록 한 듀얼 카메라 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 일체형의 하우징과, 내부에 하나 이상의 렌즈가 적층되어 상기 하우징 상단에 결합되는 렌즈 어셈블리와, 상기 하우징의 일측면과 렌즈 어셈블리 직하부의 상기 하우징 하면에 장착되는 복수의 이미지센서와, 상기 하우징 내부에서 수평 이동되면서 상기 렌즈 어셈블리를 통해 입사되는 광의 경로를 변경하는 리플렉터를 포함하는 듀얼 카메라 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.

이때, 상기 렌즈 어셈블리의 하부에는 렌즈 어셈블리 내부의 렌즈를 관통해 유입되는 광 중에 포함된 과도한 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터가 장착된다.

상기 하우징은 직사각 단면을 가지는 육면체로 구성되고, 상부로 돌출된 어셈블리 장착부 상에 렌즈 어셈블리가 삽입 장착된다.

상기 하우징의 일측 측벽과 상기 렌즈 어셈블리의 직하부에 장착된 이미지센서는 인쇄회로기판 상에 실장되어 각각 하우징에 장착되며, 상기 하우징에 장착되는 복수의 이미지센서 중 하나는 VGA나 QCIF급의 저화소 이미지센서이고, 다른 하나는 MEGA급의 고화소 이미지센서가 장착됨이 바람직하다.

여기서, 서로 다른 화소를 갖는 이미지센서의 장착 위치는 변경될 수 있다.

또한, 상기 하우징 내부에는 리플렉터 가이드에 의해서 수평 이동되는 리플렉터가 설치된다. 상기 리플렉터는 바(bar) 형태의 리플렉터 가이드 전방에 렌즈 어셈블리로부터 입사되는 광의 경로를 변경하기 위한 미러가 장착되어 상기 렌즈 어셈블리 하부에서 수평 이동된다.

즉, 상기 미러가 렌즈 어셈블리의 직하부에 위치할 경우에는 렌즈 어셈블리로부터 수직 조사되는 입사광이 미러에 반사되어 직각으로 광경로가 변경됨에 의해서 하우징 측벽에 장착된 이미지센서로 집광된다.

또한, 리플렉터를 수평 이동시켜 렌즈 어셈블리 일측의 하우징 내로 이동되었을 경우에는 상기 렌즈 어셈블리를 통과한 입사광이 그 직하부의 이미지센서에 직접 집광된다.

이때, 상기 리플렉터에 장착된 미러는 직상부에서 조사되는 렌즈 어셈블리의 입사광에 대한 광경로가 직각으로 변경될 수 있도록 45°의 각도로 설치됨이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 듀얼 카메라 모듈은 하우징에 장착된 단일의 렌즈 어셈블리를 통해 유입되는 입사광이 리플렉터에 장착된 미러를 통해 광 경로를 선택적으로 변환되어 복수의 이미지센서에 선택적으로 결상될 수 있도록 함으로써, 이동통신 단말기 내의 카메라 모듈 장착 공간을 줄일 수 있으며, 동영상 촬영과 정지 화상 촬영이 하나의 카메라 모듈을 통해 가능하도록 하여 카메라 모듈의 크기를 감소시킴과 아울러 제작비를 절감할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 아래의 도면을 참조한 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 듀얼 카메라 모듈(100)은 하우징(110)과, 하우징(110) 상단에 결합되는 렌즈 어셈블리(120)와, 상기 하우징(110)의 측부와 하부에 결합되는 이미지센서(130a)(130b)와, 상기 하우징(110) 내부에서 수평 이동되는 리플렉터(140)로 구성된다.

상기 하우징(110)은 직육면체의 형태를 가지는 일체형으로 구성되고, 상부 일측에 어셈블리 장착부(111)가 상향 돌출 형성된다. 상기 어셈블리 장착부(111) 내에는 외부의 피사체로부터 반사된 광이 입사되는 렌즈 어셈블리(120)가 장착된다.

상기 렌즈 어셈블리(120)는 내부에 다수의 렌즈(도면 미도시)가 적층 결합되며, 외주면에 수나사부(121)가 형성되어 상기 어셈블리 결합구(111) 내에 형성된 암나사부(112)와 상호 나사 결합됨에 의해서 상기 하우징(110) 상부에 장착된다.

상기 렌즈 어셈블리(120)의 직하부에는 상기 렌즈 어셈블리(120)를 통해 유입된 광 중에 포함된 과도한 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터(150)가 장착된다. 이때, 상기 적외선 차단필터(150)는 상기 렌즈 어셈블리(120) 직하부의 인접한 위치, 즉 하우징(110) 상부측에 결합됨이 바람직하다.

또한, 상기 하우징(110)은 복수의 이미지센서(130a)(130b)가 장착되어 상기 렌즈 어셈블리(120)로부터 입사된 광이 선택적으로 집광됨으로써, 정지 화상 촬영과 동영상 촬영이 이루어질 수 있도록 한다. 상기 복수의 이미지센서(130a)(130b)는 각각 인쇄회로기판(131a)(131b)의 중앙부에 실장되어 하우징(110)의 일측 단부와 하면에 장착된다.

이때, 상기 이미지센서(130a)(130b)가 실장된 인쇄회로기판(131a)(131b)은 각각 렌즈 어셈블리(120)와 인접한 하우징(110)의 측면과 렌즈 어셈블리(120) 직하부의 하우징(110) 저면에 결합되며, 상기 인쇄회로기판(131a)(131b)에 실장된 이미지센서(130a)(130b)가 하우징 내측으로 노출되도록 장착된다.

상기 인쇄회로기판(131a)(131b)에 실장된 이미지센서(130a)(130b)는 주로 와이어 본딩에 의해서 인쇄회로기판(131a)(131b)과 전기적으로 연결되고, 중앙부에 구비된 수광부(도면 미도시)에 상기 렌즈 어셈블리(120)를 통해 입사된 광이 집광되어 화상 생성을 위한 전기적 신호가 생성된다.

한편, 상기 하우징(110)의 내부에는 직육면체의 하우징(110) 내부에서 수평 이동되는 리플렉터(140)가 설치된다.

상기 리플렉터(140)는 상부에 소정의 각도로 경사진 반사면(142)이 구비된 미러(141)가 장착되며, 일측에 리플렉터(140)를 수평 이동시키기 위한 리플렉터 가이드(143)가 결합된다. 상기 리플렉터 가이드(143)는 이미지센서(130a)가 부착된 하우징(110) 측면의 반대 측면에 결합되며, 외부의 구동 신호에 따라 공압 또는 유압에 의해서 하우징(110) 내에서 수평으로 왕복 이송된다.

상기 리플렉터(140)에 장착된 미러(141)는 렌즈 어셈블리(120)의 직하부에서 리플렉터(140)의 수평 이송에 의해서 작동되며, 상기 렌즈 어셈블리(120)의 직하부에 위치했을 때, 렌즈 어셈블리(120)를 통해 입사되는 광이 미러(141)의 경사진 반사면(142)에 반사되어 입사 방향과 직각인 방향으로 광 경로가 변경되도록 한다.

상기 미러(141)에 반사된 입사광은 하우징(110)의 측면에 결합된 이미지센서(130a)를 통해 집광된다. 이때, 상기 미러(141)의 경사 각도는 상부에서 수직 조사된 광을 수평 방향으로 경로 변경시키기 위하여 45°내외의 각도로 형성됨이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 하우징(110)의 일측 벽체와 하부에 장착된 이미지센서(130a)(130b)는 각기 다른 화소를 갖는 이미지센서(130a)(130b)가 장착되는 데, 그 중 하나의 이미지센서(130a)는 화상 통신용 영상을 촬영하기 위한 VGA급 또는 QCIF급 저화소 이미지센서(130a)이고, 다른 하나의 이미지센서(130b)는 정지 화상을 촬영하기 위한 MEGA급의 고화소 이미지센서(130b)이다.

상기와 같이 서로 다른 화소를 갖는 복수의 이미지센서(130a)(130b)는 인쇄회로기판(131a)(131b)에 실장되어 상기 하우징(110)의 일측 측면과 하면에 장착될 때, 그 장착 위치는 상호 변경 가능하다.

여기서, 상기 하우징(110)의 일측면 상에 결합되는 이미지센서(130a)는 렌즈 어셈블리(120)로부터 입사된 광이 미러(141)의 경사진 반사면(142)에 반사되어 집광되기 때문에 직접 조사되는 광에 비해서 피사체의 상에 대한 해상력이 떨어질 수 밖에 없기 때문에 동영상 촬영이 주로 이루어지는 VGA급이나 QCIF급의 저화소 이미지센서(130a)가 장착됨이 바람직하다.

따라서, 상기 렌즈 어셈블리(120)의 직하부에는 피사체의 반전된 상이 포함된 입사광이 직접 집광되어 선명한 화질의 정지 영상을 촬영할 수 있는 고화소의 MEGA급 고화소 이미지센서(130b)가 장착된다.

이와 같은 기술적 구성을 갖는 본 발명의 듀얼 카메라 모듈에 대한 작동 과정을 도 3 내지 도 4를 통해 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 정지 영상 촬영시 단면도와 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 동영상 촬영시 단면도와 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 듀얼 카메라 모듈(100)은 정지 화상 촬영에 대한 신호를 수신받으면, 하우징(110) 내에 장착된 리플렉터 가이드(143)가 도 4와 같이 하우징(110) 외측으로 인출되면서 리플렉터(140)가 하우징(110) 내부의 일측으로 수평 이송되고, 리플렉터(140)에 장착된 미러(141)가 하우징(110) 내의 일측 공간에 위치하게 된다.

이때, 상기 렌즈 어셈블리(120)를 통해 피사체의 정보를 가지고 입사되는 광은 경유 부재 없이 렌즈 어셈블리(120) 직하부에 설치된 고화소의 이미지센서(130b)에 직접 집광되고, 이미지센서(130b)에 집광된 광은 고화질의 정지 화상 신호로 변환되어 인쇄회로기판(131b)을 통해 외부 기기로 송출된다.

또한, 카메라 모듈(100) 외부로부터 동영상 촬영에 대한 신호가 수신되면, 하우징(110) 내에 장착된 리플렉터 가이드(143)가 도 5와 같이 하우징(110)의 내측으로 유입되면서 리플렉터(140)가 하우징(110) 내의 렌즈 어셈블리(120) 직하부로 수평 이송되고, 리플렉터(140)에 장착된 미러(141)가 하우징(110) 내의 렌즈 어셈블리(120) 직하부에 위치하게 된다.

이 상태에서 상기 렌즈 어셈블리(120)를 통해 피사체의 정보를 가지고 입사되는 광은 미러(141)의 경사진 반사면(142)에 반사되어 입사되는 방향과 직각의 방향으로 광 경로가 변경됨에 따라 하우징(110) 측벽에 설치된 저화소의 이미지센서(130a)에 집광되고, 상기 이미지센서(130a)에 집광된 광은 화상 통화에 필요한 동영상 신호로 변환되어 인쇄회로기판(131a)을 통해 외부 기기로 송출된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래 듀얼 카메라 모듈의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 정지 영상 촬영시 단면도와 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 듀얼 카메라 모듈의 동영상 촬영시 단면도와 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110. 하우징 120. 렌즈 어셈블리

130a,130b. 이미지센서 131a,131b. 인쇄회로기판

140. 리플렉터 141. 미러

150. 적외선 차단필터

Claims (11)

1. 일체형의 하우징;

   내부에 하나 이상의 렌즈가 적층되어 상기 하우징 상단에 결합되는 렌즈 어셈블리;

   상기 렌즈 어셈블리와 인접한 상기 하우징의 일측면과, 상기 렌즈 어셈블리 직하부의 상기 하우징 하면에 장착되는 복수의 이미지센서;

   상기 하우징 내부에서 수평 이동되는 리플렉터; 및

   상기 리플렉터에 장착되어 상기 렌즈 어셈블리를 통해 입사되는 광의 경로를 변경하는 미러;

   를 포함하는 듀얼 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈 어셈블리의 직하부에는 상기 렌즈 어셈블리 내부의 렌즈를 관통해 유입되는 광 중에 포함된 과도한 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단필터가 장착된 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은, 직사각 단면을 가지는 직육면체로 구성되고, 상부 일측에 어셈블리 장착부가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 렌즈 어셈블리는, 외주면에 수나사부가 형성되어 상기 어셈블리 장착부 내에 형성된 암나사부와 상호 나사 결합됨에 의해서 상기 하우징 상부에 장착된 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 이미지센서는, 인쇄회로기판의 상면에 실장되어 상기 하우징에 장착되며, 서로 다른 화소를 가지는 이미지센서인 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
6. 제5항에 있어서,

   상기 복수의 이미지센서 중 어느 하나는 VGA나 QCIF급의 저화소 이미지센서이고, 다른 하나는 MEGA급의 고화소 이미지센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
7. 제5항에 있어서,

   상기 복수의 이미지센서는, 상기 하우징의 일측면과 하면 중 그 장착 위치가 상호 변경 가능한 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
8. 제1항에 있어서,

   상기 리플렉터는, 상기 하우징의 일측에서 수평으로 왕복 이송되는 리플렉터 가이드의 단부에 연결되어 상기 하우징 내부에서 수평 이동되는 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
9. 제8항에 있어서,

   상기 리플렉터 가이드는, 유압 또는 공압에 의해서 수평으로 왕복 이송되는 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
10. 제1항에 있어서,

    상기 미러는, 상기 렌즈 어셈블리로부터 수직 입사되는 광의 경로를 수평의 방향으로 변경시키기 위하여 전방에 경사진 반사면을 갖는 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.
11. 제10항에 있어서,

    상기 미러는, 입사광에 대한 광경로가 입사 방향에서 직각으로 변경될 수 있도록 45°의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 듀얼 카메라 모듈.

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