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1、(10)申请公布号 CN 103973945 A (43)申请公布日 2014.08.06 C N 1 0 3 9 7 3 9 4 5 A (21)申请号 201310549371.0 (22)申请日 2013.11.07 10-2013-0008532 2013.01.25 KR H04N 5/225(2006.01) G03B 17/12(2006.01) (71)申请人三星电机株式会社 地址韩国京畿道 (72)发明人金玄 (74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人余刚 吴孟秋 (54) 发明名称 照相机模块 (57) 摘要 本文所公开的是通过将图像传感器和。
2、识别传 感器设置在透镜视角内而能够根据模式选择使用 的照相机模块,该照相机模块包括:传感器芯片, 包括硅基板和实现在该硅基板上的传感器;以及 透镜镜筒,密封地容纳传感器芯片并且包括至少 一个透镜,其中硅基板包括被彼此邻近地实现为 包括在透镜视角内的图像传感器和识别传感器。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103973945 A CN 103973945 A 1/2页 2 1.一种照相机模块,包括: 传感器芯片,包括硅基板和。
3、在所述硅基板上实施的传感器;以及 透镜镜筒,密封地容纳所述传感器芯片并且包括至少一个透镜, 其中,所述硅基板包括被彼此邻近地实施为包括在所述透镜的视角内的图像传感器和 识别传感器。 2.根据权利要求1所述的照相机模块,其中,所述图像传感器具有比所述识别传感器 相对更大的标准尺寸。 3.根据权利要求1所述的照相机模块,其中,所述识别传感器包括照度传感器、接近传 感器以及操作识别传感器中的至少一个。 4.根据权利要求1所述的照相机模块,其中,所述图像传感器具有短边和长边,并且所 述识别传感器设置在所述长边的一侧。 5.根据权利要求1所述的照相机模块,其中,所述识别传感器的图像区域是以下传感 器中的。
4、任一个:具有像素大小为1.75m以下、高清晰度(HD)水平的像素数(1280720)的 16:9传感器;以及具有全HD水平的像素数目(19201080)的16:9传感器,所述透镜的光 学格式包括4:3区域,并且对于所述识别传感器满足以下式子: W r =(N wr /2)P r ,H r =(N hr /2)P r ,H i =(N hi /2)P i 其中Nwr是所述识别传感器的水平像素数, Nhr是所述识别传感器的垂直像素数, Pr是所述识别传感器的像素间距, Nhi是所述图像传感器的垂直像素数, Pi是所述图像传感器的像素间距, G是所述图像传感器的图像区域和所述识别传感器的图像区域之间。
5、的间隔,并且 Roj是包围所述图像传感器的图像区域的4:3光学格式区域的半径。 6.根据权利要求5所述的照相机模块,其中,当所述识别传感器具有100100的像素 数,并且所述图像传感器具有像素间距为1.75m的HD水平的像素数时,并且所述识别传 感器的像素间距由计算。 7.根据权利要求6所述的照相机模块,其中,当所述识别传感器的像素间距被固定为 10m时,像素数由计算。 8.根据权利要求5所述的照相机模块,其中,当所述识别传感器具有100100的像素 数,并且所述图像传感器具有像素间距为1.4m的HD水平的像素数时,所述识别传感器的 像素间距由计算。 9.根据权利要求8所述的照相机模块,其中,。
6、当所述识别传感器的像素间距被固定为 10m时,像素数由计算。 权 利 要 求 书CN 103973945 A 2/2页 3 10.根据权利要求5所述的照相机模块,其中,当所述识别传感器具有100100的像素 数,以及所述图像传感器具有像素间距为1.75m的全HD水平的像素数时,所述识别传感 器的像素间距由计算。 11.根据权利要求5所述的照相机模块,其中,当所述识别传感器具有100100的像素 数,以及所述图像传感器具有像素间距为1.4m的全HD水平的像素数时,所述识别传感器 的像素间距由计算。 12.根据权利要求11所述的照相机模块,其中,当所述识别传感器的像素间距被固定 为10m时,像素数。
7、由计算。 13.根据权利要求1所述的照相机模块,其中,所述硅树脂基板包括配置在邻近于所述 识别传感器的位置处的识别传感器垫和配置在所述图像传感器两侧的图像传感器垫。 14.根据权利要求1所述的照相机模块,其中,所述透镜具有2.0以下的F数。 权 利 要 求 书CN 103973945 A 1/6页 4 照相机模块 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求于2013年1月25日提交的题为“Camera Module”的韩国专利申请第 10-2013-0008532号的优先权,其全部内容通过引用结合于本申请中。 技术领域 0003 本发明涉及一种照相机模块,更具体地,涉及其中双传感器设置。
8、在透镜的视角内 的照相机模块。 背景技术 0004 随着诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、平板个人计算机(PC)等便携式终端技 术的最新发展,便携式终端已被用作多功能整合(如音乐、电影、电视、游戏等)以及简单的 电话功能。这些产品中引领多功能整合发展的最典型产品可能是照相机模块。照相机模块 已被改变用于实现诸如自动对焦AF和光学变焦的各种附加功能的同时还基于高像素进行 改变。 0005 照相机模块被紧凑地制造为应用于各种IT器件,诸如照相机电话、PDA、包括智能 电话的便携式移动通信设备等,并且近来,配备有小型照相机模块以适合各种用户喜好的 设备的发布逐渐增多。 0006 这种照相机模块使。
9、用诸如CCD、CMOS等图像传感器作为主要部件来制造,并且通 过图像传感器收集对象的图像以在设备的存储器上存储为数据,其中,存储的数据通过设 备中的诸如LCD、PC监测器等显示媒体而显示为图像。 0007 根据现有技术的照相机模块主要由图像传感器模块和透镜组构成,其中,图像传 感器模块包括将接收自外部的图像信号转换为电信号的图像传感器和电连接至图像传感 器的印刷电路板,并且密封地容纳图像传感器模块的透镜组由一个或多个透镜耦接于其中 的透镜镜筒、其中容纳有透镜镜筒的透镜保持器和滤光器。 0008 然而,在对对象进行拍摄时或识别对象的操作时,根据现有技术的照相机模块包 括待安装的单独模块,使得模块。
10、本身的安装空间可能增加并且制造成本可能增加。 0009 【现有技术文献】 0010 【专利文献】 0011 (专利文献1)引用文献:韩国专利公开第2012-064476号。 发明内容 0012 本发明的目的是提供一种照相机模块,该照相机模块通过将图像传感器和识别传 感器设置在透镜视角内部而由独立模块同时地执行对对象的成像和识别。 0013 根据本发明的示例性实施方式,提供了一个照相机模块,该照相机模块包括:传感 器芯片,包含硅基板和在该硅基板上实现的传感器;以及透镜镜筒,密封地容纳传感器芯片 并包括至少一个透镜,其中该硅基板包括彼此相邻实现为包括在透镜视角内的图像传感器 说 明 书CN 103。
11、973945 A 2/6页 5 和识别传感器。 0014 图像传感器可具有比识别传感器相对大的标准尺寸,并且识别传感器可包括照度 传感器、接近传感器以及操作识别传感器中的至少一个。 0015 图像传感器可具有短边和长边,并且图像传感器可设置在长边的一侧。 0016 识别传感器的图像区域可以是以下传感器中的任一个:具有像素大小为1.75m 以下、像素数目(1280720)的高清晰度(HD)水平的16:9传感器;以及像素数目为 (19201080)的全HD水平的16:9传感器,透镜的光学格式可包括4:3区域,并且可满足以 下式子。 0017 0018 W r =(N wr /2)P r ,H r 。
12、=(N hr /2)P r ,H i =(N hi /2)P i 0019 其中Nwr是识别传感器的水平像素数, 0020 Nhr是识别传感器的垂直像素数, 0021 Pr是识别传感器的像素间距, 0022 Nhi是图像传感器的垂直像素数, 0023 Pi是图像传感器的像素间距, 0024 G是图像传感器的图像区域和识别传感器的图像区域之间的间隔,并且 0025 Roj是包围图像传感器的图像区域的4:3光学格式区域的半径。 0026 硅树脂基板可包括配置在邻近于识别传感器位置的识别传感器垫和配置在图像 传感器两侧的图像传感器垫。 附图说明 0027 图1是示出了根据本发明示例性实施方式的照相机。
13、模块的传感器装置和透镜视 角的说明图;并且 0028 图2A和图2B是示出了根据本发明示例性实施方式的其中识别垫和图像垫设置在 传感器芯片的侧面的状态的说明图。 具体实施方式 0029 下文中,将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。 0030 图1是示出了根据本发明示例性实施方式的照相机模块的传感器装置和透镜视 角的说明图,并且图2A和图2B是示出了根据本发明示例性实施方式的其中识别垫和图像 垫被设置在传感器芯片的侧面的状态。 0031 如图所示,根据本发明示例性实施方式的照相机模块包括传感器芯片和被安装为 密封地容纳传感器芯片的透镜20。 0032 传感器芯片包括硅基板10和实施在该硅基。
14、板10上的传感器12和传感器14。传 感器可包括图像传感器12和识别传感器14。 0033 图像传感器12具有包括短边和长边的矩形形状,并且可安装在硅基板10的中央 部,以使得其可以设置在与透镜20中心相同的轴线上。当拍摄静止图片或移动图片时,图 像传感器12用于感测对象的图像。 说 明 书CN 103973945 A 3/6页 6 0034 另外,具有像素大小为1.75m以下、像素数目为1280720的高清晰度(HD)水 平的16:9传感器,以及具有像素数目为19201080的全HD水平的16:9传感器可用作图 像传感器12。 0035 在这种情况下,根据采用16:9图像传感器的图像传感器1。
15、2的标准尺寸,透镜20 可采用4:3光学格式。 0036 另外,感测光的照度的照度传感器、接近传感器以及识别对象的操作的操作识别 传感器等可应用为识别传感器14。该识别传感器14被设置为邻近于图像传感器12以位于 透镜的视角内。 0037 此外,识别传感器14具有相对小于图像传感器12的标准尺寸。这是因为当设置 在透镜20视角内时,识别传感器14设置在除了透镜20视角内的图像传感器12之外的剩 余空间内,即,邻近于图像传感器12长边的位置。 0038 另一方面,图1是示出了图像传感器12和识别传感器14设置在透镜20视角内的 状态。 0039 Wi和Hi分别表示具有16:9格式的图像传感器的图。
16、像区域的水平宽度的一半和垂 直高度的一半。 0040 另一方面,Wr和Hr分别表示识别传感器的图像区域的水平宽度的一半和垂直高 度的一半。 0041 此外,G表示识别传感器14的图像区域和图像传感器12的图像区域之间的间隔, 并且Roj表示由包围图像传感器12的图像区域的虚线所指示的4:3格式区域的半径(对角 线长度的一半)。 0042 这里,传感器的光学格式通常被定义为传感器的图像区域的对角线长度除以18 所得的值,单位是mm。例如,在具有像素大小为1.75m、像素数目为1280720的HD水平 传感器的情况下,传感器的光学格式被计算为2.57/18=1/7英寸。 0043 在本发明中,在以。
17、下情况下:即,根据本发明的识别传感器14的图像区域是具有 像素大小为1.75m以下的像素数(1280720)的HD水平的16:9传感器,以及具有像素数 (19201080)的全HD水平的16:9传感器中的任一个,并且透镜的光学格式被构造成4:3 区域,可满足以下式子。 0044 【式子1】 0045 0046 W r =(N wr /2)P r ,H r =(N hr /2)P r ,H i =(N hi /2)P i 0047 Nwr是识别传感器的水平像素数。 0048 Nhr是识别传感器的垂直像素数。 0049 Pr是识别传感器的像素间距。 0050 Nhi是图像传感器的垂直像素数。 00。
18、51 Pi是图像传感器的像素间距。 0052 G是图像传感器的图像区域和识别传感器的图像区域之间的间隔。 0053 Roj是包围图像传感器的图像区域的4:3光学格式区域的半径。 0054 如参考所描述式子的示例性实施方式所示,当识别传感器14具有100100的像 说 明 书CN 103973945 A 4/6页 7 素数,而图像传感器具有像素间距为1.75m的HD水平的像素数时,识别传感器的像素间 距由以下式子估计。 0055 0056 在这种情况下,h i 是0.63mm而4:3光学格式的R of 是1.4mm。 0057 更具体地,图像传感器12的像素间距P i 是1.75m,而HD水平(。
19、1280720)的图 像传感器12的垂直像素数N hi 是720。因此,可得到H i =(720/2)*1.75m=630m=0.63mm。 0058 另外,间隔G是100m=0.1mm,并且100100像素水平的识别传感器14的垂直像 素数N hr 是100。因此,Hr=(100/2)*Pr2*Hr=100*Pr。 0059 此外,100100像素水平的识别传感器的水平像素数N wr 是100。因此, W r =(100/2)*P r 。 0060 然后,包括具有HD水平的像素数的图像传感器12的4:3光学格式区 域的R of 如下计算。水平宽度是12801.75m=2240m=2.24,而。
20、垂直高度是 9601.75m=1680m= 1.68mm。因此,4:3区域的对角线长度是2.8mm,并且R of 是对角线 长度一半的1.4mm。 0061 这里,在16:9传感器的情况下,垂直像素数是1280*9/16=720,而在4:3传感器的 情况下,垂直像素数是1280*3/4=960。 0062 因此,从以上式子可知,识别传感器14具有最大值为6.3m的像素间距P r 。 0063 另一方面,当通过优先考虑低照明的图像质量性能而首先将识别传感器14的像 素间距固定的状态中确定像素数时,可由如下式子计算像素数。 0064 即,当识别传感器14的像素间距固定为10m时,像素数由 计算。 。
21、0065 在这种情况下,为了便于计算,当通过假设Nwr和Nhr彼此具有相等的值来求解上 述式子时,可知识别传感器具有最大像素数6363。 0066 此外,如另一示例性实施方式所示,当识别传感器14具有100100的像素数,而 图像传感器12具有像素间距为1.4m的HD水平的像素数时,识别传感器的像素间距可由 以下式子计算。 0067 0068 当求解上述式子时,可知识别传感器具有最大值为4.8m的像素间距P r 。 0069 另一方面,当处于通过优先考虑低照明的图像质量性能而首先将识别传感器14 的像素间距固定的状态中确定像素数时,可由如下式子计算像素数。 0070 即,当识别传感器14的像素。
22、间距固定为10m时,像素数由以下式子计算。 0071 0072 为了便于计算,当通过假设Nwr和Nhr是彼此相等的数值来求解上述式子时,可知 识别传感器14具有最大像素数4848。 0073 此外,如再一示例性实施方式所示,当识别传感器具有100100的像素数,而图 说 明 书CN 103973945 A 5/6页 8 像传感器具有像素间距为1.75m的全HD水平的像素数,识别传感器的像素间距由以下式 子计算。 0074 在这种情况下,H i 是0.945mm,以及4:3光学格式的R of 是2.1mm。在这种情况下, H i 的值和R of 的值可通过与上面提到的实施方式相同的求解处理来计算。
23、。 0075 0076 在求解上述式子时,可知识别传感器14的像素间距P r 最大为9.9m,并且因此比 具有HD水平的像素数目的情况相对更大。 0077 这是因为与具有HD水平的像素数的图像传感器12的情况下1.4mm的4:3光学格 式的尺寸相比,具有全HD水平的像素数的图像传感器12的情况下2.1mm的4:3光学格式 的尺寸相对更大。 0078 此外,如再一示例性实施方式,当识别传感器14具有100100数目像素并且图像 传感器具有像素间距为1.4m的全HD水平的像素数时,识别传感器14的像素间距可以由 下列式子计算 0079 当求解上述式子时,可理解到,识别传感器14具有最大值为7.8m。
24、的像素间距 P r 。 0080 另一方面,当在优先考虑低照明的图像质量性能而首先将识别传感器14的像素 间距固定的状态下确定像素数时,可由如下式子计算像素数。 0081 当识别传感器14的像素间距固定为10m时,像素数由 计算。 0082 为了计算的方便,当通过假设Nwr和Nhr是彼此相等的数值来求解上述式子时,可 理解到,识别传感器14具有最大7878的像素数。 0083 与假设图像传感器12具有1.75m像素间距的上述结果类似,可理解到,当选择 全HD水平作为具有1.4m像素间距的图像传感器12的像素数时,可获得比具有HD水平 的像素数的传感器的像素数更大的识别传感器14的像素数,但是4。
25、:3光学格式区域变得近 似于两倍大。 0084 下表总结了在如上所述的各个实施方式中识别传感器14的像素间距的计算。 0085 具有1.2m像素间距的图像传感器12也包括在下表中。这是因为图像传感器12 的尺寸随着技术的发展而逐渐减小。 0086 【表1】 0087 说 明 书CN 103973945 A 6/6页 9 0088 为了更多地改进低照明下识别传感器14的性能,更有利地是保持透镜20的F数 (透镜的焦距除以透镜的有效孔径所得的值)更低。即,需要增加透镜的有效孔径以使更多 光量入射到识别传感器上。 0089 如表1所示,在HD水平的图像传感器12的像素间距是1.12m的情况下,具有像。
26、 素数100100的识别传感器14的像素间距可具有最大值3.7m。在这种情况下,可理解 到,透镜20的低F数有利于确保低照明下的识别性能。 0090 当前,用于手机的照相机模块的透镜20的F数通常大于2.0,但是具有F数为2.0 以下的透镜20会更适用于本发明的对象。 0091 另一方面,图2A和图2B是示出了根据本发明示例性实施方式的其中识别垫14a 和成像垫12a设置在传感器芯片的侧面的状态的说明图。 0092 如示出,图像传感器12可设置在硅基板10的中央部分,并且识别传感器14可设 置在图像传感器12的上部或下部。 0093 此外,硅基板10可设置有成像垫12a和识别垫14a,从而线接。
27、合至照相机模块的印 刷电路板。 0094 即,图像垫12a形成在图像传感器12的两侧,并且识别垫14a形成与识别传感器 14的位置相邻的位置,使得图像垫12a和识别垫14a可通过线接合方式耦接至印刷电路板。 0095 根据本发明示例性实施方式的照相机模块通过将图像传感器12和识别传感器14 一起设置在透镜20的视角内,可由单独模块选择性地拍摄和识别物体,从而使得能够降低 制造成本并且制造更小型化和紧凑的照相机模块。 0096 此外,根据本发明示例性实施方式的照相机模块可在不使用IR光源时用于低照 明环境。 0097 尽管已经描述了根据本发明示例性实施方式的照相机模块,但本发明并不受其限 制,而是本领域中的技术人员应当理解,各种应用和变形是可行的。 说 明 书CN 103973945 A 1/2页 10 图1 图2A 说 明 书 附 图CN 103973945 A 10 2/2页 11 图2B 说 明 书 附 图CN 103973945 A 11 。