KR100647016B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 기존의 렌즈부와 커넥터부가 분리된 분리형 카메라 모듈의 유저 인터페이스(user interface)와 동일하도록 설계하고 연결용 연성인쇄회로기판(FPCB)부를 제거함으로써 카메라 모듈의 소형화 및 단순화를 도모할 수 있는 이점이 있다.

이를 위한 본 발명에 의한 카메라 모듈은, 복수의 렌즈가 장착된 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴과 결합하여 상기 렌즈 배럴을 지지하기 위한 하우징; 및 상기 하우징의 하단부와 결합하는 기판과, 상기 기판의 상면에 실장되어 상기 렌즈 배럴을 통과하는 광을 수광하여 신호 처리하는 이미지센서와, 상기 기판의 하면에 실장되어 상기 이미지센서에 의하여 처리된 신호를 모바일용 커넥터와의 결합에 의하여 전달하는 기판용 커넥터로 이루어진 이미지센서 모듈;을 포함한다.

카메라 모듈, 이미지센서 모듈, 커넥터, 플러그 타입

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

도 1은 종래의 카메라 모듈 중 렌즈부 및 커넥터부 분리형 모듈을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 카메라 모듈 중 소켓형 모듈을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 카메라 모듈의 분해 사시도.

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 의한 카메라 모듈의 저면도 및 카메라 모듈의 기판용 커넥터의 부분 확대도.

도 5는 본 발명에 의한 카메라 모듈의 사용 상태도.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

31 : 렌즈 배럴(Lens Barrel)

32 : 하우징(Housing)

33 : 이미지센서 모듈

331 : 기판(PCB) 332 : 이미지센서(Image Sensor)

333 : 기판용 커넥터(Connector)

334 : 적층형 세라믹 커패시터(MLCC) 또는 전자부품

34 : 적외선 차단 필터(IR Cutoff Filter)

본 발명은 디지털 카메라, 모바일 기기 또는 각종 감시장치 등에 사용되는 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고정형으로 사용되는 카메라 모듈로서 기존의 렌즈부와 커넥터부가 분리된 분리형 카메라 모듈의 유저 인터페이스(user interface)와 동일하도록 설계하고 연결용 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)부를 제거함으로써 카메라 모듈의 소형화 및 단순화에 기여할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전에 의하여 데이터 통신 속도의 향상이나 데이터 통신량의 확대가 실현되고, 휴대전화나 PDA 및 노트북 등의 모바일계의 전자기기에는 CCD 이미지센서나 CMOS 이미지센서 등의 촬상소자가 실장되는 것이 보급되고 있으며, 이들은 문자 데이터 외에 카메라 모듈에 의하여 촬상된 화상 데이터를 실시간 처리로 송신할 수 있게 된다.

그러면, 이하 첨부도면을 참조하여 종래의 카메라 모듈에 대해 설명하고 그 문제점에 대해 알아보기로 하는데, 현재 일반적으로 사용되고 있는 모바일용 카메 라 모듈은, 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같은 구조로 되어 있다. 도 1은 종래의 카메라 모듈 중 렌즈부 및 커넥터부 분리형 모듈을 나타내며, 도 2는 종래의 카메라 모듈 중 소켓형 모듈을 나타낸다.

먼저, 도 1에 도시된 렌즈부 및 커넥터부 분리형 카메라 모듈은 크게, 렌즈부(11)와 커넥터부(13) 및 상기 렌즈부(11)와 커넥터부(13)를 서로 연결하는 연결용 FPCB(12)를 포함한다. 이러한 분리형 카메라 모듈은, 상기 렌즈부(11) 내의 기판과 상기 기판에 부착되는 이미지센서가 일반적으로 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board) 패키징 방식에 의할 경우, 유저 인터페이스를 위하여는 상기 연결용 FPCB(12)의 구성이 필수적으로 요구된다.

그러나, 이러한 렌즈부 및 커넥터부 분리형 카메라 모듈은, 만약 모바일 폰에서 카메라 모듈이 회전하지 않는 고정형 타입인 경우라면 상기 커넥터부(13)와 이 커넥터부(13)에 연결된 연결용 FPCB(12)가 불필요한 공간을 차지하여 전체 모듈의 크기가 커지게 되는 문제점이 있으며, 또한 상기 연결용 FPCB(12)의 사용으로 인하여 전체 모듈의 단가가 상승하게 되는 문제점이 있다. 아울러, 상기 연결용 FPCB(12)의 사용으로 인하여 시그널(signal) 선이 길어져서 ESD에 취약해지는 등의 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있다.

다음, 일반적으로 사용되는 소켓형(socket type) 카메라 모듈은, 하면 콘택형(bottom contact type)과 측면 콘택형(side contact type)으로 나눌 수 있으며, 도 2에는 하면 콘택 소켓형 카메라 모듈이 도시되어 있다. 도 2a는 이러한 하면 콘택 소켓형 카메라 모듈에 대한 사시도이며, 도 2b는 하면 콘택 소켓형 카메라 모 듈의 저면도를 나타낸다.

상기 도 2b에서 렌즈부(21) 하단부에는 이미지센서가 일반적으로 와이어 본딩 방식의 COB 패키징 방식에 의하여 실장된 기판(211)이 결합되며, 상기 렌즈부(21)가 유저측의 소켓(미도시)에 끼워져 체결되는 방식이다. 한편, 상기 기판(211)의 하면에 형성된 소켓 콘택부(212)가 유저측의 소켓 단자와 대응하여 접촉하게 된다.

그러나, 이러한 소켓형 카메라 모듈은, 소켓 사양마다 PCB의 외각을 다르게 설계해야 하는 문제점이 있으며, 유저측으로서는 고가의 소켓을 사용해야만 하는 문제점이 있다. 특히 측면 콘택형의 경우 설계의 난이도와 함께 PCB의 단가가 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 기존의 PCB 재질을 최대한 사용함과 동시에 기존의 렌즈부와 커넥터부가 분리된 분리형 카메라 모듈의 유저 인터페이스(user interface)와 동일하도록 설계하고 연결용 FPCB부를 제거함으로써 카메라 모듈의 소형화 및 단순화를 달성할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.

또한, 종래에 사용되는 제조공정을 하나의 공정라인 상에서 처리할 수 있어 제조단가와 공정수율을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.

아울러, 외부충격 등에 의하여 발생할 수 있는 신호의 단락을 방지할 수 있 는 카메라 모듈을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 카메라 모듈은, 복수의 렌즈가 장착된 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴과 결합하여 상기 렌즈 배럴을 지지하기 위한 하우징; 및 상기 하우징의 하단부와 결합하는 기판과, 상기 기판의 상면에 실장되어 상기 렌즈 배럴을 통과하는 광을 수광하여 신호 처리하는 이미지센서와, 상기 기판의 하면에 실장되어 상기 이미지센서에 의하여 처리된 신호를 모바일용 커넥터와의 결합에 의하여 전달하는 기판용 커넥터로 이루어진 이미지센서 모듈;을 포함한다.

여기서, 상기 기판용 커넥터는 2 접점 이상의 커넥터인 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판용 커넥터는 상기 기판의 하면에 표면실장기술(Surface Mount Technology: SMT)에 의하여 부착된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 기판은 경성인쇄회로기판(Rigid PCB)으로서 양면인쇄회로기판인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 카메라 모듈의 분해 사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 카메라 모듈의 저면도와 이 카메라 모듈의 기판용 커넥터의 부분 확대도를 나타내며, 도 5는 본 발명에 의한 카메라 모듈의 사용 상태도를 나타낸다.

도 3과 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 카메라 모듈은, 크게 렌즈 배럴(31)와, 상기 렌즈 배럴(31)가 그 상부 개방부로부터 삽입되어 장착되는 하우징(32), 및 상기 하우징(32)의 하부 개방부와 결합되는 이미지센서 모듈(33)로 구성된다.

상기 하우징(32)은 통상의 지지물로서 그 상부와 하부는 개구부를 형성하여 후술하는 렌즈 배럴(31)과 이미지센서 모듈(33)과 각각 결합한다. 특히 하우징(32)의 하부 개방부측 내주면에는 하우징 내측을 향하여 돌출된 가이드가 형성되어 있어 이미지센서 모듈(33)과 결합시 위치결정부로서의 역할을 할 수 있다.

상기 하우징(32)의 상부 개구부에 삽입 및 결합되는 렌즈 배럴(31)는, 렌즈 홀더(lens holder)의 기능을 하며 통상적으로 폴리카보네이트(polycarbonate) 등과 같은 수지에 의해 형성되고, 하우징(32) 내부에 삽입되는 바닥부측에 어퍼처(aperture) 및 집광렌즈 등의 복수의 렌즈가 설치된다. 어퍼처는 집광렌즈 등을 통과하는 빛의 통로를 규정하고, 집광렌즈 등은 어퍼처를 통과한 빛을 후술하는 이미지센서 소자의 수광부에 수광하도록 한다. 상기 렌즈 배럴(31)의 집광면에는 석영유리와 같은 커버유리가 끼워 넣어져 있으며, 어퍼처나 집광렌즈 측으로 이물질이 침투하는 것을 방지하고 있다. 또한, 상기 하우징(32)의 하부에는 이미지센서 소자로 들어오는 가시광선만을 입사시키면서 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터(34; 이하, 'IR 필터'라 함)가 장착될 수 있다.

상기 하우징(32)의 하부 개구부에 결합되는 이미지센서 모듈(33)은, 상기 하우징의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 기판(331)과, 상기 렌즈 배럴(31)를 통과한 광을 수광하고 처리하기 위하여 상기 기판(331)의 상면에 부착된 이미지센서(332)와 전자부품(334), 및 상기 이미지센서(332)가 부착된 기판(331)의 하면에 부착된 기판용 커넥터(connector; 333)를 포함한다.

상기 기판(331)으로서, 상술한 바와 같이 상면에 이미지센서를 부착하고 하면에 기판용 커넥터를 부착하여야 하므로, 양면인쇄회로기판을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 양면인쇄회로기판으로서 기판용 커넥터와 이 기판용 커넥터에 결합되는 모바일용 커넥터와의 안정된 결합을 위하여 경성인쇄회로기판(Rigid PCB)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 이미지센서(332)는, 상기 기판(331)의 일면(하우징 내부를 향하는 면)에 와이어 본딩을 이용한 COB 패키징 방식에 의해 부착되며, 상기 렌즈 배럴(31)의 집광렌즈로부터 받아들여진 빛을 수광하고 광전변환을 행하는 수광부와, 상기 수광부에 의하여 발생한 신호를 화상 데이터로서 송신하는 등의 신호처리부로 구성된다.

상기 이미지센서 모듈(33) 상에 실장될 수 있는 전자부품(334)은 적층형 세라믹 커패시터(MLCC)를 적어도 하나 이상 포함하며, 그 밖에 저항, 다이오드, 트랜지스터 등의 다른 전자부품도 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 적층형 세라믹 커패시터(MLCC)는 카메라 모듈에서 발생하는 화면 노이즈(noise) 문제를 제거하 는 역할을 하며, 그 밖에 사용된 다른 전자부품은 화면 노이즈 문제 이외의 다른 품질 개선을 위하여 사용될 수 있다. 또한, 상기 적층형 세라믹 커패시터(MLCC)는 근래 반도체가 고성능, 고집적, 고속화 방향으로 발전함에 따라 단칩 패키지보다는 다칩 패키지와 다층화의 3차원 적층구조를 접목시킴으로써 경박단소 패키지를 실현할 수 있다. 한편, 상기 적층형 세라믹 커패시터(34)의 부착 부위에 솔더 크림(solder cream)을 도포한 후 경화 공정을 통해 부착하는 방법이 사용될 수 있는데, 다른 방법에 비해 제조 비용이 저렴한 솔더 크림을 이용하여 부착하는 것이 바람직하다.

상기 기판용 커넥터(333)은, 상기 이미지센서(332) 및 전자부품(334)이 실장된 기판(331)의 하면(하우징 외부를 향하는 면)에 실장되는데, 별도의 설계 디자인이 요구되지 않는 표면실장기술(Surface Mount Technology: SMT)에 의하여 커넥터 사양에 따라 패드(pad)를 설계한 후 직접 부착된다. 이러한 기판용 커넥터(333)는 상기 이미지센서(332)에 의하여 처리된 신호를 카메라 모듈 외부와 인터페이스 하기 위하여 설치된 구성으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로 카메라 모듈 외부에 설치되는 단말기 등의 메인 인쇄회로기판(51)에 구비된 모바일용 커넥터(52)와 쌍(pair)을 이루어 서로 암수(male and female) 결합된다.

즉, 본 발명에 적용된 기판(331)은 커넥터 쌍의 사양에 따라 기판(331)의 하우징 외부를 향하는 하면(bottom face)의 패드 구조만을 다르게 하여 설계 및 제조되어, 기존의 기판 재질을 최대한 사용함과 동시에 기존의 렌즈부와 커넥터부가 분리된 분리형 카메라 모듈의 유저 인터페이스(user interface)와 동일하도록 설계하 고 연결용 FPCB부를 제거함으로써 카메라 모듈의 소형화 및 단순화를 달성할 수 있으며, 또한, 종래에 사용되는 제조공정을 하나의 공정라인 상에서 처리할 수 있어 제조단가와 공정수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 카메라 모듈의 기판용 커넥터(333)의 부분 확대도를 나타낸 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 기판용 커넥터은 최소한 A 접점과 B 접점을 갖도록 2 접점 이상의 커넥터 구성을 채택하는 것이 바람직하다. 이는, 본 발명에 의한 카메라 모듈의 사용 상태도를 나타내는 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명과 같은 플러그(plug) 타입의 구조에서 외부의 모바일용 커넥터와의 형합성 및 체결성을 보완할 수 있도록 하여 외부 충격 등에 의한 신호의 단락을 사전에 방지해 줄 수 있는 구조이다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 카메라 모듈에 의하면, 기존의 PCB 재질을 최대한 사용함과 동시에 기존의 렌즈부와 커넥터부가 분리된 분리형 카메라 모듈의 유저 인터페이스(user interface)와 동일하도록 설계하고 연결용 FPCB부를 제거함으로써 카메라 모듈의 소형화 및 단순화를 이룰 수 있다.

또한, 종래에 사용되는 제조공정을 하나의 공정라인 상에서 처리할 수 있어 제조단가와 공정수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 외부충격 등에 의하여 발생할 수 있는 신호의 단락을 사전에 방지할 수 있는 효과를 창출하게 된다.

Claims (4)

1. 복수의 렌즈가 장착된 렌즈 배럴;

   상기 렌즈 배럴과 결합하여 상기 렌즈 배럴을 지지하기 위한 하우징; 및

   상기 하우징의 하단부와 결합하는 기판과, 상기 기판의 상면에 실장되어 상기 렌즈 배럴을 통과하는 광을 수광하여 신호 처리하는 이미지센서와, 상기 기판의 하면에 실장되어 상기 이미지센서에 의하여 처리된 신호를 모바일용 커넥터와의 결합에 의하여 전달하는 기판용 커넥터로 이루어진 이미지센서 모듈;

   을 포함하는 카메라 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판용 커넥터는 2 접점 이상의 커넥터인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판용 커넥터는 상기 기판의 하면에 표면실장기술(SMT)에 의하여 부착된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판은 경성인쇄회로기판(Rigid PCB)으로서 양면인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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