KR100661615B1

KR100661615B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR100661615B1
Application number: KR1020050102238A
Authority: KR
Inventors: 오승만
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-12-26

Abstract

본 발명은 배럴 일체형의 하우징이 장착되는 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈은, 렌즈군을 형성하는 적어도 하나 이상의 렌즈와 IR 필터가 순차적으로 적층 결합되고, 하부 일측에 체결구가 구비된 하우징; 상기 하우징의 상부에 렌즈의 이탈이 방지되도록 장착되는 캡; 쿠션부재가 부착된 상면에 하우징의 저면이 안착되고 저면에 이방전도성필름이 개재된 상태로 이미지센서가 밀착 결합되며, 일측에 결합구가 구비된 보강판; 상기 보강판 일측의 결합구를 관통하여 상기 하우징의 일측에 구비된 체결구에 결합되는 결합되는 체결부재;를 포함하며, 렌즈군이 장착되는 하우징을 일체로 하여 렌즈 주위의 마찰 접촉면이 제거됨에 따라 초점 조정 시 이물 발생에 의한 불량 요인을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

렌즈군, IR 필터, 캡, 하우징, 체결구, 단차부, 보스, 보강판, 실장용 기판, 체결구, 체결부재, 스프링

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

도 1은 종래 카메라 모듈의 조립 상태를 보인 조립 사시도.

도 2는 종래 카메라 모듈의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 개략적인 모식도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 일부 절개 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 저면 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11. 렌즈군 12. IR 필터

13. 캡 20. 하우징

25. 체결구 26. 단차부

27. 보스 30. 보강판

32. 실장용 기판 35. 체결구

50. 체결부재 S. 스프링

본 발명은 배럴 일체형의 하우징이 결합된 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 내부에 복수의 렌즈 및 IR 필터가 순차적으로 적층된 배럴 일체형 하우징이 상면에 쿠션부재가 구비된 보강판의 상부에 안착되고, 상기 보강판 일측의 스크류 나사에 의해서 하우징과 저면에 이미지센서가 부착된 보강판이 체결되도록 한 구조로써, 스크류 나사의 좌, 우 회전에 의해 센서가 부착된 보강판의 수직 이송됨에 따라 포커싱 공정이 수행되도록 한 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:COMPACT CAMERA MOUDULE)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 촬상소자를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 촬상소자를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

도 1은 종래 카메라 모듈의 조립 상태를 보인 조립 사시도이고, 도 2는 종래 카메라 모듈의 단면도이다.

도시된 바와같이, 종래의 카메라 모듈(1)은 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서(3)가 저면에 지지되는 하우징(2)과, 상기 이미지센서(3)에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군(4)과, 상기 렌즈군(4)이 내부에 다단 적층되는 배럴(5)의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.

이때, 상기 하우징(2)의 하부에는 CCD 또는 CMOS로 이루어진 이미지센서(3)를 구동하기 위한 전기 부품인 C(CONDENSOR)와 R(RESISTANCE)의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB)(6)이 전기적으로 결합된다.

이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈(1)은, 실장용 기판(6)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 기판(6)과 이미지센서(3) 사이에 이방전도성필름(ACF:ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM)(8)을 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터(7)를 부착한다.

또한, 다수의 렌즈군(4)이 내장된 배럴(5)과 하우징(2)이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와같이, 기 조립된 실장용 기판(6)이 하우징의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.

한편, 상기 이미지센서(3)가 부착된 실장용 기판(6)과 배럴(5)이 결합된 하우징(2)의 접착 고정 후에 상기 배럴(5)의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈(1)의 초점 조정은 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군(4)과 이미지센서(3)간의 초점 조절이 이루어지게 된다.

이때, 상기 피사체의 거리는 50㎝에서 무한대의 거리를 두고 초점 조정이 이 루어지게 되며, 최종적인 초점이 조정된 후에는 하우징(2)과 배럴(5) 사이에 접착제를 주입하여 초점이 맞춰진 상태로 접착 고정된다.

그러나, 이와 같이 조립되는 카메라 모듈(1)의 조립 기준은 실장용 기판(6)에 하우징(2)의 안착시 IR 필터(7)의 위치에 따라 결정되며, 기판(6) 조립 시 IR 필터(7)와 실장용 기판(6)의 조립 위치가 틀어진 경우에는 이미지센서(3)와 렌즈군(4)의 위치도 틀어지게 됨으로써, 기판(6)에 의한 화면 가림이나 해상도 편차와 같은 불량이 발생되는 문제점이 지적되고 있다.

또한, 상기 렌즈군(4)이 장착된 배럴(5)을 하우징(2)과 조립 후 이미지센서(3)에 맺히는 상의 초점을 조절하기 위하여 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)을 좌, 우 회전시켜 수직 이송시킬 때, 상기 하우징(2)과 배럴(5)의 나사 결합 부위의 마찰에 의해 발생되는 파티클 등의 이물이 IR 필터(7) 또는 이미지센서(3)의 상면으로 떨어져 화면상에 노출됨에 따른 이물 불량이 발생되는 단점이 있다.

그리고, 상기에서 언급한 바와같이 실장용 기판(6)과 하우징(2)의 조립 기준이 IR 필터(7)에 의해서 결정되는 바, 상기 IR 필터(7)는 이미지센서(3)와 렌즈군(4)의 중심을 맞추는 중요한 역할을 하게 되며, 그 장착 위치에 따라 이물에 큰 영향이 미치게 된다.

즉, IR 필터(7)의 장착 위치가 이미지센서(3)에 가까울수록 IR 필터(7)의 상면에 떨어진 이물이 쉽게 인식되고 이와 반대로 IR 필터(7)이 이미지센서(3)에서 멀어질수록 이물에 대한 영향이 둔감해짐에 따라 상기 IR 필터(7)와 이미지센서(3)의 거리를 적절하게 유지될 수 있도록 하는 카메라 모듈 설계가 필요하다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 지적되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 상단부에 캡이 장착되는 하우징 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈와 IR 필터가 적층 결합되고 상기 하우징 저면에 테두리를 따라 쿠션부재가 구비된 보강판이 장착되어 일측의 스크류 나사 체결에 의해서 상,하로 수직 이송됨으로써, 하우징과 배럴의 마찰 접촉으로 발생되는 이물에 의한 화면 불량이 개선됨과 아울러 다수의 렌즈가 하우징 내부에 직접 적층되어 배럴의 역할을 대신 하도록 일체화됨으로써 조립 공정의 단순화가 실현될 수 있도록 한 배럴 일체형 하우징이 장착된 카메라 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 렌즈군이 내장되고 그 하부에 IR 필터가 적층 결합되는 하우징과, 하우징의 상부에 렌즈의 이탈이 방지되도록 장착되는 캡과, 상면에 쿠션부재가 부착되어 그 상부에 하우징이 안착되며, 저면에 이방전도성필름이 개재된 상태로 이미지센서가 밀착 결합되는 보강판과, 상기 보강판 일측으로 연장된 결합구를 관통하여 상기 하우징의 일측에 구비된 체결구에 결합되고 그 조임 정도에 따라 보강판의 일측이 상, 하 이송되도록 하는 체결부재로 구성된 카메라 모듈에 의해서 달성된다.

상기 하우징은 렌즈군을 형성하는 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 수납되고 상기 렌즈군이 장착된 하우징의 상부에는 중앙부에 렌즈 투시공이 구비된 캡이 장착되며, 하우징의 하부 일측으로 원통형의 체결구가 돌출 형성된다.

또한, 상기 하우징은 다수의 렌즈 하부에 IR 필터가 장착되고 그 하부측으로 상기 하우징의 저면과 동일한 형상의 보강판이 장착된다.

상기 보강판은 상면 테두리부 내측으로 탄성이 구비된 쿠션부재가 부착되고 그 저면에는 이미지센서가 통전되도록 부착된 이방전도성필름이 결합된다. 이때 상기 보강판의 일측으로는 상기 하우징의 체결구 저면과 밀착되고 중앙부에 관통공이 구비된 결합구가 연장 형성된다.

한편, 상기 하우징은 보강판의 상면에 안착 결합되는 데, 상기 IR 필터가 보강판의 상면에 항상 일정하게 위치되도록 하기 위하여 보강판의 상면 일측에 보스삽입홈이 형성되고, 상기 하우징의 저면에는 상기 보스삽입홈과 대응되는 위치에 한 쌍의 보스가 돌출 형성된다.

이때, 상기 보스 돌출측의 하우징 저면은 단차부가 구비되며, 상기 하우징이 보강판의 상면에 안착될 때, 상기 하우징은 단차부의 저면만이 보강판의 일측에 접촉 결합된다.

즉, 상기 하우징의 일측 하부에 형성된 단차부의 저면이 보강판의 일측에 밀착 결합된 상태에서 상기 보강판의 타측부로 연장된 결합구를 통해 체결부재가 하우징의 체결구에 결합됨으로써, 상기 체결부재의 조임 정도에 따라 상기 보강판이 상기 하우징의 단차부를 중심으로 상, 하 이동되도록 하여 그 이동 폭 내에서 렌즈와 이미지센서간의 초점 조절이 이루어지도록 함에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 배럴 일체형 하우징이 결합된 카메라 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

카메라 모듈의 구조

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 개략적인 모식도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 일부 절개 분해 사시도이다.

도시된 바와같이, 본 발명의 카메라 모듈(10)은 렌즈군(11)을 형성하는 다수의 렌즈(11a,11b)와 IR 필터(12)가 적층 수납되며, 상기 렌즈(11a)의 이탈을 방지하기 위하여 상단부에 캡(13)이 장착되는 하우징(20); 쿠션부재(31)가 부착된 상면에 상기 하우징(20)의 저면이 안착되며 저면에 이미지센서(40)가 접착 고정된 실장용 기판(32)이 밀착 결합되는 보강판(30); 상기 하우징(20)과 보강판(30) 일측으로 체결구(25)와 결합구(35)가 대응되도록 연장 형성되고 상기 두 부재(25)(35)가 관통 결합되는 체결부재(50);로 구성된다.

상기 하우징(20)은 원통형의 상부 본체(21) 내부에 렌즈군(11)을 형성하는 다수의 렌즈(11a,11b)가 장착됨과 동시에 최하단 렌즈(11b)의 하부측의 하우징 내주면에 IR 필터(12)가 밀착 결합되며, 상기 상부 본체(21) 상단부에 최상단의 렌즈(11a)의 전방 이탈이 방지되도록 중앙부에 렌즈 투시구(13a)가 구비된 캡(13)이 나사 결합에 의해서 장착된다.

또한, 상기 하우징(20)은 사각함체형의 하부 본체(22) 일측에 원통형의 체결구(25)가 돌출 형성되어 그 내부에 하부측으로부터 결합되는 체결부재(50)가 탄성 지지되도록 스프링(S)이 장착된다.

그리고, 상기 하우징(20)은 체결구(25)가 형성측의 반대측 저면이 단차부(26)로 구성되며, 상기 단차부(26)의 저면에는 소정의 간격으로 위치 고정용 보스(27)가 돌출 형성되어 있다.

상기 단차부(26)는 그 저면이 상기 보강판(30)의 일측부 상면에 밀착되며, 이때 상기 보강판(30) 일측 상면에는 상기 단차부(26)의 저면에 돌출된 보스(27)가 결합되는 한 쌍의 보스삽입홈(33)이 구비된다. 상기 보스삽입홈(33)과 이에 삽입 고정되는 보스(27)의 위치는 하우징(20) 내부에 장착된 렌즈군(11)의 광축 방향에 대하여 상기 이미지센서(40) 표면에 맞춰지는 초점을 고려하여 설계되어야 한다.

한편, 상기 하우징(20)이 안착 결합되는 보강판(30)은, 상기 하우징(20)의 하부 본체(22) 형상과 동일한 형태, 바람직하는 사각판상으로 구성되어 그 상면에 탄성이 부여된 쿠션부재(31)가 부착되고, 상기 쿠션부재(31)의 일측으로는 상기 하우징(20)의 체결구(25)와 대응 결합되는 결합구(35)가 일체로 연장 형성된다.

또한, 상기 보강판(30)의 저면에는 다수의 회로 부품이 실장된 실장용 기판(32)에 이방전도성필름의 가열 가압에 의하여 이미지센서(40)가 접착 고정된다.

이와 같이 구성된 상기 하우징(20)과 보강판(30)은, 보강판(30)의 상면에 하우징(20)이 안착될 때 하우징(20) 저면 일측에 하향 돌출된 단차부(26)의 저면이 보강판(30)의 상면에 밀착되도록 하며, 상기 단차부(26)에 형성된 한 쌍의 보스 (27)가 보강판(30) 일측 상면의 보스삽입홈(33)상에 대응 결합됨으로써, 하우징(20) 내부의 렌즈군(11) 광축에 대하여 보강판(30) 저면의 이미지센서(40) 수광부와 그 중심이 일치되도록 결합된다.

이때, 상기 보강판(30)의 상면에 부착되어 하우징(20)의 저면 사이에 삽입 개재되는 쿠션부재(31)는, 탄성력이 구비된 재질로 구성되어 상기 하우징(20)의 저면 또는 IR 필터(12)의 저면에 밀착되며, 상기 하우징(20)과 보강판(30)의 조립 시 또는 조립 후에 두 부재(20)(30) 사이의 기밀이 유지됨에 따라 IR 필터(12)와 이미지센서(40) 사이의 이물 유입이 방지되도록 하는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 보강판(30)과 그 상면에 안착된 하우징(20)의 일측으로는 각각 원통형의 결합구(35)와 체결구(25)가 연장 형성되어 각 부재(25)(35)를 관통하는 체결부재(50)에 의해서 대응 결합됨으로써, 상기 보강판(30)과 하우징(20)이 밀착 결합되도록 한다.

상기 체결부재(50)는 그 조임 정도에 따라 상기 하우징(20)의 저면에 대하여 보강판(30)의 결합 단부측이 상, 하로 수직 이동되며, 상기 보강판(30)은 그 저면에 부착된 이미지센서(40)와 동시에 소정의 범위 내에서 수직 이송됨으로써, 렌즈(11)와 이미지센서(40)간의 초점 조절이 이루어지게 된다.

또한, 상기 하우징(20)의 체결구(25) 내부에는 스프링(S)이 내장되어 그 하부의 결합구(35)에 관통 결합된 체결부재(50)의 삽입 단부측이 탄성 지지되도록 함으로써, 상기 스프링(S)으로부터 발생되는 탄성력에 의해서 체결부재(50)가 결합된 보강판(30)이 항상 압착 지지됨에 따라 체결부재(50)의 회전에 의한 보강판(30)의 미세한 수직 이송에 따른 초점 조절이 가능하도록 한다.

이때, 상기 체결구(25)에 삽입 장착되는 스프링(S)은 압축 스프링으로 구성됨이 바람직하다.

카메라 모듈의 조립과 동작

다음, 도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 저면 사시도이다.

도시된 바와같이, 본 발명의 카메라 모듈(10)은 이미지센서(40)가 부착된 실장용 기판(32)이 저면에 압착 고정되는 보강판(30)상에 내부에 다단의 렌즈(11)와 IR 필터(12)가 적층 결합된 하우징(20)이 별도로 조립되어 스크류 나사 등의 체결부재(50)에 의해서 결합된다.

이때, 상기 하우징(20)은 하부 본체(22) 일측 하부로 돌출된 단차부(26)만이 보강판(30)의 상면 일측에 밀착 결합되고, 타측이 하우징(20)과 보강판(30)의 측면에서 일체로 연장 형성된 체결구(25)와 결합구(35)를 관통하는 체결부재(50)를 통해 결합됨으로써, 상기 단차부(26)를 중심으로 두 부재(20)(30)가 간격 조절 가능하게 장착된다.

즉, 상기 하우징(20)은 그 저면이 단차부(26)가 형성 부위만을 제외하고 단차부(26)의 높이만큼 이격된 상태로 보강판(30)의 상부에 장착되며, 상기 보강판(30)은 일측에 단차부(26) 저면이 밀착 결합된 상태에서 타측에 결합된 체결부재(50)를 회전시킴에 따라 상, 하부로 수직 이송되며 렌즈(11)와 이미지센서(40)간의 초점 조정이 이루어지게 된다.

이때, 상기 체결부재(50)와 보강판(30)의 일단부측은 상기 체결구(25) 내부에 장착된 압축 스프링(S)에 의해서 지지되어 상기 체결부재(50)의 조임과 풀림 동작시 보강판(30)의 일단부가 탄성 지지되도록 한다.

한편, 도 6에 도시된 바와같이 상기 체결부재(50)의 조임 정도에 따른 보강판(30)의 상, 하 이동시 보강판(30)의 저면(도 6에서는 상면)에 부착된 실장용 기판(32)이 이탈되거나 이미지센서(40)와의 일부 접촉 불량을 방지하기 위하여 하우징(20)의 일단부측에서 후크형 걸림구(28)가 연장 형성되고, 상기 후크형 걸림구(28)가 보강판(30)의 양측부에 걸림 고정되도록 조립됨이 바람직하다.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 기술적 구성에만 한정되지 않고, 당업자들에 의해 구조적으로 다양한 변형과 변경이 있을 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명의 카메라 모듈은 내부에 렌즈군을 형성하는 적어도 하나 이상의 렌즈와 IR 필터가 적층 결합되고 일단부 저면에 단차부가 형성된 하우징의 저면에 테두리를 따라 쿠션부재가 부착된 보강판이 일측에 결합되는 체결부재에 의해서 상,하로 수직 이송 가능하게 결합됨으로써, 렌즈군이 장착되는 하우징을 일체로 하여 렌즈 주위의 마찰 접촉면이 제거됨에 따라 초점 조정 시 이물 발생에 의한 불량 요인을 현저히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 하우징의 하부에 결합되는 IR 필터가 쿠션부재의 상부에 위치하기 때문에 보강판의 저면에 장착되는 이미지센서와의 장착 간격을 최대한 멀리 할 수 있기 때문에 상기 IR 필터 상면에 점착된 이물에 대한 화면 불량을 최소할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 하우징과 하우징에 내장되는 부품을 일체화함으로써, 부품의 관리가 용이하며 조립 공정의 단순화에 의한 제조 시간이 단축됨에 따라 작업 현장에서의 생산성을 향상시킬 수 있는 작용효과를 기대할 수 있다.

Claims

렌즈군을 형성하는 적어도 하나 이상의 렌즈와 IR 필터가 순차적으로 적층 결합되고, 하부 일측에 체결구가 구비된 하우징;

상기 하우징의 상부에 렌즈의 이탈이 방지되도록 장착되는 캡;

상면에 쿠션부재가 부착되어 그 상부로 상기 하우징의 저면이 안착되고 저면에 실장용 기판이 개재된 상태로 이미지센서가 밀착 결합되며, 일측에 결합구가 구비된 보강판; 및

상기 보강판 일측의 결합구를 관통하여 상기 하우징의 일측에 구비된 체결구에 결합되는 체결부재;를 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 하우징은, 저면 일측에 직하부로 돌출된 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제2항에 있어서,

상기 하우징은, 상기 단차부의 저면에 적어도 하나 이상의 보스가 하향 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 하우징은, 상기 단차부의 돌출면 양측 하부로 후크형 걸림구가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 체결구는, 내부에 압축 스프링이 장착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 보강판은, 상면의 상기 하우징 저면으로 돌출된 보스와 대응되는 지점에 보스삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 하우징은, 하우징의 저면 또는 하우징의 내부 최하단에 장착된 IR 필터의 저면이 보강판의 쿠션부재 상면에 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 카메라 모 듈.
제1항에 있어서,

상기 보강판은, 상기 보강판의 결합구와 하우징의 체결구에 체결부재가 관통 결합되어 상기 체결부재의 조임 정도에 따라 상기 하우징의 단차부를 중심으로 일단부가 상, 하 수직으로 이송되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
제8항에 있어서,

상기 체결부재는, 스크류 나사로 구성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.