KR100738391B1

KR100738391B1 - 카메라 모듈의 치합 구조

Info

Publication number: KR100738391B1
Application number: KR1020050094821A
Authority: KR
Inventors: 배태윤
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-10-10
Filing date: 2005-10-10
Publication date: 2007-07-12
Also published as: KR20070039680A

Abstract

본 발명은 카메라 모듈을 구성하는 하우징과 배럴의 결합 구조에 관한 것이다.

본 발명 카메라 모듈의 치합 구조는, 내부 중앙에 IR 필터가 내장되고, 그 상부로 연장된 원통형의 경통 내주면에 하부 치합면이 형성된 하우징; 상기 하우징의 저면에 밀착 결합되며, 중앙부에 이미지센서 칩이 부착된 기판; 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 장착되고 상기 경통의 상단 개구부를 통해 삽입되는 원통형 몸체의 외주면에 상부 치합면이 돌출된 배럴;을 포함하며, 하우징과 배럴이 광축에 대하여 항상 수직으로 결합됨으로써, 광축의 기울어짐이 방지되는 이점이 있음과 아울러 상기 배럴의 회전에 의한 초점 조절 시 광축의 틀어짐이 방지됨에 따라 용이한 포커스 조절과 해상력이 향상되는 장점이 있다.

카메라 모듈, 하우징, 경통, 하부 치합면, 수평접촉면, 배럴, 원통형 몸체, 상부 치합면, 경사면

Description

카메라 모듈의 치합 구조{COMBINATION STRUCTURE OF CAMERA MODULE}

도 1은 종래 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 단면도.

도 2는 종래 카메라 모듈의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 단면도.

도 5는 도 4의 'A' 부분의 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100. 카메라 모듈 110. 하우징

111. 경통 112. 하부 치합면

113, 124. 수평접촉면 120. 배럴

122. 원통형 몸체 123. 상부 치합면

113a, 113b. 124a, 124b. 경사면

본 발명은 카메라 모듈을 구성하는 하우징과 배럴의 결합 구조에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 렌즈가 장착된 배럴과 이미지센서 칩이 내장된 하우징의 조립에 의한 포커싱 공정시 각 부재의 외주면에 형성된 계단식 치합면에 의해서 광축에 대하여 수직 결합될 수 있도록 함으로써, 카메라 모듈의 광축이 틀어지는 것을 방지함과 아울러 해상력이 향상될 수 있도록 한 카메라 모듈의 치합 구조에 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 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 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 분해 사시도이고, 도 2는 종래 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 단면도로서, 종래의 카메라 모듈(10)은 CCD나 CMOS의 이미지센서 (2)가 와이어 본딩에 의해서 장착된 프린트기판(1)이 플라스틱 재질의 하우징(3) 하부에 결합되고 상기 하우징(3) 상부로 연장된 경통(4)에 하부로 원통형 몸체(5)가 연장된 배럴(6)이 결합됨에 의해서 제작된다.

상기 카메라 모듈(10)은 경통(4) 내주면에 형성된 암나사부(4a)와 원통형 몸체(5)의 외주면에 형성된 숫나사부(5a)의 나사 결합으로 하우징(3)과 배럴(6)이 상호 결합된다.

이때, 상기 프린트기판(1)의 상면, 즉 배럴(6)의 하단부에 장착된 렌즈(L)와 이미지센서(2) 사이에는 적외선 차단 필터(IR CUT-OFF FILTER:이하 'IR 필터'라 칭함)(8)가 결합됨으로써, 이미지센서(2)로 유입되는 과도한 장파장의 적외선을 차단시키게 된다.

상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈(L)를 통과하면서 상이 반전되어 이미지센서(2)의 표면에 포커싱되는 데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징(3) 상단에 체결된 배럴(6)을 회전시키면서 최적의 포커스가 맞춰진 지점에서 하우징(3)과 배럴(6)의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징(3)과 배럴(6)을 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.

한편, 최근에는 소비자가 요구하는 카메라의 기능적 요소가 점점 높아짐에 따라 오토포커스(A/F) 기능이나 줌(ZOOM) 기능이 적용된 카메라 모듈이 개발되어 휴대폰상에 탑재되고는 있으나, 아직까지는 초점이 고정된 카메라 모듈이 주로 생산되고 있는 바, 종래의 카메라 모듈은 모듈의 조립과 포커싱 공정을 수행하기 위한 배럴(6)과 하우징(3)의 결합이 암, 수 나사부(4a)(5a)의 대응 결합에 의한 회전 구조로 주로 이루어지게 된다.

그러나, 상기 배럴(6)의 외주면과 하우징(3)의 내주면상에 암,수 나사부(4a)(5a)를 형성하기 위한 금형 제작이 어려울 뿐만 아니라, 상기 암,수 나사부(4a)(5a)가 소정의 각도로 기울어져 있기 때문에 나사산을 따라 하우징(3)과 배럴(6)의 회전 결합시 렌즈에 대한 광축이 나사산의 기울어진 각도만큼 기울어질 수 밖에 없어 정확한 초점을 맞추기가 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 하우징(3)과 배럴(6)이 수직 결합될 때 암,수 나사부(4a)(5a)가 틀어진 각도로 맞물리게 되면 나사산이 뭉개지거나 암,수 나사부(4a)(5a)의 마찰에 의해 그 결합 부위가 마모되면서 미세한 파티클이 발생됨에 따른 이물 불량이 발생하는 등의 조립성이 현저히 떨어지게 되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈의 조립 과정에서 발생되는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 카메라 모듈을 구성하는 하우징과 배럴의 조립이 용이하도록 함과 아울러 포커싱 공정에서 광축에 대하여 수직의 방향으로 초점이 고정되도록 하기 위하여 상기 하우징과 배럴의 내,외주면이 계단식 치합면으로 구성되도록 함으로써, 카메라 모듈의 광축에 대하여 수직 고정됨과 동시에 해상력이 향상될 수 있도록 한 카메라 모듈의 치합 구조가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 이미지센서가 장착된 기판이 저면에 결합되고 내주면상에 계단식 치합면이 형성된 원통형의 경통이 상부로 연장된 하우징과, 내부에 다단의 렌즈가 장착된 원통형 몸체가 하부로 연장 형성된 배럴로 구성되어, 상기 배럴의 원통형 몸체가 하우징의 경통 내부로 수직 결합되는 카메라모듈의 구조에 의해서 달성된다.

상기 하우징은 원통형의 경통 하부에 배럴의 렌즈로부터 입사되는 장파장의 적외선을 차단시키기 위한 IR 필터가 내장되며, 경통의 내주면 상부에서부터 하부를 향해 다단으로 단턱진 다수의 수평접촉면이 계단식으로 구비된 치합면이 형성되어 있다.

또한, 상기 배럴은 원판형의 렌즈고정부 하부로 원통형 몸체가 연장 형성되고 상기 원통형 몸체의 외주면상에는 다수의 수평접촉면이 하향 경사지게 단턱진 계단식 치합면이 형성된다.

상기 배럴은 하부의 원통형 몸체가 하우징의 경통 상단 개구부를 통해 삽입되어 각 부재의 내,외주면에 형성된 계단식 치합면의 각 수평접촉면이 서로 대접을 이루어 밀착되고, 상기 배럴의 회전에 의해 각 수평접촉면이 다단으로 밀착 결합됨에 따라 배럴의 렌즈고정부에 장착된 렌즈를 통해 입사되는 광축에 대하여 항상 수직한 방향으로 하우징과 배럴이 결합됨과 동시에 렌즈의 초점 조정이 수행될 수 있도록 함에 기술적 특징이 있다.

본 발명 카메라 모듈의 치합 구조의 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 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립 단면도이며, 도 5는 도 4의 'A' 부분의 확대 단면도이다.

도시된 바와같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 하부에 이미지센서(S)가 내장된 하우징(110)의 상부로 내주면에 다단의 하부 치합면(112)이 형성된 원통형의 경통(111)이 형성되고, 상기 경통(111)의 상단 개구부를 통해 삽입되며 외주면에 상부 치합면(123)이 구비된 원통형 몸체(122)가 하부로 연장 형성된 배럴(120)로 구성된다.

상기 하우징(110)은 그 저면에 이미지센서(S)가 장착된 기판(130)이 결합되고 상기 하우징(110)에 결합된 기판(130)의 저면은 FPCB의 상면에 부착되어 상기 이미지센서(S)에 촬상된 이미지가 FPCB의 회로를 통해 이미지 디스플레이어로 송출되도록 한다.

또한, 상기 하우징(110)은 상기 이미지센서(S)의 상부측의 경통(111) 내측 하부에 이미지센서(S)로 유입되는 광선중에 포함된 장파장의 적외선을 차단하는 IR 필터(140)가 내장되며, 상기 IR 필터(140)의 상부로는 경통(111)의 내주면을 따라 다단으로 단턱진 계단식의 하부 치합면(112)이 형성된다.

상기 경통(111)의 내주면에 형성된 하부 치합면(112)은 경통(111)의 상단 개구부 소정 지점에서 시작되어 다수의 수평접촉면(113)이 다단의 단턱부를 이루며 단계적으로 하향 배치되도록 함으로써, 전체적인 형상이 경통(111)의 내주면을 따라 나선상으로 하향 경사지게 형성된다.

이때, 상기 다수의 수평접촉면(113)의 양측부는 일방향으로 테이퍼진 경사면(113a)(113b)이 형성되며, 양측부의 경사면(113a)(113b)은 동일한 각도로 하향 또는 상향 경사면으로 이루어진다.

한편, 상기 하우징(110)에 결합되는 배럴(120)은 내부 중앙에 렌즈(L)가 장착된 원판형의 렌즈고정부(121) 하부로 연장된 원통형의 몸체(122) 외주면에 다단의 상부 치합면(123)이 형성된다.

상기 배럴(120)의 상부 치합면(123)은 하우징(110)의 하부 치합면(112)과 동일한 나선 각도를 이루어 원통형 몸체(122)의 외주면상에서 치합면(123)이 상향 경사지게 돌출 형성되며, 상기 상부 치합면(123)의 하부로 다수의 수평접촉면(124)이 다단의 단턱부를 이루며 단계적으로 상향 경사지게 형성된다.

또한, 상기 상부 치합면(123)의 각 수평접촉부(124)는 양측부로 동일 각도의 경사면(124a)(124b)이 상향 또는 하향 경사지게 형성된다.

이와 같이, 상기 상,하부 치합면(112)(123)은 전체적인 형상이 동일한 나선 각도를 이루어 일측으로 경사지도록 다단의 단턱부로 형성되며, 상기 단턱부는 광 축에 대하여 수직 방향의 수평접촉면(113)(124)으로 형성되어 양측부에 소정의 각도로 상향 또는 하향 경사진 경사면(113a,113b)(124a,124b)이 구비됨으로써, 상기 하우징(110)에 배럴(120)을 결합시켜 상기 배럴(120)을 회전시키게 되면, 각 부재(110)(120)에 형성된 치합면(112)(123)의 수평접촉면(113)(124) 양측부에 형성된 상기 수평접촉면(113)(124)이 대접됨과 동시에 각 경사면(113a,113b)(124a,124b)의 미끄럼 접촉에 의해서 상기 하우징(110) 내부의 이미지센서(S)와 상기 배럴(120)에 장착된 렌즈(L)간의 간격 조절이 이루어지게 된다.

카메라 모듈의 초점 조절 구조

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명 카메라 모듈은, 내주면에 하부 치합면(112)이 하향 경사지게 돌출된 경통(111)의 상단 개구부를 통해 외주면에 상부 치합면(123)이 상향 경사지게 돌출 형성된 원통형 몸체(122)가 삽입되어 하우징(110)과 배럴(120)의 결합이 이루어지게 된다.

이때, 상기 경통(111)의 내부에서 치합되는 상,하부 치합면(112)(123)은 각 치합면(112)(123)의 수평접촉면(113)(124)과 경사면(113a,113b)(124a,124b)이 나선상의 계면을 형성하며 맞대어져 밀착 결합되고, 상기 상,하부 치합면(112)(123)이 밀착되도록 상기 배럴(120)은 하우징(110)의 상부에서 수직으로 삽입 장착된다.

이와 같이, 상기 하우징(110)과 배럴(120)이 수직 결합되면, 상기 배럴(110)을 광축을 중심으로 회전시켜 카메라 모듈의 초점 조절을 위한 포커싱 공정이 수행되는 데, 상기 배럴(120)을 좌, 우로 회전시켜 하우징(110) 내의 이미지센서(S)와 렌즈(L)간의 간격 조절에 의해 최적의 초점이 조절되도록 한다.

여기서, 상기 하우징(110)의 경통(111) 내부에서 치합되는 각 치합면(112)(123)은 나선상의 계면을 중심으로 각 치합면(112)(123)의 수평접촉면(113)(124)을 중심으로 유동되어 각 수평접촉면(113)(124)이 단계적으로 대접됨에 따라 상기 하우징(110)의 경통(111) 내부에서 배럴(120)의 수직 이송이 이루어진다.

이때, 상기 수평접촉면(113)(124)의 단계별 접촉은 수평접촉면(113)(124)의 양측부에 형성된 경사면(113a,113b)(124a,124b)의 미끄럼 유동에 의해서 이루어지며, 상기 경사면(113a,113b)(124a,124b)은 상기 배럴(120)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 때 상기 수평접촉면(113)(124)의 원할한 이송이 가능하도록 수평접촉면(113)(124)에 대하여 둔각을 이루어 단턱지게 절곡 형성된다.

또한, 상기 경사면(113a,113b)(124a,124b)의 경사 각도는 상기 배럴(120)을 반시계 방향으로 회전시킬 때 상부 수평접촉면(124)을 연결하는 경사면(124a,124b)이 하부 수평접촉면(113)을 연결하는 경사면(113a,113b)이 접촉된 상태에서 각 수평접촉면(113)(124)과 경사면(113a,113b)(124a,124b)이 형성하는 절곡부를 자연스럽게 타고 넘어갈 수 있는 소정의 각도로 형성됨이 바람직할 것이다.

이와 같은 구조의 본 발명은, 하우징(110)의 상부에 배럴(120)을 수직으로 삽입하여 두 부재(110)(120)가 광축에 대하여 수직을 이루도록 한 후에 상기 배럴(120)을 시계 방향 또는 반시계 방향을 회전시켜 하우징(110)의 경통(111)과 배럴(120)의 몸체(122) 사이에서 치합되는 상,하부 치합면(112)(123)의 각 수평접촉면 (113)(124)이 단계적으로 대접됨에 따른 배럴(120)의 높이 조절에 의해서 카메라 모듈의 포커싱 공정이 수행됨과 동시에 광축에 대하여 항상 수직한 방향으로 카메라 모듈이 조립될 수 있도록 함에 기술적 특징이 있으며, 상기의 포커싱 공정을 통해 최적의 포커스가 맞춰진 지점에서 하우징(110)과 배럴(120)의 접촉면 사이로 접착제를 주입하여 하우징(110)과 배럴(120)을 접착 고정시킴으로써, 최종적인 카메라 모듈 제품의 생산이 완료된다.

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 발명 카메라 모듈의 치합 구조는 카메라 모듈을 구성하는 하우징의 경통 내주면과 배럴의 원통형 몸체 외주면에 각각 형성된 상,하부 치합면의 대응 결합에 의해서 하우징과 배럴이 광축에 대하여 항상 수직으로 결합됨으로써, 광축의 기울어짐이 방지되는 이점이 있음과 아울러 상기 배럴의 회전에 의한 초점 조절 시 광축의 틀어짐이 방지됨에 따라 용이한 포커스 조절과 해상력이 향상되는 장점이 있다.

Claims

내부에 IR 필터가 내장되고, 그 상부로 연장된 원통형의 경통 내주면에 하부 치합면이 형성된 하우징;

상기 하우징의 저면에 밀착 결합되며, 이미지센서 칩이 부착된 기판; 및

내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 장착되고 상기 하우징의 경통 상단 개구부를 통해 삽입되는 원통형 몸체의 외주면에 상부 치합면이 돌출 형성된 배럴;을 포함하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제1항에 있어서,

상기 하부 치합면은, 다수의 수평접촉면이 다단의 단턱부를 이루며 경통의 내주면을 따라 나선상으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제1항에 있어서,

상기 상부 치합면은, 다수의 수평접촉면이 다단의 단턱부를 이루며 원통형 몸체의 외주면을 따라 나선상으로 상향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 수평접촉면은, 그 양측부에 테이퍼진 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제4항에 있어서,

상기 경사면은, 동일한 각도를 이루어 하향 또는 상향 경사면으로 구성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제5항에 있어서,

상기 경사면은, 상기 수평접촉면에 대하여 둔각을 이루어 단턱지게 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제2항에 있어서,

상기 하부 치합면은, 상기 경통의 상단 개구부 임의 지점에서 나선상으로 수평접촉면과 경사면이 연속적으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 치합면은, 상기 수평접촉면을 중심으로 계면을 형성하여 상기 수평접촉면이 단계적으로 대접되도록 미끄럼 유동됨에 따라 상기 하우징의 경통 내부에서 배럴이 광축에 대하여 수직 이송되도록 한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 치합 구조.