KR100813230B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은, 렌즈군이 장착된 렌즈배럴; 상기 렌즈배럴을 상하로 구동시키는 액츄에이터가 내장되며, 상기 액츄에이터의 외부를 감싸는 케이스를 갖는 액츄에이터 모듈; 및 상기 액츄에이터 모듈의 하부에 장착되며, 상기 렌즈배럴 내의 렌즈군을 통고하는 광에 의해서 이미지가 촬상되는 이미지센서가 인쇄회로기판의 중앙부에 실장된 이미지센서 모듈;을 포함하며, 상기 액츄에이터 모듈은, 상부면에 렌즈배럴이 삽입되어 렌즈군 상면이 노출되는 통공이 형성되고, 양 측벽에 탄성편이 돌출 형성된 케이스가 외부를 감싸는 구성으로 이루어져, 휴대용 단말기에 카메라 모듈을 장착하는 과정에서 모듈에 전가되는 기구적 압력 등의 스트레스는 최소화되면서 장착후에는 유격 발생이 억제되어 카메라 모듈이 유동되지 않고 단말기에 견고하게 고정되는 이점이 있다.

액츄에이터, 케이스, 탄성편

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

도 1은 종래 카메라 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도.

도 2는 종래 폴더 타입 휴대용 단말기의 힌지체에 카메라 모듈이 장착된 모습을 나타낸 예시도.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 카메라 모듈 케이스의 제1 실시예를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈 케이스의 제2 실시예를 나타낸 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈이 폴더 타입 휴대용 단말기의 힌지체에 장착되는 과정을 나타낸 조립 예시도.

도 7은 도 6에 따른 카메라 모듈 장착후 결합상태를 보여주는 일부 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100...렌즈배럴 200...액츄에이터

210...케이스 212...통공

214...탄성편 300...이미지센서 모듈

본 발명은 휴대용 단말기 카메라 모듈에 관한 것으로, 상세하게는 휴대용 단말기에 카메라 모듈을 장착하는 과정에서 모듈에 전가되는 기구적 압력 등의 스트레스를 최소화하면서 장착후에는 유격 발생을 억제시켜, 카메라 모듈이 유동되지 않고 단말기에 견고하게 고정될 수 있도록 한 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근의 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는, 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 자동 초점 기능(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능한 구조로 변화되고 있다.

특히, 자동 초점 기능(AUTOFOCUS : AF) 기능이 부가된 카메라 모듈이 장착되는 휴대용 단말기의 경우에는 피사체와의 초점 거리에 상관없이 포커싱이 구현된 양질의 화상을 제공할 수 있다는 점에서 그 수요가 급증하고 있는 실정이다.

도 1은 종래 자동 초점 기능의 카메라 모듈을 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 자동 초점 기능이 구비된 카메라 모듈은, 렌즈 군(L)이 장착된 렌즈배럴(1)과, 상기 렌즈배럴(1)을 통과하는 광에 의해서 이미지가 촬상되는 이미지센서 모듈(3)과, 상기 이미지센서 모듈(3)에서의 오토포커싱을 위해 상기 렌즈배럴을 상하로 이동시키기 위한 액츄에이터(2)와, 상기 액츄에이터에 포함되는 구성요소로서 전기·광학적 부품들을 보호하기 위한 케이스(20)로 구성된다.

위와 같은 구성요소를 포함하는 종래의 카메라 모듈은 촬영시 외부 간섭은 최대한 배재하면서 용이한 촬영성 확보를 위해 휴대용 단말기 적소에 배치되어 휴대용 단말기에 카메라 기능을 부가한다.

일례로서, 폴더형 휴대용 단말기인 경우, 단말기 본체와 폴더 커버를 연결하는 힌지체 내에 카메라 모듈을 장착한 구성을 예를 들수 있다. 구체적으로, 종래 폴더형 단말기의 경우, 도 2a에서와 같이 단말기 본체와 폴더 커버를 연결하는 힌지체(5) 일측에 카메라 모듈 설치를 위한 소정의 장착공간(50)을 확보한 후, 상기 장착공간(50)에 카메라 모듈을 내장시킴과 아울러 카메라 모듈 일부(렌즈배럴)는 노출공을 통해 외부로 노출되도록 하였다.

여기서, 힌지체의 상기 장착공간(50)으로 카메라 모듈을 장착함에 있어서는, 카메라 모듈이 내장될 상기 장착공간(50)의 폭(d1)을 카메라 모듈의 상기 케이스(20) 폭(d2)과 적어도 같게 하여 억지끼움 형식으로 조립하는 방식과, 상기 장착공간(50)의 폭(d1)을 카메라 모듈의 폭(d2)보다 적어도 크게 하여 양호한 조립성을 확보함과 동시에 조립 시 필연적으로 발생되는 모듈 케이스와 장착공간 내벽 사이의 갭 보상을 위해 쿠션재나 보강판 등의 탄성부재(미도시)를 별도로 개재시킨 방 식이 적용되고 있다.

전자의 경우에는, 카메라 모듈 장착 후 견고한 고정성을 확보할 수 있으나, 장착 과정에서 카메라 모듈에 직접적으로 많은 외압이 가해짐에 따라 카메라 모듈이 손상되거나 조립 후 기구적 안정성이 떨어지는 단점이 있으며, 후자의 경우에는, 상기 억지끼움 방식과는 달리 장착 시 카메라 모듈에 전가되는 외압은 없으나, 장착후에 힌지체 공간부 내벽과 카메라 모듈의 케이스 사이의 갭을 보상하여 유동성을 억제하기 위한 수단으로 전술한 바와 같이 쿠션체나 보강판을 반드시 개재시켜야 하므로 요구되는 부품이 많고, 그에 따라 조립공정이 긴 단점이 있으며, 특히 쿠션체를 개재시킨 경우에는 외부 충격에 의해 쿠션체가 쉽게 탄성 변형되어 카메라 모듈이 상기 공간부 내에서 쉽게 유동되는 문제가 있다.

한편, 상기 카메라 모듈의 전자·광학적 부품들을 보호하는 상기 케이스(6)의 경우 제조에 따른 비용 절감을 목적으로 보통 플라스틱과 같은 합성수지재를 이용해 사출성형한 후, 케이스에 의해 보호되는 부품들을 전자파(EMI)로부터 보호하기 위해 상기 사출물에 금속막을 입혀 실드(shield) 기능을 부가하였다. 이에 따라, 종래에는 케이스 제조에 따른 양산성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 휴대용 단말기에 카메라 모듈을 장착하는 과정에서 모듈에 전가되는 기구적 압력 등의 스트레스는 최소화하면서 장착후에는 유격 발생이 억제되어 카메라 모듈이 유동되지 않고 휴대용 단말기에 견고하게 고정될 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 전자파 차폐를 위한 양호한 실드기능과 보다 향상된 양산성을 동시에 충족할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 렌즈군이 장착된 렌즈배럴; 상기 렌즈배럴을 상하로 구동시키는 액츄에이터가 내장되며, 상기 액츄에이터의 외부를 감싸는 케이스를 갖는 액츄에이터 모듈; 및 상기 액츄에이터 모듈의 하부에 장착되며, 상기 렌즈배럴 내의 렌즈군을 통고하는 광에 의해서 이미지가 촬상되는 이미지센서가 인쇄회로기판의 중앙부에 실장된 이미지센서 모듈;을 포함하며, 상기 액츄에이터 모듈은, 상부면에 렌즈배럴이 삽입되어 렌즈군 상면이 노출되는 통공이 형성되고, 양 측벽에 탄성편이 돌출 형성된 케이스가 외부를 감싸며 복개된 카메라 모듈을 제공한다.

여기서, 상기 탄성편은 케이스 각 측벽 일부를 절개하고, 절개된 부위를 외부를 향해 돌출시켜 구성한 판 스프링 형태일 수 있으며, 이와는 다르게, 케이스 각 측벽 중앙부에서 만곡면을 이루며 돌출 형성된 엠보싱 돌기 형태일 수도 있다.

상기 탄성편이 판 스프링 형태인 경우, 상기 탄성편 일측 자유단 측을 절곡시켜 절곡된 그 단부가 케이스 측을 향하도록 구성함이 바람직하다. 이 경우, 카메라 모듈 조립 시 휴대용 단말기의 장착공간 내벽과 밀착되는 상기 탄성편의 밀착력 이 향상되어 보다 견고한 고정력을 확보할 수 있다.

본 발명에 적용된 상기 케이스의 재질로는 스테인레스 또는 구리 등 전자파(EMI) 차폐 기능이 우수한 금속이 이용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 렌즈군이 장착된 렌즈배럴(100)과, 상기 렌즈배럴(100)을 통과하는 광에 의해서 이미지가 촬상되는 이미지센서 모듈(300) 및 상기 이미지센서 모듈(300)에서의 오토포커싱을 위해 상기 렌즈배럴(100)을 상하로 이동시키기 위한 액츄에이터 모듈(200)로 구성된다.

렌즈부에 해당하는 렌즈배럴(100)은 액츄에이터 모듈(200)과 결합하며, 렌즈 홀더(lens holder) 기능을 한다. 이러한 렌즈배럴(100)은 통상적으로 폴리카보네이트(polycarbonate) 등과 같은 수지로서 이루어지고, 상기 렌즈배럴(100)의 상면에는 IR 코팅된 유리(IR coating glass)가 접착되어, 이를 통과하는 광중에 포함된 적외선을 차단한다.

이미지센서 모듈(300)은 액츄에이터 모듈(200)의 하부에 결합되며, 상기 렌즈배럴(100)을 통과한 광을 수광하고 처리할 목적으로 인쇄회로기판에 부착되는 이미지센서(310)를 포함한다. 카메라용 이미지센서를 패키징하는 방식으로는 플립 칩(Flip-Chip) 방식의 COF(Chip On Flim) 패키징 방식, 와이어 본딩 방식의 COB(Chip On Board) 패키징 방식, 그리고 CSP(Chip Scale Package) 방식 등이 있으며, 이 중 COF 패키징 방식과 COB 패키징 방식이 널리 이용된다.

여기서, 상기 이미지센서는 렌즈배럴(100)의 집광렌즈로부터 받아들여진 빛을 수광하고 광전변환을 행하는 수광부(320)와, 상기 수광부(320)에 의하여 발생한 신호를 화상 데이터로서 송신하는 등의 신호처리부로 구성된다. 인쇄회로기판의 일면과 부착되는 면에 다수의 전극패드(미도시)가 형성되며, 상기 전극패드에는 범프(bump)가 형성된다. 도 3에서는 COB 방식의 패키지 구조가 표현되었으나, 일례로서 상기 이미지센서를 COF 플립칩 패키징 방식으로 부착할 경우, 전극 패드 외관에 돌출시킨 범프와 이방성 전도성 고형물(ACF: Anisotropic Condunctive Film) 또는 전도성이 없는 액상 폴리머(NCP: Non-Conductive Paste)를 사용하여 부착한다.

액츄에이터 모듈(200)은 상기 이미지센서 모듈(300)에서의 오토포커싱 작업을 위하여 상기 렌즈배럴(100)을 상하로 이동시키기 위한 구동부로서 외부 환경으로부터 그 내부를 보호하기 위한 케이스(210)를 포함한다.

여기서, 본 발명에 적용된 상기 케이스(210)는 렌즈배럴(100) 일부가 외부로 노출토록 케이스(210) 상부면에 형성되는 통공(212)과, 본 발명에 적용된 카메라 모듈을 휴대용 단말기에 장착 시 휴대용 단말기의 장착공간 내벽과 탄성 밀착되는 탄성편(214a)(214b)을 구비한다. 이러한 케이스(210)는 바람직하게, 스테인레스 또는 구리 등과 같이 성형성과 전자파 차폐성능이 우수한 금속을 소재로하여 프레싱(또는 사출성형) 가공을 통해 제조될 수 있다. 물론, 이와 같은 재질에 한정되는 것은 아니며 전자파 차폐성능이 우수하면서 성형성이 우수한 다양한 금속재가 소재로 이용될 수 있다.

본 발명에 적용된 상기 케이스의 구성을 실시예별로 좀 더 구체적으로 살펴로 한다.

도 4는 본 발명에 적용된 케이스의 제1 실시예에 따른 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 상기 케이스(210)는, 하부가 개구된 직육면체 형상으로 상부면에는 렌즈군을 포함한 렌즈배럴(100)이 외부로 노출토록 장착되는 통공(212)이 관통 형성된다. 그리고 서로 마주하는 두 쌍의 측벽 중 어느 한 쌍의 양측벽 중앙 또는 각 측벽 중앙에는 카메라 모듈 장착 시 이 카메라 모듈이 휴대용 단말기의 장착공간에 견고히 고정될 수 있도록 상기 장착공간의 내벽에 탄성 밀착되는 탄성편(214a)이 외부를 향하여 돌출된다.

여기서, 본 실시예에 적용된 상기 탄성편(214a)은, 케이스 측벽 일부를 절개한 후, 절개된 부분을 외부를 향해 돌출시켜 구성한 판 스프링 형태이다. 이와 같이 상기 탄성편이 판 스프링 형태인 경우에는, 상기 탄성편(214a)의 일측 자유단 측을 절곡시켜 절곡된 그 단부가 케이스(210) 측을 향하도록 구성함이 바람직하다. 이 경우, 카메라 모듈 조립 시 휴대용 단말기의 장착공간 내벽과 밀착되는 상기 탄성편의 접지면적 및 밀착력이 향상되어 상기 장착공간에 장착 고정되는 상기 케이스가 보다 견고하게 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명에 적용된 케이스의 제2 실시예에 따른 사시도이다.

본 실시예에 따른 케이스(210)는 휴대용 단말기의 장착공간의 내벽에 탄성 밀착되는 탄성편의 구체적인 형상의 차이점을 제외하고는 전술한 제1 실시예에 따른 케이스의 구성과 동일하다. 따라서 전술한 제1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 적용된 상기 탄성편(214b)은, 케이스(210의 양 측면 임의 지점이 만곡면을 이루어 케이스(210) 외부를 향하여 돌출된 엠보싱 돌기 형태이다. 이러한 엠보싱 돌기 형태의 탄성편(214b)은 도면에서와 같이, 케이스(210) 각 측벽 중앙에 하나씩 형성될 수 있으며, 보다 견고한 밀착 고정력을 위해서는 각 측벽 중앙부에 적어도 두 개소 이상 형성될 수도 있다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 일례로서 본 발명에 따른 카메라 모듈이 폴더 타입 휴대용 단말기의 힌지체에 장착되는 것을 예를 들어 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈이 폴더 타입 휴대용 단말기의 힌지체에 장착되는 과정을 나타낸 조립 예시도이며, 도 7은 도 6에 따른 카메라 모듈 장착후 결합상태를 보여주기 위한 단면 구성도이다. 본 발명의 조립과정을 설명하기에 앞서 종래도면에 도시된 힌지체에 대한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호 및 명칭을 사용한다.

도 6을 참조하면, 휴대용 단말기 본체와 커버를 연결하는 힌지체(5) 일측에는 카메라 모듈 설치를 위한 소정의 장착공간(50)이 제공된다. 상기 장착공간(50) 상부 힌지체 외벽에는 카메라 모듈의 렌즈배럴이 외부로 노출될 수 있도록 하는 노출공(52)이 상기 장착공간(50)과 연통되는 형태로 천공되고, 상기 노출공(52)과 마 주하는 장착공간(50) 하부는 개방되어 이를 통해 본 발명에 따른 카메라 모듈(10)이 상기 장착공간(50) 내부로 진입될 수 있다. 따라서, 상기 장착공간(50)에 내장되는 카메라 모듈(10)의 렌즈배럴(100)은 장착 후 상기 노출공(52)을 통해 외부로 노출되고, 카메라 모듈 장착후의 상기 개방된 장착공간(50) 하부에는 커버(54)가 결합되어 상기 장착공간(50)을 폐쇄한다.

여기서, 힌지체(5)의 상기 장착공간(50)으로 삽입된 카메라 모듈은 커넥터(미도시)를 통해 휴대용 단말기에 구비된 메인 기판과 전기적으로 연결됨 아울러, 도 7에서와 같이, 케이스(210) 각 측벽에 구비된 탄지편(214a)에 의해 상기 장착공간(50) 내에서 견고히 고정된다. 즉, 상기 탄지편(214a)은 카메라 모듈을 장착공간(50)으로 장착하는 과정에서 상기 장착공간 내벽에 긴밀하게 탄성 밀착되며, 이 탄성 밀착력에 의해서 카메라 모듈은 상기 장착공간 내에 견고히 고정되어 유동되지 않는다.

상기와 같이 장착되는 본 발명의 실시예에 의하면, 카메라 모듈의 내부 구성품을 보호하는 케이스 각 측벽에 장착공간 내벽에 탄성 밀착되는 탄지편이 마련된다. 이에 따라, 휴대용 단말기에 카메라 모듈을 장착하는 과정 중 카메라 모듈에 직접적으로 외압이 가해지지 않는다. 즉, 카메라 모듈 장착 시 모듈에 전가되는 기구적 압력 등의 스트레스가 발생되지 않으며, 장착후에는 상기 탄지편의 탄성에 의해 유격 발생이 억제된다. 그 결과, 장착 후 카메라 모듈이 유동되지 않고 휴대용 단말기에 견고하게 고정될 수 있다.

또한, 상기 탄지편은 케이스 각 측벽에 일체형으로 마련됨에 따라, 기존과 같이 장착공간 내벽과 카메라 모듈의 케이스 사이에 갭을 보상을 목적으로 개입되는 쿠선재나 보강판 등 별도의 탄성부재가 요구되지 않는다. 이에 따라, 제품의 조립성 및 양산성 향상되는 것은 물론, 구성부품수를 줄일 수 있기 때문에 생산단가를 낮출 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 카메라 모듈을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 카메라 모듈은 케이스 각 측벽에 마련된 탄지편들로 인하여, 휴대용 단말기에 카메라 모듈을 장착하는 과정에서 모듈에 전가되는 기구적 압력 등의 스트레스는 최소화되면서, 장착후에는 유격 발생이 억제되어 카메라 모듈이 유동되지 않고 휴대용 단말기에 견고하게 고정될 수 있다.

또한, 케이스가 스테인레스 또는 구리 등과 같이 실드기능이 우수한 금속재질을 프레스 가공하여 형성됨으로써, 기존과 같이 플라스틱과 같은 합성수지재를 이용해 사출성형한 후, 실드기능 부가를 위해 별도로 금속막을 입히지 않아도 된다. 결과적으로, 카메라 모듈 제작에 따른 양산성이 향상되는 장점 또한 발현된다.

Claims (7)

1. 렌즈군이 장착된 렌즈배럴;

   상기 렌즈배럴을 상하로 구동시키는 액츄에이터가 내장되며, 상기 액츄에이터의 외부를 감싸는 케이스를 갖는 액츄에이터 모듈; 및

   상기 액츄에이터 모듈의 하부에 장착되며, 상기 렌즈배럴 내의 렌즈군을 통과하는 광에 의해서 이미지가 촬상되는 이미지센서가 인쇄회로기판의 중앙부에 실장된 이미지센서 모듈;을 포함하며,

   상기 액츄에이터 모듈은,

   상부면에 렌즈배럴이 삽입되어 렌즈군 상면이 노출되는 통공이 형성되고, 양 측벽에 탄성편이 돌출 형성된 케이스가 외부를 감싸며 복개된 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 케이스의 탄성편은 카메라 모듈이 내장되는 휴대용 단말기의 장착공간 내벽면과 탄성적으로 밀착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 탄성편은, 상기 케이스의 각 측벽 중앙에 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제3항에 있어서,

   상기 탄성편은, 상기 케이스의 각 측벽 일부를 절개한 후, 절개된 부분을 외부를 향해 돌출시켜 구성한 판 스프링 형태인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 판 스프링 형태의 탄성편은 그 일측 자유단 측이 케이스 측을 향해 내향 절곡된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제3항에 있어서,

   상기 탄성편은, 상기 케이스 각 측벽 중앙부에서 만곡면을 이루며 돌출 형성된 엠보싱 돌기 형태인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이스는, 스테인레스 또는 구리 중 선택된 어느 하나의 금속재질로 이 루어진 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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