KR100854747B1 - 카메라 모듈 조립 지그 및 이를 이용한 카메라 모듈 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈을 조립하기 위한 지그에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈 조립 지그는, 지면에 소정 높이로 지지되며, 상면에 인쇄회로기판이 안착되는 하부 지그; 상기 하부 지그 상에 안착된 인쇄회로기판 상면에 등간격을 이루어 어레이(arrey) 형태로 배열되는 다수의 카메라 모듈 본체; 상기 하부 지그 상면에 복개되며, 상부로 렌즈배럴이 삽입되는 다수의 관통공이 형성된 판형의 상부 지그; 및 상기 상부 지그의 관통공을 통해 하단부가 삽입되고, 상기 렌즈배럴의 상부가 결합되어 회전력이 전달되는 조정 노브;를 포함하며, 카메라 모듈 내부로 이물의 유입의 방지되도록 함과 아울러 렌즈배럴의 용이하게 장착될 수 있는 이점이 있다.

하부 지그, 상부 지그, 관통공, 인쇄회로기판, 조정 노브, 스토퍼, 카메라 모듈 본체, 렌즈배럴

Description

카메라 모듈 조립 지그 및 이를 이용한 카메라 모듈 조립 방법{Assembling jig for camera module and assembling method for using it}

도 1은 종래 자동 초점 기능이 구비된 카메라 모듈의 단면도.

도 2는 종래 자동 초점 기능이 구비된 카메라 모듈의 조립 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 카메라 모듈 조립 지그의 분해 사시도.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈 조립 지그의 조립 공정도.

도 7은 본 발명에 따른 조립 지그에 결합된 조정 노브의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110. 하부 지그 120. 상부 지그

121. 관통공 130. 인쇄회로기판

140. 조정 노브 143. 스토퍼

200. 카메라 모듈 본체 210. 렌즈배럴

본 발명은 카메라 모듈을 조립하기 위한 지그에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 자동 초점 기능을 갖는 VCA(Voice Coil Actuator) 타입의 카메라 모듈을 하부지그에 안착시키고, 그 상부에 복개되는 상부지그를 통해 삽입된 렌즈배럴이 조정노브를 통해 결합될 수 있도록 한 것으로써, 초점 조정을 용이하게 함과 아울러 이물 발생을 감소시킬 수 있도록 한 카메라 모듈 조립 지그에 관한 것이다.

최근에 이르러, 휴대폰이나 PDA 등의 휴대용 단말기에 카메라가 일체형으로 내장된 휴대용 단말기 제품이 주로 출시되고 있으며, 소비자들도 보다 높은 화소와 다양한 기능을 갖는 카메라가 일체형으로 장착된 단말기를 주로 찾고 있는 바, 이와 같은 단말기 내장형 카메라들은 CCD, CMOS 등의 촬상소자에 렌즈를 부착시켜 피사체를 촬상하고 촬상된 피사체 데이터가 소정의 기록매체를 통하여 기록되도록 구성된다.

최근의 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는, 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 기능이 구비된 멀티 기기로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 기기로의 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 800만 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 있다.

여기서, 자동 초점 기능을 갖는 일반적인 형태의 종래 카메라 모듈의 구성에 대해서 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 자동 초점 기능이 구비된 카메라 모듈의 단면도로서, 도시된 바와 같이 종래의 카메라 모듈(1)은, 케이싱(2)과, 케이싱(2)에 고정되며 피사체의 영상을 촬상하기 위한 이미지 촬상부(3)와, 피사체의 영상을 투사시켜 상기 이미지 촬상부(3)에 전달하기 위한 다수의 렌즈(5)들로 이루어진 렌즈군(4)과, 상기 렌즈군(4)을 이루는 각각의 렌즈들을 광축 방향으로 정렬시키기 위한 렌즈배럴(6)과, 렌즈배럴(6)을 광축 방향으로 구동시켜 렌즈군(4)들이 이루는 배율을 변화시키는 기능 및 이미지 촬상부에 촬상되는 영상을 선명하게 하는 기능을 수행하기 위한 구동부(7)와, 상기 경통(6)을 초기 위치에 소정의 제동력으로 고정하기 위한 초기 위치 고정부 및 상기 구동부(7)를 제어하기 위한 제어부로 이루어진다.

상기 이미지 촬상부(3)는, 상기 렌즈군(4)을 통한 피사체의 광 신호를 전기적인 신호로 변환하는 이미지센서(3a)와, 이미지센서(3a)를 보호하는 보호유리(3b) 및 상기 이미지센서(3a)가 장착되는 기판(8)으로 구성된다.

상기 레즈배럴(6)은 렌즈군(4)을 통과한 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 필터가 구비된다.

또한, 상기 구동부(7)는 상기 렌즈배럴(6)에 권선되어 고정되고 제어부로부터 전류를 인가받는 코일(9), 및 상기 케이싱(2)에 고정되고 상기 코일(9) 중 수평인 부분에 대하여 자속이 지나도록 극성이 분할된 영구자석(10)으로 이루어지며, 상기 케이싱(2)에 요홈부가 형성되어 상기 요홈부에 코일이 삽입되고 접착되어 상기 코일(9)이 돌출되지 않도록 한다.

그리고, 상기 영구자석(10)과 렌즈배럴(6) 사이에는 영구자석(10)의 자속을 순환시키기 위한 요크(11)가 장착된다.

이와 같은 구조로 이루어진 종래 카메라 모듈의 외형을 아래 도시된 도 2의 종래 카메라 모듈의 조립 사시도에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 종래의 카메라 모듈(1)은 내부에 렌즈군(4)이 장착된 케이싱(2)과, 상기 케이싱(2)을 지지하는 브라켓(2a)과, 상기 브라켓(2a)의 하부에 이미지센서(3a)와 구동 회로 및 다수의 수동소자등이 실장된 인쇄회로기판(8)으로 구성된다.

상기 인쇄회로기판(8)의 상면에는 브라켓(2a)과 케이싱(2)이 순차적으로 적층 결합되며, 이때, 상기 케이싱(2) 내부에 장착되는 렌즈배럴(6)의 상, 하 이송을 위하여 영구자석(10)과 코일(9)로 이루어진 구동부(7)는 상기 케이싱(2) 내의 인쇄회로기판(8) 상에 장착되며, 상기 구동부(7)는 고전류를 발생시키는 구동 회로에 의해서 컨트롤된다.

한편, 상기 케이싱(2) 내부로 삽입되는 렌즈배럴(6)은 외주면에 나사부(6a)가 구비되어 상기 케이싱(2) 내에 삽입 후 렌즈배럴(6)의 회전에 의해서 결합됨과 동시에 렌즈배럴(6)의 높이 조정으로 렌즈배럴(6) 내의 렌즈군(4)에 대한 초점 조정이 이루어지게 된다.

그러나, 종래의 카메라 모듈(1)은 작업자에 의한 수작업에 의해서 상기 케이싱() 내부로 렌즈배럴(6)이 결합됨에 따라 상기 VCA 방식의 카메라 모듈 본체와 렌즈배럴(6)을 작업자가 손으로 들고 직접 체결하게 된다.

이때, 상기 렌즈배럴(6)이 체결되는 과정에서 VCA 방식의 카메라 모듈 내에 채용된 코일(9)과 영구자석(10)으로 이루어진 구동부(7)에 손상이 가해질 수 있으며, 일정한 회전력이 전달되기가 어려워 상기 렌즈배럴(6)이 기울어진 채로 장착되어 틸트(tilt)가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 카메라 모듈은 렌즈배럴(6)이 수작업에 의해서 결합되면서 카메라 모듈 외부에서 유동되는 이물이 렌즈배럴(6)의 삽입과 동시에 카메라 모듈 내로 유입될 수 있는 단점이 있으며, 조립 시간이 오래 걸려 생산성이 저하되는 문제점이 지적되고 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈 조립 과정중 발생되는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 카메라 모듈이 안착되는 하부지그와 상기 하부지그 상에 복개되는 상부지그가 구비되고, 상기 카메라 모듈 내부에 삽입되는 렌즈배럴이 스토퍼가 구비된 조정노브를 통해 결합됨으로써, 렌즈배럴 장착시 이물의 유입의 방지하면서 렌즈배럴의 용이한 장착이 이루어지도록 한 카메라 모듈 조립 지그가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 상면에 인쇄회로기판이 안착되는 하부 지그와, 상기 하부 지그 상의 인쇄회로기판 상면에 등간격을 이루어 어레이(arrey) 형태로 배열되는 카메라 모듈 본체와, 상기 하부 지그 상면에 복개되며 렌즈배럴이 삽입되는 다수의 관통공이 형성된 판형의 상부 지그와, 상기 상부지그의 관통공을 통해 렌즈배럴을 결합하기 위해 하단부가 삽입되는 조정 노브를 포함하는 카메라 모듈 조립 지그에 의해서 달성된다.

상기 하부 지그는 지면에 소정의 높이로 지지되어 상면에 판형의 인쇄회로기판이 고정되고, 상기 인쇄회로기판의 상면에는 다수의 카메라 모듈 본체가 등간격을 이루어 다수 배열된다.

상기 하부 지그의 상부에는 상기 인쇄회로기판의 전면이 복개되며, 상기 인쇄회로기판 상에 배열되는 카메라 모듈 본체의 렌즈배럴 삽입공과 대응되는 위치에 다수의 관통공이 형성된다.

이때, 상기 인쇄회로기판과 상부 지그는 상기 하부 지그의 각 모서리부에 돌출된 고정구에 결합되어 그 위치가 고정된다.

한편, 상기 하부 지그 상에 복개된 상부 지그의 관통공을 통해 삽입된 렌즈배럴을 회전시켜 체결시키기 위한 조정 노브가 구비된다.

상기 조정 노브는 회전 손잡이와, 그 하부로 연장된 배럴장착구 및 상기 배럴장착구 상에 결합된 스토퍼로 구성되고, 배럴장착구의 하단부에 렌즈배럴의 상단부가 결합되어 상기 회전손잡이의 회전에 의해서 렌즈배럴이 카메라 모듈 본체 내부에 체결되도록 한다.

이때, 상기 스토퍼는 그 하면이 상부 지그의 상면에 접촉됨에 의해서 카메라 모듈 본체에 결합되는 렌즈배럴이 항상 같은 초점 거리를 가지며 체결된다.

이와 같은 구성의 본 발명은 상부 지그의 상면에 판상의 인쇄회로기판을 고정되고, 상기 인쇄회로기판의 상면에 다수개의 카메라 모듈 본체가 등간격으로 배열되어 안착된다. 이때 상기 카메라 모듈 본체가 안착된 상태에서 그 상부에 다수의 관통공이 구비된 상부 지그가 복개되며, 상기 상부 지그의 관통공을 통해 렌즈배럴이 삽입된다.

그리고, 상기 관통공을 통해 조정 노브의 하단부로 연장된 배럴장착구의 하단부가 삽입되어 회전손잡이의 회전에 의해서 렌즈배럴이 카메라 모듈 본체 내부에 체결된다.

이때, 상기 렌즈배럴은 조정 노브의 배럴장착구 하단부에 상부가 결합된 상태로 상부 지그의 관통공을 통해 삽입되어 체결 가능하다.

본 발명의 카메라 모듈 조립 지그의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 3은 본 발명에 의한 카메라 모듈 조립 지그의 분해 사시도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 카메라 모듈 조립 지그의 조립 공정도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈 조립 지그(100)는 평판 형태의 하부 지그(110)및 상부 지그(120)와, 그 사이에 개재되어 상면에 다수의 카메라 모듈 본체(200)가 안착되는 인쇄회로기판(130)과, 상기 상부 지그(120)를 통해 삽입되는 렌즈배럴(210)을 결합하기 위한 조정 지그(140)로 구성된다.

상기 하부 지그(110)는 지면에 대하여 소정의 높이로 지지다리(111)를 통해 지지되며, 상면 각 모서리부와 그 내측 임의 지점에 상부 지그(120)와 인쇄회로기판(130)을 고정시키기 위한 고정구(112)(113)가 돌기 형태로 돌출 형성된다.

상기 하부 지그(110)의 상면에는 판상의 인쇄회로기판(130)이 밀착되며, 상기 인쇄회로기판(130)의 상면에 다수의 카메라 모듈 본체(200)가 등간격을 이루어 어레이(arrey) 형태로 배열된다. 여기서 상기 인쇄회로기판(130) 상에 배열되는 카메라 모듈 본체(200)는 자동 초점 기능을 가진 VCA 타입의 카메라 모듈(200)을 비롯하여 COB 타입 및 COF 타입 등의 다양한 형태의 카메라 모듈 본체(200)가 안착 가능하다.

이때, 상기 인쇄회로기판(130)은 네 모서리에 하부 지그(110) 상에 돌출된 고정구(113)가 삽입되어 상기 카메라 모듈 본체(200)의 안착시, 또는 카메라 모듈 본체(200)에 렌즈배럴(210)의 장착시 위치 고정이 이루어지도록 한다.

또한, 상기 상부 지그(120)는 상기 하부 지그(110)와 마찬가지로 판형으로 구성되어 하부 지그(110)의 상면에 그 하면이 밀착되며, 전면에 걸쳐 다수의 관통공(121)이 형성된다.

상기 관통공(121)은 인쇄회로기판(130)의 상면에 안착된 카메라 모듈 본체(200)와 대응되는 위치에 관통 형성되며, 더 정확하게는 상기 카메라 모듈 본체(200)의 중앙부에 형성된 렌즈배럴의 삽입 공간과 수직으로 일치하는 위치에 천공된다.

이때, 상기 관통공(121)은 그 내부로 삽입되는 렌즈배럴(210)의 외주면 직경과 동일하거나 약간 큰 직경을 가지며, 하부측이 카메라 모듈 본체(200)가 내입될 수 있는 크기로 형성되며, 앞서 설명된 다양한 방식으로 조립되는 카메라 모듈의 외형에 따라 형성된다.

따라서, 상기 상부 지그(120)는 상기 관통공(121) 내부로 인쇄회로기판(130) 상에 안착된 카메라 모듈 본체(200)가 내입됨과 동시에 상기 하부 지그(110) 상에 복개되고, 상기 하부 지그(110)의 네 모서리에 돌출된 고정구(112)가 상부 지그(120)의 네 모서리에 구비된 홀(122)에 삽입됨에 의해서 유동없이 고정된다.

한편, 상기 상부 지그(120)에 형성된 다수의 관통공(121) 내부로는 원통형의 렌즈배럴(210)이 삽입되고, 상기 관통공(121)에 삽입된 렌즈배럴(210)은 회전손잡이(141)가 부착된 조정 노브(140)에 의해서 상기 카메라 모듈 본체(200) 내에 결합된다.

여기서, 렌즈배럴(210)의 상부는 육각 볼트 형태의 플레이트(211)가 형성되 며, 상기 플레이트(211)는 육각 및 사각을 비롯한 다각형으로 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 플레이트(211)를 통한 조정 노브(140)의 회전력 전달시 용이하게 회전 가능한 토크(torque)가 발생되도록 하기 위함이다.

아래 도시된 도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈 조립 지그에 조정 노브가 결합된 단면도로서, 도시된 바와 같이 조정 노브(140)는 회전손잡이(141)와 그 하부로 연장된 배럴장착구(142)로 구성되며, 상기 배럴장착구(142)의 임의 위치에 장착된 스토퍼(143)로 구성된다.

상기 배럴장착구(142)의 하단부는 렌즈배럴(210)의 전부 또는 상단 일부가 삽입 장착되며, 상기 렌즈배럴(210) 상부에 구비된 다각형의 플레이트(211)에 결합되기 위한 렌치 형상의 고정홈(도면 미도시)이 구비된다.

상기 조정 노브(140)는 상기 상부 지그(120)의 관통공(121)을 통해 렌즈배럴(210)이 삽입된 상태 또는 상기 렌즈배럴(210)이 배럴장착구(142)에 결합된 상태에서 그 하단부가 상기 관통공(121) 내부로 삽입된다.

상기 배럴장착구(142)가 하단부에 렌즈배럴(210)이 결착되어 수직 결합되고, 그 상단부의 회전손잡이(141)를 회전시켜 렌즈배럴(210)을 카메라 모듈 본체(200) 내부에서 회전시켜 나사 결합에 의한 렌즈배럴(210) 체결이 이루어진다.

이때, 상기 배럴장착구(142)는 그 외주면에 스토퍼(143)가 구비되어 상기 배럴장착구(142)가 회전되면서 결합될 때 그 하면이 상부 지그(110)의 상면에 접촉됨에 따라 하부 진입이 중단되고, 상기 스토퍼(143)의 접촉에 의해서 배럴장착구(142)가 하부로 더 이상 진행되지 못하게 된다.

따라서, 상기 렌즈배럴(210)은 카메라 모듈의 설계시 정해진 초점 거리에 해당하는 일정한 높이에서 초점이 고정되며, 카메라 모듈의 종류에 따라 변경되는 초점 거리에 따라 상기 렌즈배럴(210)의 결합 높이를 조정하기 위하여 상기 배럴장착구(142)에 결합된 스토퍼(143)는 임의 위치에 조정 가능하게 장착된다.

여기서, 미설명 부호 S는 압축 탄성 스프링이다.

이와 같은 기술적 구성으로 이루어진 본 발명의 조립 지그를 이용한 카메라 모듈의 조립 과정을 간략히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 판상의 상부 지그(110)의 상면에 판형의 인쇄회로기판(130)이 밀착 고정되고, 상기 인쇄회로기판(130)의 상면에 다수개의 카메라 모듈 본체(200)가 등간격으로 배열되도록 안착시킨다.

다음, 상기 인쇄회로기판(130)에 카메라 모듈 본체(200)가 안착된 상태에서 그 상부에 다수의 관통공(121)이 구비된 판형의 상부 지그(120)가 복개되며, 상기 상부 지그(120)의 각 관통공(121)을 통해 상기 카메라 모듈 본체(200)에 렌즈배럴(210)이 결합된다.

그리고, 상기 관통공(121)을 통해 조정 노브(140)의 하단부로 연장된 배럴장착구(142)의 하단부가 삽입되고, 상기 조정 노브(140)의 상단에 구비된 회전손잡이(141)의 회전에 의해서 렌즈배럴(210)이 카메라 모듈 본체(200) 내부에 체결된다.

마지막으로, 상기 인쇄회로기판(130) 상에 어레이(arrey) 형태로 배열되어 내부에 렌즈배럴(210)이 결합된 카메라 모듈 본체(200)를 중심으로 상기 인쇄회로기판(130)이 절단됨으로써, 개별적인 카메라 모듈의 조립이 완료된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈 조립 지그는 카메라 모듈 본체가 상부 지그와 하부 지그 사이에 개재된 상태에서 조정 노브를 통해 렌즈배럴이 결합되도록 함으로써, 카메라 모듈 내부로 이물의 유입의 방지되도록 함과 아울러 렌즈배럴의 용이하게 장착될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 초점 공정 없이 조정 노브의 회전시 스토퍼에 의한 결합 위치 조정이 이루어지도록 함으로써, 카메라 모듈 패키지 제작 공정이 단축되어 생산성이 향상되고, 조정 노브를 이용한 일정한 회전력이 전달됨에 의해서 VCA 타입의 카메라 모듈 조립시 구동부의 손상이 방지될 수 있는 작용효과가 기대된다.

Claims (8)

1. 지면에 소정 높이로 지지되며, 상면에 인쇄회로기판이 안착되는 하부 지그;

   상기 하부 지그 상에 안착된 인쇄회로기판 상면에 등간격을 이루어 어레이(arrey) 형태로 배열되는 다수의 카메라 모듈 본체;

   상기 하부 지그 상면에 복개되며, 상부로 렌즈배럴이 삽입되는 다수의 관통공이 형성된 판형의 상부 지그; 및

   상기 상부 지그의 관통공을 통해 하단부가 삽입되어 상기 렌즈배럴의 상부에 결합되어 회전력이 전달되도록 하며, 회전 손잡이와, 그 하부로 연장된 배럴장착구 및 상기 배럴장착구 상의 임의 위치에 이동 가능하게 결합된 스토퍼로 구성된 조정 노브;

   를 포함하는 카메라 모듈 조립 지그.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하부 지그는, 그 상면 각 모서리부와 그 내측 임의 지점에 고정구가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립 지그.
3. 제1항에 있어서,

   상기 상부 지그에 형성된 관통공은, 상기 하부 지그 상에 배열된 카메라 모듈 본체와 대응되는 위치에 다수 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립 지 그.
4. 제1항에 있어서,

   상기 상부 지그는, 그 모서리에 구비된 홀을 통해 상기 하부 지그의 각 모서리에 돌출 형성된 고정구가 삽입되어 위치 고정된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립 지그.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 스토퍼는, 그 하면이 상부 지그의 상면에 접촉됨에 의해서 카메라 모듈 본체에 결합되는 렌즈배럴의 하부 진행을 중단시켜 일정한 초점 거리를 가지며 렌즈배럴이 장착될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립 지그.
7. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판에 안착되는 카메라 모듈 본체는, 자동 초점 기능을 갖는 VCA 타입 또는 COB 타입 또는 COF 타입 중 어느 하나의 카메라 모듈 본체가 안착되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립 지그.
8. 삭제

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