KR100950914B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

본 발명의 카메라 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 결합되며, 하부에 내측으로 지지부가 연장 형성되고, 상기 지지부 일측에 샤프트 삽입홈이 형성된 하우징; 상기 샤프트 삽입홈에 하단부가 삽입되어 상기 하우징 내부에 수직 결합되는 가이드 샤프트; 상기 하우징의 하단부에서 상기 지지부 하면으로 연장 형성된 도전 패턴; 상기 도전 패턴과 전기적으로 연결됨과 동시에 상기 지지부의 하면에 밀착 결합된 이미지센서; 내부에 렌즈가 결합되어 상기 하우징의 상부에 고정되는 렌즈배럴; 및 내부에 렌즈가 장착되어 상기 가이드 샤프트를 따라 상, 하로 수직 이동 가능하게 결합된 가동 렌즈배럴;을 포함한다.

기판, 하우징, 이미지센서, 도전 패턴, 가이드 샤프트, 가동 렌즈배럴

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 하우징의 샤프트 삽입홈과 하우징 하단에 형성된 패턴의 위치 공차를 최소화하여 이미지센서와 렌즈간의 광축 틀어짐이 방지되도록 한 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)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.

특히, 최근에는 소비자의 다양한 요구에 맞추어 자동초점(AF:Autofocus) 조정이나 줌(Zoom) 조정 등과 같은 기능이 부여된 카메라 모듈이 요구되고 있는 바, 일반 카메라 모듈보다 정밀한 부품 설계와 조립이 요구되고 있다.

통상적인 카메라 모듈은, 기판과 이미지센서 및 상기 기판 상에 결합되는 광학 유니트로 구성되는 데, 상기 기판 상면에 이미지센서가 실장된 상태에서 상기 이미지센서의 상부에 하우징과 렌즈배럴로 이루어진 광학 유니트가 결합된다.

이때, 상기 이미지센서는 기판 상면에 형성된 도전 패턴이 이미지센서의 패드와 밀착되면서 전기적으로 결합되거나 기판 상면에 형성된 패드와 와이어 본딩을 통해 전기적으로 결합된다.

또한, 종래의 카메라 모듈은 상기 광학 유니트를 구성하는 하우징의 하단부가 기판에 결합될 때, 상기 하우징의 하단부에 형성된 보스가 기판의 모서리부에 형성된 관통홀에 삽입됨에 따라 상기 광학 유니트와 기판의 결합 위치가 결정된다.

한편, 상기 기판 상부에 결합되는 광학 유니트에 자동 초점 조정을 위한 렌즈 구동 모듈이 장착될 경우에는 상기 렌즈 구동 모듈의 가동 렌즈가 가이드 샤프트를 통해 지지된다.

이때, 상기 가동 렌즈의 장착 정밀도는 가이드 샤프트를 통해 결정되는 데, 상기 가이드 샤프트는 하우징 내의 양측부에 장착되어 상기 하우징 하단부에 형성된 보스의 관통홀 결합에 의해서 위치 결정이 이루어진다.

이와 같은 기술적 구성을 갖는 종래의 카메라 모듈은 기판에 실장된 이미지센서의 중심과 하우징 내에 장착된 렌즈의 광축이 일치되도록 하여야 하는 바, 특 히 렌즈 구동 모듈이 장착된 광학 유니트의 경우에는 렌즈가 상, 하로 가동되기 때문에 더 정밀한 조립 공차를 가져야 한다.

그러나, 종래의 카메라 모듈은 기판 상에 패드나 와이어 본딩을 통해 실장된 이미지센서를 기준으로 기판의 관통홀을 통해 결합된 하우징이 위치 결정되고, 상기 하우징 내에 결합된 가동 렌즈의 위치 결정이 이루어지게 됨에 따라 이미지센서와 렌즈간의 광축이 일치하도록 정밀하게 조립하기가 어렵고, 확장되는 조립 공차에 의한 광축의 틀어짐(tilt)이 발생되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 하우징 하부측에 도전 패턴을 통해 전기적으로 연결된 이미지센서가 장착되고, 상기 하우징 내에 장착되는 가이드 샤프트와 도전 패턴의 위치 공차를 최소화하여 이미지센서와 렌즈간 조립 공차를 최소화할 수 있도록 한 카메라 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 기판과, 상기 기판 상에 결합되며 하부측 내부로 지지부가 연장 형성된 하우징과, 상기 하우징의 하단부에서 상기 지지부 하면으로 연장된 도전 패턴과, 상기 도전 패턴과 전기적으로 연결되어 상기 지지부의 하면에 밀착 결합된 이미지센서 및 상기 하우징의 상부에 고정되는 렌즈배럴을 포함하는 카메라 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.

상기 기판은 인쇄회로기판 또는 세라믹 기판으로 구성될 수 있으며, 상면에 하우징의 하단부가 안착된다.

상기 하우징은 내부의 양측부에 가이드 샤프트가 형성되고, 상기 가이드 샤프트에 일정한 간격으로 다수의 가동 렌즈부가 장착된다.

상기 가이드 샤프트는 하우징 내의 지지부 일측에 형성된 샤프트 삽입홈에 결합되며, 상기 가이드 샤프트를 따라 상, 하로 수직 이동되는 가동 렌즈부는 전자 기 모터를 이용한 구동 방식, 압전소자를 이용한 렌즈 구동 방식, 전자기파를 이용한 방식의 VCA 타입으로 구동될 수 있다.

또한, 상기 도전 패턴은 일단이 하우징의 하단부와 기판 상면에 개재되어 상기 하우징의 내측면을 따라 상기 지지부의 하면으로 연장 형성되고, 상기 지지부의 하면으로 연장된 도전 패턴의 연장 단부측에는 이미지센서의 상면이 결합되어 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 지지부의 상면에는 상기 하우징 상단에 고정된 렌즈배럴 내의 렌즈를 통해 입사되는 입사광 중에 포함된 과도한 적외선을 차단하기 위한 IR 필터 글라스가 장착된다.

이와 같은 기술적 구성을 갖는 본 발명의 카메라 모듈은 오토포커스나 줌 조정을 위한 렌즈 구동 모듈이 내장된 하우징 하부에 이미지센서가 부착되고, 상기 하우징이 기판의 상면에 밀착되어 카메라 모듈이 조립될 때, 상기 하우징 하부에 형성된 도전 패턴을 기준으로 가이드 샤프트와 이미지센서가 최소의 조립 공차를 가지고 조립되도록 함에 따라 고정밀의 조립이 가능한 카메라 모듈이 제공됨에 기술적 특징이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은 하우징 하부에 형성된 도전 패턴을 중심으로 이미지센서와 렌즈의 조립 공차가 최소가 되도록 조립됨으로써, 고정밀의 조립이 가능하도록 하여 이미지센서와 렌즈간의 광학 틀어짐을 최소 화하는 이점이 있음과 아울러 광학 해상도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 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.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 일시시예의 카메라 모듈 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 판상의 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 결합되는 하우징(120)과, 상기 하우징(120)의 하단부에 형성된 도전 패턴(140) 및 상기 도전 패턴(140)을 통해 전기적으로 연결되어 상기 하우징(120) 하부에 결합되는 이미지센서(130)로 구성된다.

상기 기판(110)은 사각 판상의 인쇄회로기판이나 세라믹 기판으로 구성되고, 상기 기판(110)의 테두리부에는 전기적 연결을 위한 다수의 패드(도면 미도시)가 형성된다.

상기 기판(110)의 상부에 결합되는 하우징(120)은 내부가 빈 중공형으로 구성되어 상단 개구부에 렌즈(L)가 장착된 렌즈배럴(150)이 고정된다. 또한, 상기 하우징(120)의 하부측에는 지지부(122)가 하우징(120) 내부를 향해 돌출되어 연장된다.

상기 지지부(122)는 이미지센서(130)가 장착되는 부분으로 지지부(122)의 하 면에 이미지센서(130)가 플립 칩 방식에 의해 밀착 결합되고, 상기 이미지센서(130)의 중앙부에 형성된 수광부(도면 미도시)가 상기 지지부(122)의 개구된 부위로 노출되도록 한다.

따라서, 상기 하우징(120)의 상부에 결합된 렌즈배럴(150)의 렌즈(L)를 통해 하우징(120) 내로 유입된 광은 하우징(120)을 관통하여 지지부(122)에 결합된 이미지센서(130)의 수광부로 입사되고, 수광부로 집광된 광은 이미지센서(130)에서 전기적 신호로 변환되어 화상 데이터로 생성된다.

한편, 상기 지지부(122)에 장착된 이미지센서(130)는 하우징(120)의 하단부의 내벽면을 따라 형성된 도전 패턴(140)을 통해 기판(110)과 전기적으로 연결되어 변환된 화상 데이터를 외부로 전송하게 된다.

상기 도전 패턴(140)은 일단이 하우징(120)의 하단부에 형성되고, 그 타단이 하우징(120)의 내벽면을 타고 연장되어 상기 지지부(122)의 하면으로 형성된다.

이때, 상기 도전 패턴(140)의 일단은 하우징(120)에 형성된 패드와 연결되고, 상기 도전 패턴(140)의 타단은 지지부(122)의 하면에 밀착 결합되는 이미지센서(130)와 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 지지부(122)의 상면에는 IR 필터 글라스(180)가 장착되는 바, 상기 IR 필터 글라스(180)는 일면에 IR 코팅층이 형성되거나 IR 필름이 적층된 형태로 구성될 수 있으며, 상기 렌즈(L)를 통해 하우징(120) 내부로 유입되는 광 중에 포함된 적외선을 차단한다.

한편, 상기 하우징(120)의 내부에는 한 쌍의 가이드 샤프트(160)가 설치되 고, 상기 가이드 샤프트(160)를 따라 상, 하로 이동되며 자동 초점 조정과 줌 기능이 수행되는 다수의 가동 렌즈배럴(170)이 장착된다.

상기 한 쌍의 가이드 샤프트(160)는 상기 하우징(120) 내의 지지부(122) 일측에 형성된 샤프트 삽입홈(121)에 수직 결합되며, 상기 가이드 샤프트(160) 상에는 다수의 가동 렌즈배럴(170)이 상, 하로 이동되면서 렌즈(L)와 이미지센서(130)의 거리 조정에 의해 줌 기능과 자동 초점 조정이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 다수의 가동 렌즈배럴(170)은 전자기 모터를 이용한 구동 방식과 압전소자를 이용한 구동 방식 및 전자기파를 이용한 구동 방식 등에 의해 가이드 샤프트(160)를 따라 상, 하로 이동될 수 있다.

본 실시예와 같이, 상기 하우징(120) 내에 다수의 가동 렌즈배럴(170)이 결합될 경우에는 가동 렌즈배럴(170)의 이동시 항상 렌즈(L)의 광축이 이미지센서(130)의 중심과 일치하도록 하여야 하는 바, 가동 렌즈배럴(170)이 정밀하게 조립되어야 한다.

상기 가동 렌즈배럴(170)의 정밀한 조립을 위해서는 이를 지지하고 있는 가이드 샤프트(160)의 위치가 정확하게 지정되어야 하는 바, 상기 가이드 샤프트(160)가 삽입되는 샤프트 삽입홈(121)이 상기 하우징(120)에 형성된 도전 패턴(140)을 중심으로 최소의 공차를 가지도록 설계되어야 한다.

이의 실현을 위하여 상기 샤프트 삽입홈(121)은 하우징(120) 하부에 형성된 도전 패턴(140)을 중심으로 그 위치 공차(d₁)가 최소가 되도록 설계된다. 즉, 상기 하우징(120)의 하단부에서 절곡되어 내벽면에 형성된 도전 패턴(140)과 ±0.05㎜ 이내의 위치 공차(d₁)를 가지도록 샤프트 삽입홈(121)이 형성되고, 상기 샤프트 삽입홈(121)에 수직으로 최소의 공차를 가지며 가이드 샤프트(160)가 삽입된다.

이를 다시 설명하면, 본 실시예와 같이 조립되는 카메라 모듈(100)은 샤프트 삽입홈(121)에 삽입되는 가이드 샤프트(160)의 결합 공차(D₁)가 ±0.01㎜로 형성되고, 상기 가동 렌즈배럴(170) 내의 렌즈 중심(O')에서 가이드 샤프트(160)까지의 거리(D₂)에 대한 조립 공차는 ±0.01㎜로 형성되며, 상기 이미지센서 중심(O)에서 도전 패턴(140) 사이의 거리(D₃)에 대한 조립 공차가 ±0.05㎜를 가지도록 설계된다.

이때, 상기 가이드 샤프트(160)가 결합되는 샤프트 삽입홈(121)이 상기 도전 패턴(140)을 기준으로 ±0.05㎜의 공차 이내에서 설계되도록 함으로써, 앞서 열거된 공차 정보에 의해 카메라 모듈의 최종 조립 후, 상기 렌즈 중심(O')과 이미지센서 중심(O)의 위치 공차가 최대 0.12㎜ 이내에서 관리되도록 한다.

따라서, 본 발명의 카메라 모듈은 종래의 카메라 모듈에서 이미지센서가 기판 상에 부착되어 하우징에 형성된 보스가 기판에 결합되며 발생되는 위치 공차가 하우징(120)에서 내측으로 연장된 지지부(122)에 이미지센서(130)가 부착되도록 하고, 상기 이미지센서(130)가 하우징(120)의 하단부를 따라 연장된 도전 패턴(140)을 통해 전기적으로 연결되도록 함에 의해 제거되도록 함으로써, 렌즈 중심(O)과 이미지센서 중심(O')의 위치 공차를 최소화하여 광축 틀어짐에 의한 해상도 불량을 방지할 수 있다.

즉, 상기 이미지센서(130)의 부착 위치와 다수의 가동 렌즈배럴(170)을 지지하는 가이드 샤프트(160)의 결합 위치가 상기 하우징(120) 하단부에 형성된 도전 패턴(140)을 중심으로 결정됨으로써, 공차 발생을 최소화하여 고정밀의 카메라 모듈 조립이 가능하다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 일시시예의 카메라 모듈 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110. 기판 120. 하우징

130. 이미지센서 140. 도전 패턴

160. 가이드 샤프트 170. 가동 렌즈배럴

Claims (9)

1. 기판;

   상기 기판 상에 결합되며, 하부에 내측으로 지지부가 연장 형성된 하우징;

   상기 하우징의 하단부에서 상기 지지부 하면으로 연장 형성된 도전 패턴;

   상기 도전 패턴과 전기적으로 연결됨과 동시에 상기 지지부의 하면에 밀착 결합된 이미지센서; 및

   내부에 렌즈가 결합되어 상기 하우징의 상부에 고정되는 렌즈배럴;

   을 포함하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판은, 인쇄회로기판 또는 세라믹 기판으로 구성된 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 도전 패턴은, 일단부가 상기 기판의 상면에 형성된 패드와 전기적으로 연결되고, 타단부가 상기 지지부 하면으로 연장되어 상기 이미지센서에 형성된 패드와 전기적으로 연결된 카메라 모듈.
4. 기판;

   상기 기판 상에 결합되며, 하부에 내측으로 지지부가 연장 형성되고, 상기 지지부 일측에 샤프트 삽입홈이 형성된 하우징;

   상기 샤프트 삽입홈에 하단부가 삽입되어 상기 하우징 내부에 수직 결합되는 가이드 샤프트;

   상기 하우징의 하단부에서 상기 지지부 하면으로 연장 형성된 도전 패턴;

   상기 도전 패턴과 전기적으로 연결됨과 동시에 상기 지지부의 하면에 밀착 결합된 이미지센서;

   내부에 렌즈가 결합되어 상기 하우징의 상부에 고정되는 렌즈배럴; 및

   내부에 렌즈가 장착되어 상기 가이드 샤프트를 따라 상, 하로 수직 이동 가능하게 결합된 가동 렌즈배럴;

   을 포함하는 카메라 모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 기판은, 인쇄회로기판 또는 세라믹 기판으로 구성된 카메라 모듈.
6. 제4항에 있어서,

   상기 도전 패턴은, 일단부가 상기 기판의 상면에 형성된 패드와 전기적으로 연결되고, 타단부가 상기 지지부 하면으로 연장되어 상기 이미지센서에 형성된 패드와 전기적으로 연결된 카메라 모듈.
7. 제5항에 있어서,

   상기 가동 렌즈부는, 전자기 모터를 이용한 구동 방식, 압전소자를 이용한 구동 방식, 전자기파를 이용한 방식의 VCA 구동 방식 중 어느 하나로 구동되는 카메라 모듈.
8. 삭제
9. 제5항에 있어서,

   상기 하우징의 지지부 상부에는 하우징 내로 입사되는 입사광 중에 포함된 과도한 적외선을 차단하기 위한 IR 필터 글라스가 장착된 카메라 모듈.

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