KR100959857B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 기판; 상기 기판 상에 실장된 이미지센서; 및 상기 기판 상에 결합되며, 중앙 상단에 다수의 렌즈가 적층 결합된 렌즈 어셈블리가 일체로 구비되고, 상기 렌즈 어셈블리 하부에 측벽으로부터 돌출되어, 상기 이미지센서의 상면 및 측면에 접촉 지지되는 복수의 지지부를 갖는 하우징;을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
카메라 모듈, 초점, 하우징, 지지부, 시프트(shift)

Description

카메라 모듈{Camera module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하우징에 형성된 복수의 지지부가 인쇄회로기판 상면에 실장된 이미지센서의 상면 및 측면에 3지점 이상 지지되도록 하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
현재 이동통신 단말기와 PDA 및 MP3 플레이어 등의 IT 기기를 비롯한 자동차와 내시경 등의 제작시 카메라 모듈이 탑재되고 있으며, 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 기술의 발달에 따라 고화소 중심으로 발달됨과 동시에 장착 대상에 따라서 소형화 및 박형화가 진행되고 있으며, 저가의 제작 비용으로 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능하도록 변화되고 있다.
또한, 현재 제작되는 카메라 모듈은 와이어 본딩 방식(COB ; Chip Of Board), 플립 칩 방식(COF ; Chip Of Flexible) 및 칩 스케일 패키지 방식(CSP ; Chip Scale Pakage)으로 제작되는 이미지 센서 모듈이 탑재되어 제작되고 있으며, 주로 인쇄회로기판(PCB)이나 연성인쇄회로기판(FPCB) 등의 전기적 연결 수단을 통해 메인 기판에 접속되는 형태로 구성된다.
그러나, 최근에 이르러 이동통신 단말기를 비롯한 IT 기기의 슬림화 추세에 따라 그 내부에 장착되는 카메라 모듈도 그 높이를 최대한 줄이고, 제조 공정을 간소화시켜 제작 비용을 절감시킬 수 있는 카메라 모듈이 유저로부터 요구되고 있다.
이와 같은 카메라 모듈은, 주로 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서가 와이어 본딩 또는 플립 칩 방식에 의해 기판에 부착된 상태로 제작되고 있으며, 상기 이미지 센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 카메라 모듈 내, 외의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 전기적 신호로 변환되어 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
하기에서 대표적인 종래의 카메라 모듈 제작 방식인 COF 및 COB 방식의 그 간략한 구조를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, COF 방식의 카메라 모듈은, 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서가 저면에 지지되는 하우징과, 상기 이미지 센서에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군과, 상기 렌즈군이 내부에 적층되는 배럴의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.
상기 하우징의 하부에는 이미지 센서를 구동하기 위한 전기 부품인 콘덴서와 저항의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB)이 전기적으로 결합된다.
이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈은, 실장용 기판(FPCB)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 상기 실장용 기판과 이미지 센서 사이에 이방전도성필 름(ACF:Anisotropic Conductive Film)을 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터를 부착한다.
또한, 다수의 렌즈군이 내장된 배럴과 하우징이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와 같이, 기 조립된 실장용 기판이 하우징의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.
상기 이미지 센서가 부착된 실장용 기판과 배럴이 결합된 하우징의 접착 고정 후에 상기 배럴의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈의 초점 조정은 하우징에 나사 결합된 배럴의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군과 이미지 센서간의 초점 조절이 이루어지게 된다.
그러나, 상기 이미지 센서에 맺히는 상의 초점을 조절하기 위하여 하우징에 나사 결합된 배럴을 좌, 우 회전시켜 수직 이송시킬 때, 상기 배럴이 나사 결합 부위에서 틀어짐이 발생될 수 있으며 이에 따라 광축이 틀어질 수 있는 단점이 있다.
그리고, 종래 COB 방식의 카메라 모듈은, 이미지 센서가 와이어 본딩 방식에 의해서 장착된 PCB 기판이 플라스틱 재질의 하우징 하부에 결합되고, 상기 하우징 상부로 연장된 경통에 하부로 원통형 몸체가 연장된 렌즈배럴이 결합됨에 의해서 제작된다.
상기 COB 방식의 카메라 모듈은 경통 내주면에 형성된 암나사부와 원통형 몸체의 외주면에 형성된 숫나사부의 나사 결합으로 하우징과 렌즈배럴이 상호 결합된다.
상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈 통과하면서 상이 반전되어 이미지 센서의 표면에 포커싱되는 데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징 상단에 체결된 렌즈배럴를 회전시키면서 최적의 포커스가 맞춰진 지점에서 하우징과 렌즈배럴의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징과 렌즈배럴를 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.
이와 같은 구조를 가지는 종래 카메라 모듈은, PCB 기판의 기준점에 대하여 센서 및 하우징이 부착된 후, 상기 하우징의 상단부에 렌즈배럴이 결합되어 상기 렌즈배럴의 상, 하 높이 조정에 의해서 초점 조정이 수행된다.
그러나, 렌즈 또는 센서 등의 미세한 시프트(shift)나 조립 오차에 의해서 이미지 센서 상의 화면 또한 시프트(shift)될 수 있고, 모듈마다 초점 조정이 수행되어야 하기 때문에 제작 공정이 길어지고, 이에 따라 생산성이 저하되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 하우징에 형성된 복수의 지지부가 이미지센서의 상면 및 측면에 3지점 이상 지지되도록 함으로써, 상기 이미지센서와 렌즈간의 시프트(shitf), 로테이션(rotation) 현상 등을 방지하고, 이미지센서와 렌즈와의 거리를 일정하게 유지하여 별도의 초점 조정 없이 조립이 완성되어 공정 수와 제작 단가를 낮출 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 카메라 모듈은, 기판; 상기 기판 상에 실장된 이미지센서; 및 상기 기판 상에 결합되며, 중앙 상단에 다수의 렌즈가 적층 결합된 렌즈 어셈블리가 일체로 구비되고, 상기 렌즈 어셈블리 하부에 측벽으로부터 돌출되어, 상기 이미지센서의 상면 및 측면에 접촉 지지되는 복수의 지지부를 갖는 하우징;을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지지부는 상기 이미지센서의 상면에 3지점 이상 접촉 지지되고, 상기 이미지센서의 측면에 3지점 이상 접촉 지지될 수 있다.
그리고, 상기 지지부는, 상기 이미지센서의 제1 측면 및 상면에 동시에 접촉 지지되는 제1 지지부와, 상기 제1 지지부와 소정 간격 이격되어 상기 이미지센서의 제1 측면에 접촉 지지되는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 대향되어 상기 이미지 센서의 상면에 접촉 지지되는 제3 지지부, 및 상기 이미지센서의 제1 측면과 인접한 제2 측면 및 상면에 동시에 접촉 지지되는 제4 지지부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지센서의 상기 제1 측면은 상기 제1 측면과 인접한 상기 제2 측면과 서로 다른 길이를 가질 수 있으며, 이때 상기 제1 측면의 길이가 상기 제2 측면의 길이보다 길 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 이미지센서의 수광부 외측 영역에 접촉 지지될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈에 의하면, 하우징에 형성된 복수의 지지부가 인쇄회로기판 상면에 실장된 이미지센서의 상면 및 측면에 각각 3지점 이상 지지되도록 함으로써, 렌즈 어셈블리가 일체로 구비된 하우징의 위치가 상기 이미지센서를 기준으로 시프트(shitf), 로테이션(rotation) 및 틸트(tilt)되지 않고 정학한 위치에 고정될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 카메라 모듈의 조립과 초점 조정이 동시에 수행됨으로써, 공정이 단축되고 제작 단가를 낮출 수 있으며 생산성을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 카메라 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상 세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 자른 단면도이며, 도 4는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ'을 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 인쇄회로기판(10)과, 상기 인쇄회로기판(10) 상에 실장된 이미지센서(20), 및 상기 인쇄회로기판(10) 상에 결합되는 하우징(30)을 포함한다.
상기 이미지센서(20)의 상면에는 소정 넓이를 갖는 수광부(20a)가 구비될 수 있다.
상기 하우징(30)의 중앙 상단에는, 내부에 다수의 렌즈(45)가 적층 결합된 렌즈 어셈블리(40)가 일체로 구비되어 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은, 상기 렌즈 어셈블리(40) 하부에, 하우징(30)의 측벽으로부터 돌출되어, 상기 이미지센서(20) 상면 및 측면의 임의 지점에 접촉 지지되는 복수의 지지부(31,32,33,34)들이 형성되어 있다.
상기 복수의 지지부(31,32,33,34)들은, 상기 하우징(30)의 성형시에 일체로 제작될 수 있다.
이때, 상기 지지부(31,32,33,34)들은, 상기 이미지센서(20)의 상면 임의 지 점에 3지점 이상 접촉 지지되고, 또한 상기 이미지센서(20)의 측면 임의 지점에 3지점 이상 접촉 지지되는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 하우징(30)에는, 상기 이미지센서(20)의 제1 측면(21) 및 상면에 동시에 접촉 지지되는 제1 지지부(도 2의 도면부호 '31' 참조), 및 상기 제1 지지부(31)와 소정 간격 이격되어 상기 이미지센서(20)의 제1 측면(21)에 접촉 지지되는 제2 지지부(도 4의 도면부호 '32' 참조)가 구비될 수 있다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 지지부(31)는, 그 끝단부가 상기 이미지센서(20)의 제1 측면(21) 및 상면에 동시에 접촉되도록 "ㄱ" 자 단면 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 하우징(30)에는, 상기 제1 지지부(31)와 대향되어 상기 이미지센서(20)의 상면에 접촉 지지되는 제3 지지부(도 2의 도면부호 '33' 참조), 및 상기 이미지센서(20)의 제1 측면(21)과 인접한 제2 측면(22) 및 상면에 동시에 접촉 지지되는 제4 지지부(도 3의 도면부호 '34' 참조)가 구비될 수 있다.
상기 제4 지지부(34)는, 상기 제1 지지부(31)와 마찬가지로 그 끝단부가 상기 이미지센서(20)의 제1 측면(22) 및 상면에 동시에 접촉되도록 "ㄱ" 자 단면 형상을 가질 수 있다.
한편, 상기 이미지센서(20)의 상기 제1 측면(21)은 상기 제1 측면(21)과 인접한 상기 제2 측면(22)과 서로 다른 길이를 가질 수 있다.
이때 상술한 바와 같이, 상기 제1 측면(21)에는 제1 및 제2 지지부(31,32), 즉 2 개의 지지부가 접촉 지지되는 바, 제4 지지부(34) 1개만이 접촉 지지되는 제2 측면(22)에 비해 상기 제1 측면(21)의 길이가 더 길 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(30)에 형성된 복수의 지지부(31,32,33,34)가 상기 이미지센서(20)의 상면 및 측면에 각각 3지점 이상 지지될 수 있다.
즉, 상기 이미지센서(20)의 상면에는 제1 지지부(31), 제3 지지부(33) 및 제4 지지부(34)가 접촉 지지되어 있고, 상기 이미지센서(20)의 측면에는 상기 제1 지지부(31), 제2 지지부(32) 및 제4 지지부(34)가 접촉 지지되어 있는 바, 상기 렌즈 어셈블리(40)가 일체로 구비된 상기 하우징(30)의 위치가 상기 이미지센서(20)를 기준으로 시프트(shift), 로테이션(rotation) 또는 틸트(tilt)되지 않고 정확한 위치에 고정되도록 할 수 있다.
상기한 바와 같은 복수의 지지부(31,32,33,34)가 돌출 형성된 상기 하우징(30)의 측벽은, 상기 렌즈 어셈블리(40)의 렌즈(45)와 그 직하부의 이미지센서(20) 사이에서 정해지는 렌즈(45)의 초점 거리에 해당하는 길이로 설계될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 렌즈 어셈블리(40)가 일체로 구비된 상기 하우징(30)이, 상기 이미지센서(20)가 실장된 상기 인쇄회로기판(10) 상에 안착되는 것만으로 이미지센서(20)와 렌즈(45)와의 거리를 일정하게 유지하여 초점 조정이 완료됨에 따라, 별도의 초점 조정을 위한 공정이 불필요하게 되어, 공정 수를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 지지부(31,32,33,34)들은, 상기 이미지센서(20)와 렌즈 어셈블리(40)가 일체로 구비된 하우징(30)의 위치를 고정시키기 위한 것으로서, 상기 지지부(31,32,33,34)의 형성 갯수 및 위치에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
상기 지지부(31,32,33,34)들은, 상기 이미지센서(20)의 수광부(20a)로 입사되는 광의 경로를 방해하지 않도록, 상기 이미지센서(20) 수광부(20a)의 외측 영역에 접촉 지지되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 카메라 모듈에 따르면, 상기 하우징(30)의 측벽으로부터 돌출되어 상기 이미지센서(20)의 상면 및 측면에 접촉 지지되는 복수의 지지부(31,32,33,34)가, 상기 이미지센서(20)의 센터(center)에 대한 상기 렌즈(45)의 광축을 하우징(30)의 조립 공차 범위 내에서 정확하게 맞추고 고정시킬 수 있다.
또한, 카메라 모듈의 조립과 초점 조정이 동시에 수행됨으로써, 공정이 단축되고 제작 단가를 낮출 수 있으며 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.
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 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조를 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 자른 단면도.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 자른 단면도.
도 4는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ'을 자른 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 인쇄회로기판 20: 이미지센서
21: 제1 측면 22: 제2 측면
20a: 수광부 30: 하우징
31: 제1 지지부 32: 제2 지지부
33: 제3 지지부 34: 제4 지지부
40: 렌즈 어셈블리 45: 렌즈

Claims (6)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 실장된 이미지센서; 및
    상기 기판 상에 결합되며, 중앙 상단에 다수의 렌즈가 적층 결합된 렌즈 어셈블리가 일체로 구비되고, 상기 렌즈 어셈블리 하부의 측벽으로부터 상기 이미지센서측으로 돌출되어 상기 이미지센서의 제1 측면 및 상면에 동시에 접촉 지지되는 제1 지지부와, 상기 제1 지지부와 소정 간격 이격되어 상기 이미지센서의 제1 측면에 접촉 지지되는 제2 지지부와, 상기 제1 지지부와 대향되어 상기 이미지센서의 상면에 접촉 지지되는 제3 지지부 및 상기 이미지센서의 제1 측면과 인접한 제2 측면 및 상면에 동시에 접촉 지지되는 제4 지지부가 상기 이미지센서의 상면 및 측면에 3지점 이상 동시에 접촉 지지되는 복수의 지지부를 갖는 하우징;
    을 포함하는 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이미지센서의 상기 제1 측면은 상기 제1 측면과 인접한 상기 제2 측면과 서로 다른 길이를 갖는 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 측면의 길이가 상기 제2 측면의 길이보다 긴 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는, 상기 이미지센서의 수광부 외측 영역에 접촉 지지되는 카메라 모듈.
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