KR101101658B1 - 내시경 카메라 모듈 패키지 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지는, 광축을 따라 배열된 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통과한 빛이 이미지를 결상하는 이미지 센서; 촬영시 조명을 제공하기 위한 광원부; 하나의 피스로 형성된 판형으로, 일면으로 돌출된 제1 돌출부에 상기 이미지 센서가 실장되고, 타면으로 돌출된 제2 돌출부에 상기 광원부가 실장되는 연성인쇄회로기판; 상기 렌즈부 및 연성인쇄회로기판을 수용하는 하우징; 및 상기 연성인쇄회로기판이 상부로 절곡되도록 하부에서 지지하고, 상기 이미지 센서가 상기 렌즈부 후방에서 지지되도록 상기 하우징에 구비되는 이미지 센서 지지프레임;을 포함한다.
연성인쇄회로기판(FPCB), 칩 LED
Description
본 발명은 내시경 카메라 모듈 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충분한 조명의 확보가 가능하며 제작공정이 간단하여 생산성을 높일 수 있는 내시경 카메라 모듈 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 내시경 장치는 인체 내부의 이상 부위를 가시적으로 확인하고 진단하는 장비이다.
상기 내시경 장치 이외에도 인체 내부를 영상으로 탐색하는 장비로 X-ray 투시기 또는 초음파 검사기와 같은 장치가 존재하나, 내시경 장치는 인체의 이상 부위에 직접 촬영장치를 투입한다는 점에서 상기 장치들과 구별된다.
이와 같이 내시경 장치는 인체 내부로 투입되어 촬영을 해야 하기 때문에 선명하고 명확한 영상을 얻기 위해서는 충분한 조명의 확보가 매우 중요하다.
따라서, 조명이 렌즈부에 가리지 않고 피사체를 비추어 충분한 조명을 확보하기 위하여 내시경 카메라의 광원부는 렌즈부의 전면과 거의 동일한 높이에 위치 하도록 하는 것이 일반적이다.
광원부를 렌즈부의 전면과 거의 동일한 높이에 위치하도록 하기 위하여 광원부가 실장되는 인쇄회로기판을 별도로 구비하여 이를 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판과 연결하거나, 아예 별도의 배선으로 처리하는 방법이 있다. 하지만 상기와 같은 방법의 경우 필요한 부품수 및 공정이 추가되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 광원부를 가능한 렌즈부의 전면에 가깝게 배치하여 충분한 조명을 확보하는 동시에 제작공정이 간단하여 생산성을 높일 수 있는 내시경 카메라 모듈 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지는, 광축을 따라 배열된 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 렌즈부를 통과한 빛이 이미지를 결상하는 이미지 센서; 촬영시 조명을 제공하기 위한 광원부; 하나의 피스로 형성된 판형으로, 일면으로 돌출된 제1 돌출부에 상기 이미지 센서가 실장되고, 타면으로 돌출된 제2 돌출부에 상기 광원부가 실장되는 연성인쇄회로기판; 상기 렌즈부 및 연성인쇄회로기판을 수용하는 하우징; 및 상기 연성인쇄회로기판이 상부로 절곡되도록 하부에서 지지하고, 상기 이미지 센서가 상기 렌즈부 후방에서 지지되도록 상기 하우징에 구비되는 이미지 센서 지지프레임;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 상기 이미지 센서 지지프레임은, 상기 렌즈부의 후방에 상기 렌즈부와 이격되어 상기 광축에 수직한 방향으로 일정높이 형성되어 상기 연성인쇄회로기판이 절곡되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 연성인쇄회로기판에는 촬영시 조명을 제공하기 위한 광원부가 실장되며, 상기 광원부는 상기 이미지 센서보다 전방에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 광원부는 칩 LED일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 하우징에는 상기 광원부가 광축에 수직한 방향으로 상기 하우징에 결합되도록 하는 광원 결합부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 하우징에는 상기 렌즈부가 상기 이미지 센서의 전면에 위치 고정되어 결합되도록 하기 위한 렌즈 결합부가 형성될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 제조방법은, 하나의 피스로 형성된 판형의 연성인쇄회로기판에 이미지 센서 및 광원부를 실장하는 단계; 및 렌즈부와 연성인쇄회로기판을 하우징에 위치시키고, 상기 이미지 센서가 상기 연성인쇄회로기판의 일면으로 돌출되도록 하우징의 이미지 센서 지지프레임이 하부에서 지지하여 상기 연성인쇄회로기판이 절곡 돌출되고 이미지 센서가 상기 렌즈부 후방에서 지지되도록 제1 돌출부를 형성하고, 상기 광원부가 상기 연성인쇄회로기판의 타면으로 돌출되어 제2 돌출부를 형성하도록 상기 연성인쇄회로기판을 하우징에 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 제조방법에 있어서, 상기 이미지 센서 지지프레임은, 상기 렌즈부의 후방에 상기 렌즈부와 이격되어 상기 광축에 수직한 방향으로 일정높이 형성되어 상기 연성인쇄회로기판이 절곡되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈 패키지의 제조방법에 있어서, 상기 광원부는 상기 이미지 센서보다 전방에 위치하도록 결합될 수 있다.
본 발명에 의한 내시경 카메라 모듈은 연성인쇄회로기판에 이미지 센서 및 광원부를 실장한 후 이를 하우징에 절곡되어 결합되도록 하고, 상기 광원부가 상기 이미지 센서보다 전방에 위치하도록 한다. 따라서, 렌즈부 등에 의한 조명의 가림현상을 최소한으로 하고 광원부가 피사체에 보다 근접하게 위치하도록 함으로써 충분한 조명의 확보가 가능한 효과를 갖는다.
또한, 하나의 연성회로기판에 한 번의 공정으로 이미지 센서 및 광원부를 실장한 후에 하우징에 결합시 연성회로기판이 절곡되도록 함으로써 광원부를 이미지 센서보다 전방에 배치하기 위하여 추가적인 부품이나 공정을 필요로 하지 않아 생산성을 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈의 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈은, 하부 하우징(10a), 상부 하우징(10b), 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board, 이하 FPCB)(20), 이미지 센서(22), 광원부(24), 렌즈부(30)를 포함할 수 있다.
상기 렌즈부(30)에는 렌즈를 수용하기 위한 내부공간이 형성되었으며 광축을 따라 빛이 수용된 렌즈를 통과하도록 홀이 형성될 수 있다.
상기 이미지 센서(22)는 빛이 이미지를 결상하는 이미지 결상 영역을 제공하며, 상기 렌즈부(30)의 후방에 광축과 수직한 방향으로 배치됨으로써 광축을 따라 상기 렌즈부(30)를 통과한 빛이 이미지를 결상할 수 있다.
상기 광원부(24)는 어두운 인체 내부에서 촬영을 할 수 있도록 조명을 제공한다. 이때, 상기 광원부(24)는 칩 LED(light emitting diode)일 수 있다.
상기 FPCB(20)에는 상기 이미지 센서(22) 및 상기 광원부(24)가 실장될 수 있다. 또한, 상기 FPCB(20)에는 각종 수동소자가 실장되어 상기 이미지 센서(22)에서 결상된 이미지의 신호를 처리할 수 있다.
상기 상부 하우징(10b) 및 하부 하우징(10a)은 상기 렌즈부(30), FPCB(20), 이미지 센서(22), 및 광원부(24)를 내부에 수용하여 결합됨으로써 이들 부품들을 외부의 충격 등으로부터 보호할 수 있다.
이때, 상기 상부 하우징(10b)에는 상기 렌즈부(30)의 렌즈에 빛이 유입될 수 있도록 광축상에 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 하우징(10a)에는 상기 광원부(24)가 광축에 수직한 방향으로 배치되기 위하여 상기 하부 하우징(10a)의 후방 내측으로 일정깊이 들어가도록 형성된 광원 결합부(16)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부 하우징(10a) 및 상부 하우징(10b)에는 각각 이미지 센서 지지프레임(12) 및 절곡형성프레임(18)이 형성되어 있어 상기 FPCB(20)가 결합과정에서 절곡되도록 할 수 있다.
또한, 상기 하부 하우징(10a)에는 렌즈 결합부(14)가 형성되고 여기에 상기 렌즈부(30)의 저면에 형성된 결합부재가 결합됨으로써 상기 렌즈부(30)가 하우징 내에서 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 광원부(24)는 도시된 바와 같이 상기 렌즈부(30)의 전면과 거의 동일평면상에 광축과 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 렌즈부(30)에 의하여 조명이 가려지는 현상이 거의 없으며, 피사체에 보다 근접하게 위치함으로써 충분한 조명의 확보가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈에서는 상기 이미지 센서(22) 및 광원부(24)를 FPCB(20)에 실장함으로써 종래와 같이 광원부를 별도의 인쇄회로기판에 실장한 후 이를 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판과 연결할 때 필요한 추가적인 공정 및 부품이 필요하지 않게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈의 일부를 절개한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절개한 단면도이다.
도 2 및 도 3에서는 상기 렌즈부(30), FPCB(20), 이미지 센서(22), 및 광원부(24)가 상기 상부 하우징(10b) 및 하부 하우징(10a)에 결합되는 모습을 구체적으로 도시하였다.
상기 렌즈부(30)는 상기 상부 하우징(10b)에 형성된 개구부를 통하여 유입되는 빛이 렌즈를 통과할 수 있도록 상기 하우 하우징(10a)에 형성된 렌즈 결합부(14)에 고정 결합될 수 있다.
상기 광원부(24)는 상기 렌즈부(30)의 전면과 거의 동일한 평면상에 위치하도록 결합됨으로써 조명의 가림현상을 최소화하여 충분한 조명을 확보할 수 있다.
상기 하우징 및 부품들이 조립되면 상기 하부 하우징(10a)에 형성된 이미지 센서 지지프레임(12)을 중심으로 일정간격 전방에는 렌즈부(30)가 위치하며 일정간격 후방에는 상기 상부 하우징(10b)에 형성된 절곡형성프레임(18)이 위치하게 된다.
따라서, 상기 FPCB(20)는 상기 이미지 센서 지지프레임(12)의 양쪽에서 상기 렌즈부(30) 및 상기 절곡형성프레임(18)의 누름에 의하여 절곡되게 된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈의 조립공정을 나타내는 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 상측으로부터 상부 하우징(10b), 렌즈부(30), 이미지 센서(22) 및 광원부(24)가 실장된 FPCB(20), 및 하부 하우징(10a)이 차례로 배치된다.
이때, 상기 이미지 센서(22) 및 광원부(24)가 실장된 FPCB(20)는 하우징에 결합되었을 때 상기 이미지 센서(22) 및 광원부(24)가 적절한 위치에 놓일 수 있도록 배치된다. 구체적으로 상기 이미지 센서(22)의 후방 끝단이 상기 하부 하우징(10a)에 형성된 이미지 센서 지지프레임(12)의 전방 끝단보다 약간 전방에 위치하도록 배치될 수 있다.
상기 FPCB(20)는 하우징에 결합되기 이전에는 도 4a에 도시된 바와 같이 평평한 형태를 유지하고 있다. 이렇게 평평한 형태의 FPCB(20)의 상면에 상기 이미지 센서(22) 및 광원부(24)를 실장하게 된다. 따라서, 한 번의 공정으로 상기 이미지 센서(22) 및 광원부(24)를 모두 상기 FPCB(20)에 실장하는 것이 가능하다.
종래기술에서는 광원부를 이미지 센서보다 전방에 위치하도록 하기 위하여 광원부를 별도의 인쇄회로기판에 실장한 후 이를 이미지 센서가 실장된 인쇄회로 기판에 연결하였으므로 추가적인 부품 및 공정이 필요하였으나, 본 발명의 일 실시형태에 따른 내시경 카메라 모듈에서는 이러한 추가적인 부품 및 공정이 필요없게 되어 제작공정의 단순화 및 제작비용의 감소로 생산성이 향상되는 효과가 발생한 다.
도 4a에 도시된 바와 같이 부품들이 배치된 상태에서 상부 하우징(10b) 및 하부 하우징(10a)을 결합하게 되면 도 4b에 도시된 바와 같이 FPCB(20)가 하우징 내부에 절곡되어 결합되게 된다.
구체적으로 상기 FPCB(20)는 렌즈부(30), 이미지 센서 지지프레임(12), 및 절곡형성프레임(18) 사이의 간격에 절곡되어 결합될 수 있다.
따라서, 상기 FPCB(20)를 절곡하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않고, 상부 하우징(10b)과 하부 하우징(10a)을 결합하는 과정에서 상기 FPCB(20)는 하우징에 절곡되어 결합될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈의 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈의 일부를 절개한 사시도,
도 3은 도 2의 A-A'를 따라 절개한 단면도,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈이 조립되기 이전의 단면도,
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 카메라 모듈이 조립된 이후의 단면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
10a: 하부 하우징 10b: 상부 하우징
12: 제1절곡형성부재 14: 렌즈 결합부
16: 광원 결합부 18: 제2절곡형성부재
20: 연성인쇄회로기판(FPCB) 22: 이미지 센서
24: 광원부 30: 렌즈부
Claims (10)
- 광축을 따라 배열된 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈부;상기 렌즈부를 통과한 빛이 이미지를 결상하는 이미지 센서;촬영시 조명을 제공하기 위한 광원부;하나의 피스로 형성된 판형으로, 일면으로 돌출된 제1 돌출부에 상기 이미지 센서가 실장되고, 타면으로 돌출된 제2 돌출부에 상기 광원부가 실장되는 연성인쇄회로기판;상기 렌즈부 및 연성인쇄회로기판을 수용하는 하우징; 및상기 연성인쇄회로기판이 상부로 절곡되도록 하부에서 지지하고, 상기 이미지 센서가 상기 렌즈부 후방에서 지지되도록 상기 하우징에 구비되는 이미지 센서 지지프레임;을 포함하는 내시경 카메라 모듈 패키지.
- 제1항에 있어서,상기 이미지 센서 지지프레임은,상기 렌즈부의 후방에 상기 렌즈부와 이격되어 상기 광축에 수직한 방향으로 일정높이 형성되어 상기 연성인쇄회로기판이 절곡되도록 하는 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지.
- 제1항에 있어서,상기 광원부는 상기 이미지 센서보다 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지.
- 제3항에 있어서,상기 광원부는 칩 LED인 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지.
- 제3항에 있어서,상기 하우징에는 상기 광원부가 상기 광축에 수직한 방향으로 상기 하우징에 결합되도록 하는 광원 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지.
- 제1항에 있어서,상기 하우징에는 상기 렌즈부가 상기 이미지 센서의 전면에 위치 고정되어 결합되도록 하기 위한 렌즈 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지.
- 하나의 피스로 형성된 판형의 연성인쇄회로기판에 이미지 센서 및 광원부를 실장하는 단계; 및렌즈부와 연성인쇄회로기판을 하우징에 위치시키고, 상기 이미지 센서가 상기 연성인쇄회로기판의 일면으로 돌출되도록 하우징의 이미지 센서 지지프레임이 하부에서 지지하여 상기 연성인쇄회로기판이 절곡 돌출되고 이미지 센서가 상기 렌즈부 후방에서 지지되도록 제1 돌출부를 형성하고, 상기 광원부가 상기 연성인쇄회로기판의 타면으로 돌출되어 제2 돌출부를 형성하도록 상기 연성인쇄회로기판을 하우징에 결합하는 단계;를 포함하는 내시경 카메라 모듈 패키지의 제조방법.
- 삭제
- 제7항에 있어서,상기 이미지 센서 지지프레임은,상기 렌즈부의 후방에 상기 렌즈부와 이격되어 광축에 수직한 방향으로 일정높이 형성되어 상기 연성인쇄회로기판이 절곡되도록 하는 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 광원부는 상기 이미지 센서보다 전방에 위치하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 모듈 패키지의 제조방법.
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