KR101132209B1 - 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 입체 카메라 모듈은 이미지 센서 모듈 및 상기 이미지 센서 모듈에 접합된 렌즈 모듈을 포함하여 구성되고, 상기 이미지 센서 모듈은 수용홈이 형성되어 있는 하부 인쇄회로기판, 상기 하부 인쇄회로기판에 형성되어 있는 수용홈에 수용된 상태로 하면이 상기 수용홈의 바닥면에 접착되어 있는 보강기판, 좌측 관통홀 및 상기 좌측 관통홀과 이격된 우측 관통홀이 형성되어 있으며 상기 하부 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 상태로 상기 보강기판의 상면과 상기 하부 인쇄회로기판의 가장자리 영역에 접착된 상부 인쇄회로기판, 상기 좌측 관통홀에 수용된 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착되어 있으며 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩된 좌측 이미지 센서 및 상기 우측 관통홀에 수용된 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착되어 있으며 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩된 우측 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 휘어짐에 의한 영상품질의 저하를 방지하는 동시에 단순한 구조를 통해 자동초점조절기능을 구현할 수 있는 입체 카메라 모듈이 제공되는 효과가 있다.

Description

입체 카메라 모듈 및 그 제조방법{STEREOSCOPIC CAMERA MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 인쇄회로기판의 휘어짐에 의한 입체 영상 품질저하를 최소화하는 동시에 자동초점조절기능이 구비된 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

입체 영상 기술은 인간이 마치 영상이 제작되고 있는 장소에 있는 것 같은 생동감 및 현실감을 느낄 수 있게 하는 시각적인 기술로 정보통신, 방송, 의료, 교육, 군사, 산업기술 등 그 응용 분야가 매우 다양하다.

이러한 입체 영상을 구현하기 위하여 기본적으로 2개의 이미지 센서가 필요하다. 인간의 오른쪽, 왼쪽 2개의 눈이 서로 다른 2차원의 상을 보게 되면, 이러한 두개의 상이 망막을 통해 뇌로 전달되어 입체 영상으로 인식된다. 이를 반영하는 입체 영상 시스템도 두개의 이미지 센서가 필요한 것이다.

일반적으로 이러한 두개의 이미지 센서는 표면실장 등의 방식으로 인쇄회로기판에 부착되는데, 인쇄회로기판에 물리적인 힘이 가해져 휘어지는 경우, 두 이미지 센서의 정렬 오차로 인해 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질이 크게 저하되는 문제점이 있다.

한편, 일반적으로 휴대용 전자기기 예를 들어 스마트폰과 같은 휴대전화는 사진 및 동화상 촬영을 위해 카메라모듈을 구비하고 있다. 이러한 카메라모듈은 휴대전화의 특성 상 휴대성을 향상시키기 위해 휴대전화의 사이즈가 커지지 않도록 초소형으로 제작되고 있는 추세이다.

더욱이 요즘에는 3차원 영상을 획득하기 위해 듀얼 CCD(charge-coupled device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서와 듀얼 렌즈를 구비한 초소형 카메라모듈이 출시되고 있으며, 이에 포함되는 자동초점조절장치도 물리적으로 각각 분리되어 듀얼로 구비되는 구조를 갖는다. 보다 구체적으로, 종래의 입체 카메라 모듈은 좌측 및 우측 이미지 센서가 인쇄회로기판에 실장되고, 이 인쇄회로기판에 좌측 렌즈홀더와 우측 렌즈홀더가 상호 물리적으로 분리되어 설치되며, 각각의 렌즈홀더에는 렌즈 및 초점 조절을 위한 자동초점조절장치가 따로 구비되는 구조를 갖는다.

즉 종래에는 좌측 이미지 센서와 좌측 렌즈 및 좌측 자동초점조절장치를 이용하여 좌안 영상을 획득하는 동시에, 우측 이미지 센서와 우측 렌즈 및 우측 자동초점조절장치를 이용하여 우안 영상을 획득하였으며, 이에 따라 다음과 같은 문제점들로 인해 입체 영상의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.

먼저, 좌측 및 우측 렌즈홀더가 물리적으로 분리되어 있으며, 이에 따라 좌측 및 우측 자동초점조절장치도 물리적으로 분리된 구조를 갖기 때문에, 기판의 휘어짐 등의 영향으로 두개의 렌즈의 포키싱을 일치시키는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 좌측 및 우측 자동초점조절장치의 하부에는 각각 좌측 및 우측 이미지센서가 배치되어 있기 때문에, 초점 조절을 위해 좌측 및 우측 자동초점조절장치가 구동되는 경우 이들의 움직임에 의해 이미지센서들로 이물질들이 비산하여 쌓이는 문제점이 있다.

또한, 종래의 3차원 초소형 카메라모듈에 적용되는 자동초점조절장치는 기계식 액추에이터의 사용을 지양하고 보이스코일(voice coil) 액추에이터를 적용하고 있다. 그 이유로 기계식 액추에이터는 모터와 기어의 작동에 수반되는 마찰, 기계적 변형, 백래시(backlash) 등으로 인한 정적-동적 오차를 피할 수 없었기 때문에 현실적으로 미세한 제어가 불가능하여 정밀한 초점조절이 어려웠다. 상기 보이스코일 액추에이터는 영구자석에 의해 형성되는 정적인 자기장 내에서 코일의 유도자기력이 생성하는 로렌츠 힘을 직선의 운동으로 이용하는 액추에이터로서, 비교적 짧은 거리를 정밀하게 직선 이동시키는 데에 적합하다.

그런데 이와 같은 보이스코일 액추에이터를 적용하고 있는 초소형 카메라모듈은 자동초점조절 시 렌즈캐리어(경통)를 전진 또는 후진시킨 후 피사체와의 적합한 촬영거리에 대응하는 렌즈캐리어의 설정 위치에 정지시키기 위하여 코일에 지속적으로 전류를 인가해야 한다. 이로 인해 휴대용 전자기기에 장착된 일회용 배터리 또는 충전배터리의 많은 전력 소모를 유발하여, 결국 카메라모듈을 통해 촬영을 자주하게 되면 휴대용 전자기기의 사용 시간이 줄어드는 문제가 있었다.

본 발명은 인쇄회로기판의 휘어짐을 방지하고 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차를 최소화시킴으로써, 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 렌즈 모듈을 구성하는 한 쌍의 렌즈캐리어를 단일 액추에이터를 통해 구동하여 두개의 렌즈의 포키싱을 정밀하게 일치시킴으로써, 입체 영상의 품질을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 액추에이터를 이미지 센서들 사이의 빈 공간 상부에 배치하여 액추에이터의 움직임에 의해 이미지 센서들로 이물질들이 비산하여 쌓이지 않도록 함으로써, 입체 영상의 품질을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 일체화된 렌즈 모듈을 인쇄회로기판에 접착하여 고정되는 구조를 갖게 함으로써, 휘어짐에 의한 입체 영상의 품질 저하를 방지하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 자동초점조절 시 코일로 인가되는 전류를 차단시킨 상태에서 예압구조를 통해 렌즈캐리어가 소정 위치에 정지될 수 있도록 하여, 자동초점조절 동작을 위해 소모되는 전력을 현저히 낮출 수 있는 자동초점조절기능이 구비된 입체 카메라 모듈의 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 입체 카메라 모듈은 이미지 센서 모듈 및 상기 이미지 센서 모듈에 접합된 렌즈 모듈을 포함하여 구성되고, 상기 이미지 센서 모듈은 수용홈이 형성되어 있는 하부 인쇄회로기판, 상기 하부 인쇄회로기판에 형성되어 있는 수용홈에 수용된 상태로 하면이 상기 수용홈의 바닥면에 접착되어 있는 보강기판, 좌측 관통홀 및 상기 좌측 관통홀과 이격된 우측 관통홀이 형성되어 있으며 상기 하부 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 상태로 상기 보강기판의 상면과 상기 하부 인쇄회로기판의 가장자리 영역에 접착된 상부 인쇄회로기판, 상기 좌측 관통홀에 수용된 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착되어 있으며 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩된 좌측 이미지 센서 및 상기 우측 관통홀에 수용된 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착되어 있으며 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩된 우측 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 상부 인쇄회로기판의 가장자리 영역 및 상기 가장자리 영역 하부에 위치한 하부 인쇄회로기판에 형성된 배선용 관통홀에 채워진 배선용 도전물질에 의해, 상기 상부 인쇄회로기판과 상기 하부 인쇄회로기판이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 보강기판의 평탄도는 5㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 하부 인쇄회로기판은 연성 재질의 기판이고, 상기 상부 인쇄회로기판은 경성 재질의 기판인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 하부 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되어 상기 좌측 이미지 센서 및 상기 우측 이미지 센서로부터 출력되는 전기신호를 외부로 인출하기 위한 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 상부 인쇄회로기판에는 수동소자와 전자파차폐필터 및 영상처리프로세서(Image Signal Processor, ISP) 중 적어도 하나가 표면실장되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 렌즈 모듈은 일체화된 구조를 가지며 상기 상부 인쇄회로기판에 접착되어 고정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 렌즈 모듈에 포함되는 한 쌍의 렌즈 캐리어는 단일 액추에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 단일 액추에이터는 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서 사이의 공간 상부에 위치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 렌즈 모듈은 한 쌍의 광투과구멍을 가지는 베이스, 상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 액추에이터, 상기 액추에이터의 양측에 각각 간격을 두고 상기 베이스에 설치되는 한 쌍의 렌즈캐리어, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어에 장착된 한 쌍의 렌즈, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어의 전방에 각각 배치되어, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어를 각각 가압하기 위한 한 쌍의 예압스프링 및 내측면이 상기 한 쌍의 예압스프링을 지지하고 상기 베이스의 전방에 분리 가능하게 결합되는 전방커버를 포함하여 구성되고, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어와 상기 액추에이터는 캠구조로 연결되며, 상기 캠구조에 의해 상기 액추에이터의 구동에 따라 동시에 동일방향으로 전진 또는 후진하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 캠구조는 상기 액추에이터의 양측에 형성되는 한 쌍의 캠돌기 및 상기 한 쌍의 렌즈캐리어에 각각 형성되며 상기 한 쌍의 캠돌기가 슬라이딩 가능하게 형성되는 한 쌍의 캠가이드구멍을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 액추에이터는 원판형상의 마그네트, 상기 마그네트 일면에 고정되며 양단부에 한 쌍의 캠돌기가 형성되는 암레버, 상기 암레버의 일부와 상기 마그네트를 전후방에서 감싸는 한 쌍의 보빈 및 상기 한 쌍의 보빈에 권선된 코일을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 한 쌍의 캠가이드구멍은 상기 암레버가 상기 마그네트와 함께 시계방향 또는 반시계방향으로 회전함에 따라 상기 한 쌍의 캠돌기가 수평방향으로 상하 이동할 때, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어가 전진 또는 후진하도록 상기 액추에이터를 중심으로 서로 반대방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 한 쌍의 캠돌기는 상기 한 쌍의 캠가이드구멍과의 접촉되는 면적을 최소화하도록 상기 한 쌍의 캠가이드구멍과의 접촉되는 부분이 만곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 액추에이터는 결합된 한 쌍의 보빈을 둘러싸는 원통형상의 요크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 마그네트의 회전각도가 변경됨에 따라 변화를 상기 마그네트의 자력 세기를 감지하도록 상기 요크 일측에 간격을 두고 배치되는 홀센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 한 쌍의 예압스프링은 각각, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어의 선단부에 분리 가능하게 결합되는 고정부, 전방커버의 내측면에 지지되는 지지부 및 상기 고정부와 연결부 사이에 위치하여 상기 고정부와 연결부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈에 있어서, 상기 고정부, 연결부 및 지지부는 순차적으로 동심으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈 제조방법은 이미지 센서 모듈을 제조하는 이미지 센서 모듈 제조단계 및 상기 이미지 센서 모듈에 렌즈 모듈을 접합하는 렌즈 모듈 접합단계를 포함하여 구성되고, 상기 이미지 센서 모듈 제조단계는 하부 인쇄회로기판에 형성되어 있는 수용홈의 바닥면에 보강기판의 하면을 접착시키는 보강기판 접착단계, 좌측 관통홀 및 상기 좌측 관통홀과 이격된 우측 관통홀이 형성되어 있는 상부 인쇄회로기판을 상기 보강기판의 상면과 상기 하부 인쇄회로기판의 가장자리 영역에 접착하는 상부 인쇄회로기판 접착단계, 상기 상부 인쇄회로기판과 상기 하부 인쇄회로기판을 전기적으로 연결시키는 전기배선단계, 좌측 이미지 센서를 상기 좌측 관통홀에 수용한 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착한 후 상기 좌측 이미지 센서를 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩하는 좌측 이미지 센서 설치단계 및 우측 이미지 센서를 상기 우측 관통홀에 수용한 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착한 후 상기 우측 이미지 센서를 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩하는 우측 이미지 센서 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈 제조방법에 있어서, 상기 전기배선단계는 상기 상부 인쇄회로기판의 가장자리 영역 및 상기 가장자리 영역 하부에 위치한 하부 인쇄회로기판에 배선용 관통홀을 형성하는 배선용 관통홀 형성단계 및 상기 배선용 관통홀에 배선용 도전물질을 형성하는 배선용 도전물질 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈 제조방법에 있어서, 상기 배선용 도전물질 형성단계에서, 상기 배선용 도전물질을 전기도금방식으로 상기 배선용 관통홀에 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 입체 카메라 모듈 제조방법에 있어서, 상기 보강기판의 평탄도는 5㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 경성을 갖는 보강기판을 이용하여 인쇄회로기판의 휘어짐을 방지할 수 있기 때문에, 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차가 최소화되어 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.

또한, 렌즈 모듈을 구성하는 한 쌍의 렌즈캐리어가 단일 액추에이터를 통해 구동되기 때문에, 두개의 렌즈의 포키싱을 정밀하게 일치시킬 수 있어서, 입체 영상의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 액추에이터가 이미지 센서들 사이의 빈 공간 상부에 배치되기 때문에, 액추에이터의 움직임에 의해 이미지 센서들로 이물질들이 비산하여 쌓이지 않고, 이에 따라 입체 영상의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 일체화된 렌즈 모듈이 인쇄회로기판에 접착되어 고정되는 구조를 갖기 때문에, 휘어짐에 의한 입체 영상의 품질 저하가 방지되는 효과가 있다.

또한, 한 쌍의 렌즈캐리어 사이에 단일 액추에이터를 배치하고 이들 간의 연결구조를 캠구조로하여, 단일 액추에이터의 암레버 회전 구동 시 동시에 한 쌍의 렌즈캐리어를 구동시킬 수 있으므로 정밀한 초점 조절이 가능해지는 효과가 있다.

또한 자동초점조절(줌인 및 줌아웃) 시 한 쌍의 렌즈캐리어를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일로 인가되는 전류를 차단하면, 한 쌍의 예압스프링에 의해 한 쌍의 렌즈캐리어에 걸리는 예압과 함께, 한 쌍의 캠돌기와 한 쌍의 캠가이드구멍 사이에 발생하는 마찰력 및 다수의 가이드핀과 한 쌍의 렌즈캐리어의 다수의 핀가이드구멍 간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다. 이에 따라 자동초점조절 시 한 쌍의 렌즈캐리어를 정지시키기 위해 종래와 같이 코일에 지속적으로 전류를 공급할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈에 포함된 이미지 센서 모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈에 포함된 이미지 센서 모듈의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈에 포함된 상부 인쇄회로기판의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 모듈에 포함된 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈의 조립사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 액추에이터를 나타내는 분해사시도이고,
도 7은 도 6에 도시된 액추에이터의 요크를 제외한 상태의 분해사시도이고,
도 8은 도 5에 도시된 제1 렌즈캐리어를 나타내는 사시도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 모듈의 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈의 암레버가 시계방향으로 선회함에 따라 제1 및 제2 렌즈캐리어를 전진시킨 상태를 나타내는 정면도이고,
도 10은 도 9에 표시된 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 나타내는 단면도이고,
도 11은 도 9와 같이 제1 렌즈캐리어 전진 시 제1 예압스프링에 의해 탄성 지지되는 제1 렌즈캐리어를 나타내는 측단면도이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 모듈의 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈의 암레버가 반시계방향으로 선회함에 따라 제1 및 제2 렌즈캐리어를 후진시킨 상태를 나타내는 정면도이고,
도 13은 도 12에 표시된 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 나타내는 단면도이고,
도 14는 도 12와 같이 제1 렌즈캐리어 후진 시 제1 예압스프링에 의해 탄성 지지되는 제1 렌즈캐리어를 나타내는 측단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 16 내지 도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법에 포함된 이미지 센서 모듈 제조단계의 공정 단면도들이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법에 의해 제조된 입체 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈에 포함된 이미지 센서 모듈의 단면도이고, 도 3은 이미지 센서 모듈의 평면도이고, 도 4는 상부 인쇄회로기판의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈(1)은 이미지 센서 모듈(100) 및 이 이미지 센서 모듈(100)에 접합된 렌즈 모듈(200)을 포함하여 구성된다.

<이미지 센서 모듈(100)>

이미지 센서 모듈(100)은 하부 인쇄회로기판(110), 보강기판(120), 상부 인쇄회로기판(130), 좌측 이미지 센서(140) 및 우측 이미지 센서(150)를 포함하여 구성된다.

하부 인쇄회로기판(110)에는 후술하는 보강기판(120)을 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있다. 또한 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역은 수용홈의 바닥면으로부터 돌출된 형태를 가지며, 이 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역은 후술하는 상부 인쇄회로기판(130)과의 전기적인 연결을 위한 영역으로 이용된다.

보강기판(120)은 하부 인쇄회로기판(110)에 형성되어 있는 수용홈에 수용된 상태로, 그 하면 즉, 보강기판(120)의 하면이 하부 인쇄회로기판(110)의 바닥면에 접착되어 있다.

이러한 보강기판(120)은 이미지 센서 모듈(100)이 휘어지지 않도록 구조적으로 지지하는 기능을 수행하는 동시에, 이미지 센서 모듈(100)에서 발생하는 열을 방출하는 기능을 수행한다.

보강기판(120)을 구성하는 물질은 굽힘 강도와 열 전도성이 우수한 물질이라는 조건만 충족되면, 어떠한 물질도 채택가능하며, 예를 들어, 질화알루미늄(AlN) 계열, 지르코니아(Zr) 계열, 실리콘 계열의 세라믹 재질 또는 금속 등일 수 있다.

후술하겠지만, 이 보강기판(120)의 상면에는 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150)가 접착되기 때문에, 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150)의 수직 방향의 정렬을 위하여 보강기판(120)의 평탄도는 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.

상부 인쇄회로기판(130)에는 좌측 관통홀 및 이 좌측 관통홀과 이격된 우측 관통홀이 형성되어 있으며, 가장자리 영역이 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역에 전기적으로 연결된 상태로 보강기판(120)의 상면과 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역에 접착되어 있다.

상부 인쇄회로기판(130)과 하부 인쇄회로 기판 간의 전기적 연결의 예를 설명하면 다음과 같다.

즉, 상부 인쇄회로기판(130)의 가장자리 영역 및 상부 인쇄회로기판(130)의 이 가장자리 영역 하부에 위치한 하부 인쇄회로기판(110)에 배선용 관통홀을 형성하고, 이 배선용 관통홀에 예를 들어, 전기도금 방식으로 배선용 도전물질을 채움으로써, 상부 인쇄회로기판(130)과 하부 인쇄회로기판(110)이 전기적으로 연결할 수 있다.

좌측 이미지 센서(140)는 상부 인쇄회로기판(130)에 형성되어 있는 좌측 관통홀에 수용된 상태로 보강기판(120)의 상면에 접착되어 있으며, 상부 인쇄회로기판(130)과는 와이어 본딩 방식으로 전기적으로 연결되어 있다.

우측 이미지 센서(150)는 상부 인쇄회로기판(130)에 형성되어 있는 우측 관통홀에 수용된 상태로 보강기판(120)의 상면에 접착되어 있으며, 상부 인쇄회로기판(130)과는 와이어 본딩 방식으로 전기적으로 연결되어 있다.

예를 들어, 하부 인쇄회로기판(110)을 연성 재질의 기판으로 구성하고, 상부 인쇄회로기판(130)은 경성 재질의 기판으로 구성할 수 있다. 이와 같이, 하부 인쇄회로기판(110)과 상부 인쇄회로기판(130)을 각각 연성 및 경성 재질의 기판으로 구성한 상태에서, 연성 재질의 기판인 하부 인쇄회로기판(110)에 좌측 이미지 센서(140) 및 우측 이미지 센서(150)로부터 출력되는 전기신호를 외부로 인출하기 위한 커넥터를 연결함으로써 전기적인 연결작업을 용이하게 할 수 있다.

또한 예를 들어, 상부 인쇄회로기판(130)의 둘레 영역 또는 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150) 사이의 비어 있는 영역에는 수동소자와 전자파차폐필터 및 영상처리프로세서(Image Signal Processor, ISP) 등이 표면실장방식으로 설치될 수 있다.

<렌즈 모듈(200)>

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 모듈에 포함된 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈(200)은 베이스(10), 액추에이터(30), 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60), 전방커버(70), 제1 및 제2 예압스프링(81,83)을 포함한다.

베이스(10)는 직사각형의 상자 형상으로 이루어지며, 중앙에 액추에이터(30)가 배치되고 액추에이터(30) 양측으로 각각 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)가 배치되는 수용홈(10a)이 형성된다. 또한 베이스(10)는 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 경통부에 대응하는 위치에 제1 및 제2 광통과구멍(11a,11b)이 형성된다. 이 경우 본 발명의 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈(200)은 제1 및 제2 광통과구멍(11a,11b)에 각각 적외선 차단필터(13a,13b)를 설치한다. 더욱이 베이스(10)는 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 전진 및 후진 시 이를 직선방향으로 각각 가이드하기 위한 한 쌍의 제1 가이드핀(15a,15b)과 한 쌍의 제2 가이드핀(16a,16b)이 수용홈(10a)에 돌출 형성된다.

또한 베이스(10)는 FPCB(flexibal printed circuit board) 즉, 하부 인쇄회로기판(110)과의 전기적 연결을 위한 터미널(17)이 구비된다.

도 6을 참조하면, 액추에이터(30)는 마그네트(31), 암레버(arm lever, 33), 제1 및 제2 보빈(34,35), 코일(37) 및 요크(39)를 포함한다.

마그네트(31)는 대략 원통형상으로 이루어지며 좌측에 S극이 착자되고 우측에 N극이 착자된다.

암레버(33)는 중앙에 마그네트(31)의 중앙을 관통하여 고정 결합되는 결합축(33a)이 형성되고, 결합축(33a)의 전단 및 후단에는 각각 제1 및 제2 축돌기(33b,33c)가 연장 형성된다. 제1 축돌기(33b)는 제1 보빈(34)의 결합구멍(34a)에 회전 가능하게 지지되고, 제2 축돌기(33c, 도 10 참조)는 제2 보빈(34)에 회전 가능하게 지지된다. 이에 따라 마그네트(31)와 암레버(33)는 시계방향 및 반시계방향으로 선회 가능하게 동작할 수 있다. 또한 암레버(33)는 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)와의 연결구조가 캠구조로 이루어지며, 이러한 캠구조는 암레버(33)의 시계방향 및 반시계방향 회전에 따라 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 동시에 전진 및 후진 가능하도록 구동한다. 이와 같은 캠구조는 하기에서 상세하게 설명한다.

도 7을 참고하면, 제1 및 제2 보빈(34,35)은 기 결합된 마그네트(31)와 암레버(33)를 전후방에서 각각 감싸도록 결합된다. 이 경우 제1 및 제2 보빈(34,35)은 결합돌기(36)와 결합홈(37)을 통해 상호 분리 가능하게 결합된다. 도 7에서는 결합돌기(36)와 결합홈(37)이 제2 보빈(35)에만 도시되어 있으나, 제1 보빈(34)에도 제2 보빈의 결합돌기(36)와 결합홈(37)에 대응하는 결합돌기와 결합홈이 형성된다.

또한, 제1 및 제2 보빈(34,35)은 각각 코일(37)이 권선되는 한 쌍의 코일권선홈(34b,35b)이 형성된다.

다시 도 6을 참고하면, 요크(yoke, 39)는 대략 원통형상으로 이루어지며 규소강 또는 순철로 이루어진다. 상기 요크(39)는 내측에 상호 결합된 제1 및 제2 보빈(34,35)이 삽입된다. 이때 요크(39)는 암레버(33) 회전 시 간섭되지 않도록 양측에 관통홈(39a,39b)을 형성한다.

이 경우, 상기 요크(39)의 일측에는 요크(39)의 외주면과 간격을 두고 홀센서(H, 도 9 참조)가 배치된다. 이러한 홀센서(H)는 마그네트(31)의 회전각도가 변경됨에 따라 변화를 마그네트(31)의 자력 세기를 감지한다. 이러한 홀센서(H)의 감지신호는 휴대용 기기의 제어부(미도시)로 전송되고, 상기 제어부는 상기 홀센서(H)의 감지신호를 통해 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 전진 및 후진거리를 검출하고 이 검출 값을 토대로 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 구동을 제어할 수 있다.

제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 렌즈(미도시)가 결합되는 경통부(51,61)가 각각 형성된다. 또한 제1 렌즈캐리어(50)는 베이스(10)에 형성된 한 쌍의 제1 가이드핀(15a,15b)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 평행한 한 쌍의 제1 핀가이드구멍(55a,55b)을 형성하고, 제2 렌즈캐리어(60)는 베이스(10)에 형성된 한 쌍의 제2 가이드핀(16a,16b)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 평행한 한 쌍의 제2 핀가이드구멍(65a,65b)을 형성한다. 이 경우, 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 베이스(10) 및 전방커버(70) 사이에서 상기 제1 및 제2 가이드핀(15a,15b;16a,16b)에 의해 직선방향으로 전진 및 후진 가능하게 배치된다.

또한 상기 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 경통부(51,61)의 선단에 각각 제1 및 제2 예압스프링(81,83)을 고정하기 위한 다수의 고정돌기(53,63)가 각각 형성된다.

제1 및 제2 예압스프링(81,83)은 각각 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 경통부(51,61)의 선단과 전방커버(70) 내측 사이에 배치되며, 전방커버(70)와 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 각각 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 후진방향으로 가압하는 판스프링 역할을 한다. 이와 같은 제1 및 제2 예압스프링(81,83)은 고정부(81a,83a), 지지부(81b,83b) 및 연결부(81c,83c)를 포함한다. 상기 고정부(81a,83a)는 다수의 고정돌기(53,63)에 분리 가능하게 결합되며, 지지부(81b,83b)는 대략 원형으로 이루어지고 전방커버(70)의 내측면에 지지된다. 이때 지지부(81b,83b)는 전방커버(70)의 관통구멍(71,73)을 가리지 않는 크기(지름)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 연결부(81c,83c)는 고정부(81a,83a)와 지지부(81b,83b)와 동일한 탄성력을 가지는 금속재로 형성되며, 고정부(81a,83a)와 지지부(81b,83b)를 상호 연결한다. 이와 같은 고정부(81a,83a), 연결부(81c,83c) 및 지지부(81b,83b)는 순차적으로 점차 직경이 커지면서 동심으로 배치된다.

이와 같은 제1 및 제2 예압스프링(60)은 자동초점조절 작동 중 코일(37)에 흐르던 전류가 차단될 때(전류의 차단 시에 국한되지 않고 제1 및 제2 예압스프링(60)은 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 후진방향으로 가압한다), 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 후진방향으로 가압하며 하기에 설명하는 작용들에 의해 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 이동(전진 또는 후진)이 자연스럽게 정지된다.

즉, 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)의 내주면 일부와 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b) 사이에 발생하는 마찰력에 의해 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 자연스럽게 정지하여 해당 위치를 유지할 수 있다. 이 경우, 캠구조에 의해 발생하는 마찰력보다는 작지만 추가적인 마찰력 즉, 다수의 가이드핀(15a,15b;16a,16b)과 각 가이드핀(15a,15b;16a,16b)이 삽입되는 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 다수의 핀가이드구멍(55a,55b;65a,65b) 간에 발생하는 마찰력도 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 해당 위치에 정지시킬 수 있는 힘으로 사용될 수 있다.

이에 따라 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 정지시키기 위해 종래와 같이 지속적으로 전자석(또는 액추에이터)에 전류를 공급할 필요가 없기 때문에 자동초점조절 시 배터리의 전력 소모를 크게 낮출 수 있어 휴대용 기기의 작동 가능한 시간을 연장할 수 있다.

본 발명의 캠구조는 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)와 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)을 포함하며, 상기 액추에이터(30)(구체적으로는 암레버(33))와 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60) 간에 형성된다.

제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)는 암레버(33)의 양단에 각각 연장 형성되며, 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)을 따라 슬라이딩 가능하게 이동할 수 있도록 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)에 각각 삽입된다. 이 경우 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)는 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)을 따라 원활하게 슬라이딩 이동 가능하도록 만곡부를 갖도록 형성되며, 바람직하게는 대략 원기둥형상으로 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)은 각각 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60) 일측면에 소정 각도로 경사지게 관통 형성된 장공 형태로 이루어진다(도 5 참조). 상기 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)의 폭은 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)가 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있도록 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)의 지름(또는 두께)에 대응하도록 설정된다.

또한 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)은 경사진 각도는 동일하지만 그 경사방향이 서로 반대로 형성된다. 이는 암레버(33)의 시계방향 또는 반시계방향 회전에 따라 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)가 동시에 전진 또는 후진할 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 암레버(33)의 회전 시 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)의 이동방향이 서로 반대로 이루어지므로(도 6을 참고하면, 제1 캠돌기(91a)가 상승하면 제2 캠돌기(91b)는 하강하기 때문에), 이 점을 감안하여 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)의 경사방향은 서로 반대로 이루어진다. 이 경우 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 이동방향(전진 또는 후진)은 암레버(33)의 이동방향(또는 제1 및 제2 캠돌기()의 이동방향)과 대략 직각을 이룬다.

전방커버(70)는 베이스(10) 전방에 분리 가능하게 결합되며(분리 결합구조는 통상의 스냅결합돌기 및 홈을 이용할 수 있다), 베이스(10)의 수용홈(10a)에 조립된 다수의 구성품(액추에이터(30), 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60))이 수용홈(10a)으로부터 이탈 또는 분리되는 것을 방지한다.

이와 같은 전방커버(70)는 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 경통부(51,61)에 대응하는 제1 및 제2 관통구멍(71,72)이 형성된다. 또한 전방커버(70)는, 도 2를 참고하면, 내측면 중앙에 액추에이터(30)의 외곽을 고정하기 위한 고정돌기(75a,75b)가 형성되며, 상기 고정돌기(75a,75b) 양측으로 각각 다수의 가이드핀(15a,15b;16a,16b)의 단부를 고정 지지하기 위한 다수의 고정홈(77a,77b;78a,78b)이 각각 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈(200)의 작동을 도 9 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

먼저, 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈(200)에 의해 이루어지는 줌인(zoom in) 동작의 경우를 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한다.

액추에이터(30)의 코일(37, 도 5 참조)에 전류가 일방향으로 인가되면 마그네트(31)와 코일(37) 사이에 힘이 발생되면서 마그네트(31)가 시계방향으로 회전한다. 이때 암레버(33)는 마그네트(31)가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전하게 된다. 암레버(33)의 회전에 따라 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)가 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)을 따라 슬라이딩 이동하면, 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 동시에 같은 거리만큼 전진하게 된다(도 11 참조).

이때 홀센서(H)는 마그네트(31)의 회전 시 변화하는 마그네트(31)의 자력 세기를 감지하고 이 감지신호를 카메라모듈을 제어하기 위한 휴대용 기기의 제어부(미도시)로 전송한다. 이에 따라 제어부는 홀센서(H)의 감지신호를 통해 코일(37)로의 전류의 공급 또는 차단하여 액추에이터(30)의 작동을 제어함으로써 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)가 전진하는 거리를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 전진 이동거리가 설정되면, 코일(37)에 전류가 차단된다. 이때, 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 선단부에 제1 및 제2 예압스프링(81,83)의 예압이 작용하는 상태에서, 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)와 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b)과 사이에 발생하는 마찰력과, 다수의 가이드핀(15a,15b;16a,16b)과 다수의 핀가이드구멍(55a,55b;65a,65b) 간에 발생하는 마찰력으로 인해 제자리에 정지하게 되고 전진 혹은 후진은 이루어지지 않는다.

한편, 도 12 내지 도 14를 참조하면, 자동초점조절기능을 갖는 렌즈 모듈(200)의 줌아웃(zoom out) 동작은 코일(37)에 인가되는 전류가 상기 줌인 동작 시 인가되는 방향에 역방향으로 인가됨에 따라, 코일(37)과 마그네트(31) 사이에 상기 줌인 시의 반대 방향의 힘이 발생하여 상기 줌인 동작과 반대로 암레버(33)가 반시계방향으로 회전하여 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 도 11과 같이 후진하게 된다. 마찬가지로 상기 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)의 후진 시에도 코일(37)에 전류가 차단되면 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)는 상술한 예압력과 각 마찰력으로 인해 제자리에 멈출 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 자동초점조절(줌인 및 줌아웃) 시 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일(37)로 인가되는 전류를 차단하면, 제1 및 제2 예압스프링(81,83)에 의해 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)에 걸리는 예압과 함께, 제1 및 제2 캠돌기(91a,91b)와 제1 및 제2 캠가이드구멍(93a,93b) 사이에 발생하는 마찰력 및 다수의 가이드핀(15a,15b;16a,16b)과 다수의 핀가이드구멍(55a,55b;65a,65b) 간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 자동초점조절 시 제1 및 제2 렌즈캐리어(50,60)를 정지시키기 위해 종래와 같이 코일(37)에 지속적으로 전류를 공급할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 16 내지 도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법에 포함된 이미지 센서 모듈 제조단계의 공정 단면도들이고, 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법에 의해 제조된 입체 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 15 내지 도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입체 카메라 모듈의 제조방법은 이미지 센서 모듈(100)을 제조하는 이미지 센서 모듈 제조단계(S100) 및 이미지 센서 모듈(100)에 렌즈 모듈(200)을 접합하는 렌즈 모듈 접합단계(S200)를 포함하여 구성된다.

<이미지 센서 모듈 제조단계(S100)>

이미지 센서 모듈 제조단계(S100)는 보강기판 접착단계(S110), 상부 인쇄회로기판 접착단계(S120), 전기배선단계(S130), 좌측 이미지 센서 설치단계(S140) 및 우측 이미지 센서 설치단계(S150)를 포함하여 구성된다.

먼저 도 15 내지 도 17을 참조하면, 보강기판 접착단계(S110)에서는, 하부 인쇄회로기판(110)에 형성되어 있는 수용홈의 바닥면에 보강기판(120)의 하면을 접착시키는 과정이 수행된다.

보강기판(120)은 하부 인쇄회로기판(110)에 형성되어 있는 수용홈에 수용된 상태로, 그 하면 즉, 보강기판(120)의 하면이 하부 인쇄회로기판(110)의 바닥면에 접착되어 있다.

이러한 보강기판(120)은 이미지 센서 모듈(100)이 휘어지지 않도록 구조적으로 지지하는 기능을 수행하는 동시에, 이미지 센서 모듈(100)에서 발생하는 열을 방출하는 기능을 수행한다.

보강기판(120)을 구성하는 물질은 굽힘 강도와 열 전도성이 우수한 물질이라는 조건만 충족되면, 어떠한 물질도 채택가능하며, 예를 들어, 질화알루미늄(AlN) 계열, 지르코니아(Zr) 계열, 실리콘 계열의 세라믹 재질 또는 금속 등일 수 있다.

후술하겠지만, 이 보강기판(120)의 상면에는 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150)가 접착되기 때문에, 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150)의 수직 방향의 정렬을 위하여 보강기판(120)의 평탄도는 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.

또한 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역은 수용홈의 바닥면으로부터 돌출된 형태를 가지며, 이 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역은 후술하는 전기배선단계에서 상부 인쇄회로기판(130)과의 전기적인 연결을 위한 영역으로 이용된다.

다음으로 도 15, 도 18 및 도 19를 참조하면, 상부 인쇄회로기판 접착단계(S120)에서는, 상부 인쇄회로기판(130)을 보강기판(120)의 상면과 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역에 접착하는 과정이 수행된다.

상부 인쇄회로기판(130)에는 좌측 관통홀 및 좌측 관통홀과 이격된 우측 관통홀이 형성되어 있다. 이 좌측 관통홀과 우측 관통홀에는 각각 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150)가 수용된다.

전기배선단계(S130)에서는, 상부 인쇄회로기판(130)과 하부 인쇄회로기판(110)을 전기적으로 연결시키는 과정이 수행된다.

예를 들어, 도 20과 도 21을 참조하면, 전기배선단계(S130)는 배선용 관통홀 형성단계 및 배선용 도전물질 형성단계를 포함하여 구성될 수 있다.

도 20을 참조하면, 배선용 관통홀 형성단계에서는, 상부 인쇄회로기판(130)의 가장자리 영역 및 이 가장자리 영역 하부에 위치한 하부 인쇄회로기판(110)의 가장자리 영역에 배선용 관통홀을 형성하는 과정이 수행된다.

도 21을 참조하면, 배선용 도전물질 형성단계에서는, 예를 들어, 전기도금 방식을 이용하여 배선용 관통홀에 배선용 도전물질을 채우는 과정이 수행된다.

다음으로 도 15와 도 22를 참조하면, 좌측 이미지 센서 설치단계(S140)에서는, 좌측 이미지 센서(140)를 좌측 관통홀에 수용한 상태로 보강기판(120)의 상면에 접착한 후, 좌측 이미지 센서(140)를 상부 인쇄회로기판(130)에 와이어 본딩 방식을 이용하여 전기적으로 연결하는 과정이 수행된다.

또한 우측 이미지 센서 설치단계(S150)에서는, 우측 이미지 센서(150)를 우측 관통홀에 수용한 상태로 보강기판(120)의 상면에 접착한 후, 우측 이미지 센서(150)를 상부 인쇄회로기판(130)에 와이어 본딩 방식을 이용하여 전기적으로 연결하는 과정이 수행된다.

이상의 과정을 통하여 이미지 센서 모듈(100)을 제조한 후 이미지 센서 모듈(100)을 구성하는 상부 인쇄회로기판(130)에 렌즈 모듈(200)을 접합함으로써 입체 카메라 모듈이 제조된다.

렌즈 모듈(200)은 좌측 이미지 센서(140)와 우측 이미지 센서(150)의 광축에 정렬된 한 쌍의 렌즈가 구비되는 조건을 충족시키면 어떠한 형상을 가져도 무방하다. 도 23은 적용 가능한 하나의 예를 설명하기 위한 것으로써, 도 5 내지 도 14를 통해 설명한 자동초점조절기능이 구비된 렌즈 모듈(200)이 적용된 경우를 설명하기 위한 도면이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 경성을 갖는 보강기판을 이용하여 인쇄회로기판의 휘어짐을 방지할 수 있기 때문에, 좌측 이미지 센서와 우측 이미지 센서의 정렬 오차가 최소화되어 입체 이미지 센서가 출력하는 입체 영상의 품질을 크게 향상시킬 수 있는 입체 카메라 모듈 및 그 제조방법이 제공되는 효과가 있다.

또한, 렌즈 모듈을 구성하는 한 쌍의 렌즈캐리어가 단일 액추에이터를 통해 구동되기 때문에, 두개의 렌즈의 포키싱을 정밀하게 일치시킬 수 있어서, 출력되는 입체 영상의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 액추에이터가 이미지 센서들 사이의 빈 공간 상부에 배치되기 때문에, 액추에이터의 움직임에 의해 이미지 센서들로 이물질들이 비산하여 쌓이지 않고, 이에 따라 입체 영상의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 일체화된 렌즈 모듈이 인쇄회로기판에 접착되어 고정되는 구조를 갖기 때문에, 휘어짐에 의한 입체 영상의 품질 저하가 방지되는 효과가 있다.

또한, 한 쌍의 렌즈캐리어 사이에 단일 액추에이터를 배치하고 이들 간의 연결구조를 캠구조로하여, 단일 액추에이터의 암레버 회전 구동 시 동시에 한 쌍의 렌즈캐리어를 구동시킬 수 있으므로 보다 정밀하게 두개의 렌즈의 포키싱을 일치시키는 것이 가능하다는 이점이 있다.

또한 자동초점조절(줌인 및 줌아웃) 시 한 쌍의 렌즈캐리어를 소정 위치에 정지시키기 위해 코일로 인가되는 전류를 차단하면, 한 쌍의 예압스프링에 의해 한 쌍의 렌즈캐리어에 걸리는 예압과 함께, 한 쌍의 캠돌기와 한 쌍의 캠가이드구멍 사이에 발생하는 마찰력 및 다수의 가이드핀과 한 쌍의 렌즈캐리어의 다수의 핀가이드구멍 간에 발생하는 마찰력에 의해 소정 위치를 그대로 유지한 채로 정지할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 자동초점조절 시 한 쌍의 렌즈캐리어를 정지시키기 위해 종래와 같이 코일에 지속적으로 전류를 공급할 필요가 없으므로 배터리의 전력 소모를 크게 줄일 수 있어 상대적으로 휴대용 기기의 사용시간을 늘릴 수 있는 이점이 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1: 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 카메라 모듈
10: 베이스
15a,15b,16a,16b: 가이드핀
30: 액추에이터
31: 마그네트
33: 암레버
34: 제1 보빈
35: 제2 보빈
37: 코일
39: 요크
50: 제1 렌즈캐리어
55a,55b,65a,65b: 핀가이드구멍
70: 전방커버
81: 제1 예압스프링
83: 제2 예압스프링
91a: 제1 캠돌기
91b: 제2 캠돌기
93a: 제1 캠가이드구멍
93b: 제2 캠가이드구멍
100: 이미지 센서 모듈
110: 하부 인쇄회로기판
120: 보강기판
130: 상부 인쇄회로기판
140: 좌측 이미지 센서
150: 우측 이미지 센서
200: 렌즈 모듈

Claims (18)

1. 이미지 센서 모듈 및 상기 이미지 센서 모듈에 접합된 렌즈 모듈을 포함하는 입체 카메라 모듈에 있어서,
   상기 이미지 센서 모듈은
   수용홈이 형성되어 있는 하부 인쇄회로기판;
   상기 하부 인쇄회로기판에 형성되어 있는 수용홈에 수용된 상태로 하면이 상기 수용홈의 바닥면에 접착되어 있는 보강기판;
   좌측 관통홀 및 상기 좌측 관통홀과 이격된 우측 관통홀이 형성되어 있으며 상기 하부 인쇄회로기판에 전기적으로 연결된 상태로 상기 보강기판의 상면과 상기 하부 인쇄회로기판의 가장자리 영역에 접착된 상부 인쇄회로기판;
   상기 좌측 관통홀에 수용된 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착되어 있으며 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩된 좌측 이미지 센서; 및
   상기 우측 관통홀에 수용된 상태로 상기 보강기판의 상면에 접착되어 있으며 상기 상부 인쇄회로기판에 와이어 본딩된 우측 이미지 센서를 포함하고,
   상기 렌즈 모듈에 포함되는 한 쌍의 렌즈 캐리어는 단일 액추에이터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 상부 인쇄회로기판의 가장자리 영역 및 상기 가장자리 영역 하부에 위치한 하부 인쇄회로기판에 형성된 배선용 관통홀에 채워진 배선용 도전물질에 의해, 상기 상부 인쇄회로기판과 상기 하부 인쇄회로기판이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 보강기판의 평탄도는 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 하부 인쇄회로기판은 연성 재질의 기판이고, 상기 상부 인쇄회로기판은 경성 재질의 기판인 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 하부 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되어 상기 좌측 이미지 센서 및 상기 우측 이미지 센서로부터 출력되는 전기신호를 외부로 인출하기 위한 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 상부 인쇄회로기판에는 수동소자와 전자파차폐필터 및 영상처리프로세서(Image Signal Processor, ISP) 중 적어도 하나가 표면실장되어 있는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 렌즈 모듈은 일체화된 구조를 가지며 상기 상부 인쇄회로기판에 접착되어 고정된 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
8. 삭제
9. 제1 항에 있어서,
   상기 단일 액추에이터는 상기 좌측 이미지 센서와 상기 우측 이미지 센서 사이의 공간 상부에 위치한 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은
    한 쌍의 광투과구멍을 가지는 베이스;
    상기 베이스에 회전 가능하게 설치되는 액추에이터;
    상기 액추에이터의 양측에 각각 간격을 두고 상기 베이스에 설치되는 한 쌍의 렌즈캐리어;
    상기 한 쌍의 렌즈캐리어에 장착된 한 쌍의 렌즈;
    상기 한 쌍의 렌즈캐리어의 전방에 각각 배치되어, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어를 각각 가압하기 위한 한 쌍의 예압스프링; 및
    내측면이 상기 한 쌍의 예압스프링을 지지하고 상기 베이스의 전방에 분리 가능하게 결합되는 전방커버를 포함하며,
    상기 한 쌍의 렌즈캐리어와 상기 액추에이터는 캠구조로 연결되며, 상기 캠구조에 의해 상기 액추에이터의 구동에 따라 동시에 동일방향으로 전진 또는 후진하는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 캠구조는
    상기 액추에이터의 양측에 형성되는 한 쌍의 캠돌기; 및
    상기 한 쌍의 렌즈캐리어에 각각 형성되며 상기 한 쌍의 캠돌기가 슬라이딩 가능하게 형성되는 한 쌍의 캠가이드구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 액추에이터는
    원판형상의 마그네트;
    상기 마그네트 일면에 고정되며 양단부에 한 쌍의 캠돌기가 형성되는 암레버;
    상기 암레버의 일부와 상기 마그네트를 전후방에서 감싸는 한 쌍의 보빈; 및
    상기 한 쌍의 보빈에 권선된 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 캠가이드구멍은
    상기 암레버가 상기 마그네트와 함께 시계방향 또는 반시계방향으로 회전함에 따라 상기 한 쌍의 캠돌기가 수평방향으로 상하 이동할 때, 상기 한 쌍의 렌즈캐리어가 전진 또는 후진하도록 상기 액추에이터를 중심으로 서로 반대방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
14. 제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 캠돌기는 상기 한 쌍의 캠가이드구멍과의 접촉되는 면적을 최소화하도록 상기 한 쌍의 캠가이드구멍과의 접촉되는 부분이 만곡 형성되는 것을 특징으로 하는, 입체 카메라 모듈.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제

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