KR101300316B1 - 카메라모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 카메라모듈은 다수의 렌즈가 적층된 렌즈배럴부와, 상기 렌즈배럴부의 외주면을 감싸는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 장착되어 근적외선 파장을 제거하는 IR 필터와, 상기 IR 필터의 하부에 장착되어 외부의 화상을 전기적 신호로 바꾸는 이미지센서와, 상기 이미지센서를 수용하는 개구부가 중앙에 형성되는 회로기판 및 상기 회로기판에 장착되어 상기 회로기판에서 발생되는 열을 방출하도록 열전도성재질로 이루어진 플레이트를 포함한다.

Description

카메라모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라모듈에 관한 것이다.

폰 또는 태블릿 PC가 점점 슬림화되면서 카메라모듈도 슬림화되고 있다. 이러한 상황에서 종래와 같은 부품으로 구현할 수 있는 것은 어느 정도 한계가 있다.

같은 조건에서 슬림 카메라모듈을 만들기 위해서는 특별한 패키지 기술이 그 회사의 기술이라고 판단되며 그것이 시장 경쟁력이라고 볼 수 있다.

종래기술에 따른 카메라모듈은 현재 많은 회사에서 구현하고 있는 COB(Chip on Board) 방식으로 렌즈, 하우징, 필터, 센서, 회로기판 등으로 카메라모듈을 만들고 있다.

이러한 방식은 슬림화를 구현하는데 한계가 있으므로 슬림화를 이루기 위한 구조의 연구가 절실한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 슬림화 및 신뢰성확보를 이룰 수 있는 카메라모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카메라모듈은 다수의 렌즈가 적층된 렌즈배럴부와, 상기 렌즈배럴부의 외주면을 감싸는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 장착되어 근적외선 파장을 제거하는 IR 필터와, 상기 IR 필터의 하부에 장착되어 외부의 화상을 전기적 신호로 바꾸는 이미지센서와, 상기 이미지센서를 수용하는 개구부가 중앙에 형성되는 회로기판 및 상기 회로기판에 장착되어 상기 회로기판에서 발생되는 열을 방출하는 플레이트를 포함한다.

여기서, 상기 회로기판의 두께는 상기 이미지센서의 두께에 대응되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이미지센서와 상기 회로기판이 전기적으로 연결되도록 형성된 와이어본딩부를 더 포함한다.

또한, 상기 플레이트의 두께는 상기 회로기판의 두께보다 작은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플레이트는 스틸 또는 쿠퍼재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플레이트는 열전도성재질인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈은 회로기판의 중앙에 개구부가 형성되고, 개구부에 이미지센서가 장착되며 카메라모듈의 높이는 회로기판의 두께만큼 줄어들고, 회로기판의 강도를 보완하기 위하여 회로기판의 하부에는 플레이트를 장착한다.

이러한 구조를 이룸으로써, 플레이트는 회로기판의 하부에 장착되어 낙하나 충격 등에도 강하므로 카메라모듈의 신뢰성확보를 이루는 동시에 두께를 줄여 모듈의 소형화를 이룬다.

뿐만 아니라, 플레이트는 열전도재질로 이루어져, 플레이트의 상부에 장착된 회로기판이 전기신호를 송수신하면서 열을 발생할 때, 발생되는 열을 방출하는데 우수한 기능을 한다.

카메라모듈의 하부에 플레이트를 장착함으로써 EMI 처리를 할 수 있어 카메라모듈의 신뢰성을 높이는 역할을 한다.

또한, 이미지센서와 회로기판은 와이어본딩으로 연결되어 있으며, 이미지센서와 회로기판의 상부높이가 동일하므로 와이어본딩의 길이는 종래에 비해 줄어든다.

따라서 종래기술 대비 원자재비용이 감소되며 와이어본딩이 옆으로 연결되므로 종래에 비하여 공간활용이 유리한 측면이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈의 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈(100)의 분해사시도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈(100)의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈(100)은 소형화 및 슬림화를 이룰 수 있고, 낙하 등의 신뢰성 확보를 이루도록 제공된 것으로, 렌즈베럴부(110), 하우징(120), IR 필터(130), 이미지센서(140), 회로기판(150), 플레이트(160)를 포함한다.

렌즈베럴부(110)는 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 구성되며 피사체의 이미지를 카메라모듈(100) 내부의 이미지센서(140)로 모아주기 위한 것으로, 그 외주면에 형성된 나사산에 의해 하우징(120)에 나사결합된다.

하우징(120)은 렌즈베럴부(110)를 전체적으로 지지하며 외부로부터 보호함과 동시에 회로기판(150)에 고정되게 결합되어 IR 필터(130)와 같은 회로기판(150)의 상부에 장착된 부품을 보호한다.

여기서, 렌즈베럴부(110)가 결합되는 부위의 내주면에는 렌즈베럴부(110)의 나사산과 치합되는 나사홈이 형성되어 있다.

IR 필터(130)는 근적외선 영역의 파장들을 제거해 주기 위해 필요한 것이다. 보다 자세히 말하자면, 카메라폰의 카메라는 CCD나 CMOS를 사용하여 빛신호를 전기신호로 바꾸어서 화상을 만드는데 이들 빛 신호라는 것은 사람들이 눈으로 볼 수 있는 가시광선 영역(400-700nm)뿐 아니라 근적외선 영역( ~1150 nm)까지도 감지하게 되어서 실제 색이나 화상하고는 관계없는 신호가 감지기를 포화시켜 버리게 되므로 근적외선 영역의 파장들을 제거해 주기위해(IR-Cut Filter)필요하다.

이미지센서(140)는 외부의 화상을 전기적 신호로 바꾸어 저장하는 것을 말하는 것으로, 기존의 필름을 대신하여 이미지센서가 외부의 화상을 저장하는 방식이다. 이미지센서는 CCD와 CIS 형으로 구분할 수 있는데 CCD는 Charge Coupled Device 의 약자로 전하결합소자를 이용한 것이다. 또한, CIS 는 CMOS Image Sensor 의 약자로 상보성 금속산화물반도체를 이용한 것이다.

CCD는 전자형태로 신호를 직접 전송하는 방식이고, CIS는 전압형태로 신호가 전달된다. 전압의 형태로 신호가 전달되면 전압신호를 전달하는 과정에서 발생하거나 외부에서 유입된 잡음이 전압신호가 섞여 들어갈 가능성이 크다. 따라서 전자신호를 이용한 CCD가 CIS 보다 접음에 강하다.

한 화소의 면적 중에 수광부가 차지하는 비율을 Fill Factor(개구율)이라고 하는데, 수광부의 면적이 클수록 동일한 입사광에 대해서 많은 빛을 받을 수 있기 때문에 수광부의 면적이 증가하면 생성되는 전자의 수도 많아지게 된다.

즉, 신호로 사용되는 전자의 수가 많아져서 감도는 좋아지고, 잡음에 비해 신호의 크기가 커져 잡음에도 강하게 된다. CIS는 전자를 전압으로 변형해줘야하는 회로를 화소내에 가지고 있기 때문에 CCD에 비해 개구율이 낮다. 이것은 CCD가 CIS 보다 화질면에서 뛰어남을 설명해준다.

CCD는 CIS보다 높은 개구율 특성을 가지고 있고, 전자를 신호로 하여 잡읍에 강한면을 가지고 있지만, 현재 주로 사용되는 CMOS 공정을 사용할 수 없고 주변 회로부분을 ON Chip 화 할 수 없기 때문에 제조비용이 높고 집적도가 낮다. 또한 CCD는 다수의 전압을 이용하여 소비전력이 높습니다. 반면, CIS는 단일의 전압으로 회로를 구동시키고 CMOS를 사용하여 소비전력을 낮출 수 있다.

회로기판(150)은 하우징(120)의 하부에 장착되어 전기신호를 송수신하기 위하여 상부에 전기회로나 각종 수동소자 및 집적회로가 장착된 것이다

회로기판(150)은 중앙에 개구부(151)가 형성되며, 개구부(151)에는 이미지센서(140)가 장착된다. 종래에는 회로기판(150)의 상부에 이미지센서(140)가 장착된 형상이나, 본 발명은 회로기판(150)의 중앙에 형성된 개구부(151)에 이미지센서(140)가 장착됨으로써 카메라모듈의 전체높이가 줄어든다.

즉, 카메라모듈의 전체높이를 결정하는 TTL 길이(렌즈배럴부의 상단으로부터 이미지센서의 상단까지의 거리)는 카메라의 화소 및 종류에 따라 일정하므로, TTL길이에 영향을 주지않는 범위에서 카메라모듈의 길이를 줄일 수 있는 방안이 필요하다.

여기서, 이미지센서(140)와 상단과 회로기판(150)의 하단까지의 길이를 줄이면 카메라모듈의 전체길이를 줄일 수 있으므로, 이미지센서(140)를 회로기판(150)의 중앙 개구부(151)에 장착하는 것은 카메라모듈의 전체길이를 줄이는데 크게 기여하는 형상이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 회로기판(150)은 종래의 세라믹 기판에 비하여 두께는 0.2mm정도 줄인 형상으로, 0.2mm의 두께를 가지며, 일반적으로 이미지센서(140)의 두께가 0.2mm이다.

예컨대, TTL 길이를 3.25mm라고 했을 때, 종래기술에 따른 카메라모듈의 이미지센서의 두께는 0.2mm 이고, 회로기판의 두께는 0.4mm이므로, 총 높이는 3.85mm이다. 그러나 본 발명에 따른 카메라모듈은 TTL 길이가 3.25mm로 일정하고, 이미지센서(140)가 회로기판(150)에 장착되나 그 두께가 0.2mm로 동일하며, 하부에 장착되는 플레이트(160)의 두께가 0.1mm이므로 전체 높이가 3.55mm이다.

따라서, 본 발명에 따른 카메라모듈의 전체높이는 종래기술에 따른 카메라모듈의 전체높이에 비하여 무려 0.3mm나 줄어든다.

플레이트(160)는 회로기판(150)의 하부에 장착되는데, 플레이트(160)는 회로기판(150)의 하부에 고정되어 회로기판(150)의 강도를 보완하는 동시에 이미지센서(140)를 고정시켜준다.

즉, 상기와 같이 종래에 비하여 두께가 줄어들어 강도가 약해진 회로기판(150)의 강도를 보완함으로써 카메라모듈의 두께를 줄이는데 기여한다.

또한, 플레이트(160)는 회로기판(150)의 하부에 장착되어 낙하나 충격 등에도 강하므로 신뢰성확보를 이룰 수 있다.

뿐만 아니라, 플레이트(160)의 상부에 장착된 회로기판(150)은 전기신호를 송수신하면서 열이 발생되는데, 플레이트(160)는 열전도가 잘되는 재질로 이루어져 있으므로 회로기판(150)에서 발생되는 열을 방출하는데 우수한 기능을 가진다.

플렐이트(160)는 열전도가 잘되는 모든 재질이 사용가능하며 스틸(steel) 또는 쿠퍼(copper) 재질인 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈(100)은 이미지센서(140)가 회로기판(150)의 중앙개구부에 장착되며, 회로기판(150)의 하부에는 플레이트가 장착된 형상이다.

이미지센서(140)와 회로기판(150)은 와이어본딩부(141)로 연결되어 있으며, 이미지센서(140)와 회로기판(150)의 상부높이가 동일하므로 와이어본딩부(141)의 길이는 종래에 비해 줄어든다.

따라서 종래기술 대비 원자재비용이 감소하게 되며, 와이어본딩부(141)가 옆으로 연결되므로 종래에 비하여 공간활용이 유리한 측면이 있다.

상기와 같은 특징을 가지는 카메라모듈(100)은 회로기판(150)의 중앙에 개구부(151)가 형성되고, 개구부(151)에 이미지센서(140)가 장착되며, 카메라모듈의 높이는 회로기판(150)의 두께만큼 줄어들고 회로기판(150)의 강도를 보완하기 위하여 회로기판(150)의 하부에는 플레이트(160)를 장착한다.

이러한 구조를 이룸으로써, 플레이트(160)는 회로기판(150)의 하부에 장착되어 낙하나 충격 등에도 강하므로 카메라모듈의 신뢰성확보를 이루는 동시에 두께를 줄여 모듈의 소형화를 이룬다.

뿐만 아니라, 플레이트(160)는 열전도재질로 이루어져, 플레이트(160)의 상부에 장착된 회로기판(150)이 전기신호를 송수신하면서 열을 발생할 때, 발생되는 열을 방출하는데 우수한 기능을 한다.

카메라모듈의 하부에 플레이트(160)를 장착함으로써 EMI 처리를 할 수 있어 카메라모듈의 신뢰성을 높이는 역할을 한다.

또한, 이미지센서(140)와 회로기판(150)은 와이어본딩부(141)로 연결되어 있으며, 이미지센서(140)와 회로기판(150)의 상부높이가 동일하므로 와이어본딩부(141)의 길이는 종래에 비해 줄어든다.

따라서 종래기술 대비 원자재비용이 감소되며 와이어본딩부(141)가 옆으로 연결되므로 종래에 비하여 공간활용이 유리한 측면이 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 카메라모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100: 카메라모듈 110: 렌즈배럴부
120: 하우징 130: IR 필터
140: 이미지센서 150: 회로기판
151: 개구부 160: 플레이트

Claims (6)

1. 다수의 렌즈가 적층된 렌즈배럴부;
   상기 렌즈배럴부의 외주면을 감싸는 하우징;
   상기 하우징의 하부에 장착된 IR 필터;
   상기 IR 필터의 하부에 배치된 이미지센서;
   상기 이미지센서를 수용하는 개구부가 중앙에 형성되며, 상기 이미지센서의 두께와 동일한 두께로 형성된 회로기판;
   상기 이미지센서의 상부와 상기 회로기판의 상부를 전기적으로 연결하는 와이어본딩부; 및
   상기 회로기판의 하부에 장착되어 상기 회로기판에서 발생되는 열을 방출하고, 상기 이미지센서를 고정시켜 상기 회로기판의 강도를 보완하며, EMI 처리를 할 수 있도록 열전도성 스틸 또는 쿠퍼재질로 이루어진 플레이트;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 플레이트의 두께는 상기 회로기판의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 카메라모듈.
   
5. 삭제
6. 삭제

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