KR101310431B1

KR101310431B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR101310431B1
Application number: KR1020120051550A
Authority: KR
Inventors: 나광렬
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-09-24

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 카메라 모듈은, 이미지센서와, 상기 이미지센서가 하면에 장착되며 상면 중앙부에 홈부가 구비된 투광성 기판으로 이루어진 이미지센서 모듈; 상기 투광성 기판의 홈부 내에 안착된 IR 컷 오프 필터; 상기 이미지센서 모듈의 상부에 복개되는 하우징; 및 내부에 다수의 렌즈가 적층되며, 상기 하우징의 중앙부에 결합되는 렌즈배럴;을 포함한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, IR 컷 오프 필터를 투광성 기판 내에 설치하여 카메라 모듈의 높이를 낮출 수 있도록 한 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라 모듈은(CCM:Compact Camera Module)은 소형으로 제작되어 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기의 다양한 IT 기기에 적용되고 있다.

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.

이와 같은 카메라 모듈은, 이미지센서와 기판 및 복수의 렌즈가 장착된 렌즈배럴을 순차적으로 조립하여 제작되고 있으며, 최근에는 카메라 모듈 조립시의 이물 관리와 이미지센서 상면으로의 이물 유입을 방지하기 위하여 기판 상에 광이 투과하는 투광성 기판이 장착된 카메라 모듈의 제작이 증가하고 있다.

또한, 카메라 모듈의 내부에는 렌즈부를 통해 이미지센서 모듈로 유입되는 광 중에 과도한 적외선을 차단하기 위한 IR 컷 오프 필터(IR cut off filter)가 추가로 장착되고 있는 바, 투광성 기판 사용의 경우 투광성 기판 상에 IR 컷 오프 필터를 장착할 수 밖에 없기 때문에 카메라 모듈의 전체적인 높이가 높아지는 문제점이 지적되고 있다.

이러한, 문제점을 해결하기 위하여 투광성 기판 상에 IR 컷 오프 필름을 코팅하여 투광성 기판 상에 코팅층을 밀착되게 형성함에 따라 카메라 모듈의 높이를 낮출 수 있으나, 코팅제의 가격이 높고, IR 컷 오프 필름을 코팅하기 위한 공정이 용이하지 않아 카메라 모듈의 전체적인 제작 단가가 높아지는 단점이 있다.

미국공개특허공보 제2007/241273호

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, IR 컷 오프 필터를 투광성 기판 내에 삽입되게 설치하여 카메라 모듈의 전체적인 높이를 낮추고, 조립 용이성이 향상되도록 한 카메라 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 이미지센서와, 상기 이미지센서가 하면에 장착되며 상면 중앙부에 홈부가 구비된 투광성 기판으로 이루어진 이미지센서 모듈; 상기 투광성 기판의 홈부 내에 안착된 IR 컷 오프 필터; 상기 이미지센서 모듈의 상부에 복개되는 하우징; 및 내부에 다수의 렌즈가 적층되며, 상기 하우징의 중앙부에 결합되는 렌즈배럴;을 포함하는 카메라 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.

상기 이미지센서 모듈은 판 상의 투광성 기판 상면에 보조층이 구비되어 홈부가 형성될 수 있으며, 상기 보조층은 투광성 기판의 중앙부를 제외한 측면에 형성되어 홈부가 구성될 수 있다.

상기 IR 컷 오프 필터의 높이는 투광성 기판의 상면 높이와 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 IR 컷 오프 필터의 높이는 투광성 기판에 구비된 보조층의 상면 높이와 동일하게 형성될 수 있다.

한편, 상기 투광성 기판에 설치된 IR 컷 오프 필터는 충격 흡수층이 개재되어 상기 홈부 내에 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 투광성 기판 내에 IR 컷 오프 필터가 삽입되어 장착됨에 따라 카메라 모듈의 전체 높이를 낮출 수 있기 때문에 박형의 휴대용 IT 기기에 적용이 적합한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 카메라 모듈은 투광성 기판에 형성된 홈부 내에 IR 컷 오프 필터가 장착됨에 따라 이미지센서의 모듈 상에 렌즈배럴이 결합된 하우징의 장착시 이미지센서와 렌즈배럴의 광축을 별도로 조정할 필요가 없기 때문에 조립성이 향상되는 작용효과가 발휘될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예에 적용되는 이미지센서 모듈의 조립 사시도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예에 적용되는 이미지센서 모듈의 다른 실시예 조립 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈에 충격흡수층이 개재된 실시예의 단면도.
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 실시예들에 채용되는 IR 컷 오프 필터에 충격흡수층이 장착된 상태의 저면 사시도.

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 카메라 모듈의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)은 투광성 기판(111)과 이미지센서(112)로 이루어진 이미지센서 모듈(110)과, 이미지센서 모듈(110) 상에 장착되는 하우징(120) 및 하우징(120) 상에 결합되는 렌즈배럴(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 하우징(120)은 이미지센서 모듈(110)의 외부를 감싸며 장착되어 상부 중앙에 다수의 렌즈(L)들이 적층된 렌즈배럴(130)이 장착될 수 있다. 이때, 렌즈배럴(130)의 렌즈(L)들을 경유하여 카메라 모듈 내부로 입사된 광은 이미지센서 모듈(110)의 이미지센서(112)에 수광되고, 이미지센서(112)에 수광된 광은 영상 신호로 변환되어 이미지센서와 전기적으로 연결된 외부 디스플레이부(도면 미도시)를 통해 출력될 수 있다.

이와 같이 구성된 카메라 모듈(100)은 대부분 휴대용 IT 기기에 장착되는 데, 휴대용 IT 기기가 점차 박형화되어 가는 추세임에 따라 카메라 모듈의 높이도 낮아질 필요가 있다. 이에 따라 카메라 모듈을 구성하는 구성요소들의 박형화가 이루어지고 있으며, 예컨데 렌즈의 적층 구조와 하우징 및 이미지센서의 결합 공차를 최대한 줄이는 방향으로 기술 개발이 이루어지고 있다.

본 발명에서는 카메라 모듈 내에 장착되는 이미지센서 모듈()의 결합 구조를 최적화하여 카메라 모듈의 전체적인 높이를 낮출 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈(100)에서 이미지센서 모듈(110)은 투광성 기판(111)과 이미지센서(112)로 구성되어 중앙부에 윈도우(121)가 형성된 하우징(120)에 의해 복개되며, 하우징(120)의 윈도우(121)를 통해 이미지센서(112)의 수광 영역이 노출되게 결합될 수 있다.

이미지센서 모듈(110)은 이미지센서(112)가 하면에 결합된 투광성 기판(110)을 포함하며, 투명의 투광성 기판(110)을 통해 렌즈배럴(130)을 경유하여 유입되는 광이 투광성 기판(111) 하면에 결합된 이미지센서(112)에 결상되도록 할 수 있다.

투광성 기판(111)은 중앙부, 즉 하면에 부착된 이미지센서(112)의 수광 영역에 대응하는 영역에 투광성 기판(111)의 상면과 단차를 이루는 홈부(111a)가 형성될 수 있다.

홈부(111a)에는 투광성 기판(111)을 경유하여 이미지센서(112)로 유입되는 광 중에 과도한 적외선을 차단하기 위한 IR 컷 오프 필터(140)가 홈부(111a)의 형상대로 재단되어 장착될 수 있다. 따라서, 투광성 기판(111)을 통해 이미지센서(112)로 유입되는 광은 특정 파장, 주로 적외선대의 고파장 대역의 광이 IR 컷 오프 필터(111)에 의해 제거된 상태로 유입되도록 할 수 있다.

이때, 상기 홈부(111a)는 이미지센서(112)의 수광 영역보다 크게 형성되어 이미지센서(112)에 유입되는 광 중에 포함된 적외선이 IR 컷 오프 필터(140)를 경유하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 투광성 기판(111)의 홈부(111a)에 삽입된 IR 컷 오프 필터(140)의 상면은 투광성 기판(111)의 상면과 동일한 높이를 형성하거나 최소한의 돌출 높이를 가지도록 함이 바람직하다. 이에 따라 이미지센서 모듈(110)의 두께를 최소화할 수 있으며, IR 컷 오프 필터(140)가 장착된 이미지센서 모듈(110)의 상면에 하우징(120)의 내부면이 밀착되도록 함으로써, 카메라 모듈(100)의 전체적인 높이를 최소화 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 카메라 모듈(100)은 이미지센서(112)의 수광 영역과 대응하는 위치에 홈부(111a)를 형성된 투광성 기판(111)에 IR 컷 오프 필터(140)를 안착하고, 렌즈배럴(130)이 결합된 하우징(120)을 결합하는 공정만으로 카메라 모듈(100)의 조립이 완료됨에 따라 이미지센서(112)와 IR 컷 오프 필터(140) 및 렌즈배럴(130) 사이의 광축을 별도로 일치시킬 필요가 없기 때문에 조립성이 크게 향상될 수 있다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예에 적용되는 이미지센서 모듈의 조립 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 카메라 모듈(100)은 투광성 기판(111)의 하면에 이미지센서(112)가 장착되고, 상면에 보조층(113)이 구비된 이미지센서 모듈(110)과, 이미지센서 모듈(110) 상에 장착되는 하우징(120) 및 하우징(120) 상에 결합되는 렌즈배럴(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 이미지센서 모듈(110)은 판 상의 투광성 기판(111) 상면에 보조층(113)이 형성되되, 보조층(113)은 투광성 기판(111)의 중앙부를 제외한 측면에 소정 높이로 형성될 수 있다. 그리고, 보조층(113)의 중앙부에는 투광성 기판(111)의 상면과 밀착되게 IR 컷 오프 필터(140)가 안착될 수 있다.

즉, 판 상의 투광성 기판(111)의 상면 중앙부에 IR 컷 오프 필터(140)가 안착되고, IR 컷 오프 필터(140)의 외주면을 감싸며 보조층(113)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 IR 컷 오프 필터(140)의 상면은 보조층(113)의 상면과 동일한 높이 또는 최소한으로 돌출된 높이로 형성되도록 함이 바람직하다.

상기 보조층(113)은 이미지센서 모듈의 제작시 웨이퍼 형태로 제공되는 투광성 기판(111)의 취급이 용이하게 함과 동시에 IR 컷 오프 필터(140)가 안착될 수 있는 오픈 공간을 형성하게 된다. 즉, 본 실시예에서는 투광성 기판(111)의 두께가 종래(0.4㎜ 내외) 카메라 모듈에 적용되는 투광성 기판(111)의 두께보다 얇은 판 상으로 구성되기 때문에 투광성 기판(111)의 취급이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 투광성 기판(111)의 상면에 보조층(113)을 더 형성하여 IR 컷 오프 필터(140)를 안착시킬 수 있는 공간을 형성함과 동시에 투광성 기판(111)의 두께를 보상함에 따라 투광성 기판(111)의 취급 용이성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 카메라 모듈에 적용되는 이미지센서 모듈(110)은 투광성 기판(111) 상에 형성되는 보조층(113)을 패터닝하여 투광성 기판(111) 상의 일부 영역에만 형성되도록 할 수도 있다.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 투광성 기판(111)의 중앙부와 테두리부를 제외한 영역에만 보조층(113)이 형성되어 보조층(113)의 상면에 하우징(120)의 지지부(122)가 지지될 수 있도록 하거나, 도 3b에 도시된 바와 같이 보조층(113)을 측면이 투광성 기판(111)의 테두리부까지 연장 형성되게 하여 하우징(120)의 지지부(122)가 안정적으로 지지될 수 있도록 구성될 수 있다.

여기서, 도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 카메라 모듈의 다른 실시예에 적용되는 이미지센서 모듈의 다른 실시예 조립 사시도이다.

다음으로, 도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈에 충격흡수층이 개재된 실시예의 단면도이고, 도 6과 도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 실시예들에 채용되는 IR 컷 오프 필터에 충격흡수층이 장착된 상태의 저면 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 카메라 모듈(100)은 이미지센서 모듈(110)의 투광성 기판(111) 상에 IR 컷 오프 필터(140)가 안착되고, 투광성 기판(111)과 IR 컷 오프 필터(140)를 감싸며 하우징(120)이 결합되며, 하우징(120) 중앙부에 렌즈배럴(130)이 장착되되, 상기 투광성 기판(111) 상에 안착된 IR 컷 오프 필터(140)의 하면에는 충격흡수층(150)이 개재되어 장착될 수 있다.

상기 충격흡수층(150)은 발포 수지 또는 탄성이 부가된 포론 등의 합성수지 재질이 주로 사용될 수 있으며, 도 6과 같이 충격흡수층(150)이 IR 컷 오프 필터(140)의 하면 테두리부에 형성되어 투광성 기판(111) 상에 안착될 수 있으며, 도 7a와 같이 IR 컷 오프 필터(140)의 모서리부에 형성될 수도 있다. 그리고, 도 7b와 같이 충격흡수층(150) IR 컷 오프 필터(140)의 하면에 형성되되, 광이 경유하는 경로의 원형부를 제외한 측면에 형성될 수 있다.

이때, 충격흡수층(150)은 IR 컷 오프 필터(140)을 경유하는 광의 진로를 방해하지 않도록 IR 컷 오프 필터(140)의 중앙부를 제외한 측부에 형성되되, 도면에 기재된 형태 외에 다른 형태로도 형성될 수 있다.

충격흡수층(150)은 투광성 기판(111)과 그 상면에 안착되는 IR 컷 오프 필터(140)가 대부분 글라스(glass) 재질로 형성되기 때문에 투광성 기판(111) 상에 IR 컷 오프 필터(140)가 안착될 때 두 부재의 접촉이나 외부 충격에 의한 크랙이나 파손이 발생되는 것을 방지하는 역할을 하게 되며, 접착층이 함께 개재되어 투광성 기판(111) 상에 IR 컷 오프 필터(140)를 접착시켜 고정하는 역할을 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재되는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110. 이미지센서 모듈 111. 투광성 기판
111a. 홈부 112. 이미지센서
113. 보조층 120. 하우징
130. 렌즈배럴 140. IR 컷 오프 필터
150. 충격흡수층 L. 렌즈

Claims

이미지센서와, 상기 이미지센서가 하면에 장착되며 상면 중앙부에 홈부가 구비된 투광성 기판으로 이루어진 이미지센서 모듈;
상기 투광성 기판의 홈부 내에 안착된 IR 컷 오프 필터;
상기 이미지센서 모듈의 상부에 복개되는 하우징; 및
내부에 다수의 렌즈가 적층되며, 상기 하우징의 중앙부에 결합되는 렌즈배럴;
을 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 홈부는, 상기 투광성 기판의 상면과 단차를 이루며, 상기 투광성 기판의 하면에 부착된 상기 이미지센서의 수광 영역에 대응하는 영역에 형성된 카메라 모듈.
제2항에 있어서,
상기 홈부는, 상기 이미지센서의 수광 영역보다 크게 형성된 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 IR 컷 오프 필터의 상면 높이는 상기 투광성 기판의 상면 높이와 동일하게 형성된 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 투광성 기판에 설치된 상기 IR 컷 오프 필터는 충격흡수층이 개재되어 상기 홈부 내에 장착된 카메라 모듈.
이미지센서가 판 상의 투광성 기판 하면에 장착되며, 상기 판 상의 투광성 기판 상면에 보조층이 구비되어 홈부가 형성된 이미지센서 모듈;
상기 보조층에 의해 형성된 홈부 내에 삽입되어, 상기 판 상의 투광성 기판 상면에 안착된 IR 컷 오프 필터;
상기 이미지센서 모듈의 상부에 복개되는 하우징; 및
내부에 다수의 렌즈가 적층되며, 상기 하우징의 중앙부에 결합되는 렌즈배럴;
을 포함하는 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 보조층은 상기 투광성 기판의 중앙부를 제외한 측면에 형성되어 상기 홈부가 형성된 카메라 모듈.
제7항에 있어서,
상기 IR 컷 오프 필터의 상면 높이는 상기 투광성 기판에 구비된 상기 보조층의 상면 높이와 동일하게 형성된 카메라 모듈.
제6항에 있어서,
상기 투광성 기판에 설치된 상기 IR 컷 오프 필터는 충격흡수층이 개재되어 상기 홈부 내에 장착된 카메라 모듈.