KR101598221B1 - Camera module - Google Patents

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KR101598221B1 KR1020090003255A KR20090003255A KR101598221B1 KR 101598221 B1 KR101598221 B1 KR 101598221B1 KR 1020090003255 A KR1020090003255 A KR 1020090003255A KR 20090003255 A KR20090003255 A KR 20090003255A KR 101598221 B1 KR101598221 B1 KR 101598221B1
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Abstract

본 발명의 실시 예는 카메라모듈 제작시에 포커싱 공정이 필요없도록 하는 렌즈 및 홀더의 구조에 관한 것으로서, 복수개의 렌즈를 가진 렌즈군과, 광신호를 전기적신호로 변환하는 이미지 센서와, 상기 이미지센서가 실장되며 상기 이미지 센서로부터 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판; 및 상기 렌즈군을 감싸는 경통부 및 하우징인 바디로 된 홀더를 포함하며, 상기 렌즈군 중에서 최하단 렌즈를 상기 이미지센서의 에지(edge)까지 확장시켜, 상기 최하단 렌즈의 확장된 끝단이 상기 이미지센서의 에지 상부면에 놓인다.An embodiment of the present invention relates to a structure of a lens and a holder that eliminates the need for a focusing process in manufacturing a camera module. The lens module includes a lens group having a plurality of lenses, an image sensor for converting an optical signal into an electrical signal, A substrate for transferring electrical signals from the image sensor to the body; And a body holder as a housing, wherein a lower end lens of the lens group is extended to an edge of the image sensor, and an extended end of the lower end lens is extended to an edge of the image sensor, Lt; / RTI >

카메라, 홀더, 렌즈, 포커싱, 공정, 이미지센서, 기판 Camera, holder, lens, focusing, process, image sensor, substrate

Description

카메라모듈{Camera module}Camera module {Camera module}

본 발명의 실시 예는 카메라모듈 구조에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a camera module structure.

도 1은 카메라 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 사용되는 기판의 평면도이다.Fig. 1 is a perspective view of a camera module, and Fig. 2 is a plan view of a substrate used in Fig.

카메라 모듈은 렌즈군과, 상기 렌즈군을 갖는 렌즈 바렐(60)과, 상기 렌즈 바렐의 외부에 접하는 홀더(30)와, 상기 홀더(30)의 내부 중 렌즈 바렐 후방에 마련된 적외선필터(50)와, 상기 적외선필터(50)의 후방에 마련된 이미지센서(20) 및 상기 이미지센서(20)의 후면에 접하는 기판(190)을 포함하여 구성된다.The camera module includes a lens group, a lens barrel 60 having the lens group, a holder 30 contacting the outside of the lens barrel, an infrared filter 50 provided behind the lens barrel in the holder 30, An image sensor 20 provided behind the infrared filter 50 and a substrate 190 contacting the rear surface of the image sensor 20. [

이러한 카메라모듈의 제조공정을 간단히 살펴 보면, 이미지센서(20)를 기판(10) 위에 실장 후 이미지센서(20)와 기판(10)간의 와이어 본딩 등의 전기적인 연결을 진행한 후, 적외선필터(50)가 내장된 홀더(30)를 기판(10)위에 하우징(housing)함으로써, 모듈 내부 부품을 보호하고 불필요한 빛을 차단한다. The manufacturing process of the camera module is briefly described. After the image sensor 20 is mounted on the substrate 10, electrical connection such as wire bonding between the image sensor 20 and the substrate 10 is performed, 50 are housed in a housing 10 on a substrate 10 to protect internal components of the module and to block unnecessary light.

그리고, 그 후 렌즈 바렐(60)을 홀더(30)에 체결 후 규격에 맞게 렌즈 높이를 조절하는 포커싱 공정을 거친 후 렌즈를 고정시켜 카메라모듈 제조 공정을 완료한다.Then, after the lens barrel 60 is fastened to the holder 30, the camera module manufacturing process is completed by fixing the lens after the focusing process of adjusting the lens height according to the standard.

한편, 상기와 같이 카메라모듈은 빛을 차단할 수 있는 몰드 형태의 홀더(30)를 기판(10)에 올려 경화 방식으로 접합시키는데, 이때 상기 기판과 홀더의 결합에 있어 보스 핀(boss pin)을 이용하거나 홀더 하우징 공정에서 지그(jig)를 이용하여 하우징의 틀어짐을 방지한다.As described above, the camera module mounts a mold-shaped holder 30, which can block light, on the substrate 10 and cures them by a curing method. At this time, a boss pin is used for bonding the substrate and the holder Or prevent jigging of the housing by using a jig in the holder housing process.

예를 들어, 홀더의 기울어짐(tilt)을 최소화하기 위하여 홀더 에지(edge)의 두 모서리에 홀더 핀(holder pin)을 만들고, 기판에 홀더 핀이 안착할 수 있도록 기판의 두 모서리에 핀 홀(pin hole)을 형성한다. 이러한 핀 홀에는 상기 홀더의 홀더 핀이 안착되어, 홀더와 기판이 올바르게 정렬되어 결합된다.For example, in order to minimize the tilt of the holder, a holder pin is formed at two edges of the holder edge, and pin holes (not shown) are formed at two corners of the substrate so that the holder pin can be seated on the substrate pin holes. In this pin hole, the holder pin of the holder is seated, and the holder and the substrate are properly aligned and engaged.

그런데, 기존의 이러한 홀더 핀을 이용한 홀더와 기판간의 정렬 결합 방식은, 기준 피사체상의 초점 맞춤 상태를 검출하기 위한 TTL(Through The Lens) 거리에 관한 공차를 발생시켜, 상기와 같이 렌즈 바렐을 홀더에 체결한 후 렌즈 높이를 조절하는 포커싱 공정을 필요로 한다.However, the conventional aligning and coupling method between the holder and the substrate using the holder pin generates a tolerance on the TTL (Through The Lens) distance for detecting the focusing state on the reference object, It is necessary to perform a focusing process to adjust the lens height after tightening.

즉, 기존의 홀더(30)와 기판(10)간의 결합 방식은 홀더와 기판간의 공차(이격된 공간)가 영향을 끼쳐, 홀더의 하우징 조립 후에 렌즈 높이를 조절하는 포커싱 공정을 필요로 하는 문제가 있다.That is, the conventional coupling method between the holder 30 and the substrate 10 has a problem that a tolerance (spaced space) between the holder and the substrate affects the focus, and a focusing process of adjusting the height of the lens after the assembly of the housing of the holder is required have.

또한, 홀더(30)와 기판(10)간의 공차 이외에도, 기판(10)과 이미지센서(20)면과의 조립 공차, 렌즈와 렌즈 바렐간의 조립 공차가 영향을 끼치기 때문에, 홀더의 하우징 조립 후에 포커싱 공정이 반드시 필요하였다.In addition to the tolerance between the holder 30 and the substrate 10, since the assembly tolerance between the substrate 10 and the image sensor 20 surface and the assembly tolerance between the lens and the lens barrel are affected, The process was absolutely necessary.

본 발명의 실시 예는 카메라모듈 제조 시에 포커싱 공정이 필요없도록 하는 렌즈 및 홀더 구조이다.Embodiments of the present invention are lens and holder structures that eliminate the need for a focusing process during camera module manufacturing.

본 발명의 실시 예는 복수개의 렌즈를 가진 렌즈군과, 광신호를 전기적신호로 변환하는 이미지 센서와, 상기 이미지센서가 실장되며 상기 이미지 센서로부터 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판; 및 상기 렌즈군을 감싸는 경통부 및 하우징인 바디로 된 홀더를 포함하며, 상기 렌즈군 중에서 최하단 렌즈를 상기 이미지센서의 에지(edge)까지 확장시켜, 상기 최하단 렌즈의 확장된 끝단이 상기 이미지센서의 에지 상부면에 놓인다.An embodiment of the present invention relates to an image sensor comprising: a lens group having a plurality of lenses; an image sensor for converting an optical signal into an electrical signal; a substrate on which the image sensor is mounted and transmitting an electrical signal from the image sensor to the body; And a body holder as a housing, wherein a lower end lens of the lens group is extended to an edge of the image sensor, and an extended end of the lower end lens is extended to an edge of the image sensor, Lt; / RTI >

상기 바디는 2중 외벽 구조를 가지며, 상기 최하단 렌즈를 감싸며 상기 이미지센서의 에지벽에 닿는 위치에 놓이는 내부 바디와, 바깥 하우징 역할을 하는 외부 바디를 포함한다.The body includes an inner body having a double outer wall structure and surrounding the lowermost lens and placed at a position contacting the edge wall of the image sensor, and an external body serving as an outer housing.

본 발명의 실시 예는 렌즈를 이미지센서의 에지 상부면에 위치시킴으로써, 카메라모듈 제조 시에 포커싱 공정이 필요없도록 하는 효과를 가진다.Embodiments of the present invention have the effect of eliminating the need for a focusing process in the manufacture of a camera module by locating the lens on the edge top surface of the image sensor.

이하, 본 발명의 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, a detailed description of embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same reference numerals are used to denote the same or similar components in the drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라모듈의 단면도를 도시한 도면이다.3 is a cross-sectional view of a camera module according to an embodiment of the present invention.

참고로, 도 3에서는 본 발명의 파악을 쉽게 돕기 위하여 적외선 필터를 생략하여 도시하지 않았고, 홀더(30), 렌즈군(40), 이미지센서(20), 기판(10)의 큰 골격 구조만을 도시하였다.3, the infrared filter is omitted for easy grasp of the present invention, and only the large skeleton structure of the holder 30, the lens group 40, the image sensor 20, Respectively.

본 발명의 실시 예에 따른 카메라모듈은 렌즈군(40;40a,40b,40c), 이미지센서(20), 기판(10), 홀더(30)를 구비한다. 즉, 카메라모듈은 복수개의 렌즈를 갖는 렌즈군(40)과, 광신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서(20)와, 이미지센서를 실장하며 이미지센서로부터의 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판(10)과, 경통부 및 하우징인 바디로 된 홀더(30)를 가진다.A camera module according to an embodiment of the present invention includes a lens group 40a, 40b, 40c, an image sensor 20, a substrate 10, and a holder 30. That is, the camera module includes a lens group 40 having a plurality of lenses, an image sensor 20 for converting an optical signal into an electrical signal, a substrate (not shown) for mounting the image sensor and transmitting an electrical signal from the image sensor to the body 10, and a holder 30 made of a body that is a barrel and a housing.

렌즈군(40) 중에서 최하단에 위치하는 최하단 렌즈(40a)는, 둘레부의 일부 또는 전체 부위에서 이미지센서의 에지(edge,가장자리)까지 'ㄱ'자 형태로 확장시켜, 최하단 렌즈(40a)의 확장된 아래쪽을 이미지센서(20)의 에지 상부면에 위치하도록 한다. 이때, 최하단 렌즈(40a)는 바람직하게는 플라스틱 렌즈이다.The lowermost lens 40a located at the lowermost end of the lens group 40 is extended in an a-shape to the edge of the image sensor at a part or the whole of the periphery of the lens group 40, So that the lower portion of the image sensor 20 is positioned on the edge upper surface of the image sensor 20. At this time, the lowermost lens 40a is preferably a plastic lens.

이는, 이미지센서(20)가 다이 본딩(diebonding)된 상태에서 이미지센서의 에지(edge)의 상부면을 최하단 렌즈(40a)가 직접적으로 지탱하는 결과를 가지게 되어 공차가 발생하지 않기 때문에, 카메라모듈 제작시에 기판(10)과 이미지센서(20) 하부면의 공차로 인한 포커싱 공정을 필요로 하지 않는다.This is because the tolerance does not occur because the lowermost lens 40a directly sustains the upper surface of the edge of the image sensor in the state where the image sensor 20 is diebonded, A focusing process due to the tolerance between the substrate 10 and the lower surface of the image sensor 20 is not required at the time of manufacture.

참고로, 휴대폰과 같이 소형 기기에 장착되는 카메라모듈의 경우, 액츄에이터를 가지는 자동초점(AF;Auto Focus) 방식의 카메라모듈이 아니라 액츄에이터 없 는 고정초점(FF;Focused Focus) 방식의 카메라모듈이 적용되는데, 이러한 고정초점(FF) 방식의 카메라의 경우에는 촬상 시에 렌즈의 포커스 동작없이 촬상이 이루어진다.For reference, in the case of a camera module mounted on a small device such as a mobile phone, a camera module of a fixed focus (FF) type without an actuator is applied instead of an auto focus (AF) camera module having an actuator In the case of such a fixed focus (FF) type camera, imaging is performed without focus operation of the lens at the time of imaging.

따라서 고정초점(FF) 방식의 카메라모듈의 경우 조립 이루어진 후에는 렌즈의 이동이 이루어지지 않기 때문에, 본원발명과 같이 최하단 렌즈가 이미지센서를 지탱하여도 무방하다.Therefore, in the case of the camera module of the fixed focus (FF) type, since the lens is not moved after assembly, the lowermost lens may support the image sensor as in the present invention.

한편, 카메라모듈은 별도의 바렐을 두지 않고 기존의 바렐 기능을 홀더의 경통부(31)에서 하도록 홀더에 합체하여 일체형으로 한다. 즉, 상기 홀더(30)의 경통부(31)는 렌즈군(40)을 감싸고 있어, 종래의 바렐 기능을 가진다고 볼 수 있다.In the meantime, the camera module does not have a separate barrel but incorporates the existing barrel function into the holder so as to be located in the barrel portion 31 of the holder, so that the camera module is integrated. That is, since the lens barrel 31 of the holder 30 surrounds the lens group 40, it can be considered to have a conventional barrel function.

본 발명의 실시 예는, 일체화된 홀더로 인해 종래에 홀더와 바렐의 조립에 의한 공차가 생기지 않기 때문에, 카메라모듈 제조시에 홀더와 바렐간의 공차를 원인으로 한 포커싱 공정이 필요하지 않다.Embodiments of the present invention do not require a focusing process due to the tolerance between the holder and the barrel in the manufacture of the camera module because there is no tolerance due to the assembly of the holder and barrel conventionally due to the integrated holder.

또한, 홀더를 지탱하는 바디는 내부 바디(32a)와 외부 바디(32b)로 되는 2중 외벽 구조를 가진다.In addition, the body supporting the holder has a double outer wall structure composed of the inner body 32a and the outer body 32b.

외부 바디(32a)는 바깥 하우징 역할을 하여 모듈 내부 부품을 보호하고 불필요한 빛을 차단한다.The outer body 32a serves as an outer housing to protect the inner parts of the module and to block unnecessary light.

내부 바디(32b)는 상기 최하단 렌즈(40a)를 감싸며 상기 이미지센서(20)의 에지벽에 닿는 위치에 놓인다. 내부 바디(32b)가 이미지센서(20)의 에지벽과 닿도록 위치시킴으로써, 별도의 정렬 필요없이 렌즈군이 이미지센서에 상부에 정확히 놓이도록 할 수 있다. 따라서 홀더(30)와 기판(10)간의 공차를 없앨 수 있어, 카메라모듈 제조시에 홀더와 기판간의 공차를 원인으로 한 포커싱 공정이 필요하지 않다.The inner body 32b surrounds the lowermost lens 40a and is placed at a position where it touches the edge wall of the image sensor 20. [ By positioning the inner body 32b in contact with the edge wall of the image sensor 20, the lens group can be precisely placed on top of the image sensor without the need for additional alignment. Therefore, the tolerance between the holder 30 and the substrate 10 can be eliminated, and a focusing process due to the tolerance between the holder and the substrate during the manufacture of the camera module is not required.

한편, 홀더(30)가 놓이는 높낮이 위치는, 최하단 렌즈가 이미지센서의 에지 상부면에 놓이는 것을 기준으로 한다. 따라서, 2중 외벽 구조를 갖는 홀더의 경우, 내부 바디(32b) 및 외부 바디(32a)가 기판과 이격되어 각각 틈을 가질 수 있다.On the other hand, the height position at which the holder 30 is placed is based on that the lowermost lens is placed on the edge upper surface of the image sensor. Therefore, in the case of a holder having a double-walled outer wall structure, the inner body 32b and the outer body 32a may be spaced apart from the substrate to have a gap therebetween.

이러한 이격틈은 에폭시(11) 수지 등으로 채워져서, 미세먼지가 카메라모듈로 유입되지 않도록 한다.This gap is filled with an epoxy resin (11) or the like to prevent fine dust from flowing into the camera module.

도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 홀더가 기판 및 이미지센서 위에 놓일 때 상부에서 바라본 단면도로서, 도 4(a)는 최하단 렌즈의 끝단 전부 및 내부 바디가 사각모듈 형태로 확장되어 이미지센서 및 기판에 놓인 모습을 도시한 도면이고, 도 4(b)는 최하단 렌즈의 끝단 일부 및 내부 바디가 부분적으로 확장되어 이미지센서 및 기판에 놓인 모습을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the holder according to an embodiment of the present invention when viewed on top of the substrate and the image sensor. FIG. 4 (a) FIG. 4B is a view showing a part of the end of the lowermost lens and a state in which the internal body is partially extended and placed on the image sensor and the substrate.

도 4(b)에서는 각 면마다 2군데에서 최하단 렌즈의 끝단이 확장된 모습을 보여주고 있다.In FIG. 4 (b), the ends of the lowermost lens are expanded in two places on each surface.

최하단 렌즈(40a)의 확장 구조 모습을 살펴 보면, 최하단 렌즈의 확장된 끝단이 상기 이미지센서의 에지 상부면 전체에 놓이도록, 상기 최하단 렌즈의 끝단이 사각모듈 형태로 확장될 수 있다.The end of the lowermost lens 40a may be extended in the form of a rectangular module so that the extended end of the lowermost lens is located on the entire upper edge of the image sensor.

이럴 경우, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 최하단 렌즈(40a)는 이미지센서의 에지 상부면 전체에 놓이게 되며, 내부 바디(32b) 역시 사각모듈 형태의 최하단 렌즈를 감싸도록 마찬가지로 사각모듈 형태로 되어야 한다.In this case, as shown in Fig. 4 (a), the lowermost lens 40a is placed on the entire upper surface of the edge of the image sensor, and the internal body 32b is also formed in a square module form so as to surround the lowermost lens .

한편, 이미지센서가 와이어 본딩(wire bonding)과 같은 방식으로 기판과 연결될 경우, 이미지센서 전체를 사각모듈 형태의 최하단 렌즈 및 내부 바디로 가려서는 안 된다. 따라서 이럴 경우에는, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 상기 최하단 렌즈(40a)의 확장된 끝단이 상기 이미지센서의 에지 상부면 일부에만 놓이도록, 상기 최하단 렌즈의 끝단을 부분적으로 확장시킨다. 이때, 내부 바디(32b) 역시 부분적으로 확장된 최하단 렌즈를 감싸도록 형성되어야 한다.On the other hand, when the image sensor is connected to the substrate in the same way as wire bonding, the entire image sensor should not be covered by the lowermost lens in the form of a square module and the internal body. Therefore, in this case, the end of the lowermost lens is partially expanded so that the extended end of the lowermost lens 40a lies only on a part of the edge upper surface of the image sensor, as shown in Fig. 4 (b). At this time, the inner body 32b should also be formed so as to enclose the partially extended lowermost lens.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Accordingly, the scope of the patent of the present invention is not limited by the above-described embodiments, and it will be obvious that the patent scope covers not only the claims but also the equivalents.

도 1은 종래의 카메라 모듈의 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional camera module.

도 2는 종래의 기판의 평면도이다.2 is a plan view of a conventional substrate.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라모듈의 단면도를 도시한 도면이다.3 is a cross-sectional view of a camera module according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 홀더가 기판 및 이미지센서 위에 놓일 때 상부에서 바라본 단면도이다.4 is a cross-sectional top view when the holder according to an embodiment of the invention is placed on a substrate and an image sensor.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

10: 기판 20: 이미지센서10: substrate 20: image sensor

30: 홀더 40: 최하단 렌즈30: Holder 40: Lowermost lens

Claims (9)

복수개의 렌즈를 가진 렌즈군;A lens group having a plurality of lenses; 광신호를 전기적신호로 변환하는 이미지 센서;An image sensor for converting an optical signal into an electrical signal; 상기 이미지센서가 실장되며 상기 이미지 센서로부터 전기적 신호를 본체로 전달하는 기판; 및A substrate on which the image sensor is mounted and which transfers an electrical signal from the image sensor to the body; And 상기 렌즈군을 감싸는 경통부 및 하우징인 바디로 된 홀더A lens barrel surrounding the lens group, and a body holder 를 포함하며, / RTI > 상기 렌즈군 중에서 최하단 렌즈는 그 끝단이 부분적으로 기둥 형태로 상기 이미지센서의 에지(edge)까지 확장되어, 상기 최하단 렌즈의 확장된 끝단이 상기 이미지센서의 에지 상부면 일부에만 놓이며,Wherein the lowermost lens of the lens group extends to an edge of the image sensor in a partly columnar shape so that an extended end of the lowermost lens lies only on a part of an edge upper surface of the image sensor, 상기 바디는, 상기 이미지센서의 에지벽에 닿는 위치에 놓이는 내부 바디와, 바깥 하우징 역할을 하는 외부 바디를 포함하는 2중 외벽 구조를 가지며,Wherein the body has a double outer wall structure including an inner body positioned at a position in contact with an edge wall of the image sensor and an outer body serving as an outer housing, 상기 내부 바디는 상기 부분적으로 확장된 최하단 렌즈를 외측에서 접하면서 이미지 센서의 에지벽과 닿도록 부분적으로 확장되어 상기 확장된 부분들 사이에 빈 공간이 형성되는 카메라모듈.Wherein the inner body is partially extended to touch the edge wall of the image sensor while touching the partially extended lowermost lens from outside, thereby forming an empty space between the extended portions. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 확장된 끝단은 각 면마다 2개 또는 그 이상이 마련되는 카메라모듈 The camera module according to claim 1, wherein the extended end is provided with two or more camera modules 제1항에 있어서, 상기 내부 바디와 기판과의 이격틈, 상기 외부 바디와 기판과의 이격틈이 에폭시 수지로 채워지는 카메라모듈.2. The camera module according to claim 1, wherein a gap between the inner body and the substrate, and a gap between the outer body and the substrate are filled with an epoxy resin. 제1항, 제6항, 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 최하단 렌즈는 플라스틱 재질로 됨을 특징으로 하는 카메라모듈.The camera module according to any one of claims 1, 6, and 7, wherein the lowermost lens is made of a plastic material. 제1항에 있어서, 상기 최하단 렌즈는 둘레부의 일부 부위에서 상기 이미지센서의 에지까지 'ㄱ'자 형태로 확장되어, 상기 최하단 렌즈의 확장된 아래쪽이 상기 이미지센서의 에지 상부면에 위치하도록 구성되는 카메라모듈.2. The image sensor of claim 1, wherein the lowermost lens extends in a portion of the periphery to an edge of the image sensor so that an extended underside of the lowermost lens is positioned on an edge upper surface of the image sensor Camera module.
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