KR101626132B1 - 일체형 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하면이 개방되고 내면에 렌즈가 삽입될 수 있는 공간부를 구비하여 외관을 형성하는 홀더와, 상기 홀더의 하부에서 상기 공간부로 삽입되는 하나 이상의 렌즈와, 상기 홀더의 하부에서 삽입되어 상기 렌즈를 고정하는 고정링과 상기 고정링의 하단 테두리부가 안착되어 상기 렌즈의 초점 거리를 고정하고 광이미지를 결상하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서 및 상기 이미지 센서가 실장되고 상기 홀더의 하단 테두리부가 안착되는 인쇄회로기판을 포함하여 일체형 홀더로 제작되므로 렌즈 배럴의 체결공정이 생략되어 나선부 간의 기계적 마찰로 인하여 발생하는 이물질에 의한 이미지 열화를 근본적으로 제거할 수 있고, 형합불량으로 인한 작업 불능이나 초점 틀어짐 현상이 발생하지 않게 되며, 이미 설계된 광학 거리에 맞게 조립되기 때문에 초점 조정작업이 따로 필요치 않을 뿐만 아니라, 부품의 Part 수량이 절감되기 때문에 제조단가를 줄일 수 있다.

일체형, 하루징 어셈블리, 카메라 모듈, 고정링

Description

일체형 카메라 모듈{unified Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정링이 초점 기준이 되는 일체형 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈은 도 1의 도시와 같이 렌즈가 포함되는 렌즈 배럴(12)와, 홀더(13)와, IR필터(14)와, 이미지 센서(15) 및, 인쇄회로기판으로 구성되어 피사체의 광이미지를 렌즈가 수광받아 IR필터(14)로 전달하고, IR필터(14)는 수광된 광이미지에서 적외선을 차단한 후 이미지 센서(15)로 조사하게 되며, 이미지 센서(15)는 조사된 광이미지를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 구조로 이루어져 있다.

이때, 렌즈 배럴(12)에 조립된 렌즈는 이미지 센서(15)와의 거리 조절을 통해 초점을 맞추어 가장 선명한 이미지를 얻을 수 있도록 포커싱(Focusing) 작업을 수행할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 렌즈 배럴(12)과 홀더(13)의 결합부위에 각각 나선부를 형성하여 서로 나사 체결되는 것에 의해 결합되도록 함으로써, 포커싱 작업을 간단하게 수행할 수 있고, 미세 조정까지 가능하게 하는 것이다.

그러나, 종래의 나사 체결구조를 이용한 카메라 모듈은 렌즈 배럴(12)을 작업자가 장비를 통해 회전 체결하면서 초점을 맞추는 작업이 이루어지기 때문에 렌즈 배럴(12)의 나선부와 홀더(13)의 나선부간의 형합력이 적절하지 않을 경우 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

먼저 형합력이 기준치보다 낮은 경우에는 렌즈 배럴(12)와 홀더(13) 간의 적절한 형합력이 유지되지 않기 때문에 렌즈 배럴(12)와 홀더(13)의 접착공정 진행 중 렌즈 배럴(12)이 임의 회전하여 화상 이미지 열화(Defocus)가 일어나게 되고 형합이 헐거워 나사 결합이 풀려 해상도가 불량한 문제가 있다.

반대로 형합력이 기준치보다 높은 경우에는 아주 높은 형합력으로 인하여 렌즈 배럴(12)을 회전시켜 초점은 맞추었지만, 나선부 간의 마찰로 인해 발생하는 이물질에 의해 화상 이미지 불량을 발생시키게 된다.

또한, 현재 렌즈 배럴(12)과 홀더(13)는 모두 플라스틱 인젝션 몰드(Plastic Injection Mold)를 이용하여 사출성형으로 제작되므로 일반적으로 생산효율을 높이기 위해 멀티 캐비티(Multi-cavity)로 제작되고 카메라 모듈의 경박 단소화 경향으로 성형성을 무시한 디자인이 적용되면서 캐비티간 편차가 필연적으로 존재하게 되기 때문에 양질의 부품 수급 효율 또한 현저하게 저하되는 문제점 등이 있게 된다.

마지막으로 렌즈 배럴(12)과 홀더(13)를 접착제로 고정하는 경우 외곽으로 접착제가 돌출(A)되어 외관 불량이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 카메라 모듈의 조립시 이물 유입에 따른 불량 발생을 최소화할 수 있는 일체형 카메라 모듈을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 카메라 모듈은, 내부에 렌즈가 삽입될 수 있는 공간부를 구비하는 홀더; 상기 홀더의 공간부에 배치되는 하나 이상의 렌즈; 상기 렌즈를 상기 홀더에 고정하는 고정링; 상기 홀더의 테두리부가 안착되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 광이미지를 결상하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 고정링이 고정되는 접촉면을 포함하고, 상기 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리는 상기 고정링의 높이와 이미지 센서의 두께 및 상기 고정링와 이미지 센서 사이의 접착제 두께에 의하여 정해질 수 있다.

일체형 홀더로 제작되어 렌즈 배럴의 체결공정이 생략되므로 나선부 간의 기계적 마찰로 인하여 발생하는 이물질에 의한 이미지 열화를 근본적으로 제거할 수 있고, 형합불량으로 인한 작업 불능이나 초점 틀어짐 현상이 발생하지 않게 되며, 이미 설계된 광학 거리에 맞게 조립되기 때문에 초점 조정작업이 따로 필요치 않을 뿐만 아니라, 부품의 Part 수량이 절감되기 때문에 제조단가를 줄일 수 있게 되는 장점이 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 카메라 모듈의 결합 단면도고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 카메라 모듈의 결합도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판의 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 일체형 카메라 모듈은 하면이 개방되고 내면에 렌 즈가 삽입될 수 있는 공간부(110,120,130)를 구비하여 외관을 형성하는 홀더(100)와, 상기 홀더(100)의 하부에서 상기 공간부(110,120,130)로 삽입되는 하나 이상의 렌즈(200)와, 상기 홀더(100)의 하부에서 삽입되어 상기 렌즈(200)를 고정하는 고정링(300)과 상기 고정링(300)의 하단 테두리부(310)가 안착되어 상기 렌즈의 초점 거리를 고정하고 광이미지를 결상하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서(400) 및 상기 이미지 센서(400)가 실장되고 상기 홀더(100)의 하단 테두리부(110)가 안착되는 인쇄회로기판(500)을 포함한다.

상기 홀더(100)는 상기 렌즈(200)와 고정링(300)이 삽입될 수 있도록 하부가 개방되어 있고, 내면에 렌즈가 삽입될 수 있는 공간부(110,120,130)를 구비하여 카메라 모듈의 외관을 형성한다. 또한, 상면 중앙에는 관통공(140)이 형성되어 삽입된 렌즈(200)와 대응된다.

더욱 자세하게는 상기 홀더(100)의 공간부(110,120,130)는 최초 제1렌즈(210) 및 제2렌즈(220)가 삽입되는 제1공간부(110)와 제3렌즈(230)와 고정링(300)의 일부가 삽입되는 제2공간부(120)와 고정링(300)의 하단이 삽입되는 제3공간부(130)로 형성되어 있다.

이때, 상기 제1 및 제2 공간부(110)(120)는 원통형으로 형성되어 있는 반면 제3공간부(130)는 사각형상으로 형성되어 고정링(300)의 하단(320)이 결합되도록 형성된다. 그러나 이러한 구성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 실시예에 맞게 변형되어 구성할 수 있다.

상기 렌즈(200)는 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상을 맺게 하는 물체로서, 제1렌즈(210)와 제2렌즈(220)가 조합되어 홀더의 내부에 구비된 제1공간부(110)에 삽입 장착되도록 한다. 이때, 홀더(100)는 후술하는 바와 같이 렌즈(200)와 이미지 센서 (400)간의 광학 전장(빛이 제일 먼저 유입되는 렌즈 중심에서 이미지 센서의 면까지의 거리로 초점이 맞았을 때의 거리임)이 알맞게 유지되도록 설계되어 초점 조정작업을 별도로 수행하지 않게 한다.

이때 추가적으로 제3렌즈(230)가 더 삽입될 수 있고, 상기 오목렌즈(230)는 상기 홀더(100)의 제2공간부(120)에 장착되게 된다. 또한 상기 제2공간부(120)에는 상기 렌즈(230)를 지지 고정하는 고정링(300)이 삽입되게 되어 상기 제3렌즈(230)를 고정하게 된다.

상기 고정링(300)은 상기 제3렌즈(230)의 테두리부를 고정하는 역할을 하며 상단(310)은 원통형으로 구성되고, 하단(320)은 사각 형상으로 구비될 수 있다. 따라서 제3공간부(130)는 이러한 고정링(300)의 하단이 결합될 수 있도록 사각형상으로 구성된다. 이러한 고정링(300)의 하단 테두리부(330)는 사각형상으로 형성되어 이후 이미지 센서(400)와 결합한다.

상기 고정링(300)의 내부에는 IR 필터(600)가 삽입되어 이미지 센서(400)에 유입되는 적외선을 차단하는 역할을 한다.

이때 상기 홀더(100)의 주입홈(150)이 형성되어 상기 고정링(300)의 하단(320)이 상기 홀더(100)의 제3공간부(130)에 삽입된 후 상기 주입홈(150)으로 접착제를 주입하여 고정하게 된다.

상기 고정링(300)의 테두리부(330)와 접촉하는 이미지 센서(400)는 접촉 면(410)에 접착제가 도포되어 고정링(300)의 테두리부(330)를 상기 이미지 센서(400)의 접착면(410)에 접착하게 된다.

따라서 상기 고정링(300)의 높이와 이미지 센서(400)의 두께 및 접착제의 두께가 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리가 되며, 이러한 초점 거리는 렌즈와 이미지 센서 간의 광학 전장(빛이 제일 먼저 유입되는 렌즈 중심에서 이미지 센서의 면까지의 거리로 초점이 맞았을 때의 거리임)이 알맞게 유지되도록 설계되어 초점 조정작업을 별도로 수행하지 않게 한다.

상기 인쇄회로 기판(500)은 상기 이미지 센서(400)와 전기적으로 연결되고 측면(510)은 상기 홀더(100)와 접촉하여 구성된다.

이러한 구성에 의하여 상기 홀더(100)는 기존의 카메라 모듈의 렌즈 배럴과 홀더의 역할을 동시에 수행하여 렌즈 배럴과 홀더의 나사 결합시 이물질에 의한 흑점 불량을 감소하고 생산 공정을 단순화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조방법은 홀더(100)의 제1 및 제2공간부(110)(120)에 제1,2렌즈(210)(220)를 조립하는 단계와, 상기 홀더(100)의 제2공간부(120)에 제3렌즈를 고정하고 그 밑에 고정링(300)의 상단(310)을 삽입하고 고정링의 하단을 제3공간부와 접착제로 고정하여 하우징 어셈블리를 제조하는 단계와, 상기 하우징 어셈블리가 실장될 인쇄회로 기판(500)에 이미지 센서(400)를 실장하고 이미지 센서(400)와 인쇄회로기판(500)의 접착면에 접착제를 도포하는 단계와, 상기 하우징 어셈블리의 고정링(300)의 하단 테두리부(330)를 이미지 센서(400)의 접착면(410)에 부착하고, 홀더(100)의 테두리부(110)를 인쇄회로기 판(500)에 부착하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이때 상기 고정링(300)의 하단 테두리부(330)와 이미지 센서(400)의 접착면(410)을 접착하는 접착제는 에폭시 수지로 구성되며 접착 두께는 약 0.05~0.02mm으로 형성되고, 상기 홀더와 상기 인쇄회로 기판은 0.02~0.04mm의 두께의 에폭시 접착제에 의하여 부착되나 상기 접착 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

도 1은 종래 카메라 모듈의 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 카메라 모듈의 결합 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 카메라 모듈의 결합도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판의 평면도.

<<도면의 주요부호에 대한 설명>>

100: 홀더 110:제1공간부

120:제2공간부 130:제3공간부

200:렌즈 300:고정링

310:고정링 상단 320:고정링 하단

330:고정링 하단 테두리부 400: 이미지 센서

410: 고정링 접착부 500:인쇄회로기판

510: 홀더 접착부 600: IR 필터

Claims (10)

1. 내부에 렌즈가 삽입될 수 있는 공간부를 구비하는 홀더;

   상기 홀더의 공간부에 배치되는 하나 이상의 렌즈;

   상기 렌즈를 상기 홀더에 고정하는 고정링;

   상기 홀더의 테두리부가 안착되는 인쇄회로기판; 및

   상기 인쇄회로기판 상에 배치되고, 광이미지를 결상하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서를 포함하고,

   상기 이미지 센서는 상기 고정링이 고정되는 접촉면을 포함하고,

   상기 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리는 상기 고정링의 높이와 이미지 센서의 두께 및 상기 고정링와 이미지 센서 사이의 접착제 두께에 의하여 정해진 일체형 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고정링의 상단은 상기 렌즈의 테두리를 고정하고, 하단은 상기 이미지 센서에 안착되는 일체형 카메라 모듈.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 홀더와 고정링은 접착제에 의하여 고정되는 일체형 카메라 모듈.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 고정링의 내부에 배치되는 IR 필터를 포함하는 일체형 카메라 모듈.
6. 홀더의 제1 및 제2공간부에 렌즈를 조립하는 단계;

   상기 렌즈가 조립된 홀더의 제2 및 제3공간부에 고정링을 삽입하고 접착제로 고정하여 하우징 어셈블리를 제조하는 단계;

   상기 하우징 어셈블리가 실장될 인쇄회로 기판에 센서를 부착하고 센서와 인쇄회로기판의 접착면에 접착제를 도포하는 단계;

   상기 하우징 어셈블리의 고정링의 테두리부를 이미지 센서의 접착면에 부착하고, 홀더의 테두리부를 인쇄회로 기판에 부착하는 단계를 포함하고,

   상기 렌즈와 이미지 센서의 초점 거리는 상기 고정링의 높이와 이미지 센서의 두께 및 상기 고정링와 이미지 센서 사이의 접착제의 두께에 의하여 정해지는 일체형 카메라 모듈 제조방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,

   상기 접착제는 에폭시 수지이고, 두께는 0.05~0.02mm인 일체형 카메라 모듈 제조방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 홀더와 고정링은 접착제에 의하여 고정되는 일체형 카메라 모듈 제조방법.
10. 제6항에 있어서,

    상기 홀더와 상기 인쇄회로기판은 0.02~0.04mm의 두께의 접착제에 의하여 결합되는 일체형 카메라 모듈 제조방법.

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