KR101901709B1

KR101901709B1 - 카메라모듈

Info

Publication number: KR101901709B1
Application number: KR1020170101186A
Authority: KR
Inventors: 이강진; 김주철
Original assignee: 삼성전기 주식회사
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2018-09-28

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 다수의 렌즈가 적층된 렌즈배럴; 상기 렌즈배럴을 내부공간에 수용하는 하우징; 상기 하우징의 상기 내부공간으로 광축방향에 수직한 방향으로 돌출되는 지지부재; 상기 지지부재의 광축방향 하부면에 결합되는 보조부재; 및 상기 보조부재의 상부면에 결합되는 광학필터;를 포함하고, 상기 보조부재는 광축방향에 수직한 내측 방향으로 연장되는 내측 단차부를 구비하고, 상기 광학필터는 적어도 일부가 상기 지지부재와 나란하게 위치하도록 상기 내측 단차부의 상부면에 결합될 수 있다.

Description

카메라모듈 {CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라모듈에 관한 것이다.

스마트폰 또는 태블릿 PC가 점점 슬림화되면서 카메라모듈도 슬림화되고 있으며, 본 발명은 카메라모듈 특히 슬림 카메라모듈을 구현하기 위한 것이다. 이러한 추세에서 종래와 같은 부품으로 구현할 수 있는 슬림화 정도는 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 신뢰성 확보를 이룰 수 있는 카메라모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 광학필터와 이미지센서의 간격을 더 늘림으로써 이물에 둔감할 수 있고, 광학필터의 사이즈를 줄여 원가 절감이 가능하며, 플레어(Flare)를 개선할 수 있도록 하는 것을 추가 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카메라모듈은 종래 구조의 간단한 변경으로 부품의 배치를 효율화함으로써 카메라모듈의 전체 두께를 얇게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 광학필터와 이미지센서의 간격을 더 늘림으로써 이물에 둔감할 수 있고, 광학필터의 사이즈를 줄여 원가 절감이 가능하며, 플레어(Flare)를 개선할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도이고,
도 2는 종래기술에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고,
도 3은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조보재의 사시도이다.

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 1 내지 도 3을 참조하면, 종래기술에 따른 카메라 모듈(10)이 개시된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 따른 카메라모듈(10)은 소형화 및 슬림화를 이루기 어려운 구조로, 렌즈배럴(11), 하우징(12), 광학필터(13, 가령, 적외선 필터(IR 필터) 등), 이미지센서(14) 및 회로기판(15)를 포함한다.

여기서, 렌즈배럴(11)의 내부에는 적어도 하나의 렌즈가 순차적으로 적층되어 구비되며, 하우징(12)의 내부에 배치된다.

그리고, 렌즈배럴(11)의 하부에는 하우징(12)에 고정되는 광학필터(13)가 구비되고, 하우징(12)의 하부는 이미지센서(14)가 상면에 부착된 회로기판(15)이 결합된다.

이러한 구조에 의해 렌즈배럴(11)의 상부로 입사된 광이 렌즈들을 거쳐 광학필터(13)를 지나 이미지센서(14)에 수광되면서 촬상이 이루어진다.

그런데, 종래기술에 따른 카메라 모듈(10)에서 광학필터(13)를 하우징(12)에 고정구비하기 위해서는 지지부재(12a)가 구비되어 광축방향(카메라 모듈(10)의 두께 방향)으로 공간을 차지할 수밖에 없다. 또한, 회로기판(15)의 상면에 COB(Chip On Board) 방식으로 구비되는 이미지센서(14)는 와이어 본딩(16)에 의해 회로기판(15)과 연결되므로 광학필터(13)와 이미지센서(14)의 광축 방향 사이에는 간섭을 회피하기 위해 와이어가 차지하는 높이 만큼의 공간이 필수적으로 확보되어야 한다.

즉, 종래기술에 따른 카메라 모듈(10)에서는 광학필터(13)를 하우징(12)에 고정구비되고, 이미지센서(14)가 회로기판(15)의 상면에 COB(Chip On Board) 방식으로 구비되어 와이어 본딩(16)에 의해 회로기판(15)과 연결되는 구조에 의해 카메라 모듈(10)의 광축방향 길이가 길어질 수밖에 없는 구조라는 문제점이 있다.

도 1, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)이 개시된다. 도 1, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 소형화 및 슬림화를 이룰 수 있고, 낙하 등의 신뢰성 확보를 이루도록 제공된 것으로, 렌즈배럴(110), 하우징(120), 보조부재(130), 광학필터(140, 가령, 적외선 필터(IR 필터) 등), 이미지센서(150), 회로기판(160), 플레이트(170)를 포함한다.

렌즈배럴(110)은 그 내부에 내장된 다수개의 렌즈로 구성되며 피사체의 이미지를 카메라모듈(100) 내부의 이미지센서(150)로 모아주기 위한 것으로, 그 외주면에 형성된 나사산 등에 의해 하우징(120)에 나사결합될 수 있다.

하우징(120)은 렌즈배럴(110)을 전체적으로 지지하며 외부로부터 보호함과 동시에 회로기판(160)에 고정되게 결합되어 광학필터(140)와 같이 하우징(120)의 내부에 장착된 부품을 보호한다.

여기서, 렌즈배럴(110)이 결합되는 부위의 내주면에는 렌즈배럴(110)의 나사산과 치합되는 나사홈 등이 형성될 수 있다.

또한, 하우징(120)은 바닥을 형성하고 내측 방향으로 돌출 구비되는 지지부재(121)를 구비하여 이하 설명하는 보조부재(130)가 이에 접착제를 이용한 본딩에 의해 결합될 수 있다.

하우징(120)의 바닥면은 중간에 렌즈배럴(110)의 렌즈를 통과한 광이 통과되도록 중간에 관통홀(120a)을 구비하며, 관통홀(120a)의 테두리를 형성하는 것이 상기 지지부재(121)이다.

즉, 지지부재(121)는 하우징(120)의 하단부에서 내측 방향으로 돌출 형성되는 구조이며, 중앙에는 광이 통과하도록 관통홀(120a)이 형성되며, 관통홀(120a)을 통과하는 광을 필터링하기 위해 관통홀(120a)에 대응하는 위치에 설치되는 광학필터(140)가 구비된다.

한편, 하우징(120)에는 렌즈배럴(110), 광학필터(140) 등이 구비되며, 하우징(120)의 상부는 커버(125)에 의해 덮혀진다. 본 발명에서는 하우징(120) 자체, 또는 하우징(120)에 커버(125)가 결합된 구조를 모두 하우징(120)으로 지칭한다.

광학필터(140)는 소정 영역의 파장들을 제거하기 위한 것으로, 가령, 적외선 영역의 파장들을 제거해 주기 위해 필요한 것이다. 보다 상세히 설명하면, 카메라폰의 카메라는 CCD나 CMOS를 사용하여 빛 신호를 전기신호로 바꾸어서 화상을 만드는데 이들 빛 신호라는 것은 사람들이 눈으로 볼 수 있는 가시광선 영역(400-700nm)뿐 아니라 적외선 영역( ~1160 nm)까지도 감지하게 되어서 실제 색이나 화상하고는 관계없는 신호가 감지기를 포화시켜 버리게 되므로 적외선 영역의 파장들을 제거해 주기 위해 (IR-Cut Filter) 필요하다.

광학필터(140)는 보조부재(130)의 상부면에 고정되고, 보조부재(130)는 하우징(120)의 바닥면에 고정 장착될 수 있다. 종래기술(도 3 참조)에 따른 카메라모듈(10)은 광학필터(13)가 하우징(120)의 바닥면에 구비되는 지지부재(12a)의 광축방향 하부면에 고정 장착되므로, 이미지센서(14)와 상대적으로 가까운 위치에 배치될 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

이에, 본 실시예에 따른 카메라모듈(100)은 광학필터(140)가 결합된 보조부재(130)를 하우징(120)에 결합함으로써 하우징(120)의 바닥면보다 광축방향 상부에 장착될 수 있도록 하여 이미지센서(150)와의 간격을 멀게 함으로써, 이물에 둔감할 수 있고, 광학필터(140)의 사이즈를 줄여 원가 절감이 가능하며, 플레어(Flare)를 개선할 수 있다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 보조부재(130)는 하우징(120)의 지지부재(121)의 광축방향 하부면에 결합되게 외측 방향으로 연장되는 고정부(131) 및 광학필터(140)가 광축방향 상부면에 결합되게 내측 방향으로 연장되는 결합부(135)를 포함한다. 그리고, 보조부재(130)는, 중앙 부분에 광축방향으로 관통된 관통홀(137)이 구비될 수 있으며, 관통홀(137)을 형성하는 테두리에 광학필터(140)가 결합되는 결합부(135)가 형성될 수 있다.

여기서, 보조부재(130)는, 편평한 플레이트 형상의 부재 외측에 고정부(131)를 형성하고 내측에 결합부(135)가 형성된 구조를 포함한다. 또한, 보조부재(130)는, 고정부(131)와 결합부(135)가 구조적 변형에 의해 상호 단차지거나, 각 구조에 돌출, 절곡 등이 있는 구조를 포함한다.

본 실시예에 따른 보조부재(130)는, 고정부(131)가 지지부재(121)의 광축방향 하부면에 결합되도록 외측 방향으로 단차진 외측 단차부(131a)를 구비할 수 있다. 보조부재(130)에서 외측 단차부(131a)로 단차진 부분은 보조부재(130)가 지지부재(121)에 결합되는 위치를 안내할 수 있다.

또한, 보조부재(130)는, 광학필터(140)가 결합부(135)의 광축방향 상부면에 결합되도록 내측 방향으로 단차진 내측 단차부(135a)를 구비할 수 있다. 보조부재(130)에서 내측 단차부(135a)로 단차진 부분은 광학필터(140)가 보조부재(130)에 결합되는 위치를 안내할 수 있다.

나아가, 보조부재(130)는, 고정부(131)의 외측 단부에 광축방향 하부로 돌출되는 돌출부(131b)를 구비할 수 있다. 돌출부(131b)는 하우징(120)의 하부면에 고정결합되는 회로기판(160)에 광축방향으로 접촉하거나 일정간격 떨어져 구비될 수 있다.

여기서, 고정부(131)는 접착제(138)를 이용한 본딩에 의해 지지부재(121)의 광축방향 하부면에 결합되고, 광학필터(140)는 접착제(139)를 이용한 본딩에 의해 결합부(135)의 상부면에 결합될 수 있다.

상기와 같이 하우징(120)의 바닥면에 결합되는 보조부재(130)를 구비하고, 광학필터(140)가 보조부재(130)의 광축방향 상부면에 결합됨으로써, 광학필터(140)는 하우징(120)의 지지부재(121)의 광축방향 하부면보다 광축방향으로 상부에 구비될 수 있다.

그리고, 경우에 따라서는 광학필터(140)의 상부면은 지지부재(121)의 광축방향 상부면보다 광축방향으로 상부에 구비될 수도 있으나, 이 경우에는 렌즈배럴(110) 또는 렌즈배럴(110)에 구비되는 렌즈와 간섭될 수 있으므로, 광학필터(140)의 상부면은 지지부재(121)의 광축방향 상부면보다 광축방향으로 하부에 구비되는 것이 바람직하다.

이미지센서(150)는 외부의 화상을 전기적 신호로 바꾸어 저장하는 장치로, 기존의 필름을 대신하여 이미지센서가 외부의 화상을 저장할 수 있다.

회로기판(160)은 하우징(120)의 하부에 장착되어 전기신호를 송수신하기 위하여 상부에 전기회로나 각종 수동소자 및 집적회로가 장착된 것이다

회로기판(160)은 중앙에 개구부(161)가 형성되며, 개구부(161)에는 이미지센서(150)가 장착된다. 본 실시예는 회로기판(160)의 중앙에 형성된 개구부(161)에 이미지센서(150)를 장착함으로써 카메라모듈의 전체높이를 줄일 수 있다.

그리고, 회로기판(160)은 이미지센서(150)보다 광축 방향 두께가 더 크거나, 작거나, 동일하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 이미지센서(150)는 회로기판(160)의 개구부(161)에 온전히 삽입되어 돌출되지 않거나, 회로기판(160)의 상면과 나란하게 삽입되거나, 개구부(161)에서 회로기판(160)의 외측으로 돌출될 수 있다.

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(150)와 상단과 회로기판(160)의 하단까지의 길이를 줄이거나, 광학필터(140)를 보조부재(130)를 이용하여 렌즈배럴(110)이 구비되는 광축방향 상부로 이동할 수 있다면 카메라모듈의 전체길이를 줄일 수 있으므로, 이미지센서(150)를 회로기판(160)의 중앙 개구부(161)에 장착하거나, 광학필터(140)를 이동하는 것은 카메라모듈의 전체길이를 줄이는데 크게 기여할 수 있다.

플레이트(170)는 회로기판(160)의 하부에 장착되는데, 플레이트(170)는 회로기판(160)의 하부에 고정되어 회로기판(160)의 강도를 보완하는 동시에 이미지센서(150)를 고정시켜 준다.

여기서, 회로기판(160)은 하부에 결합되는 플레이트(170)에 의해 강도가 보완되므로 종래에 비해 두께가 더 얇게 구비될 수 있다.

즉, 상기와 같이 종래에 비하여 두께가 줄어들거나 개구부(161)를 구비하여 강도가 약해진 회로기판(160)의 강도를 보완함으로써 카메라모듈의 두께를 줄이는데 기여한다.

또한, 플레이트(170)는 회로기판(160)의 하부에 장착되어 낙하나 충격 등에도 강하므로 신뢰성 확보를 이룰 수 있다.

뿐만 아니라, 플레이트(170)의 상부에 장착된 회로기판(160)은 전기신호를 송수신하면서 열이 발생되는데, 플레이트(170)는 열전도가 잘되는 재질로 이루어져 있으므로 회로기판(160)에서 발생되는 열을 방출하는데 우수한 기능을 가진다.

플레이트(170)는 열전도가 잘되는 모든 재질이 사용가능하며 스틸(steel), 카파(cooper), SUS 재질 등 다양한 활용이 가능하다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라모듈(100)은 이미지센서(150)가 회로기판(160)의 개구부(161)에 장착되며, 회로기판(160)의 하부에는 플레이트(170)가 장착된 형상이다.

이미지센서(150)와 회로기판(160)은 와이어 본딩 등에 의해 연결될 수 있으며(물론, 이에 한정하는 것은 아님), 이미지센서(150)가 회로기판(160)의 개구부(161) 내부에 들어가 있으므로 이미지센서(150)를 회로기판(160)에 연결하는 와이어 본딩의 길이는 종래에 비해 줄어들 수 있다. 이에 따라 카메라 모듈(100)의 두께가 추가적으로 줄어들 수 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: 렌즈배럴 120: 하우징
130: 보조부재 140: 광학필터
150: 이미지센서
160: 회로기판 161: 개구부
170: 플레이트

Claims

다수의 렌즈가 적층된 렌즈배럴;
상기 렌즈배럴을 내부공간에 수용하는 하우징;
상기 하우징의 상기 내부공간으로 광축방향에 수직한 방향으로 돌출되는 지지부재;
상기 지지부재의 광축방향 하부면에 결합되는 보조부재; 및
상기 보조부재의 상부면에 결합되는 광학필터;를 포함하고,
상기 보조부재는 광축방향에 수직한 내측 방향으로 연장되는 내측 단차부를 구비하고,
상기 광학필터는 적어도 일부가 상기 지지부재와 나란하게 위치하도록 상기 내측 단차부의 상부면에 결합되는 렌즈모듈.
제1항에 있어서,
상기 보조부재는 광축방향에 수직한 외측 방향으로 단차지게 연장되는 외측 단차부를 구비하는 렌즈모듈.
제2항에 있어서,
상기 보조부재에서 상기 외측 단차부로 단차진 부분은 상기 지지부재의 결합을 안내하는 렌즈모듈.
삭제
제1항에 있어서,
상기 보조부재에서 상기 내측 단차부로 단차진 부분은 상기 광학필터의 결합을 안내하는 렌즈모듈.
제1항에 있어서,
상기 보조부재는 광축방향에 수직한 외측 방향의 단부에 광축방향 하부로 돌출되는 돌출부를 구비하는 렌즈모듈.
제6항에 있어서,
상기 하우징의 광축방향 하단부에 결합되는 회로기판을 구비하고,
상기 돌출부는 상기 회로기판의 광축방향 상부면에 지지되는 렌즈모듈.
제1항에 있어서,
상기 광학필터는 상기 지지부재의 광축방향 하부면보다 광축방향으로 상부에 구비되는 렌즈모듈.
제1항에 있어서
상기 광학필터는 상기 지지부재의 광축방향 상부면보다 광축방향으로 하부에 구비되는 렌즈모듈.
제1항에 있어서,
상기 지지부재의 광축방향 상부에 상기 렌즈배럴이 수용되는 렌즈모듈.