KR101954720B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 복수 매의 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더의 상측에 배치되며 한 장의 무빙 렌즈를 가지는 액츄에이터; 상기 액츄에이터가 중심에 배치되는 액츄에이터 패키징; 및 상기 액츄에이터 패키징과 렌즈 홀더에 형성되어 이들의 물리적으로 결합하는 액츄에이터 고정유닛;을 포함하며, 상기 액츄에이터 고정유닛은 상기 액츄에이터 패키징과 렌즈 홀더의 중심이 서로 동축이 되도록 고정하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

근래 타블렛 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트 폰, 장난감(toy)등의 다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이프 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다. 특히, 스마트 폰은 소형화된 디자인이 매출에 막대한 영향을 주는 요소이고 이로 인해 작은 사이즈의 카메라 모듈을 요구하고 있다.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS의 이미지 센서 칩을 이용하여 제조하며, 이미지 센서 칩에 렌즈를 통하여 사물을 집광하여, 광 신호를 전기 신호로 변환하여 LCD 디스플레이 장치 등의 디스플레이 매체에 사물이 표시될 수 있도록 영상을 전달한다. 상기와 같은 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 구동원을 설치하여 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.

초소형, 저전력 소모를 위한 카메라 모듈은 기존의 일반적인 카메라 모듈에 사용되었던 VCM 등의 기술을 적용하기 곤란하여, 이와 관련된 연구가 활발히 진행되어 왔으나, VCM 방식의 액츄에이터에 비해 내충격성이 약하다는 문제점이 있어 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 액츄에이터가 내충격성을 가질 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의한 카메라 모듈은, 이미지 센서가 실장되는 제 1 하우징; 상기 제 1 하우징의 상측에 배치되며, 적어도 하나 이상의 렌즈가 설치되는 제 2 하우징; 상기 제 2 하우징에 설치되는 액츄에이터; 및 상기 제 2 하우징 상측에 배치되어, 상기 액츄에이터를 보호하는 충격 흡수부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충격 흡수부재는, 상기 액츄에이터의 중앙과 대응되는 위치에 통공이 형성되는 것이 좋다.

또한, 상기 충격흡수부재는, 실리콘 고무 및 우레탄 폼 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충격 흡수부재는, 접착물질로 상기 제 2 하우징에 접착 고정될 수도 있고, 상기 액츄에이터에 직접 부착되는 것도 가능하다.

상기 제 2 하우징은, 바깥쪽에 전자기파 차폐를 위한 쉴드 캔을 더 포함하는 것도 가능하다.

상기 액츄에이터는, 적어도 2개 이상의 연결단자를 가질 수 있으며, 상기 연결단자들은 총 4개가 실리콘 재질의 몸체에 골드 도금되어 인접한 연결단자들과의 내각이 90도가 되도록 배치되며, 1개의 연결단자는 플러스 단자와 연결되고, 1개의 연결단자는 그라운드 단자와 연결될 수 있다. 또한, 상기 연결단자의 골드 도금된 부분과 상기 전자회로 패턴층 및 상기 단자부와 전자회로 패턴층은 솔더링, 와이어 본딩, AG 에폭시 본딩 중 어느 하나의 방법으로 통전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 제 1 하우징은, 복수 개의 레이어(layer) 별로 회로패턴이 형성되는 고온동시소성 세라믹(HTCC, High temperature co-fired ceramics)으로 형성될 수 있다.

상기 제 2 하우징은, 상기 액츄에이터와 제 1 하우징을 통전 가능하게 연결하는 전자회로 패턴층이 표면에 일체로 형성될 수 있다.

상기 전자회로 패턴층은, 상측에 추가로 통전성 재질로 코팅 및 도금 형성된 금속층을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 카메라모듈을 보호할 수 있는 충격 흡수유닛이 마련되므로, 충격이 카메라 모듈에 가해지더라도, 카메라모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도, 그리고,
도 3은 도 1의 측 단면도 이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 분해 사시도, 그리고, 도 3은 도 1의 측 단면도 이다.

본 발명에 의한 카메라 모듈은 제 1 하우징(10), 제 2 하우징(20), 액츄에이터(30), 쉴드 캔(40) 및 충격 흡수부재(100)를 포함한다.

제 1 하우징(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 바닥면을 형성하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙 부근에 이미지 센서(11)가 실장 된다. 또한, 상기 제 1 하우징(10)의 상기 이미지 센서(11)와 대응되는 위치에는 적외선 차단 필터(12)가 배치되어, 상기 이미지 센서(11)로 전달되는 이미지로부터 적외선 파장 대역의 성분을 제거한다. 또한, 제 1 하우징(10), 제 2 하우징(20)이 일체로 구성되는 것도 가능하여, 일체형 하우징에 이미지 센서 및 적외선 차단 필터를 배치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 하우징(10)은 복수 개의 레이어(layer) 별로 회로패턴이 형성되는 고온동시소성 세라믹(HTCC, High temperature co-fired ceramics)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지면, 상기 제 1 하우징(10)에 상기 이미지 센서(11)를 바로 플립칩 공정으로 설치하는 것이 가능하다.

제 2 하우징(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 하우징(10)의 상측에 설치되며, 수지 재질로 사출 성형될 수 있다. 상기 제 2 하우징(20)의 내부에는 적어도 하나 이상의 렌즈(21) 가 설치되는데, 상기 렌즈(21)는 하나가 설치될 수도 있고, 도시된 바와 같이 복수 개가 설치되는 것도 가능하다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 하우징(20)의 표면에는 상기 액츄에이터(30)와 제 1 하우징을 통전 가능하게 연결하는 전자회로 패턴층(23)이 표면에 일체로 형성되는 것이 좋으며, 그 끝단에는 상기 제 1 하우징(10)과 연결되는 터미널(22)이 형성될 수 있다. 상기 전자회로 패턴층(23)은, 상측에 추가로 통전성 재질로 코팅 및 도금 형성된 금속층을 더 포함할 수 있다.

상기 전자회로 패턴층(23)은 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 2개의 터미널(22)에 의해 통전 가능하게 연결될 수 있는데, 상기 터미널(22)들 사이에는 상기 제 2 하우징(20)과 일체로 형성되는 돌기부(25)가 형성될 수 있다. 상기 돌기부(25)는 상기 제 2 하우징(20)과 같이 절연성을 가지는 수지 재질로 형성될 수 있어, 상기 터미널(22)들과 연결되는 한 쌍의 전자회로 패턴층(23)이 쇼트되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 전자회로 패턴층(23)을 형성하는 기술은 크게 3가지 기술로 나눌 수 있다.

우선, 제 1 방식은 이중 성형을 통한 패터닝 방법으로, 제 2 하우징(20)을 몸체를 구성하는 부분과 전자회로 패턴층(23)을 구성하는 부분을 서로 다른 재질의 합성수지로 사출 성형하는 것으로, 몸체를 구성하는 제 2 하우징(20)은 절연성 재질로 사출하고, 전자회로 패턴층(23)을 형성할 부분은 통전성 합성수지를 이용하여 사출하거나, 전자회로 패턴층(23)을 형성할 부분에 금속 도금 작업이 용이한 합성수지를 이용하여 사출하여, 제 2 하우징(20)을 사출 성형한 후, 도금 작업과 같은 후속 공정으로, 전자회로 패턴층(23)을 완성하는 방식이다.

제 2 방식은 제 2 하우징(20)에 빛과 열에 반응하는 불순물을 포함시킨 상태에서 상기 제 2 하우징(20)을 사출 성형하고, 사출 성형된 제 2 하우징(20)에 레이저 노광과 같은 표면 패터닝 작업을 통해, 전자회로 패턴층(23)이 형성될 곳에 배선 패턴을 형성한다.

제 3 방식은 전면 메탈라이징 후 비회로 부분을 식각하여 패터닝 하는 방법으로, 제 2 하우징(20)의 전체 면을 메탈라이징 하고, 이 중, 전자회로 패턴층(23)을 형성할 부분만을 남기고, 나머지 부분은 식각하여 전자회로 패턴층(23)을 제 2 하우징(20)과 일체로 형성하는 구성이다.

한편, 상기한 기술로 마련된 전자회로 패턴층(23)은 필요에 따라, 상기 제 2 하우징(20)의 일 측 표면에 형성될 수도 있고, 외측의 노출면과 내측의 비노출면에 형성될 수도 있다. 이는, 부품실장을 위해 배선이 필요한 정도에 따라 상기 전자회로 패턴층(23)의 배치를 단면, 또는 양면으로 선택하는 것이다. 따라서 많은 수의 전자부품을 실장 할 필요가 있을 경우, 제 2 하우징(20)의 표면은 물론, 이면까지 상기한 방법으로 전자회로 패턴층(23)을 형성하여, 이 곳에 부품을 설치할 수 있다.

이와 같이 제 2 하우징(20) 표면에 전자회로 패턴층(23)을 설치하면, 소형화 추세인 전자제품을 조립할 때, 부품 설치에 소요되는 설치 공간을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기 제 2 하우징(20)의 바깥쪽 면에는 쉴드 캔(40)이 설치될 수 있다. 상기 쉴드 캔(40)은 스틸(SUS) 재질로 형성되어, 상기 카메라 모듈로 유입 및 유출되는 전자기파를 차폐할 수 있다. 또한, 상기 쉴드 캔(40)은 상기 이미지 센서(11) 및 렌즈와 대응되는 부분에 통공(41)이 형성된다. 그러나, 상기 쉴드 캔(40)은 생략 가능하며, 필요에 따라, 상기 제 2 하우징(20)의 바깥쪽에 전자기파 차폐코팅을 하는 등의 방법으로 대체할 수도 있다.

액츄에이터(30)는, 중앙 부근에 설치된 포커싱 렌즈(31)를 움직여, 상기 포커싱 렌즈(31)와 이미지 센서(11) 사이의 거리를 조절하는 장치이다. 도 2에, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터(30)는 디스크형태의 액츄에이터, 실리콘 액츄에이터, VCM(Voice Coil Motor), 압전/폴리머 렌즈(Piezo/Polymer lens)를 사용하거나, 옵티컬 다이어프램, 액정 마이크로 렌즈 등을 사용하는 것도 가능하다.

한편, 상기 액츄에이터(30)에는 플러스 단자와, 그라운드 단자와 연결될 수 있도록, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 2개 이상의 연결단자(32)가 마련되는데, 상기 연결단자(32)는 상기 전자회로 패턴층(23)과 Ag 에폭시, 솔더링 또는 와이어 본딩으로 연결될 수 있으며, 그 외에 통전 가능한 연결은 어떠한 것이든 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시하지는 않았으나, 총 4개의 연결단자(32)가 90도 각도 간격으로 마련되어, 이 4개의 단자 중 2개가 후술할 전자회로 패턴층(23)과 연결된다. 이는 설계 시, 일반적으로 디스크 형태로 형성된 포커싱 렌즈(31)의 형태에 맞추어 제작된 액츄에이터(30)의 형상 역시 상기 디스크 형태의 포커싱 렌즈(31)를 감싸는 링 형태(ring shape)를 가지므로, 액츄에이터(30)의 방향성에 상관 없이, 4개의 연결단자(32) 중 2개의 연결단자(32)가 플러스 단자와 그라운드 단자를 연결할 수 있도록 구성한 것이다.

또한, 상기 연결단자(32)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 액츄에이터(30)의 바닥면에 형성될 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 설계상의 필요에 따라 상기 액츄에이터(30)의 측면에도 형성될 수 있으며, 있으며, 측면과 바닥면 모두 형성될 수도 있다.

한편, 상기 액츄에이터(30)는 광축 정렬과, 렌즈 가동시의 흔들림에 영향을 받기 쉽다. 따라서, 상기 액츄에이터(30)은 상기 제 2 하우징(20)에 단단하게 고정될 필요가 있으므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 연결단자(32)를 솔더링이나 와이어 본딩, Ag 에폭시 본드 등으로 상기 제 2 하우징(20)의 전자회로 패턴층(23)과 연결하는 것이 좋다.

한편, 또한, 상기 연결단자(32)는 일반적으로 자체 전기가 통하는 실리콘 재질로 형성되고, 통전을 더 잘되게 하기 위해 표면 또는 그 바닥면을 골드 도금하여 통전 가능하게 구성하고, 이 골드 도금 부분을 솔더링이나 와이어 본딩, Ag 에폭시로 접착하여, 상기 전자회로 패턴층(23)과 통전 가능하게 연결될 수 있으나, 도전성 물질로 연결될 수 있는 구성이면 어느 것이든 가능하다.

충격 흡수부재(100)는 상기 제 2 하우징(20)의 상측에 설치되어, 상기 카메라 모듈에 전달되는 충격을 흡수한다.

이때, 상기 충격 흡수부재(100)가 충격을 흡수하여 보호하는 대상은 상기 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(30)이 될 수도 있고, 도시하지는 않았지만, 카메라 모듈의 바깥쪽에 돌출된 렌즈부가 될 수도 있다.

즉, 상기 충격 흡수부재(100)는, 카메라 모듈의 가장 상측 부분에 위치하는 부분을 충격에서 보호한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 충격 흡수부재(100)는 실리콘 고무나, 우레탄 폼과 같은 재질로 형성되는 것이 좋다.

상기 충격 흡수부재(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(30)의 렌즈(31)와 대응되는 부분에는 통공(101)이 형성되어, 외부 이미지가 렌즈(31)를 통과할 수 있도록 구성되는 것이 좋다,

한편, 상기 충격 흡수부재(100)는 상기 액츄에이터(30)과 소정 거리 이격될 수 있다. 이때, 상기 충격 흡수부재(100)는 상기 제 2 하우징(20)에 결합되는 상기 쉴드 캔(40)에 접착물질을 이용하여 접착 고정하는 것이 좋다. 상기 접착물질은 에폭시 수지를 접착물질로 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 만일, 쉴드 캔(40)이 생략된 구조일 경우, 상기 제 2 하우징(20)에 결합되는 것도 가능하다.

또한, 상기 충격 흡수부재(100)는 상기 제 2 하우징(20)의 상측으로, 카메라 모듈의 가장 바깥쪽의 상측면에 설치되므로, 일정 두께 이상으로 형성되지 않도록 하는데, 이는 상기 충격 흡수부재(100)의 두께가 증가함에 따라, 카메라 모듈의 부피가 증가하기 때문이다.

한편, 도시하지는 않았으나, 카메라 모듈의 가장 상측에 렌즈가 돌출되는 보이스 코일 모터(VCM)로 액츄에이터(30)이 마련되면, 상기 충격 흡수부재(100)는 돌출된 렌즈를 가지는 액츄에이터(30)에 직접 접착 고정되는 것도 가능하다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 카메라 모듈에 충격이 발생하더라도, 이를 충격 흡수부재(100)를 이용하여 용이하게 흡수할 수 있어, 액츄에이터(30)을 사용하는 카메라 모듈의 신뢰성과 안전성을 확보할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10; 제 1 하우징 11; 이미지 센서
12; 적외선 차단 필터 20; 제 2 하우징
23; 전자회로 패턴층 30; 액츄에이터
31; 포커싱 렌즈 40; 쉴드 캔
100; 충격 흡수부재

Claims (13)

1. 이미지 센서가 실장되는 제 1 하우징;
   상기 제 1 하우징 위에 배치되며, 적어도 하나 이상의 렌즈가 배치되는 제 2 하우징;
   상기 제 2 하우징의 상부에 배치되는 액츄에이터;
   상기 제 2 하우징 위에 배치되는 충격 흡수부재; 및
   상기 제2하우징에 배치되어, 상기 제1하우징 및 상기 액츄에이터와 전기적으로 연결되는 전자회로 패턴층을 포함하고,
   상기 전자회로 패턴층은 상호 이격되게 배치되는 제1 전자회로 패턴층과 제2 전자회로 패턴층을 포함하고,
   상기 제1 전자회로 패턴층과 상기 제2 전자회로 패턴층 사이에는 상기 제2하우징의 측면으로부터 돌출되는 돌기부가 배치되는 카메라 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 하우징은 상기 제1 전자회로 패턴층이 배치되는 제1홈과 상기 제2전자회로 패턴층이 배치되는 제2홈을 포함하는 카메라 모듈.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 충격흡수부재는,
   실리콘 고무 및 우레탄 폼 중 어느 하나로 형성되고,
   상기 액츄에이터의 중앙과 대응되는 위치에 통공이 형성되는 카메라 모듈.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 충격 흡수부재는,
   접착물질로 상기 제 2 하우징에 접착 고정되는 카메라 모듈.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 하우징은,
   바깥쪽에 전자기파 차폐를 위한 쉴드 캔을 더 포함하는 카메라 모듈.
   
6. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터의 하면에는,
   적어도 2개 이상의 연결단자가 배치되는 카메라 모듈.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 연결단자들은 총 4개가 실리콘 재질의 몸체에 골드 도금되어 인접한 연결단자들과의 내각이 90도가 되도록 배치되며,
   상기 적어도 2개 이상의 연결단자 중, 하나의 연결단자는 상기 제1 전자회로 패턴층과 연결되고, 다른 하나의 연결단자는 상기 제2 전자회로 패턴층과 연결되는 카메라 모듈.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 연결단자의 골드 도금된 부분과 상기 전자회로 패턴층 및 상기 단자부와 전자회로 패턴층은 솔더링, 와이어 본딩, AG 에폭시 본딩 중 어느 하나의 방법으로 통전 가능하게 연결되는 카메라 모듈
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,
   내부에 렌즈 홀더가 승강 가능하게 형성되는 보이스 코일 모터로 마련되는 액츄에이터인 카메라 모듈.
   
10. 제 6 항에 있어서, 상기 충격 흡수부재는,
    상기 액츄에이터에 직접 부착되는 카메라 모듈.
    
11. 제 5 항에 있어서,
    상기 쉴드 캔은,
    상기 제2하우징의 측면을 감싸는 측면부와, 상기 측면부의 상단으로부터 내측으로 절곡되는 상면부를 포함하고,
    상기 충격 흡수부재는 상기 상면부의 상면에 하면이 접촉되는 카메라 모듈.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 상면부의 상면과 상기 충격 흡수부재의 하면 사이에는 접착물질이 배치되는 카메라 모듈.
    
13. 제 1 항에 있어서, 상기 전자회로 패턴층은,
    상측에 추가로 통전성 재질로 코팅 및 도금 형성된 금속층을 더 포함하는 카메라 모듈.

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