KR102047378B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 배치되는 베이스; 상기 베이스 상측에 결합되는 홀더부재; 및 상기 베이스와 홀더부재 사이에 개재되는 실링부재;를 포함하는 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 디자인을 선호하는 소비자의 수요 증가에 따라 작은 사이즈의 카메라 모듈을 개발하는 추세에 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.

그런데 카메라 모듈이 소형화 되면서, 이와 함께 이미지 센서 등의 구성 부품들 역시 소형화 추세에 있는데, 조립 공정 중에 발생될 수 있는 유동성 이물이나 버(burr)와 같은 고착성 이물이, 상기 렌즈 홀더의 아래쪽에 배치되는 적외선 차단 필터 및/또는 이미지 센서로 전이될 수 있다. 이와 같이 적외선 차단 필터나 이미지 센서에 이물이 부착되면, 화상오염과 같은 카메라 모듈 불량이 발생할 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-1177231호(2012.08.20.) 대한민국 공개특허 제10-2008-0085444(2008.09.24.)

본 발명은 조립공정 중에 유동성 이물이나 버(burr)와 같은 고착성 이물이, 카메라 모듈의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 배치되는 베이스; 상기 베이스 상측에 결합되는 홀더부재; 및 상기 베이스와 홀더부재 사이에 개재되는 실링부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 베이스와 홀더부재 사이에 형성된 공간부에 렌즈 홀더가 설치될 수 있다.

상기 렌즈 홀더는 적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치될 수 있다.

상기 실링부재는 상기 베이스의 둘레면에 형성된 요홈에 일단이 삽입 결합될 수 있다.

상기 실링부재는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성 변형 가능한 재질로 형성될 수 있다.

상기 실링부재는 상기 베이스의 둘레면 전체에 설치될 수 있다.

상기 실링부재는 상기 홀더부재의 상기 베이스 부재를 마주보는 내주면에 가압되어 평평한 형상으로 탄성 변형되고, 상기 내주면과 면 접촉할 수 있다.

상기 실링부재는 상기 베이스의 평면 형상과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.

상기 실링부재는 상기 홀더부재와의 접촉 면에 윤활유가 도포될 수도 있고, 표면에 테플론과 같은 재질로 코팅층을 형성할 수도 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기 실링부재는 상온에서 액체 상태인 에폭시 수지로 마련될 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 상기 홀더부재는 상기 베이스와 마주보는 단부에 도피 홈을 포함하며, 상기 에폭시 수지로 형성되는 실링부재는 상기 도피 홈에 도포되고, 도포된 실링부재는 경화 공정 중에 상기 베이스와 홀더 사이의 틈새로 스며들 수 있다.

카메라 모듈은 상기 홀더부재의 상측에 설치되는 커버부재가 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 베이스 부재와 홀더부재는 압입 결합될 수 있다.

별도의 실링 공정 없이 유동성 이물이나 먼지와 같은 이물질이 조립 공정 중 또는 그 이후에 카메라 모듈 내부 공간으로 침투하는 것을 차단하여, 이물에 따른 화상오염을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도,
도 2 및 도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실링부재의 일 예를 도시한, 그리고,
도 5는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도 이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도, 도 2 및 도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링부재의 일 예를 도시한 도면, 그리고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 베이스(20), 렌즈 배럴(30), 홀더부재(40), 커버부재(50) 및 실링부재(100)를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(10)은 대략 중앙 부근에 이미지 센서(11)가 배치될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 드라이버 부재 등을 구비할 수 있다.

베이스(20)는 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에 배치되고, 적외선 차단 필터(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 적외선 차단 필터는 상기 이미지 센서(11)에 유입되는 빛 중 적외선 성분을 차단하여, 상기 이미지 센서(11)에 결상된 이미지가 사람의 눈이 보는 화상이 될 수 있도록 한다. 베이스(20)는 일반적으로 수지 재질로 사출 성형될 수 있다.

렌즈 배럴(30)은 내부에 적어도 한 장 이상의 렌즈가 배치되어 상기 이미지 센서(11)로 외부 이미지를 전달할 수 있다. 일반적으로 상기 렌즈 배럴(30)의 내부에는 적어도 3장 이상의 렌즈가 배치될 수 있다. 상기 렌즈 배럴(30)은 광 진행 방향과 평행한 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수도 있고, 상기 베이스(20) 상측에 고정 배치되는 것도 가능하다.

예컨대 오토 포커싱 유닛 또는 손떨림 보정 유닛으로 보이스 코일 모터(VCM)가 사용될 경우, 상기 렌즈 배럴(30)은 외주면에는 코일 모듈이 결합되는 보빈(bobbin)에 나사결합 또는 압입 등의 방법으로 설치되고, 상기 코일 모듈이 마주보는 상기 홀더부재(40)의 내측면에는 마그네트 및 요크가 배치되어, 이들 사이의 전자기적 상호작용에 의해 상기 렌즈 배럴(30)과 보빈이 함께 상하로 움직이면서 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.

한편, 손떨림 보정 유닛이나 오토 포커싱 유닛으로 단 렌즈 무빙 방식의 액츄에이터가 사용될 경우, 상기 렌즈 배럴(30)의 상측에는 최외곽 렌즈를 광축에 대하여 상승, 하강 및/또는 틸팅 제어 가능한 액츄에이터가 설치되어 손떨림 보정과 오토 포커싱 기능을 수행하는 것도 가능하다.

이와 같은 단 렌즈 무빙 액츄에이터는 중앙에 배치되는 1매의 최외곽 렌즈를 광축에 대하여 상승 및 하강시키는 움직임을 형성하거나, 상기 최외곽 렌즈의 형상을 변경하여 상기 최외곽 렌즈를 통과하는 빛의 굴절률을 변경하여 통과하는 이미지의 초점을 조절할 수 있다. 상기 액츄에이터는 멤스 액츄에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈와 같은 비 멤스 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터 및 액체렌즈 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

홀더부재(40)는 상기 베이스(20)에 결합되어 상기 카메라 모듈의 내부 공간을 밀폐함과 아울러, 외부 이물이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 상기 홀더부재(40)는 수지재질로 형성될 수도 있고, 금속재질의 쉴드 캔이 생략될 경우, 금속재질로 형성되어 카메라 모듈의 내부 및 외부에서 유입 및 유출 되는 전자기파를 차단하는 역할을 할 수도 있다.

상기 홀더부재(40)는 보이스 코일 모터로 오토 포커싱 유닛이 마련될 경우, 그 내주면에 금속 재질의 요크와 마그네트가 설치될 수 있다. 이와 같은 구성은 공지의 보이스 코일 모터의 구성과 대응되므로, 구체적인 설명은 생략한다.

커버부재(50)는 상기 홀더부재(40)의 상측에 결합되어, 상측이 개구된 홀더부재(40)의 개구부를 폐쇄할 수 있다. 상기 커버부재(50)의 중앙에는 통공이 형성되어, 상기 렌즈 배럴(30)에 설치되는 렌즈에 외부 화상이 전달될 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 통공의 지름은 상기 렌즈의 지름보다는 크게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 특징은 상기한 베이스(20)와 홀더부재(40)의 조립 공정 중에 발생될 수 있는 이물질과, 조립 후의 먼지 등이 카메라 모듈의 내부에 유입되는 것을 차단하기 위한 실링부재(100)를 구비한 것에 발명의 특징이 있다.

실링부재(100)는 단면이 원형인 오-링으로 마련될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(20)의 둘레면에 형성된 상기 실링부재(100)와 대응되는 형상의 요홈(21)에 삽입될 수 있다. 상기 실링부재(100)는 다양한 재질로 형성될 수 있으나, 고무나 실리콘과 같은 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수 있다.

이와 같이 상기 베이스(20)의 둘레면에 형성된 요홈(21)에 도 3에 도시된 바와 같이 실링부재(100)를 설치하면, 상기 홀더부재(40)와 베이스(20)의 조립 공정 중이나, 조립된 이후에 이물질이 카메라 모듈 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

특히, 베이스(20)와 홀더부재(40)의 조립 후에, 에폭시나 기타 화학 물질을 도포하여 실링하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 작업 공수를 줄일 수 있다. 특히 이와 같은 실링 공정 중에 에폭시를 잘못 도포하는 등의 공정 실수로 인해 조립이 완성된 카메라 모듈이 불량으로 처리될 우려가 없다.

또한, 상기한 에폭시나 기타 화학 물질을 도포하는 공정 중에, 이들 물질이 카메라 모듈의 내부로 지나치게 많이 유입될 경우, 이 물질들이 이물질로 작용하여, 카메라 모듈의 적외선 차단 필터나 이미지 센서 또는 내부 구성요소들을 오염시킬 우려가 있었으나, 본 발명과 같이 실링부재(100)를 베이스(20)와 홀더부재(40)의 사이에 개재하면 이러한 오염 문제를 야기하지 않는다.

한편, 상기 베이스(20)는 일반적으로 수지 재질을 금형으로 사출 성형하기 때문에, 상기 요홈(21)을 형성하기 위하여, 별도의 후가공을 수행하는 대신, 금형에 상기 요홈(21)의 형상을 마련하여 사출하면 간단하게 형성할 수 있으므로, 후가공에 따른 공정 증가의 우려 또한 없다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 베이스(20)와 홀더부재(40)의 결합 상태를 도시한 요부 확대도 이다. 도시된 바와 같이, 실링부재(100)는 탄성 변형 가능한 재질로 형성되므로, 상기 요홈(21)에 삽입된 부분은 단면이 반원을 유지하지만, 상기 요홈(21) 바깥으로 돌출된 부분은 상기 홀더부재(40)의 내주면과의 간섭에 의해 탄성 변형되면서, 접촉 면이 변형되어 면 형상으로 변경될 수 있다. 이와 같은 실링부재(100)의 탄성변형에 의해 기존에 틈새공간은 변경된 실링부재(100)에 의해 폐쇄될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링부재(100)의 형상을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 일반적으로 베이스(20) 및 홀더부재(40)는 사각형상으로 마련되는 경우가 많기 때문에, 실링부재(100) 또한 사각형으로 마련될 수 있다. 물론, 원형의 링 형상으로 마련되어 결합될 수도 있으나, 이 경우 일부 구간은 탄성변형이 과도하게 되어 장기간 사용시 끊어질 수도 있기 때문이다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 상기 베이스(20)와 홀더부재(40)의 조립 후에, 별도의 실링용 에폭시나 화학물질을 도포하는 공정을 수행하지 않더라도, 상기 실링부재(100)에 의해 효과적으로 이물이 카메라 모듈의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한, 실링부재(100)의 탄성 복원력에 의해 상기 베이스와 홀더부재(40)가 가압되므로, 단순 압입 결합으로 조립되는 것에 비해 단단한 결합력을 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스(20)와 홀더부재(40)의 압입 공정 중에, 상기 실링부재(100)의 간섭을 최소화할 수 있도록, 상기 실링부재(100)의 표면에 마찰력을 줄일 수 있는 윤활유를 도포할 수도 있다. 이 경우, 상기 윤활유에 의해 실링부재(100)의 표면은 상기 홀더부재(40)의 내주면과의 간섭에 의해 탄성 변형되어 접촉 면적이 넓어짐에 따른 마찰력 증가의 영향을 최소화할 수 있다.

또는, 상기 실링부재(100)의 재질을 탄성 변형 가능하면서 윤활성분이 포함된 테플론과 같은 재질로 표면을 코팅할 수도 있다. 이 경우에는 별도의 윤활유를 도포하지 않더라도 부드럽게 베이스(20)와 홀더부재(40)의 압입 공정을 수행할 수도 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도 이다.

이 경우, 베이스(20)와 홀더부재(40)는 상호 끼워 맞춤 결합될 수 있는데, 공차 등에 의해 발생될 수 있는 틈새는 에폭시 수지를 도포하여 형성된 실링부재(200)로 실링 될 수 있다.

즉, 베이스(20)와 홀더부재(40)의 결합 시 문제가 되는 틈새 부분에 일정 두께로 에폭시 수지로 마련된 실링부재(200)를 도포하면, 조립 후 실링부재(200)가 도포된 부분이 경화되면서 틈새를 막아 외부 이물이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

한편, 상기 실링부재(200)는 상기 베이스(20)의 상부면 측에 도포되는 것이 좋다. 물론, 베이스(20)의 측벽 또는 홀더부재(40)의 내측면 등에 도포될 수도 있으나, 이 경우, 도포된 실링부재(200)가 흘러 다른 구성부품들을 오염시킬 우려가 있기 때문에, 도포 지점에서 흘러 넘치더라도, 가장 영향이 적은 베이스(20) 상부면 가장자리 부분에 도포될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도 이다.

이 경우, 상기한 제 2 실시예와 같이 에폭시 수지로 형성되는 실링부재(200)가 베이스(20)와 홀더부재(40) 사이에 형성되는 틈새에 도포되는 것은 동일하지만, 이때, 상온에서 액체 상태인 상기 에폭시 수지로 형성된 실링부재(200)는 홀더부재(40) 측의 상기 베이스(20)를 마주보는 면에 형성된 도피 홈(60)에 일정 두께 이상으로 먼저 도포된 후에 베이스(20)와 홀더부재(40)의 조립이 진행될 수 있다.

이 경우, 상기 도피 홈(60) 내부에 주입 및 도포된 실링부재(200)는 열 경화 공정 중에 하측의 베이스(20) 쪽으로 흘러내리면서, 이물 유입 등이 발생할 수 있는 공간부로 유입되어 경화된다. 그러면, 베이스(20)와 홀더부재(40)의 결합 시 발생할 수 있는 틈새를 폐쇄하여, 이 곳을 통해 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다. 한편, 상기 도피 홈(60)은 상기 홀더부재(40)의 바닥면 끝단 전체에 형성될 수도 있고, 일부 구간에 설치될 수도 있다.

한편, 상기한 제 2 및 제 3 실시예와 같이 에폭시 수지로 형성된 실링부재(200)는 상기 렌즈 배럴(30)의 움직임을 탄력적으로 지지하는 탄성부재와는 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다.

또한, 상기한 제 2 및 제 3 실시예와 같이 에폭시 수지로 실링부재(200)를 마련하면, 실링부재(200)가 경화되면서, 상기 베이스(20)와 홀더부재(40)의 결합력을 증가시키는 부수적인 효과를 얻을 수도 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; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 베이스 21; 요홈
30; 렌즈 배럴 40; 홀더부재
50; 커버부재 60; 도피 홈
100, 200; 실링부재

Claims (16)

1. 상판과, 상기 상판에서 아래로 연장되는 측판을 포함하는 홀더부재;
   상기 홀더부재 내에 배치되는 보빈;
   상기 홀더부재에 배치되는 마그네트;
   상기 보빈에 배치되고, 상기 마그네트와 대향하는 코일;
   상기 홀더부재의 아래에 배치되는 베이스; 및
   상기 홀더부재의 상기 측판과 상기 베이스 사이에 배치되는 실링부재를 포함하고,
   상기 베이스는 상기 베이스의 외측면에 형성되고 상기 실링부재의 적어도 일부가 배치되는 홈을 포함하고,
   상기 실링부재는 상기 베이스의 상기 홈에 배치되는 제1부분과, 상기 제1부분으로부터 연장되어 상기 베이스의 상기 외측면과 상기 홀더부재의 상기 측판의 내면에 접촉되는 제2부분을 포함하는 보이스 코일 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는 수평방향으로 상기 베이스와 상기 홀더부재의 상기 측판에 오버랩되고,
   상기 실링부재는 상기 수평방향으로 상기 베이스와 상기 홀더부재의 상기 측판 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 베이스의 상기 홈은 상기 베이스의 상기 외측면에서 내측으로 함몰 형성되는 보이스 코일 모터.
4. 제1항에 있어서,
   상기 홀더부재의 상판에 배치되는 커버부재를 포함하고,
   상기 베이스의 상기 외측면과 상기 홀더부재의 상기 측판의 적어도 일부는 대향하는 보이스 코일 모터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 베이스는 상기 베이스의 상기 외측면에서 외측으로 돌출되는 단차부를 포함하고,
   상기 베이스의 상기 단차부의 상면과 상기 홀더부재의 상기 측판의 하면은 대향하고,
   상기 베이스의 상기 홈은 상기 베이스의 상기 단차부보다 위에 배치되는 보이스 코일 모터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재의 상기 제2부분은 상기 베이스의 상기 홈에서 노출되어 상기 베이스의 상기 외측면과 상기 홀더부재의 상기 측판의 내면 사이에 위치하는 보이스 코일 모터.
7. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는 탄성 변형이 가능한 재질로 형성되는 보이스 코일 모터.
8. 제1항에 있어서,
   상기 실링부재는 열경화성 에폭시인 보이스 코일 모터.
9. 기판;
   상기 기판에 실장되는 이미지 센서; 및
   상기 기판의 위에 배치되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 보이스 코일 모터를 포함하는 카메라 모듈.
10. 제9항의 카메라 모듈을 포함하는 스마트폰.
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