KR102122550B1

KR102122550B1 - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR102122550B1
Application number: KR1020130133678A
Authority: KR
Inventors: 최용남
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2020-06-26
Also published as: KR20150051765A

Abstract

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 결합되는 홀더부재; 상기 홀더부재에 결합되는 적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치된 렌즈배럴; 상기 렌즈배럴 상측에 배치되는 액츄에이터부; 및 상기 렌즈배럴 상부면에 형성되어 일단은 상기 액츄에이터부와 통전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 인쇄회로기판과 연결되는 배선부재와 통전 가능하게 연결되는 도전 패턴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.

카메라 모듈은 이미지 센서와 전기적 신호를 전달하는 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판과, 상기 이미지 센서에 적외선 영역의 빛을 차단하는 적외선 차단필터 및 상기 이미지 센서에 화상을 전달하는 적어도 한 장 이상의 렌즈들로 구성되는 광학계를 포함할 수 있다.

기존의 카메라 모듈에서 오토 포커싱 작업을 수행하려면, 액츄에이터를 구동하기 위해서, 양극의 AF 터미널(Auto Focus Terminal)과 PCB AF 패드(PCB Auto Focus Pad)를 통전 가능하게 연결해야 하며, 이는, 충격에 취약하다는 문제점이 있다.

또한, 액츄에이터를 액츄에이터부를 사용할 경우, 렌즈배럴 상단에 액츄에이터부를 마운팅 한 후에, 이를 PCB 등과 같은 배선부재를 이용하여 이미지 센서 등이 실장 된 인쇄회로기판과 통전 가능하게 연결 한다.

고정 초점 방식(non-focusing type)의 카메라 모듈에서는 렌즈배럴을 사출 성형하면서 통전성 배선부재를 표면 실장 하거나, 인서트 사출성형 등을 통해 상기한 배선부재를 일체로 구성하기 용이하다. 하지만, 초점 조정 방식(focusing type)의 카메라 모듈의 경우에는 렌즈배럴을 홀더 부재 등에 나사 결합하면서 초점을 조정하는 공정이 수반되므로, 별도의 배선부재를 구비하여 배선부재의 양단을 각각 액츄에이터부와 인쇄회로기판에 통전 가능하게 연결해야 하는 번거로움이 있다.

특히, 배선부재로 전선(wire) 또는 FPCB 등을 사용할 수 있는데, 이들 배선부재를 액츄에이터부에 직접 연결 할 때 신뢰성 문제가 발생할 수 있으며, 카메라 모듈의 높이가 높아질 수 있다는 문제점이 있다.

본 실시예는 조립성이 향상되며, 높이를 낮출 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

상기 도전 패턴은 상기 액츄에이터부와 연결되는 제 1 전극; 및 상기 제 1 전극과 일체로 형성되며, 상기 배선부재와 연결되는 제 2 전극;을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 전극은 서로 다른 형상을 가질 수 있다.

상기 제 1 전극은 상기 렌즈 중심을 기준으로 일정 각도(θ)를 가지는 원호 형상으로 마련될 수 있다.

상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극의 원호와 수직인 방향으로 렌즈배럴의 바깥쪽 방향을 향하도록 형성될 수 있다.

상기 도전 패턴은 한 쌍이 상기 렌즈 중심을 기준으로 대칭 배치될 수 있다.

상기 액츄에이터부는 상기 도전 패턴과 통전 가능하게 연결되는 전극을 포함할 수 있다.

상기 전극은 상기 도전 패턴과 솔더 및 도전성 접착제 중 어느 하나로 통전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 배선부재는 전선 및 연성회로기판 중 어느 하나일 수 있다.

상기 배선부재는 상기 액츄에이터부와 간섭되지 않도록 연결될 수 있다.

상기 렌즈배럴은 상기 홀더부재에 나사 결합될 수 있다.

포커싱 방식의 카메라 모듈에 적용 되는 렌즈배럴의 상부면에 표면 전극 형성 기술을 이용하여 형성된 전극을 배선부재 연결부와 액츄에이터부 연결부의 형상을 서로 다르게 구성하여, 렌즈배럴이 홀더부재에 회전 결합될 경우 발생될 수 있는 공차에 대응 가능하다.

또한, 표면 전극 형성 기술을 이용하여 형성된 전극을 가이드로 사용하여, 액츄에이터부의 정확한 설치 위치를 설정할 수 있어, 액츄에이터부의 정밀한 곡률 반경을 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도,
도 3은 렌즈배럴의 상부면을 도시한 평면도,
도 4는 렌즈배럴의 상부면에 액츄에이터부가 설치된 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 4의 도전 패턴을 확대하여 도시한 도면,
도 6은 렌즈배럴의 상부면에 배선부재와 액츄에이터부가 연결된 상태를 도시한 도면, 그리고,
도 7은 도 6의 도전 패턴을 확대하여 도시한 도면 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 홀더부재(20), 렌즈배럴(30) 및 오토 포커싱 기능 및/또는 손떨림 보정 수행을 위한 액츄에이터부(40)를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(10)은 대략 중앙 부근에 이미지 센서(11)가 실장 되며, 상기 이미지 센서(11) 제어를 위한 소자유닛이 표면에 실장 될 수 있다. 인쇄회로기판(10)과 이미지 센서(11)는 와이어 본딩 결합될 수도 있고, 필요에 따라, 플립칩 또는 CSP 공정 등을 이용하여 통전 가능하게 연결될 수도 있다. 인쇄회로기판(10)에는 외부 연결을 위한 미도시된 단자부가 형성될 수 있다.

홀더부재(20)는 상기 인쇄회로기판(10)과 결합하여, 상기 이미지 센서(11)가 외부에 노출되지 않도록 보호할 수 있다. 상기 홀더부재(20)는 상기 이미지 센서(11)와 마주보는 중앙 부근에 적외선 차단 필터(21)를 배치하여, 적외선 성분이 이미지 센서(11) 측으로 전달되지 않도록 한다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며, 적외선 차단 필터(21)를 삭제하고, 후술할 렌즈배럴(30)에 설치되는 복수 매의 렌즈들 중 어느 하나에 적외선 차단 코팅을 수행하는 것으로 대체할 수도 있다. 또는 상기 렌즈배럴(30)의 최후단 렌즈의 전후에 적외선 차단 필터를 설치할 수도 있다.

홀더부재(20)는 카메라 모듈의 외관을 형성하도록 구성될 수도 있고, 도시하지는 않았으나 별도의 쉴드 캔 등으로 외부 표면을 상기 홀더부재를 덮도록 추가 구성될 수도 있다. 또는 홀더부재(20)의 외부면을 전자기파 차폐가 가능하도록 도전성 필름 등으로 도포하며, 별도의 쉴드 캔의 조립 공정을 삭제하는 것도 가능하다.

렌즈배럴(30)은 상기 홀더부재(20)의 내측에 조립될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 렌즈배럴(30)은 외주면에 나사산을 형성하여, 상기 홀더부재(20)의 중앙 부근에 나사 결합될 수 있다. 렌즈배럴(30)의 내부 공간에는 적어도 한 장 이상의 렌즈(32)가 설치될 수 있는데, 필요에 따라 3장 또는 그 이상의 음과 양의 파워(power)를 가지는 렌즈가 설치될 수 있다.

액츄에이터부(40)는 상기 렌즈배럴(30)의 상부면(31)에 배치되어, 오토 포커싱 기능 및/또는 손떨림 보정을 수행할 수 있다. 액츄에이터부(40)는 MEMS 액츄에이터는 물론, 곡률변화 광학부재, 액체렌즈 등과 같이 광학부재의 굴절률을 변경하여 초점을 조정할 수 있는 구성이면 어떠한 것이든 적용 가능하다. 액츄에이터부(40)는 굴절률 제어를 위해 적어도 2개 이상의 전극(41)을 구비할 수 있다.

상기 액츄에이터부(40)는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 대략 사각형상을 가질 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

상기 전극(41)은 상기 액츄에이터부(40)의 제어를 위해 상기 인쇄회로기판(10)과 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기 전극(41)과 인쇄회로기판(10)의 미도시된 단자는 다양하게 연결될 수 있는데, 본 실시예는 그 일 예로, 렌즈배럴(30)의 상부면에 형성된 도전 패턴(100)과 배선부재(200)를 이용하여 통전 가능하게 연결되는 구성이다. 상기 전극(41)은 상기 도전 패턴(100)과 제 1 연결부(W1)(도 2 참조)에서 솔더 및 도전성 접착제, Ag 도트 중 어느 하나로 통전 가능하게 연결될 수 있다.

상기 도전 패턴(100)은, 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈배럴(30)의 상부면(31)에 형성될 수 있다.

상기 도전 패턴(100)을 형성하는 기술은 크게 3가지 기술로 나눌 수 있다.

우선, 제 1 방식은 이중 성형을 통한 패터닝 방법으로, 렌즈배럴(30)을 구성하는 부분과 도전 패턴(100)을 구성할 상부면(31)을 서로 다른 재질의 합성수지로 사출 성형하는 것으로, 상기 렌즈배럴(30)의 몸체는 절연성 재질로 사출하고, 도전 패턴(100)을 형성할 렌즈배럴(30)의 상부면(31) 부분은 통전성 합성수지를 이용하여 사출하거나, 금속 도금 작업이 용이한 합성수지를 이용하여 사출한다. 그리고, 상기 렌즈배럴(30)을 사출 성형한 후, 도금 작업과 같은 후속 공정으로 도전 패턴(100)을 완성하는 방식이다.

제 2 방식은 렌즈배럴(30)을 구성하는 재료에 빛과 열에 반응하는 불순물을 포함시킨 상태에서 상기 렌즈배럴(30)을 사출 성형하고, 사출 성형된 렌즈배럴(30)의 상부면(31)에 레이저 노광과 같은 표면 패터닝 작업을 통해, 도전 패턴(100)이 형성될 상부면(31)에 배선 패턴을 형성한다. 이와 같이 도전 패턴(100)이 형성되면, 상기 도전 패턴(100) 자체가 통전 가능한 성질을 가지므로, 바로 표면실장부품(SMD) 또는 부속 전자부품을 장착할 수도 있다.

제 3 방식은 전면 메탈라이징 후 비회로 부분을 식각하여 패터닝 하는 방법으로, 렌즈배럴(30)의 상부면(31)을 메탈라이징 하고, 이 중, 도전 패턴(100)을 형성할 부분만을 남기고, 나머지 부분은 식각하여 도전 패턴(100)을 렌즈배럴(30)의 표면에 일체로 형성하는 구성이다.

본 실시예에 따르면, 상기 도전 패턴(100)은 제 1 전극(110)과 제 2 전극(120)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 전극(110)(120)은 동일 재질로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(110)(120)은 서로 다른 형상으로 마련될 수 있다.

제 1 전극(110)은 상기 액츄에이터부(40)와 연결될 수 있다. 상기 제 1 전극(110)은 렌즈 중심(O)을 기준으로 일정 각도(θ)를 가지는 원호 형상으로 마련될 수 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 중심(O)과 연결되며, 상기 제 1 전극(110)의 양 끝단과 연결되는 가상의 선을 (a), (b)라고 한다면, 상기 가상의 선 (a)와 (b) 사이의 각도(θ)는 렌즈배럴(30)의 포커싱 조정을 위해 회전하는 회전 각도에 따라 가변 될 수 있는데, 40 내지 50도 사이의 각도를 가질 수 있다.

또한, 제 1 전극(110)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중심(O)을 기준으로 원호 형상을 가지는 제 1 원호(111) 및 제 2 원호(112)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 원호(111)(112)는 일정 거리 이격되는 것이 좋은데, 이 이격 거리는 상기 전극(41)의 폭 보다 크게 형성되어, 상기 렌즈배럴(30)의 회전 하더라도 상기 전극(41)이 상기 제 1 전극(110)과의 접촉이 해제되지 않도록 하기 위함이다.

제 2 전극(120)은 상기 제 1 전극(110)과 일체로 형성되며, 상기 배선부재(200)와 연결될 수 있다. 상기 제 2 전극(120)은 제 1 전극(110)의 원호와 수직인 방향 또는 크로스하는 방향으로 렌즈배럴(30)의 바깥쪽 방향을 향하도록 형성될 수 있다.

상기 제 2 전극(120)에는 배선부재(200)가 통전 가능하게 연결될 수 있는데, 이때, 상기 배선부재(200)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터부(40)와는 간섭되지 않도록 연결될 수 있다.

한편, 제 1 및 제 2 전극(110)(120)으로 구성되는 도전 패턴(100)은 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 이들은 상기 렌즈 중심(O)을 기준으로 대칭 배치될 수 있다. 만일 2개 이상의 전극들이 구성될 경우에도 공간 효율성 등을 감안하여, 각각의 전극들은 렌즈 중심(O)(도 1 참조)을 기준으로 등간격으로 배치될 수 있다.

한편, 상기 제 1 및 제 2 전극(110)(120)은 도 7에 도시된 바와 같이, 대략 T자 형상으로 마련되면서 연결 부분이 형성되는데, 이 연결 부분을 이용하여 액츄에이터부(40)의 정확한 설치 위치를 가이드 할 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극(110)의 제 2 원호(112)와 제 2 전극(120)의 제 1 벽면(121)이 서로 만나는 지점(45)이 상기 액츄에이터부(40)의 일측 벽면과 정렬되도록 배치하고 그 반대편 또한 이와 동일하게 배치할 때, 액츄에이터부(40)의 중심과 미도시된 렌즈들의 중심이 서로 정렬될 수 있도록 하여, 정밀하게 액츄에이터부(40)를 실장(mount) 하는 것이 가능하다.

배선부재(200)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일단은 상기 도전 패턴(100)의 제 2 전극(120)과 제 2 연결부(W2)(도 2 참조)에서 솔더 및 도전성 접착제, Ag 도트 중 어느 하나로 통전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 그 타단은 미도시된 인쇄회로기판(10)의 단자부와 연결될 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이, 상기 배선부재(200)는 외부에 노출되지 않도록, 상기 홀더부재(20)에 오목한 요홈을 형성하여 배선부재(200)를 수용할 수도 있다. 이때, 상기 요홈은 홀더부재(20)의 측벽과 상부면과 각각 도 1의 a 및 b 만큼의 깊이를 가질 수 있다. 상기 배선부재는(200) 전선(wire) 및 연성회로기판(FPCB) 중 어느 하나일 수 있다.

이상과 같은 본 실시예에 따르면, 초점 조정 방식의 카메라 모듈의 렌즈배럴(30)의 상부면(31)에 도전 패턴(100)을 형성하여 이 곳에 액츄에이터부(40)를 통전 가능하게 연결 및 고정하므로 종래와 같이 배선부재로 직접 연결하는 구조에 비해 카메라 모듈의 신뢰성 및 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전선이나 플랙시블 인쇄회로기판 등과 같은 별도의 배선부재를 액츄에이터부(40)에 직접 솔더링 등으로 연결하는 것에 비해, 카메라 모듈의 높이를 줄일 수 있다.

이상에서 본 실시예에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 실시예의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 홀더부재 21; 적외선 차단 필터
30; 렌즈배럴 31; 상부면
32; 렌즈 40; 액츄에이터부
100; 도전 패턴 110; 제 1 전극
120; 제 1 전극 200; 배선부재

Claims

인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판의 상면에 배치되는 이미지 센서;
상기 인쇄회로기판과 결합되는 홀더부재;
상기 홀더부재 내에 배치되는 렌즈배럴;
상기 렌즈배럴 내에 배치되는 렌즈;
상기 렌즈배럴의 상면에 배치되는 액츄에이터;
상기 렌즈배럴의 상기 상면에 형성되는 도전패턴; 및
적어도 일부가 상기 렌즈배럴의 상기 상면에 배치되는 배선부재를 포함하고,
상기 액츄에이터와 상기 배선부재는 서로 이격되고,
상기 도전패턴은 적어도 일부가 상기 액츄에이터의 아래에 배치되는 제1전극과, 상기 제1전극으로부터 외측으로 연장되고 적어도 일부가 상기 배선부재의 아래에 배치되는 제2전극을 포함하고,
상기 배선부재는 상기 도전패턴의 상기 제2전극에 배치되는 제1영역과, 상기 제1영역으로부터 연장되고 상기 인쇄회로기판과 연결되는 제2영역을 포함하고,
상기 액츄에이터는 상기 도전패턴의 상기 제1전극 내에 배치되고 상기 도전패턴의 상기 제1전극과 통전되는 제3전극을 포함하고,
상기 도전패턴의 상기 제1전극의 면적은 상기 액츄에이터의 상기 제3전극의 면적보다 큰 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도전패턴의 상기 제1전극은 광축을 원심으로 하는 제1원호와 제2원호를 포함하고,
상기 제1원호와 상기 제2원호는 서로 이격되고,
상기 제1원호과 상기 제2원호의 반경 반향으로의 이격 거리는 상기 액츄에이터의 상기 제3전극의 최대 폭보다 크게 형성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도전패턴의 상기 제1전극은 상기 렌즈의 중심을 기준으로 일정 각도를 가지는 원호 형상으로 형성되고,
상기 각도는 상기 렌즈의 중심과 상기 제1전극의 일단을 연결한 가상의 제1직선과 상기 렌즈의 중심과 상기 제1전극의 타단을 연결한 가상의 제2직선 사이의 각도이고,
상기 렌즈배럴의 회전 각도에 따라 가변되는 카메라 모듈.
제3항에 있어서,
상기 각도는 40 내지 50도인 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도전패턴의 상기 제1전극은 상기 도전패턴의 상기 제2전극과 다른 형상으로 형성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도전패턴의 상기 제1전극은 상기 도전패턴의 상기 제2전극과 동일한 재질로 형성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도전패턴의 상기 제1전극은 상기 도전패턴의 상기 제2전극과 일체로 형성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 도전패턴은 2개의 도전패턴을 포함하고,
상기 2개의 도전패턴은 상기 렌즈의 중심을 기준으로 대칭으로 배치되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 액츄에이터의 상기 제3전극은 상기 도전패턴의 상기 제1전극과 솔더 및 도전성 접착제 중 어느 하나로 통전 가능하게 연결되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,
상기 배선부재는 와이어 및 연성회로기판(FPCB) 중 어느 하나를 포함하는 카메라 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 액츄에이터는 초점을 조정할 수 있는 액체 렌즈인 카메라 모듈.
제1항의 카메라 모듈을 포함하는 스마트폰.