KR102141690B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 복수 매의 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더의 상측에 배치되며 무빙 렌즈를 가지는 액츄에이터; 상기 액츄에이터를 포함하는 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 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.
카메라 모듈에는 적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치되어, 광 경로를 형성하는데, 선명한 이미지를 얻기 위하여 오토 포커싱 유닛을 마련할 경우, 오토 포커싱 동작을 위해 설치되는 복수 매의 렌즈들은 서로 동축이 되도록 배열될 필요가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0045611호(2012.05.09. 공개)
본 발명은 렌즈 무빙 방식의 액츄에이터를 구비한 카메라 모듈의 무빙 렌즈와 렌즈 홀더에 설치된 렌즈 군의 중심을 액츄에이터의 조립 과정을 통해 물리적으로 정렬시킬 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 복수 매의 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더; 상기 렌즈 홀더의 상측에 배치되며 무빙 렌즈를 가지는 액츄에이터; 상기 액츄에이터를 포함하는 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.
상기 액츄에이터 패키징은 상기 액츄에이터의 상부 및 하부면을 감쌀 수 있다.
상기 고정유닛은 상기 액츄에이터 패키징의 상기 렌즈 홀더를 마주보는 면에 돌출 형성되는 고정 돌기; 및 상기 렌즈 홀더의 상기 고정 돌기와 대응되는 위치에 형성된 고정 홈;을 포함할 수 있다.
상기 고정유닛은 상기 고정 돌기와 고정 홈 사이에 접착제층이 배치될 수 있다.
상기 고정유닛은 상기 고정 돌기와 고정 홈의 결합에 의해 형성되는 상기 렌즈 홀더와 액츄에이터 패키징 외벽면의 연결부에 도포되는 접착제층을 포함할 수 있다.
상기 고정 돌기는 상기 무빙 렌즈의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상 및 일정 크기를 가지는 핀 형상 중 어느 하나로 형성되고, 상기 고정 홈은 상기 고정 돌기의 형상과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다.
상기 액츄에이터는 마이크로 액츄에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈, 비멤스 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터, 멤스액츄에이터 및 액체렌즈 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 고정유닛은 상기 렌즈 홀더의 상기 액츄에이터 패키징을 마주보는 면에 돌출 형성되는 고정 돌기; 및 상기 액츄에이터 패키징의 상기 고정 돌기와 대응되는 위치에 형성된 고정 홈;을 포함할 수 있다.
복수 매의 렌즈들의 중심을 일일이 정렬시키는 번거로움 없이, 무빙 렌즈를 지지하는 액츄에이터와 복수 매의 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더의 조립에 의해 물리적으로 이들 렌즈의 중심을 일치 시킬 수 있어, 조립 공정이 간소화될 수 있다.
또한, 액츄에이터 고정을 위해 사용되는 에폭시 등의 접착제의 경화를 위해 열 또는 압력 등을 가할 필요가 없기 때문에, 열 또는 압력을 가하는 과정 중에 렌즈 배럴이나 렌즈가 변형 또는 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 접착제를 사용하지 않을 수도 있기 때문에, 접착제의 경화 과정 중에 액츄에이터와 렌즈 홀더가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 도면, 그리고,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 도면, 그리고, 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 도면이다.
도시된 바와 같이 카메라 모듈은 단렌즈 무빙을 이용한 액츄에이터를 가지는 것으로, 인쇄회로기판(10), 렌즈 홀더(20), 액츄에이터(30), 액츄에이터 패키징(40) 및 액츄에이터 고정유닛(100)을 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(10)은 중앙 부근에 이미지 센서(11)가 설치되어 외부 화상을 수록하며, 전원 공급을 위한 드라이버 모듈 및 제어모듈 등이 설치될 수 있다.
렌즈 홀더(20)는 내부 공간에 적어도 한 장 이상의 렌즈들로 구성된 렌즈 군(21)을 지지하며, 상기 인쇄회로기판(10) 및 이미지 센서(11)에 대하여 일정한 위치에 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 렌즈 홀더(20)는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 상기 렌즈 군(21)들을 삽입한 상태로 인서트 사출될 수도 있고, 복수 매의 렌즈들을 순차적으로 조립하여 구성할 수도 있다.
상기 렌즈 홀더(20)는 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(10)의 상부면에 안착 및 고정될 수도 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 미도시된 쉴드 캔 또는 하우징 부재의 내측면에 고정될 수도 있다.
액츄에이터(30)는 상기 렌즈 홀더(20)의 상부면에 배치되는 것으로, 중앙에 한 장의 렌즈로 구성된 무빙 렌즈(31)를 지지할 수 있다. 상기 무빙 렌즈(31)는 도시된 바 화살표 A 방향으로 상하로 움직이면서, 상기 이미지 센서(11)에 결상되는 화상의 초점을 조절할 수 있다. 또한, 상기 액츄에이터(30)는 상기한 화살표 방향 이외에는 틸팅 및/또는 쉬프팅 제어를 통해, 상기 이미지 센서(11)에 결상되는 화상의 손떨림 보정을 수행하는 것도 가능하다.
상기 액츄에이터(30)는 다양하게 구성될 수 있는데, 한 장의 렌즈를 움직일 수 있는 구조라면 어떠한 구조도 사용 가능하다. 예컨대, 상기 액츄에이터(30)는 마이크로 액츄에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈, 비멤스 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터, 멤스액츄에이터 및 액체렌즈 등이 가능하다.
액츄에이터 패키징(40)은 상기 액츄에이터(30)의 상부 및 하부를 일체로 감싸는 것으로, 상기 액츄에이터(30)를 외부 충격 및 오염으로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 액츄에이터 패키징(40)은 상기 액츄에이터(30)를 코어에 배치하여 인서트 사출할 수도 있고, 별도의 상하 분리 부재로 구성하여, 상기 액츄에이터(30)를 중앙에 끼운 상태로 결합 구성되는 것도 가능하다.
액츄에이터 고정유닛(100)은 상기 액츄에이터 패키징(40)과 렌즈 홀더(20)를 물리적으로 결합하기 위해 마련된 것으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 고정 돌기(110), 고정 홈(120)을 포함할 수 있다.
상기 고정 돌기(110)는 상기 액츄에이터 패키징(40)의 상기 렌즈 홀더(20)를 마주보는 바닥면에 돌출 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 무빙 렌즈(31)의 중심(CL)을 기준으로 좌우 대칭이 되도록 형성될 수 있으나, 비대칭으로 형성될 수도 있다.
상기 고정 돌기(110)는 상기 중심(CL)과 동축을 가지는 링 형상으로 마련될 수도 있고, 상기 중심(CL)을 기준으로 복수 개가 일정한 이격 거리를 가지도록 배치되는 것도 가능하다. 예컨대, 복수 개의 고정 돌기(110)가 상기 액츄에이터 패키징(40)의 바닥면으로부터 돌출되는 구조도 가능하다.
상기 고정 홈(120)은 상기 고정 돌기(110)와 대응되는 위치에 형성되는 것으로, 상기 고정 돌기(110)가 상기한 바와 같이 링 형상으로 마련될 경우에는 링 형상의 홈으로 마련되고, 복수 개의 고정 돌기로 마련될 경우, 상기 고정 돌기(110)들과 대응되는 위치에 고정 홈(120)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 고정 돌기(110)와 고정 홈(120)은 상보적인 형상으로서, 최대한 공차를 작게 형성하여, 결합 시 상기 액츄에이터 패키징(40)과 렌즈 홀더(20)가 상기 중심(CL)을 벗어나지 않도록 구성할 수 있다. 즉, 상기 액츄에이터 패키징(40)과 렌즈 홀더(20)의 결합 시 이들의 중심이 동축이 되도록 형성하면, 상기 액츄에이터 패키징(40)과 렌즈 홀더(20) 각각에 설치된 무빙 렌즈(31) 및 렌즈 군(21)의 중심 또한 동축이 되므로, 별도의 조심 공정을 수행할 필요가 없다.
한편, 도 2에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액츄에이터 고정유닛(100)은 고정 돌기(110), 고정 홈(120)의 맞물리는 위치에 접착제층(130)을 더 포함할 수 있다.
즉, 상기한 제 1 실시예와 같이 상보적인 형상의 고정 돌기(110)와 고정 홈(120)의 구성에 추가하여, 이들의 결합 위치의 변경을 방지할 수 있도록 접착제 등을 도포하여 형성한 접착제층(130)을 그 사이에 개재하면 접착제층(130)이 상기 고정 돌기(110)와 고정 홈(120)의 결합 위치를 영구적으로 고정할 수 있다. 이때, 상기 접착제층(130)의 두께는 최대한 얇게 형성하는 것이 좋다.
한편, 상기 접착제층(130)은 상기 고정 돌기(110) 및 고정 홈(120) 사이에 개재되는 대신, 상기 렌즈 홀더(20) 및 액츄에이터 패키징(40) 각각의 외주면의 연결부에 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 접착제층(130)은 연결면 전체에 형성될 수도 있고, 복수 개를 도트(dot) 형태로 도포하는 것도 가능하다.
또한, 보다 정확한 렌즈 정렬을 위해, 상기 액츄에이터 패키징(40)의 상기 렌즈 홀더(20)를 바라보는 면에는 상기 렌즈 군(21)의 최상단 렌즈가 결합될 수 있도록 상기 최상단 렌즈와 상보적인 형상의 렌즈 안착부를 형성하는 것도 가능하다.
한편, 상기한 실시예에서는 상기 고정 돌기(110)는 액츄에이터 패키징(40)에 마련되고, 고정 홈(120)은 렌즈 홀더(20)에 마련된 것을 일 예로 하였으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 고정 홈(120)을 액츄에이터 패키징(40)에 형성하고, 고정 돌기(110)를 렌즈 홀더(20)에 형성할 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 복수 매의 렌즈들이 설치된 렌즈 홀더(20)와 액츄에이터(30)에 설치되는 무빙 렌즈(31) 사이의 조심을 수행하는 공정을 생략할 수 있어 카메라 모듈 조립 고정이 간단해 지고, 조립 비용을 절감할 수 있다.
또한, 에폭시 등과 같은 접착제를 반드시 사용할 필요가 없기 때문에 접착제 경화를 위해 열과 압력을 가하는 공정을 생략할 수 있어, 접착제 경화 과정 중에 가해지는 열 또는 압력에 의해 렌즈나 렌즈 홀더가 변형되는 것을 방지할 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; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 렌즈 홀더 21; 렌즈 군
30; 액츄에이터 31; 무빙 렌즈
40; 액츄에이터 패키징 100; 액츄에이터 고정유닛
110; 고정 돌기 120; 고정 홈
130; 접착제층

Claims (10)

  1. 렌즈 홀더;
    상기 렌즈 홀더에 배치되는 적어도 하나의 렌즈;
    상기 렌즈 홀더의 아래에 배치되고, 이미지 센서가 배치되는 인쇄회로기판;
    상기 적어도 하나의 렌즈의 위에 배치되는 무빙 렌즈;
    상기 무빙 렌즈의 측면에 연결되는 액츄에이터; 및
    상기 렌즈 홀더의 상면에 결합되고, 상기 액츄에이터의 상면과 하면을 일체로 감싸는 액츄에이터 패키징을 포함하고,
    상기 액츄에이터 패키징의 하부와 상기 렌즈 홀더의 상부는 서로 상보적인 형상으로 형성되어, 상기 액츄에이터 패키징이 상기 렌즈 홀더에 결합 시, 상기 액츄에이터 패키징의 중심과 상기 렌즈 홀더의 중심이 서로 동축이 되며,
    상기 적어도 하나의 렌즈의 상부 영역은 상기 렌즈 홀더보다 위에 배치되고,
    상기 액츄에이터 패키징은 상기 렌즈 홀더보다 위에 배치되는 상기 적어도 하나의 렌즈의 상부 영역이 안착되는 렌즈 안착부를 포함하고,
    상기 액츄에이터 패키징의 외주면은 상기 액츄에이터의 외주면보다 외측에 배치되고,
    상기 액츄에이터 패키징은 상기 액츄에이터의 상부에 배치되는 제1 액츄에이터 패키징과, 상기 액츄에이터의 하부에 배치되는 제2 액츄에이터 패키징을 포함하고,
    상기 제1 액츄에이터 패키징과, 상기 제2 액츄에이터 패키징 사이에는 이격 공간이 형성되고,
    상기 이격 공간은 상기 액츄에이터의 외측에 배치되는 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터 패키징은 하면에 형성되는 고정 돌기를 포함하고,
    상기 렌즈 홀더는 상면에 형성되고 상기 고정 돌기와 상보적인 형상으로 형성되는 고정 홈을 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 돌기와 상기 고정 홈 사이에 배치되는 접착제층을 포함하는 카메라 모듈.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 돌기와 상기 고정 홈의 결합에 의해 형성되는 상기 렌즈 홀더와 액츄에이터 패키징 외벽면의 연결부에 도포되는 접착제층을 포함하는 카메라 모듈.

  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정 돌기는 상기 무빙 렌즈의 중심과 동일한 중심을 가지는 링 형상 및 일정 크기를 가지는 핀 형상 중 어느 하나로 형성되고,
    상기 고정 홈은 상기 고정 돌기의 형상과 대응되는 형상으로 마련되는 카메라 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,
    마이크로 액츄에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈, 비멤스 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터, 멤스액츄에이터 및 액체렌즈 중 어느 하나로 구성된 카메라 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터 패키징은 하면에 형성되는 고정 홈을 포함하고,
    상기 렌즈 홀더는 상면에 형성되고 상기 고정 홈과 상보적인 형상으로 형성되는 고정 돌기를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 삭제
  10. 삭제
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