KR102178792B1 - 보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents

보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈 Download PDF

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Abstract

보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈이 개시된다. 이미지 센서가 장착되는 인쇄회로기판; 및 상기 이미지 센서를 수용하는 브라켓 영역과 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴 영역이 일체화되어 형성되고, 상기 인쇄회로기판의 상부에 배치되는 보강 하우징을 포함한다.

Description

보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈{Reinforced housing and camera module including the same}
본 발명은 보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
스마트폰 등 다양한 전자 기기에 사진 촬영 등의 목적으로 이미지 센서와 렌즈 등을 모듈화하여 사이즈를 줄인 소형 카메라 모듈이 다수개 구비되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 카메라 모듈의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈은 케이스(110), 렌즈 배럴(130), 액추에이터(140), 브라켓(160), 적외선 차단 필터(IR 필터)(170), 이미지 센서(180) 및 인쇄회로기판(190)을 포함한다. 참고로, 식별번호 120은 상부 탄성 부재, 150은 하부 탄성 부재를 나타낸다.
케이스(110)는 하부가 개방된 육면체의 형태를 가지고, 상면(上面) 중심부에는 광 투과홀이 형성되며, 케이스(110)의 하부는 브라켓(160)에 의해 지지된다.
렌즈 배럴(130)은 빛을 입사하도록 광축 방향으로 순차적 적층된 복수의 렌즈를 수용하여 고정 및 보호한다.
액추에이터(140)는 오토 포커싱(auto focusing)을 위해 렌즈 배럴(130)을 광축 방향으로 이동시킨다. 액추에이터(140)는 보빈(141), 코일(142), 영구자석(143) 및 요크(144)를 포함한다.
인쇄회로기판(190)의 상면에는 유입된 빛에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 이미지 센서(180)가 장착된다. 브라켓(160)은 렌즈 배럴(130)의 하부에 위치되어 이미지 센서(180)를 수용한다. 브라켓(160)의 상면에는 이미지 센서(180)로 빛이 유입되도록 중앙 개구부가 구비되며, 중앙 개구부에는 적외선을 필터링하는 적외선 차단 필터(170)가 구비된다.
일반적으로 소형화된 카메라 모듈의 브라켓(160)은 얇은 두께로 사출 제작되고 있다. 그러나, 얇은 두께로 사출 제작되는 특성상 카메라 모듈의 내구성이 약화될 수 밖에 없고, 수축 또는/및 휨이 발생되기 쉬우며 크랙이 자주 발생되는 문제점이 있다.
또한 브라켓(160) 등 카메라 모듈의 하부 구조의 내측 공간(즉, 이미지 센서(103)가 수용된 공간) 내에 유입된 빛이 난반사되어 플레어(flare) 발생이 가능한 문제점도 있다.
또한, 종래의 카메라 모듈은 오토 포커싱 기능을 구비하지 않더라도 렌즈 배럴(130)과 브라켓(160)이 분리되어 있어, 작업 공수가 많이 소요되는 문제점도 있다.
한국등록특허 제10-1703246호(카메라 모듈 및 이를 포함하는 이동 통신 단말기) 한국공개특허 제10-2017-0108668호(렌즈 배럴 어셈블리 및 이를 포함하는 렌즈 모듈)
본 발명은 하부 구조의 두께가 얇게 제작되더라도 수축이나 휨에 강인하여 내구성을 유지하면서 모듈 외형의 크기를 감소시킬 수 있는 보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 이미지 센서를 수용하는 브라켓 영역의 내측 표면에서 난반사되는 빛의 양을 최소화하여 화질 향상을 도모할 수 있는 보강 하우징 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이미지 센서가 장착되는 인쇄회로기판; 및 상기 이미지 센서를 수용하는 브라켓 영역과 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴 영역이 일체화되어 형성되고, 상기 인쇄회로기판의 상부에 배치되는 보강 하우징을 포함하되, 상기 보강 하우징은 상기 브라켓 영역과 상기 렌즈 배럴 영역이 일체화되어 형성되는 기본 하우징과 보강 브라켓을 이용하여 형성되고, 상기 기본 하우징의 사출 제작시 상기 브라켓 영역에 보강 브라켓이 인서트되는 인서트 사출 기법으로 상기 보강 하우징이 제작되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈이 제공된다.
상기 기본 하우징은 상부의 유입홀과 개방된 하부를 연결하는 공동(空洞)이 내부에 형성되고, 상기 보강 브라켓은 중앙 개구부가 관통 형성된 상면과 상기 상면의 둘레를 이루는 변(邊)에 연결된 하나 이상의 측면을 가지도록 몸체가 형성되며, 상기 보강 브라켓의 상면 일부는 상기 기본 하우징의 몸체에서 돌출되어 상기 공동에 노출되는 연장 노출 부위를 가지고, 상기 중앙 개구부는 상기 공동에 위치될 수 있다.
상기 기본 하우징은 미리 지정된 절연 물질을 이용하여 형성되고, 상기 보강 브라켓은 서스(SUS) 재질로 형성될 수 있다.
상기 중앙 개구부를 폐쇄하도록 적외선 차단 필터가 배치되되, 상기 적외선 차단 필터는 상기 연장 노출 부위의 상측 표면 또는 하측 표면에 부착되어 고정될 수 있다.
상기 이미지 센서가 수용되는 수용 공간을 형성하는 상기 브라켓 영역의 상부 하측 표면은 무반사 특성을 가지도록 무반사 부식 처리 및 무반사 코팅막 형성 처리 중 하나 이상으로 처리되고, 상기 보강 브라켓의 상기 연장 노출 부위의 하부 표면은 흑화(黑化) 코팅 처리될 수 있다.
상기 보강 브라켓의 몸체에는 상기 기본 하우징과의 결합력 강화를 위한 관통홀이 하나 이상 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하부 구조의 두께가 얇게 제작되더라도 수축이나 휨에 강인하여 내구성을 유지하면서 모듈 외형의 크기를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 이미지 센서를 수용하는 브라켓 영역의 내측 표면에서 난반사되는 빛의 양을 최소화하여 화질 향상을 도모할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 카메라 모듈의 일 예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 하우징의 제작 기법을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 형상을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 하우징의 구조를 설명하기 위한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 하우징의 제작 기법을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 형상을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강 하우징의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 보강 하우징(200)은 기본 하우징(210)과 보강 브라켓(220)이 인서트 사출 기법으로 일체로 성형 제작된다. 여기서, 보강 하우징(200)은 렌즈 배럴 영역(212)과 브라켓 영역(214)에서 서로 연결되는 공동(空洞)을 가지며, 보강 하우징(200)의 상면에는 공동에 연결되는 유입홀(216)이 형성되고, 보강 하우징의 하부는 개방되도록 형성된다.
기본 하우징(210)은 상부의 렌즈 배럴 영역(212)과 하부의 브라켓 영역(214)이 일체로 형성되도록 예를 들어 플라스틱, 수지 등의 절연 물질을 이용하여 사출 제작된다.
렌즈 배럴 영역(212)은 빛을 입사하여 이미지 센서(180)로 모아주도록 광축 방향으로 순차 배열되는 복수의 렌즈를 수용하여 고정하는 영역이다. 빛이 렌즈 배럴 영역(212)의 내부로 유입되도록 하기 위해 기본 하우징(210)의 상부에는 빛이 유입되는 유입홀(216)이 관통 형성된다.
브라켓 영역(214)은 예시된 바와 같이 단턱을 가지도록 주변으로 확장되어 렌즈 배럴 영역(212)에 비해 상대적으로 큰 외형 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 물론, 렌즈 배럴 영역(212)과 브라켓 영역(214)이 서로 동일한 외형 단면적으로 가지도록 예를 들어 육면체 형태 또는 각이 없는 원형으로 형성될 수도 있음은 당연하다.
브라켓 영역(214)은 렌즈 배럴 영역(212)과 이어지는 공동, 즉 수용 공간(460, 도 4 참조)을 가지며, 하부가 개방된 형상으로 형성되어 인쇄회로기판(190)의 상면에 장착된 이미지 센서(180)를 수용 공간(460)에 수용한다. 브라켓 영역(214)이 이미지 센서(180)를 수용하기에 적절한 높이로 형성됨은 당연하다.
본 실시예에 따른 기본 하우징(210)은 렌즈 배럴 영역(212)과 브라켓 영역(214)이 일체화되어 형성됨으로써, 렌즈 배럴과 브라켓이 분리된 종래의 카메라 모듈에 비해 상대적으로 적은 작업 공수로 카메라 모듈의 제작이 가능하도록 하는 장점이 있다.
보강 브라켓(220)은 중앙 개구부(222)가 형성된 상면(예를 들어, ㅁ자 형상)과 상면의 둘레를 형성하는 하나 이상의 변에 연결되는 하나 이상의 측면을 가지며 하부가 개방된 예를 들어 ㄱ자 혹은 ㄷ자 단면 형상의 몸체로 형성될 수 있다. 도 2 등에는 중앙 개구부(222), 보강 브라켓(220)의 상면 등의 형상이 사각형인 경우가 예시되었으나, 그 형상이 이에 한정되지 않음은 당연하다.
보강 브라켓(220)의 상면에 관통 형성되는 중앙 개구부(222)는 렌즈 배럴 영역(212)에 장착된 렌즈와 동일한 광축상에 위치되어, 렌즈를 통해 입사되는 빛이 이미지 센서(180)로 진행되도록 한다. 보강 브라켓(220)의 중앙 개구부(222)에는 입사되어 이미지 센서(180)로 진행하는 빛에서 적외선을 필터링할 수 있는 적외선 차단 필터(IR 필터)(170)가 구비된다.
여기서, 보강 브라켓(220)은 서스(SUS) 재질을 이용하여 제작될 수 있다. 또한, 기본 하우징(210)의 브라켓 영역(214)의 측면 높이가 보강 브라켓(220)의 측면 높이보다 상대적으로 높게 형성되어 보강 브라켓(220)의 측면 단부가 외부에 노출되지 않도록 할 수 있다.
기본 하우징(210)의 사출 제작시, 보강 브라켓(220)이 기본 하우징(210)의 브라켓 영역(214)에 인서트되어 보강 하우징(200)이 제작되도록 한다.
보강 브라켓(220)이 인서트되어 보강 하우징(200)이 제작될 때, 보강 브라켓(220)의 중앙 개구부(222)가 광축 방향, 이미지 센서(180)의 장착 위치 등을 고려하여 위치될 수 있음은 당연하다. 또한, 보강 브라켓(220)의 상면 몸체 일부가 보강 하우징(200)의 공동으로 돌출되어 외부 노출되도록 위치된다(도 4의 (a) 참조).
보강 브라켓(220)의 몸체(즉, 상면 및 측면 중 하나 이상)에는 하나 이상의 관통홀이 형성(도 2 참조)되어 기본 하우징(210)에 인서트되어 사출 제작될 때 절연 물질이 침투되어 기본 하우징(210)과 보강 브라켓(220)간의 결합력이 극대화되도록 할 수 있다.
도 3과 도 3의 a-b 단면이 도시된 도 4의 (a)를 함께 참조하면, 보강 하우징(200)의 브라켓 영역(214)의 수용 공간(460)에 인쇄회로기판(190)에 장착된 이미지 센서(180)가 수용되도록 보강 하우징(200)이 인쇄회로기판(190)의 상부에 고정된다. 인쇄회로기판(190)은 연성 인쇄회로기판(310)에 의해 소켓(320)과 전기적으로 연결된다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 보강 하우징(200)은 예를 들어 서스 재질로 형성되는 보강 브라켓(220)이 예를 들어 절연 물질로 형성되는 기본 하우징(210)에 인서트 사출되어 제작된다.
보강 브라켓(220)의 상면에는 중앙 개구부(222)가 관통 형성된다. 보강 브라켓(220)의 상면 몸체의 일부는 기본 하우징(210)으로부터 외부 돌출되어 보강 하우징(200)의 공동에 노출되는 연장 노출 부위(도시된 영역 B 참조)를 형성한다.
보강 하우징(200)의 렌즈 배럴 영역(212)에 장착된 렌즈와 동일 광축상에 형성되어 보강 하우징(200)의 공동에 위치하는 보강 브라켓(220)의 중앙 개구부(222)에는 적외선 차단 필터(170)가 구비된다. 여기서, 적외선 차단 필터(170)는 중앙 개구부(222)를 폐쇄하는 형태로 보강 브라켓(220)의 연장 노출 부위의 상측 표면 또는 하측 표면에 부착되어 고정될 수 있다.
도 4에 예시된 바와 같이, 예를 들어 상면에 적외선 차단 필터(170)에 의해 폐쇄되는 중앙 개구부(222)가 형성된 보강 브라켓(220)이 인서트된 브라켓 영역(214)은 인쇄회로기판(190)에 장착된 이미지 센서(180)를 수용하기 위한 수용 공간(460)을 가진다.
수용 공간(460) 내에 수용된 이미지 센서(180)에는 렌즈를 통해 유입되는 빛이 적외선 차단 필터(170)를 통과하여 도달된다. 그러나, 이미지 센서(180)에 도달된 빛 중 일부는 이미지 센서(180)에 의해 반사되고, 반사된 빛이 다시 수용 공간(460)을 형성하는 브라켓 영역(214)의 내측 표면 혹은 보강 브라켓(220)의 연장 노출 부위의 하부 표면 등에 의해 다시 반사되어 이미지 센서(180)로 진행하는 등 다양한 경로로 난반사된다. 이와 같이, 수용 공간(460) 내에서 난반사되는 빛은 화질의 열화를 야기하는 원인이 되고 있다.
수용 공간(460) 내에서 빛의 난반사를 방지하거나 난반사되는 빛의 양을 최소화하기 위해, 수용 공간(460)을 형성하는 브라켓 영역(214)의 상면 하부 표면(도 4의 (b)의 영역 A 참조)은 예를 들어 화학 용액을 이용하여 빛이 반사되지 않는 무반사 특성을 갖도록 무반사 부식 처리되거나, 무반사 코팅막이 형성될 수 있다. 물론, 이러한 무반사 부식 처리 또는 무반사 코팅막 형성이 브라켓 영역(214)의 측면 내측 표면에도 적용될 수 있음은 당연하다.
또한, 보강 브라켓(220)의 연장 노출 부위의 하부 표면(도 4의 (b)의 영역 B 참조)은 빛의 난반사를 방지하기 위해 검은 색으로 처리하는 흑화(黑化) 코팅 처리할 수 있다.
이를 통해 수용 공간(460) 내에서 발생되는 빛의 난반사를 억제하거나 난반사되는 빛의 양을 최소화하여 화질 향상이 도모될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 케이스 130 : 렌즈 배럴
140 : 액추에이터 160 : 브라켓
170 : 적외선 차단 필터 180 : 이미지 센서
190 : 인쇄회로기판 200 : 보강 하우징
210 : 기본 하우징 212 : 렌즈 배럴 영역
214 : 브라켓 영역 216 : 유입홀
220 : 보강 브라켓 222 : 중앙 개구부
310 : 연성 인쇄회로기판 320 : 소켓
460 : 수용 공간

Claims (6)

  1. 이미지 센서가 장착되는 인쇄회로기판; 및
    상기 이미지 센서를 수용하는 브라켓 영역과 렌즈를 수용하는 렌즈 배럴 영역이 일체화되어 형성되고, 상기 인쇄회로기판의 상부에 배치되는 보강 하우징을 포함하되,
    상기 보강 하우징은 상기 브라켓 영역과 상기 렌즈 배럴 영역이 일체화되어 형성된 기본 하우징과 보강 브라켓을 이용하여 형성되고, 상기 기본 하우징의 사출 제작시 상기 브라켓 영역에 상기 보강 브라켓이 인서트되는 인서트 사출 기법으로 상기 보강 하우징이 제작되고,
    상기 기본 하우징은 상부의 유입홀과 개방된 하부를 연결하는 공동(空洞)이 내부에 형성되고, 상기 보강 브라켓은 중앙 개구부가 관통 형성된 상면과 상기 상면의 둘레를 이루는 변(邊)에 연결된 하나 이상의 측면을 가지도록 몸체가 형성되며, 상기 보강 브라켓의 상면 일부는 상기 기본 하우징의 몸체에서 돌출되어 상기 공동에 노출되는 연장 노출 부위를 가지고, 상기 중앙 개구부는 상기 공동에 위치되고,
    상기 중앙 개구부를 폐쇄하도록 적외선 차단 필터가 배치되되, 상기 적외선 차단 필터는 상기 연장 노출 부위의 상측 표면 또는 하측 표면에 부착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기본 하우징은 미리 지정된 절연 물질을 이용하여 형성되고, 상기 보강 브라켓은 서스(SUS) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서가 수용되는 수용 공간을 형성하는 상기 브라켓 영역의 상부 하측 표면은 무반사 특성을 가지도록 무반사 부식 처리 및 무반사 코팅막 형성 처리 중 하나 이상으로 처리되고,
    상기 보강 브라켓의 상기 연장 노출 부위의 하부 표면은 흑화(黑化) 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강 브라켓의 몸체에는 상기 기본 하우징과의 결합력 강화를 위한 관통홀이 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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