KR102197306B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 결합되며, 중앙에 일정 면적을 가지는 윈도우와 상기 윈도우 부근에 형성되는 적외선 차단 필터 안착부를 포함하는 베이스; 상기 베이스와 결합되며 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함하는 홀더부재; 및 상기 베이스와 적외선 차단 필터 사이에 개재되며, 중앙에 상기 윈도우 보다 작은 면적을 가지는 통공이 형성되는 차단부재;를 포함할 수 있다.

Description

카메라 모듈 {Camera module}

본 실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.

타블렛 PC나 스마트폰과 같은 모바일 기기에 장착되는 소형 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판과 복수의 렌즈가 설치된 렌즈배럴 및 오토 포커싱 및/또는 손떨림 보정 기능을 가지는 액츄에이터를 포함한다. 이때, 상기 이미지 센서에 결상되는 이미지에서 적외선 성분을 제거하기 위해서는 적외선 차단 필터가 설치될 필요가 있다. 이와 같은 적외선 차단 필터는 이미지 센서와 일정 거리 이격 된 베이스 부재 또는 홀더 부재 등에 형성된 필터 안착부에 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정된다.

그런데, 베이스 또는 홀더 부재에는 빛을 이미지 센서 측으로 전달하는 윈도우가 형성되는데, 일반적으로 윈도우의 크기는 이미지 센서의 유효화상 영역의 면적보다 큰 크기를 가지도록 형성된다. 따라서, 상기 윈도우의 내측면에서 빛이 반사될 경우, 반사되는 빛이 이미지 센서의 유효 화상영역으로 유입되어 결상 된 이미지의 해상력이 저하되거나, 이미지 센서에 결상 된 이미지의 화질 이상이 발생할 수도 있다.

본 실시예는 잡광 유입에 따른 이미지 해상력 열화 방지를 위해 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 결합되며, 중앙에 일정 면적을 가지는 윈도우와 상기 윈도우 부근에 형성되는 적외선 차단 필터 안착부를 포함하는 베이스; 상기 베이스와 결합되며 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함하는 홀더부재; 및 상기 베이스와 적외선 차단 필터 사이에 개재되며, 중앙에 상기 윈도우 보다 작은 면적을 가지는 통공이 형성되는 차단부재;를 포함할 수 있다.

상기 차단부재는 필름부재로 형성되며, 상기 윈도우와 대응되는 형상을 가질 수 있다.

상기 차단부재는 상기 베이스의 마주보는 면 중 적어도 2개소 이상을 노출하는 복수 개의 홈부;를 포함하여, 상기 홈부에 접착제가 도포되는 접착제 도포면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 베이스의 바닥면에 돌출 형성되는 돌출부; 및 상기 차단부재의 상기 돌출부와 대응되는 위치에 관통 형성된 홀;을 포함할 수 있다.

상기 돌출부 및 홀은 상기 통공을 중심으로 대칭 배치될 수 있다.

차단부재를 센서부와 렌즈부 사이에 배치하므로, 필터고정부의 기구적 한계로 인한 윈도우의 내면반사와 이미지 해상력 열화를 방지할 수 있으며, 잡광을 제거하여 해상력을 향상시키고,내면반사와 같은 화질이상현상을 개선시킨다.

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면,
도 3은 본 실시예에 따른 베이스의 평면도,
도 4는 도 3의 바닥면도,
도 5는 도 4의 베이스의 바닥면에 본 실시예에 따른 차단부재를 설치한 도면, 그리고,
도 6은 도 5의 차단부재 위로 적외선 차단 필터를 설치한 상태를 도시한 도면이다.

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

도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면, 도 3은 본 실시예에 따른 베이스의 평면도, 도 4는 도 3의 바닥면도, 도 5는 도 4의 베이스의 바닥면에 본 실시예에 따른 차단부재를 설치한 도면, 그리고, 도 6은 도 5의 차단부재 위로 적외선 차단 필터를 설치한 상태를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 베이스(20) 및 홀더부재(30)를 포함하며, 차단부재(100)가 베이스(20)에 설치되는 적외선 차단 필터(25)와 베이스(20) 사이에 개재된다. 또한, 상기 홀더부재(30)는 렌즈부를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(10)에는 일정 면적의 유효화상 영역을 가지는 이미지 센서(11)가 실장 될 수 있다. 이미지 센서(11)는 대략 직사각형으로 마련될 수 있으며, 일정 면적의 유효픽셀 영역(11a)을 가질 수 있다.

베이스(20)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에 배치되며, 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정될 수 있다. 베이스(20)의 중앙에는 상기 이미지 센서(11)의 유효화상 영역의 면적보다 큰 윈도우(22)가 형성될 수 있으며, 상기 윈도우(22)의 내주면 내측으로는 후술할 차단부재(100)가 돌출되어 상기 윈도우(22)의 내주면에서 반사되는 잡광을 흡수할 수 있다.

베이스(20)의 중앙 부근의 상기 이미지 센서(11)를 바라보는 바닥면에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 적외선 차단 필터(25)가 설치될 수 있는 안착부(21)가 마련될 수 있는데, 본 실시예에 따르면, 이 안착부(21)의 상기 이미지 센서(11)를 바라보는 면에 상기 차단부재(100)의 개재 하에 적외선 차단 필터(25)가 설치될 수 있다. 차단부재(100) 및 적외선 차단 필터(25)의 구성은 뒤에 다시 설명한다.

홀더부재(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈(31)를 포함할 수 있으며, 상기 베이스(20)의 상측에 고정 배치될 수 있다. 이때, 상기 렌즈(31)는 도 1과 같이 홀더부재(30)의 내측에 일체로 고정 설치될 수도 있고, 도시하지는 않았으나, 별도의 렌즈 배럴을 구성하여 착탈 가능하게 설치되거나 또는 광축 방향에 평행한 방향으로 이동 가능하게 보이스코일모터와 같은 액츄에이터에 설치될 수도 있다. 즉, 상기 홀더부재(30) 또는 상기 홀더부재(30)의 외측에는 미도시된 액츄에이터가 설치되어 상기 이미지 센서(11)에 결상되는 이미지의 초점 및/또는 손떨림 보정 동작을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 액츄에이터는 보이스 코일 모터(VCM), 피에조 방식의 액츄에이터, 렌즈무빙방식의 액츄에이터 등으로 마련될 수 있다. 상기 홀더부재(30)를 일반적으로 많이 사용하는 보이스 코일 모터와 같이 렌즈배럴이 결합되는 보빈을 포함하는 구조로 형성하여, 광축과 평행한 방향으로 왕복이동 가능하게 구성하는 것도 가능하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 홀더부재(30)는 상판(30a)과, 상판(30a)으로부터 연장되고 베이스(20)에 배치되는 측판(30b)과, 상판(30a)에 형성되는 개구(30c)를 포함할 수 있다.

본 실시예의 특징은 이미지 센서(11)에 결상하기 위한 빛 이외의 잡광, 예컨대 상기 윈도우(22) 내주면에서 반사되는 광 등을 차단 할 수 있는 차단부재(100)를 이미지 센서(11)로 결상되는 광 경로상에 배치한 것에 있다. 도 3 내지 도 6은 그 일 실시예로서 베이스(20)에 차단부재(100)를 설치하는 구성을 도시한 것이다.

차단부재(100)는 빛의 흡수가 용이하도록 검은 색으로 형성될 수 있으며, 필름과 같은 박막의 재질을 사용하여 매우 얇은 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 차단부재(100)는 중앙에 이미지 센서(11)의 유효화상 영역보다 큰 면적을 가지는 통공을 가질 수 있으며, 상기 통공은 윈도우(22)의 형상과 대응 되도록 사각형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이 윈도우(22)가 사각형일 경우, 통공 또한 사각형으로 형성될 수 있으며, 윈도우(22)의 면적보다 통공의 면적이 작도록 형성될 수 있다. 이와 같이 윈도우(22)의 면적보다 통공의 면적이 작도록 형성되면, 적외선차단 필터의 탈거력이 개선될 수 있으며, 더스트 트랩 도포면적을 늘릴 수 있는 등 이물방지 개선될 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 베이스(20)의 중앙 부근에는 이미지 센서(11)의 유효화상 영역보다 크게 형성된 베이스 윈도우(24)가 형성될 수 있는데, 일반적으로 상기 베이스 윈도우(24)는 베이스(20)의 두께로 인해 일정 면적을 가지는 내주면을 가진다. 이때, 상기 베이스 윈도(24)의 내주면에서 반사되는 잡광이 이미지 센서(11)에 전달되어 플레어와 같은 화상오류를 발생시킬 수도 있는데, 본 실시예는 이를 방지하기 위해 상기 내주면에서 반사되는 잡광을 차단부재(100)로 흡수할 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 중앙에 통공이 형성된 차단부재(100)의 통공 면적을 상기한 바와 같이 윈도우(22)의 면적 보다 작게 형성하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 윈도우(24)의 안쪽으로 일정 구간이 돌출된 잡광 차단영역이 형성되므로, 상기 윈도우(22)의 내주면에서 빛이 반사되더라도, 이 반사된 잡광은 상기 잡광 차단영역에서 차단되어 이미지 센서(11)에 형성된 유효 화상영역(11a)(도 3 참조)에 전달되지 않는다.

이와 같은 차단부재(100)의 배치 위치는 상기 윈도우(22)의 내주면의 반사광을 차단하거나, 상기 베이스 윈도우(24)의 내주면으로 빛이 전달되지 않도록 형성하는 위치라면 어디든 형성될 수 있는데, 본 실시예에 따르면, 상기 차단부재(100)는 베이스(20) 바닥면의 적외선 차단 필터(25)가 안착되는 안착부(21)에 배치될 수 있다. 즉, 차단부재(100)를 적외선 차단 필터(25)와 상기 베이스(20)의 안착부 사이에 배치하므로, 필터고정부의 기구적 한계로 인한 베이스 윈도우(24)의 내면반사와 이미지 해상력 열화를 방지할 수 있으며, 잡광을 제거하여 해상력을 향상시키고, 내면반사와 같은 화질 이상현상을 개선시킬 수 있다

즉, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 베이스(20)의 바닥면에는 적어도 2개의 돌출부(111)가 돌출 형성될 수 있는데, 상기 돌출부(111)는 서로 대각 방향으로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 돌출부(111)는 도 5에 도시된 바와 같이, 차단부재(100)의 대응되는 위치에는 홀(112)이 형성되어, 상기 차단부재(100)를 상기 베이스(20)의 바닥면에 위치 고정할 수 있다.

상기 차단부재(100)는 상기한 바와 같이 빛을 잘 흡수할 수 있도록 검은색상을 가지는 필름과 같은 박막 재질로 형성될 수 있으며, 그 형상은 상기 이미지 센서(11)의 유효화상 영역보다 큰 면적을 가지는 통공을 가지며, 상기 통공은 윈도우(22)의 형상과 대응 되도록 형성된다면 어느 형상이든 가능하다 또한, 상기 차단부재(100)의 형상은 상기 적외선 차단 필터(25)의 부착을 위한 일정의 접착부재 도포면을 제외한 형상이라면 어느 것이든 가능하다. 또한, 상기 적외선 차단 필터(25)를 접착 고정하는 접착부재 도포면(23)을 상기 베이스(20)의 안착부(21)에 형성할 수 있도록, 적어도 2개 이상의 홈부를 상기 접착부재 도포면(23)이 형성될 위치에 마련할 수 있으며, 또는, 별도의 홈부를 형성하지 않더라도 상기 안착부(21)에 접착부재를 도포할 수 있다. 본 실시예에 따르면 상기 홈부는 총 4개가 상기 통공을 중심으로 대칭 배치되어 접착부재 도포면(23)이 통공을 중심으로 4군데에 대칭 배치될 수 있으며, 또는 상기 홈부를 형성하지 않고 상기 통공을 중심으로 4군데 접착부재를 도포할 수 있으며, 접착부재 도포면(23)도 2군데, 3군데, 5군데 등 필요에 따라 도포면의 개수는 달리 할 수 있다.

또한, 상기 차단부재(100)의 중앙에 형성된 통공의 면적은 상기 윈도우(22)의 면적으로 형성되어, 도 3과 같이 베이스(20)의 바닥면에 설치되었을 경우, 베이스 윈도우(24)의 안쪽으로 일정 면적이 돌출될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 적외선 차단 필터(25)는 도 1, 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 베이스(20)의 바닥면에 상기 차단부재(100)를 안착하고 상기 접착부재 도포면(23)에 도포된 접착부재로 고정될 수 있다.

또한, 상기 윈도우(22)의 내주면에서 발생되는 빛의 반사에 의해 이미지 센서(11)로 유입되는 잡광이 차단부재(100)에 의해 흡수될 수 있어, 이미지 센서(11)에 잡광이 유입될 경우 발생될 수 있는 이미지 해상력 열화가 방지될 수 있다.

또한, 윈도우(22)를 작게 형성하는 것이 가능하므로, 적외선 차단 필터(25)의 탈거력이 개선되고, 더스트 트랩 도포구간을 늘려 이물 방지가 개선될 수 있다.

또한, 차단부재(100)를 별도의 접착공정 또는 고정수단 없이 설치 위치에 개재 또는 안착한 후에, 베이스(20)의 바닥면과 적외선 차단 필터(25)의 접착 및 고정하는 것이 가능하므로, 기존의 생산 공정에 손쉽게 적용할 수 있다.

상기한 실시예에서는 베이스(20)의 바닥면과 적외선 차단 필터(25)의 사이 공간에 필름 형태의 차단부재(100)를 개재하는 구성을 설명하였으나, 상기 차단부재(100)의 설치 위치는 카메라 모듈의 종류 및 설계에 따라 다양하게 구성하는 것도 가능하다.

예컨대, 도시하지는 않았으나, 상기 필름 형태의 차단부재(100)를 상기 베이스(20) 상측에 배치하는 등 상기 윈도우(22)의 내주면에서 발생되는 빛의 반사에 의해 이미지 센서(11)로 유입되는 잡광을 흡수 또는 차단하는 구조라면 상기 차단부재(100)의 배치위치는 변경될 수 있다. 또한, 상기 차단부재(100)는 별도의 홀 등 고정수단 마련 없이 배치가능하며, 상기 적외선 차단필터의 부착가이드를 베이스에 추가로 형성할 수도 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 센서의 유효픽셀 영역
20; 베이스 21; 안착부
22; 윈도우 23; 접착부재 도포면
25; 적외선 차단 필터 30; 홀더부재
31; 렌즈 100; 차단부재
111; 돌출부 112; 홀

Claims (20)

1. 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판에 배치되는 이미지 센서;
   상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 베이스;
   상기 베이스 상에 배치되는 홀더부재;
   상기 홀더부재에 배치되는 렌즈;
   상기 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 적외선 차단 필터; 및
   상기 적외선 차단 필터에 배치되는 검정색의 차단부재를 포함하고,
   상기 적외선 차단 필터는 상기 렌즈를 바라보는 제1면과, 상기 제1면의 반대편에 배치되어 상기 이미지 센서를 바라보는 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 복수의 측면을 포함하고,
   상기 차단부재는 상기 적외선 차단 필터의 상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 인접하게 배치되고 상기 하나의 측면의 배치방향과 대응하는 방향으로 연장되는 제1부분을 포함하고,
   광축에 수직인 방향으로, 상기 차단부재의 상기 제1부분은 제1폭을 갖는 부분과, 상기 제1폭보다 작은 제2폭을 갖는 부분을 포함하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차단부재의 상기 제1폭과 상기 제2폭은 상기 차단부재의 상면부터 상기 차단부재의 하면까지 일정하게 유지되는 카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 차단부재는 박막으로 형성되는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 적외선 차단 필터의 상기 복수의 측면은 제1측면과, 상기 제1측면의 반대편의 제2측면과, 상기 제1측면과 상기 제2측면을 연결하는 제3측면과, 상기 제3측면의 반대편에 배치되고 상기 제1측면과 상기 제2측면을 연결하는 제4측면을 포함하고,
   상기 차단부재는 상기 적외선 차단 필터의 상기 제1측면에 인접하게 배치되는 상기 제1부분과, 상기 적외선 차단 필터의 상기 제2측면에 인접하게 배치되는 제2부분과, 상기 적외선 차단 필터의 상기 제3측면에 인접하게 배치되는 제3부분과, 상기 적외선 차단 필터의 상기 제4측면에 인접하게 배치되는 제4부분을 포함하고,
   상기 차단부재의 상기 제1부분과 상기 제2부분은 상기 제3부분과 상기 제4부분을 통해 일체로 연결되는 카메라 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 광축을 기준으로, 상기 차단부재의 상기 제1부분은 상기 차단부재의 상기 제2부분과 대칭으로 형성되고, 상기 차단부재의 상기 제3부분은 상기 차단부재의 상기 제4부분과 대칭으로 형성되는 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 적외선 차단 필터는 상기 베이스에 접착제를 통해 고정되는 카메라 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 차단부재는 상기 적외선 차단 필터의 상기 제1면에 배치되는 카메라 모듈.
8. 제1항에 있어서,
   상기 베이스는 광축방향으로 형성되는 홀을 포함하는 윈도우를 포함하고,
   상기 차단부재는 상기 윈도우의 상기 홀에 대응하게 배치되는 홀을 포함하고,
   상기 광축에 수직인 방향으로, 상기 차단부재의 상기 홀의 면적은 상기 윈도우의 상기 홀의 면적보다 작은 카메라 모듈.
9. 제8항에 있어서,
   상기 차단부재는 상기 베이스의 상기 윈도우의 내주면보다 내측으로 돌출되는 카메라 모듈.
10. 제8항에 있어서,
    상기 차단부재는 상기 광축방향으로 상기 베이스와 오버랩되는 제1영역과, 상기 제1영역으로부터 내측으로 연장되고 상기 광축방향으로 상기 베이스와 오버랩되지 않는 제2영역을 포함하는 카메라 모듈.
11. 제8항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 유효화상 영역을 포함하고,
    상기 베이스의 상기 윈도우의 상기 홀과 상기 차단부재의 상기 홀은 상기 이미지 센서의 상기 유효화상 영역의 면적보다 큰 면적을 갖는 카메라 모듈.
12. 제1항에 있어서,
    상기 홀더부재는 광 경로 상에 형성되는 개구를 포함하고,
    상기 광축에 수직인 방향으로, 상기 차단부재의 상기 홀의 폭은 상기 홀더부재의 개구의 폭보다 큰 카메라 모듈.
13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 윈도우를 포함하고,
    상기 적외선 차단 필터는 상기 윈도우의 아래에 배치되고,
    상기 차단부재의 적어도 일부는 상기 베이스와 상기 적외선 차단 필터 사이에 배치되는 카메라 모듈.
14. 제13항에 있어서,
    상기 차단부재는 상기 윈도우의 내주면에서 반사되는 잡광을 흡수하는 카메라 모듈.
15. 제1항의 카메라 모듈을 포함하는 스마트폰.
16. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 배치되는 이미지 센서;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 베이스;
    상기 베이스 상에 배치되는 홀더부재;
    상기 홀더부재에 배치되는 렌즈;
    상기 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 적외선 차단 필터; 및
    상기 적외선 차단 필터에 배치되는 검정색의 차단부재를 포함하고,
    상기 적외선 차단 필터는 상기 렌즈를 바라보는 제1면과, 상기 제1면의 반대편에 배치되어 상기 이미지 센서를 바라보는 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 복수의 측면을 포함하고,
    상기 차단부재는 상기 적외선 차단 필터의 상기 복수의 측면 중 하나의 측면에 인접하게 배치되고 상기 하나의 측면의 연장방향과 대응하는 방향으로 배치되는 제1부분을 포함하고,
    상기 차단부재를 광축 상의 일방향으로 보았을 때, 상기 차단부재의 상기 제1부분은 상기 제1부분의 다른 부분보다 좁은 폭을 갖는 부분을 포함하는 카메라 모듈.
17. 제16항에 있어서,
    상기 베이스는 광축방향으로 형성되는 홀을 포함하는 윈도우를 포함하고,
    상기 차단부재는 상기 윈도우의 상기 홀에 대응하게 배치되는 홀을 포함하고,
    상기 광축에 수직인 방향으로, 상기 차단부재의 상기 홀의 면적은 상기 윈도우의 상기 홀의 면적보다 작은 카메라 모듈.
18. 제17항에 있어서,
    상기 이미지 센서는 유효화상 영역을 포함하고,
    상기 베이스의 상기 윈도우의 상기 홀과 상기 차단부재의 상기 홀은 상기 이미지 센서의 상기 유효화상 영역의 면적보다 큰 면적을 갖는 카메라 모듈.
19. 제18항에 있어서,
    상기 홀더부재는 광 경로 상에 형성되는 개구를 포함하고,
    상기 광축에 수직인 방향으로, 상기 차단부재의 상기 홀의 폭은 상기 홀더부재의 개구의 폭보다 큰 카메라 모듈.
20. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 배치되는 이미지 센서;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 베이스;
    상기 베이스 상에 배치되는 홀더부재;
    상기 홀더부재에 배치되는 렌즈; 및
    상기 렌즈와 상기 이미지 센서 사이에 배치되는 적외선 차단 필터를 포함하는 카메라 모듈.

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