KR102276398B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 결합되며, 중앙에 일정 면적을 가지는 윈도우가 형성되어 이 곳에 적외선 차단 필터가 설치되는 베이스; 상기 베이스와 접착부재로 결합되는 홀더부재; 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함하며, 상기 홀더부재에 삽입 결합되는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴 외주면에 돌출 형성되어, 상기 렌즈배럴의 삽입 경로를 가이드 하는 가이드 돌기;를 포함하며, 상기 가이드 돌기는 상기 홀더부재의 내주면과 제 1 거리로 이격 되고, 상기 렌즈배럴의 외주면은 상기 홀더부재의 내주면과 상기 제 1 거리보다 큰 제 2 거리로 이격 될 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 실장 된 인쇄회로기판과 복수의 렌즈가 설치된 렌즈배럴 및 오토 포커싱 및/또는 손떨림 보정 기능을 가지는 액츄에이터를 포함하며, 이미지 센서에 결상되는 이미지에서 적외선 성분을 제거하기 위한 적외선 차단 필터가 광 경로상에 설치된다. 적외선 차단 필터는 이미지 센서와 일정 거리 이격 된 베이스 부재 또는 홀더 부재 등에 형성된 필터 안착부에 접착부재로 고정된다.
그런데, 렌즈배럴 및 홀더부재를 조립하는 공정 중에, 홀더부재와 렌즈배럴의 중심축 정렬을 수행할 때, 홀더부재가 조금이라도 기울어져 있다면, 렌즈배럴 역시 기울어진 상태로 조립될 수 밖에 없다. 특히 렌즈배럴과 홀더부재 사이에는 공차가 거의 존재하지 않기 때문에 기울어진 광축이 이미지 센서 등과 틸팅 된 상태로 조립될 경우, 정렬 불량으로 인해 추가 정렬 작업을 별도로 수행해야 하는 번거로움이 있다.
본 실시예는 정밀 가공 지그를 이용하여 렌즈배럴과 액츄에이터와의 높이 틸트 및 센터링 정밀도를 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공한다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 결합되며, 중앙에 일정 면적을 가지는 윈도우가 형성되어 이 곳에 적외선 차단 필터가 설치되는 베이스; 상기 베이스와 접착부재로 결합되는 홀더부재; 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함하며, 상기 홀더부재에 삽입 결합되는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴 외주면에 돌출 형성되어, 상기 렌즈배럴의 삽입 경로를 가이드 하는 가이드 돌기;를 포함하며, 상기 가이드 돌기는 상기 홀더부재의 내주면과 제 1 거리로 이격 되고, 상기 렌즈배럴의 외주면은 상기 홀더부재의 내주면과 상기 제 1 거리보다 큰 제 2 거리로 이격 될 수 있다.
이때, 상기 렌즈배럴은 상기 가이드 돌기의 중심을 통과하는 가상의 선과 광축이 서로 교차하는 점(G)을 중심으로 미세 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 제 1 거리는 0.2mm 이내로 형성될 수 있다.
상기 렌즈배럴은 상기 홀더부재와 접착제로 고정될 수 있다.
상기 가이드 돌기는 끝단이 평평하게 형성될 수도 있고, 둥글게 형성될 수도 있고, 뾰족하게 형성될 수도 있다.
상기 가이드 돌기의 끝단은 상기 홀더부재의 내주면과 이격될 수 있다.
상기 가이드 돌기는 상기 렌즈배럴의 상단부와 근접된 위치에 배치되어, 상기 렌즈배럴의 상단부로부터 가이드 돌기의 거리보다, 상기 렌즈배럴의 하단부로부터 가이드 돌기의 거리가 더 길게 형성될 수 있다.
상기 렌즈모듈은 평평도 정렬된 지그 위에 올려진 홀더부재에 삽입 결합된 후, 상기 홀더부재에 고정 결합될 수 있다.
상기 렌즈모듈은 원통형상으로 마련되어, 외주면에 링 형상으로 상기 가이드 돌기가 연속적으로 돌출 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 결합되며, 중앙에 일정 면적을 가지는 윈도우가 형성되어 이 곳에 적외선 차단 필터가 설치되는 베이스; 상기 베이스와 접착부재로 결합되는 홀더부재; 적어도 한 장 이상의 렌즈를 포함하며, 상기 홀더부재에 삽입 결합되는 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴 외주면에 돌출 형성되어, 상기 렌즈배럴의 삽입 경로를 가이드 하는 가이드 돌기;를 포함하며, 상기 가이드 돌기는 상기 홀더부재의 내주면과 0.2mm 이내의 제 1 거리로 이격 되고, 상기 렌즈배럴의 외주면은 상기 홀더부재의 내주면과 상기 제 1 거리보다 큰 제 2 거리로 이격 되어, 상기 렌즈배럴은 상기 가이드 돌기의 중심을 통과하는 가상의 선과 광축이 서로 교차하는 점(G)을 중심으로 미세 회전 가능하게 배치될 수 있다.
상기 렌즈배럴은 상기 홀더부재와 접착제로 고정될 수 있다.
상기 가이드 돌기는 끝단이 평평하게 형성될 수도 있고, 둥글게 형성될 수도 있고, 뾰족하게 형성될 수도 있다.
상기 가이드 돌기의 끝단은 상기 홀더부재의 내주면과 이격될 수 있다.
상기 가이드 돌기는 상기 렌즈배럴의 상단부와 근접된 위치에 배치되어, 상기 렌즈배럴의 상단부로부터 가이드 돌기의 거리보다, 상기 렌즈배럴의 하단부로부터 가이드 돌기의 거리가 더 길게 형성될 수 있다.
상기 렌즈모듈은 평평도 정렬된 지그 위에 올려진 홀더부재에 삽입 결합된 후, 상기 홀더부재에 고정 결합될 수 있다.
상기 렌즈모듈은 원통형상으로 마련되어, 외주면에 링 형상으로 상기 가이드 돌기가 연속적으로 돌출 형성될 수 있다.
렌즈배럴의 외주면에 돌출 가이드를 형성하여, 이 돌출 가이드를 중심으로 액츄에이터에 렌즈배럴을 조립하고, 돌출 가이드를 중심으로 렌즈배럴의 회전이 가능하므로, 조립된 후 센터링 정밀도 향상을 위한 보정 작업을 추가로 수행하는 것이 가능하다.
도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 렌즈배럴의 사시도,
도 3 내지 도 5는 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 가이드 돌기의 형상을 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 과정을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 렌즈배럴의 사시도, 도 3 내지 도 5는 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 가이드 돌기의 형상을 도시한 도면, 그리고, 도 6은 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도 이다.
도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 인쇄회로기판(110), 베이스(120), 렌즈배럴(20) 및 홀더부재(30)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(110)에는 일정 면적의 유효화상 영역을 가지는 이미지 센서(111)가 실장 될 수 있다. 이미지 센서(111)는 대략 직사각형으로 마련될 수 있으며, 일정 면적의 유효화상 영역을 가질 수 있다.
베이스(120)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(110)의 상측에 배치되며, 에폭시 등과 같은 접착부재로 고정될 수 있다. 베이스(120)의 중앙에는 상기 이미지 센서(111)의 유효화상 영역의 면적보다 큰 윈도우(121)가 형성될 수 있으며, 상기 윈도우(121)의 둘레에는 장벽부재가 돌출되어, 액티브 얼라인먼트를 위해 도포되는 접착부재의 넘침을 차단할 수 있으며, 또한 상기 윈도우 측으로 외부 잡광이 유입되는 것을 차단할 수도 있다.
베이스(120)의 중앙 부근의 상면에 적외선 차단 필터(125)가 설치될 수 있는 안착부가 마련될 수 있는데, 본 실시예에 따르면, 추가로 이 안착부의 둘레면에 상기 장벽부재가 돌출 형성될 수도 있다. 이때, 상기 장벽부재의 높이는 상기 적외선 차단 필터(125)의 두께보다 높게 형성되어, 상기 접착부재가 넘쳐 상기 적외선 차단 필터(125)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.
베이스(120)의 중앙 부근에는 이미지 센서(111)의 유효화상 영역보다 크게 형성된 윈도우(121)가 형성될 수 있는데, 일반적으로 상기 윈도우(121)는 베이스(120)의 두께로 인해 일정 면적을 가지는 내주면을 가진다. 이때, 상기 내주면에서 반사되는 잡광이 이미지 센서(111)에 전달되어 플레어와 같은 화상오류를 발생시킬 수도 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 홀더부재(30)가 설치되는 상기 베이스(120)의 상부면에는 액티브 얼라인먼트를 위한 접착부재(미도시)가 상기 홀더부재(30)와 결합되는 부위에 일정한 높이를 가지도록 도포될 수 있다.
홀더부재(30)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈배럴(20)을 포함할 수 있다. 이때, 렌즈배럴(20)은 상기 홀더부재(30)의 내부에 삽입된 후 접착제 등으로 고정 결합될 수 있다. 또한, 상기 렌즈배럴(20)은 외주면에 나사산이 형성되지 않은 타입일 경우, 후술할 가이드 돌기(100)를 형성하는 것이 더욱 효과적인 구성일 수 있으며, 또한, 나사산이 형성된 타입일 경우라도 나사산이 형성되지 않은 일부 구간에 후술할 가이드 돌기(100)를 형성할 수도 있다.
상기 홀더부재(30)에는 미도시된 액츄에이터가 설치되거나, 홀더부재(30) 자체가 액츄에이터일수 있으며 상기 액츄에이터는 상기 이미지 센서(111)에 결상되는 이미지의 초점 및/또는 손떨림 보정 동작을 수행할 수 있는데, 상기 액츄에이터는 상기 홀더부재(30)의 내측에 보이스 코일 모터 등으로 마련될 수도 있고, 렌즈 무빙 방식으로서, 한 장의 렌즈를 움직여 손떨림 보정 및 오토 포커싱 기능을 수행하는 것도 가능하다.
한편, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기한 바와 같이, 베이스(120)와 홀더부재(30)가 접착제로 고정 결합될 수 있으며, 이때, 렌즈배럴(20)과 홀더부재(30)는 도 1과 같이 먼저 결합되어 조립체 형태로 마련될 수 있다.
이를 위해 본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 지그(10) 상단에 홀더부재(30)를 먼저 올려두고, 렌즈배럴(20)을 홀더부재(30)에 삽입 결합한다. 이때, 지그(10)의 상단면은 평탄도를 맞춘 상태로 마련되며, 그 위에 배치되는 홀더부재(30) 또한 평탄도가 맞추어진 상태로 올려지게 된다.
한편, 홀더부재(30)의 중앙에는 렌즈배럴(20)의 삽입을 위한 통공이 마련되고, 렌즈배럴(20)의 외주면에는 상기 통공의 내주면과 대응되는 크기의 가이드 돌기(100)가 돌출 형성될 수 있다.
가이드 돌기(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈배럴(20)의 외주면 상에 일정한 높이를 가지도록 돌출 형성될 수 있는데, 링 형상으로 렌즈배럴(20)의 외주면 전체에 돌출될 수 있다. 그러나 이를 한정하는 것은 아니며 복수 개의 돌기로 구성되어 외주면 상에 돌출 형성될 수 있으며 또는 단속적으로 형성되는 것도 가능하다.
가이드 돌기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈배럴(30)의 통공 내주면과 제 1 거리(t1) 이격 배치될 수 있는데, 상기 제 1 거리(t1)는 렌즈배럴(20)의 외주면과 통공의 내주면 사이의 제 2 거리(t2) 보다 짧게 형성될 수 있으며, 그 이격 거리는 0.2mm를 넘지 않도록 형성될 수 있다.
한편, 가이드 돌기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 단부가 평평하게 형성될 수도 있으며, 도 4와 같이 둥글게 형성될 수도 있고, 도 5와 같이 뾰족하게 형성될 수도 있다. 또한, 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 돌출부가 상기 렌즈배럴(20)의 외주면에 형성되면 된다, 즉, 상기 가이드 돌기(100)는 돌출부 일수 있다.
또한, 가이드 돌기(100)는 상기 렌즈배럴(20)의 상단부와 근접된 위치에 배치되어, 상기 렌즈배럴(20)의 상단부로부터 가이드 돌기(100)의 거리보다, 상기 렌즈배럴(20)의 하단부로부터 가이드 돌기(100)의 거리가 더 길게 형성될 수 있다.
그런데, 이와 같은 공정 중에 홀더부재(30)가 지그(10) 상단에 올려진 상태에서 다소 틀어질 경우, 상기 렌즈배럴(20) 또한 틀어진 상태로 삽입되기 때문에 중심선(CL) 정렬이 틀어질 수 있다.
이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 돌기(100)의 중심을 통과하는 가상의 선과 광축인 중심선(CL)이 서로 교차하는 점(G)을 중심으로 미세 회전하여 중심정렬을 할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이, 가이드 돌기(100)는 통공의 내주면과 완전히 밀착되지 않으므로, 상기 렌즈배럴(20)은 상기 점(G)을 중심으로 화살표 R과 같이 미세하게 회전시킬 수 있다. 이와 같은 중심 정렬을 수행할 경우, 홀더부재(30)가 다소 틀어진 상태에서 렌즈배럴(20)이 삽입 결합되더라도 접착제로 완전히 고정하기 전에 렌즈배럴(20)을 회전시켜 중심정렬을 수행하여 고정 결합할 수 있다. 또한, 상기 가이드 돌기(100) 자체가 틸트량을 감소시켜 상기 렌즈배럴(20)을 별도 회전시키지 않더라도 광축 중심 정렬 시 발생할 수 있는 문제를 해소할 수 있다.
상기한 바와 같이 홀더부재(30)에 렌즈배럴(20)이 조립되면, 이를 베이스(120)과 접착제로 고정 결합할 수 있다.
또한, 렌즈배럴(20) 및 액츄에이터는 상기 이미지 센서(111)에 대하여 광축 정렬 등의 작업을 수행할 수 있는데, 최근에는 이러한 광축 정렬을 위하여 액티브 얼라인먼트(Active Alignment, AA) 작업을 통해 광축 위치 조정을 수행하기도 한다. 액티브 얼라인먼트는 일반적으로 에폭시 등과 같은 접착부재를 열 또는 자외선 등과 같은 특정 파장의 빛을 조사하여 광축 정렬된 렌즈배럴(20)이 설치된 홀더부재(30)를 베이스(120)에 대하여 고정한다.
또한, 상기 실시예는 모바일 기기 또는 디지털기기 또는 휴대폰에 장착될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 렌즈배럴(20)의 상측에는 오토 포커싱 및/또는 손떨림 보정 기능을 구현할 수 있는 액츄에이터부가 추가로 설치되는 것도 가능하다.
즉, 상기 액츄에이터부는 상기 렌즈배럴(20)의 상부면에 배치되어, 오토 포커싱 기능 및/또는 손떨림 보정을 수행할 수 있다. 액츄에이터부는 MEMS 액츄에이터는 물론, 곡률변화 광학부재, 액체렌즈 등과 같이 광학부재의 굴절률을 변경하여 초점을 조정할 수 있는 구성이면 어떠한 것이든 적용 가능하다. 액츄에이터부는 굴절률 제어를 위해 적어도 2개 이상의 전극을 구비할 수 있다. 상기 액츄에이터부는 도시하지는 않았으나, 대략 사각형상을 가질 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형상으로 구성될 수 있다.
상기 전극은 상기 액츄에이터부의 제어를 위해 상기 인쇄회로기판(10)과 통전 가능하게 연결될 수 있다. 상기 전극과 인쇄회로기판(10)의 미도시된 단자는 다양하게 연결될 수 있는데, 본 실시예는 그 일 예로, 렌즈배럴(20)의 상부면에 형성된 도전 패턴과 배선부재를 이용하여 통전 가능하게 연결되는 구성이다. 상기 전극은 상기 도전 패턴과 솔더 및 도전성 접착제, Ag 도트 중 어느 하나로 통전 가능하게 연결될 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 따르면, 액티브 얼라인먼트 방식의 카메라 모듈의 조립 공정 중에, 보다 정밀하게 홀더부재(30)와 렌즈배럴(20)의 중심정렬을 수행하여 고정 결합할 수 있어, 부품 정밀도를 향상시킬 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; 지그 20; 렌즈배럴
30; 액츄에이터 100; 가이드 돌기
G; 회전중심

Claims (20)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 배치되는 이미지 센서;
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 베이스;
    상기 베이스의 상에 배치되는 홀더부재; 및
    렌즈를 포함하며 상기 홀더부재 내에 배치되는 렌즈배럴을 포함하고,
    상기 렌즈배럴은 상기 렌즈배럴의 외주면으로부터 돌출 형성되는 가이드 돌기를 포함하고,
    상기 가이드 돌기는 상기 렌즈배럴의 상기 외주면에 연속적으로 배치되고,
    상기 렌즈배럴은 상기 홀더부재와 광축 방향으로 오버랩되지 않고,
    상기 가이드 돌기는 상기 홀더부재의 내주면과 제1거리로 이격 되고,
    상기 렌즈배럴의 상기 외주면은 상기 홀더부재의 상기 내주면과 상기 제1거리보다 큰 제2거리로 이격 되어 상기 렌즈가 상기 이미지 센서와 얼라인되도록 상기 가이드 돌기의 중심을 통과하는 가상의 선과 광축이 교차하는 점을 중심으로 회전이 가능한 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀더부재의 높이는 상기 렌즈배럴보다 높게 형성되는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1거리는 0.2mm 이내로 형성되는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈배럴은 상기 홀더부재 내에 삽입되어 접착제로 고정되는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 돌출된 단부가 평평하게 형성되는 카메라 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 돌출된 단부가 둥글게 형성되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 돌출된 단부가 뾰족하게 형성되는 카메라 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 상기 렌즈배럴의 외주면에 링 모양으로 형성되는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 상기 렌즈배럴의 상단부와 근접된 위치에 배치되어 상기 렌즈배럴의 상기 상단부로부터 상기 가이드 돌기의 거리보다 상기 렌즈배럴의 하단부로부터 상기 가이드 돌기의 거리가 더 길게 형성되는 카메라 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    평탄도를 맞춘 지그의 상단에 상기 홀더부재가 배치되고 상기 렌즈배럴은 상기 홀더부재의 내에 배치되는 카메라 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 돌기는 상기 렌즈배럴의 외주면에 일정한 높이로 돌출 형성되는 카메라 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 윈도우를 포함하고 상기 윈도우에는 적외선 차단 필터가 배치되는 카메라 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 윈도우의 둘레에는 장벽부재가 돌출 형성되어 상기 윈도우로 외부 광이 유입되는 것을 차단하는 카메라 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장벽부재의 높이는 상기 적외선 차단 필터의 두께보다 높게 형성되는 카메라 모듈.
  15. 제1항의 카메라 모듈을 포함하는 휴대단말기.
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