KR102557212B1 - 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈을 제공하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있는 렌즈부 및 광신호를 영상 신호로 변환하는 이미지센서를 포함하는 프론트하우징부와, 상기 프론트하우징부의 상면 테두리측에 근접하여 수직하게 위치되어 적어도 2개 이상의 인쇄회로기판이 일정 간격 유지되는 상태로 적층 설치될 수 있는 홀더부재, 및 상기 프론트하우징부에 체결되는 리어하우징을 포함하는 것이다.

Description

인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈{CAMERA MODULE CAPABLE OF INSTALLING MULITIPLE LAYERS OF PCB}
본 발명은 차량용 카메라 또는 모바일 기기 또는 각종 감시장치 등에 사용되는 카메라모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라모듈에서 인쇄회로기판의 실장 공간을 극대화할 수 있는 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 주행중 전방뿐 아니라 차량의 좌,우측 후방과 실내 등을 포함하여 필요한 방향 이나 장소를 차량 내 운전석 위치에서 비추어 볼 수 있도록 하는 거울들이 부착되어 있으나, 이러한 거울들은 대체로 시야 범위가 좁고, 운전자와의 사이에 장애물이 놓이면 볼 수 없는 문제점이 있어 이를 개선하기 위하 여 카메라모듈을 이용한 영상감시시스템이 적용되고 있다.
차량의 후방에 카메라모듈을 설치하고, 운전석 가까이에는 모니터를 설치함으로써, 상기 모니터에 나타나는 카메라모듈의 각 방향 영상으로 후방을 용이하게 감시할 수 있음을 개시하고 있다.
이러한 카메라모듈은 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(Auto Focusing), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.
따라서 종래의 일반적인 카메라모듈은, 크게 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있도록 하는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈부와, 하우징과, 이미지 센서 및, 인쇄회로기판으로 구성되어 피사체의 광이미지를 렌즈부가 수광받아 필터에서 수광된 광이미지에서 이미지 센서로 조사하게 되며, 이미지 센서는 조사된 광이 미지를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 구조로 이루어져 있다.
한편, 근래의 카메라모듈에서는, 고도화에 따른 다양한 기능 수행을 위해서 인쇄회로기판을 2개 이상 설치되는 경우가 많은데, 이 경우 인쇄회로기판 사이에 적절한 간격을 유지시켜야 하고, 기타 부품간의 간섭없이, 간격의 변형없이 일정하게 유지되어야 한다.
따라서 종래에 2개 이상의 인쇄회로기판 주위를 감싸고 스크류 및 후크로 구속하는 방식 또는, 원통형의 스페이서를 중간에 끼우고 스크류로 구속하는 방식 등이 사용되고 있으나, 상기와 같은 방식의 구조에서는 인쇄회로기판의 부품 실장 공간을 부족하게 만들고 그로 인하여 제품의 전체 사이즈에 영향을 미치는 단점이 있었다.
대한민국 특허공개번호 제10-2007-0066782호(2007.06.27. 공개일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 적어도 2개 이상의 인쇄회로기판을 적층 실장할 수 있는 홀더부재의 설치로 하여 카메라모듈의 공간 효율성이 증대되고, 전체적인 크기에 영향을 미치지 않는 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로는, 높낮이 조절 가능한 상기 홀더부재를 이용하여 구조적 설계에 영향을 받지 않아 범용이 가능한 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있는 렌즈부 및 광신호를 영상 신호로 변환하는 이미지센서를 포함하는 프론트하우징부와, 상기 프론트하우징부의 상면 테두리측에 근접하여 수직하게 위치되어 적어도 2개 이상의 인쇄회로기판이 일정 간격 유지되는 상태로 적층 설치될 수 있는 홀더부재, 및 상기 프론트하우징부에 체결되는 리어하우징을 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 홀더부재는, 수직한 판상의 몸체와, 상기 몸체의 하단에 하부중앙홈을 형성하고 상기 하부중앙홈에 절곡 형성되어 상기 인쇄회로기판의 일단부로 돌출된 돌기부 상에 형성되는 걸이홈에 결합되는 하부걸이돌기 및 상기 몸체 상단에는 상부중앙홈을 형성하고 상기 상부중앙홈에 절곡 형성되어 상기 걸이홈에 결합되는 상부걸이돌기로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 하부걸이돌기와 상기 상부걸이돌기 사이의 상기 몸체에 형성되어 상기 인쇄회로기판의 상기 돌기부가 삽입되어 적층 설치되도록 삽입홈이 더 형성될 수 있으며, 상기 삽입홈은 상기 몸체의 수직 방향을 따라 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 하부중앙홈에는 상기 하부걸이돌기를 사이에 두고 단차진 하부안착면이 더 형성되어 상기 인쇄회로기판의 안착을 지지하고, 상기 상부중앙홈에도 상기 상부걸이돌기를 사이에 두고 단차진 상부안착면이 더 형성되어 상기 인쇄회로기판의 안착을 지지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 홀더부재는, 상기 몸체가 상부몸체와 하부몸체로 분리 구성되고, 상기 상부몸체와 상기 하부몸체의 사이에 높이조절부재를 매개로 설치되어 상기 인쇄회로기판의 적층 설치 높이가 조절될 수 있다.
본 발명에 의한 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈에서는, 적어도 2개 이상의 인쇄회로기판을 적층 실장할 수 있는 홀더부재로 하여 조립성 향상과 부품 실장 공간 확보 및 전체적인 크기를 컴팩트화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 첨단 광학 및 부품을 제조하는 액티브 얼라인먼트(Active Alignment)의 경우 홀더부재를 조립하는 과정에서 광축정렬의 데미지를 최소화하여 불량 인자를 배제하는 효과가 있다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈의 분리 사시도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈의 분리 사시도이고,
도 3은 도 2에서의 결합사시도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더부재의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
여기서 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈의 분리 사시도이고, 도 3은 도 2에서의 결합사시도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀더부재의 사시도이다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈(100)에서는, 크게 프론트하우징부(110)과 리어하우징(160), 이들 프론트하우징부(110)과 리어하우징(160)의 내부에 차례로 설치되는 인쇄회로기판(130) 그리고 상기 인쇄회로기판(130)을 일정 간격으로 적층 위치시키는 홀더부재(140)로 구성될 수 있다.
먼저, 프론트하우징부(110)은 금형물이며, 하부측으로는 렌즈부(111)가 내장 설치될 수 있다,
여기서 렌즈부(111)는 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있도록 하는 다수의 렌즈(미도시)를 포함하고 있다.
더 나아가 렌즈부(111)는 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상을 맺게 하는 것으로서, 프론트하우징부(110)의 내부에 구비된 장착부에 삽입 장착되도록 한다.
렌즈부(111)를 광축방향으로 이송시키는데 필요한 동력을 제공하고 인쇄회로기판(130)과 전기적으로 연결되는 액츄에이터(미도시)가 설치될 수 있고, 상면으로는 수용부(112)가 형성되어 인쇄회로기판(130)을 위치시킬 수 있다.
상기 액츄에이터는 직육면체상의 피에조 액츄에이터일 수 있다.
상기 프론트하우징부(110)의 상면으로는 수용부(112)를 형성시키고, 수용부(112)에는 고무재의 프론트패킹(114)이 설치되어 기밀을 유지할 수 있다.
프론트패킹(114)외에도 서멀패드 등을 설치할 수도 있다.
그리고 프론트하우징부(110)의 수용부(112)측에 이미지센서(120)가 포함된 PCB를 안착 설치하게 된다.
상기 이미지센서(120)는 사각의 판상 형태로 렌즈부(111)를 통해 광 이미지를 결상하여 전기적인 신호로 변환시키는 역할을 수행한다.
또한 이미지센서(120)는 다수의 화소로 구성된 화소영역(미도시)과, 화소영역의 입출력 단자인 다수의 전극(미도시)으로 구성되며, 상면 중앙부에 결상영역을 구비하고 테두리 영역에 인쇄회로기판(130)의 기판 패드부와 와이어(wire)에 의해 연결되는 센서 패드부를 구비한다. 이러한 이미지센서(120)는 접착제 등을 이용하여 인쇄회로기판(130)의 상면 중앙부에 부착된다. 한편, 이미지센서(120)는 와이어 본딩 방식뿐만 아니라 플립칩 본딩 방식에 의해 인쇄회로기판(130)에 실장될 수 있다.
그리고 인쇄회로기판(130)은 소정의 전기적인 패턴과 다수의 전극(미도시)이 구비되어 있으며, 다수개가 적층 설치되는 최하단의 인쇄회로기판(130)에는 이미지센서(120)가 조립되어 지며, 상기 인쇄회로기판(130)이 일정 간격 이격되어 적층 설치될 수 있도록 홀더부재(140)가 설치되어 진다.
상기 홀더부재(140)와의 결합을 위하여 적어도 2개 이상 적층 설치되는 인쇄회로기판(130)은, 수용부(112)와 유사한 형태로 대략 사각 형상에 각 모서리부가 라운드 상태로 모따기된 형상을 가진다.
그리고 어느 일단의 일측면으로는 사각형상으로 돌출된 돌기부(132)가 형성되고, 돌기부(132)의 상면상에 수직하게 관통 형성되는 걸이홈(134)이 형성될 수 있다.
걸이홈(134)의 형상은 다각형 또는 타원 형상일 수 있기에 그 형상을 한정하지는 않는다.
또한, 도시된 인쇄회로기판(130)은 2개에서 도 2에서와 같이 4개 정도가 구비될 수 있으며, 최하단의 인쇄회로기판(130)에는 이미지센서(120)가 연결되고, 수용부(112)에 본딩 또는 스크류로 고정될 수 있다.
그리고 인쇄회로기판(130)상에는 BTOB 소자(136)가 설치될 수 있다.
한편, 이들 인쇄회로기판(130)을 이격 설치하기 위한 홀더부재(140)는, 합성수지재 또는 금속재이며, 두께는 0.15~0.6mm 정도가 바람직할 수 있다.
상기 홀더부재(140)는 수직하게 설치되며, 수직한 판상 몸체(141)에서 하단에 하부중앙홈(142)을 형성하고, 상단에도 상부중앙홈(145)을 형성하였다.
그리고 하부중앙홈(142)에는 일체로 하부걸이돌기(143)가 형성되되, 결합되는 인쇄회로기판(130)을 향하여 절곡 형성되어 인쇄회로기판(130)의 걸이홈(134)에 삽입 체결될 수 있다.
또한, 하부중앙홈(142)에는 하부걸이돌기(143)를 사이에 두고 양측으로 단차진 하부안착면(142a)이 더 형성되어 인쇄회로기판(130)의 안착을 지지하게 된다.
계속해서, 상부중앙홈(145)에도 일체로 상부걸이돌기(146)가 형성되되, 결합되는 인쇄회로기판(130)을 향하여 절곡 형성되어 인쇄회로기판(130)의 걸이홈(134)에 삽입 체결될 수 있다.
여기서도 상부중앙홈(145)에는 상부걸이돌기(146)를 사이에 두고 양측으로 단차진 상부안착면(145a)이 더 형성되어 인쇄회로기판(130)의 안착을 지지하게 된다.
또, 하부중앙홈(142)을 기준으로 양측에서 전방측으로 절곡된 하부지지단(144)이 형성되고, 대향하여 상단에도 상부중앙홈(145)을 기준으로 양측에서 전방측으로 절곡된 상부지지단(147)이 형성되어 협소한 공간에서 인쇄회로기판(130)의 체결을 돕게 된다.
한편, 도 2 또는 도 3에 도시된 다른 실시예에 따르면, 하부걸이돌기(143)와 상부걸이돌기(146) 사이의 몸체(141)에는 직사각형상의 삽입홈(148)이 형성되어 인쇄회로기판(130)의 돌기부(132)가 사선 또는 수직 방향에서 삽입될 수 있다.
더 나아가 삽입홈(148)이 몸체(141)의 수직 방향을 따라 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 삽입홈(148)의 개수에 따라 인쇄회로기판(130)의 적층이 이루어질 수 있다.
덧붙여서, 다른 일예로, 인쇄회로기판(130)의 돌기부(132)가 일단부측과 같이 대향하는 타측에도 형성될 수 있으며, 따라서 홀더부재(140)도 돌기부(132)에 대응되어 마주하여 설치될 수도 있다.
여기서 본 발명의 또 다른 실시예로 도 4에서와 같이, 홀더부재(140)의 높이 조절이 가능할 수 있다.
이는, 렌즈부(111)의 포커싱 편차 보정을 위해 인쇄회로기판(130)의 높이 조절이 요구되거나 설계상의 이유로 인쇄회로기판(130)의 간격 보정이 요구될 때 적용될 수 있다.
즉, 홀더부재(140)는 앞서 설명한 홀더부재(140)의 구성과 동일하되, 몸체(141)가 상부몸체(141)와 하부몸체(141)로 분리 구성되고, 상부몸체(141)와 하부몸체(141)의 사이에 높이조절부재(150)를 매개로 설치될 수 있다.
높이조절부재(150)는 몸체(141)와 동일 재질로 이루어지고, 상부몸체(141)와 하부몸체(141)의 단부면적과 동일한 크기의 관통공(152)이 형성될 수 있다.
따라서 상부몸체(141)와 하부몸체(141)를 높이조절부재(150)에 억지끼움 방식으로 조립하는 정도에 따라 삽입홈(148)의 설치 위치가 조절될 수 있다.
그리고 리어하우징(170) 역시 금형물이며, 하면이 개구된 중공의 내부를 가지고 있어서 적층된 인쇄회로기판(130)과 홀더부재(140)를 포함하여 프론트하우징부(110)에 결합되어 카메라모듈(100)을 완성하게 된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈의 작용은, 다시 도 2 또는 도 3을 참고하여 설명한다.
먼저, 프론트하우징부(110)의 수용부(112)에 프론트패킹(114)을 위치시키고, 이어서 이미지센서(120)와 연결된 인쇄회로기판(130)을 수용부(112)에 본딩 등을 통해 고정하게 된다.
프론트하우징부(110)에 고정된 인쇄회로기판(130)의 걸이홈(134)을 향하여 홀더부재(140)의 하부걸이돌기(143)를 삽입 위치시킴으로서, 홀더부재(140)가 수직하게 직립 상태를 유지할 수 있게 된다.
이어서 삽입홈(148)에 차례로 인쇄회로기판(130)을 비스듬히 기울이면서 각 돌기부(132)를 결합하게 된다.
그리고 몸체(141)의 상단에 형성된 상부걸이돌기(146)에는 최상단에 위치할 인쇄회로기판(130)의 상입홈(148)에 위치시키게 된다.
이때, 인쇄회로기판(130)의 돌기부(132)의 하면이 상부안착면(145a)에 안착되어 지지되며, 이와 함께 돌기부(132)의 양측단이 상부안착면(145a)에 의하여 단차진 상부중앙홈(145)의 내측면에 밀착되어 유격을 잡아주게 된다.
따라서 홀더부재(140)에 일단부측이 결합된 인쇄회로기판(130)은 일정 간격이 유지된 상태에서 적층 설치될 수 있다.
홀더부재(140)에 적층된 인쇄회로기판(130)을 포함하여 리어하우징(170)이 프론트하우징부(110)에 볼트 등의 체결수단을 통한 결합으로 카메라모듈(100) 조립이 완성될 수 있다.
상술한 바에 따르면, 적어도 2개 이상의 인쇄회로기판을 적층 실장할 수 있는 홀더부재로 하여 조립성 향상과 부품 실장 공간 확보 및 전체적인 크기를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 첨단 광학 및 부품을 제조하는 액티브 얼라인먼트(Active Alignment)의 경우 홀더부재를 조립하는 과정에서 인쇄회로기판의 파손을 최소화하여 불량 인자를 배제할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100 : 카메라모듈 110 : 프론트하우징부
120 : 이미지센서 130 : 인쇄회로기판
140 : 홀더부재 150 : 높이조절부재
160 : 리어하우징

Claims (6)

  1. 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있는 렌즈부 및 광신호를 영상 신호로 변환하는 이미지센서를 포함하는 프론트하우징부와,
    상기 프론트하우징부의 상면 테두리측에 근접하여 수직하게 위치되어 적어도 2개 이상의 인쇄회로기판이 일정 간격 유지되는 상태로 적층 설치될 수 있는 홀더부재, 및
    상기 프론트하우징부에 체결되는 리어하우징을 포함하며,
    상기 홀더부재는,
    수직한 판상으로 상기 인쇄회로기판의 상기 돌기부가 삽입되어 적층 설치되도록 삽입홈이 형성되는 상부몸체와,
    상기 상부몸체와 대향 설치되며, 상기 인쇄회로기판의 상기 돌기부가 삽입되어 적층 설치되도록 삽입홈이 형성되는 하부몸체와,
    상기 상부몸체와 상기 하부몸체의 사이에 설치되어 상기 인쇄회로기판의 적층 설치 높이가 조절되는 높이조절부재를 포함하고,
    상기 상부몸체에는 전방측으로 절곡된 상부지지단이 형성되고, 상기 상부지지단의 사이에 상부중앙홈을 형성하며 상기 상부중앙홈에 절곡 형성되어 상기 걸이홈에 결합되는 상부걸이돌기를 형성하고, 상기 상부중앙홈에도 상기 인쇄회로기판의 안착을 지지하도록 상기 상부걸이돌기를 사이에 두고 단차진 상부안착면이 형성되며,
    상기 하부몸체로는 전방측으로 절곡된 하부지지단이 형성되고, 상기 하부지지단의 사이에 하부중앙홈을 형성하며, 상기 하부중앙홈에 절곡 형성되어 상기 인쇄회로기판의 일단부로 돌출된 돌기부 상에 형성되는 걸이홈에 결합되는 하부걸이돌기를 형성하고, 상기 하부중앙홈에는 상기 인쇄회로기판의 안착을 지지하도록 상기 하부걸이돌기를 사이에 두고 단차진 하부안착면이 형성되는, 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 삽입홈이 상기 상부몸체와 상기 하부몸체의 각각 수직 방향을 따라 적어도 하나 이상 형성되는, 인쇄회로기판의 다층 실장 가능한 카메라모듈.

  5. 삭제
  6. 삭제
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