KR20070064892A - 촬상장치 및 이를 구비하는 데이터 처리 장치 - Google Patents

촬상장치 및 이를 구비하는 데이터 처리 장치 Download PDF

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KR20070064892A
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Abstract

기판에 탑재된 이미지 센서, 상기 기판 상면에 고정설치되는 프레임 부재, 상기 이미지 센서 상면으로부터 이격 가능하도록 상기 프레임 부재 내에 삽입되는 광학 부재, 상기 프레임 부재에 결합한 덮개 부재, 그리고 상기 광학 부재 및 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 이미지 센서로부터 멀어지는 방향으로 압박하여 상기 광학 부재를 상기 덮개 부재에 밀착시키는 탄성 부재를 포함하는 이미지 촬상장치 및 이를 구비하는 데이터 처리 장치가 제공된다.
촬상장치, 이미지 센서, 렌즈

Description

촬상장치 및 이를 구비하는 데이터 처리 장치{IMAGE PICKUP APPARATUS AND DATA PROCESSING APPARATUS EQUIPPED WITH THE IMAGE PICKUP APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 촬상장치에 빛이 입사하는 방향으로 촬상장치를 절단했을 때의 단면도;
도 2a 및 도 2b는 도 1을 참조하여 설명을 한 촬상장치의 프레임 부재를 설명하기 위해서 도 1의 I-I'선을 따라 절단했을 때의 단면도;
도 3은 도 1을 참조하여 설명한 촬상장치에서 탄성 부재와 광학 부재 사이의 예시적인 결합 관계를 설명하기 위한 분해 사시도;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 촬상장치에 빛이 입사하는 방향으로 촬상장치를 절단했을 때의 단면도;
도 5는 도 4를 참조하여 설명을 한 촬상장치에서 이미지 센서와 탄성 부재 사이의 예시적인 결합 관계를 보여주는 분해 사시도;
도 6은 도 4를 참조하여 설명을 한 촬상장치에서 탄성 부재와 광학 부재 사이의 예시적인 결합 관계를 보여주기 위한 분해 사시도;
도 7은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명을 한 촬상장치를 변형한 촬상장치를 개략적으로 도시하는 단면도;
도 8은 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명을 한 촬상장치를 변형한 촬상장치를 개략적으로 도시하는 단면도;
도 9는 도 1을 참조하여 설명을 한 촬상장치의 광학 부재를 변형한 광학 부재를 보여주는 단면도;
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재 및 프레임 부재 사이의 예시적인 결합관계를 도시하는 사시도 및 단면도;
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 부재 및 프레임 부재 사이의 예시적인 결합관계를 도시하는 사시도 및 단면도; 그리고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치를 구비하는 데이터 처리 장치를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판
20: 이미지 센서
30: 프레임 부재
40, 40': 광학 부재
50: 덮개 부재
60, 60' 탄성 부재
23: 이미지 센서의 광전변환부
25: 이미지 센서의 주변회로부
27: 이미지 센서의 패드
33, 33', 33a, 33b: 프레임 부재의 지지부
35r: 프레임 부재의 오목부
43u, 43l: 렌즈
45p1, 45p2, 45'p1, 45'p2, 45p3 : 광학 부재의 돌출부
45c, 45'c: 광학 부재의 접촉부
47r: 광학 부재의 오목부
53: 차광판
55: 필터
57: 개구부
100, 100; 400, 400': 촬상장치
본 발명은 촬상장치 및 상기 촬상장치를 구비한 데이터 처리 장치에 관련된 것이다.
촬상장치(Image Pick-Up Device)에 있어서 초점 거리를 일정하게 유지하기 위해서, 이미지 센서(Image sensor)와 렌즈(Lens) 사이의 거리는 일정하게 유지될 필요가 있다. 이를 위해 종래의 촬상장치에서는, 이미지 센서가 탑재된 기판에 접착제로 고정된 렌즈 프레임(lens frame)과 렌즈를 고정하는 렌즈 집게(lens holder)가 나사 체결 등에 의해서 서로 결합하는 것에 의해서, 렌즈가 이미지 센서에 대해서 상하 운동을 하게 되고 이에 따라 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리가 결정되었다. 이 같은 종래의 촬상장치가 첸 웬칭(Chen, Wen-Ching)에 의한 미합중국특허 제6,900,913호에 개시되어 있다. 그런데 나사 체결을 사용하는 종래 촬상장치는 수작업을 통해서 나사 체결이 이루어져 제조 시간이 길어지고 또한 작업자의 상태에 따라서 초점 거리가 정밀하게 제어되기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
다른 종래의 촬상장치에서는, 렌즈 프레임 내주면에 삽입되고 이미지 센서의 상면에 다리부를 통해서 접촉하는 렌즈 집게가 그 상면에 위치하는 코일에 의해서 이미지 센서 측으로 압박되는 것에 의해서, 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리가 결정되었다. 이 같은 종래의 촬상장치가 아타라시 유이치(Atrashi Yuichi) 등에 의한 미합중국특허 제6,891,679호에 개시되어 있다. 그런데 이 방식을 채택한 종래 촬상장치에서는, 렌즈 집게의 다리부가 이미지 센서의 상면과 직접적으로 접촉하고 있어, 실험을 위한 인위적인 외부 충격 또는 관리 소홀로 인한 우연한 충격 등에 의해서 촬상장치에 충격이 가해질 경우, 코일이 렌즈 집게에 충격을 가하게 되고 결국 이미지 센서가 충격을 받게 된다. 이 같이 렌즈 집게의 다리부가 이미지 센서의 상면에 가하는 충격은 이미지 센서를 파괴하거나 초점 거리를 변경시키는 문제점을 유발할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 상술한 문제점들 중 적어도 하나 이상을 해결할 수 있는 촬상장치와 상기 촬상장치를 구비하는 데이터 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 또는 이점들은 첨부된 도면 및 이와 관련된 실시예들을 통해서 파악될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치는: 기판에 탑재된 이미지 센서; 상기 기판 상면에 고정설치되는 프레임 부재; 상기 이미지 센서 상면으로부터 이격 가능하도록 상기 프레임 부재 내에 삽입되는 광학 부재; 상기 프레임 부재에 결합한 덮개 부재; 그리고, 상기 광학 부재 및 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 이미지 센서로부터 멀어지는 방향으로 압박하여 상기 광학 부재를 상기 덮개 부재에 밀착시키는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 광학 부재는: 상기 이미지 센서에 입사광을 집광하는 렌즈; 그리고, 상기 렌즈를 고정 지지하며, 상기 탄성 부재에 접촉하는 접촉부 및 상기 덮개 부재 측으로 돌출하는 제1 돌출부를 구비하는 렌즈 집게를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부를 따라 연속적인 일체로 구비될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부에서 서로 이격된 복수 개로 구비될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 프레임 부재는 그 내주면으로부터 돌출하여 상기 광학 부재를 지지하기 위한 지지부를 더 구비하고, 상기 광학 부재는 그 외주면으로부터 돌출하여 상기 프레임의 지지부 상에 안착 되는 수평 돌출부를 더 구비할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 광학 부재는 상기 탄성 부재의 움직임을 최소화하기 위해서 상기 접촉부 외측에서 상기 기판 측으로 연장하는 제2 돌출부를 더 구비할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일, 우레탄, 스펀지, 또는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 데이터 처리 장치는 프로세서; 그리고, 상기 프로세서에 동작상 결합한 촬상장치를 포함할 수 있는 데, 상기 촬상장치는: 기판에 탑재된 이미지 센서; 상기 기판 상면에 고정설치되는 프레임 부재; 상기 이미지 센서 상면으로부터 이격 가능하도록 상기 프레임 부재 내에 삽입되는 광학 부재; 상기 프레임 부재에 결합한 덮개 부재; 그리고, 상기 광학 부재 및 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 이미지 센서로부터 멀어지는 방향으로 압박하여 상기 광학 부재를 상기 덮개 부재에 밀착시키는 탄성 부재를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 촬상장치는: 기판에 탑재된 이미지 센서; 상기 기판 상면에 고정설치되며, 그 내주면으로부터 돌출한 지지부를 구비하는 프레임 부재; 상기 프레임 부재의 지지부 상에 안착 되는 광학 부재; 상기 프레임 부재에 결합하는 덮개 부재; 그리고, 상기 광학 부재 및 상기 덮개 부재 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 프레임 부재의 지지부 측으로 압박하여 밀착시키는 제1 탄성 부재를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 광학 부재는: 상기 이미지 센서에 입사광을 집광하는 렌즈; 그리고, 상기 렌즈를 고정 지지하며, 상기 프레임 부재의 지지부에 안착하는 제1 돌출부 및 상기 제1 탄성 부재에 접촉하는 접촉부를 구비하는 렌즈 집게를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부를 따라 연속적인 일체로 구비될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부에서 서로 이격된 복수 개의 접촉부들로 구비될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 프레임 부재의 지지부는 상기 프레임 부재의 내주면을 따라서 연속적인 일체로 구비될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 프레임 부재의 지지부는 상기 프레임 부재의 내주면을 따라서 서로 이격된 복수 개로 구비될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제1 탄성 부재는 코일, 우레탄, 스펀지, 또는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 광학 부재와 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하는 제2 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 제2 탄성 부재는 코일, 우레탄, 스펀지, 또는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료를 포함할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 광학 부재는 상기 제1 탄성 부재의 움직임을 최소화하기 위해서 상기 접촉부 외측의 광학 부재 가장자리에서 상기 덮개 부재 측으로 돌출한 제2 돌출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 데이터 처리 장치는: 프로세서; 그리고, 상기 프로세서에 동작상 결합한 촬상장치를 포함할 수 있는 데, 상기 촬상장치는: 기판에 탑재된 이미지 센서; 상기 기판 상면에 고정설치되며, 그 내주면으로부터 돌출한 지지부를 구비하는 프레임 부재; 상기 프레임 부재의 지지부 상에 안착 되는 광학 부재; 상기 프레임 부재의 선단부에 결합하는 덮개 부재; 그리고, 상기 광학 부재 및 상기 덮개 부재 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 프레임 부재의 지지부 측으로 압박하여 밀착시키는 제1 탄성 부재를 구비할 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에서 부재(member), 성분(component), 또는 요소(element)의 크기, 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또, 도면들에 도시된 부재, 성분 또는 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 부재, 성분, 요소 또는 이들의 일 부분 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 부재, 성분, 요소 또는 이들의 일 부분 등이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 또한, 이들 용어들은 단지 어느 부재, 성분, 요소 또는 이들의 일 부분을 다른 부재, 성분 또는 요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에서 제1 부재로 언급된 것이 다른 실시예에서는 제2 부재로 언급될 수도 있다.
또, 부재, 성분 또는 요소와 관련하여 언급된 상대적인 용어들, 예를 들어 "상면", "하면", "좌측면", "우측면" 등은 첨부된 도면들에서 부재, 성분 또는 요소를 더욱 쉽게 설명하기 위해서 사용되었을 뿐이다. 마찬가지로 부재, 성분, 또는 요소와 관련하여 언급된 상대적인 용어들, 예를 들어 "상측", "하측", "좌측", "우측" 등은 첨부된 도면들에서 다른 부재, 성분 또는 요소에 대한 상대적인 관계를 더욱 쉽게 설명하기 위해서 사용되었을 뿐이다. 이 같은 상대적인 용어들은 사용 또는 동작에 있어서 첨부된 도면들에 있어서 도시된 방향뿐만 아니라 다른 방향도 포함한다는 하는 것은 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어 첨부된 도면에서 다른 부재의 "하측"에 위치하는 것으로 기술된 부재는, 장치가 뒤집힐 경우 다른 부재의 "상측"에 위치할 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "하측"은 "상측"과 "하측"을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로, 장치가 90도 회전할 경우를 생각하면, "좌측"은 "좌측" 및 "우측"을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서 촬상장치에 빛이 입사하는 방향으로 촬상장치를 절단했을 때의 단면도이 다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상장치(100)는 기판(10), 이미지 센서(20), 프레임 부재(30), 광학 부재(40), 덮개 부재(50), 그리고 탄성 부재(60)를 포함한다. 기판(10)은 예를 들어 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 이미지 센서(20)는 씨모스(CMOS) 이미지 센서 또는 씨씨디(CCD) 이미지 센서 등으로 구성될 수 있으며, 기판(10) 상면에 탑재된다. 이미지 센서(20)는 화소들이 이차원적으로 배열된 광전변환부와 상기 광전변화부의 주위에 형성되는 주변회로부를 포함한다. 주변회로부의 외측 가장자리에 패드들이 배열되며, 와이어 본딩(wire bonding) 등의 적절한 방법을 통해서 패드들이 기판(10)의 회로에 전기적으로 연결된다.
예를 들어 기판(10)은 적절한 방법을 통해서 연성인쇄회로기판(FPCB)에 전기적으로 연결될 수 있다. 연성인쇄회로기판은 커넥터(connector)에 연결되고 이 커넥터는 휴대 전화 같은 데이터 처리 장치에 연결될 수 있다.
프레임 부재(30)는 기판(10)의 상면에 고정 접착되며, 광학 부재(40)를 지지하는 지지부(33)를 구비한다. 프레임 부재(30)의 지지부(33)는 기판(10)의 상면으로부터 소정의 높이를 가지는 데, 이미지 센서(20)와 광학 부재(40) 사이의 거리는 프레임 부재(30)의 지지부(33)의 높이에 의존할 수 있다. 프레임 부재(30)의 지지부(33)는 프레임 부재(30)의 내주면으로부터 내부 공간으로 돌출한다. 프레임 부재(30)의 내주면은 내부 공간에 삽입되는 광학 부재(40)의 외면 형상에 대응하는 형태를 나타낸다. 예를 들어 광학 부재(40)의 외주면 형상이 원형일 경우, 프레임 부재(30)의 내주면 형상은 원형이다. 하지만, 프레임 부재(30)의 외주면 형상은 광학 부재(40)의 형상과는 무관하며, 예를 들어 원형, 사각형 등의 다각형 형상을 나타 낼 수 있다.
프레임 부재(30)의 지지부(30)의 예시적인 형태들이 도 2a 및 도 2b에 개략적으로 나타나 있다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 I-I'선을 따라 절단했을 때의 단면도이다. 프레임 부재(30)는 도 2a에 도시된 바와 같이 원형의 내주면을 따라서 연속적으로 형성된 고리형의 지지부(33a)를 구비할 수 있다. 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 프레임 부재(30)는 원형의 내주면을 따라서 일정 간격으로 서로 떨어진 복수 개 예를 들어 네 개의 지지부(33b)들을 구비할 수 있다. 여기서, 프레임 부재(30)의 외주면이 원형으로 도시되었으나, 이는 단지 예시적인 것에 지나지 않으며, 사각형 등의 다각형일 수 있다.
광학 부재(40)는 프레임 부재(30) 내로 삽입되는 데, 이미지 센서(20)로 입사되는 광을 집광하는 렌즈(43)와 상기 렌즈(43)를 고정하는 렌즈 집게(45)를 포함한다. 렌즈(43)는 예를 들어 투명한 유리 또는 플라스틱 재료를 사용하여 형성되며, 상측 (예를 들어 빛이 입사되는 측)에 배치된 제1 렌즈(43u) 및 하측 (예를 들어 이미지 센서에 인접한 측)에 배치된 제2 렌즈(43l)를 포함할 수 있다. 렌즈의 개수는 특별이 제한되는 것은 아니며, 하나, 또는 그 이상일 수 있다. 렌즈 집게(45)에는 탄성 부재(60)와 접촉하는 접촉부(45c)가 구비된다. 또, 렌즈 집게(45)에는 프레임 부재(30)의 지지부(33) 상에 안착하는 제1 돌출부(45p1)가 구비된다. 광학 부재(40)의 제1 돌출부(45p1)는 기판(10)측으로 연장하여서 프레임 부재(30)의 지지부(30) 상에 안착한다.
광학 부재(40)의 제1 돌출부(45p1)는 광학 부재(40)의 하면의 외주면을 따라서 일정한 간격으로 떨어진 복수 개의 돌출부들로 구비될 수 있다. 또는 광학 부재(40)의 돌출부(45p1)는 광학 부재(40)의 하면의 외주면을 따라서 연속적으로 형성된 고리형으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 프레임 부재(30)의 지지부(33)상에 안착되어 접촉하는 광학 부재(40)의 제1 돌출부(45p1)의 하면은 이미지 센서(20)의 내에 상에 위치할 수 있다.
광학 부재(40)의 제1 돌출부(45p1)의 형태 및 개수는 프레임 부재(30)의 지지부(33)의 형태 및 개수와 무관하게 형성될 수 있다. 예를 들어 프레임 부재(30)가 도 2a에 도시된 것 같은 일체형의 지지부(33a)를 구비할 경우, 광학 부재(40)는 일체형의 제1 돌출부 또는 서로 이격된 복수 개의 돌출부들로 구비될 수 있다. 마찬가지로, 프레임 부재(30)가 도 2b에 도시된 것 같은 복수 개의 지지부들(33b)을 구비할 경우 광학 부재(40)는 일체형의 제1 돌출부 또는 서로 이격된 복수 개의 돌출부들로 구비될 수 있다.
덮개 부재(50)는 기판(10)과 접착하지 않는 프레임 부재(30)의 선단부에 결합한다. 예를 들어 덮개 부재(50)는 프레임 부재(30)의 상측 예를 들어 빛이 입사되는 측의 선단부에 형성된 개구부 내로 삽입되어 프레임 부재(30)에 결합될 수 있다. 또는 덮개 부재(50)는 프레임 부재(30)와 일체로 형성될 수 있다. 이로써, 광학 부재(40)는 프레임 부재(30), 기판(10) 그리고 덮개 부재(50)에 의해 형성된 내부 공간에 위치한다.
덮개 부재(50)와 광학 부재(40) 사이에 탄성 부재(60)가 위치한다. 탄성 부재(60)는 예를 들어 여기에 한정되는 것은 아니며 코일, 우레탄, 또는 스펀지를 포함한다. 또한, 장시간 동안 안정된 탄성력을 나타낼 수 있는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어 덮개 부재(50)를 프레임 부재(30) 내로 삽입하는 것에 의해서, 탄성 부재(60)는 광학 부재(40)를 기판(10) 측으로 압박하여 광학 부재(40)의 제1 돌출부(45p1)를 프레임 부재(30)의 지지부(33)에 밀착시켜 위치를 고정시킨다.
덮개 부재(50)는 필터(53)와 차광판(55)을 구비하며, 차광판(55)에 의해서 광학 부재(40)로 입사하는 광량을 조절하는 개구부(55)가 형성된다. 필터(53)는 예를 들어 적외선 흡수 특성이 있는 소재로 이루어진다.
도 3은 탄성 도 1을 참조하여 설명을 한 촬상장치(100)에서 부재(60)와 광학 부재(40) 사이의 예시적인 결합 관계를 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 광학 부재(40)의 상면에 탄성 부재(60)와 결합하는 접촉부(45c)가 구비된다. 접촉부(45c)의 맞은 편에 프레임 부재(30)의 지지부(33)에 안착하는 제1 돌출부(45p1)가 위치한다. 광학 부재(40)와 덮개 부재(50) 사이에 탄성 부재(60)이 개재하며 탄성 부재(60)는 광학 부재(40)의 접촉부(45c)에 접촉한다.
본 실시예에 따르면, 광학 부재(40)가 덮개 부재(50)에 의해서 압박되는 탄성 부재(60)에 의해서 프레임 부재(30)의 지지부(33)로 밀착 고정된다. 따라서, 외부 충격이 촬상장치(100)에 가해지더라도 그 충격은 프레임 부재(30)의 지지부(33) 또는 기판(10)으로 전해지고 이미지 센서(20)는 충격으로부터 보호된다. 또한, 종래의 나사 체결에 비해서 간단하게 조립을 할 수 있으며 동시에 일정한 초점 거리를 갖는 촬상장치를 조립할 수 있다.
본 실시예에서, 프레임 부재(30)의 지지부(33)의 높이 그리고/또는 광학 부재(40)의 제1 돌출부(45p1)의 길이(l1)를 적절히 조절하는 것에 의해 렌즈(43)와 이미지 센서(20) 사이의 거리를 적절하게 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 촬상장치(400)를 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 촬상장치에 빛이 입사하는 방향으로 촬상장치를 절단했을 때의 단면도이다. 도 1을 참조하여 설명을 한 촬상장치(100)와 달리, 탄성 부재가 광학 부재 및 이미지 센서 상면 사이에 개재하고, 광학 부재에는 덮개 부재와 접촉하는 돌출부가 구비된다. 예컨대, 도 1의 촬상장치(100)의 광학 부재(40)의 접촉부(40c)에 대응하는 위치에 본 실시예의 돌출부가 형성되고, 탄성 부재와 접촉하는 접촉부가 이미지 센서를 마주하도록 형성된다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 촬상장치(400)에서 광학 부재(40')는 그 상면에 덮개 부재(50)를 향해 돌출한 제1 돌출부(45'p1)를 구비한다. 제1 돌출부(45'p1)의 길이(l2)는 렌즈(43)와 이미지 센서(20) 사이의 거리를 결정하는 한 인자로 작용한다. 광학 부재(40')의 제1 돌출부(45'p1)는 광학 부재(40')의 상면의 외주면을 따라서 일정한 간격으로 떨어진 복수 개의 돌출부들로 구비될 수 있다. 또는 광학 부 재(40')의 돌출부(45'p1)는 광학 부재(40')의 상면의 외주면을 따라서 연속적으로 형성된 원판형 (또는 고리형)으로 구비될 수 있다. 광학 부재(40)의 하면에 탄성 부재(60)와 접촉하는 접촉부(45'c)가 구비된다. 광학 부재(40')의 접촉부(45'c)와 이미지 센서(20)의 상면 사이에 탄성 부재(60)가 개재한다. 탄성 부재(60)는 광학 부재(40')를 덮개 부재(50) 측으로 압박하며 이에 따라 광학 부재(40')가 덮개 부재(50)에 밀착한다. 예를 들어, 덮개 부재(50)를 프레임 부재(30)에 삽입하면, 덮개 부재(50)는 그 하면에 접촉한 광학 부재(40')의 제1 돌출부(45'p1)를 기판(10)측으로 압박한다. 이때, 이미지 센서(20)의 상면과 광학 부재(40') 사이에 개재하는 탄성 부재(60)는 그 탄성력으로서 덮개 부재(50)에 의한 압박에 반발하며 이 반발력이 광학 부재(40')를 덮개 부재(50) 측으로 다시 압박한다. 이로써 광학 부재(40')가 덮개 부재(50)의 하면에 밀착 고정되어 결과적으로 광학 부재(40')와 이미지 센서(20) 사이의 거리가 일정하게 고정된다.
본 실시예에서, 이미지 센서(20)와 탄성 부재(60) 사이의 예시적인 결합 관계가 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 이미지 센서(20)는 광전변환부(23)와 주변회로부(25)를 포함하며 주변회로부(25)의 외측 가장자리에 패드(27)들이 위치한다. 탄성 부재(60)는 예를 들어 광전변환부(23) 및 패드(27) 사이의 주변회로부(25)와 접촉한다.
본 실시예에 따르면, 광학 부재(40')의 하면과 이미지 센서(20)의 상면 사이에 탄성 부재(60)가 위치한다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 외부 충격이 촬상장치 (400)에 가해지더라도 탄성 부재(60)가 이미지 센서(20)로 가해지는 충격을 차단하여 이미지 센서(20)는 충격으로부터 보호된다.
본 실시예에서, 광학 부재(40')의 제1 돌출부(45'p1)의 길이(l2)를 적절히 조절하는 것에 의해 렌즈(43)와 이미지 센서(20) 사이의 거리를 적절하게 설정할 수 있다.
도 6은 도 4를 참조하여 설명을 한 촬상장치(400)에서 탄성 부재(60)와 광학 부재(40') 사이의 예시적인 결합 관계를 보여주기 위한 분해 사시도이다. 광학 부재(40')의 제1 돌출부(45'p1)는 덮개 부재(50) 측으로 연장하여 접촉한다. 광학 부재(40')의 접촉부(45'c)는 탄성 부재(60)와 접촉한다. 탄성 부재(60)는 이미지 센서(20)의 상면과 광학 부재(40')의 하면 사이에 개재한다.
도 7은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명을 한 촬상장치를 변형한 촬상장치(100')를 개략적으로 도시한다. 도 7을 참조하면 본 실시예의 촬상장치(100')는 광학 부재(40)와 이미지 센서(20)의 상면 사이에 또 다른 탄성 부재(60')를 구비한다. 이 실시예에서 제1 돌출부(45p1)는 탄성 부재(60')가 움직이는 것을 방지하는 기능을 하기도 한다.
도 8은 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명을 한 촬상장치를 변형한 촬상장치(400')를 개략적으로 도시한다. 도 8을 참조하면 본 실시예에서 광학 부재(40')는 제2 돌출부(45'p2)를 더 구비한다. 즉, 광학 부재(40')의 접촉부(45'c) 외측의 가장 자리에 기판(10) 측을 향해 돌출한 제2 돌출부(45'p2)가 더 구비될 수 있다. 이 제2 돌출부(45'p2)는 탄성 부재(60)가 접촉부(45'c)에 접촉 결합한 후 도면에서 좌우로 이동하는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 이 경우, 이 제2 돌출부(45'p2)는 도 1의 촬상장치(100)의 제1 돌출부(45p1)에 대응하는 것으로 볼 수 있다.
또한 본 실시예에서, 프레임 부재(30)는 또 다른 지지부(33')를 더 구비할 수 있다. 이 지지부(33')는 프레임 부재(30)의 내주면으로부터 광학 부재(40') 측으로 연장한다. 프레임 부재(30)가 또 다른 지지부(33')를 더 구비할 경우, 광학 부재(40)의 제2 돌출부(45'p2)는 이 지지부(33') 상에 안착한다. 이 경우, 이 지지부(33')는 도 1의 지지부(33)에 대응하는 것으로 볼 수 있다.
앞서 도 1을 참조하여 설명을 한 촬상장치(100)의 광학 부재(40)에서도 도 8의 광학 부재(40')의 제2 돌출부(45'p2)의 기능, 예컨대, 탄성 부재(60)의 좌우 이동을 방지하는 기능이 구비될 수 있으며 이를 도 9를 참조하여 설명을 한다. 도 9를 참조하면, 광학 부재(40)의 접촉부(45c)의 외측 가장자리에 제2 돌출부(45p2)가 구비된다. 이 제2 돌출부(45p2)의 상면은 그 기능을 적절히 수행하기 위해 접촉부(45c)의 상면보다 높게 형성된다. 또한 본 실시예에서 제2 돌출부(45p2)의 상면이 덮개 부재(50)에 접촉하도록 연장할 수 도 있다.
프레임 부재(30) 내부에 삽입되는 광학 부재(40)가 움직이는 것을 최소화하 기 위해서 이상에서 설명을 한 본 발명의 여러 실시예들에서 광학 부재(40)와 프레임 부재(30)가 독특한 결합을 형성할 수 있다. 광학 부재(40) 및 프레임 부재(30) 사이의 예시적인 결합관계를 도 10a 및 도 10b 그리고 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명을 한다.
도 10a는 프레임 부재(30)의 내주면을 향해 돌출한 돌출부(45p3)(이하 설명의 편의상 '수평 돌출부'라 칭함)를 구비하는 광학 부재(40)를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 10b는 도 10a의 II-II'선을 따라 수평 절단했을 때의 단면도이다. 광학 부재(40)는 그 측면에 수평 돌출부(45p3)를 구비한다. 이 수평 돌출부(45p3)는 예를 들어 광학 부재(40)의 측면에서 수직 방향으로 길게 연장하면서 형성될 수 있다. 한편, 프레임 부재(30)는 도 10b에 도시된 바와 같이 그 내주면에 광학 부재(40)의 수평 돌출부(45p3)에 대응하는 오목부(35r)를 구비한다. 광학 부재(40)의 수평 돌출부(45p3)는 프레임 부재(30)의 내주면에 형성된 오목부(35r)로 삽입된다. 여기서, 수평 돌출부(45p3) 및 오목부(35r)의 개수는 특별히 제한이 있는 것은 아니며 광학 부재(40)와 프레임 부재(30) 사이의 안전한 결합을 위해서 다양하게 설정될 수 있다.
이와 반대로, 광학 부재(40)가 오목부를 구비하고 프레임 부재(30)가 상기 오목부에 대응하는 돌출부를 구비할 수 있으며 이를 도 11a 및 도 11b를 참조하여 설명을 한다. 도 11b는 도 11a의 III-III'선을 따라 수평 절단했을 때의 단면도이 다. 도 11a를 참조하면, 광학 부재(40)는 그 측면에 오목부(47r)를 구비한다. 한편, 도 11b를 참조하면, 프레임 부재(30)는 그 내주면에서 내측으로 돌출한 돌출부(35p)를 구비한다. 프레임 부재(30)의 돌출부(35p)는 예를 들어 프레임 부재(30)의 내주면에서 수직 방향으로 길게 연장하면서 형성될 수 있다. 광학 부재(40)가 프레임 부재(30) 내로 삽입될 때, 광학 부재(40)의 오목부(47r)는 프레임 부재(30)의 돌출부(35p)를 수용한다. 여기서, 오목부(470 및 돌출부(35p)의 개수는 특별히 제한이 있는 것은 아니며 광학 부재(40)와 프레임 부재(30) 사이의 안전한 결합을 위해서 다양하게 설정될 수 있다.
위에서 설명을 한 광학 부재(40) 및 프레임 부재(30) 사이의 결합 방식은 프레임 부재(30) 및 덮개 부재(50) 사이의 결합에 유사하게 적용될 수 있다.
본 발명의 촬상장치는 예를 들어 휴대 전화 같은 데이터 처리 장치에 예를 들어 연성인쇄회로기판(FPCB) 등의 적절한 수단을 사용하여 동작상 결합할 수 있다.
본 발명의 촬상장치를 구비하는 데이터 처리 장치(1200)에 대한 기능 블록도가 도 12에 개략적으로 나타나 있다. 본 발명의 촬상장치를 구비할 수 있는 데이터 처리 장치(1200)는, 여기에 한정되는 것은 아니며, 컴퓨터 시스템, 카메라 시스템, PDA, AV 장치, 캠코더, 광마우스, 지문인식 등 생체인식 시스템, 텔레비전, 스캐너, 비디오 전화기, 전자감시 시스템(surveillance system), 유시각 기계 시스템(machine vision system), 차량 항법 시스템, 자동 초점 시스템, 별 추적 시스템, 운동 감지 시스템, 이미지 안정 시스템, 이미지 데이터 압축 시스템, 그리고 본 발 명의 촬상장치를 사용할 수 있는 모든 데이터 처리 장치를 포함한다.
도 12를 참조하면, 데이터 처리 장치(1200)는 버스(1204)를 통해서 여러 구성 장치들과 통신하는 프로세서(1202)를 포함한다. 버스(1204)에 연결된 구성 장치들 중 몇몇은 예를 들어 입출력 장치(1206) 및 촬상장치(1208)는 데이터 처리 장치(1200)로의/으로부터 입력/출력 통신을 제공한다. 버스(1204)에 연결된 장치들 중 몇몇은 예를 들어 램(1210), 하드 드라이브(1212), 플로피 디스크 드라이브(1214), 콤팩트 디스크 드라이브(1216) 같은 하나 이상의 주변 메모리 장치를 포함한다. 촬상장치(1208)의 이미지 센서는 프로세서(1202) 또는 데이터 처리 장치(1200)의 다른 구성 장치로부터 제어 신호 또는 데이터를 받는다. 촬상장치(1208)의 이미지 센서는 받은 제어 신호 또는 데이터에 기초하여 이미지를 정의하는 신호를 프로세서(1202)로 제공할 수 있으며, 프로세서(1202)는 촬상장치(1208)의 이미지 센서로부터 받은 신호를 처리한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 충격이 촬상장치에 가해지더라도 그 충격은 기판으로 전해지며 이미지 센서는 충격으로부터 보호된다. 또한, 탄성 부재의 가압에 의해서 광학 부재와 이미지 센서 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 충격이 촬상장치에 가해지더라도 탄성 부재가 이미지 센서로 가해지는 충격을 차단하여 이미지 센서는 충격으로부터 보호된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임 부재의 지지부의 높이 그리고/또는 광학 부재의 돌출부의 길이를 적절히 조절하는 것에 의해 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리를 적절하게 설정할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예(들)를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 기판에 탑재된 이미지 센서;
    상기 기판 상면에 고정설치되는 프레임 부재;
    상기 이미지 센서 상면으로부터 이격 가능하도록 상기 프레임 부재 내에 삽입되는 광학 부재;
    상기 프레임 부재에 결합한 덮개 부재; 그리고,
    상기 광학 부재 및 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 이미지 센서로부터 멀어지는 방향으로 압박하여 상기 광학 부재를 상기 덮개 부재에 밀착시키는 탄성 부재를 포함하는 촬상장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 부재는:
    상기 이미지 센서에 입사광을 집광하는 렌즈; 그리고,
    상기 렌즈를 고정 지지하며, 상기 탄성 부재에 접촉하는 접촉부 및 상기 덮개 부재 측으로 돌출하여 접촉하는 제1 돌출부를 구비하는 렌즈 집게를 포함하는 촬상장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일, 우레탄, 스펀지, 또는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료를 포함하는 촬상장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부를 따라 연속적인 일체로 구비되는 촬상장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부에서 서로 이격된 복수 개로 구비되는 촬상장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 프레임 부재는 그 내주면으로부터 돌출하여 상기 광학 부재를 지지하기 위한 지지부를 더 구비하고;
    상기 광학 부재는 그 외면으로부터 돌출하여 상기 프레임의 지지부 상에 안착 되는 수평 돌출부를 더 구비하는 촬상장치.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 광학 부재는 상기 탄성 부재의 움직임을 최소화하기 위해서 상기 접촉부 외측에서 상기 기판 측으로 연장하는 제2 돌출부를 더 구비하는 촬상장치.
  8. 프로세서; 그리고,
    상기 프로세서에 동작상 결합한 촬상장치를 포함하되,
    상기 촬상장치는:
    기판에 탑재된 이미지 센서;
    상기 기판 상면에 고정설치되는 프레임 부재;
    상기 이미지 센서 상면으로부터 이격 가능하도록 상기 프레임 부재 내에 삽입되는 광학 부재;
    상기 프레임 부재에 결합한 덮개 부재; 그리고,
    상기 광학 부재 및 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 이미지 센서로부터 멀어지는 방향으로 압박하여 상기 광학 부재를 상기 덮개 부재에 밀착시키는 탄성 부재를 구비하는 데이터 처리 장치.
  9. 기판에 탑재된 이미지 센서;
    상기 기판 상면에 고정설치되며, 그 내주면으로부터 돌출한 지지부를 구비하는 프레임 부재;
    상기 프레임 부재의 지지부 상에 안착 되는 광학 부재;
    상기 프레임 부재에 결합하는 덮개 부재; 그리고,
    상기 광학 부재 및 상기 덮개 부재 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 프레임 부재의 지지부 측으로 압박하여 밀착시키는 제1 탄성 부재를 포함하는 촬상장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 광학 부재는:
    상기 이미지 센서에 입사광을 집광하는 렌즈; 그리고,
    상기 렌즈를 고정 지지하며, 상기 프레임 부재의 지지부에 안착하는 제1 돌출부 및 상기 제1 탄성 부재에 접촉하는 접촉부를 구비하는 렌즈 집게를 포함하는 촬상장치.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 탄성 부재는 코일, 우레탄, 스펀지, 또는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료를 포함하는 촬상장치.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부를 따라 연속적인 일체로 구비되는 촬상장치.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 렌즈 집게의 선단부에서 서로 이격된 복수 개의 접촉부들로 구비되는 촬상장치.
  14. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 프레임 부재의 지지부는 상기 프레임 부재의 내주면을 따라서 연속적인 일체로 구비되는 촬상장치.
  15. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 광학 부재와 상기 이미지 센서의 상면 사이에 개재하는 제2 탄성 부재를 더 포함하는 촬상장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제2 탄성 부재는 코일, 우레탄, 스펀지, 또는 수지 또는 금속으로 된 탄성 재료를 포함하는 촬상장치.
  17. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 과학 부재는 상기 제1 탄성 부재의 움직임을 최소화하기 위해서 상기 접촉부 외측에서 상기 덮개 부재 측으로 돌출한 제2 돌출부를 더 포함하는 촬상장치.
  18. 프로세서; 그리고,
    상기 프로세서에 동작상 결합한 촬상장치를 포함하되,
    상기 촬상장치는:
    기판에 탑재된 이미지 센서;
    상기 기판 상면에 고정설치되며, 그 내주면으로부터 돌출한 지지부를 구비하는 프레임 부재;
    상기 프레임 부재의 지지부 상에 안착 되는 광학 부재;
    상기 프레임 부재의 선단부에 결합하는 덮개 부재; 그리고,
    상기 광학 부재 및 상기 덮개 부재 사이에 개재하여 상기 광학 부재를 상기 프레임 부재의 지지부 측으로 압박하여 밀착시키는 제1 탄성 부재를 구비하는 데이터 처리 장치.
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