KR20080040236A - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20080040236A
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Abstract

본 발명은 카메라 모듈을 개시한다. 본 발명에 따르면, 내부 공간을 갖고 상,하부가 개구된 하우징; 하우징의 상부 개구 측에 장착된 렌즈계; 렌즈계에 의해 맺힌 광학적 상을 받아서 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서; 하우징의 하부 개구 측에 장착되고, 이미지 센서를 상부로부터 수용하되, 이미지 센서를 수용한 상태에서 그 상면이 이미지 센서의 상면보다 높게 형성된 인쇄회로기판; 및 인쇄회로기판의 상면에 고정되어 렌즈계와 이미지 센서 사이에 배치되는 적외선차단 필터;를 구비한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}
도 1은 종래에 따른 카메라 모듈의 일 예를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 개략적인 구성도.
도 3은 도 2에 대한 분해 사시도.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
110..하우징 120..렌즈계
130..이미지 센서 140..적외선차단 필터
150..인쇄회로기판 151..수용부
152..기판 단자 155..와이어
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 전자기기에 채용되는 카메라 모듈에 관한 것이다.
통상적으로, 디지털 카메라, 휴대폰 등과 같은 전자기기에 탑재되는 카메라 모듈은 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 이미지 센서를 채용하여 광 신호를 전기 신호로 바꾸어서 화상을 구현한다. 이러한 카메라 모듈에 채용되는 이미지 센서는 사람의 눈보다 넓은 영역의 파장까지 빛으로 인식하는 것이 일반적이다. 즉, 이미지 센서는 사람이 볼 수 없는 780nm 이상의 적외선 영역을 여전히 빛으로 인식한다.
따라서, 이미지 센서에 의해 인식된 화상 정보를 그대로 내보낸다면, 실제와는 다른 색상의 화상이 나올 수 있다. 이러한 현상을 막기 위해, 카메라 모듈에는 적외선 영역을 차단하여 가시광선 영역만을 받아들 수 있게 적외선차단 필터(Infra Red Cut Off Filter)가 마련된다.
도 1은 종래에 따른 카메라 모듈의 일 예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 카메라 모듈(10)에는 내부 공간을 갖고 상,하부가 개구된 하우징(11)이 마련된다. 하우징(11)의 상부 개구된 부위에는 렌즈(12)가 장착되며, 하부 개구된 부위에는 인쇄회로기판(13)이 장착된다. 그리고, 인쇄회로기판(13)의 상면에는 이미지 센서(14)가 실장된다. 또한, 하우징(11) 내에는 적외선차단 필터(15)가 장착된다. 적외선차단 필터(15)는 렌즈(12)와 이미지 센서(14) 사이에서 이미지 센서(14)로부터 소정 간격으로 떨어진 상태로 하우징(11)에 고정된다.
그런데, 전술한 바와 같이 적외선차단 필터(15)가 하우징(11)에 고정된 구조로 이루어지게 되면, 이미지 센서(14)와 인쇄회로기판(13) 사이가 와이어(16) 본딩에 의해 회로 연결되는 경우, 적외선차단 필터(15)와 와이어(16) 간에 간섭을 피하기 위해 적외선차단 필터(15)를 이미지 센서(14)로부터 충분히 이격시킬 필요가 있다.
즉, 이미지 센서(14)가 인쇄회로기판(13)의 상면에 실장된 상태이므로, 와이 어(16)에 의해 이미지 센서(14)와 인쇄회로기판(13) 사이가 회로 연결되면, 와이어(16)는 도시된 바와 같이, 상방으로 볼록하게 돌출한 형상을 이루게 된다. 이러한 와이어(16)가 적외선차단 필터(15)에 의해 간섭을 받게 되면, 와이어(16) 본딩 부위에서 접속 불량이 발생할 우려가 있으므로, 이를 방지하기 위해 적외선차단 필터(15)를 이미지 센서(13)로부터 충분히 이격시킬 필요가 있는 것이다. 이처럼 적외선차단 필터(15)와 이미지 센서(13) 사이의 간격이 커지게 되면, 그에 따라 카메라 모듈(10)의 전체 높이가 커지게 되는바, 소형화에 한계가 있게 된다.
또한, 도시된 바와 같이 종래에 따르면, 인쇄회로기판(13)과 하우징(11) 사이의 결합은 인쇄회로기판(13)의 상면에 접착 물질을 이용하여 하우징(11)을 부착함으로써 이루어지는데, 이 경우 인쇄회로기판(13)에 대해 하우징(11)을 정확하게 위치시켜 부착하기 위해 정렬 과정이 추가될 필요가 있다. 게다가, 인쇄회로기판(13)과 하우징(11) 사이를 부착하는 접착 물질이 경화된 후 하우징(11)의 외부로 돌출할 우려가 있는바, 카메라 모듈(10)의 외곽 치수 오차가 발생하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전체 높이를 최대한 줄일 수 있음에 따라 소형화가 가능할 수 있는 카메라 모듈을 제공함에 일 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 외곽 치수 오차를 최소화할 수 있는 카메라 모듈을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카메라 모듈은, 내부 공간을 갖고 상,하부가 개구된 하우징; 상기 하우징의 상부 개구 측에 장착된 렌즈계; 상기 렌즈계에 의해 맺힌 광학적 상을 받아서 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서; 상기 하우징의 하부 개구 측에 장착되고, 상기 이미지 센서를 상부로부터 수용하되, 상기 이미지 센서를 수용한 상태에서 그 상면이 상기 이미지 센서의 상면보다 높게 형성된 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 상면에 고정되어 상기 렌즈계와 이미지 센서 사이에 배치되는 적외선차단 필터;를 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 개략적인 구성도이며, 도 3은 도 2에 대한 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은, 하우징(110)과, 렌즈계(120)와, 이미지 센서(130)와, 적외선차단 필터(140), 및 인쇄회로기판(150)을 포함하여 구성된다.
하우징(110)은 내부 공간을 가지며 상,하부가 개구된 구조를 갖는다. 상기 하우징(110)의 내부 공간은 서로 간에 연통이 되게 형성된 상,하부 공간(111)(112)으로 나뉠 수 있다. 여기서, 상기 상부 공간(111)은 원통 형상을 가지며, 하부 공간(112)은 육면체 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 하부 공간(112)의 수평 단면적이 상부 공간(111)의 수평 단면 적 보다 크게 됨으로써, 하우징(110) 내에는 상,하부 공간(111)(112) 사이의 경계 부위에 단턱(113)이 형성될 수 있다. 상기 단턱(113)은 후술하겠지만 적외선차단 필터(140)가 인쇄회로기판(150)의 상면에 고정된 상태에서 적외선차단 필터(140)의 상부를 지지할 수 있게 한다. 상기 단턱(113)의 하면은 편평한 면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 상부 공간(111)은 상부 개구를 통해 렌즈계(120)를 수용한다. 그리고, 하부 공간(112)은 하부 개구를 통해 적외선 적외선차단 필터(140)만을 수용하고 이미지 센서(130)와 인쇄회로기판(150)을 외부에 배치할 수 있을 정도의 크기로만 형성되는 것도 가능하나, 도 2에 도시된 바와 같이, 적외선차단 필터(140)뿐 아니라 이미지 센서(130)와 인쇄회로기판(150)까지 모두 수용할 수 있을 정도의 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이는 카메라 모듈(100)의 외곽 치수 오차를 최소화하기 위함이다.
즉, 하우징(110) 내로 인쇄회로기판(150)을 수용한 상태에서 하우징(110) 내에서 인쇄회로기판(150)을 고정하게 되면, 도 1에서처럼 하우징(11)의 외부에 인쇄회로기판(13)을 배치한 상태에서 접착 물질에 의해 하우징(11)의 하부 개구를 폐쇄하도록 부착하는 경우에 비해, 접착 물질이 경화된 후 하우징(110)의 외부로 돌출하는 현상이 없어지게 되는바, 카메라 모듈(100)의 외곽 치수 오차가 줄어들 수 있는 것이다. 게다가, 후술하겠지만, 인쇄회로기판(150)이 하우징(110)의 하부 개구를 폐쇄할 수 있을 정도의 크기로 이루어진 경우에는, 도 1에 도시된 바와 달리, 하우징(110)에 대한 인쇄회로기판(150) 장착시 별도의 정렬 과정이 생략될 수도 있 다.
렌즈계(120)는 전술한 하우징(110)의 상부 개구 측에 장착된다. 상기 렌즈계(120)는 피사체에 대한 광학적 상을 맺게 하여 이미지 센서(130)로 제공하는 것으로, 하나 혹은 복수의 렌즈(121)를 포함하여 구성된다.
상기 렌즈계(120)는 렌즈(121)를 지지하는 렌즈 홀더(122)를 더 구비할 수 있다. 렌즈 홀더(122)는 렌즈(121)를 수용하여 장착할 수 있게 내부 공간을 갖는다. 그리고, 렌즈 홀더(122)는 렌즈(121)로 빛을 받아들일 수 있게 상면에 노출 공(122a)이 형성되며, 렌즈(121)를 통과한 빛이 이미지 센서(130) 측으로 전달될 수 있게 하면이 개구된 구조를 갖는다.
상기 렌즈 홀더(122)는 하우징(110)의 상부 개구를 통해 삽입되어 하우징(110)에 고정되거나, 나사 결합될 수 있다. 렌즈 홀더(122)가 하우징(110)에 나사 결합된 경우에는, 렌즈 홀더(122)의 회전에 따라 렌즈 홀더(122)가 상하로 이동함으로써, 초점 거리의 조정이 가능할 수 있다.
이미지 센서(130)는 렌즈계(120)의 하측에 배치된다. 이미지 센서(130)는 렌즈계(120)에 의해 맺힌 광학적 상을 받아서 전기적 신호로 변환할 수 있게 한다. 이를 위해, 이미지 센서(130)는 화소 어레이 및 광전 변환부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 화소 어레이는 렌즈계를 통과한 빛에 반응하여 전하를 축적하며, 광전 변환부는 수광소자로서 화소 어레이에 축적되어 있는 전하를 사용 가능한 전기적인 신호로 변환하는 역할을 한다.
이러한 이미지 센서(130)로는 CCD 이미지 센서 혹은 CMOS 이미지 센서 등이 이용될 수 있다. 한편, 상기 이미지 센서(130)의 상면 가장자리에는 후술할 인쇄회로기판(150)의 기판 단자(152)와 접속될 수 있게 센서 단자(131)가 형성된다.
적외선차단 필터(140)는 플레이트 형상으로 이루어져 렌즈계(120)와 이미지 센서(130) 사이에서 수평으로 배치된다. 적외선차단 필터(140)는 렌즈계(120)를 거쳐 이미지 센서(130)로 광 신호가 입력되기 전에 적외선 영역의 광 신호를 제거하여 가시광선 영역의 광 신호만을 받아들이게 함으로써, 실제와 가까운 색상의 화상이 획득될 수 있게 한다.
상기 적외선차단 필터(140)는, 본 실시예에 따르면, 후술할 인쇄회로기판(150)의 상면에 접착 물질(160), 예컨대 에폭시 접착 물질에 의해 고정된다. 이러한 적외선차단 필터(140)는 상면이 하우징(110) 내의 단턱(113)에 접하게 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 카메라 모듈(100)의 전체 높이가 최대한 줄어들 수 있다. 또한, 하우징(110) 내의 단턱(113) 하면에 접착 물질(160), 예컨대 에폭시 접착 물질을 도포하게 되면, 적외선차단 필터(140)와 하우징(110) 사이를 고정하는 것도 가능해질 수 있다. 이와 같이 적외선차단 필터(140)가 하우징(110)에 고정되면, 적외선차단 필터(140)를 고정하는 인쇄회로기판(150)을 하우징(110)에 별도로 고정하지 않더라도, 인쇄회로기판(150)을 하우징(110) 내에 수용한 상태로 유지할 수 있게 된다.
인쇄회로기판(150)은 앞서 설명한 바와 같이, 하우징(110)의 하부 개구를 통해 수용 가능하게 형성될 수 있다. 여기서, 인쇄회로기판(150)은 하우징(110)의 하부 개구를 폐쇄할 수 있을 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 도시하고 있지는 않지만, 인쇄회로기판(150)이 하우징(110) 내로 수용된 상태에서, 인쇄회로기판(150)의 측면에 접착 물질, 예컨대 에폭시 접착 물질을 도포함으로써, 인쇄회로기판(150)과 하우징(110) 사이를 접착하고 충전시키는 것도 가능하다.
한편, 적외선차단 필터(140)가 하우징(110)의 단턱(113)에 고정된 경우라면, 적외선차단 필터(140)를 매개로 인쇄회로기판(150)이 하우징(110) 내에 수용된 상태로 유지될 수 있으므로, 전술한 바와 같이 인쇄회로기판(150)과 하우징(110) 사이를 접착 물질로 고정하는 과정을 생략할 수도 있다.
그리고, 본 실시예에 따르면, 인쇄회로기판(150)은 중앙 상부로부터 이미지 센서(130)를 수용할 수 있게 수용부(151)를 구비한다. 아울러, 인쇄회로기판(150)은 도 2에 도시된 바와 같이, 수용부(151) 내로 이미지 센서(130)가 수용된 상태에서 이미지 센서(130)의 상면보다 높은 상면을 갖게 형성된다. 이는 인쇄회로기판(150)의 상면에 전술한 적외선차단 필터(140)를 고정하더라도, 인쇄회로기판(150)과 이미지 센서(130)의 높이 차이만큼 적외선차단 필터(140)를 이미지 센서(130)로부터 이격시킬 수 있도록 하기 위함이다.
여기서, 수용부(151)는 인쇄회로기판(150)의 상부로부터 함몰 형성되어 바닥면을 갖도록 형성되는 것도 가능하나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(150)의 높이를 최대한 줄여 카메라 모듈(100)의 전체 높이를 최소화할 수 있게 상하가 관통된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 다만, 수용부(151)의 상하가 관통된 구조인 경우, 인쇄회로기판(150)의 높이는 이미지 센서(130)가 수용부(151) 내에 수용된 상태에서, 수용부(151)로부터 하측으로 돌출하지 않을 정도로 설정되는 것이 바람직할 것이다.
이러한 수용부(151)에 수용되는 이미지 센서(130)는 수용된 상태를 유지할 수 있게 고정될 필요가 있다. 이를 위해, 이미지 센서(130)의 측면에 접착 물질(160), 예컨대 에폭시 접착 물질을 도포함으로써, 이미지 센서(130)와 수용부(151) 사이를 접착하고 충전시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 인쇄회로기판(150)의 상면이 이미지 센서(130)의 상면보다 높게 위치하게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(130)와의 회로 연결을 위한 기판 단자(152)를 수용부(151) 내의 측면에 위치시키는 것도 가능할 수 있다. 따라서, 수용부(151) 내의 측면에 위치한 기판 단자(152)와 이미지 센서(130)의 상면 가장자리에 위치한 센서 단자(131) 사이를 와이어(155) 본딩에 의해 접속시키더라도, 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어(155)가 상방으로 돌출하지 않게 된다. 즉, 인쇄회로기판(150)의 상면에 적외선차단 필터(140)가 고정되더라도 적외선차단 필터(140)에 의해 와이어(155)가 간섭을 받지 않게 되는 것이다.
그에 따라, 적외선차단 필터(140)와 이미지 센서(130) 사이의 간격을 최대한 좁힐 수 있으므로, 카메라 모듈(100)의 전체 높이 또한 최대한 줄일 수 있게 된다. 그 결과, 카메라 모듈(100)을 더욱 소형화할 수 있는바, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)을 각종 소형 전자기기에 적용하기가 용이할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 상부로부터 이미지 센서가 수용되되 이미지 센서의 상면보다 높은 상면을 갖도록 인쇄회로기판의 높이가 설정됨과 아울러, 인쇄회로기판의 상면에 적외선차단 필터가 고정된 구성으로 이루어짐으로써, 적외선차단 필터와 이미지 센서 사이의 간격을 최대한 좁힐 수 있다. 따라서, 카메라 모듈의 전체 높이를 최대한 줄일 수 있게 되므로, 카메라 모듈을 더욱 소형화할 수 있다. 그에 따라, 카메라 모듈을 채용하는 각종 소형 전자기기에 적용하기가 용이할 수 있다.
그리고, 하우징 내로 인쇄회로기판이 수용되어 하우징의 하부 개구를 폐쇄하도록 구성된 경우에는, 하우징에 대한 인쇄회로기판 장착시 별도의 정렬 과정이 생략될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판에 고정된 적외선차단 필터를 하우징 내에 고정하도록 구성된 경우에는, 하우징과 인쇄회로기판 사이를 접착 물질로 고정하지 않더라도 인쇄회로기판이 하우징 내에 수용된 상태로 유지될 수 있으므로, 종래와 달리 접착 물질이 하우징의 외부로 돌출하는 현상이 없어질 수 있다. 따라서, 카메라 모듈의 외곽 치수 오차를 최소화하는 효과가 있을 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 내부 공간을 갖고 상,하부가 개구된 하우징;
    상기 하우징의 상부 개구 측에 장착된 렌즈계;
    상기 렌즈계에 의해 맺힌 광학적 상을 받아서 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서;
    상기 하우징의 하부 개구 측에 장착되고, 상기 이미지 센서를 상부로부터 수용하되, 상기 이미지 센서를 수용한 상태에서 그 상면이 상기 이미지 센서의 상면보다 높게 형성된 인쇄회로기판; 및
    상기 인쇄회로기판의 상면에 고정되어 상기 렌즈계와 이미지 센서 사이에 배치되는 적외선차단 필터;
    를 구비하는 카메라 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에서 상기 이미지 센서를 수용하는 수용부는 상하가 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수용부 내의 측면에 기판 단자가 형성되고, 상기 이미지 센서의 상면에 센서 단자가 형성되며, 상기 기판 단자와 센서 단자 사이는 와이어 본딩에 의해 접 속된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 하부 개구를 통해 상기 인쇄회로기판이 수용되도록 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 하우징 내에는 상기 적외선차단 필터의 상부를 지지할 수 있게 단턱이 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
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