KR20100103294A - 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 렌즈를 통하여 입력된 영상을 촬상소자를 통하여 받아들이는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치에 관한 것이다.

본 발명은 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자; 및 상기 촬상소자가 안착되고, 상기 촬상소자가 안착된 영역의 적어도 일부에 천공부가 형성되는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치{Camera module and digital image processing apparatus therewith}

본 발명은 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 렌즈를 통하여 입력된 영상을 촬상소자를 통하여 받아들이는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치에 관한 것이다.

카메라 모듈은 동영상 및 사진 촬영을 하고 이를 전송할 수 있는 장치로서, 휴대 전화기, 노트북 컴퓨터, PDA, 모니터 삽입용 카메라, 범퍼 장착용 자동차 후면 감시 카메라, 도어/인터폰용 카메라 등에 사용된다.

일반적으로 카메라 모듈은 촬상소자 및 기판으로 이루어진 이미지 센서 모듈과 렌즈로 이루어진 광학계로 이루어진다. 촬상소자와 기판과의 인터커넥션 형태(interconnection type)로는 와이어 본딩 형태(wire bonding type)와 플립 칩 형태(flip chip type)가 많이 사용되고 있다.

도 1a 및 도 1b에는 종래의 카메라 모듈의 구성을 보여주는 단면도가 도시되어 있다. 여기서, 도 1a는 와이어 본딩 형태로 촬상소자와 인쇄회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도이고, 도 1b는 플립 칩 본딩 형태로 촬상 소자와 인쇄회로기판 사이의 인터커넥션이 이루어진 모습을 보여주는 단면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같이, 카메라 모듈(10)(20)은 이미지 센서 모듈(11)(21), 하우징(17), 렌즈 조립체(19), IR-필터(16)를 포함한다.

이미지 센서 모듈(11)(21)은 인쇄회로기판(12)(22) 및 촬상소자(13)(23)를 포함한다. 인쇄회로기판(12)(22)의 적어도 일 측면에 회로 패턴이 형성되고, 회로 패턴이 형성된 일 측면이 촬상소자(13)(23)와 전기적으로 연결된다. 촬상소자(13)(23)와 인쇄회로기판(12)(22) 사이의 결합은 도 1a에 도시된 것과 같이 골드 와이어(14)를 사용하여 전기적으로 연결되는 와이어 본딩에 의해 이루어질 수도 있고, 도 1b에 도시된 것과 같이 범프(24)를 형성하여 이루어지는 플립 칩 본딩으로 결합될 수도 있다.

한편, 하우징(17)은 전방에 렌즈 조립체(19)를 구비하고, 렌즈 조립체(19)는 하나 이상의 렌즈(18)를 포함하며, 하우징(17)의 내측 즉, 렌즈 조립체(19)의 후방에는 IR-필터(16)가 배치된다.

일반적으로 이미지 센서 모듈(11)(21)을 제조한 후에 다양한 형태의 렌즈와 하우징을 이미지 센서 모듈에 배치하여 카메라 모듈을 제조한다.

도 1c는 도 1a의 카메라 모듈의 이미지 센서 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 종래의 카메라 모듈(10)의 인쇄회로기판(12) 상에는 촬상소자(13)와 수동소자(15) 등 다수의 부품이 배치된다. 그런데, 이와 같은 종래의 카메라 모듈(10)에서는 수동소자(15)를 촬상소자(13)와 동일한 평면에 배치 하는 구조이기 때문에, 인쇄회로기판(12) 상에는 촬상소자(13)가 배치되는 영역 외에 수동소자(15)가 배치되는 영역도 확보되어야 한다. 따라서, 그 소형화에 일정 부분 한계가 존재하며, 구성이 복잡하고 그 조립이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다.

본 발명은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 경향에 맞춰 카메라 모듈의 크기를 현저하게 감소시킬 수 있는 카메라 모듈 및 이를 구비하는 디지털 영상 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자; 및 상기 촬상소자가 안착되고, 상기 촬상소자가 안착된 영역의 적어도 일부에 천공부가 형성되는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 천공부는 상기 인쇄회로기판의 중심부에 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 촬상소자는 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상 영역을 구비하고, 상기 촬상소자에서 상기 촬상 영역이 구비된 면의 반대쪽 면에는 수동소자가 배치될 수 있다.

여기서, 상기 수동소자는 상기 천공부 내에 수용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 인쇄회로기판은, 차례로 적층되어 형성되는 제1 인쇄회로기판 및 제2 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 제2 인쇄회로기판상에는 상기 촬상소자가 안착되고, 상기 제1 인쇄회로기판에는 상기 천공부가 형성될 수 있다.

다른 측면에 관한 본 발명은, 제1 인쇄회로기판; 상기 제1 인쇄회로기판상에 형성되는 제2 인쇄회로기판; 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하고, 상 기 제2 인쇄회로기판상에 형성되는 촬상소자; 및 상기 제2 인쇄회로기판 중 상기 촬상소자가 안착된 영역의 배면에 결합하는 수동소자를 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 인쇄회로기판에서, 상기 수동소자와 대응되는 영역은 천공될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수동소자는, 상기 제2 인쇄회로기판에서 상기 촬상소자가 형성된 면의 배면에 결합될 수 있다.

또 다른 측면에 관한 본 발명은, 상기 중 어느 하나의 카메라 모듈; 및 본체를 구비하는 디지털 영상 처리 장치를 제공한다.

본 발명은 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화 경향에 맞춰 카메라 모듈의 크기를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 카메라 모듈을 나타내는 저면 사시도이고, 도 4는 도 2의 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 이미지 센서 모듈(110) 및 광학계(120)를 포함한다.

이미지 센서 모듈(110)은, 인쇄회로기판(113), 촬상소자(115) 및 수동소 자(116)를 포함한다.

인쇄회로기판(113)은 적어도 두 층 이상의 인쇄회로기판이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이러한 각 층의 인쇄회로기판(113)으로는 경질의 인쇄회로기판(hard printed circuit board; HPCB)이나 유연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board; FPCB)을 사용할 수 있다.

상세히, 인쇄회로기판(113)은 제1 인쇄회로기판(111)과 제2 인쇄회로기판(112)을 포함할 수 있다. 제1 인쇄회로기판(111)으로는 주로 유연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board; FPCB)을 사용할 수 있으며, 제2 인쇄회로기판(112)으로는 경질의 인쇄회로기판(hard printed circuit board; HPCB)을 주로 사용할 수 있으나, 본 발명의 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

여기서, 제1 인쇄회로기판(111)의 중심부에는 천공부(111a)가 형성되어 있다. 상기 천공부(111a)에 대하여는 뒤에서 상세히 설명한다.

한편, 제1 인쇄회로기판(111)은 적어도 어느 한 측면으로 연장된 연장부(111b)를 가질 수 있고, 연장부(111b)의 일 단부에는 외부 회로와 연결되는 커넥터(connector) 또는 소켓(socket) 등의 외부연결부재(118)가 더 형성될 수 있다.

여기서, 제1 인쇄회로기판(111)과 제2 인쇄회로기판(112)은 ACF 테이프나 솔더(solder)와 같은 연결 부재를 사용하여 전기적으로 연결된다.

촬상소자(115)는 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변화하는 촬상영역을(115a) 구비한다. 이와 같은 촬상소자(115)는 제2 인쇄회로기판(112)의 상부에 배치된다.

촬상소자(115)는 광학정보를 전기신호로 변화하는 반도체 소자로서, CCD(Charge Coupled Device, 전하결합소자) 이미지 센서나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 상보성 금속산화물반도체) 이미지 센서 등이 사용될 수 있으나, 카메라 폰의 소형화 및 다기능화에 의한 카메라 모듈의 경박단소화를 위해 COF(Chip On Film) 방식을 사용하기에 적합한 CMOS 방식의 이미지 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 보호 범위는 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

촬상소자(115)와 제2 인쇄회로기판(112) 사이의 결합은 도 4에 도시된 것과 같이 골드 와이어(114)를 사용하여 전기적으로 연결되는 와이어 본딩에 의해 이루어질 수도 있고, 범프(미도시)를 형성하여 이루어지는 플립 칩 본딩으로 결합될 수도 있다.

한편, 제2 인쇄회로기판(112)의 하부에는 커패시터와 같은 수동소자(116)들이 다수 개 배치될 수 있다. 이와 같이 제2 인쇄회로기판(112)의 하부에 결합된 수동소자(116)들은, 상술한 제1 인쇄회로기판(111)의 천공부(111a) 내에 수용될 수 있다.

상세히, 종래의 카메라 모듈에서는 수동소자를 촬상소자와 동일한 평면에 배치하는 구조이기 때문에, 인쇄회로기판상에는 촬상소자가 배치되는 영역 외에 수동소자가 배치되는 영역도 확보되어야 한다. 따라서, 그 소형화에 일정 부분 한계가 존재하며, 구성이 복잡하고 그 조립이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라 모듈(100)은 제2 인쇄회로기판(112)의 배면에 수동소자(116)들을 결합시키고, 제1 인쇄회로기판(111)에는 천공부(111a)를 형성하여, 상기 천공부(111a)내에 상기 수동소자(116)들이 수용되도록 하는 것을 일 특징으로 한다.

즉, 촬상소자(115)가 배치되는 제1 인쇄회로기판(111)의 중심부는 사용하지 않는 남는 공간인 경우가 대부분이었다. 그리고, 제1 인쇄회로기판(111)의 가장자리부에 수동소자(116)가 배치되는 것이 일반적이었다. 따라서, 제1 인쇄회로기판(111)의 중심부의 남는 공간을 활용하기 위하여, 제1 인쇄회로기판(111)의 중심부에 천공부(111a)를 형성하고, 이 천공부(111a)에 수동소자(116)가 수용되도록 하는 것이다. 그리고 이를 위하여, 수동소자(116)는 제2 인쇄회로기판(112)의 배면에 결합하게 된다.

이와 같은 구성에 의하여, 카메라 모듈(100)의 크기가 적어도 수동소자(116)의 크기만큼 감소할 수 있으며, 따라서 카메라 모듈(100)의 소형화가 이루어질 수 있는 것이다.

여기서, 제2 인쇄회로기판(112)에 수동소자(116)를 결합하기 위하여 접착 부재가 사용될 수 있다. 이러한 접착 부재로는 NCP(Non conductive paste), NCF(Non conductive film), ACF(Anisotropic conductive film) 또는 ACP(Anisotropic conductive paste) 등이 사용될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만 인쇄회로기판(113)의 일 면에는 영상처리프로세서(ISP : Image signal processor)가 더 내장될 수도 있다. 이러한 영상처리프로세서는 종래의 카메라 모듈 공정과 같이 인쇄회로기판(113)의 일 면 상에 실장 될 수도 있고, 또는 인쇄회로기판(113)에 내장되는 것도 가능하다 할 것이다.

한편, 광학계(120)는 렌즈 하우징(121), 보호 커버(122), 렌즈(123) 및 IR 필터(124)를 구비한다. 보호 커버(122)는 렌즈 하우징(121)을 지지하고, 외부로부터 원하지 않는 경로로 빛이 들어오는 것을 차단할 수 있다. 보호 커버(122)에는 렌즈 하우징(121)이 삽입되는 개구부가 형성된다. 보호 커버(122)는 촬상소자(115)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 렌즈 하우징(121)은 적어도 하나의 렌즈(123)를 내장한 후, 보호 커버(122)의 개구부에 설치된다.

IR 필터(124)는 보호 커버(122) 내에 배치될 수 있다. 상세히, IR 필터(124)는 렌즈(123)를 통과한 빛 중에 적외선 영역의 빛을 차단하는 역할을 한다. 촬상소자(115)의 촬상영역(115a)에서 사용되는 포토 다이오드(미도시)는 적외선 영역까지 투과시키는데, 포토 다이오드를 투과한 적외선은 이미지를 붉게 보이게 함으로, 이러한 현상을 막기 위해 IR 필터(124)가 사용된다. 이를 위해 IR 필터(124)의 상면에는 적외선 차단 코팅(IR-Cut coating)이 형성된다. 또한, IR 필터(124)는 내부로 입사된 빛이 반사되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이를 위해 IR 필터(124)의 하면에는 반사 방지를 위한 반사 방지 코팅(Anti-Reflecting coating)이 형성된다.

이와 같은 구성에 의하여, 카메라 모듈(100)의 전체적인 크기가 감소되어 카메라 모듈이 장착되는 기기의 초소형화를 수행하는 효과를 가질 수 있다. 다시 말하면, 종래 카메라 모듈의 경우 촬상소자와 수동소자가 동일한 층에 형성되어, 촬상소자와 수동소자 각각의 면적의 합만큼의 공간이 필수적으로 요구되었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 촬상소자 후면에 직접 수동소자를 실장 함으로써, 이미지 센서 모듈의 전체적인 크기가 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

도 5에는 도 2 내지 도 4의 카메라 모듈(400)이 장착되는 디지털 영상 처리 장치의 일 실시예인 카메라 폰(10)이 개략적으로 도시되어 있다. 카메라 폰(10)의 휴대폰 본체(500)에 본 발명에 따른 카메라 모듈(100)이 장착될 수 있다.

여기서, 도면에는 카메라 모듈(400)이 카메라 폰(10)의 전면에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 본 발명의 카메라 모듈(400)은 그 공간상의 제약이 상당히 줄어들었기 때문에, 카메라 폰(10)의 전면뿐만 아니라 카메라 폰(10)의 측면 상면 또는 하면 등 면적이 좁은 공간에 배치되는 것도 가능하다 할 것이다.

이와 같이, 카메라 모듈(400)이 장착되는 디지털 영상 처리 장치에서는, 제2 인쇄회로기판 배면에 수동소자를 직접 장착함으로써, 제조 공정을 단순화할 수 있다. 따라서, 카메라 모듈(400)을 포함하는 카메라 폰(10) 등의 디지털 영상 처리 장치의 제작 시에도 제작 공정을 단순화할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 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 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위 에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.

도 1c는 도 1a의 카메라 모듈의 이미지 센서 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 카메라 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 2의 카메라 모듈을 나타내는 저면 사시도이다.

도 4는 도 2의 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 카메라 모듈이 장착된 디지털 영상 처리 장치의 일 실시예로서, 카메라 폰을 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 카메라 모듈 110: 이미지 센서 모듈

120: 광학계

Claims (9)

1. 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상소자; 및

   상기 촬상소자가 안착되고, 상기 촬상소자가 안착된 영역의 적어도 일부에 천공부가 형성되는 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 천공부는 상기 인쇄회로기판의 중심부에 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 촬상소자는 입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하는 촬상 영역을 구비하고, 상기 촬상소자에서 상기 촬상 영역이 구비된 면의 반대쪽 면에는 수동소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 수동소자는 상기 천공부 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 인쇄회로기판은, 차례로 적층되어 형성되는 제1 인쇄회로기판 및 제2 인쇄회로기판을 포함하고,

   상기 제2 인쇄회로기판상에는 상기 촬상소자가 안착되고, 상기 제1 인쇄회로기판에는 상기 천공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제1 인쇄회로기판;

   상기 제1 인쇄회로기판상에 형성되는 제2 인쇄회로기판;

   입사되는 빛 에너지를 전기적인 신호로 변환하고, 상기 제2 인쇄회로기판상에 형성되는 촬상소자; 및

   상기 제2 인쇄회로기판 중 상기 촬상소자가 안착된 영역의 배면에 결합하는 수동소자를 포함하는 카메라 모듈.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 인쇄회로기판에서, 상기 수동소자와 대응되는 영역은 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 수동소자는, 상기 제2 인쇄회로기판에서 상기 촬상소자가 배치된 면의 배면에 결합하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 카메라 모듈; 및 본체를 구비하는 디지털 영상 처리 장치.

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