KR20110046101A

KR20110046101A - 카메라 모듈 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20110046101A
Application number: KR1020090102942A
Authority: KR
Inventors: 이정식
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-04
Also published as: KR101552328B1

Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 카메라 모듈의 제조방법은 피사체의 광 이미지를 통과/차단하는 셔터와, 상기 셔터의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴과 나사 결합하며 상기 렌즈 배럴을 광축 방향으로 구동시키는 액추에이터와, 상기 셔터, 상기 렌즈 배럴 및 상기 액추에이터가 내부에 실장되는 케이스를 하나의 서브 어셈블리(sub assembly)로 조립하는 단계, 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서를 기판에 설치하는 단계, 상기 기판에 상기 서브 어셈블리를 장착하는 단계, 상기 렌즈 배럴의 상면에 형성된 적어도 하나 이상의 결합홈에 지그를 연결하고, 상기 지그를 이용하여 상기 렌즈 배럴과 상기 액추에이터의 나사 결합 위치를 초점 위치로 조정하는 단계, 상기 케이스의 측면에 형성된 제1 관통홀과 상기 액추에이터에 형성된 제2 관통홀을 통해 상기 렌즈 배럴과 상기 액추에이터 사이에 접착 부재를 주입하는 단계를 포함한다.

카메라 모듈, 렌즈 배럴, 액추에이터, 지그, 셔터

Description

카메라 모듈 및 그 제조 방법{Camera module and manufacturing method thereof}

본 발명은 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트, 토이(toy)등의 다종다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.

종래 카메라 모듈은 셔터, 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴, 렌즈 배럴을 광축 방향으로 구동시키는 액추에이터, 렌즈를 통해 입사된 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 이미지 센서, 이미지 센서가 장착된 인쇄회로기판을 포함하며, 실드 캔의 내부에 셔터, 렌즈 배럴, 액추에이터, 이미지 센서가 케이싱된다.

렌즈와 이미지 센서의 초점을 맞추기 위해서, 종래에는 렌즈 배럴과 액추에이터의 보빈을 나사 결합한 후 화상 검사를 실시하고, 렌즈 배럴의 상부에 셔터를 장착한 후에 화상 검사를 실시하고, 실드 캔을 장착한 후에 화상 검사를 실시하였 다.

이때, 화상 검사를 여러 번 실시함으로써 카메라 모듈 내부로 이물질이 유입될 가능성이 높아 불량이 높아지는 문제점이 있다.

본 발명은 카메라 모듈의 제조 공정을 간소화할 수 있는 카메라 모듈 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 하부가 개방된 직육면체 형상으로 적어도 하나의 측면에는 제1 관통홀이 형성된 케이스, 상기 케이스의 내측 상부에 위치하며, 피사체의 광 이미지를 통과/차단하는 셔터, 상기 셔터의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하며, 상면에는 상기 복수의 렌즈의 초점을 조정하는 지그와 결합되는 적어도 하나 이상의 결합홈이 형성되어 있는 렌즈 배럴, 상기 렌즈 배럴과 나사 결합하는 보빈과, 상기 보빈의 둘레면에 권취되는 코일과, 상기 코일을 하우징하며 상기 제1 관통홀과 대응되는 위치에 제2 관통홀이 형성된 보호벽을 포함하는 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈에 제공되며, 상기 렌즈 배럴은 상기 지그에 의해 상기 보빈과의 나사 결합 위치가 조정된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 피사체의 광 이미지를 통과/차단하는 셔터와, 상기 셔터의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴과 나사 결합하며 상기 렌즈 배럴을 광축 방향으로 구동시키는 액추에이터와, 상기 셔터, 상기 렌즈 배럴 및 상기 액추에이터가 내부에 실장되는 케이스를 하나의 서브 어셈블리(sub assembly)로 조립하는 단 계, 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서를 기판에 설치하는 단계, 상기 기판에 상기 서브 어셈블리를 장착하는 단계, 상기 렌즈 배럴의 상면에 형성된 적어도 하나 이상의 결합홈에 지그를 연결하고, 상기 지그를 이용하여 상기 렌즈 배럴과 상기 액추에이터의 나사 결합 위치를 초점 위치로 조정하는 단계, 상기 케이스의 측면에 형성된 제1 관통홀과 상기 액추에이터에 형성된 제2 관통홀을 통해 상기 렌즈 배럴과 상기 액추에이터 사이에 접착 부재를 주입하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 실시 예에서는 케이스, 셔터, 렌즈 배럴 및 액추에이터를 하나의 서브 어셈블리로 제작함으로써, 종래 여러 차례 행하였던 화상 검사를 카메라 모듈이 조립된 후에 한번만 실시하여 화상 검사 공정을 축소할 수 있다.

또한, 카메라 모듈의 조립이 완료된 후에 렌즈 배럴과 보빈 사이를 본딩함으로써, 종래 렌즈 배럴과 보빈 사이의 본딩 후 셔터와 케이스를 차례로 조립하면서 발생하는 렌즈 뒤틀림을 방지할 수 있고, 렌즈 뒤틀림을 방지하여 포커싱 불량을 방지할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 조립 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 초점 조정 방법을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은 케이스(10), 셔터(20), 렌즈 배럴(30), 액추에이터(Actuator)(40), 이미지 센서(50) 및 기판(60)을 포함한다.

오토 포커싱(Auto Focusing)을 위해서 렌즈 배럴(30)을 광축 방향(O)을 따라 이동시키는 가동부인 액추에이터(40)가 필요하며, 본 발명에서는 액추에이터(40) 중에서도 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)를 대표하여 설명한다.

본 발명에서는 도 1과 같은 구성을 갖는 카메라 모듈을 도 2와 같이 케이스(10), 셔터(20), 렌즈 배럴(30) 및 액추에이터(40)가 하나의 서브 어셈블리(sub assembly)(100)가 되도록 조립한다.

그리고, 이미지 센서(50)가 부착된 기판(60)을 서브 어셈블리(100)과 조립하 여 하나의 카메라 모듈로 조립한다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이 포커싱 지그(focusing jig)(200)를 이용하여 렌즈 배럴(30)과 액추에이터(40) 사이의 나사 결합 위치를 초점 위치로 맞추고, 니들(needle)(300)을 이용하여 렌즈 배럴(30)과 액추에이터(40)의 보빈(41) 사이에 접착 부재를 주입하여 본딩 처리한다.

이와 같이, 본 발명에서는 케이스(10), 셔터(20), 렌즈 배럴(30) 및 액추에이터(40)를 하나의 서브 어셈블리(100)로 제작함으로써, 종래 여러 차례 행하였던 화상 검사를 렌즈 배럴(30)을 보빈(41)에 나사 결합한 후 한번만 실시하여 화상 검사 공정을 축소할 수 있다.

또한, 카메라 모듈의 조립이 완료된 후에 렌즈 배럴(30)과 보빈(41) 사이를 본딩함으로써, 종래 렌즈 배럴(30)과 보빈(41)의 본딩 후 셔터(20)를 조립하고 셔터(20)를 조립한 후에 케이스(10)를 조립하는 공정에서 렌즈가 돌아가면서 발생하는 포커싱 불량을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(10)는 하부가 개방된 직육면체 형상으로 상부 중심부에는 광투과홀(11)이 형성되어 있고, 적어도 하나의 측면에는 제1 관통홀(12)이 형성되어 있다. 도 1에서는 제1 관통홀(12)이 케이스(10)의 하나의 측면에 형성된 것으로 도시하였으나, 도 3에서는 제1 관통홀(12)이 케이스(10)의 마주보는 양 측면에 형성된 것으로 도시하였다. 이와 같이, 제1 관통홀(12)은 케이스(10)의 적어도 하나의 측면에는 형성되어야 한다.

케이스(10)는 그 내부와 외부의 절연을 위해 플라스틱으로 제조되는 것이 바 람직하며, 대량생산을 위하여 사출 성형되는 것도 가능하다.

셔터(20)는 케이스(10)의 내측 상부에 위치하며 조리개(21)를 통해 피사체의 빛을 렌즈 배럴(30)로 통과시키며, 조리개(21)는 블레이드(도시하지 않음)의 동작에 따라 열림 상태이거나 닫힘 상태가 된다. 조리개(21)가 열림 상태일 때 피사체의 광 이미지는 조리개(21)를 통과하여 렌즈 배럴(30)로 전달되고, 조리개(21)가 닫힘 상태일 때 피사체의 광 이미지는 차단된다.

렌즈 배럴(30)은 셔터(20)의 하부에 위치하며 셔터(20)를 통해 통과된 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하고 있다. 렌즈 배럴(30)의 외주면에는 나사산(31)이 형성되어 있으며, 렌즈 배럴(30)은 액추에이터(40)의 보빈(41)의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합된다. 렌즈 배럴(30)의 상면에는 지그(도 4의 200)와 결합되는 적어도 하나 이상의 결합홈(32)이 형성되어 있다.

이때, 렌즈 배럴(30)의 상면 중 결합홈(32)이 형성된 영역은 셔터(20)의 조리개(21) 전체의 영역보다 작으며, 조리개(21)가 열림 상태일 때 결합홈(31)은 셔터(20)의 조리개(21)를 통해 외부로 노출된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)는 보빈(41), 코일(42), 영구 자석(43) 및 요크(44)를 포함한다.

보빈(41)은 상부와 하부가 개방된 원통 형상으로, 내주면에 렌즈 배럴(30)의 나사산(31)과 대응되는 나사산이 형성되어 있다. 본 발명에서는 렌즈 배럴(30)을 보빈(41)의 내주면에 나사 결합하면서 카메라 모듈의 원거리 포커싱을 맞출 수 있다.

보빈(41)의 둘레면에는 영구자석(43)과 상호 작용하는 코일(42)이 자속과 수직인 방향으로 권취되어 있다.

케이스(10)의 내측에는 코일(42)과 영구 자석(43) 사이의 자기장이 외부로 유출되는 것을 방지하는 요크(44)가 삽입되며, 요크(44)의 외측에는 보빈(41), 코일(42), 영구자석(43) 및 요크(44)를 보호하는 보호벽(45)이 형성되어 있다.

보호벽(45)의 상부에는 케이스(10)의 제1 관통홀(11)의 위치와 대응되는 위치에 제2 관통홀(45-1)이 형성되어 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 관통홀(11)과 제2 관통홀(45-1)을 통해 니들(needle)(300)이 삽입될 수 있다.

코일(42)에 전류가 인가되면 영구 자석(43)과의 상호 작용(플레밍의 왼손법칙)에 의해 보빈(41)은 광축 방향(O)의 상측으로 힘을 받게 된다. 이때, 코일(42)에 인가되는 전류의 세기가 클수록 렌즈 배럴(30)과 보빈(41)이 광축 방향을 따라 상부로 이동하는 거리가 늘어난다.

이미지 센서(50)는 렌즈 배럴(30)의 하부 및 인쇄회로기판(60)의 상부에 위치하며, 복수의 렌즈를 통해 입사된 광 이미지를 전기적인 신호로 변환한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 2와 같이, 케이스(10), 셔터(20), 렌즈 배럴(30) 및 액추에이터(40)를 하나의 서브 어셈블리(100)로 조립한다(S501).

그리고, 이미지 센서(50)를 인쇄회로기판(60)에 설치하고(S502), 인쇄회로기판(60)에 서브 어셈블리(100)를 장착한다(S503).

렌즈 배럴(30)의 결합홈(32)에 지그(200)를 연결하고(S504), 지그(200)를 이용하여 렌즈 배럴(30)과 액추에이터(40)의 보빈(41)의 나사 결합 위치를 초점 위치로 조정하는 화상 검사를 실시한다(S505).

종래에는 렌즈 배럴(30)과 액추에이터(40)를 나사 결합한 후 화상 검사를 실시하고, 렌즈 배럴(30)의 상부에 셔터(20)를 장착한 후에 화상 검사를 실시하고, 케이스(10)를 장착한 후에 화상 검사를 실시하였다.

그러나, 본 발명에서는 카메라 모듈이 조립된 후 렌즈 배럴(30)과 액추에이터(40)의 나사 결합 위치를 조정하는 화상 검사를 한번만 실시함으로써, 종래에 비해 화상 검사를 실시하는 공정을 축소할 수 있다.

화상 검사가 완료되면, 케이스(10)의 제1 관통홀(12)과 액추에이터(20)의 보호벽(45)의 제2 관통홀(45-1)을 통해 니들(300)이 삽입되고(S506), 니들(300)을 통해 렌즈 배럴(30)과 액추에이터(40)의 보빈(41) 사이에 UV 에폭시와 같은 접착 부재가 주입된다(S507). 그러면, 렌즈 배럴(30)은 초점 위치에서 액추에이터(40)의 보빈(41)과 본딩 결합하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 카메라 모듈의 조립이 완료된 후에 렌즈 배럴(30)과 보빈(41) 사이를 본딩함으로써, 종래 렌즈 배럴(30)과 보빈(41) 사이의 본딩 후 셔터(20)와 케이스(10)를 차례로 조립하면서 발생하는 렌즈 뒤틀림을 방지할 수 있고, 렌즈 뒤틀림을 방지하여 포커싱 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 카메라 모듈의 조립이 완료된 후에 렌즈 배럴(30)과 보빈(41) 사이를 본딩함으로써, 종래 렌즈 배럴(30)과 보빈(41) 사이의 본딩 후 셔 터(20)와 케이스(10)를 차례로 조립하면서 발생하는 이물질 유입을 감소시킬 수 있으며, 이물질 유입이 감소되어 이물질로 인해 발생되는 불량을 감소시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 조립 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 초점 조정 방법을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다.

Claims

하부가 개방된 직육면체 형상으로 적어도 하나의 측면에는 제1 관통홀이 형성된 케이스,

상기 케이스의 내측 상부에 위치하며, 피사체의 광 이미지를 통과/차단하는 셔터,

상기 셔터의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하며, 상면에는 상기 복수의 렌즈의 초점을 조정하는 지그와 결합되는 적어도 하나 이상의 결합홈이 형성되어 있는 렌즈 배럴,

상기 렌즈 배럴과 나사 결합하는 보빈과, 상기 보빈의 둘레면에 권취되는 코일과, 상기 코일을 하우징하며 상기 제1 관통홀과 대응되는 위치에 제2 관통홀이 형성된 보호벽을 포함하는 액추에이터를 포함하며,

상기 렌즈 배럴은 상기 지그에 의해 상기 보빈과의 나사 결합 위치가 조정되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 렌즈 배럴의 상면 중 상기 결합홈이 형성된 영역은 상기 셔터의 조리개의 영역보다 작으며, 상기 셔터의 조리개가 열림 상태일 때 상기 결합홈은 상기 셔터의 조리개를 통해 외부로 노출되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀을 통해 상기 렌즈 배럴과 상기 보빈 사이에 접착 부재가 주입되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀은 광축 방향과 수직되게 형성되는 카메라 모듈.
제1항에 있어서,

상기 케이스, 상기 셔터, 상기 렌즈 배럴 및 상기 액추에이터가 하나의 서브 어셈블리(sub assembly)로 조립된 카메라 모듈.
피사체의 광 이미지를 통과/차단하는 셔터와, 상기 셔터의 하부에 위치하여 상기 광 이미지를 입사하는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴과 나사 결합하며 상기 렌즈 배럴을 광축 방향으로 구동시키는 액추에이터와, 상기 셔터, 상기 렌즈 배럴 및 상기 액추에이터가 내부에 실장되는 케이스를 하나의 서브 어셈블리(sub assembly)로 조립하는 단계,

상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서를 기판에 설치하는 단계,

상기 기판에 상기 서브 어셈블리를 장착하는 단계,

상기 렌즈 배럴의 상면에 형성된 적어도 하나 이상의 결합홈에 지그를 연결하고, 상기 지그를 이용하여 상기 렌즈 배럴과 상기 액추에이터의 나사 결합 위치를 초점 위치로 조정하는 단계, 및

상기 케이스의 측면에 형성된 제1 관통홀과 상기 액추에이터에 형성된 제2 관통홀을 통해 상기 렌즈 배럴과 상기 액추에이터 사이에 접착 부재를 주입하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 렌즈 배럴의 상면 중 상기 결합홈이 형성된 영역은 상기 셔터의 조리개의 영역보다 작으며, 상기 셔터의 조리개가 열림 상태일 때 상기 결합홈은 상기 셔터의 조리개를 통해 외부로 노출되는 카메라 모듈의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 제1 관통홀과 상기 제2 관통홀은 상기 광축 방향과 수직되게 형성되어있는 카메라 모듈 제조방법.