KR20130055136A

KR20130055136A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20130055136A
Application number: KR1020110120709A
Authority: KR
Inventors: 김재천
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-05-28
Also published as: KR101927237B1

Abstract

본 발명에 의한 카메라 모듈은 카메라 모듈의 바닥면을 형성하는 베이스; 카메라 모듈의 외관을 형성하는 하우징 부재; 적어도 한 장의 렌즈가 설치되며, 상기 하우징 부재에 고정되는 렌즈 홀더; 상기 베이스에 승강 가능하게 설치되는 이미지 센서 모듈; 및 상기 이미지 센서 모듈을 상기 렌즈 홀더 방향으로 상승 및 하강 시키는 승강유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈은, 상하 이동 가능하게 설치되는 렌즈 홀더를 움직이는 보이스 코일 모터를 포함하는 오토 포커싱 유닛으로 이미지 센서와 렌즈 사이의 초점을 자동으로 조절한다.

한편, 대한민국 공개특허 제10-2010-0109727호(2010.10.11. 공개)에서는 일반적으로 많이 사용되는 보이스 코일 모터를 이용한 카메라 모듈의 일 예가 소개되어 있다.

이와 같이 구성된 카메라 모듈의 형우, 상하좌우로 움직일 수 있는 오토 포커싱 유닛을 이용하여, 렌즈와 이미지 센서 사이의 초점을 조절하고, 손 떨림에 의한 흔들림 또한 보정하는 것이 가능하다.

하지만, 이와 같은 구성에 따르면, 렌즈를 이미지 센서에 대하여 움직이기 위한 별도의 구동부품을 필요로 하므로, 카메라 모듈의 소형화에 한계가 있다. 특히, 보이스 코일 모터를 오토 포커싱 유닛에 사용할 경우, 마그네트와 코일로 구동부가 구성됨에 따라, 마그네트의 착자 방향 및 자력에 따라 보이스 코일 모터의 성능이 영향을 받을 수 있으며, 코일 또한 코일 턴수와 도체경 및 권선 방향에 따라 카메라 모듈의 성능이 영향을 받을 수 있어, 부품 생산에 있어 일정한 수준의 제품을 계속적으로 생산하기 어렵다.

특히, 카메라 모듈의 제조 단계에서 오토 포커싱 유닛의 렌즈와 이미지 센서의 최적 거리를 조절하고 난 후에, 보이스 코일 모터의 특성이 변경되면, 다시 조정작업을 수행해야 하는 번거로움이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0109727호(2010.10.11.)

본 발명은 이미지 센서가 실장 된 회로기판을 움직여 오토 포커싱 작업을 수행할 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 승강유닛은, 상기 베이스에 고정되는 구동모터; 상기 구동모터의 회전에 연동하여 회전하는 회전축; 상기 회전축 표면에 형성된 나사 형성부; 및 상기 이미지 센서 모듈의 일 측면에 마련되어, 상기 나사 형성부와 나사 결합되는 암 나사부;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 승강유닛은, 상기 이미지 센서 모듈 바닥면에 설치될 수도 있다.

상기 승강유닛은, 복수 개가 상기 이미지 센서 모듈의 중심에 대하여 대칭되게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 승강유닛은, 적어도 4개 이상 대칭으로 마련되고, 각각이 개별적으로 제어되어, 상기 이미지 센서 모듈을 상승, 하강 및 틸팅(tilting) 할 수 있다.

상기 이미지 센서 모듈은, 상측이 개구 된 모듈 하우징; 상기 모듈 하우징 바닥면에 실장 되는 회로기판; 상기 회로기판에 실장 되는 이미지 센서; 및 상기 모듈 하우징의 개구부에 설치되어 상기 이미지 센서에 결상되는 이미지를 필터링 하는 적외선 필터(IRCF);를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 회로기판과 신호 전달 가능하게 설치되는 플랙시블 인쇄회로기판; 및 상기 하우징 부재 바깥쪽에 마련되는 단자부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 렌즈는 고정하고 이미지 센서가 실장 된 회로기판을 상승 및 하강시켜 초점을 조정하므로, 렌즈설치 공정이 간소화되고, 카메라 모듈의 조립이 완료된 이후에도, 손쉽게 오토 포커싱 보정(Calibration)을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 측 단면도,
도 2 및 도 3은 도 1의 승강유닛의 배치 상태를 도시한 개략적인 평면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈을 개략적으로 도시한 측 단면도, 그리고,
도 5 및 도 6은 도 4의 승강유닛의 배치 상태를 도시한 개략적인 평면도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.

본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(10), 하우징 부재(20), 렌즈 홀더(30), 이미지 센서 모듈(100) 및 승강유닛(200) 을 포함한다.

베이스(10)는 카메라 모듈의 바닥면을 형성한다. 바람직하게는, 상기 하우징 부재(20)와는 별도 부재로 구비되어, 상기 베이스(10)에 이미지 센서 모듈(100)과 승강유닛(200)을 설치한 후, 상기 하우징 부재(20)와 렌즈 홀더(30)를 설치할 수 있도록 구성할 수 있다.

하우징 부재(20)는 대략 상자 형태로 마련하여, 카메라 모듈의 외관을 형성한다. 상기 하우징 부재(20)의 상측에는 상기 이미지 센서(111)로 화상이 전달될 수 있도록 통공이 형성된다. 또한, 상기 하우징 부재(20)는 수지 재질로 사출 성형될 수 있으며, 필요에 따라, 전자기파 차폐를 위한 차폐수단이 코팅되거나 부착될 수도 있다.

렌즈 홀더(30)는 내부에 적어도 한 장 이상의 렌즈가 설치되고, 상기 하우징 부재(20)에 움직이지 않도록 고정된다. 종래의 오토 포커싱 유닛을 가지는 카메라 모듈의 경우, 이 렌즈 홀더(30)를 상승 및 하강시키는 동작으로 렌즈와 이미지 센서(111)의 초점을 자동으로 조절하였다. 그러나, 본 발명에 의한 카메라 모듈의 경우, 렌즈 홀더(30)는 고정된 상태로 설치된다.

이와 같은 구성에 따르면, 렌즈와 이미지 센서(111) 사이의 초기 거리 조정 작업을 위해, 렌즈 홀더(30)의 설치 위치를 보정(calibration)하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 조립 공정이 간소화될 수 있다.

이미지 센서 모듈(100)은 모듈 하우징(101), 회로기판(110), 이미지 센서(111), 적외선 필터(112)를 포함한다.

모듈 하우징(101)은 일체형 구성으로 마련될 수 있으며, 상측에 개구부가 형성되어, 이미지 센서(111)로 빛이 통과할 수 있도록 구성된다. 상기 모듈 하우징(101)은 상기 개구부를 적외선 필터(112)로 막을 경우, 내부 공간이 완전히 실링(sealing) 될 수 있도록 구성된다.

회로기판(110)은 상기 모듈 하우징(101)의 바닥면에 설치되며, 상측에 이미지 센서(111)가 실장 된다. 상기 회로기판(110)에는 상기 이미지 센서(111)의 신호전달을 위한 패턴이 형성될 수 있다.

적외선 필터(112)는 상기 모듈 하우징(101)에 형성된 통공에 배치된다. 적외선 필터(112)(IR cut filter)는 상기 이미지 센서(111)가 사람의 눈보다 넓은 영역의 파장을 빛으로 볼 수 있기 때문에 설치된 것이다. 즉, 상기 이미지 센서(111)는 사람이 볼 수 없는 770㎚ 이상의 적외선 영역을 여전히 빛으로 인식한다. 따라서 상기 이미지 센서(111)에 감광된 장면을 그대로 내보낸다면 실제와는 다른 색상의 영상이 나오기 때문에, 상기 적외선 필터(112)는 이런 현상을 막기 위해 설치되어, 적외선 영역의 빛이 상기 이미지 센서(111)로 전달되는 것을 차단한다.

플랙시블 인쇄회로기판(40)(FPCB)은 상기 회로기판(110)과 신호전달 및 전원공급을 위해 마련되는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일단은 상기 회로기판(110)과 통전 가능하게 연결되고, 타단은 카메라 모듈 바깥쪽에 노출된 단자부(41)와 연결되어, 상기 단자부(41)를 통해 외부와 신호 및 전원을 공급받는다.

상기 플랙시블 인쇄회로기판(40)은 후술할 승강유닛(200)과 간섭되지 않은 위치에 배치되어, 상기 이미지 센서 모듈(100)의 승강동작에 간섭되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.

승강유닛(200)은 구동모터(210), 회전축(211), 나사 형성부(220) 및 암 나사부(230)를 포함한다.

구동모터(210)는 상기 베이스(10)에 고정 설치되며, 미도시된 제어부의 제어신호에 따라, 정회전 또는 역회전 할 수 있도록 구성된다. 한편, 도시하지는 않았으나, 상기 구동모터(210)에 제어신호를 전달하기 위해, 상기 베이스(10)에는 별도의 신호단자가 마련될 수도 있고, 별도의 케이블 등의 연결부재를 이용하여, 상기 단자부(41)와 연결되는 것도 가능하다.

회전축(211)은 상기 구동모터(210)의 회전에 연동회전하며, 그 표면에는 나사 형성부(220)가 마련된다. 상기 회전축(211)은 상기 구동모터(210)의 구동축과 일체로 구성될 수도 있으나, 별도의 봉 부재로 마련되어, 상기 구동축과 연결되는 것도 가능하다.

나사 형성부(220)는 외주면에 일정한 피치를 가지는 나사산이 형성된 것으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 회전축(211)의 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 나사 형성부(220)는 이미지 센서 모듈(100)의 일측 벽면에 고정 설치되는 암 나사부(230)에 나사 결합된다.

암 나사부(230)는 상기 이미지 센서 모듈(100)을 구성하는 상기 모듈 하우징(101)의 일측에 돌출 형성되며, 상기 나사 형성부(220)와 치합되는 내주면에 암 나사가 형성된다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 상기 암 나사부(230)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모듈 하우징(101)의 바깥쪽에 한 쌍 또는 두 쌍이 각각 대칭이 되도록 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 따르면, 상기 구동모터(210)는 상기 베이스(10)에 고정되어 있기 때문에, 구동모터(210)의 회전력을 전달받아 회전하는 회전축(211)과 나사 형성부(220)의 회전 동작에 따라, 상기 나사 형성부(220)와 치합 된 암 나사부(230)가 움직여, 결과적으로 상기 이미지 센서 모듈(100)을 상승 또는 하강시킬 수 있다. 이때, 상기 나사 형성부(220)의 피치는 일정하게 마련되므로, 상기 구동모터(210)의 1회전당 움직이는 거리를 계산하여, 정밀한 상승 및 하강 제어가 가능하다.

한편, 상기한 바와 같이, 승강유닛(200)은 도 2와 같이 상기 이미지 센서 모듈(100)의 서로 마주보는 양 끝단에 대칭되게 배치될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 4면에 2쌍이 대칭으로 배치될 수도 있다.

이때, 도 2와 같이 2개면에 각각 승강유닛(200)을 배치하면, 상기 이미지 센서 모듈(100)을 단순히 업, 다운 방향으로 승강 제어할 수 있으며, 도 3과 같이 4개면에 각각 승강유닛(200)을 배치하면, 상기 이미지 센서 모듈(100)의 상승 및 하강 동작 제어는 물론, 각각의 승강유닛(200)의 높낮이를 조절하는 것을 통해 틸팅 제어를 수행하여, 제한적인 손 떨림 보정을 수행하는 것도 가능하다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 예를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기한 제 1 실시예와 제 2 실시예를 비교하면, 승강유닛(300)의 배치위치가, 상기 이미지 센서 모듈(100)의 바닥면 측으로 변경된 것에 차이점이 있다.

즉, 상기 승강유닛(300)은 도 4에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 모듈(100)의 바닥면 측에 적어도 한 쌍이 설치되는데, 이때, 상기 승강유닛(300)은 유압 실린더 와 같은 구성으로 마련될 수도 있고, 리니어 모터와 같이, 구동모터의 회전에 연동하여 왕복이동 하는 리드 스크류 타입으로 구성될 수도 있다.

상기 승강유닛(300)은 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍이 대칭으로 배치될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 두 쌍이 각각 대칭이 되도록 배치될 수도 있다. 도 6과 같이 두 쌍으로 마련되면, 상기한 제 1 실시예와 같이, 승강 제어는 물론, 틸팅 제어를 수행하는 것도 가능하다. 이와 같은 제어를 수행하기 위해서는, 각각의 승강유닛(300)이 개별 제어될 필요가 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 승강유닛(200)(300)의 구성은 상기한 구성에 국한되는 것은 아니며, 상기 이미지 센서 모듈(100)을 승강 및/또는 틸팅 제어할 수 있는 구성이라면 어떠한 것이든 적용 가능하다. 예컨대, 마그네틱과 전자석을 이용한 승강유닛을 구성할 수도 있고, 상기 이미지 센서 모듈(100)과 베이스(10) 사이 공간에 작동유체를 채워 넣어, 작동유체의 부피변화를 통해 상기 이미지 센서 모듈(100)을 승강 제어하는 것도 가능하다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 조정이 까다로운 렌즈 홀더 공정이 간소화될 수 있으며, 특히, 모듈 하우징(101)을 일체로 구성하여, 이미지 센서(111)가 실장 된 이미지 센서 모듈(100)을 밀폐구조로 구성할 수 있어, 이미지 센서로 이물이 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 이미지 센서 모듈(100)을 승강유닛(200)(300)으로 직접 움직여서 오토 포커싱 제어를 수행하므로, 마그네트와 코일의 제조 상태에 따른 기존의 보이스 코일 모터의 성능 차이에 따른 카메라 모듈의 오작동 및 신뢰성 문제가 발생하지 않는다.

또한, 기존의 보이스 코일 모터를 이용한 오토 포커싱 유닛보다 낮은 높이로 카메라 모듈을 제작하는 것이 가능하며, 승강유닛(200)(300)의 설치 수를 늘리는 것을 통해 보다 세밀한 초점 조정이 가능하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10; 베이스 20; 하우징 부재
30; 렌즈 홀더 40; 플랙시블 인쇄회로기판
41; 단자부 100; 이미지 센서 모듈
101; 모듈 하우징 110; 회로기판
111; 이미지 센서 112; 적외선 필터
200; 승강유닛 210; 구동모터
211; 회전축 220; 나사 형성부
230; 암 나사부

Claims

카메라 모듈의 바닥면을 형성하는 베이스;
카메라 모듈의 외관을 형성하는 하우징 부재;
적어도 한 장의 렌즈가 설치되며, 상기 하우징 부재에 고정되는 렌즈 홀더;
상기 베이스에 승강 가능하게 설치되는 이미지 센서 모듈; 및
상기 이미지 센서 모듈을 상기 렌즈 홀더 방향으로 상승 및 하강 시키는 승강유닛;을 포함하는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 승강유닛은,
상기 베이스에 고정되는 구동모터;
상기 구동모터의 회전에 연동하여 회전하는 회전축;
상기 회전축 표면에 형성된 나사 형성부; 및
상기 이미지 센서 모듈의 일 측면에 마련되어, 상기 나사 형성부와 나사 결합되는 암 나사부;를 포함하는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 승강유닛은,
상기 이미지 센서 모듈 바닥면에 설치되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 승강유닛은,
복수 개가 상기 이미지 센서 모듈의 중심에 대하여 대칭되게 배치되는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 승강유닛은,
적어도 4개 이상 대칭으로 마련되고, 각각이 개별적으로 제어되어, 상기 이미지 센서 모듈을 상승, 하강 및 틸팅(tilting) 하는 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 센서 모듈은,
상측이 개구 된 모듈 하우징;
상기 모듈 하우징 바닥면에 실장 되는 회로기판;
상기 회로기판에 실장 되는 이미지 센서; 및
상기 모듈 하우징의 개구부에 설치되어 상기 이미지 센서에 결상되는 이미지를 필터링 하는 적외선 필터(IRCF);를 포함하는 카메라 모듈.
제 5 항에 있어서,
상기 회로기판과 신호 전달 가능하게 설치되는 플랙시블 인쇄회로기판; 및
상기 하우징 부재 바깥쪽에 마련되는 단자부;를 더 포함하는 카메라 모듈.