KR20130056435A - 광축 조정이 용이한 자동차 카메라 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 전.후.측방을 감시하여 후진이나 주차 및 주행 시 보행자 및 장애물을 차량 내에 설치된 모니터에 현시하여 운전자에게 시야를 확보해 주는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동차 카메라는, 하나의 렌즈가 장착되는 렌즈 경통; 상기 렌즈 경통이 수용되는 상부 하우징; 상기 렌즈를 통해서 수신되는 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서가 장착된 회로기판; 상기 상부 하우징과 결합되어, 상기 회로기판이 수용되는 내부공간을 밀폐하는 하부 하우징; 을 포함하며, 상기 상부 하우징과 하부 하우징은 고무 가스켓(GASKET)을 사용하여 스크류(SCREW)로 체결되거나 본딩제(에폭시 등)로, 또는 열융착으로 결합되어 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 렌즈 경통의 상면 외주연을 따라 일정 간격으로 홈이 형성되고, 상기 렌즈 경통과 상부 하우징은 나사 결합되며, 상기 렌즈 경통의 나사부 위쪽 외주면에는 돌기가 형성되며, 상기 상부 하우징의 내부에는 상방에서 하방으로 연장된 리브(rib) 또는 보스(Boss)가 형성되어 있고, 상기 리브 하단부의 면에 회로기판이 본딩제로 부착되거나, 보스(Boss)에 스크류를 체결하여 회로기판을 상부 하우징에 지지한다.

Description

광축 조정이 용이한 자동차 카메라 {AUTOMOTIVE CAMERA FOR EASY OPTICAL ALIGNMENT}

본 발명은 자동차 카메라에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 전.후.측방을 감시하여 주행, 후진 및 주차 시에 보행자 및 장애물을 차량 내에 설치된 모니터에 현시하여 운전자에게 차량 주변 시야를 확보해 주는 자동차 카메라에서 광축 조정을 용이하게 하고 조정 후 축의 틀어짐을 최소화한 광축 조정이 용이한 자동차 카메라에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행.중 운전자가 전.후.좌.우를 살필 수 있도록 사이드 미러 및 룸 미러가 차량의 좌.우측 및 실내에 설치되어 있다. 그러나 룸 미러 및 사이드 미러를 통해 자동차의 후방 상황을 파악하는 경우 운전자가 확인할 수 없는 사각지대가 존재하므로 후진 시나 주차 시에 안전상의 문제가 있었다. 즉 차량을 후진시켜야 할 경우 차량의 후방 사각지대를 운전자가 확인할 수 없어서 접촉사고나 안전사고를 방지하기 위하여 운전자나 운전자 이외의 사람이 하차하여 차량 후방을 확인하여야 하는 불편함이 있었다.

근래에는 차량의 후미 및 전. 측방에 카메라를 설치하여 운전자가 차량 내부에 설치된 모니터를 통해 후진이나 주차 및 주행 시에 주변의 물체를 운전석에서 용이하게 확인할 수 있도록 함으로써, 후진이나 주차 시 발생할 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있도록 하고 있다.

더하여 최근에는 차량 핸들과 연계된 Dynamic Overlay로 차량의 주행이나 주차 시에 안내를 하고 있는데, 이 경우에는 렌즈(및 Holder Assy )의 광축과 센서의 중심을 일치시키지 않으면 실제 차의 주행과 안내선의 불일치로 인해 사고를 유발할 가능성이 대두되어 광축의 조정이 핵심기술로 대두 되어 있다. 이에 광축의 조정이 용이하고 조정 후 외부요인에 의한 변화가 없는 카메라가 필요하게 되었다.

도 1은 종래 기술의 차량용 카메라 모듈(1)이며, 렌즈 경통(2), 상부 하우징(3), 이미지 센서(6)가 장착된 회로 기판(4), 상부 하우징(3)과 하부 하우징(5)에 고무 가스켓(7)을 이용하여 나사로 체결되는 구조이다.

렌즈 경통(2)은 렌즈를 통해서 입사되는 이미지를 차량용 카메라 모듈의 내부로 모아주는 구성으로, 하나 이상의 렌즈가 광축을 따라 배열되게 내부에 일정한 공간을 갖는 원통형의 렌즈 수용체로 구성되는데, 상기 렌즈 경통(2)은 홀더(8)와 나사 체결되며 본드 또는 스크류로 고정되어 렌즈+홀더 일체로 되고, 이를 이미지 센서(6)가 부착된 회로기판(4)에 본드 또는 스크류로 체결하여 모듈(Module)을 만드는데, 이때 렌즈의 광축과 이미지센서(6)의 중심을 일치시키는 1차 광축 조정을 한다. 이 모듈을 상부 하우징(3)에 끼우고, 스크류 또는 쉴드 캔이라고 하는 프레스물 스프링을 이용하여 회로기판(4)을 상부 하우징(3)에 부착하여 설치한다. 상기 모듈(Module)과 상부 하우징(3)의 조립시에 체결부위의 기구적인 치수공차로 인해 모듈과 상부 하우징(3) 사이에서도 광축의 어긋남이 발생하며, 체결후에도 스크류 또는 쉴드 스프링의 외력으로 인해 지속 어긋남이 발생할 개연성이 있다

그 다음 상부 하우징(3)에 하부 하우징(5)을 체결하는 구조로 체결부위 또한 많아 방수에도 문제가 있으며, 많은 체결부위로 인해 조립시 작업능률이 저하되는 문제가 있다.

상기의 문제를 해결하기 위한 차량용 카메라 모듈(10)이 공개특허 제 2011-0028767호에 개시되어 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈 경통(11)과 상부 하우징(12)을 일체화시켜서, 상부 하우징(12)을 하부 하우징(13)에 체결하고, 회로기판(14)을 하부 하우징의 단턱에 지지하여 스크류(15)로 결합하여 차량용 카메라 모듈을 구성하는 것인데, 상기의 방식은 구조체의 체결부위가 종래의 차량용 카메라 모듈보다 상대적으로 적어서 방수에는 유리하고, 수직 포커싱은 상부 하우징을 수직으로 움직여서 달성할 수는 있지만, 이미지 센서(16)가 장착된 회로기판이 하부 하우징에 처음부터 고정 결합되는 방식이므로 광축 조정에 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 렌즈와 이미지센서의 광축 조정을 용이하게 하고, 체결 후에도 외력에 의해 광축의 틀어짐이 없는 카메라를 개발하기 위한 것이고, 아울러 렌즈 경통이 결합되는 홀더와 상부 하우징을 일체화시켜 체결부위를 줄임으로써 조립시 작업능률을 향상시키고 이중 방수 구조를 가지게 함으로써 방수성능을 향상시키기 위한 광축 조정이 용이한 자동차 카메라를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 문제 해결을 위하여 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라는, 하나의 렌즈가 장착되는 렌즈 경통; 상기 렌즈 경통이 수용되는 상부 하우징; 상기 렌즈를 통해서 수신되는 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서가 장착된 회로기판; 상기 상부 하우징과 결합되어, 상기 회로기판이 수용되는 내부공간을 밀폐하는 하부 하우징; 을 포함하며, 상기 렌즈 경통과 상부 하우징을 체결하여 렌즈 경통과 상부 하우징을 먼저 일체화시켜 1개의 광축만 형성하고, 상기 상부 하우징과 하부 하우징은 고무 가스켓(GASKET)을 사용하여 스크류(SCREW)로 체결하거나 본딩제 또는 열융착으로 결합시켜 일체로 형성된 것을 구성적 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 렌즈 경통의 상면 외주연을 따라 일정 간격으로 체결 및 초점 조정을 위한 홈이 형성되고, 상기 렌즈 경통과 상부 하우징은 나사 결합되며, 상기 렌즈 경통의 나사부 위쪽 외주면에는 경통과 상부 하우징의 정밀한 결합을 위한 돌기가 형성되며, 상기 상부 하우징의 내부에는 상방에서 하방으로 연장된 리브(rib) 또는 스크류 고정 보스(Boss)가 형성되어 있고, 상기 리브 하단부의 면에 회로기판이 스크류 또는 본딩제로 부착되어 상부 하우징에 지지된다. 또한, 상기 렌즈 경통의 상부 외주면에는 O-링이 장착되는 홈이 형성되어 있다.

이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라는, 렌즈 경통을 지지하는 홀더를 생략하고 렌즈 경통을 직접 상부 하우징에 정밀하게 결합시킴으로써 이지미 센서와 렌즈의 광축 조정을 용이하게 할 수 있고, 조정후에도 외력에 의한 광축의 틀어짐을 없앨 수 있으며, 부품수 및 공수(工數)를 절감하여 작업 능률을 향상시킬 수 있고, 체결부위를 줄이고 이중 방수 구조로 설계함으로써 방수 성능을 개선할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 차량용 카메라 모듈의 절개 사시도다.
도 3은 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 종단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 종단면을 도시한다.

본 발명은 차량의 전.후.측방을 감시하여 후진이나 주차 또는 주행 시에 보행자 및 주변 장애물을 모니터에 현시하여 운전자에게 후방 시야를 확보해주는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라로서, 도 3은 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 구조를 보여주는 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 종단면도이며, 도 5 및 도 6은 다른 실시예의 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 종단면을 도시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 광축 조정이 용이한 자동차 카메라의 바람직한 실시 예를 설명한다.

차량의 전.후.측방을 감시하여 후진이나 주차 및 주행 시에 보행자 및 주변 장애물을 차량 내의 모니터에 나타나게 하여 운전자에게 차량주변 시야를 확보해 주는 본 발명에 따른 자동차 카메라(100)는, 적어도 하나의 렌즈가 장착되는 렌즈 경통(101); 상기 렌즈 경통(101)이 수용되는 상부 하우징(102); 상기 렌즈를 통해서 수신되는 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서(108)가 장착된 회로기판(107); 상기 상부 하우징(102)과 결합되어, 상기 회로기판이 수용되는 내부공간을 밀폐하는 하부 하우징(103); 을 포함하는데, 렌즈 경통(101)과 상부 하우징(102)을 체결하여, 렌즈 경통(101)과 상부 하우징(102)을 먼저 일체화시켜 1개의 광축만 형성함으로써, 상기 광축과 회로기판(107) 상에 장착된 이미지 센서(108)의 중심을 일치시키는 광축 조정이 용이하고, 광축이 조정된 후에도 외부의 영향에 의해 광축이 틀어지는 것을 방지하는 구조적 특징을 지닌다.

또한, 상기 상부 하우징(102)과 하부 하우징(105)의 체결부위(104)는 고무 가스켓(GASKET)을 사용하여 스크류(SCREW)로 체결하거나, 에폭시 등의 본딩제로, 또는 열융착으로 결합시킴으로써, 상기 상부 하우징(102)과 하부 하우징(105)은 일체로 형성된다.

상기 렌즈 경통(101)은 내부에 하나 이상의 렌즈가 내장되며 외부 사물의 이미지를 하부의 이미지 센서(108)로 모아주는 것으로, 렌즈가 광축을 따라서 배열되게 일정 공간을 갖도록 구성되어 내부에 장착되는 하나 이상의 렌즈가 서로 일정 간격을 유지하게끔 한다.

상기 렌즈 경통(101)의 하부 외주면에는 숫나사부가 형성되어 상부 하우징(102)의 내주면에 형성된 암나사부와 나사 결합됨으로써 상기 렌즈 경통(101)과 상부 하우징(102)은 일체로 형성된다. 본 발명에서는 렌즈 경통(101)에 숫나사부를 형성하고, 상부 하우징(102)의 내주면에 암나사부를 형성시키는 구성이나, 상기 구성을 반대로 할 수도 있다. 본 발명에서는 상기 숫나사부와 암나사부를 나사부(103)로 정의한다. 또한 상기 렌즈 경통(101)의 숫나사부 위쪽 외주면에는 소정의 간격으로 2개의 돌기(113)가 상하로 형성되는데, 상부 하우징(102)에 렌즈 경통(101)을 조립 시에, 상기 2개의 돌기(113) 외경과 상부 하우징 내주면의 내경 치수가 정확히 맞춰져서, 렌즈 경통(101)이 상부 하우징(102)의 수용부에 수직으로 정확히 들어가 광축이 틀어지는 것을 방지한다.

일반적으로 자동차 카메라(100)의 렌즈 경통(101)은 소형이므로 상부 하우징(102)의 수용부에 수직으로 삽입하기가 용이하지 않아서 약간이라도 경사지게 삽입되면, 상부 하우징(102)의 수용부에 렌즈 경통(101)을 나사식으로 결합시와 해제시에도 어려움이 뒤따르고, 또한 수직 포커싱 및 광축 조정시에 문제가 발생하므로 돌기(113)를 형성시켜서 나사식으로 렌즈 경통을 상부 하우징의 수용부에 결합시 상기 돌기(113)가 상부 하우징(102)의 내주면과 정확하게 접촉된 상태가 되면 렌즈 경통(101)은 용이하게 결합 될 것이고, 조금이라도 나사 결합이 어긋나면 돌기의 일부분이 다른 부분 보다 수용부의 내주면에 더욱 긴밀하게 밀착되므로 렌즈 경통(101)을 수용부에 정확하게 수직으로 결합하는 것이 매우 어렵게 되므로 사용자가 렌즈 경통(101)이 상부 하우징(102)의 수용부에 수직으로 결합하는지를 확인할 수 있다.

상기 렌즈 경통(102)은 상면 외주연을 따라 일정 간격으로 홈(110)이 형성되어 있는데, 상기 홈(110)은 렌즈 경통(101)을 상부 하우징(102)의 수용부(렌즈 경통이 삽입되는 부분)에 조립할 때 이미지 센서와 렌즈의 수직 포커싱을 맞추기 위해 형성한 것으로, 홈(110)에 지그를 삽입하여 렌즈 경통(101)을 돌리면서 수직 포커싱을 맞춘다. 또한 상부 하우징(102)의 수용부 내로 렌즈 경통(101)이 삽입되어 조립되기 때문에 일정 깊이로 렌즈 경통이 조립되면 손으로 렌즈 경통(101)을 돌리기 어려우므로 지그(미도시 됨)를 사용하여 렌즈 경통(101)을 상부 하우징(102)의 수용부에 용이하게 조립할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 일정간격으로 2 ~ 4개의 홈(110)을 렌즈 경통(102)의 상면 외주연에 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 상부 하우징(102)의 내부에는 렌즈를 통해서 입사되는 적외선을 차단하고, 이물질의 낙하를 방지하는 IR필터(미도시 됨)가 이미지 센서(108)의 상부에 장착될 수도 있는데, 상기 IR필터는 렌즈와 이미지 센서의 동축상에 장착되는 것이 바람직하다.

일반적으로 회로기판(107)을 상부 하우징(102)이나 하부 하우징(105)에 부착할 때 스크류 또는 브라켓 (쉴드캔용도 일체 포함) 등으로 상기 하우징에 형성되는 보스(Boss)나 단턱 또는 수용부에 결합하는 방식을 사용하여 하우징에 결합시키는데, 본 발명에서는 상기 상부 하우징(102)의 내부에는 상방에서 하방으로 연장되는 리브(114,rib) 또는 스크류 고정 보스(Boss)를 형성하고, 상기 리브(114) 하단부의 면에 본딩제(에폭시 등)를 도포한 후 회로기판(107)을 리브에 부착하여 상부 하우징(102)과 결합하거나, 스크류 고정 보스(Boss)에 스크류로 체결하여 회로기판(107)을 상부 하우징(102)과 결합하는 것으로, 에폭시 등의 본딩제는 경화되기까지 일정시간이 필요하므로 회로기판(107)을 미세하게 움직여서 렌즈와 이미지 센서(108) 간의 광축 조정을 용이하게 할 수 있다. 또한 하부 하우징(105)의 하부, 즉 회로기판(107) 하부에는 외부기기(예컨대, 차량 실내의 모니터)와 연결을 위한 커넥터부(106)가 연결되어 구성된다.

상기 렌즈 경통(101)의 상부 외주면에는 O-링(109)이 장착되는 홈이 더 형성되는데, 상기 O-링(109)은 차량의 외부에서 수분이나 습기가 상부 하우징(102)과 렌즈 경통(101) 사이의 미세한 틈을 통해서 카메라의 내부로, 즉 이미지 센서(108)나 회로기판(107)으로 유입되는 것을 방지하여 카메라의 오작동을 예방할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예인데, 렌즈 경통(101)의 상부 외주면에 홈이 형성되지 않은 것으로, 렌즈 경통(101)의 상부 외주면과 상부 하우징(102) 사이의 공간에 본딩제(111)를 삽입·도포하여 상부 하우징(102)과 렌즈 경통(101) 사이의 틈으로 수분이나 습기가 침투하는 것을 방지하는 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로, O-링(109)의 상부에 캡(112)을 씌워서 렌즈 경통(101) 및 상부 하우징(102) 사이의 틈새로 침투할 수 있는 수분 및 습기를 한층 더 효율적으로 방지하고, O-링(109) 상부에 먼지 등의 이물질이 침착(沈着)되는 것을 방지하여 카메라를 깨끗한 상태로 유지할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 도 5 및 도 6에서도, 도 4에서와 같이 렌즈 경통(101)의 숫나사부 위쪽 외주면의 소정의 위치에 일정 간격으로 2개의 돌기가 상·하로 형성된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며,본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100.카메라 101.렌즈 경통
102.상부 하우징 103.나사부
104.체결부위 105.하부 하우징
106.커넥터부 107.회로기판
108.이미지 센서 109.0-링
110.홈 111.본딩제
112.캡 113.돌기
114.리브(rib)

Claims (6)

1. 하나의 렌즈가 장착되는 렌즈 경통;
   상기 렌즈 경통이 수용되는 상부 하우징;
   상기 렌즈를 통해서 수신되는 이미지를 전기신호로 변환하기 위한 이미지 센서가 장착된 회로기판;
   상기 상부 하우징과 결합되어, 상기 회로기판이 수용되는 내부공간을 밀폐하는 하부 하우징;
   을 포함하며, 상기 렌즈 경통과 상부 하우징을 체결하여 렌즈 경통과 상부 하우징을 먼저 일체화시켜 1개의 광축만 형성하고, 상기 상부 하우징과 하부 하우징은 고무 가스켓(GASKET)을 사용하여 스크류(SCREW)로 체결하거나 본딩제로, 또는 열융착으로 결합시켜 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 렌즈 경통과 상부 하우징은 나사 결합되며, 상기 렌즈 경통의 나사부 위쪽 외주면에는 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 상부 하우징의 내부에는 상방에서 하방으로 연장된 리브(rib) 또는 스크류 고정 보스(Boss)가 형성되는 것을 특징으로 하는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라.
   
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 리브 하단부의 면에 회로기판이 본딩제로 부착되거나, 스크류 고정으로 상부 하우징에 지지되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라.
   
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 렌즈 경통의 상면 외주연을 따라 일정 간격으로 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라.
   
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 렌즈 경통의 상부 외주면에는 O-링이 장착되는 홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 광축 조정이 용이한 자동차 카메라.
   
   

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