KR20130092914A

KR20130092914A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20130092914A
Application number: KR1020120014505A
Authority: KR
Inventors: 안종수; 백재호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-21

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합된 렌즈배럴과, 상기 렌즈배럴이 수용되는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 형성되어 이미지센서가 실장되고, 일측으로 연장부가 형성된 연성인쇄회로기판과, 상기 연성인쇄회로기판의 하부에 형성되어 이미지센서를 승하강 시키는 액츄에이터 및 상기 액츄에이터를 지지하며 상기 연성인쇄회로기판의 연장부 연결된 인쇄회로기판을 포함한다.
본 발명에 따르면, 렌즈배럴이 고정되고, 이미지센서가 상하로 이동함으로써, 자동으로 초점이 조절되므로, 외부로부터의 이물 유입을 방지할 수 있고, 오랜 사용에 따른 해상도 열화 및 자동 초점 조절 속도의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있으며, 액츄에이터를 폴리머필름으로 형성함으로써, 액츄에이터를 작동시키기 위한 전력소모량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 자동으로 초점을 맞출 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.

현재 휴대폰, PDA 및 타블렛PC 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다. 이러한 카메라 모듈은 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

상기 카메라 모듈은 소형으로 제작되어 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통해 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

상기 카메라 모듈은 크게 이미지 센서 모듈과 렌즈 하우징으로 구성되며, 상기 이미지 센서 모듈은 외부로부터 들어온 영상신호를 전기적인 신호로 바꾸는 이미지 센서(image sensor) 및 이 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(printed circuit board)을 구비하고, 상기 렌즈 하우징은 상기 이미지 센서 모듈을 밀폐 수용하는 것으로 하나 이상의 렌즈가 결합된 렌즈배럴 및 필터로 구성된다.

이와 같이 구성된 카메라 모듈에는 이미지센서에 렌즈의 초점을 자동으로 맞추기 위하여 액츄에이터 및 틸트 또는 외부 충격에 의한 소음 및 성능 열화를 방지하기 위하여 탄성부재가 개재된다.

그러나, 렌즈배럴의 유동으로 인하여 외부에서 이물이 유입되어 이물불량이 발생될 수 있고, 탄성부재의 탄성력이 예압력으로 작용하여 렌즈배럴의 광축방향으로 구동시 전력 소모가 크며, 보이스 코일 모터의 감자 현상 및 탄성부재의 성능 저하와 같은 내구성의 저하로 인한 카메라 모듈의 해상도 및 자동 초점 조절 속도가 저하되는 문제점이 있다.

KR 10-2010-0066678 A

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 본 발명은 이물의 유입을 차단할 수 있고, 전력의 소모를 줄일 수 있으며, 해상도 열화 및 자동 초점 조절 속도의 저하를 방지할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합된 렌즈배럴과, 상기 렌즈배럴이 수용되는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 형성되어 이미지센서가 실장되고, 일측으로 연장부가 형성된 연성인쇄회로기판과, 상기 연성인쇄회로기판의 하부에 형성되어 이미지센서를 승하강 시키는 액츄에이터 및 상기 액츄에이터를 지지하며 상기 연성인쇄회로기판의 연장부와 연결된 인쇄회로기판을 포함한다.

여기서, 상기 연성인쇄회로기판은 중심부에 이미지센서가 실장되도록 윈도우가 형성될 수 있다.

또한, 상기 윈도우는 상기 이미지센서의 크기와 같거나, 이미지센서에 비해 크게 형성될 수 있다.

그리고 상기 액츄에이터는 폴리머 필름(Polymer film)일 수 있다.

아울러, 상기 인쇄회로기판은 일측에 커넥터가 형성될 수 있다.

한편, 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 이미지센서로부터 생성된 이미지신호를 통하여 액츄에이터로 공급되는 전압을 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈배럴이 고정되고, 이미지센서가 상하로 이동함으로써, 자동으로 초점이 조절되므로, 외부로부터의 이물 유입을 방지할 수 있고, 탄성부재를 사용하지 않아 오랜 사용에 따른 해상도 열화 및 자동 초점 조절 속도의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 액츄에이터를 폴리머필름으로 형성함으로써, 액츄에이터를 작동시키기 위한 전력소모량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 평면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타낸 평면도이다.

도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합된 렌즈배럴(10)과, 상기 렌즈배럴(10)이 수용되는 하우징(20)과, 상기 하우징(20)의 하부에 형성되어 이미지센서(30)가 실장되고, 일측으로 연장부(41)가 형성된 연성인쇄회로기판(40)과, 상기 연성인쇄회로기판(40)의 하부에 형성되어 이미지센서(30)를 승하강 시키는 액츄에이터(70) 및 상기 액츄에이터(70)를 지지하며 상기 연장부(41)와 연결된 인쇄회로기판(60)를 포함한다.

여기서, 상기 렌즈배럴(10)은 원통형으로 구성되어 내부에 하나 또는 하나 이상의 렌즈가 적층 결합되고, 외주면이 수나사산 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 렌즈배럴(10)은 각 렌즈가 안착될 수 있도록 내측면이 계단식으로 단차지게 형성될 수 있다.

상기 하우징(20)은 플라스틱 또는 금속 재질로 성형되어 전자파 차폐 기능을 가지며, 상부가 상기 렌즈배럴(10)이 결합될 수 있도록 원통형으로 형성되고, 하부가 사각의 함체형으로 형성될 수 있다. 이때, 원통형의 상부 내주면은 암나사산 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 렌즈배럴(10)과 하우징(20)은 각각 내,외주면에 형성된 수나사산과 암나사산의 나사 결합으로 밀착 결합되어 고정됨으로써, 광학 유니트를 구성하게되 며, 피사체에서 반사된 광이 상기 렌즈배럴(10)에 장착된 렌즈를 통해 입사된다.

이때, 상기 렌즈배럴(10)은 하우징(20)에 고정결합되므로, 외부로부터 이물이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 렌즈배럴(10)이 결합된 하우징(20)의 하부에는 렌즈배럴(10)을 통해 입사되는 광을 집광하여 전기적인 이미지신호로 변환하는 이미지센서(30)와, 상기 이미지센서(30)가 실장된 연성인쇄회로기판(40)이 결합 될 수 있으며, 상기 연성인쇄회로기판(40)의 하부에는 인쇄회로기판(60)이 결합되어 하우징(20)을 밀폐하게 된다.

이때, 상기 하우징(20)과 상기 이미지센서(30)가 실장된 연성인쇄회로기판(40) 사이에는 적외선 차단부재(50)가 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 적외선 차단부재(50)는 상기 렌즈배럴(10) 내의 렌즈를 통해 입사되어 이미지센서(30)로 수광되는 광에 포함된 과도한 적외선을 차단하는 것으로 일면에 적외선 차단층이 형성된 글라스 형태의 IR 필터 또는 IR 필름으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 연성인쇄회로기판(40)은 중심 영역에 관통된 윈도우(42)가 형성될 수 있으며, 일측은 상기 연성인쇄회로기판(40)과 일체로 형성되어 인쇄회로기판(70)과 연결되도록 연장된 연장부(41)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 연성인쇄회로기판(40)은 가요성을 갖는 폴리이미드(polyimide) 등의 수지기판으로 형성될 수 있으며, 경연성 인쇄회로기판(RFPCB) 또는 양면 연성인쇄회로기판(TWO LAYERED FPCB) 중 하나로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 연장부(41)는 상기 연성인쇄회로기판(40)의 일측에 연장형성된 것으로 상기 인쇄회로기판(60)의 일측에 형성된 커넥터(61)에 결합되어 연성인쇄회로기판(40)과 인쇄회로기판(60)을 전기적으로 연결하게 된다.

또한, 상기 연장부(41)는 상기 연성인쇄회로기판(40)과 동일한 재질로 형성되어 후술되는 액츄에이터(70)에 의해 상기 연성인쇄회로기판(40)이 상하방향으로 이동되어도 분리 또는 파손되지 않고, 인쇄회로기판(60)의 커넥터(61)에 안정적으로 연결될 수 있다.

아울러, 상기 윈도우(42)는 상기 이미지센서(30)와 동일한 형태로 형성될 수 있으며, 이미지센서(30)의 크기와 동일하거나 보다 크게 형성되어 이미지센서(30)가 삽입되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 이미지센서(30)는 연성인쇄회로기판(40)과 와이어 본딩 방식 등에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.

즉, 상기 이미지센서(30)가 연성인쇄회로기판(40)의 윈도우(42)에 삽입됨으로써, 연성인쇄회로기판(40)의 높이 만큼 카메라모듈의 높이를 줄일 수 있는 효과가 있다.

아울러, 상기 이미지센서(30)가 실장된 연성인쇄회로기판(40)과 인쇄회로기판(60)의 사이에는 상기 이미지센서(30)를 승하강 시키기 위한 액츄에이터(70)가 결합 될 수 있다.

여기서, 상기 이미지센서(30)는 연성인쇄회로기판(40)의 윈도우(42)에 삽입되므로, 이미지센서(30)의 하면은 액츄에이터(70)에 접하게 된다. 즉, 상기 이미지센서(30)는 상기 액츄에이터(70)에 의해 연성인쇄회로기판(40)과 같이 상하로 이동함으로써, 자동으로 초점을 조절하게 된다.

이때, 상기 액츄에이터(70)는 폴리머 필름(Polymer film)일 수 있다.

상기 폴리머 필름은 금속판 사이에 유전상수가 높은 폴리머를 끼운 구조로 전압 인가시 높이가 변형되므로, 이미지센서(30)가 실장된 연성인쇄회로기판(40)을 상하로 이동시키게 된다.

한편, 상기 액츄에이터(70)의 구동은 도면에 표시되지 않았으나 제어부(도면 미도시)에 의해 제어될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 이미지센서(30)에서 생성되는 이미지신호에 포함된 초점값에 따라 액츄에이터(70)로 공급되는 전압을 제어함으로써, 액츄에이터(70)의 상하 이동을 제어하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈배럴이 고정되고, 이미지센서가 상하로 이동함으로써, 자동으로 초점이 조절되므로, 외부로부터의 이물 유입을 방지할 수 있고, 오랜 사용에 따른 해상도 열화 및 자동 초점 조절 속도의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 액츄에이터를 폴리머필름으로 형성함으로써, 종래의 보이스 코일 모터를 이용하여 렌즈배럴을 이동시킴으로써 초점을 조절하는 구성에 비해 소모되는 전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 렌즈배럴
20 : 하우징
30 : 이미지센서
40 : 연성인쇄회로기판
41 : 연장부
42 : 윈도우
50 : 적외선 차단부재
60 : 인쇄회로기판
70 : 액츄에이터

Claims

적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합된 렌즈배럴;
상기 렌즈배럴이 수용되는 하우징;
상기 하우징의 하부에 형성되어 이미지센서가 실장되고, 일측으로 연장부가 형성된 연성인쇄회로기판;
상기 연성인쇄회로기판의 하부에 형성되어 이미지센서를 승하강 시키는 액츄에이터; 및
상기 액츄에이터를 지지하며 상기 연장부와 연결된 인쇄회로기판;
를 포함하는 카메라 모듈.
청구항 1항에 있어서,
상기 연성인쇄회로기판은 중심부에 이미지센서가 실장되도록 윈도우가 형성된 카메라 모듈.
청구항 2항에 있어서,
상기 윈도우는 상기 이미지센서의 크기와 같거나, 이미지센서에 비해 크게 형성되는 카메라 모듈.
청구항 1항에 있어서,
상기 액츄에이터는 폴리머 필름(Polymer film)인 카메라 모듈.
청구항 1항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 일측에 커넥터가 형성된 카메라 모듈.
청구항 1항에 있어서,
상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는 이미지센서로부터 생성된 이미지신호를 통하여 액츄에이터로 공급되는 전압을 제어하는 카메라 모듈.