KR20130101473A - 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 이미지 센서를 보호하며, 내부에 카메라 구성부품이 설치되는 하우징; 상기 하우징에 배치되는 액츄에이터; 및 상기 하우징 표면에 일체로 형성되며, 상기 액츄에이터를 상기 인쇄회로기판과 통전 가능하게 연결하는 전자회로 패턴층;을 포함한다.
Description
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
초소형, 저전력 소모를 위한 카메라 모듈은 기존의 일반적인 카메라 모듈에 사용되었던 VCM 등의 기술을 적용하기 곤란하여, 이와 관련 연구가 활발히 진행되어 왔다.
최근 액츄에이터를 이용하여 오토 포커싱 작업을 수행하는 카메라 모듈이 개발되어, 초소형, 저전력, 고성능 등의 가치를 입증하고 있다. 액츄에이터를 구동하기 위해서는, 양극의 AF 터미널(Auto Focus Terminal)과 PCB AF 패드(PCB Auto Focus Pad)를 통전 가능하게 연결하여 상기 액츄에이터를 제어할 수 있다.
그런데, 소형 전자제품에 실장되는 카메라 모듈의 경우, 사용 도중에 빈번하게 카메라 모듈에 충격을 받을 수 있으며, 촬영하는 동안 사용자의 손떨림 등에 따라 미세하게 카메라 모듈이 흔들릴 수 있다. 이와 같은 점을 감안하여, 최근에는 손떨림 방지 수단을 추가적으로 카메라 모듈에 설치하는 카메라 모듈의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 오토 포커싱 기능과 손떨림 방지 기능 중 적어도 하나 이상을 구비할 수 있도록 구조가 개선된 액츄에이터를 가지는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판; 상기 이미지 센서를 보호하며, 내부에 카메라 구성부품이 설치되는 하우징; 상기 하우징에 배치되는 액츄에이터; 및 상기 하우징 표면에 일체로 형성되며, 상기 액츄에이터를 상기 인쇄회로기판과 통전 가능하게 연결하는 전자회로 패턴층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액츄에이터는, 손떨림 방지기능과 오토 포커싱 기능 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 상기 액츄에이터는 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따르면, 상기 액츄에이터는, 상기 하우징과 근접한 위치에 배치되는 오토 포커싱 레이어; 및 상기 오토 포커싱 레이어 상측에 적층 되어 손떨림 보정기능을 수행하는 손떨림 보정 레이어;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따르면, 상기 액츄에이터는, 상기 하우징과 근접한 위치에 배치되어 손떨림 보정기능을 수행하는 손떨림 보정 레이어; 및 상기 손떨림 보정 레이어 상측에 적층되는 오토 포커싱 레이어;를 포함할 수도 있다.
한편, 제 2 및 제 3 실시예의 경우, 상기 손떨림 보정 레이어 및 오토 포커싱 레이어는 개별 모듈로 구성되어, 각각 렌즈를 구동하여, 손떨림 보정 기능과 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 상기 손떨림 보정 레이어 및 오토 포커싱 레이어는 하나의 몸체로 구성되어, 1매의 렌즈를 승강, 쉬프트 및 틸팅 제어하는 것도 가능하다.
또한, 상기 인쇄회로기판에는 제 1 단자부가 형성되고, 상기 손떨림 보정 레이어에는 제 2 단자부가 형성되며, 상기 오토 포커싱 레이어에는 제 3 단자부가 형성되어, 상기 제 1 단자부와 제 2 단자부 및 상기 제 1 단자부 및 제 3 단자부는 상기 전자회로 패턴층으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 하우징은, 상기 이미지 센서를 보호하는 홀더; 및 적어도 1 장 이상의 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인쇄회로기판과 전자회로 패턴층은, 솔더링 및 Ag 도트 본드 중 어느 하나로 구성된 연결부에 의해 통전 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명은 기존의 C-FPCB(Contact Flexible PCB)와 같은 연결부재 없이, 카메라 모듈 몸체 표면에 일체로 형성된 배선 위에 바로 액츄에이터를 실장 할 수 있어, 조립이 간편하다.
또한, 액츄에이터를 오토 포커싱 기능과, 손떨림 방지 기능 중 적어도 하나 이상을 가지도록 구성할 경우, 각각의 기능별 제어를 위한 배선을 카메라 모듈 몸체 표면에 형성하는 것이 가능하므로, 복잡한 연결구조를 필요로 하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도,
도 2는 도 1의 카메라 모듈의 쉴드 캔을 제거한 상태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 손떨림 방지 기능 만을 가지는 액츄에이터의 배선 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 오토 포커싱 기능 레이어와 손떨림 방지 기능 레이어를 가지는 액츄에이터의 배선 방법을 개략적으로 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예로서 오토 포커싱 기능과 손떨림 방지 기능이 하나의 모듈에 구현된 액츄에이터의 배선 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈의 쉴드 캔을 제거한 상태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 손떨림 방지 기능 만을 가지는 액츄에이터의 배선 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 오토 포커싱 기능 레이어와 손떨림 방지 기능 레이어를 가지는 액츄에이터의 배선 방법을 개략적으로 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예로서 오토 포커싱 기능과 손떨림 방지 기능이 하나의 모듈에 구현된 액츄에이터의 배선 방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 사시도, 도 2는 도 1의 카메라 모듈의 쉴드 캔을 제거한 상태를 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로서 손떨림 방지 기능 만을 가지는 액츄에이터의 배선 방법을 개략적으로 도시한 도면, 도 4 및 도 5는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예에 따른 오토 포커싱 기능 레이어와 손떨림 방지 기능 레이어를 가지는 액츄에이터의 배선 방법을 개략적으로 도시한 도면, 그리고, 도 6은 본 발명의 제 4 실시예로서 오토 포커싱 기능과 손떨림 방지 기능이 하나의 모듈에 구현된 액츄에이터의 배선 방법을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은, 인쇄회로기판(10), 상기 인쇄회로기판(10) 상측에 결합되는 하우징(20) 및 상기 하우징(20) 상측에 결합되는 액츄에이터(30)를 포함하며, 상기 하우징(20)의 외부에는 쉴드 캔(40)이 결합될 수 있다.
인쇄회로기판(10)에는 복수 개의 제 1 단자부(11)가 마련될 수 있으며, 상기 제 1 단자부(11)들은 상기 액츄에이터(30)와 신호 전달 가능하게 연결되고, 상기 인쇄회로기판(10)에는 미도시된 이미지 센서가 실장되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제 1 단자부(11)들은 상기 하우징(20)의 표면에 형성된 전자회로 패턴층(23)과 연결부(12)를 통해 통전 가능하게 연결될 수 있는데, 상기 연결부(12)는 Ag 도트 본드, 솔더링 등으로 구성될 수 있다.
하우징(20)은 홀더(21)와 배럴(22) 및 전자회로 패턴층(23)으로 구성될 수 있으며, 이는 일체로 구성될 수 있으며, 상기 하우징(20) 내부에 렌즈를 포함한다.
홀더(21)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 센서를 내부에 수납할 수 있도록 일정 높이(h)를 형성하는 것이 바람직하며, 대략 사각형상으로 마련될 수 있다.
배럴(22)은 대략 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 그 내부에는 적어도 한 매 이상의 렌즈(미도시)가 설치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 전자회로 패턴층(23)은 상기 홀더(21)와 배럴(22)의 표면에 배선 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.
이러한 기술은 크게 3가지 기술로 나눌 수 있다.
우선, 제1 방식은 이중 성형을 통한 패터닝 방법으로, 하우징(20)을 홀더(21)와 배럴(22)을 구성하는 부분과 전자회로 패턴층(23)을 구성하는 부분을 서로 다른 재질의 합성수지로 사출 성형하는 것으로, 상기 홀더(21)와 배럴(22)은 절연성 재질로 사출하고, 전자회로 패턴층(23)을 형성할 부분은 통전성 합성수지를 이용하여 사출하거나, 전자회로 패턴층(23)을 형성할 부분에 금속 도금 작업이 용이한 합성수지를 이용하여 사출하여, 상기 홀더(21)와 배럴(22)을 사출 성형한 후, 도금 작업과 같은 후속 공정으로, 전자회로 패턴층(23)을 완성하는 방식이다.
제2 방식은 하우징(20)을 구성하는 홀더(21)와 배럴(22)에 빛과 열에 반응하는 불순물을 포함시킨 상태에서 상기 하우징(20)을 사출 성형하고, 사출 성형된 하우징(20)에 레이저 노광과 같은 표면 패터닝 작업을 통해, 전자회로 패턴층(23)이 형성될 곳에 배선 패턴을 형성한다. 이와 같이 전자회로 패턴층(23)이 형성되면, 상기 전자회로 패턴층(23) 자체가 통전 가능한 성질을 가지므로, 바로 표면실장부품(SMD) 또는 부속 전자부품을 장착할 수도 있다.
제3 방식은 전면 메탈라이징 후 비회로 부분을 식각하여 패터닝 하는 방법으로, 하우징(20)을 구성하는 홀더(21)와 배럴(22)의 전체 면을 메탈라이징 하고, 이 중, 전자회로 패턴층(23)을 형성할 부분만을 남기고, 나머지 부분은 식각하여 전자회로 패턴층(23)을 하우징(20)의 표면에 일체로 형성하는 구성이다.
한편, 상기한 기술로 마련된 전자회로 패턴층(23)은 필요에 따라, 상기 하우징(20)의 일 측 표면에 형성될 수도 있고, 외측의 노출면과 내측의 비노출면에 형성될 수도 있다. 이는, 부품실장을 위해 배선이 필요한 정도에 따라 상기 전자회로 패턴층(23)의 배치를 단면, 또는 양면으로 선택하는 것이다. 따라서 많은 수의 전자부품을 실장 할 필요가 있을 경우, 하우징(20)의 표면은 물론, 이면까지 상기한 방법으로 전자회로 패턴층(23)을 형성하여, 이 곳에 부품을 설치할 수 있다.
이와 같이 하우징(20) 표면에 전자회로 패턴층(23)을 설치하면, 소형화 추세인 전자제품을 조립할 때, 부품 설치에 소요되는 설치 공간을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 일 예로 설명한 액츄에이터를 가지는 카메라 모듈 이외에도, 별도의 인쇄회로기판을 이용하는 전자제품에도 상기한 바와 같이 사출 성형되는 몸체에 일체로 직접 전자회로를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 사출 성형된 몸체에 형성된 회로패턴에 직접 SMD 또는 전자부품을 결합 배치하는 것이 가능하다. 이와 같이 전자부품을 구성하면, 별도의 PCB를 제작, 결합하는 공정을 필요로 하지 않으므로, PCB와 부품 몸체를 체결하고, 배선으로 연결하는 등의 번거로움이 없으며, 부품수 감소에 따른 제조비용을 절감하는 것이 가능하다.
액츄에이터(30)는 C-FPCB와 같은 연결부재 없이 상기 하우징(20)의 상측면에 상기 전자회로 패턴층(23)과 직접 통전 가능하게 연결될 수 있다. 통전 가능하게 연결하는 방법으로는 솔더링은 물론, 초음파 융착, 통전성 수지를 이용한 고정, 골드 비드를 이용한 고정 등, 통전 가능한 연결방법이면 어떠한 것이든 사용 가능하다.
상기 액츄에이터(30)는 마이크로 액츄에이터, 실리콘 액츄에이터, 보이스코일 모터 등 다양한 형태로 마련될 수 있으며, 정전방식, 써멀방식, 바이모프 방식, 정전기력방식 등 여러 가지로 응용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 것으로, 상기 액츄에이터(30)를 손떨림 보정을 위한 OIS 유닛(Optical Image Stabilization Unit) 으로 구성한 경우를 도시한 도면이다.
이 경우, 상기 액츄에이터(30)에는 복수 개의 제 2 단자부(31)가 동일한 레이어에 형성되고, 상기 제 2 단자부(31)들은 상기 인쇄회로기판(10)에 형성된 제 1 단자부(11)와 상기 전자회로 패턴층(23)으로 통전 가능하게 연결될 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(30)는 오토 포커싱 기능과 손떨림 방지 기능을 모두 구비할 수 있도록 각각의 기능이 개별적인 모듈로 구성될 수도 있다. 이를 위해, 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(30)는 각각 1매씩의 렌즈(미도시)를 구동 제어하는 오토 포커싱 레이어(30a)와 손떨림 보정 레이어(30b)로 구성되어, 이들이 순차적으로 적층 되어 액츄에이터(30)를 구성할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 가장 바깥쪽 외곽 부분에는 손떨림 보정 레이어(30a)가 배치되고, 상기 하우징(20)과 근접한 부분에 오토 포커싱 레이어(30b)가 배치될 수 있다.
이때, 상기 손떨림 보정 레이어(30a)에는 상기한 제 2 단자부(31)들이 마련될 수 있으며, 상기 오토 포커싱 레이어(30b)에는 오토 포커싱 동작 제어를 위한 제 3 단자부(32)들이 마련될 수 있다.
따라서 손떨림 보정 레이어(30a)에 설치되는 렌즈는 광축에 대하여 쉬프트 및 틸팅 동작을 통해 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있고, 오토 포커싱 레이어(30b)에 설치되는 렌즈는 광축에 대한 승강 동작을 통해 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 제 2 및 제 3 단자부(31)(32)들은 복수 개가 마련되는 것이 바람직한데, 일반적으로 OIS(Optical Image Stabilization) 제어를 위해서는 4개 이상의 제 2 단자부(31)가 마련되는 것이 좋으며, 오토 포커싱 제어를 위해서는 2개 이상의 제 3 단자부(32)가 마련되는 것이 바람직하다. 그러나, 이를 한정하는 것은 아니며, 제어를 필요로 하는 구동부의 증감에 따라, 상기 제 2 및 제 3 단자부(31)(32)의 개수는 증감될 수 있다.
한편, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 손떨림 보정 레이어(30a)와 오토 포커싱 레이어(30b)의 배치 위치가 상기한 제 2 실시예와 반대가 되도록 구성되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 손떨림 보정 레이어(30a)와 오토 포커싱 레이어(30b)의 배치 구조 이외의 다른 구조는 앞서 설명한 실시예와 동일하다.
또한, 본 발명의 제 4 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(30)가 오토 포커싱 기능과 OIS 기능을 동시에 구비할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 단일 실리콘 베이스를 식각하여, 광축에 대하여 승강하는 오토 포커싱부와 상기 오토 포커싱부를 광축에 대해 쉬프트 및 틸팅 가능하도록 구성하여 하나의 액츄에이터(30)에 상기한 제 2 및 제 3 단자부(31)(32)를 일체로 구성할 수 있다.
이와 같은 구성으로 액츄에이터(30)를 형성하면, 1장의 렌즈를 광축에 대하여 승강, 쉬프트 및 틸팅 제어할 수 있기 때문에, 카메라 모듈을 소형화 할 수 있으며, 조립 공정을 보다 간소화하는 것이 가능하다.
한편, 상기 하우징(20)의 바깥쪽 면에는 쉴드 캔(40)이 설치될 수 있다. 상기 쉴드 캔(40)은 스틸(SUS) 재질로 형성되어, 상기 카메라 모듈로 유입 및 유출되는 전자기파를 차폐할 수 있다. 또한, 상기 쉴드 캔(40)은 이미지 센서 및 렌즈와 대응되는 부분에 통공이 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 쉴드 캔(40)은 생략 가능하며, 필요에 따라, 상기 하우징(20)의 바깥쪽에 전자기파 차폐코팅을 하는 등의 방법으로 대체할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 별도의 연결부재 없이, 액츄에이터(30)를 하우징(20)의 표면에 일체로 구성된 전자회로 패턴층(23)에 직접 통전 가능하게 연결하므로, 부품수 절감은 물론 조립 과정에서의 불량을 최소화할 수 있다.
또한, 액츄에이터(30)의 구조를 개선하여, 손떨림 보정 기능과 오토 포커싱 기능 중 적어도 하나 이상의 기능을 구현하더라도, 이들 기능 구현을 위한 단자부들(31)(32)을 상기 하우징(20) 표면에 형성된 전자회로 패턴층(23)과의 연결을 통해 상기 인쇄회로기판(10)에 연결할 수 있으므로, 기능 확장에 유리하다.
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; 인쇄회로기판 20; 하우징
21; 홀더 22; 배럴
23; 전자회로 패턴층 30; 액츄에이터
40; 쉴드 캔
21; 홀더 22; 배럴
23; 전자회로 패턴층 30; 액츄에이터
40; 쉴드 캔
Claims (8)
- 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판;
상기 이미지 센서를 보호하며, 상기 인쇄회로기판 상에 결합되는 하우징;
상기 하우징에 배치되고, 손떨림 방지기능과 오토 포커싱 기능 중 적어도 하나를 구비하는 액츄에이터; 및
상기 하우징 표면에 일체로 형성되며, 상기 액츄에이터를 상기 인쇄회로기판과 통전 가능하게 연결하는 전자회로 패턴층;을 포함하는 카메라 모듈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,
상기 하우징과 근접한 위치에 배치되는 오토 포커싱 레이어; 및
상기 오토 포커싱 레이어 상측에 적층 되어 손떨림 보정기능을 수행하는 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 레이어;를 포함하는 카메라 모듈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,
상기 하우징과 근접한 위치에 배치되어 손떨림 보정기능을 수행하는 손떨림 보정 레이어; 및
상기 손떨림 보정 레이어 상측에 적층되는 오토 포커싱 레이어;를 포함하는 카메라 모듈.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 손떨림 보정 레이어 및 오토 포커싱 레이어는 개별 모듈로 구성되어, 각각 1매의 렌즈를 구동하여, 손떨림 보정 기능과 오토 포커싱 기능을 수행하는 카메라 모듈.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 손떨림 보정 레이어 및 오토 포커싱 레이어는 하나의 몸체로 구성되어, 1매의 렌즈를 승강, 쉬프트 및 틸팅 제어하는 카메라 모듈.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 인쇄회로기판에는 제 1 단자부가 형성되고, 상기 손떨림 보정 레이어에는 제 2 단자부가 형성되며, 상기 오토 포커싱 레이어에는 제 3 단자부가 형성되어,
상기 제 1 단자부와 제 2 단자부 및 상기 제 1 단자부 및 제 3 단자부는 상기 전자회로 패턴층으로 연결되는 카메라 모듈.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은,
상기 이미지 센서를 보호하는 홀더; 및
적어도 1 장 이상의 렌즈가 설치되는 렌즈 배럴;을 포함하는 카메라 모듈.
- 제 7 항에 있어서,
상기 인쇄회로기판과 전자회로 패턴층은 솔더링 및 Ag 도트 본드 중 어느 하나로 구성된 연결부에 의해 통전 가능하게 연결되는 카메라 모듈.
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