KR20140007182A - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR20140007182A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 고정되고 렌즈부를 포함하는 홀더부재; 상기 홀더부재에 위치하는 액츄에이터; 및 상기 액츄에이터의 단자부와 상기 인쇄회로기판의 단자부를 전기적으로 연결하는 통전부재;를 포함하며, 상기 통전부재는 상기 홀더부재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
인쇄회로기판(PCB)은 전자부품 사이의 전자회로를 연결하여, 제어신호와 전원을 공급할 수 있는 부품이다.
최근 액츄에이터 등을 이용하여 오토 포커싱 작업을 수행하는 카메라 모듈이 개발되었는데. 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.
상기 액츄에이터는, 이미지 센서가 설치되는 인쇄회로기판과 연결하여 전원과 제어신호를 전달 받을 필요가 있는데, 이를 위해 배선 역할을 수행하는 별도의 연결기판을 마련하여, 상기 액츄에이터와 인쇄회로기판 사이에 개재하는 것이 일반적이다.
그런데, 이와 같이 연결기판을 따로 구비할 경우, 연결기판의 제조 및 재고 관리의 번거로움이 있으며, 연결기판의 부피만큼 카메라 모듈의 크기가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 별도의 인쇄회로기판 없이, 전자부품의 표면에 전자회로를 구성할 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 고정되고 렌즈부를 포함하는 홀더부재; 상기 홀더부재에 위치하는 액츄에이터; 및 상기 액츄에이터의 단자부와 상기 인쇄회로기판의 단자부를 전기적으로 연결하는 통전부재;를 포함하며, 상기 통전부재는 상기 홀더부재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈부는 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈모듈을 포함하는 렌즈배럴로 마련될 수 있다.
또한, 상기 카메라 모듈은 상기 홀더부재 상측에 고정되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
상기 홀더부재는 상기 기판에 고정되는 베이스와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 상기 통전부재는 상기 홀더부재와 일체로 형성되고 상기 베이스의 측벽면까지 연장 형성될 수 있다.
상기 액츄에이터는 홀더부재 상측에 배치될 수 있다.
상기 통전부재는 적어도 일부가 홀더부재 내부에 위치할 수 있는데, 상기 홀더부재는 상기 통전부재가 인서트 사출될 수 있으며,
상기 액츄에이터는 렌즈를 움직여 오토 포커싱 기능 또는 손떨림보정 기능을 수행할 수 있는데, 상기 렌즈는 최외곽 렌즈일 수 있다.
상기 액츄에이터는 멤스 액츄에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈와 같은 비 멤스 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터 및 액체렌즈 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 통전부재는 상기 액츄에이터와 인쇄회로기판을 마주보는 면이 노출될 수 있다.
상기 통전부재는 상기 인쇄회로기판에 마주보는 면에 제 1 연결부가 형성되고, 상기 액츄에이터와 마주보는 면에 제 2 연결부가 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 연결부는 솔더링이나 와이어 본딩, Ag 에폭시, 전도성 에폭시 중 어느 하나로 연결될 수 있다.
상기 통전부재는 상기 홀더부재의 측벽면에 노출될 수 있다.
상기 홀더부재는 수지 재질로 형성될 수 있다.
카메라 모듈을 구성하는 홀더부재를 전자회로를 구성하는 금속부재를 인서트 하여 사출 하므로, 부품간의 결합으로 인쇄회로기판과 액츄에이터를 통전 가능하게 연결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1의 분해도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도, 그리고,
도 4는 도 3의 분해도 이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도, 도 2는 도 1의 분해도, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 단면도, 그리고, 도 4는 도 3의 분해도 이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 카메라 모듈은, 인쇄회로기판(10), 베이스(20), 렌즈배럴(30), 홀더부재(40), 액츄에이터(50) 및 커버부재(60)를 포함한다.
인쇄회로기판(10)은 상부면에 이미지 센서(11)가 실장 되며, 상기 인쇄회로기판(10)의 상기 이미지 센서(11) 실장면의 반대면에는 F-PCB(미도시)가 통전 가능하게 연결되어, 상기 이미지 센서(11)에 전원을 공급하고 상기 이미지 센서(11)에서 독취한 이미지 데이터를 소정의 제어부로 출력할 수 있다. 한편, 상기 F-PCB는 상기 액츄에이터(50)에 제어신호와 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
베이스(20)는 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에 고정 설치되며, 에폭시 수지 등으로 마련된 접착제로 고정될 수 있다. 상기 베이스(20) 중앙에는 상기 이미지 센서(11)와 대응되는 위치에 윈도우가 형성될 수 있다. 또한, 상기 윈도우에는 상기 이미지 센서(11)로 적외선이 입사하지 않도록 차단하는 적외선 차단필터(IRCF)가 설치될 수도 있고, 적외선 차단필터 대신 적외선 차단 코팅층이 후술할 렌즈배럴(30)에 설치되는 렌즈(미도시)에 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홀더부재(40)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인쇄회로기판(10)에 고정되고, 중앙에 렌즈부를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부는 복수 매의 렌즈로 구성된 렌즈모듈이 설치되는 렌즈배럴(30)로 마련될 수 있다. 상기 렌즈배럴(30)은 중앙에 빈 공간부를 구비하여, 이 공간부에 상기 렌즈모듈이 설치되는 것이 바람직하다. 상기 렌즈배럴(30)은 수지 재질로 사출 성형할 수 있다. 상기 렌즈배럴(30)은 상기 베이스(20)에 결합되어 위치 고정될 수 있는데, 상기 렌즈배럴(30)의 위치는 상기 이미지 센서(11)와의 초점 조정을 완료한 후에 결정될 수 있다.
한편, 상기 렌즈배럴(30)에 설치된 렌즈모듈의 내부에는 필요에 따라, 셔터나 조리개와 같은 광학 기구물들이 개재되는 것도 가능하다. 예컨대, 상기 렌즈배럴(30)에 복수 매의 렌즈가 순차적으로 배치되었을 경우, 상기 조리개와 셔터는 상기 복수 매의 렌즈들로 구성된 상기 렌즈모듈의 내부 공간에 배치될 수도 있고, 상기 렌즈들의 최상단에 노출된 상태로 설치될 수도 있으며, 상기 렌즈모듈의 가장 아래쪽에 배치된 최후단 렌즈(미도시)와 상기 이미지 센서(11)의 사이 공간부에 배치될 수도 있다. 이러한 배치관계는 제품 설계 및 카메라 유닛의 구성에 따라 가변 될 수 있다.
홀더부재(40)는 상기 베이스(20)의 상측에 고정되며, 카메라 모듈의 외곽을 형성할 수 있다. 상기 홀더부재(40)는 절연성 재질로 형성될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면 수지재질로 사출 성형될 수 있다. 상기 홀더부재(40)의 상부면에는 상기 렌즈배럴(30)과 일정 간격 이격 되도록 액츄에이터(50)가 설치될 수 있다. 이때, 상기 홀더부재(40)의 내부에는 금속 재질의 통전부재(100)가 삽입될 수 있는데, 상기 금속 재질의 통전부재(100)는 상기 홀더부재(40)와 함께 일체로 형성될 수 있다. 또한, 상기 통전부재(100)는 적어도 일부가 상기 홀더부재(40) 내부에 위치할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홀더부재(40)는 상기 상기 통전부재(100)가 인서트 되어 사출 형성될 수 있다. 한편, 상기 통전부재(100)는 상기한 바와 같이 인서트 사출 등으로 상기 홀더부재(40)와 일체로 형성되면서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(20)의 측벽면까지 연장 형성될 수도 있다. 이때, 상기 통전부재(100)는 상기 홀더부재(40)의 측벽면에 노출될 수도 있다.
상기 홀더부재(40) 내부에 설치되는 통전부재(100)는 상기 액츄에이터(50)와 통전 가능하게 연결될 수 있도록, 상기 홀더부재(40)의 상기 액츄에이터(50)와 마주보는 면에 노출될 수 있으며, 상기 인쇄회로기판(10)의 단자부와의 연결부분 또한 노출되도록 형성될 수 있다. 따라서 상기 통전부재(100)와 액츄에이터(50) 및 인쇄회로기판(10)은 각각 통전성 부재로 통전 가능하게 연결되는 제 1 연결부(S) 및 제 2 연결부(55)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 통전성 부재는 솔더나 Ag 에폭시, 전도성 에폭시 등과 같은 통전성 접착제로 마련될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 홀더부재(40)는 상기 인쇄회로기판(10)에 고정되는 베이스(20)와 일체로 형성될 수도 있다.
액츄에이터(50)는 상기 이미지 센서(11)에 결상되는 이미지의 초점을 자동으로 조정하기 위한 것이다. 액츄에이터(50)는 다양한 형태로 구성될 수 있는데, 상기 액츄에이터(50)는 장치의 필요에 따라 다양한 형태로 사용할 수 있으며, 압전/폴리머렌즈(Piezo/Polymer Lens), 옵티컬 다이어프램, 액정마이크로 렌즈, 멤스 액츄에이터(MEMS actuator), 멤스 피에조 액츄에이터(MEMS Piezo actuator), 멤스 바이모르프 액츄에이터(MEMS bimorph actuator), 멤스 써멀 액츄에이터(MEMS thermal actuator), 멤스 마그네틱 액츄에이터(MEMS magnetic actuator), 멤스 리퀴드 액츄에이터(MEMS liquid actuator), 비MEMS 방식의 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터, 액체렌즈 등 중 어느 하나로 구성될 수도 있고, 이들 조합으로 이루어진 가능한 모든 액츄에이터라면 어떠한 것이든 대체하여 사용 가능하다. 상기 액츄에이터(50)는 적어도 하나의 렌즈를 이용하여 상기 이미지 센서에 결상되는 화상의 오토포커싱 기능, 손떨림 방지 기능, 셔터기능, 줌 기능 등을 수행 할 수 있다.
액츄에이터(50)는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액체렌즈로 마련되어, 전원공급에 따라 굴절률이 가변 되어 오토 포커싱 기능 및/또는 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있다. 액체렌즈는 전원이 공급될 경우, 두께가 변하여 액체렌즈를 통과하는 빛의 굴절률을 변화시킬 수 있도록 구성된 것으로, 굴절률 변화에 따른 초점거리 변화를 이용하여 오토 포커싱 기능 및/또는 손떨림 보정 기능을 구현할 수 있다.
한편, 상기 액츄에이터(50)에는 소정의 전원 및 제어신호를 인가 받기 위한 미도시된 연결단자가 마련될 수 있는데, 상기 연결단자는 상기 홀더부재(40) 표면에 노출된 상기 통전부재(100)와 솔더링이나 와이어 본딩, Ag 에폭시, 전도성 에폭시 등으로 연결될 수 있다. 상기 연결단자는 적어도 2개 이상 복수 개가 구성될 수 있으며, 이 중 하나는 플러스 단자에 연결되고, 다른 하나는 그라운드 단자에 연결될 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면 상기 액츄에이터(50)와의 신호교환이 상기 홀더부재(40)와 일체로 형성된 통전부재(100)를 통해 수행되므로, 복잡한 배선이나 신호교환을 위해 별도의 PCB나, FPCB와 같은 기판을 제작하여 상기 홀더부재(40)에 장착해야 하는 번거로움이 없다.
커버부재(60)는 상기 홀더부재(40)의 상측에 결합되어, 상기 액츄에이터(50)가 외부에 직접 노출되지 않도록 구성될 수 있다. 상기 커버부재(60)는 도시된 바와 같이, 상기 홀더부재(40)와 대응되는 형상으로 마련될 수 있는데, 만일 상기 홀더부재(40)가 원통형일 경우 동일한 지름의 원통형으로 구비될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통전부재(100)가 일체로 마련된 홀더부재(40)는 액츄에이터(50)와 커버부재(60)가 조립된 상태로, 인쇄회로기판(10), 베이스(20) 및 렌즈배럴(30)이 조립된 카메라 모듈에 결합될 수 있다. 즉, 인쇄회로기판(10)에 베이스(20)를 결합하고, 그 상측에 렌즈배럴(30)을 포커싱 하여 고정한 후, 액츄에이터(50)와 커버부재(60)가 조립된 홀더부재(40)를 조립하여, 상기 통전부재(100)와 인쇄회로기판(10)의 제 1 연결부(S)를 솔더링 하여 조립을 완성할 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 액츄에이터(50)와 인쇄회로기판(10)의 연결을 위한 별도 배선을 필요로 하지 않으므로, 부품수 절감은 물론 카메라 모듈의 조립 공정이 간편해 질 수 있다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(10), 베이스 홀더(120), 렌즈배럴(30), 액츄에이터(50) 및 커버부재(60)를 포함하며, 상기 베이스 홀더(120)에 통전부재(100)가 일체로 형성될 수 있다.
상기한 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기한 제 1 실시예의 베이스(20)가 삭제되고, 도 3과 같이 베이스 홀더(120)가 인쇄회로기판(10)에 직접 결합된 것에 차이가 있으며, 인쇄회로기판(10), 렌즈배럴(30), 액츄에이터(50) 및 커버부재(60)는 제 1 실시예와 동일하다.
상기 베이스 홀더(120)는 내부에 상기 렌즈배럴(30)이 포커싱 위치에 고정될 수 있도록 공간부를 구비하며, 통전부재(100)가 일체로 구성될 수 있다. 상기 통전부재(100)는 상기한 제 1 실시예와 같이 금속 재질로 구성될 수 있으며, 상기 베이스 홀더(120)에 인서트 사출될 수 있다. 또한, 상기 통전부재(100)는 상기 베이스 홀더(120)의 상기 액츄에이터(50)와 마주보는 면과, 상기 인쇄회로기판(10)을 마주보는 면에 노출될 수 있다. 따라서, 상기 통전부재(100)의 노출면에 상기한 제 1 실시예와 같이 제 1 및 제 2 연결부(S)(55)가 형성되어, 통전성 부재를 이용하여 상기 액츄에이터(50)와 인쇄회로기판(10)을 통전 가능하게 연결할 수 있다.
한편, 제 2 실시예의 경우에는, 제 1 실시예의 베이스(20)와 홀더부재(40)가 일체로 형성되므로, 이들의 결합 공정이 삭제될 수 있어 보다 간편하게 카메라 모듈을 조립할 수 있다.
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 11; 이미지 센서
20; 베이스 30; 렌즈배럴
40; 홀더부재 50; 액츄에이터
60; 커버부재 100; 통전부재
120; 베이스 홀더

Claims (16)

  1. 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 고정되고 렌즈부를 포함하는 홀더부재;
    상기 홀더부재에 위치하는 액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터의 단자부와 상기 인쇄회로기판의 단자부를 전기적으로 연결하는 통전부재;를 포함하며,
    상기 통전부재는 상기 홀더부재와 일체로 형성되는 카메라 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 렌즈부는,
    내부에 적어도 하나 이상의 렌즈모듈을 포함하는 렌즈배럴인 카메라 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더부재 상측에 고정되는 커버부재를 더 포함하는 카메라 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더부재는,
    상기 기판에 고정되는 베이스와 일체로 형성되는 카메라 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 통전부재는 상기 홀더부재와 일체로 형성되고 상기 베이스의 측벽면까지 연장 형성되는 카메라 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 통전부재는,
    적어도 일부가 홀더부재 내부에 위치하는 카메라 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더부재는,
    상기 통전부재가 인서트 사출되는 카메라 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 홀더부재 상측에 배치되는 카메라 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,
    렌즈를 움직여 오토 포커싱 기능 또는 손떨림보정 기능을 수행하는 카메라 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 렌즈는 최외곽 렌즈인 카메라 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 액츄에이터는,
    멤스 액츄에이터, 액체 크리스털 렌즈, 피에조 폴리머 렌즈와 같은 비 멤스 액츄에이터, 실리콘 방식 액츄에이터 및 액체렌즈 중 어느 하나로 구성되는 카메라 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 통전부재는,
    상기 액츄에이터와 인쇄회로기판을 마주보는 면이 노출되는 카레라 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 통전부재는,
    상기 인쇄회로기판에 마주보는 면에 제 1 연결부가 형성되고,
    상기 액츄에이터와 마주보는 면에 제 2 연결부가 형성되는 카메라 모듈.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 연결부는 솔더링이나 와이어 본딩, Ag 에폭시, 전도성 에폭시 중 어느 하나로 연결되는 카메라 모듈.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 통전부재는,
    상기 홀더부재의 측벽면에 노출되는 카메라 모듈.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더부재는 수지 재질로 형성되는 카메라 모듈.
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