KR20160144098A

KR20160144098A - 카메라 모듈

Info

Publication number: KR20160144098A
Application number: KR1020150080414A
Authority: KR
Inventors: 안명진
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2016-12-16
Also published as: KR102344460B1

Abstract

실시예는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 기판; 상기 기판 상에 실장되는 이미지 센서; 상기 이미지 센서를 수용하여 상기 기판 상에 배치되고, 제1 체결기준 홀과 제2 체결기준 홀이 각각 형성된 제1 체결부와 제2 체결부가 양측면에 구비되며 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 관통홀을 갖는 홀더; 및 상기 이미지 센서를 바라보도록 상기 관통홀의 상부에 체결되는 렌즈 배럴을 포함하고, 상기 기판은 상기 제1 체결기준 홀의 중심과 상기 제2 체결기준 홀의 중심을 지나는 수평면과 상기 이미지 센서의 상면이 평행을 이루도록 틸트되며, 상기 제1 체결기준 홀의 중심과 상기 제2 체결기준 홀의 중심을 지나는 상기 수평면은 상기 렌즈 배럴에 실장되는 렌즈의 상부면과 나란할 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}

실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근의 차량 기술에는 운행 중의 안전을 위하여 좌ㆍ우측을 비롯한 전ㆍ후방부에 소형 카메라를 설치하여 운전석 계기판의 디스플레이를 통해 좌ㆍ우측 및 전ㆍ후방을 영상으로 확인할 수 있는 시스템이 적용되거나 주변의 영상을 실시간으로 확인하고자 소형 카메라가 다양한 목적으로 다양한 장소에서 활용되고 있다. 이러한 카메라의 활용이 본격화됨에 따라 출력되는 화질이 카메라의 성능평가에 중요한 척도가 되고 있다. 현재 사용되는 카메라의 경우, 데이터 압축 기술, 전력 소모량, 내장 메모리의 제한과 같은 회로적인 문제와 광학 줌의 어려움, 저대역 광학 필터의 사용, 낮은 수준의 색 재현성, 해상도의 제약과 같은 카메라 모듈의 문제 등으로 전용 디지털 카메라에 비하여 화질이 낮은 수준이다.

영상의 화질은 입력 모듈, 영상처리 모듈, 그리고 출력 모듈의 영상 체인에 의해 종합적으로 결정되며, 특히 입력 모듈에 해당하는 카메라의 특성에 의해 크게 영향을 받는다.

종래의 카메라 모듈은 기판, 기판에 실장되는 이미지 센서, 기판에 이미지 센서를 수용하도록 장착되는 홀더 및 이미지 센서의 상부에 위치하도록 홀더에 체결되는 렌즈 배럴을 포함하고, 이미지 센서와 렌즈 배럴에 장착된 렌즈를 상기 렌즈의 광축을 기준으로 정렬한 뒤 홀더와 렌즈 배럴, 홀더와 기판을 각각 조립하여 접착제를 이용하여 고정시킨다.

상술한 바와 같이 홀더와 렌즈 배럴, 홀더와 기판을 각각 조립하게 되면, 기판의 상면과 기판 상에 실장된 이미지 센서의 저면 사이에 기울어짐이 발생할 경우 카메라 모듈이 장착되는 위치마다 촬영되는 영상이 상이하게 획득될 수 있는 문제점이 있다.

실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 렌즈와 이미지 센서가 평행하게 정렬될 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실시예는 기판; 상기 기판 상에 실장되는 이미지 센서; 상기 이미지 센서를 수용하여 상기 기판 상에 배치되고, 제1 체결기준 홀과 제2 체결기준 홀이 각각 형성된 제1 체결부와 제2 체결부가 양측면에 구비되며 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 관통홀을 갖는 홀더; 및 상기 이미지 센서를 바라보도록 상기 관통홀의 상부에 체결되는 렌즈 배럴을 포함하고, 상기 기판은 상기 제1 체결기준 홀의 중심과 상기 제2 체결기준 홀의 중심을 지나는 수평면과 상기 이미지 센서의 상면이 평행을 이루도록 틸트되며, 상기 제1 체결기준 홀의 중심과 상기 제2 체결기준 홀의 중심을 지나는 상기 수평면은 상기 렌즈 배럴에 실장되는 렌즈의 상부면과 나란한 카메라 모듈을 제공한다.

실시예에서, 상기 렌즈 배럴은 외주면에 링형태로 돌출되어, 상기 홀더의 상면과 접합하는 돌출부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 돌출부의 하단면과, 상기 돌출부와 마주하는 상기 홀더의 상면 사이에 배치되는 제1 접착 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 홀더는 상기 기판과 마주하는 하부면을 갖고, 상기 하부면에서 상기 관통홀과 이웃하는 접합면과 상기 기판 사이에 배치되는 제2 접착 부재를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 접합면과 상기 관통홀 사이에 배치된 격벽을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 격벽은 상기 홀더의 하부면으로부터 상기 기판을 향하여 돌출될 수 있다.

또한, 상기 격벽은 상기 기판의 상부면으로부터 상기 홀더의 하부면을 향해 돌출될 수 있다.

여기서, 상기 격벽의 높이는 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.

한편, 상기 접합면은 경사진 단면 형상을 갖고, 상기 접합면과 상기 기판의 상부면 사이의 공간의 높이는 상기 관통홀로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.

그리고, 상기 접합면의 경사각도는 0.5° 내지 1.5°일 수 있다.

또한, 상기 접합면은 1㎛ 내지 5㎛ 크기의 러프니스를 가질 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예에 의하면, 렌즈와 이미지 센서가 평행하게 체결됨으로써 카메라 모듈이 장착되는 위치에 영향받지 않고, 각 카메라 모듈로부터 동일한 영상 및 왜곡되지 않은 정확한 영상을 획득할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 분해 단면도이다.
도 3a는 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 측면도이다.
도 3b는 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 4a는 내지 도 4c는 실시예에 따른 카메라 모듈의 접합면을 나타내는 도면이다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 평면도이고, 도 2는 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 분해 단면도이고, 도 3a는 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 측면도이고, 도 3b는 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 4b를 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 기판(120), 기판(120)에 실장되는 이미지 센서(140), 이미지 센서(140)를 수용하도록 기판(120)에 배치되는 홀더(160), 홀더(160)에 체결되는 렌즈 배럴(180)을 포함한다.

실시예에서, 기판(120)은 인쇄회로기판으로 구비되어 기판(120) 상에 이미지 센서(140)가 실장될 수 있다.

여기서, 이미지 센서(140)는 입사되는 광을 집광하여 영상신호를 생성하는 것으로, 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS : Completementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서 또는 전하 결합 소자(CCD : Charge Coupled Device) 센서로 구비될 수 있다.

그리고, 홀더(160)는 기판(120) 상에 실장된 이미지 센서(140)를 수용하도록 기판(120) 상에 배치될 수 있다.

또한, 홀더(160)의 양측면에는 대칭으로 제1 체결부(162)와 제2 체결부(164)가 구비될 수 있으며, 제1 체결부(162)와 제2 체결부(164)는 홀더의 길이방향으로 판형으로 형성되고 제1 체결부(162)와 제2 체결부(164)에는 제1 체결기준 홀(162a)과 제2 체결기준 홀(164a)이 각각 형성될 수 있다.

제1 체결부(162)와 제2 체결부(164)는 카메라 모듈이 장착될 위치에 체결되어 카메라 모듈을 고정시킬 수 있다.

그리고, 홀더(160)는 이미지 센서(140)의 상부에 형성된 관통홀(166)을 가질 수 있다.

또한, 홀더(160)에 형성된 관통홀(166)의 상부에 렌즈 배럴(180)이 체결되고, 렌즈 배럴(180)은 기판(120)에 실장된 이미지 센서(140)를 바라보도록 배치될 수 있다.

여기서, 관통홀(166)의 내경은 렌즈 배럴(180)의 외경에 대응되도록 형성될 수 있고, 렌즈 배럴(180)은 외주면에 링형태로 돌출되어, 홀더(160)의 상면과 접합하는 돌출부(182)를 포함할 수 있다.

또한, 돌출부(182)는 렌즈 배럴(180)이 관통홀(166)의 일정 높이에서 고정시킬 수 있고, 돌출부(182)의 하단면과, 돌출부(182)와 마주하는 홀더의 상면 사이에는 제1 접착 부재(112)가 배치되어 홀더(160)와 렌즈 배럴(180)이 접착 및 체결될 수 있다.

여기서, 제1 접착 부재는 액상의 접착제에 자외선을 조사하여 접착제 안에 있는 광 반응 개시제의 반응으로 빠른 시간 내에 고형화될 수 있는 자외선 경화 접착제로 구비될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

한편, 렌즈 배럴(180)의 내부 공간에는 적어도 하나의 렌즈가 배치될 수 있고, 복수의 렌즈는 내부 공간에 일정 간격을 두고 적층되어 배열될 수 있다.

종래에는 이미지 센서가 실장된 기판에 홀더와 렌즈 배럴을 체결할 때, 홀더와 이미지 센서가 실장된 기판이 수평하도록 정렬시킨 후, 렌즈 배럴에 배치되는 렌즈를 광축 정렬함으로써 기판에 실장된 이미지 센서가 기판에 대하여 수평으로 실장되지 않았을 경우 정확한 영상을 획득할 수 없었다.

실시예에서는, 기판(120)은 제1 체결기준 홀의 중심(O)과 제2 체결기준 홀(O')의 중심을 지나는 수평면과 이미지 센서(140)의 상면이 평행을 이루도록 틸트될 수 있고, 여기서, 홀더와 이미지 센서의 위치를 레이저 변위 센서 등으로 각각 측정하여 기판을 틸트시켜 홀더와 기판을 1차 정렬시킬 수 있다.

그리고, 1차 정렬된 홀더와 기판을 후술할 제2 접착 부재로 접착시켜 고정시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 체결기준 홀의 중심(O)과 제2 체결기준 홀(O')의 중심을 지나는 수평면과 이미지 센서(140)의 상면이 평행을 이루도록 홀더와 기판을 정렬시킨 뒤, 제1 체결기준 홀의 중심(O)과 제2 체결기준 홀의 중심(O')을 지나는 수평면은 렌즈 배럴에 실장되는 렌즈의 상부면과 나란하도록 렌즈 배럴에 배치된 렌즈를 광축 정렬시킬 수 있다.

그리고, 광축 정렬된 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴과 홀더를 제1 접착 부재로 접착시켜 고정시킨다.

이와 같이, 제1 체결기준 홀의 중심(O)과 제2 체결기준 홀(O')의 중심을 지나는 수평면과 이미지 센서(140)의 상면 및 렌즈의 상부면이 평행을 이룰 수 있으며, 이미지 센서(140)와 제1 체결기준 홀의 중심(O)과 제2 체결기준 홀(O')의 중심을 지나는 수평면과 평행을 이루도록 기판을 틸트시켜 카메라 모듈이 장착될 위치에 카메라 모듈을 장착할 수 있다.

따라서, 이미지 센서가 실장되는 각도에 영향받지 않고 왜곡되지 않은 동일한 영상을 획득할 수 있게 된다.

한편, 홀더(160)는 기판(120)과 마주하는 하부면을 갖고, 하부면에서 관통홀(166)과 이웃하는 접합면(168)과 기판(120) 사이에 제2 접착 부재(114)가 배치될 수 있다.

여기서, 제2 접착 부재는 액상의 접착제에 자외선을 조사하여 접착제 안에 있는 광 반응 개시제의 반응으로 빠른 시간 내에 고형화될 수 있는 자외선 경화 접착제로 구비될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.

도 4a 내지 도 4c는 실시예에 따른 카메라 모듈의 접합면을 나타내는 도면이다.

도 4a는 내지 도 4c를 참조하면, 접합면(168)과 관통홀(166) 사이에 격벽(170a, 170b)이 배치될 수 있고, 격벽(170a, 170b)은 홀더의 접합면(168)과 기판(120) 사이에 배치되는 제2 접착부재(114)가 이미지 센서(140) 쪽으로 퍼지는 것을 방지해 줄 수 있다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 격벽(170a)은 홀더(160)의 하부면으로부터 기판(120)을 향하여 돌출되어 배치될 수 있고, 내경이 관통홀(160)의 내경과 같거나 큰 링형태로 배치될 수 있다. 여기서, 격벽(170a)의 내경이 관통홀(160)의 내경보다 너무 크게 되면 홀더(160)의 접합면(168)과 기판(120) 사이에 제2 접착 부재가 배치되는 면적이 줄어들게 되어 접착력이 떨어질 수 있으므로 접착력이 떨어지지 않을 정도의 위치에 격벽이 배치될 수 있다.

그리고, 격벽(170a)은 기판(120)이 틸트될 수 있도록 격벽(170a)의 측단면 형상이 타원형으로 형성될 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 격벽(170b)은 기판(120)의 상부면으로부터 홀더의 하부면을 향해 돌출되어 배치될 수도 있다. 도 4a에 도시한 실시예와 마찬가지로 격벽(170b)의 내경은 홀더의 관통홀(166)의 내경과 같거나 큰 링형태로 배치될 수 있다.

한편, 격벽(170a, 170b)의 높이는 접합면(168)과 기판(120) 사이에 배치되는 제2 접착 부재(114)의 양에 따라 달라질 수 있으며, 격벽(170a, 170b)의 높이는 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.

여기서, 격벽(170a, 170b)의 높이가 10 ㎛보다 작게 형성되면 접합면(168)과 기판(120) 사이에 배치되는 제2 접착 부재(114)가 너무 얇게 도포되어 접착력이 저하될 수 있고, 200 ㎛보다 크게 형성되면 접합면(168)과 기판(120) 사이에 배치되는 제2 접착 부재(114)가 두껍게 도포되어 기판으로부터 홀더가 밀리는 현상이 발생하여 고정력이 저하될 수 있다.

그리고, 격벽(170a, 170b)의 높이는 홀더(160)의 하단면 면적이나 제2 접착부재의 재질에 따른 제2 접착 부재의 양에 따라 달라질 수 있다.

도 4c에 도시한 바와 같이, 다른 실시예에 따른 접합면(168)은 경사진 단면 형상을 가질 수 있고, 접합면(168)과 기판(120)의 상부면 사이의 공간의 높이는 관통홀(166)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다.

접합면(168)과 기판(120)의 상부면 사이의 공간에는 제2 접착 부재(114)가 배치될 수 있는데, 접합면(168)과 기판(120)의 상부면 사이의 공간의 높이는 관통홀(166)로부터 멀어질수록 증가하는 구조는 제2 접착 부재가 이미지 센서 쪽으로 제2 접착 부재가 퍼지는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 접합면의 경사각도(θ1, θ2)는 기판(120)이 틸트되면서 접합면의 제1 경사각도(θ1)와 접합면의 제2 경사각도(θ2)가 서로 달라질 수 있다. 기판의 기울기에 따라 접합면의 제1 경사각도(θ1)가 작아진 만큼 접합면의 제2 경사각도(θ2)는 커지고, 접합면의 제1 경사각도(θ1)가 커진 만큼 접합면의 제2 경사각도(θ2)는 작아질 수 있다.

또한, 접합면의 경사각도(θ1, θ2)는 0.5° 내지 1.5°일 수 있으며, 접합면의 제1 경사각도(θ1)나 접합면의 제2 경사각도(θ2)가 0.5°보다 작으면 접합면과 기판 사이에 배치되는 제2 접착 부재(114)의 두께가 얇아져 접착력이 저하되고, 접합면의 제1 경사각도(θ1)나 접합면의 제2 경사각도(θ2)가 1.5°보다 크면 홀더(160)의 하면 가장자리부에 제2 접착 부재(114)가 필요 이상으로 배치되고, 지지력이 약해질 수 있다.

그리고, 접합면(160)은 러프니스(roughness)를 가질 수 있는데, 러프니스는 접합면과 제2 접착 부재의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 러프니스의 크기는 1㎛ 내지 5㎛일 수 있으나 러프니스의 크기는 홀더의 접합면(160)의 면적이나 재질에 따라 달라질 수 있다.

이상에서 전술한 실시예는 서로 결합될 수 있다.

즉, 경사진 접합면(168)을 가지면서 홀더(160)의 하부면으로 기판(120)을 향해 돌출된 격벽(170a)를 가지거나, 또는 경사진 접합면(168)을 가지면서 기판(120)의 상부면으로부터 홀더(160)의 하부면을 향해 돌출된 격벽(170b)를 가질 수 있다.

상술한 바와 같이, 실시예에 따르면 렌즈와 이미지 센서가 평행하게 체결됨으로써 카메라 모듈이 장착되는 위치에 영향받지 않고, 각 카메라 모듈로부터 동일한 영상 및 왜곡되지 않은 정확한 영상을 획득할 수 있게 된다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 카메라 모듈 120 : 기판
140 : 이미지 센서 160 : 홀더
180 : 렌즈 배럴 112 : 제1 접착 부재
114 : 제2 접착 부재 162 : 제1 체결부
162a : 제1 체결기준 홀 164 : 제2 체결부
164a : 제2 체결기준 홀 166 : 관통홀
168 : 접합면 182 : 돌출부
184 : 렌즈

Claims

기판;
상기 기판 상에 실장되는 이미지 센서;
상기 이미지 센서를 수용하여 상기 기판 상에 배치되고, 제1 체결기준 홀과 제2 체결기준 홀이 각각 형성된 제1 체결부와 제2 체결부가 양측면에 구비되며 상기 이미지 센서의 상부에 형성된 관통홀을 갖는 홀더; 및
상기 이미지 센서를 바라보도록 상기 관통홀의 상부에 체결되는 렌즈 배럴을 포함하고,
상기 기판은 상기 제1 체결기준 홀의 중심과 상기 제2 체결기준 홀의 중심을 지나는 수평면과 상기 이미지 센서의 상면이 평행을 이루도록 틸트되며,
상기 제1 체결기준 홀의 중심과 상기 제2 체결기준 홀의 중심을 지나는 상기 수평면은 상기 렌즈 배럴에 실장되는 렌즈의 상부면과 나란한 카메라 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 렌즈 배럴은
외주면에 링형태로 돌출되어, 상기 홀더의 상면과 접합하는 돌출부를 포함하는 카메라 모듈.
제2 항에 있어서, 상기 돌출부의 하단면과, 상기 돌출부와 마주하는 상기 홀더의 상면 사이에 배치되는 제1 접착 부재를 포함하는 카메라 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 홀더는 상기 기판과 마주하는 하부면을 갖고,
상기 하부면에서 상기 관통홀과 이웃하는 접합면과 상기 기판 사이에 배치되는 제2 접착 부재를 더 포함하는 카메라 모듈.
제4 항에 있어서, 상기 접합면과 상기 관통홀 사이에 배치된 격벽을 더 포함하는 카메라 모듈.
제5 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 홀더의 하부면으로부터 상기 기판을 향하여 돌출된 카메라 모듈.
제5 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 기판의 상부면으로부터 상기 홀더의 하부면을 향해 돌출된 카메라 모듈.
제5 항에 있어서, 상기 격벽의 높이는 10 ㎛ 내지 200 ㎛인 카메라 모듈.
제4 항에 있어서, 상기 접합면은 경사진 단면 형상을 갖고, 상기 접합면과 상기 기판의 상부면 사이의 공간의 높이는 상기 관통홀로부터 멀어질수록 증가하는 카메라 모듈.
제9 항에 있어서, 상기 접합면의 경사각도는 0.5° 내지 1.5°인 카메라 모듈.
제9 항에 있어서, 상기 접합면은 1㎛ 내지 5㎛ 크기의 러프니스를 갖는 카메라 모듈.