KR20180117306A - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나 이상의 렌즈가 고정되는 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴이 고정되는 홀더; 및 일측에 상기 홀더가 고정되고, 상기 홀더의 타측으로부터 이미지 센서를 수용 및 고정하는 브라켓;을 포함하고, 상기 브라켓은 내측에 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 전기 소자가 실장되는 실장부가 구비되고, 상기 전기 소자와 상기 이미지 센서가 고정되는 인쇄회로기판 상에 형성된 패턴을 전기적으로 연결시키기 위한 커넥팅 패턴이 형성된다.
본 발명에 따른 카메라 모듈은 전기소자 등을 홀더 내에 구비함으로써 PCB에 실장되어야 하는 소자를 최소화함으로써 카메라 모듈의 소형화에 유리하고, 전기소자들을 외부에 실장할 필요가 없는 구조를 구비함으로써 카메라 모듈의 소형화함과 동시에 밀폐 구조의 형성이 가능하여 이물 등의 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따른 카메라 모듈은 홀더 내 이미지 센서의 가이드 및 고정이 가능한 구조를 구비함으로써 별도의 가이드 지그 또는 비전 장비 없이 광축을 맞출 수 있고 비네팅(Vignetting) 문제를 최소화할 수 있다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 이물질 등의 유입을 최소화하고 소형화에 유리한 구조를 구비하는 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 센서의 기능이 다양해지면서 커패시터 등의 전기소자의 적재 수량이 증가되어 한정된 인쇄회로기판(PCB, printed circuit board) 내 공간적인 배치가 어려우며 소형화가 어렵다는 단점이 있다. 최근 다양한 제품에서 이러한 소형화의 문제는 화두가 되어 왔으며, 이는 스마트폰 등에 포함되는 카메라 모듈의 경우에도 마찬가지이다.

도 1은 이러한 종래의 카메라 모듈 패키지의 일 예를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이 카메라 모듈 패키지는 배럴 내 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 모듈(1), 렌즈 모듈이 고정되는 홀더(2), 홀더가 고정되고 이미지 센서(3)가 실장되는 PCB(5), PCB와 소켓(7)을 전기적으로 연결하는 FPCB(6)를 포함한다.

이 때 전기소자(4)들은 이미지 센서(3)와 함께 PCB(5)에 실장되기 때문에 PCB 자체의 사이즈가 커질 수 밖에 없는 구조로 되어 있다.

한편, 일반 카메라 모듈의 구조 및 공정 상의 이유로 외부 이물이 유입될 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 외부로부터 유입된 이물이 이미지 센서 상에 부착됨으로써 이로부터 획득되는 이미지의 품질이 저하될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 글루(glue)가 충분히 확산되지 못하는 PCB의 모서리 부분 또는 나사로 고정되는 부분으로부터 외부의 이물질이 카메라 모듈 내로 유입됨으로써 획득되는 이미지의 품질을 저하시킬 수 있는 문제가 발생한다.

또한 비네팅(Vignetting) 현상의 경우 홀더와 이미지센서의 기구적인 문제와 도 4에 도시된 바와 같이 센서의 쉬프트(shift)에 의한 광학적인 문제가 복합되어 발생되는 불량 현상이다. 이러한 불량 현상은 가이드 지그(Guide JIG)를 이용하거나 비젼(Vision) 장비를 이용하여 조립공정을 수행하면서 해결하게 된다. 제조 공차 및 조립 공차 등 다양한 요인에 의하여 최종 이미지 센서의 Shift량이 결정되므로, 치수별 가이드 지그 및 비전 장비 등이 필요하고 이에 따라 투자 비용 증가 및 최적화까지의 시간이 다수 소요되는 문제가 발생한다.

본 발명은 사이즈를 효율적으로 최소화할 수 있는 구조를 구비하는 카메라 모듈을 제공한다.

또한 본 발명은 이물 등의 유입을 방지할 수 있는 밀폐 구조를 구비하는 카메라 모듈을 제공한다.

또한 본 발명은 별도의 가이드 지그 또는 비전 장비 없이 광축을 맞출 수 있고 비네팅(Vignetting) 문제를 최소화할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 적어도 하나 이상의 렌즈가 고정되는 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴이 고정되는 홀더; 및 일측에 상기 홀더가 고정되고, 상기 홀더의 타측으로부터 이미지 센서를 수용 및 고정하는 브라켓;을 포함하고, 상기 브라켓은 내측에 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 전기 소자가 실장되는 실장부가 구비되고, 상기 전기 소자와 상기 이미지 센서가 고정되는 인쇄회로기판 상에 형성된 패턴을 전기적으로 연결시키기 위한 커넥팅 패턴이 형성된다.

또한 상기 홀더는 내측에 상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 배럴 수용부가 형성되고, 상기 렌즈 배럴 수용부를 외측으로 연통하는 광수용구가 형성될 수 있다.

또한 상기 렌즈 배럴은 원통형으로 형성되고, 상기 렌즈 배럴수용부는 상기 렌즈 배럴의 외형에 형합하도록 형성될 수 있다.

또한 상기 브라켓은 하단부에 상기 이미지 센서의 외곽 모서리 형상에 대응하도록 관통된 형상의 이미지 센서 가이드부가 형성되고, 상기 브라켓이 상기 인쇄회로기판과 결합 시에 상기 이미지 센서는 상기 이미지 센서 가이드부에 의하여 가이드 및 고정될 수 있다.

또한 상기 실장부는 상기 이미지 센서 가이드부에 인접하도록 형성될 수 있다.

또한 상기 이미지 센서 가이드부는 상기 실장부로부터 중앙을 향하여 돌출된 형상으로 형성될 수 있다.

또한 상기 커넥팅 패턴은 상기 실장부에 실장된 전기소자로부터 상기 이미지 센서 가이드부를 경유하여 상기 브라켓의 하단의 브라켓측 연결부에 이르도록 전기적 경로를 형성할 수 있다.

또한 상기 인쇄회로기판은 상기 브라켓측 연결부와 접촉하여 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판측 연결부가 형성될 수 있다.

또한 상기 브라켓의 상부에 상기 홀더가 밀폐된 상태로 고정되고, 상기 브라켓의 하부에는 상기 전기소자가 내장된 상태에서 상기 인쇄회로기판이 밀폐된 상태로 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 전기소자 등을 홀더 내에 구비함으로써 PCB에 실장되어야 하는 소자를 최소화함으로써 카메라 모듈의 소형화에 유리하다.

또한 본 발명에 따른 카메라 모듈은 전기소자들을 외부에 실장할 필요가 없는 구조를 구비함으로써 카메라 모듈의 소형화함과 동시에 밀폐 구조의 형성이 가능하여 이물 등의 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 카메라 모듈은 홀더 내 이미지 센서의 가이드 및 고정이 가능한 구조를 구비함으로써 별도의 가이드 지그 또는 비전 장비 없이 광축을 맞출 수 있고 비네팅(Vignetting) 문제를 최소화할 수 있다.

도 1은 일반적인 카메라 모듈의 모습을 나타내는 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 이미지 센서 상에 이물질이 유입된 모습을 나타내는 사진이다.
도 3은 카메라 모듈 내로 이물질이 유입될 수 있는 경로를 설명하기 위한 사진이다.
도 4는 이미지 센서의 쉬프트 현상을 설명하기 위한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 모습을 나타내는 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더의 모습을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 렌즈 모듈 및 홀더의 결합된 모습을 나타내는 종단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 브라켓의 모습을 나타내는 부분 절개사시도이다.
도 9는 일 실시예에 다른 브라켓, 이미지 센서 및 PCB의 결합방법을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 모습을 나타내는 종단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.

도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈을 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 모듈의 모습을 나타내는 종단면도이다.

본 발명에 따른 렌즈 모듈(100)은 복수의 렌즈(120)들을 포함하며, 복수의 렌즈(120)들이 고정되는 렌즈 배럴(110)을 포함한다.

렌즈 배럴(110)은 내측에 복수의 렌즈(120)들을 수용하기 위한 공간이 형성되어 있으며, 상단 중앙에는 이미지에 반사된 광을 유입하기 위한 광 수용구(111)가 형성된다. 본 실시예에 따른 렌즈 배럴(110)은 특히 외주면에 별도의 체결을 위한 나사산 등의 구성이 형성되지 않는다. 본 실시예에 따른 렌즈 배럴(110)의 외주면 형상은 원형으로 형성되어 있으나 이에 한정되지는 않으며 원통형 이외에도 다각통형상 또는 부정형의 기둥 형상으로 형성되는 것도 가능하다.

이와 같이 나사 방식이 아닌 무조정 방식의 고정형상으로 형성되기 때문에 브라켓과의 결합 시에도 구성간의 마찰에 의한 이물이 발생 되지 않는다.

도 6 및 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 홀더를 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀더의 모습을 나타내는 개략적인 사시도이고, 도 7은 일 실시예에 따른 렌즈 모듈 및 홀더의 결합된 모습을 나타내는 종단면도이다.

본 실시예에 따른 홀더(200)는 앞서 설명한 렌즈 배럴을 수용하여 고정시키기 위한 구성부이다.

본 실시예에 따른 홀더(200)는 외형면에서 육면체형상으로 형성된다. 홀더(200)는 후술할 브라켓과 결합하기 위한 구성부로서 외형이 형합하도록 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

홀더(200)의 내측에는 앞서 설명한 렌즈 배럴을 수용하기 위한 렌즈 배럴 수용부(220)가 형성된다. 렌즈 배럴 수용부(220)는 렌즈 배럴의 외형과 형합하도록 형성되어 도 7에 도시된 바와 같이 홀더(200) 내에 렌즈 배럴(110)을 수용한다. 렌즈 배럴 수용부(220)의 상부는 외측과 연통되도록 관통된 형상의 광수용구(210)가 형성된다. 광수용구(210)는 렌즈 배럴 수용부(220)의 횡단면 직경에 비하여 작은 직경을 갖도록 형성된다.

이 때 렌즈 배럴(110)의 광수용구(111)와 홀더(200)의 광수용구(210)는 연속된 광 수용을 위한 경로를 형성하여 수용된 광이 렌즈(120)에 도달할 수 있도록 한다.

도 8 내지 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 브라켓을 설명한다. 도 8은 일 실시예에 따른 브라켓의 모습을 나타내는 부분 절개사시도이고, 도 9는 일 실시예에 다른 브라켓, 이미지 센서 및 PCB의 결합방법을 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 모습을 나타내는 종단면도이다.

본 실시예에 따른 브라켓(300)은 전체적으로 사각의 링 형상으로 형성된다. 브라켓(300)의 상부는 앞서 설명한 홀더의 하단부에 고정된다. 이 때 브라켓(300)은 접착방식으로 고정되는 것도 가능하며, 도 8과는 달리 추가적인 결합구조를 형성하여 상호 결합하도록 형성되는 것도 가능하다.

한편, 브라켓(300)의 하단부에는 이미지 센서(400)를 수용할 수 있도록 사각형으로 관통된 형상으로 형성된다. 이미지 센서는 브라켓(300) 하단부의 이미지 센서 가이드부(315)를 통하여 가이드 및 수용된다. 이미지 센서 가이드부(315)는 주변에 비하여 중앙측으로 돌출되어 단차진 형상으로 형성되며, 이미지 센서(400)의 횡단면 기준으로 한 외형에 형합하도록 형성된다.

이미지 센서 가이드부(315)에 인접한 부분에는 일정한 면으로 형성된 실장부(310)가 구비된다. 실장부(310)에는 커패시터 등의 전기소자(320)가 실장된다. 이 때 전기소자(320)간에는 브라켓 패턴(351)이 형성되어 전기적으로 연결을 시키게 되며, 전기소자(320)와 후술할 인쇄횔기판을 전기적으로 연결하기 위한 커넥팅 패턴(353)이 형성된다.

커넥팅 패턴(353)은 전기소자(320)로부터 실장부(310), 이미지 센서 가이드부(315) 및 브라켓(300) 하단에 구비되는 브라켓측 연결부(3531)를 전기적으로 연결하는 패턴으로서 형성된다.

도 9에 도시된 바와 같이 브라켓측 연결부(3531)은 브라켓(300)이 인쇄회로기판(500) 상에 고정되는 경우 인쇄회로기판(500)에 형성된 인쇄회로기판측 연결부(510)에 연결된다. 인쇄회로기판측 연결부(510)는 FPCB 등을 통하여 소켓 또는 외부 회로에 전기적으로 연결된다.

한편, 브라켓 패턴(351)이나, 커넥팅 패턴(353)은 사출물인 브라켓(300)에 인쇄 등의 방법을 통하여 형성될 수 있다. 예를 들어 브라켓 패턴(351)이나, 커넥팅 패턴(353)은 3D-MID 생산공정을 적용하거나 LDS(Laser Direct Structuring) 공법을 이용하여 형성할 수 있다.

MID 장치들은 집적 전기회로를 사출성형한 플라스틱 부품이다. 설계 엔지니어는 필요 시 3차원(3D) 표면에 이들 회로를 배열할 수 있다. 3D-MID 생산공정을 적용할 경우, IC 칩과 소형 표면실장부품(SMD)들을 사출성형 외장에 집적할 수 있다. 또한 LDS 공법은 특수 폴리머 금속 첨가물을 활성화하는 레이저 빔을 활용하며, 이로써 회로에 도금을 입히는 후속공정이 가능하다. 이 공법은 150 μm 간격의 회로경로 및 갭을 생성할 수 있다.

한편, 종래의 카메라 모듈의 경우 PCB 밑에 전자물 등의 위치를 배치하게 나열되어 있으며, 그에 따라 이미지 센서 주변에 전기소자들이 들어가기 때문에 카메라 모듈 자체의 크기가 커질 수 밖에 없는 구조로 되어 있다. 반면 본 발명의 다양한 실시예에 따른 카메라 모듈의 경우 도 10에 도시된 바와 같이 사출물인 브라켓(300) 내에 전기소자(320)들을 실장함으로써 카메라 모듈 자체의 사이즈를 소형화할 수 있으며, 동시에 기타 소자(320)들을 카메라 모듈 내에 수용하여 밀폐 구조를 형성함으로써 외부 이물이 카메라 내부로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

아울러, 이미지 센서(400)가 브라켓(300)의 하부에 가이드 및 고정되는 구조를 형성함으로써 기구적으로 가이드 지그(Guide JIG) 없이도 렌즈(120)와 이미지 센서(400)의 정렬을 가능하게 함으로써 비네팅에 유리하다.

또한 렌즈(120) 간 결합 구조(적층구조)로 설계하여 카메라 모듈에 맞게 렌즈 배럴(110)을 제작한 후 렌즈를 삽입하는 구조이므로, 동일 렌즈 그룹을 이용하는 경우라도 렌즈 배럴(110)만을 다양한 사이즈로 구비하여 다양한 카메라 모듈에 이용이 가능한 효과가 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.

10: 렌즈 모듈
110: 렌즈 배럴
120: 렌즈
200: 홀더
300: 브라켓
310: 브라켓 실장부
315: 홀드부
351: 브라켓 패턴부
353: 커넥팅 패턴부
400: 이미지 센서
500: 인쇄회로기판(PCB)
510: PCB측 연결부
3531: 브라켓측 연결부

Claims (9)

1. 적어도 하나 이상의 렌즈가 고정되는 렌즈 배럴;
   상기 렌즈 배럴이 고정되는 홀더; 및
   일측에 상기 홀더가 고정되고, 상기 홀더의 타측으로부터 이미지 센서를 수용 및 고정하는 브라켓;을 포함하고,
   상기 브라켓은 내측에 상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되는 전기 소자가 실장되는 실장부가 구비되고, 상기 전기 소자와 상기 이미지 센서가 고정되는 인쇄회로기판 상에 형성된 패턴을 전기적으로 연결시키기 위한 커넥팅 패턴이 형성되는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀더는 내측에 상기 렌즈 배럴을 수용하는 렌즈 배럴 수용부가 형성되고, 상기 렌즈 배럴 수용부를 외측으로 연통하는 광수용구가 형성되는 카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 렌즈 배럴은 원통형으로 형성되고, 상기 렌즈 배럴수용부는 상기 렌즈 배럴의 외형에 형합하도록 형성되는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 브라켓은 하단부에 상기 이미지 센서의 외곽 모서리 형상에 대응하도록 관통된 형상의 이미지 센서 가이드부가 형성되고, 상기 브라켓이 상기 인쇄회로기판과 결합 시에 상기 이미지 센서는 상기 이미지 센서 가이드부에 의하여 가이드 및 고정되는 카메라 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 실장부는 상기 이미지 센서 가이드부에 인접하도록 형성되는 카메라 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 이미지 센서 가이드부는 상기 실장부로부터 중앙을 향하여 돌출된 형상으로 형성되는 카메라 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 커넥팅 패턴은 상기 실장부에 실장된 전기소자로부터 상기 이미지 센서 가이드부를 경유하여 상기 브라켓의 하단의 브라켓측 연결부에 이르도록 전기적 경로를 형성하는 카메라 모듈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판은 상기 브라켓측 연결부와 접촉하여 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판측 연결부가 형성되는 카메라 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 브라켓의 상부에 상기 홀더가 밀폐된 상태로 고정되고, 상기 브라켓의 하부에는 상기 전기 소자가 내장된 상태에서 상기 인쇄회로기판이 밀폐된 상태로 고정되는 카메라 모듈.

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