KR20200051556A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 카메라 모듈은, 이미지 유닛이 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 유닛으로 결상되는 화상의 초점을 맞추는 초점 조절장치; 및 상기 초점 조절장치 내측에 배치되어, 상기 초점 조절장치의 동작을 제어하며, 상기 인쇄회로기판과 상기 초점 조절장치의 외부에 노출된 단자를 통해 연결되는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈{Camera Module}
본 발명은 초점 조절장치의 구동을 제어하는 제어모듈이 내부에 배치되는 카메라 모듈에 관한 것이다.
카메라 모듈은 이미지 센서에 결상되는 화상에 초점을 조절할 수 있는 초점 조절장치를 구비한다. 초점 조절장치는 다양한 형태로 마련될 수 있는데, 모바일 핸드셋과 같은 소형 전자기기에 사용되는 카메라 모듈은 보이스 코일 모터를 이용한 초점 조절장치를 많이 사용한다.
보이스 코일 모터를 이용한 초점 조절장치를 구비한 카메라 모듈은, 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판의 상측에 수지 재질의 보빈에 상기 이미지 센서로 결상되는 화상의 초점을 조절하는 렌즈를 설치하고, 보빈의 외주면에는 코일을 권선하고 상기 코일과 마주보는 위치에는 복수 개의 마그네트를 설치하여, 상기 마그네트와 코일 사이의 상호작용에 의해 상기 보빈이 승강하면서 이미지 센서에 결상되는 화상의 초점을 조절한다.
이와 같은 보이스 코일 모터의 동작 제어를 위해서는 보빈에 권선된 코일에 전원 공급을 제어하기 위한 제어부가 마련될 필요가 있다. 이 제어부는 상기 인쇄회로기판의 적절한 위치에 설치되어, 상기 보빈과 전기적으로 연결된다.
이와 같은 구성에 따르면, 인쇄회로기판의 상기 보이스 코일 모터로 구성된 초점 조절장치를 구동하기 위한 제어부를 설치하기 위한 공간을 인쇄회로기판에 마련해야 한다는 문제점이 있다.
본 발명은 인쇄회로기판의 크기를 줄여 카메라 모듈의 소형화가 가능하도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 카메라 모듈은, 이미지 유닛이 실장되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 유닛으로 결상되는 화상의 초점을 맞추는 초점 조절장치; 및 상기 초점 조절장치 내측에 배치되어, 상기 초점 조절장치의 동작을 제어하며, 상기 인쇄회로기판과 상기 초점 조절장치의 외부에 노출된 단자를 통해 연결되는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 초점 조절장치는, 상기 이미지 센서와 대면되도록 배치되는 복수 매의 렌즈를 가지며, 외주면에 코일이 권선되는 보빈; 상기 보빈의 코일 권선부와 대면되는 위치에 배치되는 복수 개의 마그네트; 및 상기 복수 개의 마그네트를 지지하며, 상기 코일과 마그네트의 상호 작용 시 발생되는 전자기파와 자속누설을 방지하는 쉴드 캔;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어모듈은, 상기 쉴드 캔과 상기 코일이 권선되는 보빈 사이에 형성된 공간부에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제어모듈은, 상기 쉴드 캔 내측 벽면에 배치되는 제어소자(Driver IC); 상기 쉴드 캔과 제어소자 사이에 개재되어, 일단은 상기 제어소자와 통전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 쉴드 캔 외부에 설치된 복수 개의 단자부와 연결되는 플랙시블 인쇄회로기판(FPCB); 및 상기 쉴드 캔에 상기 플랙시블 인쇄회로기판을 부착하는 접착부재;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제어모듈은, 상기 제어소자의 상기 보빈과 대면되는 면에 부착되는 쉴드부재;를 더 포함하는 것도 가능하며, 이 때, 상기 쉴드부재는 상기 제어소자의 상기 보빈을 마주하는 면과 상기 면과 인접한 측벽면들을 덮을 수 있다.
상기 단자부는, 시리얼 클럭 단자(SCL), 시리얼 데이터 단자(SDA), 수직동기신호 단자(VSYNC), 전원공급 단자(B+VDD), 그라운드 단자(GND) 및 파워다운신호 단자(PWRDN)로 마련되는 것이 좋다.
이때, 상기 인쇄회로기판은, 상기 단자부들과 대응되는 위치에 각각 매칭되는 연결단자부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 단자부와 연결단자부는 솔더링 연결되는 것이 좋다.
한편, 상기 접착부재는 에폭시로 마련되는 것이 좋으며, 상기 쉴드부재는, 상기 제어소자의 상기 보빈과 대면되는 면과 상기 인쇄회로기판을 대면하는 면을 각각 지지하는 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 초점 조절장치 제어부를 카메라 모듈의 내부에 설치하므로, 인쇄회로기판에서 초점 조절장치 제어부의 설치 면적만큼을 줄일 수 있어, 카메라 모듈을 소형화하는 것이 가능하다.
또한, 개발 단계에서 카메라 모듈의 초점 조절장치와 제어부 사이의 구동 상관관계 검토 시 별도의 제어부 모듈이 실장된 인쇄회로기판을 제작할 필요 없이, 초점 조절장치만으로도 바로 테스트가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 평면 개략도,
도 2는 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 카메라 모듈의 측면 개략도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 결합되는 인쇄회로기판의 바닥면을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 의한 카메라 모듈을 첨부된 도면과 함께 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 카메라 모듈은, 인쇄회로기판(1), 초점 조절장치(10), 제어모듈(100)을 포함한다.
인쇄회로기판(1)에는 이미지 센서(2)(도 4 참조)가 실장되며, 이 이미지 센서(2)에 결상되는 화상의 초점을 맞출 수 있도록, 상기 인쇄회로기판(1)의 상측에는 초점 조절장치(10)가 배치된다.
초점 조절장치(10)는 내부에 설치된 복수 매의 렌즈(11a)들을 이용하여, 상기 이미지 센서(2)에 결상되는 화상의 초점을 자동으로 맞추기 위한 장치로서, 상기 복수 매의 렌즈(11a) 들 중 적어도 하나의 렌즈와 상기 이미지 센서(2) 사이의 거리를 조절하여 초점을 맞추는 장치이다. 이와 같은 초점 조절장치(10)는 사용하는 액츄에이터의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있는데, 일반적으로 보이스 코일 모터를 이용한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 초점 조절장치(10)는 보빈(11), 마그네트(12) 및 쉴드 캔(13)을 포함한다.
보빈(11)에는 복수 매의 렌즈(11a)가 설치되며, 상기 이미지 센서(2)에 대하여, 멀어지는 방향과 가까워지는 방향으로 왕복 운동 가능하게 설치된다. 상기 보빈(11)의 외주면에는 도 2에 도시된 바와 같이, 코일(11b)이 권선되어, 상기 코일(11b)에 전원이 인가될 경우 발생되는 자기장에 의해 상기 마그네트(12)와의 상호 작용을 발생시켜, 상기한 왕복 운동을 가능하게 한다.
마그네트(12)는 상기 쉴드 캔(13)의 내측면에 배치되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 사각형으로 마련된 쉴드 캔(13)의 모서리 부분에 4개가 배치되는 것이 바람직하다. 상기 마그네트(12)는 상기 보빈(11)에 권선된 코일(11b)에 인가된 전원에 의해 상기 보빈(11)이 자성을 띠게 될 경우, 상기 보빈(11)이 상기한 왕복운동을 수행할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
쉴드 캔(13)은 상기 인쇄회로기판(1) 표면에 실장된 이미지 센서(2)와 보빈(11)과 같은 구성부품들을 보호하며, 외부 오염물질이 부품들을 오염시키는 것을 방지한다. 상기 쉴드 캔(13)은 상기 보빈(11)과 마그네트(12)의 상호작용 시 발생되는 전자기파를 차폐할 수 있도록 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 쉴드 캔(13)의 내부에는, 상기 마그네트(12)를 내측면에 지지하는 요크(도시되지 않음)가 설치된다.
제어모듈(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 쉴드 캔(13)과 보빈(11) 사이에 형성된 480㎛ 내외의 폭을 가지는 공간부에 배치되는 것으로, 제어소자(101), 쉴드부재(110), 플랙시블 인쇄회로기판(120) 및 접착부재(130)를 포함한다.
제어소자(101)(Driver IC)는 상기 보빈(11)에 권선된 코일(11b)에 전원을 선택적으로 인가하여, 자동으로 초점 조절이 이루어질 수 있도록 제어하기 위한 소자로서, 상기 초점 조절장치(10)의 구동을 위한 제어명령이 수록되어 있는 소자이다. 상기 제어소자(101)는 상기 쉴드 캔(13)의 내측 벽면에 배치되되, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 쉴드 캔(13)과 보빈(11) 사이에 형성된 공간부에 배치될 수 있도록 상기 플랙시블 인쇄회로기판(120)과의 연결부가 상기 쉴드 캔(13)의 내측 벽면을 향하도록 구성되는 것이 바람직하다.
쉴드부재(110)는 상기 제어소자(101)의 상기 보빈(11)의 코일(11b) 권선부와 마주보는 면과, 상기 면과 인접한 상기 제어소자(101)의 측벽면들을 덮을 수 있도록 배치되어, 상기 보빈(11)과 마그네트(12)의 상호작용 시 발생되는 전자기파가 상기 제어소자(101)에 전달되는 것을 방지한다.
플랙시블 인쇄회로기판(120)은 일측 단부에는 상기 제어소자(101)와 통전 가능하게 연결되고, 그 타단은 상기 쉴드 캔(13)의 외부에 노출되도록 설치된 복수 개의 단자부(140)와 연결된다.
접착부재(130)는 상기 플랙시블 인쇄회로기판(120)을 상기 쉴드 캔(13)의 내측 벽면에 부착하기 위한 것으로, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 에폭시로 마련되는 것이 좋다. 한편, 상기 쉴드 캔(13)의 외부에 노출되는 단자부(140)는 상기 제어모듈(100)의 제어에 필요한 신호 및 전원 전달을 위한 것으로, 복수 개로 마련되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 단자부(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 시리얼 클럭 단자(SCL)(141), 시리얼 데이터 단자(SDA)(142), 수직동기신호 단자(VSYNC)(143), 전원공급 단자(B+VDD)(144), 그라운드 단자(GND)(145) 및 파워다운신호 단자(PWRDN)(146)로 마련되는 것이 좋다.
이때, 상기 인쇄회로기판(1)은, 상기 단자부(140)와 대응되는 위치에 각각 매칭되는 연결단자부(140')를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 단자부(140)와 연결단자부(140')는 솔더링 또는 와이어 본딩과 같은 통전성 연결수단으로 연결되는 것이 좋다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인쇄회로기판(1)의 평면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인쇄회로기판(1)은 상기 초점 조절장치(10) 제어를 위한 제어모듈 설치를 위한 공간이 삭제되고, 상기 초점 조절장치(10) 내부에 배치된 제어모듈(100)과의 연결을 위한 연결단자부(140')만이 설치되므로, 기존의 인쇄회로기판에 비해 작은 크기로 형성할 수 있어, 제품 소형화를 위해 인쇄회로기판을 축소할 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.
1; 인쇄회로기판 2; 이미지 모듈
10; 초점 조절장치 11; 보빈
11a; 렌즈 11b; 코일
12; 마그네트 13; 쉴드 캔
100; 제어모듈 101; 제어소자
110; 쉴드부재 120; 플랙시블 인쇄회로기판
130; 접착부재 140; 단자
140; 연결단자부

Claims (27)

  1. 홀을 포함하는 상판 및 상기 상판으로부터 연장되는 측판을 포함하는 쉴드 캔;
    상기 쉴드 캔 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈과 이격되는 기판;
    상기 기판의 일면에 배치되는 제어소자;
    상기 제어소자와 전기적으로 연결되는 코일;
    상기 코일과 마주보는 마그네트; 및
    상기 쉴드 캔 내에 배치되는 요크;를 포함하고,
    상기 기판은 상기 기판의 타면에 배치되는 단자를 포함하고,
    상기 단자는 시리얼 클럭 단자, 시리얼 데이터 단자, 전원공급 단자 및 그라운드 단자를 포함하며,
    상기 제어소자는 상기 기판 상에서 상기 시리얼 클럭 단자, 상기 시리얼 데이터 단자, 상기 전원공급 단자 및 상기 그라운드 단자와 전기적으로 연결되고,
    상기 제어소자는 상기 기판과 상기 보빈 사이에 배치되고,
    상기 쉴드 캔은 금속재질이고,
    상기 요크는 상기 마그네트와 상기 쉴드 캔의 측판 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 수직동기신호 단자(VSYNC) 및 파워다운신호 단자(PWRDN) 을 포함하는 보이스 코일 모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 쉴드 캔은 전자기파를 차폐하는 보이스 코일 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쉴드 캔은 상기 기판의 외주면에 배치되는 보이스 코일 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단자들의 적어도 일부는 상기 쉴드 캔 외부로 노출되는 보이스 코일 모터.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판의 일부는 상기 측판 상에 배치되고, 상기 기판의 다른 일부는 상기 측판 외부로 노출되는 보이스 코일 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시리얼 클럭 단자, 상기 시리얼 데이터 단자, 상기 전원공급 단자 및 상기 그라운드 단자는 상기 기판의 상기 다른 일부상에 배치되는 보이스 코일 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 쉴드 캔의 상기 측판은 상기 시리얼 클럭 단자, 상기 시리얼 데이터 단자, 상기 전원공급 단자 및 상기 그라운드 단자에 대응되는 위치에 홈이 형성된 보이스 코일 모터.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 기판은 플랙시블인쇄회로기판이고, 상기 플랙시블인쇄회로기판과 상기 쉴드 캔은 접착제에 의해 서로 접착되는 보이스 코일 모터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 상기 쉴드 캔의 상기 측판과 상기 제어소자 사이에 배치되는 보이스 코일 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어소자는 상기 쉴드 캔과 상기 보빈 사이에 형성된 공간부에 배치되고, 상기 코일에 전원이 인가되도록 제어하는 보이스 코일 모터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어소자는 상기 보빈의 위치를 제어하기 위한 정보를 포함하는 보이스 코일 모터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 측판은 4개의 측판을 포함하고,
    상기 쉴드 캔은 상기 4개의 측판들 중 이웃하는 2개의 측판들이 연결되어 4개의 모서리를 형성하는 보이스 코일 모터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어소자는 상기 시리얼 클럭 단자 및 상기 시리얼 데이터 단자를 통해 수신되는 정보에 따라 상기 코일에 전원을 인가하여 상기 보빈의 이동을 제어하는 보이스 코일 모터.
  15. 홀을 포함하는 상판 및 상기 상판으로부터 연장되는 측판을 포함하는 쉴드 캔;
    상기 쉴드 캔 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈과 이격되는 제1기판;
    상기 제1기판의 일측에 배치되는 제어소자;
    상기 제어소자와 전기적으로 연결되는 코일;
    상기 코일과 마주보는 마그네트;
    상기 보빈 아래에 배치되는 제2기판;
    상기 제2기판에 배치되는 이미지 센서;
    상기 보빈과 결합되는 렌즈;및
    상기 쉴드 캔 내에 배치되는 요크;를 포함하고,
    상기 제1기판은 상기 제어소자와 상기 제2기판을 전기적으로 연결하는 단자를 포함하며,
    상기 단자는 시리얼 클럭 단자, 시리얼 데이터 단자, 전원공급 단자 및 그라운드 단자를 포함하고,
    상기 제2기판은 상기 시리얼 클럭 단자, 상기 시리얼 데이터 단자, 상기 전원공급 단자 및 상기 그라운드 단자와 각각 전기적으로 연결되는 연결단자를 포함하고
    상기 제어소자는 상기 제1기판의 일면에 배치되고, 상기 단자는 상기 제1기판의 타면에 배치되고,
    상기 제어소자는 상기 제1기판과 상기 보빈 사이에 배치되고,
    상기 쉴드 캔은 금속재질이고,
    상기 요크는 상기 마그네트와 상기 쉴드 캔의 상기 측판 사이에 배치되는 카메라 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어소자는 상기 제1기판 상에서 상기 시리얼 클럭 단자, 상기 시리얼 데이터 단자, 상기 전원공급 단자 및 상기 그라운드 단자와 전기적으로 연결되는 카메라 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제어소자는 상기 시리얼 클럭 단자 및 상기 시리얼 데이터 단자를 통해 수신되는 정보에 따라 상기 코일에 전원을 인가하여 상기 보빈의 이동을 제어하는 카메라 모듈.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제어소자는 상기 렌즈의 초점 조절을 위한 제어 정보를 포함하는 카메라모듈.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1기판은 플랙시블 인쇄 회로 기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)이며,
    상기 제2기판은 인쇄 회로 기판이고,
    상기 제1기판의 상기 단자의 폭은 상기 제2기판의 상기 연결단자의 폭보다 작은 카메라 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1기판의 상기 시리얼 클럭 단자, 상기 시리얼 데이터 단자, 상기 전원공급 단자 및 상기 그라운드 단자는 각각 상기 제2기판의 상기 연결단자에 솔더링 또는 와이어에 의해 전기적으로 연결되는 카메라 모듈.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1기판은 수직동기신호 단자(VSYNC), 파워다운신호 단자(PWRDN)을 포함하는 카메라 모듈.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 쉴드 캔은 상기 제1기판의 외주면에 배치되는 카메라 모듈.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 단자들의 적어도 일부는 상기 쉴드 캔 외부로 노출되는 카메라 모듈.
  24. 제15항에 있어서,
    상기 제어소자와 상기 코일 사이에 배치되는 쉴드부재를 더 포함하고,
    상기 쉴드부재는 전자기파를 차폐하는 카메라 모듈.
  25. 제1항의 보이스 코일 모터;
    이미지 센서; 및
    상기 보빈과 결합되는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈.
  26. 제25항의 카메라 모듈을 포함하는 모바일 핸드셋.
  27. 쉴드 캔;
    상기 쉴드 캔 내에 배치되는 보빈;
    상기 보빈과 이격되는 기판;
    상기 기판의 일면에 배치되는 제어소자; 및
    상기 쉴드 캔 내에 배치되어 서로 마주보는 코일과 마그네트를 포함하고,
    상기 기판은 하나 이상의 단자를 포함하며,
    상기 제어소자는 상기 단자와 전기적으로 연결되는 보이스 코일 모터.
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