KR20210022887A - 차량용 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 플라스틱 재질의 하우징 또는 금속 재질의 하우징을 갖는 차량용 카메라 모듈의 문제점을 극복할 수 있도록 개선된 차량용 카메라 모듈을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 의한 차량용 카메라 모듈은, 리어 바디와 리어 바디와 결합되는 프론트 바디와 리어 바디와 프론트 바디에 의해 둘러싸이는 수용 공간을 갖는 하우징과, 프론트 바디를 관통하도록 프론트 바디에 결합되는 렌즈 어셈블리와, 수용 공간에 설치되는 기판과, 렌즈 어셈블리를 통해 입사되는 빛을 수신하여 전기적 신호로 변환하도록 기판에 설치되는 이미지 센서를 포함하고, 프론트 바디는, 리어 바디에 접합되는 프론트 바디 캡과, 렌즈 어셈블리가 삽입될 수 있는 프론트 바디 관통구를 구비하고 리어 바디 및 프론트 바디 캡에 의해 둘러싸이도록 프론트 바디 캡과 결합되되, 프론트 바디 캡보다 강도가 큰 소재로 이루어지는 프론트 바디 프레임을 포함한다.

Description

차량용 카메라 모듈{CAMERA MODULE FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정 효율성을 높임은 물론, 열변형 등에 따른 문제점을 방지할 수 있는 개선된 구조의 차량용 카메라 모듈에 관한 것이다.

차량 주행에 따른 시야 확보, 주행선 이탈 방지, 자율/반자율 주행, 차량 어라운드 뷰(view) 제공 등과 같은 다양한 기능을 제공하기 위하여 카메라 및 디스플레이 장치가 차량에 점진적으로 도입되고 있다. 카메라 장치는 독립된 기능은 물론, 차량에 탑재된 레이더, 초음파, 적외선 센서의 데이터와 유기적으로 통합된 다양한 정보를 생성 및 제공하도록 구성되기도 한다.

CCD 또는 CMOS 등와 같은 이미지센서를 이용한 카메라 장치가 자동차에 탑재됨으로써 운전자 지원(Driver Assistance)이나 프리크래시 세이프티(Pre-crash Safety) 시스템을 구현하는 것이 가능하다.

예를 들면, 밀리미터파 레이더와 CCD 또는 CMOS 카메라를 결합하여 높은 검출 정밀도로 장애물을 감지해 운전자에게 경고하거나 브레이크를 자동 제어하는 시스템, 머신 비전 시스템을 이용한 차선 이탈 경고나 스티어링을 자동 제어하는 시스템, 차내에 설치된 CCD 또는 CMOS 카메라로 운전자의 얼굴 방향을 인식해 위험을 사전 경고하는 시스템 등이 이미 실용화되고 있다.

차량용 카메라는 차선, 선행/대항 차량의 정보 및 거리, 표지판 등을 인식하는 모노 카메라 및 두 개의 카메라를 사용하여 생성된 입체영상 정보를 이용하여 도로의 높낮이, 물체의 크기, 주변 상황 등을 보다 세밀하게 분석하여 차체의 전고나 수평을 조절하는 바디 컨트롤 기능을 수행하는 스테레오 카메라 등이 있다.

또한, 주차 또는 후방 진행 시 후방 시야를 영상으로 제공하는 후방 카메라 및 자동차 주위의 상황을 직관적으로 확인할 수 있고 SVM(Surround View Mnoitoring) 등의 기능을 구현하는 서라운드 카메라 장치도 개시되고 있다.

일반적으로, 차량용 카메라(모듈, 장치)는 프론트 바디에 렌즈를 고정시키고, 이미지센서와 렌즈를 얼라인먼트(alignment) 작업을 거쳐 고정한 다음, 프론트 바디를 리어 바디에 접합하는 방식으로 모듈화한다. 프론트 바디와 리어 바디는 차량용 카메라 모듈의 하우징을 구성하며, 통상적으로 하우징은 플라스틱 재질이나, 알루미늄 등의 금속 재질로 이루어진다.

하우징이 플라스틱 재질인 경우, 프론트 바디와 리어 바디는 레이저 융착 방식으로 접합될 수 있다. 레이저 융착 방식으로 제작되는 차량용 카메라 모듈은 접합 비용이 저렴하고, 수밀성이 우수하며 접합 공정 과정에서 부산물 발생이 거의 없으므로 광학 장치의 정밀성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 이러한 융착 방법은 열에 취약한 단점이 있어 렌즈를 물리적으로 지지하는 플라스틱 재질에 열 변형 등이 발생하는 경우 렌즈가 틸트(tilt)될 수 있고 이로 인하여 렌즈와 이미지센서 사이의 얼라이먼트(광축 정렬)가 왜곡됨으로써 영상이 열화되는 문제가 발생할 가능성이 높다. 특히, 카메라 모듈이 설치되는 환경이 자동차와 같이 가혹한 환경인 경우 이러한 현상이 발생될 가능성은 더욱 높다고 할 수 있다.

나아가 플라스틱 재질로 하우징을 구현하는 경우, 융착 과정에서 사용되는 레이저는 물론, 외부의 빛이 내부에 구비된 이미지센서에 영향을 미칠 수 있음은 물론, 이로 인하여 영상 열화 등과 같은 현상이 발생할 가능성이 있다.

한편, 하우징을 금속 재질로 구현하는 경우, 금속 재질의 하우징은 경도 및 강성이 우수하고, 열변형에 강하여 광축 뒤틀림의 문제를 낮출 수 있어 열융착 방법을 보완하는 방법으로 고려될 수 있다.

그러나 금속 재질의 경우 레이저 융착 등이 어려우므로 하우징을 구성하는 프론트 바디와 리어 바디는 통상적으로 스크류 체결 방식과 같은 물리적 결합 방법이 적용된다.

그러나 이러한 물리적 체결 방식의 경우 공정 시간이 상대적으로 길어지고, 기밀성 확보를 위한 추가 구성(오링 등)이 적용되어야 하므로 공정 효율성이 낮고 또한, 체결 과정에서 플라스틱 이물질(debris 등)이 발생 및 비산하게 되므로 데드 픽셀(dead pixel) 등이 발생하기 쉬어 정밀한 영상 생성에 문제가 발생될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 열-변형에 강인한 거동 특성을 가지도록 하여 광축 왜곡 등을 원천적으로 방지할 수 있는 차량용 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 카메라 모듈은, 리어 바디와, 상기 리어 바디와 결합되는 프론트 바디와, 상기 리어 바디와 상기 프론트 바디에 의해 둘러싸이는 수용 공간을 갖는 하우징; 상기 프론트 바디를 관통하도록 상기 프론트 바디에 결합되는 렌즈 어셈블리; 상기 수용 공간에 설치되는 기판; 및 상기 렌즈 어셈블리를 통해 입사되는 빛을 수신하여 전기적 신호로 변환하도록 상기 기판에 설치되는 이미지 센서;를 포함하고, 상기 프론트 바디는, 상기 리어 바디에 접합되는 프론트 바디 캡과, 상기 렌즈 어셈블리가 삽입될 수 있는 프론트 바디 관통구를 구비하고 상기 리어 바디 및 상기 프론트 바디 캡에 의해 둘러싸이도록 상기 프론트 바디 캡과 결합되되, 상기 프론트 바디 캡보다 강도가 큰 소재로 이루어지는 프론트 바디 프레임을 포함한다.

이 경우, 상기 리어 바디 및 상기 프론트 바디 캡은 플라스틱 재질로 이루어지고, 상기 프론트 바디 프레임은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 프론트 바디 캡과 상기 프론트 바디 프레임은 인서트 사출에 의하여 성형될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 차량용 카메라 모듈은, 상기 프론트 바디 프레임에 접하여 상기 프론트 바디 프레임을 상기 기판에 접지시킬 수 있도록 상기 수용 공간에 설치되는 접지부재를 더 포함할 수 있다.

상기 접지부재는 상기 리어 바디와 인서트 사출될 수 있다. 상기 프론트 바디 프레임은, 상기 프론트 바디 관통구가 형성되고 일면에 프레임 접촉면이 마련된 프레임 바디부와, 상기 프론트 바디 관통구를 둘러싸도록 상기 프레임 접촉면으로부터 돌출되는 링 형상의 프레임 넥부를 포함하고, 상기 프론트 바디 캡은, 상기 프레임 넥부가 삽입되는 캡 관통구가 형성되고 일면에 상기 프레임 접촉면과 접하는 캡 접촉면이 마련된 캡 바디부와, 상기 캡 관통구를 둘러싸도록 상기 캡 접촉면으로부터 돌출되는 링 형상의 캡 넥부를 포함할 수 있다.

상기 프론트 바디 프레임은, 상기 프레임 바디부로부터 외측으로 돌출되는 복수의 프레임 돌기를 포함하고, 상기 프론트 바디 캡은, 상기 복수의 프레임 돌기가 각각 삽입될 수 있도록 상기 캡 바디부에 형성되는 복수의 캡 홈을 포함할 수 있다.

상기 리어 바디 및 상기 프론트 바디 캡은 플라스틱 재질로 이루어져 상호 융착 방식으로 접합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의할 때, 리어 바디와 함께 하우징을 구성하는 프론트 바디가 리어 바디에 접합되는 프론트 바디 캡 및 프론트 바디 캡보다 강도가 큰 소재로 이루어져 렌즈 어셈블리를 물리적으로 지지하는 프론트 바디 프레임를 포함하므로 렌즈 어셈블리를 안정적으로 지지할 수 있고, 결과적으로 렌즈와 이미지센서 간의 미스-얼라인먼트(mis-alignment)에 의한 해상도 저하의 문제를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의할 때, 렌즈 어셈블리와 결합되는 프론트 바디가 렌즈 어셈블리를 지지하기 위해 상대적으로 고강도의 프론트 바디 프레임과, 상대적으로 저강도의 프론트 바디 캡을 포함하므로, 상대적으로 저강도의 프론트 바디 캡을 나사와 같은 고정부재를 이용하지 않고 리어 바디에 접합할 수 있다. 따라서, 나사 체결에 따른 공정 시간 증대, 불량률 증가, 이물질 발생에 의한 데드 픽셀(dead pixel) 등의 문제를 비약적으로 낮출 수 있고, 융착 등의 접합 방식이 적용 가능하여 별도의 오링을 사용하지 않고도 수밀성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의할 때, 렌즈 어셈블리를 지지하는 프론트 바디가 접지부재를 통해 기판에 접지됨으로써, 정전기 방전 등에 의한 전류가 접지부재에 의한 우회 경로를 통하여 이미지센서에 도달하지 못하게 유도할 수 있으며, 정전기 방전에 의해 이미지센서가 손상되는 문제를 줄일 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명에 의하는 경우, 금속 재질과 같이 외부 빛이나 레이저의 투과를 효과적으로 억제할 수 있는 재질로 프론트 바디의 내부를 구성하므로 내부 공간의 차폐 효과를 증진시킬 수 있음은 물론, 외부에서 유입되는 레이저 또는/및 빛에 의하여 내부에 탑재된 이미지센서 등에 미치는 영향을 원천적으로 방지할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈의 하우징과 렌즈 어셈블리를 분리하여 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈의 ESD 테스트 과정에서 전류의 흐름을 나타낸 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈의 ESD 테스트 과정에서 전류의 흐름을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈(100)은 수용 공간(112)을 갖는 하우징(110)과, 일부분이 하우징(110)의 외부로 드러나도록 하우징(110)에 결합되는 렌즈 어셈블리(130)과, 하우징(110)의 수용 공간(112)에 설치되는 기판(140)과, 기판(140)에 설치되는 이미지 센서(150)와, 하우징(110)과 기판(140)을 전기적으로 연결하는 접지부재(160)를 포함한다.

하우징(110)은 리어 바디(114)와, 리어 바디(114)와 결합되는 프론트 바디(116)를 포함한다. 하우징(110)의 내측에는 기판(140)이나 이미지 센서(150) 등이 수용될 수 있도록 리어 바디(114)와 프론트 바디(116)에 의해 둘러싸이는 수용 공간(112)이 마련된다.

리어 바디(114)는 일단부가 외측으로 개방된 박스 형태로 이루어진다. 리어 바디(114)는 프론트 바디(116)와 융착 방식으로 접합될 수 있도록 PBT, PET 또는 그 밖의 다양한 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 리어 바디(114)의 내면 일측에는 접지부재(160)가 안착될 수 있는 안착홈(115)이 마련된다.

프론트 바디(116)는 리어 바디(114)의 일단부에 접합되어 리어 바디(114)의 개방부를 커버하며, 프론트 바디(116)는 렌즈 어셈블리(130)가 삽입될 수 있는 프론트 바디 관통구(117)를 갖는다.

프론트 바디(116)는 프론트 바디 프레임(118) 및 프론트 바디 캡(124)을 포함할 수 있다. 프론트 바디 캡(124)은 리어 바디(114)에 접합되고, 프론트 바디 프레임(118)은 프론트 바디 캡(124)의 안쪽에 결합되어 프론트 바디 캡(124)이 리어 바디(114)에 접합됨에 따라 리어 바디(114) 및 프론트 바디 캡(124)에 의해 둘러싸이게 된다.

프론트 바디 프레임(118)은 중앙에 프론트 바디 관통구(117)가 형성된 프레임 바디부(119)와, 프론트 바디 관통구(117)를 둘러싸도록 프레임 바디부(119)의 일면으로부터 돌출되는 링 형상의 프레임 넥부(122)를 포함한다.

프레임 바디부(119)의 일면에는 평평한 프레임 접촉면(120)이 마련되고, 프레임 바디부(119)의 측면에는 복수의 프레임 돌기(121)가 돌출 구비된다. 프론트 바디 프레임(118)은 프론트 바디 캡(124)보다 고강도가 소재로 이루어진다. 바람직하게, 프론트 바디 프레임(118)은 마그네슘 합금 등의 금속, 또는 다른 도전성 소재로 이루어질 수 있다.

프론트 바디 캡(124)은 중앙에 프레임 넥부(122)가 삽입되는 캡 관통구(126)가 형성된 캡 바디부(125)와, 캡 바디부(125)를 둘러싸도록 캡 바디부(125)의 일면으로부터 돌출되는 링 형상의 캡 넥부(129)를 포함한다.

캡 바디부(125)의 일면에는 프론트 바디 프레임(118)의 프레임 접촉면(120)과 접하는 평평한 캡 접촉면(127)이 마련되고, 캡 바디부(125)의 측면에는 복수의 캡 홈(128)이 구비된다.

복수의 캡 홈(128)에 프론트 바디 프레임(118)의 프레임 돌기들(121)이 삽입된다. 프론트 바디 캡(124)은 프론트 바디 프레임(118)보다 상대적으로 저강도 소재로 이루어진다. 예를 들어, 프론트 바디 캡(124)은 리어 바디(114)에 융착 방식으로 접합될 수 있도록 PBT, PET, 또는 그 밖의 다양한 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다.

프론트 바디 프레임(118)과 프론트 바디 캡(124)은 인서트 사출되어 일체형 구조를 이룰 수 있다.

프론트 바디 프레임(118)과 프론트 바디 캡(124)이 인서트 사출될 때, 프론트 바디 프레임(118)의 프레임 넥부(122)가 프론트 바디 캡(124)의 캡 관통구(126)에 삽입되고, 프론트 바디 프레임(118)의 프레임 접촉면(120)과 프론트 바디 캡(124)의 캡 접촉면(127)이 밀착되며, 프론트 바디 프레임(118)의 프레임 돌기들(121)이 프론트 바디 캡(124)의 캡 홈들(128) 속에 삽입됨으로써 프론트 바디 프레임(118)과 프론트 바디 캡(124)은 견고한 결합 상태를 유지할 수 있다.

이러한 프론트 바디(116)는 변형에 강한 프론트 바디 프레임(118)이 렌즈 어셈블리(130)를 물리적으로 지지함으로써 렌즈 어셈블리(130)의 광축을 일정하게 유지시킬 수 있고, 프론트 바디 캡(124)이 나사 등과 같은 별도의 고정부재 없이 융착 등의 방식으로 리어 바디(114)와 결합될 수 있다. 따라서 종래 기술의 문제점인 열변형에 의한 렌즈의 광축 뒤틀림 문제와 조립성 문제를 동시에 해결할 수 있다.

프론트 바디(116)를 구성하는 프론트 바디 프레임(118)과 프론트 바디 캡(124) 각각의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 프론트 바디 프레임(118)과 프론트 바디 캡(124) 간의 결합 방식도 인서트 사출 방식 이외의 다양한 다른 방식으로 변경될 수 있다.

렌즈 어셈블리(130)는 프론트 바디(116)의 프론트 바디 관통구(117)에 삽입됨으로써 프론트 바디(116)와 결합된다. 렌즈 어셈블리(130)는 빛이 포커싱시키는 렌즈(131)와, 렌즈(131)를 지지하는 중공형의 렌즈 홀더(132)와, 렌즈 홀더(132)의 둘레를 감싸도록 렌즈 홀더(132)에 결합되는 실링부재(133)를 포함한다.

렌즈 홀더(132)는 장시간 사용에도 렌즈(131)를 뒤틀리지 않고 안정적으로 지지할 수 있도록 금속 소재로 이루어질 수 있다. 렌즈 홀더(132)는 다양한 방식으로 프론트 바디 프레임(118)에 결합될 수 있다.

일예로, 렌즈 홀더(132)의 외측 둘레 및 프론트 바디 프레임(118)의 내측 둘레에 나사산을 마련하여 렌즈 홀더(132)와 프론트 바디 프레임(118)을 나사 결합 방식으로 결합할 수 있다. 렌즈 홀더(132)가 프론트 바디(116)에 결합될 때, 실링부재(133)가 프론트 바디 캡(124)의 내면에 접함으로써 렌즈 홀더(132)와 프론트 바디(116) 사이의 이격 틈을 막을 수 있다.

렌즈 어셈블리(130)는 프론트 바디(116)를 관통하도록 프론트 바디(116)에 결합됨으로써 렌즈(131)로 입사되는 빛을 하우징(110)의 내부로 가이드할 수 있다. 즉, 렌즈(131)로 입사되는 빛이 하우징(110) 내부의 이미지 센서(150)에 포커싱됨으로써 이미지 센서(150)가 빛을 전기적 신호로 변환할 수 있다.

렌즈 어셈블리(130)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않으며, 빛을 하우징(110) 내부의 이미지 센서(150)에 포커싱시킬 수 있는 렌즈를 포함하는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

기판(140)은 하우징(110)의 수용 공간(112)에 설치된다. 기판(140)은 하우징(110)에 연결되는 메인 커넥터(180)와 전기적으로 연결됨으로써 전원 공급, 데이터 송수신 등의 인터페이싱 기능을 수행한다.

수용 공간(112)의 크기가 충분하지 못한 경우 기판(140)은 베이스 기판(141)과 이미지 센서 기판(145)이 상하로 배치된 이층 구조로 이루어질 수 있다.

베이스 기판(141)에는 베이스 기판 커넥터(142)가 구비되고, 이미지센서 기판(145)에는 베이스 기판 커넥터(142)에 대응하는 이미지센서 기판 커넥터(146)가 구비된다. 베이스 기판 커넥터(142)와 이미지센서 기판 커넥터(146)는 상호 전기적으로 연결됨으로써 기판 연결 커넥터(148)를 구성하게 된다.

기판 연결 커넥터(148)는 플렉서블한 커넥터 구조를 취할 수 있다. 베이스 기판(141)과 이미지 센서 기판(145)이 상하전후좌우 방향으로 어느 정도 상대 이동하더라도 플렉서블한 기판 연결 커넥터(148)가 안정적으로 베이스 기판(141)과 이미지 센서 기판(145) 간의 전기전 연결을 유지할 수 있다.

베이스 기판(141)에는 고정부재(170)가 삽입될 수 있는 베이스 기판 관통구(143)가 형성된다. 고정부재(170)가 베이스 기판 관통구(143)를 관통하여 리어 바디(114)에 결합되는 방식으로 베이스 기판(141)이 리어 바디(114)에 견고하게 고정될 수 있다.

기판(140)은 도시된 것과 같이, 이층으로 배치되는 베이스 기판(141)과 이미지센서 기판(145)이 플렉서블한 기판 연결 커넥터(148)로 연결되는 구조 이외에, 단일 기판 등 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

이미지센서(150)는 렌즈 어셈블리(130)을 통해 입사되는 빛을 수신하여 전기적 신호로 변환할 수 있도록 이미지센서 기판(145)에 설치된다. 이미지센서(150)로는 CCD나 CMOS 등 빛을 전기적 신호로 변환할 수 있는 다양한 광전 소자가 이용될 수 있다.

이미지센서(150)는 기판(140)으로부터 전류를 공급받아 작동할 수 있고, 이미지센서(150)가 생성하는 전기 신호는 기판(140)과 메인 커넥터(180)를 통해 외부로 전송될 수 있다.

접지부재(160)는 프론트 바디(116)의 프론트 바디 프레임(118)과 기판(140)을 전기적으로 연결할 수 있도록 수용 공간(112)에 설치된다. 접지부재(160)는 일단이 베이스 기판(141)에 접촉하고 타단이 프론트 바디 프레임(118)에 접촉함으로써 프론트 바디 프레임(118)을 베이스 기판(141)에 접지시킬 수 있다.

차량에 설치되는 차량용 카메라 모듈(100)은 차량에서 발생하는 정전기의 영향을 받을 수 있다. 차량에서 정전기 방전이 발생하는 경우, 차량용 카메라 모듈(100)로 전류가 흐를 수 있다.

이러한 정전기 방전에 의한 전류가 하우징(110) 내부의 이미지 센서(150)로 흐르면 이미지 센서(150)가 손상될 수 있다. 접지부재(160)는 프론트 바디 프레임(118)을 베이스 기판(141)에 접지시킴으로써 정전기 방전에 의한 전류가 이미지 센서(150)에 도달하지 못하게 막는 역할을 한다.

즉, 차량용 카메라 모듈(100) 외부에서 정전기 방전에 의해 발생하는 전류는 도전성의 프론트 바디 프레임(118)을 따라 접지부재(160)로 유도되어 이미지 센서(150)에 도달하지 못하고 베이스 기판(141)으로 흐르게 된다. 베이스 기판(141)은 리어 바디(114)에 접지될 수 있으며, 리어 바디(114)는 차량의 차체에 접지될 수 있다. 따라서 베이스 기판(141)으로 흐르는 전류는 리어 바디(114)를 통해 빠져나갈 수 있다.

접지부재(160)는 리어 바디(114)와 인서트 사출될 수 있다. 접지부재(160)가 리어 바디(114)와 인서트 사출될 때, 접지부재(160)가 리어 바디(114)의 안착홈(115)에 안착됨으로써 접지부재(160)가 리어 바디(114)에 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있다.

또한, 접지부재(160)는 도전성의 고정부재(170)를 통해 베이스 기판(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 베이스 기판(141)을 리어 바디(114)에 고정하기 위한 고정부재(170)가 접지부재(160)의 접지부재 관통구(161)를 통과하여 리어 바디(114)에 결합됨으로써 접지부재(160)는 리어 바디(114)와 더욱 견고하게 고정될 수 있고, 베이스 기판(141)과 전기적으로 연결될 수 있다.

접지부재(160)는 도시된 구조 이외에, 프론트 바디 프레임(118) 및 기판(140)과 각각 접하여 프론트 바디 프레임(118)을 기판(140)에 접지시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 또한, 접지부재(160)와 리어 바디(114)의 결합 방식이나, 접지부재(160)와 기판(140)의 전기적 연결 방식도 다양하게 변경될 수 있다.

이러한 차량용 카메라 모듈(100)은 앞서 설명한 것과 같이, 리어 바디(114)와 접지부재(160)가 인서트 사출되어 하나의 부품을 이루고, 프론트 바디(116)가 프론트 바디 프레임(118)과 프론트 바디 캡(124)이 인서트 사출된 일체형 부품을 이루어 각각의 부품이 조립될 수 있다.

차량용 카메라 모듈(100)의 조립 시, 베이스 기판(141)을 고정부재(170)를 이용하여 리어 바디(114)에 고정한다. 이때, 베이스 기판(141)은 리어 바디(114)에 결합된 접지부재(160)와 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고 렌즈 어셈블리(130)를 프론트 바디(116)의 프론트 바디 프레임(118)에 고정시키고, 이 상태에서 이미지 센서 기판(145)에 설치된 이미지 센서(150)와 렌즈(131)에 대해 얼라인먼트 장비를 이용한 얼라인먼트 작업을 수행한 다음, 프론트 바디(116)와 이미지 센서 기판(145)을 고정한다.

여기에서, 얼라인먼트 작업은 렌즈(131)와 이미지 센서(150)를 광축 정렬하는 작업을 의미한다. 프론트 바디(116)와 이미지 센서 기판(145) 간의 결합은 접착제를 이용한 접착 방식으로 이루어질 수 있다. 즉, 이미지 센서 기판(145)과 프론트 바디(116) 사이에 접착제를 도포하고 렌즈(131)와 이미지 센서(150)를 광축 정렬한 후, 접착제를 경화시킴으로써 프론트 바디(116)와 이미지센서 기판(145)을 고정할 수 있다. 렌즈(131)와 이미지센서의 광축 정렬 후 접착제를 신속하게 경화시키기 위해 접착제에 열을 가할 수 있다.

그리고 베이스 기판(141)의 베이스 기판 커넥터(142)와 이미지센서 기판(145)의 이미지센서 기판 커넥터(146)를 연결하고, 프론트 바디(116)의 프론트 바디 캡(124)을 리어 바디(114)에 접합함으로써 차량용 카메라 모듈(100)을 완성할 수 있다.

리어 바디(114)와 프론트 바디 캡(124)의 접합 시, 리어 바디(114)와 프론트 바디 캡(124)이 플라스틱으로 이루어지는 경우, 리어 바디(114)와 프론트 바디 캡(124)은 레이저 융착이나 다른 방식의 융착, 또는 다른 방식의 접합 방식으로 접합될 수 있다. 이 밖에, 리어 바디(114)와 프론트 바디 캡(124)의 재질에 따라 리어 바디(114)와 프론트 바디 캡(124)의 접합 방식은 다양하게 변경될 수 있다.

차량용 카메라 모듈(100)의 조립 완료 후, 차량용 카메라 모듈(100)은 ESD 테스트를 거치게 된다. 앞서 설명한 것과 같이, 이미지센서(150)에 정전기 방전에 의한 전류가 도달하면 이미지센서(150)가 손상될 수 있으므로, 차량용 카메라 모듈(100)은 차량에 설치되기 전에 정전기 방전에 대한 신뢰성 테스트를 거치게 된다. ESD 테스트 시 ESD건(gun)으로 차량용 카메라 모듈을 향해 정전기 전류를 인가하고 전류가 이미지센서에 도달하는지 여부를 확인하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈(100)은 ESD 테스트 시, 도 6에 나타낸 것과 같이, 렌즈 어셈블리(130)에 도달하는 전류가 점선 화살표로 표시한 것과 같이 도전성의 프론트 바디 프레임(118)을 따라 접지부재(160)로 유도되며, 접지부재(160)를 따라 베이스 기판(141)을 통해 빠져나가게 된다. 따라서, 전류가 이미지 센서(150)에 도달하여 이미지 센서(150)가 손상되는 문제가 발생하지 않는다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈(100)은, 렌즈 어셈블리(130)가 결합되는 프론트 바디(116)가 리어 바디(114)에 접합되는 프론트 바디 캡(124)과, 프론트 바디 캡(124)보다 강도가 큰 소재로 이루어져 렌즈 어셈블리(130)를 물리적으로 지지하는 프론트 바디 프레임(118)를 포함한다.

따라서 프론트 바디(116)가 렌즈 어셈블리(130)를 안정적으로 지지하기 때문에, 렌즈(131)와 이미지 센서(150) 간의 미스얼라인먼트(misalignment)에 의한 해상도 저하 문제를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈(100)은 렌즈 어셈블리(130)와 결합되는 프론트 바디(116)가 렌즈 어셈블리(130)를 지지하기 위해 상대적으로 강도가 큰 소재의 프론트 바디 프레임(118)과, 상대적으로 저강도 소재의 프론트 바디 캡(124)을 포함하므로, 상대적으로 저강도 소재의 프론트 바디 캡(124)을 나사와 같은 고정부재를 이용하지 않고 리어 바디(114)에 접합할 수 있다.

따라서 나사 체결에 따른 공정 시간 증가, 불량률 증가, 이물질 발생에 의한 데드 픽셀(dead pixel) 등의 문제를 줄일 수 있고, 융착 등의 접합 방식이 적용 가능하여 별도의 오링을 사용하지 않고 수밀성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈(100)은 렌즈 어셈블리(130)를 지지하는 프론트 바디(116)가 접지부재(160)를 통해 기판(140)에 접지됨으로써, 정전기 방전 등에 의한 전류를 접지부재(160)를 이용하여 이미지 센서(150)에 도달하지 못하게 다른 방향으로 유도할 수 있다. 따라서, 정전기 방전에 의해 이미지 센서(150)가 손상되는 문제를 줄일 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 분해 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈을 나타낸 단면도이다.

도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 차량용 카메라 모듈(200)은 하우징(210)과, 일부분이 하우징(210)의 외부로 드러나도록 하우징(210)에 결합되는 렌즈 어셈블리(130)와, 하우징(210)의 내부에 설치되는 기판(140)과, 기판(140)에 설치되는 이미지 센서(150)와, 하우징(110)과 기판(140)을 전기적으로 연결하는 접지부재(220)를 포함한다.

이러한 차량용 카메라 모듈(200)은 앞서 설명한 차량용 카메라 모듈(100)과 비교하여 하우징(210)의 일부 구성 및 접지부재(220)가 변형된 것으로, 그 이외에 렌즈 어셈블리(130)와, 기판(140) 및 이미지 센서(150)는 상술한 것과 같다.

하우징(210)은 리어 바디(212)와, 리어 바디(212)와 결합되는 프론트 바디(116)와, 리어 바디(212)와 프론트 바디(116)에 의해 둘러싸이는 수용 공간(112)을 포함한다. 여기에서, 프론트 바디(116)는 렌즈 어셈블리(130)를 지지하기 위해 상대적으로 고강도 소재로 이루어지는 프론트 바디 프레임(118)과, 상대적으로 저강도 소재로 이루어지는 프론트 바디 캡(124)이 결합된 것으로, 그 구체적인 구성은 상술한 것과 같다.

접지부재(220)는 고정부재(170)를 통해 기판(140)의 베이스 기판(141)에 고정될 수 있다. 접지부재(220)에는 고정부재(170)가 삽입될 수 있는 접지부재 관통구(221)가 구비된다.

도전성의 고정부재(170)가 접지부재 관통구(221)를 통해 베이스 기판(141)에 결합됨으로써 접지부재(220)는 베이스 기판(141)에 고정됨과 더불어 베이스 기판(141)에 전기적으로 연결될 수 있다. 접지부재(220)는 일단이 베이스 기판(141)에 접촉하고 타단이 프론트 바디 프레임(118)에 접촉함으로써 프론트 바디 프레임(118)을 베이스 기판(141)에 접지시킬 수 있다.

도 10에 나타낸 것과 같이, 차량용 카메라 모듈(200)의 주위에서 정전기 방전이 발생하는 경우, 렌즈 어셈블리(130)에 도달하는 전류가 점선 화살표로 표시한 것과 같이 도전성의 프론트 바디 프레임(118)을 따라 접지부재(220)로 유도되며, 접지부재(220)를 따라 베이스 기판(141)을 통해 빠져나가게 된다. 따라서, 전류가 이미지 센서(150)에 도달하여 이미지 센서(150)가 손상되는 문제가 발생하지 않는다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 하우징을 구성하는 리어 바디가 내부 공간을 갖는 박스 형태로 이루어지고, 프론트 바디가 리어 바디의 개방된 일단을 덮는 것으로 나타냈으나, 프론트 바디의 내측에 내부 공간이 마련되거나, 리어 바디와 프론트 바디 모두 내측에 내부 공간이 형성된 구조를 취할 수 있다.

또한, 프론트 바디를 구성하는 프론트 바디 프레임과 프론트 바디 캡은 인서트 사출 방식, 또는 다양한 다른 방식으로 결합될 수 있고, 프론트 바디 캡과 리어 바디는 융착 또는 그 밖에 별도의 고정부재를 사용하지 않는 다양한 방식으로 접합될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

또한 본 발명의 설명에 있어 제1, 제2 또는 상, 하 등과 같은 표현은 상호 간의 각 구성(요소)을 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어이거나, 절대적인 기준에서 각각의 구성(요소)을 물리적으로 구분하기 위하여 사용되는 용어가 아님은 자명하다.

본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.

100, 200 : 차량용 카메라 모듈 110, 210 : 하우징
112 : 수용 공간 114, 212 : 리어 바디
116 : 프론트 바디 117 : 프론트 바디 관통구
118 : 프론트 바디 프레임 119 : 프레임 바디부
120 : 프레임 접촉면 121 : 프레임 돌기
122 : 프레임 넥부 124 : 프론트 바디 캡
125 : 캡 바디부 126 : 캡 관통구
127 : 캡 접촉면 128 : 캡 홈
129 : 캡 넥부 130 : 렌즈 어셈블리
131 : 렌즈 132 : 렌즈 홀더
133 : 실링부재 140 : 기판
141 : 베이스 기판 142 : 베이스 기판 커넥터
145 : 이미지 센서 기판 146 : 이미지 센서 기판 커넥터
148 : 기판 연결 커넥터 150 : 이미지 센서
160, 220 : 접지부재 170 : 고정부재
180 : 메인 커넥터

Claims (8)

1. 리어 바디와, 상기 리어 바디와 결합되는 프론트 바디와, 상기 리어 바디와 상기 프론트 바디에 의해 둘러싸이는 수용 공간을 갖는 하우징;
   상기 프론트 바디를 관통하도록 상기 프론트 바디에 결합되는 렌즈 어셈블리;
   상기 수용 공간에 설치되는 기판; 및
   상기 렌즈 어셈블리를 통해 입사되는 빛을 수신하여 전기적 신호로 변환하도록 상기 기판에 설치되는 이미지 센서를 포함하고,
   상기 프론트 바디는,
   상기 리어 바디에 접합되는 프론트 바디 캡; 및
   상기 렌즈 어셈블리가 삽입될 수 있는 프론트 바디 관통구를 구비하고 상기 리어 바디 및 상기 프론트 바디 캡에 의해 둘러싸이도록 상기 프론트 바디 캡과 결합되되, 상기 프론트 바디 캡보다 강도가 큰 소재로 이루어지는 프론트 바디 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 리어 바디 및 상기 프론트 바디 캡은 플라스틱 재질로 이루어지고,
   상기 프론트 바디 프레임은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 프론트 바디 캡과 상기 프론트 바디 프레임은 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 프론트 바디 프레임에 접하여 상기 프론트 바디 프레임을 상기 기판에 접지시킬 수 있도록 상기 수용 공간에 설치되는 접지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
5. 제 4에 있어서, 상기 접지부재는,
   상기 리어 바디와 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
6. 제 1항에 있어서, 상기 프론트 바디 프레임은,
   상기 프론트 바디 관통구가 형성되고 일면에 프레임 접촉면이 마련된 프레임 바디부; 및
   상기 프론트 바디 관통구를 둘러싸도록 상기 프레임 접촉면으로부터 돌출되는 링 형상의 프레임 넥부를 포함하고,
   상기 프론트 바디 캡은,
   상기 프레임 넥부가 삽입되는 캡 관통구가 형성되고 일면에 상기 프레임 접촉면과 접하는 캡 접촉면이 마련된 캡 바디부; 및
   상기 캡 관통구를 둘러싸도록 상기 캡 접촉면으로부터 돌출되는 링 형상의 캡 넥부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
7. 제 6항에 있어서, 상기 프론트 바디 프레임은,
   상기 프레임 바디부로부터 외측으로 돌출되는 복수의 프레임 돌기를 더 포함하고,
   상기 프론트 바디 캡은,
   상기 복수의 프레임 돌기가 각각 삽입될 수 있도록 상기 캡 바디부에 형성되는 복수의 캡 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.
8. 제 1항에 있어서, 상기 리어 바디 및 상기 프론트 바디 캡은,
   플라스틱 재질로 이루어져 상호 융착 방식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 차량용 카메라 모듈.

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