KR20220126769A - 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 렌즈(14)와, 렌즈(14)를 홀딩하는 대물부 배럴(18)과, 렌즈(14)에 접하며 렌즈(14)를 가열할 수 있는 가열 요소(30)를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다. 이 경우, 대물부 배럴(18)은 금속 재료로 형성되고, 가열 요소(30)와 대물부 배럴(18) 사이에는 가열 요소(30)가 대물부 배럴(18)에 대해 절연되도록 하는 절연 수단(34)이 배열된다.

Description

카메라 모듈
본 발명은 렌즈와, 렌즈를 홀딩하는 대물부 배럴과, 렌즈에 접하며 렌즈를 가열할 수 있는 가열 요소를 포함하는 자동차용 카메라 모듈에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 카메라 모듈을 포함하는 카메라 장치에 관한 것이다.
카메라 시스템들은 여러 분야들에서 사용된다. 예를 들어, 이러한 카메라 시스템들은 정보의 기록을 위한 광학 카메라 시스템으로서 자동차들에서 사용된다. 이 경우, 카메라 시스템들은 예를 들어 차량 주변을 기록하고, 추가 차량 시스템들을 위한 정보를 제공한다.
차량 주변의 정보를 기록하기 위해서는, 카메라의 렌즈가 주변 환경의 영향에 노출되어야 한다. 이를 통해, 습한 날씨에 렌즈는 마찬가지로 젖게될 수 있다. 겨울에는, 낮은 온도로 인하여 렌즈에 얼음 층이 있을 수도 있다. 렌즈가 젖어있거나 얼음 층이 있는 경우, 이미지 센서는 신호를 얻지 못하거나 불량한 신호만 얻을 수 있다. 렌즈로부터 습기나 얼음 층을 제거하기 위하여, 렌즈가 가열될 수 있도록 하는 렌즈 히터가 종종 제공된다. 이를 통해, 렌즈 상의 습기가 증발될 수 있고, 얼음 층이 제거될 수 있다. 따라서, 이미지 센서는 이러한 날씨에도 평가 가능한 신호를 얻을 수 있다.
WO 2019/095488 A1호는 가열 기능을 갖는 카메라 모듈을 공지하고 있다. 이러한 카메라 모듈은, 대물부 배럴, 대물부 배럴의 전방 단부에 있는 제1 대물부, 및 제1 대물부를 가열할 수 있는 가열 수단을 포함한다. 가열 수단의 제공을 통해서는, 노출되는 제1 렌즈가 가열될 수 있으므로, 추위, 습기 및 기타 기상 조건들에서 카메라 모듈이 작동 준비 상태를 유지할 수 있게 된다.
이후에 공개된 선행 기술 DE 10 2019 207 691 A1호로부터는, 결빙의 위험이 있는 광학 부품의 정적 밀봉을 위한 밀봉 장치가 공지되어 있다. 이 경우, 밀봉 장치는 결빙의 위험이 있는, 예를 들어 렌즈와 같은 광학 부품을 가열하기 위하여 자체적으로 열원으로서 사용된다.
본 발명의 기반이 되는 과제는, 카메라 모듈의 사용 조건들 하에서 더 나은 이미지 품질을 특징으로 하는 카메라 모듈을 제공하는 것이다.
이러한 과제는 청구항 제1항의 특징들과 연관된 그 전제부에 따른 차량용 카메라 모듈에 의해 해결된다. 하기 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 나타낸다. 청구항 제10항에는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 구비한 카메라 장치가 제시된다.
본 발명은, 대물부 배럴이 금속 재료로 형성되고, 가열 요소와 대물부 배럴 사이에는 가열 요소가 대물부 배럴에 대해 절연되도록 하는 절연 수단이 배열된다는 기술적 교시를 포함한다.
이 경우, 금속으로 형성된 대물부 배럴은 사출 성형 재료보다 더 정밀하게 제조될 수 있다는 장점이 있다. 이를 통해, 이러한 대물부 배럴의 제조 공차가 축소될 수 있다. 이에 따라, 후속적으로 렌즈를 이미지 센서에 대해 정렬할 때, 더 나은 이미지가 달성될 수 있다. 이를 통해, 제조도 단순화되고, 카메라 모듈은 이에 따라 더 경제적으로 제조될 수 있다.
플라스틱 재료에 비하여, 금속 재료에서는 열팽창이 더 낮으므로, 이미지 센서에 대한 렌즈의 보정된 간격은 사용 온도 영역에 걸쳐 실질적으로 동일하게 유지된다. 이를 통해서도, 더 나은 이미지 품질이 지속적으로 달성될 수 있다.
상술한 특성들에 추가하여, 카메라 모듈은 마찬가지로 가열 요소를 포함하므로, 상이한 기상 조건들에서도 양호한 이미지가 생성될 수 있다. 절연 수단을 통해, 가열 요소는 금속으로 형성된 대물부 배럴에 대해 전기적으로뿐만 아니라, 열적으로도 절연될 수 있다. 이를 통해, 금속으로 형성된 대물부 배럴과 함께 가열 요소가 사용됨에도 불구하고 열적 문제 또는 전기적 문제가 발생하지 않는다. 전기 절연 특성 및 열 절연 특성에 추가하여, 절연 수단은 밀봉 작용도 가지므로, 내부 공간이 물이나 염분으로부터 보호됨으로써 이미지 품질이 수명에 걸쳐서도 유지될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 절연 수단은, 대물부 배럴과 가열 요소 사이에 배열된 영역을 갖는 렌즈를 통해 형성된다. 이에 상응하게, 렌즈는 대물부 배럴과 가열 요소 사이에 배열된다. 이에 따라, 렌즈가 먼저 가열된다. 이를 통해, 렌즈는 전기 절연 작용 및 열 절연 작용을 갖는다. 이는, 절연을 위해 추가 재료가 제공될 필요가 없다는 장점이 있다.
본 발명의 바람직한 추가의 일 실시예에서, 절연 수단은 박막, 접착제, 접착 테이프 또는 래커를 포함하고, 대물부 배럴과 가열 요소 사이에 배열된다. 이러한 수단들은 간단하고 정밀하게 중첩 가능하다. 이를 통해, 원하는 영역들이 절연될 수 있다. 이 경우, 절연 수단은 가열 요소 자체에 뿐만 아니라 대물부 배럴의 상응하는 영역에도 중첩되거나 그 둘 모두에 중첩될 수 있다.
바람직하게, 대물부 배럴은 알루미늄 재료로 형성된다. 알루미늄 재료는 다른 금속들에 비해 가벼움에도 불구하고 충분한 강도를 갖는다는 장점이 있다. 이를 통해, 금속 재료의 사용에도 불구하고 카메라 모듈의 중량은 낮게 유지될 수 있다.
바람직한 일 개선예에서, 절연 수단은, 적어도 대물부 배럴과 가열 요소 사이의 영역에서 대물부 배럴 상에 형성되는 알루마이트 층을 포함한다. 대물부 배럴이 알루미늄으로 형성됨으로써, 알루마이트 방법을 통해 알루미늄에 알루마이트 층이 중첩될 수 있다. 이러한 알루마이트 층은 전기적으로 비전도성이므로, 가열 요소는 대물부 배럴에 대해 전기적으로 절연된다. 알루마이트 처리를 통하여, 간단하고 경제적인 수단들에 의해 절연 층이 중첩된다.
추가적으로 알루마이트 처리는, 전기 절연부를 생성하는데 추가 부품들이 필요하지 않음으로써, 필요한 부품의 수가 감소될 수 있다는 장점이 있다.
바람직하게 절연 수단은, 가열 요소 상에 사출 성형되는 사출 성형 부품을 포함한다. 사출 성형 부품은 간단하게 원하는 형상으로 형성될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 플라스틱은 저렴하고, 경제적으로 가공될 수 있다. 플라스틱 재료는 낮은 중량도 가지므로, 이러한 카메라 모듈의 총 중량은 실질적으로 증가되지 않는다. 또한, 플라스틱들에서는 큰 선택 사항이 존재하므로, 양호한 절연 특성들을 갖는 플라스틱이 선택될 수 있다.
바람직한 추가의 일 실시예에서, 사출 성형된 절연 수단은, 대물부 배럴의 내부 공간이 카메라 모듈의 외부측에 대해 밀봉되도록 하는 하나 이상의 밀봉 립을 포함한다. 이 경우, 밀봉 립은 바람직하게는 비드로서 형성된다. 이를 통해, 절연 작용에 추가하여 밀봉 작용이 달성될 수 있으므로, 예를 들어 O-링과 같은 필요한 밀봉부가 생략될 수 있다. 이를 통해, 필요한 부품 수가 감소된다. 또한, 이러한 밀봉 립은 사출 성형의 방법으로 간단하게 형성 가능하다.
바람직하게, 하나 이상의 밀봉 립은 가열 요소에 반경 방향으로 그리고/또는 축방향으로 배열된다. 이 경우, 반경 방향과 축방향은 카메라 모듈의 광축과 관련된다. 반경 방향으로 정렬된 밀봉 립을 통해, 습기, 먼지 또는 염분의 침투로부터 내부 공간이 보호된다. 축방향으로 정렬된 밀봉 립은, 렌즈의 축방향 조립 시에 밀봉 립이 함께 가압될 수 있다는 장점이 있다. 이를 통해, 조립 여유 공간이 제공되므로, 제조 공차가 더 잘 보상될 수 있고, 카메라 모듈의 선명도가 더 간단하게 설정 가능하다. 마찬가지로 습기 및 먼지로부터의 보호를 실행하는 이러한 밀봉 립을 통해, 카메라 모듈의 이미지 품질이 향상될 수 있다.
바람직한 일 실시예에 따라, 전도성 플라스틱을 포함하는 가열 요소와, 절연 수단은 2성분 사출 성형 부품으로서 형성된다. 이에 상응하게, 가열 요소뿐만 아니라 절연 수단도, 2성분 사출 성형 공정에서 함께 형성되는 플라스틱 재료로 형성된다. 이 경우, 2성분 사출 성형 공정에서는, 제1 재료를 포함하는 제1 부품이 먼저 형성된다. 그에 이어, 제2 재료에 의해 제2 부품이 형성된다.
따라서, 2개의 부품들은 사출 성형 공정에서 함께 제조될 수 있다. 이를 통해, 가열 요소 및 절연 수단은 간단하고 경제적인 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 사출 성형 공정을 통해 가열 요소와 절연 수단 사이의 연결이 개선된다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되어 있으며, 하기 설명부에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 2a는 절연 수단을 구비한 가열 요소를 도시한 도면이다.
도 2b는 추가 일 실시예의 절연 수단을 구비한 가열 요소를 도시한 도면이다.
도 3은 가열 요소를 구비한 일 실시예의 렌즈를 도시한 단면도이다.
도 1에는 제1 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도가 도시되어 있다. 이 경우, 카메라 모듈은 카메라 모듈의 외부 환경의 영향에 노출되는 렌즈(14)를 포함한다. 렌즈(14)는 대물부 배럴(18) 내에 홀딩된다. 이러한 실시예에서, 대물부 배럴(18)은 알루미늄 재료로 형성된다. 렌즈(14)의 축방향 고정을 위하여, 렌즈(14)에 접하는 유니온 너트(22)가 테두리측에 배열된다. 유니온 너트(22)는 나사산(미도시)을 통해 대물부 배럴(18)의 반경 방향 영역과 연결된다.
대물부 배럴(18)은 렌즈(14)의 고정 영역 내에 반경 방향 확장부를 형성하므로, 견부(26)가 형성된다. 견부(26)와 렌즈(14) 사이에는 가열 요소(30)가 배열된다. 이러한 실시예에서, 가열 요소(30)는 환형으로 형성된다. 렌즈(14)와 직접 접촉하는 가열 요소(30)를 통해 렌즈(14)가 가열되므로, 렌즈(14) 상의 습기나 얼음이 제거될 수 있다. 이 경우, 가열 요소(30)는 전도성 플라스틱으로 형성된다. 알루미늄으로 형성된 대물부 배럴(18)에 대해 가열 요소(30)를 전기적으로, 그러나 열적으로도 절연시키기 위하여, 대물부 배럴(18)과 가열 요소(30) 사이에는 절연 수단(34)이 배열된다. 이러한 실시예에서, 절연 수단(34)은 박막으로서 형성된다.
가열 요소(30)의 상부에는 O-링(38)이 배열되고, 이러한 O-링을 통해서는 절연 수단(34)에 추가하여, 예를 들어 물, 염분 등과 같은 외부 영향으로부터 내부 공간(42)이 밀봉된다. 이 경우, O-링(38)은 렌즈(14)와 대물부 배럴(18) 사이에 배열된다.
도 2a는 절연 수단(34)을 구비한 가열 요소(30)의 도면을 도시한다. 이러한 절연 수단(34)은, 가열 요소(30) 상에 사출 성형되는 플라스틱 재료로 절연 수단(34)이 형성된다는 점에서, 도 1에 도시된 절연 수단(34)과는 상이하다. 이 경우, 가열 요소(30) 및 절연 수단(34)은 2성분 사출 성형 부품으로서 형성된다. 추가적으로, 절연 수단(34)은 반경 방향으로 작용하는 밀봉 립(46)을 가열 요소(30) 위에 포함한다. 장착된 상태에서, 이 경우 밀봉 립(46)은 대물부 배럴(18)과 렌즈(14) 사이에 배열된다. 이를 통해, 밀봉 립(46)은 도 1에 도시된 O-링(38)과 동일한 기능을 담당한다. 이에 상응하게, 이러한 O-링(38)이 생략될 수 있다.
도 2b에는 추가 일 실시예의 절연 수단(34)을 구비한 가열 요소(30)의 도면이 도시되어 있다. 이러한 절연 수단(34)은, 축방향으로 작용하는 밀봉 립(46)이 가열 요소(30) 아래에 배열된다는 점에서, 도 2a에 도시된 절연 수단(34)과는 상이하다. 이 경우, 이러한 밀봉 립(46)은 축방향으로 대물부 배럴(18)에 대해 접한다. 밀봉 기능에 추가하여, 이러한 밀봉 립(46)을 통해서는 압축성으로 인하여 축방향 조립 공차가 보상될 수 있다.
도 3은 가열 요소(30)를 구비한 일 실시예의 렌즈(14)의 단면도를 도시한다. 이러한 실시예는, 가열 요소(30)가 대물부 배럴(18)에 직접 접하지 않는다는 점에서, 도 1에 도시된 실시예와는 상이하다. 이러한 실시예에서, 렌즈(14)는 평평한 측면에서 서로 접하는 외부 렌즈(14a) 및 내부 렌즈(14b)로 형성된다. 외부 렌즈(14a)와 내부 렌즈(14b)는 가열 요소(30)가 수용되는 리세스(50)를 함께 형성한다. 따라서, 가열 요소(30)는 대물부 배럴(18)에 접할 필요가 없다. 이에 상응하게, 절연 수단(34)은 렌즈(14)에 의해 형성된다. 따라서, 추가의 절연 수단(34)이 필요하지 않다.

Claims (10)

  1. 렌즈(14)와, 렌즈(14)를 홀딩하는 대물부 배럴(18)과, 렌즈(14)에 접하며 렌즈(14)를 가열할 수 있는 가열 요소(30)를 포함하는 카메라 모듈에 있어서,
    대물부 배럴(18)은 금속 재료로 형성되고, 가열 요소(30)와 대물부 배럴(18) 사이에는 가열 요소(30)가 대물부 배럴(18)에 대해 절연되도록 하는 절연 수단(34)이 배열되는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 절연 수단(34)은, 대물부 배럴(18)과 가열 요소(30) 사이에 배열된 영역을 갖는 렌즈(14)를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 절연 수단(34)은 박막, 접착제, 접착 테이프 또는 래커를 포함하고, 대물부 배럴(18)과 가열 요소(30) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 대물부 배럴(18)은 알루미늄 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 절연 수단(34)은, 적어도 대물부 배럴(18)과 가열 요소(30) 사이의 영역에서 대물부 배럴(18) 상에 형성되는 알루마이트 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 수단(34)은, 가열 요소(30) 상에 사출 성형되는 사출 성형 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 사출 성형된 절연 수단(34)은, 대물부 배럴(18)의 내부 공간(42)이 카메라 모듈의 외부측에 대해 밀봉되도록 하는 하나 이상의 밀봉 립(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 하나 이상의 밀봉 립(46)은 가열 요소(30)에 반경 방향으로 그리고/또는 축방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전도성 플라스틱을 포함하는 가열 요소(30)와, 절연 수단(34)은 2성분 사출 성형 부품으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 카메라 모듈.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 카메라 모듈을 포함하는 카메라 장치.
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