KR20220144446A - 조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조방법이 개시된다. 카메라 모듈은 하나 이상의 렌즈가 수용된 이동 렌즈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 장착되는 몸체부; 상기 몸체부의 상부 표면에 고정 부착되고, 상기 몸체부의 상면에 형성된 틈새를 모두 덮는 크기로 형성되는 조리개부; 및 하나 이상의 렌즈가 수용되고, 상기 조리개부의 상부 표면에 고정 부착되는 고정 렌즈부를 포함한다.

Description

조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조방법{Camera module having aperture and manufacturing method thereof}

본 발명은 조리개를 구비한 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이물 방지 구조가 적용되고 조리개가 구비된 카메라 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 카메라 모듈에는 오토포커싱 처리를 위해 렌즈를 광축 방향으로 이동시키는 AF 구동기와, 손떨림 보정 처리를 위해 렌즈를 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 OIS 구동기가 구비될 수 있다.

스마트 폰 등의 모바일용 기기에는 촬영, 영상통화 등의 목적으로 카메라 모듈이 장착되고 있으며, 카메라 모듈에는 오토포커싱(Auto Focusing) 기능을 구현하기 위한 AF 구동기(AF Actuator 혹은 VCM)가 구비된다.

도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 종래기술에 따른 AF 구동기가 적용된 카메라 모듈에서의 이물 유입 가능 경로를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 카메라 모듈은 렌즈부(10), 몸체부(20), 적외선 차단 필터(IR Filter)(30), 이미지 센서(40), 인쇄회로기판(50), 커넥터(60)를 포함한다.

렌즈부(10)는 하나 이상의 렌즈를 수용하는 홀더 구조의 렌즈 배럴일 수 있고, 하부에 설치되는 이미지 센서(40)와 대응되는 위치에 설치된다.

몸체부(20)는 액추에이터부와 베이스부를 포함할 수 있다.

액추에이터부는 렌즈부(10)가 내부에 위치되도록 장착하고, 렌즈부(10)를 광축 방향으로 이동시켜 화상의 초점을 조정한다.

도 2에 예시된 바와 같이, 액추에이터부는 렌즈부(10)의 외부면에 결합되어 렌즈부(10)를 고정하는 렌즈 캐리어(21)와 AF 구동기를 포함할 수 있다. AF 구동기는, 렌즈 캐리어(21)의 외주면에 장착되는 코일(22)과 코일(22)의 외측면과 대응되는 위치에 장착되는 마그네트(23)로 구성될 수 있고, 마그네트(23)는 요크부에 의해 위치 고정될 수 있다.

베이스부에는 광축 방향으로 베이스부의 중앙에 형성된 중공부를 폐쇄하는 형태로 적외선 차단 필터(30)가 장착된다. 베이스부는 이미지 센서(40)를 내부 공간에 수용하는 형상으로 인쇄회로기판(50)의 메인 영역에 결합된다. 이때, 이미지 센서(40)는 적외선 차단 필터(30)의 하부에 위치된다.

이미지 센서(40)는 렌즈부(10)에 수용된 하나 이상의 렌즈와 광축 방향을 따라 정렬될 수 있도록 인쇄회로기판(50)의 메인 영역의 상측면에 실장된다. 이미지 센서(40)는 렌즈를 통해 입사된 피사체의 광 신호를 전기적 신호로 변환한다.

인쇄회로기판(50)은 렌즈부(10), 몸체부(20)와 이미지 센서(40)를 상측에 위치시키는 메인 영역과, 메인 영역에 전기적으로 연결되는 서브 영역을 포함한다. 서브 영역에는 예를 들어 카메라 모듈을 메인보드(도시되지 않음)와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(60)가 구비될 수 있다.

도 2를 참조하면, 액추에이터부에 구비되는 AF 구동기는 서로 마주보도록 이격하여 배치되는 코일(22)과 마그네트(23)를 포함한다. 코일(22)에 전류가 인가되어 코일(22)과 마그네트(23) 간에 발생하는 전자기력에 의해, 렌즈부(10)가 장착된 렌즈 캐리어(21)가 광축 방향으로 이동되는 오토포커싱 처리가 이루어진다.

도시된 바와 같이, 엑추에이터부의 상측 표면과 내측 둘레면에는 틈새가 존재하며, 틈새를 통해 이물이 카메라 모듈의 내부로 유입되어 적외선 차단 필터(30)의 상부까지 이동될 수 있다.

그러나, 카메라 모듈의 내부로 이물이 유입되면, 보이스 코일 모터(VCM) 등인 AF 구동기의 정밀한 구동을 방해할 뿐 아니라, 촬영 영상의 품질도 저해시키는 문제점이 있다.

또한, 고화소 처리가 요구되는 추세에 따라, 오토포커싱 처리를 위해 이동되어야 하는 렌즈부(10)의 크기와 무게가 상대적으로 커지고 있다. 그러나, 카메라 모듈의 소형화 요구로 인해 카메라 모듈의 AF 구동기의 크기는 제약되고 있으며, AF 구동기가 발생하는 부족한 전자기력으로 인해 렌즈부(10)가 필요 위치까지 효과적으로 이동되지 못하는 문제점도 있다.

한국공개특허 제10-2016-0068133호 한국등록특허 제10-2174068호

본 발명은 외부의 이물이 몸체부의 내부로 유입됨을 방지함으로써, 이물에 의한 카메라 모듈의 불량 발생 요인을 차단한 조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 구비되는 렌즈들을 고정형 렌즈와 이동형 렌즈들로 구분하고, AF 구동기의 전자기력에 의해 이동형 렌즈들만 이동되도록 함으로써 작은 AF 구동기에 의해서도 정밀한 오토포커싱 처리가 가능한 조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 광량 조절을 위한 조리개의 장착에 따른 무게 증가를 최소화하고, 조리개를 구비하면서도 소형화된 크기를 유지할 수 있는 조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상의 렌즈가 수용된 이동 렌즈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 장착되는 몸체부; 상기 몸체부의 상부 표면에 고정 부착되고, 상기 몸체부의 상면에 형성된 틈새를 모두 덮는 크기로 형성되는 조리개부; 및 하나 이상의 렌즈가 수용되고, 상기 조리개부의 상부 표면에 고정 부착되는 고정 렌즈부를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.

상기 조리개부는 중심부 영역의 투명 영역, 상기 투명 영역의 둘레를 감싸도록 형성된 가변 영역 및 상기 가변 영역의 둘레를 감싸도록 형성된 지지 영역을 포함하되, 상기 투명 영역이 원형으로 형성되는 경우 상기 투명 영역과 상기 가변 영역 각각의 외곽선은 동일 평면상에서 상기 관통 영역의 중심점을 공유하는 동심원 형상을 이루도록 형성될 수 있다.

상기 조리개부의 광 입사 통로의 직경의 크기가 조정될 수 있도록, 상기 가변 영역은 전기적 자극에 의해 투명도가 조정되는 스마트 윈도우 유리로 형성되거나, 투명 물체 표면에 스마트 윈도우 필름이 부착되어 형성될 수 있다.

상기 가변 영역은 동심원 형상으로 구획된 둘 이상의 분할 영역들로 구획되고, 각각의 분할 영역은 개별적인 전기적 자극에 의해 투과율이 개별적으로 조정될 수 있다.

상기 조리개부의 상측 표면 및 하측 표면 중 어느 하나의 평평한 표면은 적외선 차단 코팅 처리될 수 있다. 또한, 상기 조리개부의 상측 표면 및 하측 표면 중 다른 하나의 표면은 반사 방지(Anti-Reflective) 코팅 처리될 수 있다.

상기 몸체부는, 상기 이동 렌즈부가 체결되는 렌즈 캐리어; 오토포커싱 기능의 수행을 위해, 상기 고정 렌즈부에 수용된 렌즈에 대해 광축 방향으로 접근하거나 멀어지도록 상기 렌즈 캐리어를 이동시키는 AF 구동기; 및 상기 렌즈 캐리어를 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 OIS 구동기를 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 외부의 이물이 몸체부의 내부로 유입됨을 방지함으로써 이물에 의한 카메라 모듈의 불량 발생 요인을 차단하는 효과가 있다.

또한, 구비되는 렌즈들을 고정형 렌즈와 이동형 렌즈들로 구분하고, AF 구동기의 전자기력에 의해 이동형 렌즈들만 이동되도록 함으로써, 작은 AF 구동기에 의해서도 정밀한 오토포커싱 처리가 가능해지는 효과도 있다.

또한, 광량 조절을 위한 조리개의 장착에 따른 무게 증가를 최소화하고, 조리개를 구비하면서도 소형화된 크기를 유지하도록 하는 효과도 있다.

도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 AF 구동기가 적용된 카메라 모듈에서의 이물 유입 가능 경로를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 렌즈부, 조리개부와 몸체부 간의 결합 형태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개부의 형상과 동작 상태를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정 렌즈부, 조리개부와 몸체부 간의 결합 형태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조리개부의 형상과 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 카메라 모듈은 고정 렌즈부(110), 이동 렌즈부(120), 몸체부(20), 조리개부(140), 적외선 차단 필터(IR Filter)(30), 이미지 센서(40), 인쇄회로기판(50), 커넥터(60)를 포함한다.

고정 렌즈부(110)는 평판 형상으로 이루어지는 평판부와, 광 통과공을 형성하도록 평판부의 몸체 내에 형성된 홀더 구조의 홀딩부를 포함한다.

평판부와 홀딩부는 일체형으로 형성될 수도 있으나, 평판부의 몸체 내에 형성된 구멍에 홀더 구조의 홀딩부를 체결하여 형성될 수도 있다. 또한, 도 3에는 홀딩부의 둘레면의 미리 지정된 높이(예를 들어, 하측 단부 영역)에서 바깥쪽으로 연장되도록 평판부가 형성되어 홀딩부가 평판부로부터 돌출되어 형성된 경우가 예시되었으나, 평판부의 두께가 홀딩부의 높이와 일치하도록 형성될 수도 있음은 당연하다.

홀딩부에는 카메라 모듈에 구비되어야 하는 다수개의 렌즈들 중 하나 이상이 수용된다. 이하, 구분의 편의상 고정 렌즈부(110)의 홀딩부에 수용된 렌즈는 고정 렌즈라 칭하기로 한다.

고정 렌즈부(110)의 하측 표면에는 조리개부(140)가 고정 부착될 수 있다. 조리개부(140)는 고정 렌즈부(110) 및 후술되는 이동 렌즈부(120)에 각각 수용된 렌즈와, 후술되는 이미지 센서(40)에 광축 방향으로 정렬되도록 고정될 수 있다.

조리개부(140)는, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 중심부 영역에 원형 또는 다각형(예를 들어, 사각형, 육각형 등) 형상의 투명 영역(141), 투명 영역(141)의 둘레를 감싸도록 형성된 가변 영역(142)과, 가변 영역(142)의 둘레를 감싸도록 형성된 지지 영역(143)을 포함하여 형성될 수 있다.

즉, 조리개부(140)는 투명 영역(141), 가변 영역(142) 및 지지 영역(143)으로 구획된 분할 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 투명 영역(141)이 원형으로 형성되는 경우, 투명 영역(141)과 가변 영역(142)은 동일 평면상에서 투명 영역(141)의 중심점을 공유하는 동심원 형상으로 형성될 수 있다.

투명 영역(141)은 투명한 재질로 형성(예를 들어, 유리, 투명 플라스틱 등)되어 제한없이 빛을 통과시키는 영역이지만, 가변 영역(142)은 전원 인가 여부에 따라 가변적으로 빛을 통과시키거나 차단시키는 영역이다.

가변 영역(142)은 예를 들어 전기적 자극에 의해 투명도가 조정되는 능동형 스마트 윈도우(active smart window)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 영역(141)은 전원을 인가하지 않더라도 빛의 투과가 가능하도록 분산 입자 액정이 존재하지 않는 투명한 재질로 형성되지만, 투명 영역(141)의 둘레에 링 형상으로 형성되는 가변 영역(142)은 분산 입자 액정을 포함하여 전원 인가시 빛의 투과가 가능하도록 투명 상태로 변경되는 영역일 수 있다.

가변 영역(142)은 예를 들어, 고분자 분산형 액정 기술(Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC)이 적용될 수 있으며, 고분자 매트릭스 내에 고르게 분산된 마이크론 크기의 액정 입자들이 외부 전압에 의해 나열 방향이 변경되어 투명도가 조절되는 구조를 가질 수 있다. 이외에도, 가변 영역(142)이 인가되는 전압에 따라 투명도가 조정되도록 하는 구조는 다양할 수 있다.

가변 영역(142)은 전기적 자극에 의해 투명도가 조정되도록 미리 지정된 두께의 스마트 윈도우 유리로 제작될 수도 있으나, 전술한 동작이 수행되도록 하는 필름(예를 들어, 스마트 윈도우 필름)이 미리 지정된 두께의 투명 물체 표면에 부착되어 형성될 수도 있다.

가변 영역(142)의 투명도 조정을 위한 전원 인가 및 제어를 위해, 가변 영역(142)은 인쇄회로기판(50) 등과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 6의 (a)에 예시된 바와 같이, 가변 영역(142)에 전원이 인가되지 않아 가변 영역(142)이 불투명한 상태를 유지하면, 고정 렌즈부(110)를 통해 유입된 빛 중 일부가 투명 영역(141)만을 통해 이동 렌즈부(120)로 유입된다. 즉, 가변 영역(142)에 전원이 인가되지 않으면, 조리개부(140)는 상대적으로 작은 직경의 광 입사 통로를 형성한다.

이에 비해, 도 6의 (b)에 예시된 바와 같이, 가변 영역(142)에 전원이 인가되어 가변 영역(142)이 투명한 상태로 전환되면, 투명 영역(141)과 가변 영역(142)을 통해 이동 렌즈부(120)로 빛이 유입될 수 있다. 즉, 가변 영역(142)에 전원이 인가되면, 조리개부(140)는 상대적으로 큰 직경의 광 입사 통로를 형성한다.

조리개부(140)는 미리 설정된 제어 수단의 제어에 의한 전원 인가 여부로써, 촬영 환경에 따라 다양한 크기의 광 입사 통로를 형성하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (b)와 같이, 조리개에 전원이 인가되어 넓은 면적을 통해 빛이 유입되면 상대적으로 심도가 얄은 영상이 생성될 수 있을 것이다.

이와 같이, 광 입사 통로의 직경(즉, 크기)을 조정하여 광량을 조절하는 조리개부(140)가 전원 인가 여부로 제어되는 간단한 구조로 형성됨으로써, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 조리개의 장착에 따른 무게 증가를 최소화할 수 있고, 조리개를 구비하면서도 소형화된 크기를 유지할 수 있는 장점이 있다.

도 5 및 도 6에는 가변 영역(142)이 하나의 영역으로 형성되어 전체적으로 투과율이 조절되는 경우가 예시되었다. 그러나, 가변 영역(142)이 동심원 형상으로 구획된 다수개의 분할 영역들로 구획되고, 각각의 분할 영역에 대한 투과율이 개별적으로 제어되도록 함으로써, 광 입사 통로의 직경이 다양하게 조정되도록 구현될 수도 있음은 당연하다.

가변 영역(142)의 바깥쪽에는 지지 영역(143)이 배치되며, 지지 영역(143)은 조리개부(140)가 고정 렌즈부(110)의 하측 표면과 몸체부(20)의 상측 표면에 각각 부착되기 위한 영역일 수 있다.

조리개부(140)의 지지 영역(143)은 고정 렌즈부(110) 및 이동 렌즈부(120)에 각각 수용된 렌즈와, 이미지 센서(40)에 광축 방향으로 정렬되도록 위치되었을 때, 몸체부(20)의 상면에 형성된 틈새를 모두 덮는 크기와 형상으로 형성될 수 있다(도 2 및 도 5 참조).

즉, 조리개부(140)는 몸체부(20)의 상면에 존재하는 틈새가 외부로 노출되지 않는 배치 형상으로, 조리개부(140)의 하측 표면과 몸체부(20)의 상부 표면이 서로 접촉하도록 위치된다(도 5의 "A" 참조). 조리개부(140)와 몸체부(20)는 예를 들어 본딩 등의 방식으로 서로 고정 부착될 수 있다.

이때, 지지 영역(143)의 바깥쪽 둘레면 형상은 예를 들어, 몸체부(20)의 상면의 둘레면 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 또한, 도 3 내지 7에는 지지 영역(143)의 바깥쪽 둘레면 형상이 사각형인 경우가 예시되었으나, 그 형상이 이에 제한되지 않음은 당연하다.

조리개부(140)는 몸체부(20)의 상면에 형성된 틈새를 덮도록 몸체부(20)의 상면에 고정 배치되고, 또한 상측 표면에 고정 렌즈부(110)가 고정 부착됨으로써, 카메라 모듈의 내부로 이물이 유입됨을 방지하는 기능을 더 수행할 수 있다.

도 3 내지 도 6에는 육면체 형상의 조리개부(140)가 예시되었다. 물론, 조리개부(140)의 상측 표면과 하측 표면이 평평하게 형성되기만 하면, 그 형상이 육면체 형상으로 제한되지 않음은 당연하다.

조리개부(140)의 상측 표면 및 하측 표면 중 어느 하나의 표면은 카메라 모듈의 내부로 적외선 영역대의 빛 성분의 유입을 억제하기 위해 적외선 차단(IR) 코팅 처리될 수 있다. 조리개부(140)의 어느 하나의 표면이 적외선 코팅 처리됨으로써, 도 4에 예시된 바와 같이, 몸체부(20)의 베이스부의 중앙에 형성된 중공부를 폐쇄하도록 장착되는 적외선 차단 필터(30)는 생략될 수 있다.

이와 같이, 평평하게 형성된 조리개부(140)의 표면이 적외선 차단 코팅 처리됨으로써, 적외선 차단 필터(30)의 부착시 발생되는 부착 불량 사례가 방지될 뿐 아니라, 베이스부에서 적외선 차단 필터(30)를 장착하는 공정이 생략되어 카메라 모듈의 제조 공정이 간소화되는 장점이 있다.

또한, 조리개부(140)의 상측 표면 및 하측 표면 중 다른 하나의 표면은 조리개부(140)에서의 반사를 줄여 투과율을 높이기 위해, 반사 방지(Anti-Reflective, AR) 코팅 처리될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 이동 렌즈부(120)는 카메라 모듈에 구비되어야 하는 다수개의 렌즈들 중 나머지를 수용하는 홀더 구조의 렌즈 배럴일 수 있다. 이하, 구분의 편의상 이동 렌즈부(120)의 렌즈 배럴에 수용된 렌즈는 이동 렌즈라 칭하기로 한다.

이동 렌즈부(120)는 수용하는 이동 렌즈가 하부에 설치되는 이미지 센서(40)와 광축 방향을 따라 정렬되도록 몸체부(20)에 설치된다.

몸체부(20)는 액추에이터부와 베이스부를 포함할 수 있다. 여기서, 액추에이터부와 베이스부는 일체로 형성되거나, 별도로 형성되어 베이스부가 액추에이터의 하부에 체결될 수 있다.

액추에이터부는 이동 렌즈부(120)를 내부에 위치하도록 고정하고, 오토포커싱 처리를 위해 이동 렌즈부(120)를 광축 방향으로 이동시킨다. 도 5에 예시된 바와 같이, 액추에이터부는 이동 렌즈부(120)의 외부면에 결합되어 이동 렌즈부(120)를 고정하는 렌즈 캐리어(21)와 AF 구동기를 포함할 수 있다.

AF 구동기는, 렌즈 캐리어(21)의 외주면에 장착되는 코일(22)과, 코일(22)의 외측면과 대응되는 위치에 장착되는 마그네트(23)로 구성될 수 있고, 마그네트(23)는 요크부에 의해 위치 고정될 수 있다. 물론, 서로 대응되는 위치에 장착될 수 있다면, 코일(22)과 마그네트(23)의 부착 위치는 달라질 수도 있다.

코일(22)과 마그네트(23), 즉 AF 구동기에 의해 발생되는 전자기력의 크기는 주지의 물리 공식 F=nBil로 산출될 수 있다. 여기서, n은 코일(22)의 턴(turn) 수, B는 마그네트(23)의 자속 밀도, i는 코일(22)에 인가되는 전류량, l은 마그네트(23)의 자속 내에 위치하는 코일(22)의 길이를 의미한다.

최근 고화소 이미지 처리의 필요성이 증가하고 있으며, 이에 따라 렌즈의 수량, 크기와 무게, 렌즈부를 구성하는 부품의 수 등이 증가하고 있다. 이로 인해, 도 1을 참조하여 설명한 종래기술에 따른 카메라 모듈의 구조에 의할 때, AF 구동기는 증가된 무게의 렌즈부를 이동시키기 위해 보다 큰 전자기력을 발생시켜야만 한다.

그러나, 카메라 모듈의 소형화 및 절전 능력을 향상시키고자 하는 기술 개발 상황에서, 코일(22)의 턴수를 증가시키거나 마그네트(23)의 자속 밀도를 증가시키는 것은 카메라 모듈의 크기를 증가시키는 문제가 있어 적절하지 않다. 또한, 코일(22)에 인가하는 전류량을 증가시키는 것도 전력 소모를 가중하여 적절하지 않다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해, 본 실시예에 따른 카메라 모듈은 고화소 이미지 처리를 위해 구비하여야 하는 다수개의 렌즈 중 일부는 고정 렌즈부(110)에 배치하고, 나머지만 이동 렌즈부(120)에 배치하는 특징이 있다.

이를 통해, 액추에이터부에 구비된 AF 구동기가 오토포커싱 처리를 위해 광축 방향으로 이동시켜야 하는 대상을 이동 렌즈부(120)로 제한함으로써, AF 구동기가 적은 전자기력을 발생시키더라도 효과적으로 정밀한 오토포커싱 처리가 가능하도록 하는 장점이 있다.

도시되지는 않았으나, 이동 렌즈부(120)를 고정하는 액추에이터부의 렌즈 캐리어(21)는 손떨림 보정(Optical image stabilization, OIS) 기능을 위해 광축에 수직한 방향으로 이동 조작될 수 있다. 이를 위해, 마그네트 및 코일을 포함하는 OIS 구동기가 액추에이터부에 더 포함될 수 있다.

이동 렌즈부(120)를 수용하는 몸체부(20)의 상면에는 조리개부(140)와 고정 렌즈부(110)가 부착된다.

이때, 고정 렌즈부(110)와 이동 렌즈부(120) 각각에 구비된 렌즈들은 하부의 이미지 센서(40)와 광축 방향에서 정렬하도록 위치된다.

다시 도 3을 참조하면, 몸체부(20)의 베이스부에는 베이스부의 중앙에 형성된 중공부를 폐쇄하도록 적외선 차단 필터(30)가 장착된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상측 표면 및 하측 표면 중 어느 하나의 표면이 적외선 차단 코팅된 조리개부(140)로 구현되는 경우에는 베이스부에 적외선 차단 필터(30)의 장착은 생략될 수도 있다.

이미지 센서(40)는 고정 렌즈부(110) 및 이동 렌즈부(120) 각각에 수용된 렌즈와 광축 방향을 따라 정렬되도록 인쇄회로기판(50)의 메인 영역의 상측면에 실장되고, 베이스부는 이미지 센서(40)를 내부 공간에 수용하는 형상으로 인쇄회로기판(50)의 메인 영역에 결합된다.

인쇄회로기판(50)은 고정 렌즈부(110), 이동 렌즈부(120), 몸체부(20)와 이미지 센서(40)를 상측에 위치시키는 메인 영역과, 메인 영역과 전기적으로 연결되는 서브 영역을 포함한다. 서브 영역에는 예를 들어 카메라 모듈을 메인보드(도시되지 않음)와 전기적으로 연결하기 위한 커넥터(60)가 구비될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 나타낸 도면이다.

카메라 모듈의 제조를 위해, 우선 도 7의 (a)에 예시된 바와 같이, 이동 렌즈부(120)와 몸체부(20)가 체결되고, 몸체부(20)의 상면에는 조리개부(140)가 고정 부착된다.

이동 렌즈부(120)에는 카메라 모듈에 구비되어야 하는 렌즈들 중 일부의 렌즈가 수용될 수 있고, 몸체부(20)의 액츄에이터부에는 오토포커싱 처리를 위해 이동 렌즈부(120)를 광축 방향으로 이동시키기 위한 AF 구동기가 구비된다.

조리개부(140)는 고정 렌즈부(110) 및 이동 렌즈부(120)에 각각 수용된 렌즈와, 이미지 센서(40)에 광축 방향으로 정렬되도록 위치되었을 때, 몸체부(20)의 상면에 형성된 틈새를 모두 덮는 자세로 몸체부(20)의 상면에 고정된다.

여기서, 조리개부(140)의 상측 표면 및 하측 표면 중 어느 하나의 표면은 적외선 차단(IR) 코팅 처리될 수 있고, 조리개부(140)의 상측 표면 및 하측 표면 중 다른 하나의 표면은 반사 방지(Anti-Reflective, AR) 코팅 처리될 수 있다.

이어서, 도 7의 (b)에 예시된 바와 같이, 몸체부(20)의 상면에 부착된 조리개부(140)의 상측 표면에 하나 이상의 고정 렌즈가 수용된 고정 렌즈부(110)가 부착된다.

이후, 도 7의 (c)에 예시된 바와 같이, 이동 렌즈부(120)가 체결되고, 조리개부(140)가 부착된 몸체부(20)는 이미지 센서(40)가 실장된 인쇄회로기판(50)의 메인 영역에 장착된다. 이때, 이미지 센서(40)는 몸체부(20)의 베이스부의 내측 공간에 위치된다.

이때, 고정 렌즈부(110)와 이동 렌즈부(120) 각각에 수용된 렌즈와 이미지 센서(40)가 광축 방향에서 정렬되도록 배치됨은 당연하다.

이제까지, 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 카메라 모듈의 제조 공정을 설명하였다. 그러나, 카메라 모듈의 제조 공정이 이에 제한되지 않지 않음은 당연하다.

예를 들어, 몸체부(20)에 이동 렌즈부(120)가 체결되고, 이미지 센서(40)가 실장된 인쇄회로기판(50)의 메인 영역에 몸체부(20)가 장착된 후, 조리개부(140) 및 고정 렌즈부(110)가 부착되는 과정으로 수행될 수도 있다.

본 실시예에 따른 조리개를 구비한 카메라 모듈 및 그 제조 장법에 의하면, 이물 유입에 의한 카메라 모듈의 불량 발생 가능성을 제거할 수 있고, 구비된 렌즈들 중 일부의 렌즈만이 이동되도록 하여 작은 AF 구동기에 의해서도 정밀한 오토포커싱 처리가 가능하다.

또한, 광량 조절을 위한 조리개의 장착에 따른 무게 증가를 최소화하고, 조리개를 구비하면서도 소형화된 크기를 유지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 렌즈부 20 : 몸체부
21 : 렌즈 캐리어 22 : 코일
23 : 마그네트 30 : 적외선 차단 필터
40 : 이미지 센서 50 : 인쇄회로기판
60 : 커넥터 110 : 고정 렌즈부
120 : 이동 렌즈부 140 : 조리개부
141 : 관통 영역 142 : 가변 영역
143 : 지지 영역

Claims (7)

1. 하나 이상의 렌즈가 수용된 이동 렌즈부가 광축 방향으로 이동 가능하게 장착되는 몸체부;
   상기 몸체부의 상부 표면에 고정 부착되고, 상기 몸체부의 상면에 형성된 틈새를 모두 덮는 크기로 형성되는 조리개부; 및
   하나 이상의 렌즈가 수용되고, 상기 조리개부의 상부 표면에 고정 부착되는 고정 렌즈부를 포함하는 카메라 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 조리개부는 중심부 영역의 투명 영역, 상기 투명 영역의 둘레를 감싸도록 형성된 가변 영역 및 상기 가변 영역의 둘레를 감싸도록 형성된 지지 영역을 포함하되,
   상기 투명 영역이 원형으로 형성되는 경우, 상기 투명 영역과 상기 가변 영역 각각의 외곽선은 동일 평면상에서 상기 관통 영역의 중심점을 공유하는 동심원 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 조리개부의 광 입사 통로의 직경의 크기가 조정될 수 있도록, 상기 가변 영역은 전기적 자극에 의해 투명도가 조정되는 스마트 윈도우 유리로 형성되거나, 투명 물체 표면에 스마트 윈도우 필름이 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 가변 영역은 동심원 형상으로 구획된 둘 이상의 분할 영역들로 구획되고, 각각의 분할 영역은 개별적인 전기적 자극에 의해 투과율이 개별적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 조리개부의 상측 표면 및 하측 표면 중 어느 하나의 평평한 표면은 적외선 차단 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 조리개부의 상측 표면 및 하측 표면 중 다른 하나의 표면은 반사 방지(Anti-Reflective) 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는,
   상기 이동 렌즈부가 체결되는 렌즈 캐리어;
   오토포커싱 기능의 수행을 위해, 상기 고정 렌즈부에 수용된 렌즈에 대해 광축 방향으로 접근하거나 멀어지도록 상기 렌즈 캐리어를 이동시키는 AF 구동기; 및
   상기 렌즈 캐리어를 광축에 수직한 방향으로 이동시키는 OIS 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
   

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