KR20230101556A - 카메라 모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 렌즈의 열변형을 최소화하면서 동시에 렌즈 표면의 이슬 및 성에 발생을 예방할 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조 방법에 있어서, 렌즈 구조체 및 렌즈의 주변부를 가열하는 히터 구조체를 포함하고, 상기 히터 구조체는, 상기 렌즈의 일 측과 결합되는 커버부 및 상기 커버부와 상기 렌즈 구조체 사이에 배치되되 상기 렌즈의 방사상 외측에 위치되며 상기 렌즈의 주변부로 열에너지를 전달하는 발열층을 포함하는, 카메라 모듈 및 이의 제조 방법을 개시한다.

Description

카메라 모듈 및 이의 제조 방법{Camera module and manufacturing method of the same}

본 발명은 카메라 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 렌즈의 열변형을 최소화하면서 동시에 렌즈 표면의 이슬 및 성에 발생을 예방할 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

카메라 모듈이란, 이미지 센서를 활용하여 렌즈를 통해 들어오는 광신호를 전기 신호로 변환하고 이를 기기의 화면 등에 디스플레이 해주는 부품을 의미한다. 주로 CCTV, 휴대폰 등에 적용되는 것이 일반적이었으나, 그 적용 분야가 차량 등 다양한 분야로 계속하여 확대되고 있다.

이때, 차량 등에 장착되어 실외 환경에서 동작되는 카메라 모듈의 경우, 실외 환경에서도 카메라 모듈이 정상적으로 동작될 것이 요구된다.

카메라 모듈의 필수적 부품 중 하나인 렌즈는, 피사체 촬영을 위하여 외부로 노출되는 바 주위 환경에 민감하게 영향을 받는다. 특히 동절기의 경우, 주위 온도가 이슬점 이하로 내려가면 렌즈 표면에 이슬이 맺히는 결로 현상이 발생될 수 있다. 더 나아가, 주위 온도가 빙점 이하로 내려가면 렌즈 표면에 성에가 발생될 수 있다.

렌즈로 입사되는 광파는 렌즈 표면의 이슬 또는 성에에 의하여 그 입사가 방해될 수 있다. 이에 따라, 카메라 모듈의 촬영 이미지가 왜곡될 수 있으며, 카메라 모듈의 전체 성능 저하를 유발할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 일반적으로 카메라 모듈에는 렌즈의 보온을 위한 추가적인 히터가 부착되는 것이 일반적이다. 다만, 렌즈가 히터에 의하여 가열되면, 렌즈의 열변형에 의하여 해상력 저하 또는 광학 특성의 변화가 발생될 수 있다.

따라서, 렌즈의 열변형을 최소화하면서 동시에 렌즈 표면의 이슬 및 성에 발생을 예방할 수 있는 카메라 모듈의 개발이 요구될 것이다.

한국등록특허공보 제10-2200673호는 감시 카메라의 히터 구동 장치를 개시한다. 구체적으로, 제한된 소비 전력 범위 내에서 감시 카메라의 히터를 효율적으로 구동할 수 있는 히터 구동 장치를 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 감시 카메라는 히터의 구체적인 형상 및 구조를 개시하지 않고, 렌즈의 열변형에 대한 해결책 또한 개시하지 않는다.

한국공개특허공보 제10-2018-0006045호는 렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 개시한다. 구체적으로, 히터가 과열되는 것을 방지할 수 있는 렌즈 어셈블리 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 개시한다.

그런데, 이러한 유형의 렌즈 어셈블리는 렌즈가 히터에 둘러싸이도록 배치되어 직접적으로 가열되는 바, 렌즈의 열변형에 의한 해상력 저하 또는 광학 특성 변화가 발생될 수 있다.

한국등록특허공보 제10-2200673호 (2021.01.12.) 한국공개특허공보 제10-2018-0006045호 (2018.01.17.)

본 발명의 일 목적은, 렌즈의 열변형을 최소화하면서 동시에 렌즈 표면의 이슬 및 성에 발생을 예방할 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 내부 온도의 과도한 상승이 방지될 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 렌즈 표면의 물기가 용이하게 제거될 수 있는 카메라 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 다양한 구조의 렌즈 구조체에 용이하게 적용될 수 있는 히터 구조체를 구비하는 카메라 모듈 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 모듈은, 피사체로부터 반사된 빛을 굴절시키는 렌즈를 포함하는 렌즈 구조체; 및 상기 렌즈의 주변부를 가열하는 히터 구조체를 포함하고, 상기 히터 구조체는, 빛의 입사 방향을 기준으로 상기 렌즈의 전방 측과 결합되는 커버부; 및 상기 렌즈의 외주와 대응되는 고리 형상으로 형성되고, 상기 커버부와 상기 렌즈 구조체 사이에 배치되되 상기 렌즈의 방사상 외측에 위치되며, 상기 렌즈의 주변부로 열에너지를 전달하는 발열층을 포함한다.

또한, 상기 히터 구조체는, 상기 커버부와 상기 발열층 사이에 배치되고, 상기 피사체로부터 반사된 빛을 투과시키는 유리층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 유리층은, 기 설정된 파장 범위 내의 광파를 선택적으로 투과시킬 수 있다.

또한, 상기 발열층은, 전기적 에너지를 열에너지로 변환하는 발열체; 및 상기 발열체로 전기적 에너지를 전달하는 버스 바(bus bar)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 발열체는, PTC 잉크가 프린팅되어 제조될 수 있다.

또한, 상기 발열체는, 최대 상승 온도가 60℃ 이상 80℃ 이하인 소자로 형성될 수 있다.

또한, 상기 커버부는, 일 방향으로 연장되는 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부 내부에 상기 렌즈가 삽입되는 베이스부; 및 상기 돌출부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 돌출부의 외주를 감싸도록 배치되되, 그 내주면이 상기 돌출부의 외주면과 일정 공간을 사이에 두고 결합되는 캡을 포함할 수 있다.

또한, 상기 히터 구조체는, 상기 베이스부와 상기 캡 사이 공간에 인서트(insert) 사출되어 형성되는 유리층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 히터 구조체는, 상기 히터 구조체의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 측정 결과가 기 설정된 온도를 초과하는 경우, 상기 발열층의 작동을 정지시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 기 설정된 온도는 60℃ 이상 80℃ 이하일 수 있다.

또한, 상기 렌즈는, 표면에 발수 코팅층이 형성될 수 있다.

또한, 상기 렌즈는, 표면에 AR(Anti Reflection) 코팅층이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은, (a) 상기 유리층이 상기 히터 구조체의 상기 커버부 내부에 인서트(insert) 사출되어 성형되는 단계; (b) 상기 유리층의 일 측에 상기 발열층이 고정되는 단계; 및 (c) 상기 히터 구조체와 하우징이 상기 렌즈 구조체를 사이에 두고 결합되는 단계를 포함하는, 카메라 모듈의 제조 방법을 제공한다.

또한, 상기 (a) 단계 이전, (a0) 상기 베이스부의 상기 돌출부가 상기 캡의 내주면과 일정 공간을 사이에 두고 상기 캡과 결합되는 단계가 수행될 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계 이전, (b0) 상기 발열층의 적어도 일 부분에 PTC 잉크가 프린팅되는 단계가 수행될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계 이전, (c0) 상기 렌즈 표면에 발수 코팅층이 형성되는 단계가 수행될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 히터 구조체와 상기 하우징이 레이저 용접 공정에 의하여 결합되는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 효과 중, 상술한 해결 수단을 통해 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.

먼저, 카메라 모듈은 렌즈 구조체 및 렌즈의 주변부를 가열하는 히터 구조체를 포함한다. 히터 구조체는 렌즈의 방사상 외측에 위치되어 렌즈의 주변부로 열에너지를 전달하는 발열층을 포함한다.

따라서, 히터 구조체는 렌즈의 온도가 이슬점 이하로 저하되는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 히터 구조체는 렌즈에 직접적으로 열을 가하지 않고 주변부로 열에너지를 전달하는 바, 렌즈의 열변형을 최소화할 수 있다. 결과적으로, 렌즈 표면의 이슬 및 성에 발생을 예방하고 렌즈의 해상력 저하 및 광학 특성 변화를 예방할 수 있다.

또한, 히터 구조체는 온도 센서 및 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 온도 센서의 측정 결과가 기 설정된 온도를 초과하는 경우 발열층의 작동을 정지시킬 수 있다.

이에 따라, 렌즈 구조체를 포함한 카메라 모듈 내부 온도가 과도하게 상승되지 않고, 기 설정된 온도 이하로 유지될 수 있다.

또한, 렌즈는 표면에 발수 코팅층 또는 AR(Anti Reflection) 코팅층이 형성될 수 있다.

따라서, 렌즈 표면에 부착된 물방울이 퍼지거나 번지지 않고 렌즈 표면을 따라 흘러내리며 제거될 수 있다. 즉, 렌즈 표면의 물기가 용이하게 제거될 수 있다. 더 나아가, 카메라 모듈의 시야 확보에 대한 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.

또한, 히터 구조체는 발열층을 사이에 두고 렌즈와 결합되는 커버부를 포함한다. 커버부는 베이스부 및 베이스부와 일정 공간을 사이에 두고 결합되는 캡을 포함한다. 이때, 상기 일정 공간에는 유리층이 인서트(insert) 사출되어 형성된다.

따라서, 발열층, 유리층 및 커버부가 모듈화된 히터 구조체가 형성될 수 있다. 이에 따라, 히터 구조체가 다양한 구조의 렌즈 구조체에 용이하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈을 도시하는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 카메라 모듈에 구비되는 히터 구조체를 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 4의 히터 구조체를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4의 히터 구조체를 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 4의 히터 구조체에 구비되는 발열층을 도시하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 제조 방법을 도시하는 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈(1) 및 이의 제조 방법을 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시 예라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르기 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)에 대하여 설명한다.

카메라 모듈(1)은 광신호를 수신하고 이를 전기 신호로 변환하여 기기의 화면 등에 디스플레이 되도록 한다.

도시된 실시 예에서, 카메라 모듈(1)은 하우징(10), PCB(20), 렌즈 구조체(30), 결합 부재(40) 및 히터 구조체(50)를 포함한다.

하우징(10)은 카메라 모듈(1)의 좌우 및 상하 측면과 후방 측면의 외관을 형성한다.

하우징(10)은 내부에 다양한 구성 요소들이 수용될 수 있는 공간이 형성된다. 이에 따라, 상기 구성 요소들은 하우징(10)에 의하여 하우징(10) 외부와 물리적으로 분리될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 하우징(10)은 전방 측으로 개구된 직육면체 형상으로 형성된다. 다만, 하우징(10)은 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(10)은 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.

하우징(10)은 내구성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(10)은 PBT(Polybutylene Terephthalate, 폴리부틸렌테레프탈레이트) 소재로 형성될 수 있다.

하우징(10)의 일 부분에는 커넥터 관통구(110)가 형성된다.

커넥터 관통구(110)는 후술하는 PCB(20)의 커넥터(210)가 삽입되는 공간을 제공한다.

도시된 실시 예에서, 커넥터 관통구(110)는 하우징(10)의 후방 측면으로부터 후방 측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 다만, 커넥터 관통구(110)는 도시된 형상에 한정되지 않고, 커넥터(210)가 삽입될 수 있는 공간을 제공하는 다양한 구조로 형성될 수 있다.

하우징(10)의 내부에는 PCB(20), 렌즈 구조체(30) 및 결합 부재(40)를 포함한 다양한 구성 요소들이 수용된다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 PCB(20), 렌즈 구조체(30) 및 결합 부재(40)에 대하여 설명한다.

PCB(Printed Circuit Board, 인쇄 회로 기판)(20)는 카메라 모듈(1) 내부로 입사되는 광신호를 전기 신호로 변환한다. PCB(20)의 일 측에는 외부 기기와 전기적 신호를 주고받는 커넥터(210)가 형성된다.

커넥터(210)는 PCB(20)와 외부 기기 간 전기적 신호의 통로로서 기능한다.

커넥터(210)는 하우징(10)의 커넥터 관통구(110)에 삽입 결합된다. 이에 따라, 커넥터(210)의 외주와 커넥터 관통구(110)의 내주는 서로 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

도시된 실시 예에서, 커넥터(210)는 PCB(20)의 후방 측면으로부터 후방 측으로 연장되어 형성된다. 다만, 커넥터(210)는 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 구조로 형성될 수 있다.

커넥터(210) 외주와 커넥터 관통구(110) 내주 사이에는 오링(O-ring)(220)이 배치될 수 있다.

오링(220)은 커넥터(210)와 커넥터 관통구(110) 사이의 간극을 차단한다.

오링(220)은 커넥터(210)의 방사상 외측에 위치되되, 커넥터 관통구(110)의 방사상 내측에 위치된다. 즉, 오링(220)은 커넥터(210)와 커넥터 관통구(110) 사이에 위치된다.

오링(220)은 고리 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 오링(220)의 내경은 커넥터(210)의 외경과 동일하게 형성되고, 외경은 커넥터 관통구(110)의 내경과 동일하게 형성된다.

오링(220)은 고탄성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 오링(220)은 합성 고무 수지로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 오링(220)은 실리콘 소재로 형성될 수 있다.

PCB(20)로 입사되는 광신호는 렌즈 구조체(30)를 통과한 이후 PCB(20)에 도달한다.

렌즈 구조체(30)는 피사체로부터 반사된 빛을 굴절시키며 PCB(20)에 도달될 수 있도록 안내한다.

렌즈 구조체(30)는 하우징(10) 내부 공간에 수용된다. 또한, 렌즈 구조체(30)는 PCB(20)에 대하여 빛의 입사 방향을 기준으로 전방 측에 위치된다.

도시된 실시 예에서, 렌즈 구조체(30)는 배럴(310) 및 렌즈(320)를 포함한다.

배럴(barrel)(310)은 후술하는 렌즈(320)를 고정하고, 렌즈(320)로 입사되는 광파의 통로를 제공한다. 이를 위하여, 배럴(310) 내부에는 공동이 형성된다.

배럴(310)은 빛의 입사 방향을 기준으로 렌즈 구조체(30)의 후방 측에 위치된다. 배럴(310)의 전방 측에는 렌즈(320)가 배치된다.

렌즈(320)는 피사체로부터 반사된 빛을 굴절시키며 통과시킨다.

렌즈(320)는 배럴(310)의 전방 측에 위치되어, 배럴(310) 내부의 공동으로 굴절된 빛을 전달한다. 배럴(310) 내부 공동을 통과한 빛은 최종적으로 PCB(20)에 도달된다.

렌즈(320)는 양면이 볼록하게 또는 오목하게 만곡된 판 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 렌즈(320)는 그 외주가 배럴(310)의 내주와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

렌즈(320)는 투광도가 높은 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(320)는 유리 소재로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 렌즈(320)는 표면에 AR(Anti Reflection) 코팅층이 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 렌즈(320)는 발수 코팅층이 형성될 수 있다.

상기 실시 예에서, 렌즈(320)는 그 표면에 부착된 물방울이 퍼지거나 번지지 않고 표면을 따라 흘러내리며 제거될 수 있다. 즉, 렌즈(320) 표면의 물기가 용이하게 제거될 수 있다. 더 나아가, 카메라 모듈(1)의 시야 확보에 대한 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.

렌즈 구조체(30)는 결합 부재(40)에 의하여 PCB(20) 및 후술하는 히터 구조체(50)에 결합될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 결합 부재(40)는 하우징(10) 및 PCB(20)에 각각 관통 결합되어, 하우징(10)과 PCB(20)를 서로 연결한다. 또한, 결합 부재(40)는 렌즈 구조체(30)와 히터 구조체(50)에 각각 관통 결합되어, 렌즈 구조체(30)와 히터 구조체(50)를 서로 연결한다.

일 실시 예에서, 결합 부재(40)는 스크류 구조로 형성되어, 하우징(10), PCB(20), 렌즈 구조체(30) 및 히터 구조체(50)를 스크류 결합 방식으로 연결할 수 있다.

렌즈 구조체(30)는 히터 구조체(50)로부터 열에너지를 전달받는다.

히터 구조체(50)는 렌즈(320)의 주변부를 가열함으로써, 렌즈(320)의 온도가 일정 수준 미만으로 감소되지 않도록 한다.

히터 구조체(50)는 카메라 모듈(1)의 전방 측 외관을 형성한다.

히터 구조체(50)는 빛의 입사 방향을 기준으로 하우징(10)의 전방 측에 결합된다. 이때, 히터 구조체(50)는 렌즈 구조체(30)를 사이에 두고 하우징(10)과 결합된다. 일 실시 예에서, 히터 구조체(50)는 레이저 용접 공정에 의하여 하우징(10)과 결합된다.

히터 구조체(50)는 빛의 입사 방향을 기준으로 렌즈 구조체(30)의 전방 측에 위치되되, 렌즈(320)를 둘러싸도록 배치된다.

이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 히터 구조체(50)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예에서, 히터 구조체(50)는 전원(510), 제어부(530), 온도 센서(520), 직렬 변환기(540), 커버부(550), 유리층(560) 및 발열층(570)을 포함한다.

전원(510)은 히터 구조체(50)의 전력을 공급한다. 전원(510)은 후술하는 발열층(570)과 전기적으로 연결되어, 발열층(570)으로 전기적 에너지를 전달한다.

일 실시 예에서, 전원(510)은 카메라 모듈(1) 외부에 위치되는 발전기일 수 있다. 다른 실시 예에서, 전원(510)은 카메라 모듈(1) 내부에 위치되는 배터리일 수 있다.

온도 센서(520)는 카메라 모듈(1) 내 온도를 측정한다. 일 실시 예에서, 온도 센서(520)는 히터 구조체(50)의 온도를 측정한다. 온도 센서(520)는 상기 측정 결과를 제어부(530)로 송신한다.

제어부(530)는 후술하는 발열층(570)의 시동 및 정지를 제어한다.

일 실시 예에서, 제어부(530)는 온도 센서(520)의 측정 결과를 토대로 발열층(570)의 시동 및 정지를 제어할 수 있다. 상기 실시 예에서, 제어부(530)는 온도 센서(520)와 전기적으로 연결되어 온도 센서(520)로부터 측정 결과를 수신한다.

또한, 제어부(530)는 온도 센서(520)의 측정 결과가 기 설정된 온도를 초과하는 경우, 발열층(570)의 작동을 정지시킬 수 있다. 상기 기 설정된 온도는 60℃ 이상 80℃ 이하인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 자유로이 설정될 수 있다.

따라서, 히터 구조체(50)에 의하여 가열되는 렌즈 구조체(30) 및 이를 포함한 카메라 모듈(1) 내부 온도가 과도하게 상승되지 않고, 기 설정된 온도 이하로 유지될 수 있다.

제어부(530)는 발열층(570)의 시동 및 정지에 관한 정보를 직렬 변환기(540)로 송신한다.

직렬 변환기(540)는 제어부(530)로부터 복수 개의 요소를 병렬 신호로 수신하고, 이를 직렬 신호로 변환하여 발열층(570)으로 전달한다. 이를 위하여, 직렬 변환기(540)는 제어부(530) 및 발열층(570)에 각각 전기적으로 연결된다.

이하에서는, 도 4 내지 도 5를 참조하여 히터 구조체(50)의 커버부(550), 유리층(560) 및 발열층(570)에 대하여 설명한다.

커버부(550)는 히터 구조체(50)의 외관을 형성한다.

커버부(550)는 빛의 입사 방향을 기준으로 하우징(10), PCB(20) 및 렌즈 구조체(30)의 일 측과 결합된다. 이때, 커버부(550)는 렌즈(320)의 외주를 감싸도록 배치된다.

커버부(550) 내부에는 렌즈(320)가 삽입될 수 있는 공간이 형성된다. 일 실시 예에서, 커버부(550)는 렌즈 구조체(30)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

커버부(550)는 내구성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 커버부(550)는 PBT 소재로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 커버부(550)는 베이스부(551), 캡(552) 및 유리층 삽입부(553)를 포함한다.

베이스부(551)는 빛의 입사 방향을 기준으로 커버부(550)의 후방 측 외관을 형성한다.

베이스부(551)는 렌즈 구조체(30)의 전방 측과 직접적으로 결합된다.

베이스부(551)의 일 측에는 돌출부(551a)가 형성된다.

돌출부(551a)는 일 방향으로 연장되되, 내부에 렌즈(320)가 삽입되는 공동이 형성된다. 일 실시 예에서, 상기 공동은 렌즈 구조체(30)의 배럴(310) 외주와 대응되는 형상으로 형성된다.

돌출부(551a)는 캡(552)에 삽입 결합된다.

캡(552)은 돌출부(551a)의 외주를 감싸도록 배치된다. 도시된 실시 예에서, 캡(552)은 돌출부(551a)와 빛의 입사 방향으로 중첩되도록 배치된다.

캡(552)은 일 방향으로 연장되는 기둥 형상으로 형성된다. 이때, 캡(552)은 베이스부(551)를 향하는 방향으로 개구되어, 내부에 돌출부(551a)를 수용한다. 일 실시 예에서, 캡(552)은 돌출부(551a)의 외주와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

캡(552)은 그 내주면이 돌출부(551a)의 외주면과 일정 공간을 사이에 두고 결합된다.

캡(552)은 그 일 부분에 통공(552a)이 형성된다. 통공(552a)은 피사체로부터 반사되어 렌즈(320)를 향하는 빛의 통로를 제공한다. 이를 위하여, 통공(552a)은 렌즈(320)와 빛의 입사 방향으로 중첩되도록 배치된다. 도시된 실시 예에서, 통공(552a)은 캡(552)의 중심부에 관통 형성된다.

베이스부(551)와 캡(552) 사이에는 유리층 삽입부(553)가 형성된다. 유리층 삽입부(553)는 돌출부(551a)의 전방 측면과 캡(552)의 내주면 사이 공간에 형성된다. 유리층 삽입부(553)는 유리층(560)의 설치 공간을 제공한다.

유리층(560)은 커버부(550)의 통공(552a)을 통과한 빛을 투과시키고, 빛이 렌즈(320)에 도달될 수 있도록 한다. 즉, 피사체에서 반사된 빛은 커버부(550)의 통공(552a), 유리층(560) 및 렌즈(320)를 순차적으로 통과한다.

일 실시 예에서, 유리층(560)은 기 설정된 파장 범위 내의 광파만을 선택적으로 투과할 수 있다. 상기 기 설정된 파장 범위는 카메라 모듈(1)의 기능 및 목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

유리층(560)은 커버부(550)의 내부 공간에 배치된다. 구체적으로, 유리층(560)은 커버부(550)의 유리층 삽입부(553)에 위치된다.

일 실시 예에서, 유리층(560)은 유리층 삽입부(553)에 인서트(insert) 사출되어 형성될 수 있다. 따라서, 커버부(550) 및 유리층(560)이 모듈화된 히터 구조체(50)가 형성될 수 있다.

또한, 유리층(560)은 커버부(550)의 내주면과 후술하는 발열층(570) 사이에 배치된다. 이때, 유리층(560)은 렌즈(320) 및 커버부(550)의 통공(552a)과 빛의 입사 방향으로 중첩되도록 배치된다.

유리층(560)은 유리층 삽입부(553)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 유리층(560)은 원판 형상으로 형성된다.

유리층(560)은 유리 등 투광도가 높은 소재로 형성될 수 있다.

유리층(560)의 일 측에는 발열층(570)이 결합된다.

이하에서는, 도 5 내지 도 6을 참조하여 발열층(570)에 대하여 설명한다.

발열층(570)은 렌즈(320)의 주변부를 가열한다. 이에 따라, 히터 구조체(50)는 렌즈(320)의 온도가 이슬점 이하로 저하되는 것을 방지할 수 있다.

발열층(570)은 전원(510)으로부터 전기적 에너지를 전달받고, 이를 열에너지로 변환하여 렌즈(320)의 주변부로 방출한다. 도시된 실시 예에서, 발열층(570)은 전원 연결선(511)에 의하여 전원(510)과 통전 가능하게 결합된다.

발열층(570)은 커버부(550)와 렌즈 구조체(30) 사이에 배치되되, 렌즈(320)의 방사상 외측에 위치된다. 이에 따라, 발열층(570)은 렌즈(320)에 직접적으로 열을 가하지 않고, 렌즈(320)의 주변부로 열에너지를 전달할 수 있다. 따라서, 렌즈(320) 표면의 이슬 및 성에 발생이 예방됨과 동시에, 렌즈(320)의 열변형이 최소화될 수 있다.

또한, 발열층(570)은 빛의 입사 방향을 기준으로 유리층(560)의 후방 측에 고정된다.

발열층(570)은 렌즈(320)의 외주와 대응되는 고리 형상으로 형성된다. 도시된 실시 예에서, 발열층(570)은 원형 고리 형상으로 형성된다.

일 실시 예에서, 발열층(570)은 플렉시블(flexible) 소재로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 발열층(570)은 버스 바(571) 및 발열체(572)를 포함한다.

버스 바(bus bar)(571)는 전원(510)과 직접적으로 연결되어, 전원(510)으로부터 전기적 에너지를 공급받는다. 이를 위하여, 버스 바(571)는 전원(510)과 통전 가능하게 연결된다.

또한, 버스 바(571)는 제어부(530)와 전기적으로 연결되어, 발열층(570)의 시동 및 정지에 대한 정보를 수신한다.

버스 바(571)는 제어부(530)로부터 수신한 신호를 토대로, 전원(510)으로부터 공급받은 전기적 에너지를 발열체(572)로 전달한다.

발열체(572)는 발열층(570)에서 직접적으로 열을 발생시키고 방출하는 부분이다.

발열체(572)는 버스 바(571)와 전기적으로 연결되어, 버스 바(571)로부터 전기적 에너지를 전달받는다. 즉, 발열체(572)는 버스 바(571)를 통하여 전원(510)에서 공급된 전기적 에너지를 전달받을 수 있다.

발열체(572)는 전달받은 전기적 에너지를 열에너지로 변환하고, 이를 렌즈(320)의 주변부로 방출한다. 이에 따라, 렌즈(320)는 상기 열에너지에 의하여 가열될 수 있다.

발열체(572)는 복수 개 구비될 수 있다.

일 실시 예에서, 발열체(572)는 발열층(570)의 적어도 일 부분에 PTC 잉크가 프린팅되어 제조될 수 있다. 이에 따라, 발열층(570)이 플렉시블한 구조로 형성될 수 있다.

또한, 발열체(572)는 최대 상승 온도가 60℃ 이상 80℃ 이하인 소자로 형성될 수 있다. 따라서, 발열체(572)를 포함한 발열층(570)의 과열이 방지될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈(1)의 제조 방법은, 베이스부(551)의 돌출부(551a)가 캡(552)의 내주면과 일정 공간을 사이에 두고 캡(552)과 결합되는 단계(S100), 유리층(560)이 히터 구조체(50)의 커버부(550) 내부에 인서트(insert) 사출되어 성형되는 단계(S200), 발열층(570)의 적어도 일 부분에 PTC 잉크가 프린팅되는 단계(S300), 유리층(560)의 일 측에 발열층(570)이 고정되는 단계(S400), 렌즈(320) 표면에 발수 코팅층이 형성되는 단계(S500) 및 히터 구조체(50)와 하우징(10)이 렌즈 구조체(30)를 사이에 두고 결합되는 단계(S600)를 포함한다.

우선, 베이스부(551)의 돌출부(551a)가 캡(552)의 내주면과 일정 공간을 사이에 두고 캡(552)과 결합되는 단계(S100)에 대하여 설명한다.

히터 구조체(50)의 커버부(550)는 베이스부(551)와 캡(552)이 결합되어 형성된다. 캡(552)의 내부에는 베이스부(551)의 돌출부(551a)가 삽입되는 공간이 형성된다. 베이스부(551)의 돌출부(551a)는 캡(552)의 내부에 삽입되되, 캡(552)의 내주면과 일정 공간을 사이에 두고 결합된다.

다음으로, 유리층(560)이 히터 구조체(50)의 커버부(550) 내부에 인서트 사출되어 성형되는 단계(S200)가 수행된다.

전술한 바와 같이, 베이스부(551)의 돌출부(551a)와 캡(552)의 내주면 사이에는 유리층 삽입부(553)가 형성된다. 유리층(560)은 용해된 상태로 유리층 삽입부(553)에 인서트 사출됨으로써 성형된다.

이후, 유리층(560)의 일 측은 발열층(570)과 결합된다. 다만, 유리층(560)과 발열층(570)의 결합 전에 발열층(570)의 적어도 일 부분에 PTC 잉크가 프린팅되는 단계(S300)가 수행될 수 있다.

발열층(570)은 전기적 에너지를 열에너지로 변환하는 발열체(572)를 구비한다. 이때, 발열체(572)는 PTC 잉크가 프린팅되어 제조될 수 있다. 상기 과정에서 발열층(570)은 플렉시블한 구조로 형성될 수 있다.

유리층(560)이 히터 구조체(50)의 커버부(550) 내부에 인서트 사출되어 성형되는 단계(S200)와 유리층(560)과 발열층(570)의 결합 전에 발열층(570)의 적어도 일 부분에 PTC 잉크가 프린팅되는 단계(S300)가 모두 종료되면, 유리층(560)의 일 측에 발열층(570)이 고정되는 단계(S400)가 수행될 수 있다.

발열층(570)은 커버부(550)와 렌즈 구조체(30) 사이에 설치된다. 이때, 발열층(570)은 유리층(560)의 일 측에 고정된다. 구체적으로, 발열층(570)은 빛의 입사 방향을 기준으로 유리층(560)의 후방 측에 고정된다.

전술한 바와 같이, 유리층(560)의 인서트 사출 공정에 의하여 유리층(560)과 커버부(550)는 묘듈화될 수 있다. 이러한 점을 고려하면, 발열층(570), 유리층(560) 및 커버부(550)가 모두 모듈화된 히터 구조체(50)의 제조가 가능하다.

상기 과정이 종료되면, 히터 구조체(50)의 제조가 완료된다. 이후, 히터 구조체(50)와 하우징(10)이 렌즈 구조체(30)를 사이에 두고 결합되는 단계(S600)가 수행됨으로써, 카메라 모듈(1)이 완성된다. 다만, 이에 앞서 렌즈(320) 표면에 발수 코팅층이 형성되는 단계(S500)가 수행될 수 있다.

일 실시 예에서, 히터 구조체(50)와 하우징(10)이 렌즈 구조체(30)를 사이에 두고 결합되는 단계(S600)는 히터 구조체(50)와 하우징(10)이 레이저 용접 공정에 의하여 결합되는 단계(S610)를 포함할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명된 실시 예들의 구성에 한정되는 것이 아니다.

또한, 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

더 나아가, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

1: 카메라 모듈
10: 하우징
110: 커넥터 관통구
20: PCB(Printed Circuit Board, 인쇄 회로 기판)
210: 커넥터
220: 오링(O-ring)
30: 렌즈 구조체
310: 배럴(barrel)
320: 렌즈
40: 결합 부재
50: 히터 구조체
510: 전원
511: 전원 연결선
520: 온도 센서
530: 제어부
540: 직렬 변환기
550: 커버부
551: 베이스부
551a: 돌출부
552: 캡
552a: 통공
553: 유리층 삽입부
560: 유리층
570: 발열층
571: 버스 바(bus bar)
572: 발열체

Claims (17)

1. 피사체로부터 반사된 빛을 굴절시키는 렌즈를 포함하는 렌즈 구조체; 및
   상기 렌즈의 주변부를 가열하는 히터 구조체를 포함하고,
   상기 히터 구조체는,
   빛의 입사 방향을 기준으로 상기 렌즈의 전방 측과 결합되는 커버부; 및
   상기 렌즈의 외주와 대응되는 고리 형상으로 형성되고, 상기 커버부와 상기 렌즈 구조체 사이에 배치되되 상기 렌즈의 방사상 외측에 위치되며, 상기 렌즈의 주변부로 열에너지를 전달하는 발열층을 포함하는,
   카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 히터 구조체는,
   상기 커버부와 상기 발열층 사이에 배치되고, 상기 피사체로부터 반사된 빛을 투과시키는 유리층을 더 포함하는,
   카메라 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 유리층은,
   기 설정된 파장 범위 내의 광파를 선택적으로 투과시키는,
   카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 발열층은,
   전기적 에너지를 열에너지로 변환하는 발열체; 및
   상기 발열체로 전기적 에너지를 전달하는 버스 바(bus bar)를 포함하는,
   카메라 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 발열체는,
   PTC 잉크가 프린팅되어 제조되는,
   카메라 모듈.
6. 제5항에 있어서,
   상기 발열체는,
   최대 상승 온도가 60℃ 이상 80℃ 이하인 소자로 형성되는,
   카메라 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 커버부는,
   일 방향으로 연장되는 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부 내부에 상기 렌즈가 삽입되는 베이스부; 및
   상기 돌출부의 외주와 대응되는 형상으로 형성되고, 상기 돌출부의 외주를 감싸도록 배치되되, 그 내주면이 상기 돌출부의 외주면과 일정 공간을 사이에 두고 결합되는 캡을 포함하는,
   카메라 모듈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 히터 구조체는,
   상기 베이스부와 상기 캡 사이 공간에 인서트(insert) 사출되어 형성되는 유리층을 더 포함하는,
   카메라 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 히터 구조체는,
   상기 히터 구조체의 온도를 측정하는 온도 센서; 및
   상기 온도 센서의 측정 결과가 기 설정된 온도를 초과하는 경우, 상기 발열층의 작동을 정지시키는 제어부를 더 포함하는,
   카메라 모듈.
10. 제9항에 있어서,
    상기 기 설정된 온도는 60℃ 이상 80℃ 이하인,
    카메라 모듈.
11. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    표면에 발수 코팅층이 형성되는,
    카메라 모듈.
12. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는,
    표면에 AR(Anti Reflection) 코팅층이 형성되는,
    카메라 모듈.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 카메라 모듈의 제조 방법으로서,
    (a) 상기 유리층이 상기 히터 구조체의 상기 커버부 내부에 인서트(insert) 사출되어 성형되는 단계;
    (b) 상기 유리층의 일 측에 상기 발열층이 고정되는 단계; 및
    (c) 상기 히터 구조체와 하우징이 상기 렌즈 구조체를 사이에 두고 결합되는 단계를 포함하는,
    카메라 모듈의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전,
    (a0) 상기 베이스부의 상기 돌출부가 상기 캡의 내주면과 일정 공간을 사이에 두고 상기 캡과 결합되는 단계가 수행되는,
    카메라 모듈의 제조 방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전,
    (b0) 상기 발열층의 적어도 일 부분에 PTC 잉크가 프린팅되는 단계가 수행되는,
    카메라 모듈의 제조 방법.
16. 제13항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이전,
    (c0) 상기 렌즈 표면에 발수 코팅층이 형성되는 단계가 수행되는,
    카메라 모듈의 제조 방법.
17. 제13항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 히터 구조체와 상기 하우징이 레이저 용접 공정에 의하여 결합되는 단계를 포함하는,
    카메라 모듈의 제조 방법.

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