KR100838754B1 - 카메라 모듈의 리테이너 고정 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 장착되는 리테이너의 고정 구조에 관한 것이다.

원통형 몸체가 일체로 형성된 하우징; 상기 하우징의 하부에 밀착 결합되며, 중앙부에 이미지센서가 실장된 인쇄회로기판; 상기 하우징의 원통형 몸체 내부에 삽입되고, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합되어 상부로 적어도 두 개 이상의 후크가 구비된 렌즈배럴; 및 상기 렌즈배럴 상단부에 장착되며, 상기 후크와 대응되는 지점에 후크 결합구가 형성된 리테이너를 포함하며, 상기 렌즈배럴의 상단부에 상향 돌출 형성된 후크가 상기 리테이너에 구비된 후크 결합구 내로 밀착 삽입됨에 의해서 상기 렌즈배럴과 리테이너가 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다.

하우징, 인쇄회로기판, 렌즈배럴, 후크, 탄성 지지구, 리테이너, 후크 결합구, IR 필터

Description

카메라 모듈의 리테이너 고정 구조{Fixing structure for retainer of camera module}

도 1은 종래 COF 방식의 카메라 모듈 조립 상태를 보인 조립 사시도.

도 2는 종래 COF 방식의 카메라 모듈을 일부 절단한 단면도.

도 3은 종래 COB 방식의 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 단면도.

도 4은 종래 COB 방식의 카메라 모듈 분해 사시도.

도 5는 종래 리테이너가 분리된 카메라 모듈의 조립 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 리테이너 고정 구조가 도시된 카메라 모듈의 조립 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면도.

도 8은 도 7의 "A"에 대한 확대 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110. 하우징 120. 인쇄회로기판

130. 렌즈배럴 135. 후크

136. 탄성 지지구 140. 리테이너

141. 후크 결합구 150. IR 필터

본 발명은 리테이너의 고정 구조에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 리테이너가 후크에 의한 끼워맞춤에 의해 렌즈배럴의 상부에 수직 결합됨에 따라 카메라 모듈의 광축 틀어짐이 방지될 수 있도록 한 카메라 모듈의 리테이너 고정 구조에 관한 것이다.

현재 휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능 뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 기능이 구비된 다기능 멀티 기기로 사용되고 있다.

상기 휴대용 단말기의 다기능화를 이끌어 가기 위한 것 중에 대표적으로 카메라 모듈(camera module)을 들 수 있으며, 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)은 소형으로써 카메라 폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

통상의 카메라 모듈은 대표적으로 COB(Chip On Board), COF(Chip On Flexible) 등의 방식으로 제작되는 바, 아래 도시된 도면을 참조하여 그 간략한 구조를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 COF 방식의 카메라 모듈 조립 상태를 보인 조립 사시도이고, 도 2는 종래 COF 방식의 카메라 모듈을 일부 절단한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 카메라 모듈(1)은 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서(3)가 저면에 지지되는 하우징(2)과, 상기 이미지센서(3)에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군(4)과, 상기 렌즈군(4)이 내부에 다단 적층되는 배럴(5)의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.

이때, 상기 하우징(2)의 하부에는 CCD 또는 CMOS로 이루어진 이미지센서(3)를 구동하기 위한 전기 부품인 콘덴서(condensor)와 저항(resistance)의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB)(6)이 전기적으로 결합된다.

이와 같이 구성된 종래의 카메라 모듈(1)은, 실장용 기판(FPCB, 6)에 다수의 회로 부품이 실장된 상태에서 기판(6)과 이미지센서(3) 사이에 이방전도성필름(ACF:Anisotropic Conductive Flim)(8)을 삽입하고 열과 압력을 가하여 통전되도록 접착 고정하고, 그 반대면에 IR 필터(7)를 부착한다.

또한, 다수의 렌즈군(4)이 내장된 배럴(5)과 하우징(2)이 나사 결합에 의해서 가결합시킨 상태에서 전술한 바와같이, 기 조립된 실장용 기판(6)이 하우징의 저면에 별도의 접착제에 의해서 접착 고정된다.

한편, 상기 이미지센서(3)가 부착된 실장용 기판(6)과 배럴(5)이 결합된 하우징(2)의 접착 고정 후에 상기 배럴(5)의 전방에 피사체(해상도 챠트)를 일정한 거리로 하여 초점 조정이 이루어지게 되는 데, 상기 카메라 모듈(1)의 초점 조정은 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)의 회전에 의한 수직 이송량이 조절됨에 따라 렌즈군(4)과 이미지센서(3)간의 초점 조정이 이루어지게 된다.

이때, 상기 피사체의 거리는 대략 50㎝에서 무한대의 거리를 두고 초점 조정이 이루어지게 되며, 최종적인 초점이 조정된 후에는 하우징(2)과 배럴(5) 사이에 접착제를 주입하여 초점이 맞춰진 상태로 접착 고정된다.

그러나, 상기 렌즈군(4)이 장착된 배럴(5)을 하우징(2)과 조립 후 이미지센서(3)에 맺히는 상의 초점을 조정하기 위하여 하우징(2)에 나사 결합된 배럴(5)을 좌, 우 회전시켜 수직 이송시킬 때, 상기 하우징(2)과 배럴(5)의 나사 결합 부위의 마찰에 의해 발생되는 파티클 등의 이물이 IR 필터(7) 또는 이미지센서(3)의 상면으로 떨어져 상기 이미지센서(3)의 수광 영역 상에 노출됨에 따른 이물 불량이 발 생되는 단점이 있다.

그리고, 상기 실장용 기판(6)과 하우징(2)의 조립 기준은 IR 필터(7)에 의해서 결정되는 바, 상기 IR 필터(7)는 이미지센서(3)와 렌즈군(4)의 중심을 맞추는 중요한 역할을 하게 되며, 상기 IR 필터(7)의 장착 위치에 따라 이물에 큰 영향이 미치게 된다.

즉, IR 필터(7)의 장착 위치가 이미지센서(3)에 가까울수록 IR 필터(7)의 상면에 떨어진 이물이 쉽게 인식되고 이와 반대로 IR 필터(7)이 이미지센서(3)에서 멀어질수록 이물에 대한 영향이 둔감해짐에 따라 상기 IR 필터(7)와 이미지센서(3)의 거리를 적절하게 유지될 수 있도록 하는 카메라 모듈 설계가 필요하다.

한편, 도 3과 도 4는 COB 방식으로 제작되는 카메라 모듈이 도시된 도면으로써, 도 3은 종래 COB 방식의 카메라 모듈이 개략적으로 도시된 단면도이고, 도 4은 종래 COB 방식의 카메라 모듈 분해 사시도이고, 로서, 종래 카메라 모듈(10)은 CCD나 CMOS의 이미지센서(12)가 와이어 본딩 방식에 의해서 장착된 프린트기판(11)이 플라스틱 재질의 하우징(13) 하부에 결합되고 상기 하우징(13) 상부로 연장된 경통(14)에 하부로 원통형 몸체(15)가 연장된 렌즈배럴(16)이 결합됨에 의해서 제작된다.

상기 카메라 모듈(10)은 경통(14) 내주면에 형성된 암나사부(14a)와 원통형 몸체(15)의 외주면에 형성된 숫나사부(15a)의 나사 결합으로 하우징(13)과 렌즈배럴(16)이 상호 결합된다.

이때, 상기 프린트기판(11)의 상면, 즉 렌즈배럴(16)의 하단부에 장착된 렌즈(L)와 상기 프린트기판(11)의 하면에 부착된 이미지센서(12) 사이에는 IR 필터(18)가 결합됨으로써, 이미지센서(12)로 유입되는 과도한 장파장의 적외선을 차단시키게 된다.

상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈(L)를 통과하면서 상이 반전되어 이미지센서(12)의 표면에 초점을 맞추게 되는 데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징(13) 상단에 체결된 렌즈배럴(16)를 회전시키면서 최적의 초점이 맞춰진 지점에서 하우징(13)과 렌즈배럴(16)의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징(13)과 렌즈배럴(16)를 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.

이와 같이, 두 가지 타입(COB, COF)의 카메라 모듈 조립 방식은 공통적으로 상기 하우징(2,13)의 상부에 결합되는 렌즈배럴(5,16)의 상단부에 덮개 형식의 리테이너가 장착되는 바, 그 장착 구조는 아래 도시된 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 카메라 모듈(20)은 렌즈배럴(21)과 하우징(22)의 결합 구조와 동일하게 렌즈배럴(21)과 리테이너(23)의 나사 결합 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 렌즈배럴(21)의 상단부에는 리테이너(23)의 내주면에 형성된 암나사부(도면 미도시)와 대응 결합 가능하도록 숫나사부(21a)가 구비된다.

그러나, 상기 렌즈배럴(21)과 리테이너(23)의 나사 결합은 카메라 모듈(20)의 소형화와 슬림화가 진행되면서 점차 체결하기가 어려운 단점이 있으며, 경박단 소화를 지향하는 카메라 모듈의 렌즈배럴(21) 상단 외주면에 나사부 가공이 상당히 어려운 문제점이 지적되고 있다.

또한, 종래의 렌즈배럴(21)에 리테이터(23)가 나사 결합될 때 나사선의 경사 각도에 의해서 광축의 틀어짐이 발생되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 내부에 다수의 렌즈가 적층 결합된 렌즈배럴 상부로 한 쌍 이상의 후크가 돌출 형성되고, 상기 후크를 통해 리테이너가 렌즈배럴의 직상부에서 탄성 결합되도록 함으로써, 광축의 틀어짐 없이 리테이너의 용이한 결합이 이루어지도록 한 카메라 모듈의 리테이너 고정 구조가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 하부에 이미지센서가 중앙부에 실장된 인쇄회로기판이 밀착 결합되는 하우징과, 상기 하우징의 상부에 수직 결합되며, 그 상단부에 다수의 후크가 상향 돌출된 렌즈배럴과, 상기 렌즈배럴의 상부에 후크와 탄성 결합되는 리테이너를 포함하는 카메라 모듈의 리테이너 고정 구조가 제공됨에 있다.

상기 렌즈배럴은 원통형으로 구성되어 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합되고, 상기 원통형 배럴 상단 외주연부에 그 직상부로 다수의 후크가 상향 돌출 형성된다.

상기 후크는 렌즈배럴의 상단부에 적어도 두 개 이상 돌출 형성됨이 바람직하며, 상기 렌즈배럴의 직상부에 장착되는 리테이너에 형성된 후크 결합구 내에 밀착 삽입된다.

따라서, 상기 렌즈배럴과 리테이너는 후크 장착에 의해서 일체로 결합되며, 상기 리테이너가 상단부에 장착된 상태에서 상기 리테이너의 회전에 의해 렌즈배럴의 하단부가 하우징 상단부에 수직 결합됨에 의해서 광학 유니트를 구성하게 된다.

한편, 상기 하우징의 내부에는 그 상부에 장착된 렌즈배럴 내의 렌즈를 통해 수직 입사되는 광 중에 포함된 적외선을 차단하기 위한 적외선 차단 부재가 내입되고, 그 하부로 이미지센서가 중앙부에 실장된 인쇄회로기판이 밀착 결합된다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 리테이너 고정 구조의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 6은 본 발명에 따른 리테이너 고정 구조가 도시된 카메라 모듈의 조립 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 카메라 모듈의 단면도이며, 도 8은 도 7의 "A"에 대한 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈(100)은 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 하부에 결합되는 인쇄회로기판(120)과, 상기 하우징(112) 상부에 장착되며 상단부에 리테이너(140)가 결합된 렌즈배럴(130)로 구성된다.

상기 하우징(110)은 내부 임의 지점에 렌즈배럴(130)의 하단부가 지지되는 단턱부(111)가 구비되고, 상부로 연장된 원통형 몸체(130)의 상단 내주면에 암나사부(112)가 구비된다.

상기 하우징(110)은 하부에 이미지센서(121)가 중앙부에 실장된 인쇄회로기판(120)이 밀착 결합되고, 상기 하우징(110)의 원통형 몸체(110') 내부로 원통형의 렌즈배럴(130)이 삽입된다.

상기 렌즈배럴(130)은 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈(L)가 적층 결합됨과 동시에 그 하단 내주면에 글라스 또는 필름 형태의 IR 필터(150)가 내장되어 그 하단 주연부가 상기 하우징(110) 내의 단턱부(111) 상에 접촉 지지되며, 상기 렌즈배럴(130)의 외주면에 숫나사부(131)가 형성되어 상기 하우징(110) 내부로 삽입시 그 내주면의 암사나부(112)와 나사 결합에 의해 밀착 결합된다.

또한, 상기 렌즈배럴(130)은 그 상단 주연부 상에 다수의 후크(135)가 상향 돌출 형성된다.

상기 후크(135)는 상기 렌즈배럴(130)의 상부에서 적어도 두 개 이상이 상호 대칭을 이루어 돌출 형성되며, 중앙부에 홈의 형태로 내입 형성된 탄력 지지부(136)가 구비되어 소정의 탄성을 갖는다.

상기 후크(135)는 원통형의 렌즈배럴(130) 상단부에 결합되는 리테이너(140)의 안정적인 탄력 지지가 가능하도록 상기 후크(135)의 하부에 3점 지지됨이 바람직하다. 따라서, 상기 렌즈배럴(130) 상단부에 돌출 형성되는 후크(135)는 그 상단 외주연부에 등간격으로 3개가 돌출 형성됨이 가장 바람직하다.

한편, 상기 렌즈배럴(130)의 상부에 결합되는 리테이너(140)는 상기 후크(135)와 대응되는 위치에 후크 결합구(141)가 형성되어 상기 후크(135)의 상단부가 탄력적으로 삽입 고정된다.

상기 리테이너(140)는 중앙부에 별도의 초점 고정 렌즈 또는 렌즈 보호용 글라스(G)가 결합되어 렌즈배럴(130)의 직상부에서 수직 장착되는 바, 상기 후크(135)의 상단부가 후크 결합구(141) 내부로 억지끼움에 의해서 밀착 고정된다.

이때, 상기 후크(135) 상단부에 형성된 경사면(137)이 상기 후크 결합구(141)의 하부측, 즉 후크(135) 결합을 위한 개구부 일측에 형성된 가이드면(142)에 접촉되면서 탄성적으로 밀착 결합된다.

이와 같이, 상기 리테이너(140)가 결합된 원통형의 렌즈배럴(130)은 상기 하우징(110)의 원통형 몸체(110') 내부로 삽입되는 바, 상기 원통형 몸체(110')의 내주면에 형성된 암나사부(112)와 상기 렌즈배럴(130)의 외주면에 형성된 숫나사부(131)의 나사 결합에 의해서 상기 하우징(110) 상부에 수직 장착된다.

여기서, 상기 하우징(110)에 장착되는 렌즈배럴(130)은 그 상부에 밀착 고정된 리테이너(140)를 회전시킴에 의해서 수동 결합된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 리테이너 고정 구조는, 렌즈배럴 상부로 돌출 형성된 후크를 통해 리테이너가 렌즈배럴의 직상부에서 탄성 결합되도록 함으로써, 광축의 틀어짐 없이 리테이너가 배럴 직상부에 장착될 수 있으며, 렌즈배럴과 리테이너의 나사 가공을 회피할 수 있기에 카메라 모듈 제작 공정의 용이함을 도모할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 원통형 몸체가 일체로 형성된 하우징;

   상기 하우징의 하부에 밀착 결합되며, 중앙부에 이미지센서가 실장된 인쇄회로기판;

   상기 하우징의 원통형 몸체 내부에 삽입되고, 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 적층 결합되어 상부로 적어도 두 개 이상의 후크가 구비된 렌즈배럴; 및

   상기 렌즈배럴 상단부에 장착되며, 상기 후크와 대응되는 지점에 후크 결합구가 형성된 리테이너를 포함하며,

   상기 렌즈배럴의 상단부에 상향 돌출 형성된 후크가 상기 리테이너에 구비된 후크 결합구 내로 밀착 삽입됨에 의해서 상기 렌즈배럴과 리테이너가 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징은, 내부 임의 지점에 렌즈배럴의 하단부가 지지되는 단턱부가 구비된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 후크와 후크 결합구는 억지끼움에 의해서 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈배럴은, 그 하단부에 글라스 또는 필름 형태의 적외선 차단 부재가 장착된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
5. 제2항에 있어서,

   상기 후크는, 상기 리테이너의 후크 결합구에 탄성 결합되도록 중앙부에 홈의 형태로 내입 형성된 탄력 지지부가 구비된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 렌즈배럴은, 그 외주면에 숫나사부가 형성되어 상기 하우징 내주면의 암사나부와 나사 결합됨에 의해 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
7. 제2항에 있어서,

   상기 후크는 상단부에 경사면이 형성되고, 그 경사면이 상기 후크 결합구의 하부측의 개구부 일측에 형성된 가이드면에 접촉되면서 탄성적으로 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.

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