KR102057995B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

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KR102057995B1
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴; 및 상기 렌즈 배럴 내에 배치되고, 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 렌즈들의 외경이 각각 다르게 구비된다.

Description

카메라 모듈{CAMERA MODULE}
실시예는 카메라 모듈에 관한 것이다.
현재 이동통신 단말기와 PDA 및 MP3 플레이어 등의 IT 기기를 비롯한 자동차와 내시경 등의 제작시 카메라 모듈이 탑재되고 있으며, 이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 기술의 발달에 따라 고화소 중심으로 발달됨과 동시에 장착 대상에 따라서 소형화 및 박형화가 진행되고 있으며, 저가의 제작 비용으로 오토포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능이 구현 가능하도록 변화되고 있다.
또한, 현재 제작되는 카메라 모듈은 와이어 본딩 방식(COB ; Chip Of Board), 플립 칩 방식(COF ; Chip Of Flexible) 및 칩 스케일 패키지 방식(CSP ; Chip Scale Pakage)으로 제작되는 이미지센서 모듈이 탑재되어 제작되고 있으며, 주로 인쇄회로기판(PCB)이나 연성인쇄회로기판(FPCB) 등의 전기적 연결 수단을 통해 메인 기판에 접속되는 형태로 구성된다.
그러나, 최근에 이르러 일반적인 수동소자와 마찬가지로 메인 기판 상에 직접 실장 가능하도록 함으로써, 제조 공정을 간소화시키고 제작 비용을 절감시킬 수 있는 카메라 모듈이 유저로부터 요구되고 있다.
이와 같은 카메라 모듈은, 주로 CCD나 CMOS 등의 이미지센서가 와이어 본딩 또는 플립 칩 방식에 의해 기판에 부착된 상태로 제작되고 있으며, 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 카메라 모듈 내, 외의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 전기적 신호로 변환되어 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
종래의 카메라 모듈은 렌즈를 통해 들어온 영상신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지센서가 저면에 지지되는 하우징과, 상기 이미지센서에 피사체의 영상신호를 모아주는 렌즈군과, 상기 렌즈군이 내부에 적층되는 배럴의 순차적인 결합에 의해서 구성된다.
이때, 상기 하우징의 하부에는 CCD 또는 CMOS로 이루어진 이미지센서를 구동하기 위한 전기 부품인 콘덴서와 저항의 칩 부품이 부착된 실장용 기판(FPCB)이 전기적으로 결합된다.
한편, 카메라 모듈의 성능을 구현하기 위해서는 광축(렌즈의 중심)의 얼라인이 정확히 되어야 한다. 그러나 다수의 렌즈군을 조립 시, 렌즈 간 중심의의 얼라인이 매우 어렵고, 디센터(de-center) 발생으로 성능이 저하된다. 즉, 렌즈군이 배럴에 삽입될 때, 각 렌즈의 외경크기에 맞추어 조립이 되는데 이때 발생하는 공차가 크기 때문에 성능이 저하된다. 이는 고화소를 요구하는 카메라 모듈에서 렌즈의 수가 많아짐에 따라 디센터 발생이 더욱 빈번하다. 특히, 최근에는 모바일(mobile)용이나 테블릿 PC용의 카메라 모듈의 경우 디센터 영역이 매우 작은 마이크로 미터의 수준이기 때문에 렌즈들의 얼라인을 맞추는 기술은 매우 정밀하며 어렵다.
실시예는 고성능의 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴; 및 상기 렌즈 배럴 내에 배치되고, 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하고, 상기 렌즈들의 외경이 각각 다르게 구비된다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈에서는 렌즈들의 모양을 블록(block) 형태로 성형하기 때문에 렌즈 사이의 높이 차를 정확히 지지함으로써, 조립공차를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈간의 이동성이 최소화되어 디센터 발생을 방지할 수 있다. 즉, 렌즈끼리 끼워짐으로써, 흔들림을 잡아 조립공정에서 발생할 수 있는 디센터를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈 간 스페이서의 불균형에 의한 평탄도를 조절할 수 있다. 따라서, 향상된 성능의 카메라 모듈을 확보할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 분해사시도이다.
도 2는 렌즈 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 카메라 모듈을 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 카메라 모듈을 도시한 분해사시도이다. 도 2는 렌즈 어셈블리의 사시도이다. 도 3은 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈 배럴(100), 렌즈 어셈블리(200), 하우징(400), 적외선 차단 필터부(500) 및 센서부(600), 회로기판(700)을 포함한다.
상기 렌즈 배럴(100)은 상기 렌즈 어셈블리(200)를 수용한다.
상기 렌즈 배럴(100)은 상기 렌즈 어셈블리(200)를 수용하기 위한 수용홈(110)을 포함한다. 상기 수용홈(110)은 상기 렌즈 어셈블리(200)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 수용홈(110)은 바텀측에서 보았을 때, 원 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 수용홈(110)은 바텀측에서 보았을 때, 원 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 수용홈(110)의 외곽은 원 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 수용홈(110)의 외곽은 사각 형상을 가질 수 있다.
상기 렌즈 배럴(100)은 사각 통 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 렌즈 배럴(100)의 외곽은 사각 형상을 가질 수 있다.
상기 렌즈 배럴(100)은 상기 하우징(400)과 연결된다.
또한, 상기 렌즈 배럴(100)은 상방(물체 측)으로 오픈되는 입광홈을 포함한다. 상기 입광홈은 상기 렌즈 어셈블리(200)를 노출시킨다. 상기 입광홈을 통하여, 상기 렌즈 어셈블리(200)에 영상이 입사된다.
상기 렌즈 어셈블리(200)는 상기 렌즈 배럴(100) 내에 배치된다. 더 자세하게, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 상기 수용홈(110) 내에 배치된다. 상기 렌즈 어셈블리(200)는 상기 수용홈(110)에 삽입된다. 상기 렌즈 어셈블리(200)는 제 1 외곽 형상을 가진다. 더 자세하게, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 원형의 외곽 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 탑측에서 보았을 때, 원 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 탑측에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 렌즈 어셈블리(200)는 다수 개의 렌즈들(210, 220, 230)을 포함한다. 예를 들어, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 제 1 렌즈(210), 제 2 렌즈(220) 및 제 3 렌즈(230)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 렌즈(230), 상기 제 2 렌즈(220) 및 상기 제 1 렌즈(210)는 차례로 적층될 수 있다.
구체적으로, 상기 제 3 렌즈(230), 상기 제 2 렌즈(220) 및 상기 제 1 렌즈(210)는 순차적으로 조립될 수 있다. 즉, 상기 제 3 렌즈(230), 상기 제 2 렌즈(220) 및 상기 제 1 렌즈(210)는 크기 별로 단계적으로 쌓아질 수 있다.
상기 제 3 렌즈(230), 상기 제 2 렌즈(220) 및 상기 제 1 렌즈(210)는 각각 외경이 다르게 구비될 수 있다. 상기 제 3 렌즈(230), 상기 제 2 렌즈(220) 및 상기 제 1 렌즈(210)는 차례대로 외경이 작아질 수 있다.
상기 제 1 렌즈(210), 제 2 렌즈(220) 및 제 3 렌즈(230) 중 적어도 어느 하나의 렌즈는 삽입부(10, 20)를 포함한다. 상기 삽입부(10, 20)는 상기 제 1 렌즈(210), 제 2 렌즈(220) 및 제 3 렌즈(230) 중 적어도 어느 하나의 렌즈를 수용할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 렌즈(220)는 제 1 삽입부(10)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 삽입부(10)는 상기 제 2 렌즈(220)의 내측으로 리세스되는 형상이다. 즉, 상기 제 1 삽입부(10)는 상기 제 1 렌즈(210)를 수용하기 위해 움푹 패인 형상일 수 있다.
상기 제 1 삽입부(10)는 상기 제 2 렌즈(220) 상에 배치되는 상기 제 1 렌즈(210)를 수용할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 삽입부(10)의 내측면(11)은 상기 제 1 렌즈(210)의 외측면(211)과 대응된다. 즉, 상기 제 1 삽입부(10)의 내측면과 상기 제 1 렌즈(210)의 외측면(211)은 동일 평면 상에 배치된다.
한편, 상기 제 1 렌즈(210)는 상기 제 1 삽입부(10)에 삽입되기 위한 제 1 돌출부(212)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 돌출부(212)는 상기 제 1 렌즈(210)와 일체로 형성된다. 따라서, 상기 제 1 삽입부(10)의 내측면(11)은 상기 제 1 돌출부(212)의 외측면(211)과 대응된다. 즉, 상기 제 1 삽입부(10)의 내측면(11)과 상기 제 1 돌출부(212)의 외측면(211)은 동일 평면 상에 배치된다.
한편, 상기 제 1 삽입부(10) 내에는 제 1 스페이서(261)가 개재될 수 있다. 상기 제 1 스페이서(261)를 통해 상기 제 1 렌즈(210) 및 상기 제 2 렌즈(220) 사이의 간격을 서로 이격시킬 수 있다.
상기 제 3 렌즈(230)는 제 2 삽입부(20)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 삽입부(20)는 상기 제 3 렌즈(230)의 내측으로 리세스되는 형상이다. 즉, 상기 제 2 삽입부(20)는 상기 제 1 렌즈(210)를 수용하기 위해 움푹 패인 형상일 수 있다.
상기 제 2 삽입부(20)는 상기 제 3 렌즈(230) 상에 배치되는 상기 제 2 렌즈(220)를 수용할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 삽입부(20)의 내측면(21)은 상기 제 2 렌즈(220)의 외측면(221)과 대응된다. 즉, 상기 제 2 삽입부(20)의 내측면(21)과 상기 제 2 렌즈(220)의 외측면(221)은 동일 평면 상에 배치된다.
한편, 상기 제 2 렌즈(220)는 상기 제 2 삽입부(20)에 삽입되기 위한 제 2 돌출부(222)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 돌출부(222)는 상기 제2 렌즈(220)와 일체로 형성된다. 따라서, 상기 제 2 삽입부(20)의 내측면(21)은 상기 제 2 돌출부(222)의 외측면(221)과 대응된다. 즉, 상기 제 2 삽입부(20)의 내측면(21)과 상기 제 2 돌출부(222)의 외측면(221)은 동일 평면 상에 배치된다.
한편, 상기 제 2 삽입부(20) 내에는 제 2 스페이서(262)가 개재될 수 있다. 상기 제 2 스페이서(262)를 통해 상기 제 2 렌즈(220) 및 상기 제 3 렌즈(230) 사이의 간격을 서로 이격시킬 수 있다.
이상에서, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 3개의 렌즈들을 포함하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 렌즈 어셈블리(200)는 1개 또는 2개의 렌즈를 포함하거나, 4개 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다.
상기 하우징(400)은 상기 렌즈 배럴(100), 상기 센서부(600) 및 상기 적외선 차단 필터부(500)를 수용한다. 상기 하우징(400)은 상기 렌즈 배럴(100)와 상기 탄성 부재(300)를 통하여 연결된다.
상기 하우징(400)은 플라스틱 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 하우징(400)은 사각의 통 형상을 가질 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 렌즈 배럴(100)을 덮는 커버부를 더 포함할 수 있다. 상기 커버부는 상기 렌즈들(210, 220, 230)을 일부 노출시키기 위한 개구 영역을 포함할 수 있다.
상기 하우징(400)은 상기 회로기판(700)에 고정된다. 상기 하우징(400)은 상기 회로기판(700)에 체결될 수 있다.
상기 적외선 차단 필터부(500)는 상기 하우징(400) 내에 배치된다. 상기 적외선 차단 필터부(500)는 상기 회로기판(700)에 고정되거, 상기 하우징(400)에 고정될 수 있다. 상기 적외선 차단 필터부(500)는 입사되는 적외선을 필터링한다. 상기 적외선 차단 필터부(500)는 상기 센서부(600)에 유입되는 과도한 장파장의 광의 차단할 수 있다.
상기 적외선 차단 필터부(500)는 광학 유리에 티타늄 옥사이드 및 실리콘 옥사이드가 교대로 증착되어 형성될 수 있다. 적외선을 차단하기 위해서, 상기 티타늄 옥사이드 및 상기 실리콘 옥사이드의 두께는 적절하게 조절될 수 있다.
상기 센서부(600)는 상기 하우징(400) 내에 수용된다. 상기 센서부(600)는 CCD 이미지 센서 또는 씨모스 이미지 센서를 포함한다. 또한, 상기 센서부(600)는 상기 이미지 센서와 연결되는 회로기판(700)을 더 포함한다. 상기 센서부(600)는 입사되는 영상을 전기적인 신호로 변경시킨다.
상기 센서부(600)는 상기 회로기판(700)에 고정된다. 상기 센서부(600)는 상기 회로기판(700)에 실장될 수 있다. 상기 센서부(600)는 상기 회로기판(700)에 전기적으로 연결된다.
상기 회로기판(700)은 상기 하우징(400)의 바닥을 덮는다. 상기 회로기판(700)은 상기 하우징(400)에 결합된다. 상기 회로기판(700)은 인쇄회로기판(700)일 수 있다. 상기 회로기판(700)은 상기 센서부(600)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 회로기판(700)은 상기 센서부(600)를 구동하기 위한 신호를 인가할 수 있다. 또한, 상기 회로기판(700)은 상기 센서부(600)로부터의 신호를 인가받을 수 있다.
상기 회로기판(700)에는 상기 센서부(600)가 실장된다. 더 자세하게, 상기 센서부(600)는 상기 회로기판(700)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 센서부(600)는 상기 회로기판(700)을 통하여, 상기 하우징(400)에 고정될 수 있다.
본 실시예에 따른 카메라 모듈에서는 렌즈들의 모양을 블록(block) 형태로 성형하기 때문에 렌즈 사이의 높이 차를 정확히 지지함으로써, 조립공차를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈간의 이동성이 최소화되어 디센터 발생을 방지할 수 있다. 즉, 렌즈끼리 끼워짐으로써, 흔들림을 잡아 조립공정에서 발생할 수 있는 디센터를 최소화할 수 있다. 또한, 렌즈 간 스페이서의 불균형에 의한 평탄도를 조절할 수 있다. 따라서, 향상된 성능의 카메라 모듈을 확보할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 렌즈 배럴; 및
    상기 렌즈 배럴 내에 배치되고, 렌즈들을 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하고,
    상기 렌즈들은, 제3 렌즈; 상기 제3 렌즈 상부에 배치되는 제2 렌즈; 및 상기 제2 렌즈 상부에 배치되는 제1 렌즈를 포함하고,
    상기 제2 렌즈는 상기 제1 렌즈와 마주하는 상기 제1 렌즈의 상면에 형성되는 제1 삽입부를 포함하고,
    상기 제3 렌즈는 상기 제 2 렌즈와 마주하는 상기 제2 렌즈의 상면에 형성되는 제2 삽입부를 포함하고,
    상기 제1 렌즈의 일부는 상기 제1 삽입부 내에 배치되고, 상기 제2 렌즈의 일부는 상기 제2 삽입부 내에 배치되고,
    상기 제1 삽입부 내에 배치되며 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈 사이의 간격을 이격시키는 제1 스페이서를 포함하고,
    상기 제2 삽입부 내에 배치되며 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈 사이의 간격을 이격시키는 제2 스페이서를 포함하고,
    상기 제1 렌즈와 마주하는 상기 제2 렌즈의 상면은,
    상기 제2 렌즈의 상면 중심 영역에 배치된 제1 볼록면; 및
    상기 제1 볼록면 둘레에 배치된 제1 평탄면을 포함하고,
    상기 제2 렌즈와 마주하는 상기 제3 렌즈의 상면은
    상기 제3 렌즈의 상면 중심 영역에 배치된 제1 오목면; 및
    상기 제1 오목면 둘레에 배치된 제2 평탄면을 포함하고,
    상기 제1 스페이서는 상기 제1 볼록면과 중첩되지 않으며 상기 제1 평탄면과 동일한 평면 형상을 가지고,
    상기 제2 스페이서는 상기 제1 오목면과 중첩되지 않으며 상기 제2 평탄면과 동일한 평면 형상을 가지는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 배럴은 상기 렌즈 어셈블리를 수용하는 수용홈을 포함하고,
    상기 수용홈은 상기 렌즈 어셈블리와 대응되는 형상을 가지는 카메라 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    회로기판 상에 배치되며 내부에 수용 공간이 형성된 하우징을 포함하고,
    상기 회로기판 상에는 센서부, 적외선 차단 필터부 및 상기 렌즈 배럴이 순차적으로 배치되는 카메라 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 삽입부의 내측면은 상기 제1 렌즈의 외측면과 대응되는 카메라 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 삽입부의 내측면과 상기 제1 렌즈의 외측면은 동일 평면 상에 배치되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 상기 제1 삽입부에 삽입되는 제1 돌출부를 포함하는 카메라 모듈.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 삽입부의 내측면은 상기 제2 렌즈의 외측면과 대응되는 카메라 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 삽입부의 내측면과 상기 제2 렌즈의 외측면은 동일 평면 상에 배치되는 카메라 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 렌즈는 상기 제2 삽입부에 삽입되는 제2 돌출부를 포함하는 카메라 모듈.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈의 외경, 상기 제2 렌즈의 외경 및 상기 제3 렌즈의 외경이 차례대로 크게 구비되는 카메라 모듈.
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