KR20140076408A - Camera Module - Google Patents

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KR20140076408A
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Abstract

A camera module according to the present invention comprises a printed circuit board on which an image sensor is mounted; a base which is installed on the top of the printed circuit board and which has an infrared ray filter in a position to correspond to the image sensor; a bobbin in which at least one lens is arranged therein and on the outer circumference of which a coil is wound; a holder member on which a magnet is installed in a position corresponding to the coil of the bobbin; and a thermoelectric unit arranged below the printed circuit board to generate Peltier seebeck effects using the heat of the image sensor.

Description

카메라 모듈{Camera Module}Camera module {Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a camera module.

근래 타블렛 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트 폰, 장난감(toy)등의 다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이프 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다. 특히, 스마트 폰은 소형화된 디자인을 선호하는 소비자의 수요 증가에 따라 작은 사이즈의 카메라 모듈을 개발하는 추세에 있다.2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for a small camera module for various multimedia fields such as a tablet computer, a camera phone, a PDA, a smart phone, a toy, and an image input device such as a surveillance camera or an information terminal of a video tape recorder. In particular, smart phones are in the trend of developing small-sized camera modules in response to the increasing demand of consumers who prefer miniaturized designs.

이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS의 이미지 센서 칩을 이용하여 제조하며, 이미지 센서 칩에 렌즈를 통하여 사물을 집광하여, 광 신호를 전기 신호로 변환하여 LCD 디스플레이 장치 등의 디스플레이 매체에 사물이 표시될 수 있도록 영상을 전달한다.Such a camera module is manufactured using an image sensor chip of a CCD or a CMOS. The image sensor chip is used to condense an object through a lens, convert an optical signal into an electric signal, and display objects on a display medium such as an LCD display device So as to transmit the image.

상기 이미지 센서가 작동할 때에는 열이 발생하는데, 최대 섭씨 80 내지 90도까지 온도가 상승할 수 있는데, 이와 같은 열을 외부로 배출하기 위해 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판을 메탈 재질로 형성하기도 한다. When the image sensor is operated, heat is generated, and the temperature may rise up to 80 to 90 degrees Celsius. In order to discharge the heat to the outside, a printed circuit board on which the image sensor is mounted may be formed of a metal material .

그런데 최근 고화소 카메라 모듈의 개발에 따라 이미지 센서의 크기는 점차 증가하는 추세에 있기 때문에, 단순히 인쇄회로기판의 재질을 금속으로 대체하는 것 만으로는 충분하게 이미지 센서를 냉각하기 어렵다. 따라서 고화소 카메라 모듈의 이미지 센서를 충분히 냉각 하기 위해서는 냉각핀과 같은 별도의 방열 수단을 마련해야 하는 번거로움이 있으며, 이는 카메라 모듈의 소형화를 어렵게 하는 요소로 작용할 수 있다는 문제점이 있다.
However, since the size of the image sensor is gradually increasing with the recent development of a high-resolution camera module, it is difficult to sufficiently cool the image sensor simply by replacing the material of the printed circuit board with metal. Therefore, in order to sufficiently cool the image sensor of the high-resolution camera module, it is troublesome to provide a separate heat dissipating means such as a cooling fin. This poses a problem that it is difficult to miniaturize the camera module.

대한민국 등록특허 제10-0889946호(2009.03.16.)Korean Patent No. 10-0889946 (March 16, 2009) 대한민국 공개특허 제10-2012-0064517호(2012.06.19.)Korean Patent Publication No. 10-2012-0064517 (Jun. 19, 2012)

본 발명은 이미지 센서를 효과적으로 냉각할 수 있도록 구조가 개선된 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a camera module with an improved structure for effectively cooling an image sensor.

본 발명의 다른 목적은 펠티어 제백효과를 이용하여 이미지 센서의 냉각 및 이미지 센서의 발열 과정에서 발생하는 열을 이용하여 액츄에이터 등을 구동시킬 수 있는 기전력을 확보할 수 있는 카메라 모듈을 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide a camera module that can secure an electromotive force that can drive an actuator and the like by using heat generated during a cooling process of an image sensor and a heat generation process of an image sensor using a Peltier whitening effect.

본 발명에 의한 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장 되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 필터가 구비되는 베이스; 내부에 적어도 한 장 이상의 렌즈가 배치되며, 외주면에 코일이 권선되는 보빈; 상기 보빈의 코일과 대응되는 위치에 배치되는 마그네트가 설치되는 홀더부재; 및 상기 인쇄회로기판 하측에 배치되어 상기 이미지 센서의 열에 의해 펠티어 제백효과가 발생되는 열전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A camera module according to the present invention includes a printed circuit board on which an image sensor is mounted; A base mounted on the printed circuit board and having an infrared filter at a position corresponding to the image sensor; A bobbin in which at least one or more lenses are disposed inside and a coil is wound around the outer circumferential surface; A holder member provided with a magnet disposed at a position corresponding to the coil of the bobbin; And a thermoelectric unit disposed below the printed circuit board and generating a Peltier effect by the heat of the image sensor.

상기 열전유닛은 상기 인쇄회로기판의 바닥면에 면 접촉하는 제 1 기판; 상기 제 1 기판과 일정 거리 이격 된 제 2 기판; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 P형 반도체 및 N 형 반도체; 및 상기 P형 반도체와 N형 반도체 사이를 이격 시키는 완충부재;를 포함할 수 있다.Wherein the thermoelectric unit includes a first substrate in surface contact with a bottom surface of the printed circuit board; A second substrate spaced apart from the first substrate by a predetermined distance; A P-type semiconductor and an N-type semiconductor interposed between the first and second substrates; And a buffer member for separating the P-type semiconductor and the N-type semiconductor from each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 일단은 상기 제 1 기판과 통전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 코일 권선부와 통전 가능하게 연결되는 배선부재;를 포함할 수 있다.The camera module according to an embodiment of the present invention may include a wiring member, one end of which is electrically connected to the first substrate, and the other end of which is electrically connected to the coil winding portion.

상기 제 1 기판의 양 단은 전원유닛과 연결될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판은 구리 재질로 형성될 수 있다.Both ends of the first substrate may be connected to a power source unit, and the first and second substrates may be formed of copper.

상기 P형 반도체와 N형 반도체는 서도 동일한 폭과 높이를 가지며, 상기 이미지 센서보다 큰 넓이를 가질 수 있다.The P-type semiconductor and the N-type semiconductor have the same width and height, and may have a larger area than the image sensor.

상기 완충부재는 상기 이미지 센서의 폭의 10% 미만의 폭을 가질 수 있다.The buffer member may have a width less than 10% of the width of the image sensor.

본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈은 이미지 센서가 실장 되는 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 필터가 구비되는 베이스; 내부에 적어도 한 장 이상의 렌즈가 배치되는 렌즈 배럴; 상기 렌즈 배럴의 광 경로상에 설치되어 손떨림 보정 및 오토 포커싱 기능 중 적어도 하나를 수행하는 액츄에이터; 및 상기 인쇄회로기판 하측에 배치되어 상기 이미지 센서의 열에 의해 펠티어 제백 효과가 발생되는 열전유닛;을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a camera module including: a printed circuit board on which an image sensor is mounted; A base mounted on the printed circuit board and having an infrared filter at a position corresponding to the image sensor; A lens barrel in which at least one or more lenses are disposed; An actuator provided on an optical path of the lens barrel to perform at least one of an image stabilization function and an auto focusing function; And a thermoelectric unit disposed below the printed circuit board and generating a pelletizing effect by the heat of the image sensor.

상기 열전유닛은 상기 인쇄회로기판의 바닥면에 면 접촉하는 제 1 기판; 상기 제 1 기판과 일정 거리 이격 된 제 2 기판; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 P형 반도체 및 N 형 반도체; 및 상기 P형 반도체와 N형 반도체 사이를 이격 시키는 완충부재;를 포함하며, 제 1 및 제 2 기판은 통전성 재질로 형성되어 일단은 상기 액츄에이터와 연결되고, 타단은 상기 액츄에이터에 전원을 공급하는 전원유닛에 연결될 수 있다.Wherein the thermoelectric unit includes a first substrate in surface contact with a bottom surface of the printed circuit board; A second substrate spaced apart from the first substrate by a predetermined distance; A P-type semiconductor and an N-type semiconductor interposed between the first and second substrates; And a buffer member spaced apart from the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, wherein the first and second substrates are formed of a conductive material, one end is connected to the actuator, and the other end is connected to a power source Can be connected to the unit.

상기 제 1 및 제 2 기판은 구리 재질로 형성되고, 상기 P형 및 N형 반도체는 서로 동일한 형상으로 마련되며, 상기 이미지 센서의 면적보다 크게 형성될 수 있다. The first and second substrates may be formed of copper, and the P-type and the N-type semiconductors may be formed to have the same shape and larger than the area of the image sensor.

상기 P형 및 N형 반도체는 상기 이미지 센서의 면적보다 크게 형성될 수 있다.
The P-type and N-type semiconductors may be formed larger than the area of the image sensor.

인쇄회로기판의 하측에 열전유닛을 배치 하여, 이미지 센서의 작동 중에 발생되는 열을 이용하여 기전력을 발생시켜, 이를 액츄에이터 구동 등에 사용할 수 있기 때문에 카메라 모듈의 작동에 따른 전자기기의 배터리 부하를 줄일 수 있다.A thermoelectric unit is disposed on the lower side of the printed circuit board to generate an electromotive force by using heat generated during the operation of the image sensor and can be used to drive an actuator and the like, have.

또한, 이미지 센서의 온도가 지나치게 높아졌다고 판단될 경우, 열전유닛에 일정 크기의 전류를 인가하여 상기 이미지 센서를 냉각시키는 것도 가능하다.
In addition, when it is determined that the temperature of the image sensor is excessively high, it is also possible to cool the image sensor by applying a current of a predetermined magnitude to the thermoelectric unit.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 예를 도시한 개략 단면도,
도 2는 도 1의 열전유닛이 이미지 센서 작동 시 발생되는 열에 의해 기전력을 발생하는 상태를 도시한 도면,
도 3은 도 1의 열전유닛이 이미지 센서 과열 시 배터리 전원을 인가 받아, 이미지 센서를 냉각하는 상태를 도시한 도면, 그리고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서가 실장 된 인쇄회로기판 하측에 배치된 열전유닛의 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic sectional view showing an example of a camera module according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view showing a state in which the thermoelectric unit of FIG. 1 generates an electromotive force by heat generated when an image sensor is operated;
FIG. 3 is a view illustrating a state where the thermoelectric unit of FIG. 1 receives a battery power when the image sensor is overheated and the image sensor is cooled;
4 is a view schematically showing the arrangement relationship of the thermoelectric units disposed under the printed circuit board on which the image sensor according to the embodiment of the present invention is mounted.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 일 예를 도시한 개략 단면도, 도 2는 도 1의 열전유닛이 이미지 센서 작동 시 발생되는 열에 의해 기전력을 발생하는 상태를 도시한 도면, 도 3은 도 1의 열전유닛이 이미지 센서 과열 시 배터리 전원을 인가 받아, 이미지 센서를 냉각하는 상태를 도시한 도면, 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서가 실장 된 인쇄회로기판 하측에 배치된 열전유닛의 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a camera module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a state in which the electromotive force is generated by the heat generated in the operation of the image sensor, 3 is a view illustrating a state in which the thermoelectric unit of FIG. 1 receives a battery power when the image sensor is overheated to cool the image sensor, and FIG. 4 is a view illustrating a state where the image sensor is mounted on the printed circuit board Fig. 3 is a view schematically showing the arrangement relationship of the thermoelectric units arranged on the lower side.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 카메라 모듈은 인쇄회로기판(10), 베이스(20), 보빈(30), 홀더부재(40) 및 마그네트(41)를 포함하며, 상기 인쇄회로기판(10)의 바닥면에는 열전유닛(100)이 배치될 수 있다.1, a camera module according to the present invention includes a printed circuit board 10, a base 20, a bobbin 30, a holder member 40, and a magnet 41, The thermoelectric unit 100 may be disposed on the bottom surface of the housing 10.

인쇄회로기판(10)의 상측에는 이미지 센서(11)가 실장 되며, 상기 인쇄회로기판(10)의 상측에는 베이스(20)가 설치된다.An image sensor 11 is mounted on the upper side of the printed circuit board 10 and a base 20 is provided on the upper side of the printed circuit board 10.

상기 베이스(20)의 상기 이미지 센서(11)와 대면 되는 위치에는 상기 적외선 필터(IRCF)가 설치되어, 상기 이미지 센서(11)에 적외선 파장 대역의 빛이 전달되는 것을 차단할 수 있다.The IRCF may be installed at a position facing the image sensor 11 of the base 20 to block transmission of light of an infrared wavelength band to the image sensor 11. [

보빈(30)은 상기 베이스(20)의 상측에 승강 가능하게 설치된다. 상기 보빈(30)의 초기 위치는 상기 베이스(20)의 상측면, 상부 프레임(미도시)의 내측면 및 상기 베이스(20)와 상부 프레임 사이 공간부 중 어느 한 곳에 형성될 수 있다. 상기 보빈(30)의 바닥면에는 적어도 하나 이상의 리브 부재가 돌출 형성될 수 있는데, 상기 리브 부재는 상기 베이스(20)와 초기 위치에서 면 접촉할 수 있다. 상기 보빈(30)의 외주면에는 코일(32)이 권선 되어, 상기 코일(32)에 전류가 흐를 경우, 상기 보빈(30)에 자기장이 형성되면서, 상기 홀더부재(40)에 설치된 마그네트(41)와의 전자기적 상호작용에 의해 보빈(30)이 도 1의 화살표 A 방향으로 왕복운동을 수행할 수 있다.The bobbin (30) is installed on the upper side of the base (20) so as to be able to move up and down. The initial position of the bobbin 30 may be formed on the upper surface of the base 20, the inner surface of the upper frame (not shown), and the space between the base 20 and the upper frame. At least one rib member may protrude from the bottom surface of the bobbin 30, and the rib member may be in surface contact with the base 20 at an initial position. A coil 32 is wound on the outer circumferential surface of the bobbin 30 so that a magnetic field is formed on the bobbin 30 when a current flows through the coil 32. A magnet 41, The bobbin 30 can reciprocate in the direction of arrow A in Fig.

홀더부재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(20)의 상측에 배치되고, 상기 홀더부재(40)의 내주면에는 마그네트(41)가 상기 코일(32)이 권선 된 보빈(30)과 대면 되도록 설치된다. 1, the holder member 40 is disposed on the upper side of the base 20, and a magnet 41 is disposed on the inner circumferential surface of the holder member 40, and a bobbin 30 ).

상기 홀더부재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 가장 바깥쪽 면을 형성할 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라, 상기 홀더부재(40)의 바깥쪽을 덮을 수 있도록 별도의 하우징 부재가 더 구비되는 것도 가능하다. 또한, 상기 홀더부재(40)에는 도시하지는 않았으나 복수 개의 요크가 설치될 수 있다.The holder member 40 may form the outermost surface of the camera module as shown in FIG. 1, but it is not limited thereto. In some cases, the holder member 40 may cover the outer side of the holder member 40 A separate housing member may be further provided. The holder member 40 may be provided with a plurality of yokes (not shown).

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도시하지는 않았으나, 카메라 모듈의 외곽을 구성하는 홀더부재(40)를 감싸도록 쉴드 캔을 더 구비하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 쉴드 캔은 상기 보빈(30) 내측에 배치되는 렌즈를 통해 외부 이미지가 상기 이미지 센서로 전달될 수 있도록, 상기 렌즈와 대응되는 크기의 렌즈 홀을 중앙에 구비하여 외부 이미지가 상기 통공을 통해 상기 이미지 센서(11)로 전달되도록 구성할 수 있다. 쉴드 캔은 금속 재질로 형성되어 전자기파 차폐를 수행할 수 있으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 수지재질로 카메라 모듈의 가장 바깥쪽을 구성하고 내부에 전자기파 차폐가 가능한 테이프 등을 붙이는 것도 가능하다.According to another embodiment of the present invention, it is possible to further include a shield can to enclose the holder member 40 constituting the outer periphery of the camera module, although not shown. In this case, the shield can has a lens hole at the center thereof corresponding to the lens so that an external image can be transmitted to the image sensor through a lens disposed inside the bobbin 30, To the image sensor (11). The shield can is made of a metal material and is capable of shielding electromagnetic waves, but it is not limited thereto, and it is also possible to attach a tape or the like which can shield the electromagnetic wave to the inside of the camera module, if necessary, .

또한, 별도의 쉴드 캔을 더 구비하지 않고, 홀더부재(40)와 요크를 일체화 하는 구성도 가능하다. 즉, 요크를 감싸도록 별도의 쉴드 캔을 구성하는 대신, 요크의 외측면은 노출시키고 요크의 외측면과 동일면이 되도록 나머지 부분만 홀더부재(40)를 구성하여 일체화할 수도 있다.It is also possible to integrate the yoke with the holder member 40 without further providing a separate shield can. That is, instead of constructing a separate shield can to enclose the yoke, the outer surface of the yoke may be exposed and only the remaining portion of the yoke may be integrated with the outer surface of the yoke.

본 발명은 이미지 센서(11)의 열을 이용하여 기전력을 형성할 수도 있고, 특정 조건에서 상기 이미지 센서(11)의 열을 빼앗아 냉각할 수 있는 열전유닛(100)을 인쇄회로기판(10)의 바닥면 측에 배치한 것에 발명의 특징이 있다. 상기 열전유닛(100)은 제백(Seeback) 효과를 이용한 발전이나, 펠티어(Peltier) 효과를 이용한 냉각 기능을 동시에 수행할 수 있는 것으로 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(110), 제 2 기판(120), 완충부재(130), P형 반도체(200) 및 N형 반도체(300)를 포함할 수 있다.The present invention can form an electromotive force by using the heat of the image sensor 11 and can prevent the thermoelectric unit 100 which can take the heat of the image sensor 11 and cool the heat of the image sensor 11 under certain conditions, And is disposed on the bottom surface side. As shown in FIG. 2, the thermoelectric unit 100 can simultaneously perform power generation using a seeback effect and cooling using a Peltier effect. The thermoelectric unit 100 includes a first substrate 110, a second substrate 110, The substrate 120, the buffer member 130, the P-type semiconductor 200, and the N-type semiconductor 300.

제백 효과는 양단의 온도차가 날 때 기전력이 발생하는 현상으로 이를 이용하여 폐열발전이나 체온을 이용한 소형전자소자(예컨대, 시계)의 전원, 방사능 반감 열을 이용한 우주 탐사선의 전원 등으로 사용할 수 있다. 반대로 양단에 전류를 흘리면 전하를 따라 열이 이동하여 한쪽은 냉각이 되고 다른 쪽은 가열이 되는 현상을 펠티어 효과라 하는데, 이를 이용하면 기계적 동작이 없는 순전히 전자만을 이용한 냉각장치를 만들 수 있다.The whitening effect is a phenomenon in which an electromotive force is generated when a temperature difference occurs at both ends, and can be used as a power source for a small electronic device (for example, a clock) using waste heat or body temperature and a power source for a space probe using a radiation half- On the contrary, if a current is applied to both ends, heat is transferred along the charge, one side is cooled and the other is heated. This is called Peltier effect.

제 1 기판(110)은 상기 인쇄회로기판(10)의 바닥면에 면 접촉 하도록 설치되는 것으로, 도시된 바와 같이, 상기 이미지 센서(11)로부터 발생되어 인쇄회로기판(10)으로 전달된 열을 전달 받는 역할을 수행한다.The first substrate 110 is provided to be in surface contact with the bottom surface of the printed circuit board 10 and the heat generated from the image sensor 11 and transferred to the printed circuit board 10 It carries out the receiving role.

제 2 기판(120)은 상기 제 1 기판(110)과 소정 거리 이격 배치되는 것으로, 상기 제 1 기판(110)이 전달 받을 열을 외부로 배출할 수 있도록 가장 바닥면 측에 설치될 수 있다.The second substrate 120 is spaced apart from the first substrate 110 by a predetermined distance and may be disposed on the bottom surface of the first substrate 110 to discharge the heat to be transmitted to the first substrate 110 to the outside.

P형 반도체(200)와 N형 반도체(300)는 상기 제 1 및 제 2 기판(110)(120)의 사이에 개재되며, 도시된 바와 같이 완충부재(130)(140) 에 의해 일정 거리 이격 된 상태로 설치될 수 있다. 상기 완충부재(130)(140)는 공기층으로 형성될 수도 있고, 수지와 같은 절연재질로 형성될 수도 있다. 상기 완충부재(130)(140)는 상기 P형 반도체(200)와 N형 반도체(300)가 직접 접촉하여 PN 반도체가 되지 않도록 이격 시키는 역할을 수행할 수 있다.The p-type semiconductor 200 and the n-type semiconductor 300 are interposed between the first and second substrates 110 and 120 and are spaced apart from each other by a buffer member 130 (140) As shown in FIG. The buffer members 130 and 140 may be formed of an air layer or an insulating material such as a resin. The buffer members 130 and 140 may be spaced apart from the PN semiconductor so that the P type semiconductor 200 and the N type semiconductor 300 are in direct contact with each other.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 작동 시, 이미지 센서(11)에 발생하는 열을 이용하여, 기전력을 형성하는 상황을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a state in which an electromotive force is formed using heat generated in the image sensor 11 when the camera module operates according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 이미지 센서(11)가 작동하면 섭씨 80~90도 가량의 열이 발생되는데, 이때 발생된 열은 제백 효과를 발생시킬 수 있다. 즉, 이미지 센서(11)에서 열이 발생하지 않는 경우에는 상기 P형 반도체(200)와 N형 반도체(300)의 내부의 전자는 정지된 상태로 있다. 그런데 이미지 센서(11)에서 열이 발생하면 이때 발생한 열은 제 1 기판(110)을 통해 P형 반도체(200)와 N형 반도체(300)로 전해진다. 그러면, 상기 N형 반도체(300)의 전자는 상기 제 1 기판(110)을 통해 P형 반도체(200) 측으로 이동할 수 있다. N형 반도체(300)는 -1가의 금속이 포함되어 있기 때문에 자유전자가 발생하기 쉬우며, P형 반도체(200)는 +1가의 금속이 포함되어 있기 때문에 정공이 발생하기 쉽기 때문이다. As shown in the figure, when the image sensor 11 is operated, heat of about 80 to 90 degrees Celsius is generated, and heat generated at this time can generate a whitening effect. That is, when no heat is generated in the image sensor 11, the electrons in the p-type semiconductor 200 and the n-type semiconductor 300 are in a stopped state. However, when heat is generated in the image sensor 11, heat generated at this time is transmitted to the P-type semiconductor 200 and the N-type semiconductor 300 through the first substrate 110. Then, the electrons of the N-type semiconductor 300 can move toward the P-type semiconductor 200 through the first substrate 110. Since the N-type semiconductor 300 includes a -1value metal, free electrons are likely to be generated, and the P-type semiconductor 200 is liable to generate holes because it contains a +1 valence metal.

따라서 상기 이미지 센서(11)의 열에 의해 발생된 전자는 N형 반도체(300)에서 P형 반도체(200) 측으로 이동할 수 있다. 가열된 제 1 기판(110)은 상기 P형 반도체(200) 측으로 전자를 내어 주었기 때문에, 그 부족분을 N형 반도체(300)로부터 전자를 끌어오기 때문이다. 이와 같은 과정이 반복될 경우, 회로가 연결되어 있는 양 전극 사이에는 전위차가 발생되므로, 도시된 바와 같이 N형 반도체(300)에서 P형 반도체(200) 쪽으로 흐르는 전류가 발생될 수 있다. 이때, 발생된 전류(α)는 상기 제 1 기판(110) 측으로 가해지는 열량(σQ)에 비례할 수 있다.Therefore, the electrons generated by the heat of the image sensor 11 can move from the N-type semiconductor 300 to the P-type semiconductor 200 side. This is because the heated first substrate 110 emits electrons toward the p-type semiconductor 200, and the insufficiency draws electrons from the n-type semiconductor 300. When this process is repeated, a potential difference is generated between both electrodes to which the circuit is connected, so that a current flowing from the N-type semiconductor 300 to the P-type semiconductor 200 can be generated. At this time, the generated current alpha may be proportional to the heat quantity? Q applied to the first substrate 110 side.

이와 같이 발생된 전류는 도 2에 도시된 바와 같이 끝단이 상기 도 1에 도시된 코일(32)과 연결되는 배선유닛(150)과 연결되어, 상기 코일(32)에 기전력을 공급할 수 있다. 이 경우, 기존의 배터리 등의 외부 전원을 공급 받아 동작하는 코일(32)이 이미지 센서(11)의 열에 의해 발생되는 기전력을 추가로 공급 받기 때문에, 기존 카메라 모듈에 비해 배터리 소모를 줄일 수 있다. 특히 소형 고화소 카메라 모듈의 경우 모바일 기기에서 주로 사용되기 때문에, 오토 포커싱 유닛이나 손떨림 보정 유닛과 같은 액츄에이터 구동에 소요되는 전원을 이와 같이 이미지 센서(11)의 발열에 의해 생성되는 기전력을 추가적으로 공급 받을 경우, 배터리 전원의 소모를 최대한 줄일 수 있다.As shown in FIG. 2, the generated current may be connected to a wiring unit 150 whose end is connected to the coil 32 shown in FIG. 1, thereby supplying electromotive force to the coil 32. In this case, since the coil 32, which is operated by receiving an external power such as a conventional battery, is further supplied with the electromotive force generated by the heat of the image sensor 11, battery consumption can be reduced as compared with the conventional camera module. Particularly, since a compact high-pixel camera module is mainly used in a mobile device, when a power source for driving an actuator such as an auto focusing unit or an image stabilization unit is additionally supplied with an electromotive force generated by the heat generated by the image sensor 11 , The battery power consumption can be reduced as much as possible.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 이미지 센서(11)가 과열되어 있을 경우의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing the operation when the image sensor 11 of the camera module according to the embodiment of the present invention is overheated.

도시된 바와 같이, 이미지 센서(11)가 장시간 사용 등으로 과도하게 뜨거워 졌을 경우, 발생된 열을 외부로 방출할 필요가 있다. 물론 상기한 바와 같이 제백 효과에 의해 발생된 열은 제 1 및 제 2 기판(110)(120)을 통해 외부로 배출되기는 하지만, 이러한 방열 만으로는 충분하게 냉각 되기 어려울 수 있기 때문이다. As shown in the figure, when the image sensor 11 becomes excessively hot due to use for a long time, it is necessary to discharge generated heat to the outside. Of course, as described above, the heat generated by the whitening effect is discharged to the outside through the first and second substrates 110 and 120, but it may be difficult to sufficiently cool by such heat radiation only.

이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 기판(120)에 배터리 전원 등 외부 전원을 연결하여 전류(I)를 인가하면, 펠티어 효과에 의해 상기 이미지 센서(11)의 열을 흡수 할 수 있다. In this case, as shown in FIG. 3, when a current (I) is applied by connecting an external power source such as a battery power source to the second substrate 120, heat of the image sensor 11 is absorbed by the Peltier effect .

펠티어 효과는 상기 전류(I) 인가에 의해 발생된 P형 반도체(200)와 N형 반도체(300) 사이의 전위차가 발생하였을 경우, 상기 P형 반도체(200)의 전자가 제 2 기판(120)을 통해 N형 반도체(300) 측으로 이동함에 따라 상기 제 1 기판(110)에서 에너지 손실이 발생하면서 냉각되는 것이다. 따라서 가해지는 전류(I)가 커지면 상기 제 1 기판(110)을 통해 흡열되는 열량도 커질 수 있다.When the potential difference between the P-type semiconductor 200 and the N-type semiconductor 300 generated by the application of the current I is generated, the Peltier effect causes the electrons of the P-type semiconductor 200 to pass through the second substrate 120, Type semiconductor 300, the first substrate 110 is cooled while generating energy loss. Accordingly, when the applied current I increases, the amount of heat absorbed through the first substrate 110 can be increased.

상기 이미지 센서(11)의 정상 작동 온도 범위는 섭씨 80~90도 이므로, 소정의 온도 센서를 통해 감지된 이미지 센서(11)의 온도가 상기 온도를 넘을 경우, 제어부는 배터리 전원의 일부를 상기 제 1 기판(110)에 인가하여, 적정 온도 범위로 낮출 수 있다.Since the normal operating temperature range of the image sensor 11 is 80 to 90 degrees Celsius, when the temperature of the image sensor 11 sensed through the predetermined temperature sensor exceeds the temperature, 1 substrate 110 to a suitable temperature range.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전모듈(100)의 배치 관계를 개략적으로 도시한 평면도 이다.4 is a plan view schematically showing the arrangement relationship of the thermoelectric module 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 P형 반도체(200)와 N형 반도체(300)는 이미지 센서(11)를 중심으로 좌우 배치되는 것이 좋은데, 이때, 도시된 바와 같이 상기 완충부재(130)의 폭(d)은 이미지 센서(11)의 폭(D) 보다 작게 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 완충부재(130)의 폭(d)은 이미지 센서(11)의 폭(D)의 대략 10% 정도를 넘지 않도록 형성될 수 있다. 만일 완충부재(130)의 폭이 지나치게 크게 형성될 경우, 상기 이미지 센서(11)의 냉각 효율이나 열전달 효율이 떨어질 수 있기 때문이다.As shown in the drawing, the p-type semiconductor 200 and the n-type semiconductor 300 may be arranged on the left and right of the image sensor 11. At this time, the width d of the buffer member 130 may be May be smaller than the width (D) of the image sensor (11). The width d of the cushioning member 130 may be less than about 10% of the width D of the image sensor 11. In this case, If the width of the buffer member 130 is excessively large, the cooling efficiency and the heat transfer efficiency of the image sensor 11 may deteriorate.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 P형 반도체(200)와 N형 반도체(300)는 상기 인쇄회로기판(10)의 하측에 복수 개가 촘촘하게 배치되어 교번 배치될 수도 있다. 그 외의 구성은 앞서 설명한 실시예와 동일하다.Although not shown, a plurality of the p-type semiconductor 200 and the n-type semiconductor 300 may be arranged on the lower side of the printed circuit board 10 in close proximity to each other. The rest of the configuration is the same as the above-described embodiment.

이상과 같은 본 발명에 따르면 이미지 센서(11)가 과열될 경우 뒤틀리는 이른 바 워핑(warping) 현상을 방지할 수 있어 온도별 광학성능 열화 발생을 방지할 수 있다. 따라서 EFL 편차를 최소화하는 것이 가능하다. 특히, 열전유닛(100)을 이용한 냉각은 컴프레서 타입의 냉각기 보다는 냉각효율이 낮지만, 기계적인 소음이 없고 온도 제어가 아주 정확하며, 반응 응답 시간이 짧기 때문에 소형 전자기기인 이미지 센서(11)의 냉각에 적합하다. 특히, 이미지 센서(11)를 차갑게 냉각하는 것이 아니라, 정상 동작 온도인 섭씨 80 내지 90도 온도 범위로 유지하기만 하면 되므로 낮은 전력으로도 효과적으로 사용할 수 있다.According to the present invention as described above, when the image sensor 11 is overheated, it is possible to prevent a warping phenomenon, which is twisted, and to prevent the deterioration of optical performance by temperature. It is therefore possible to minimize the EFL deviation. Particularly, although the cooling efficiency of the thermoelectric unit 100 is lower than that of the compressor type cooler, since there is no mechanical noise, the temperature control is very accurate, and the response response time is short, It is suitable for cooling. In particular, the image sensor 11 can be effectively used even at a low power level because it is required not to cool down the image sensor 11 but to maintain the temperature within a normal operating temperature range of 80 to 90 degrees Celsius.

또한, 이미지 센서(11)의 발열을 이용하여 생성되는 기전력을 손떨림 보정이나 오토 포커싱 기능 등을 구현하는 액츄에이터 구동 전력으로 사용하는 것이 가능하므로, 모바일 기기의 배터리 부담을 줄일 수 있다.In addition, since the electromotive force generated by the heat generated by the image sensor 11 can be used as an actuator driving power for realizing camera shake correction or auto focusing function, the burden on the battery of the mobile device can be reduced.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

10; 인쇄회로기판 11; 이미지 센서
20; 베이스 30; 보빈
40; 홀더부재 41; 마그네트
100; 열전유닛 110; 제 1 기판
120; 제 2 기판 130,140; 완충부재
150; 배선부재 200; P형 반도체
300; N형 반도체10; A printed circuit board 11; Image sensor
20; Base 30; Bobbin
40; A holder member 41; Magnet
100; Thermoelectric unit 110; The first substrate
120; A second substrate 130, 140; The buffer member
150; A wiring member 200; P-type semiconductor
300; N-type semiconductor

Claims (11)

이미지 센서가 실장 되는 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 필터가 구비되는 베이스;
내부에 적어도 한 장 이상의 렌즈가 배치되며, 외주면에 코일이 권선되는 보빈;
상기 보빈의 코일과 대응되는 위치에 배치되는 마그네트가 설치되는 홀더부재; 및
상기 인쇄회로기판 하측에 배치되어 상기 이미지 센서의 열에 의해 펠티어 제백 효과가 발생되는 열전유닛;을 포함하는 카메라 모듈.
A printed circuit board on which the image sensor is mounted;
A base mounted on the printed circuit board and having an infrared filter at a position corresponding to the image sensor;
A bobbin in which at least one or more lenses are disposed inside and a coil is wound around the outer circumferential surface;
A holder member provided with a magnet disposed at a position corresponding to the coil of the bobbin; And
And a thermoelectric unit disposed below the printed circuit board and generating a Peltier effect by the heat of the image sensor.
제 1 항에 있어서, 상기 열전유닛은,
상기 인쇄회로기판의 바닥면에 면 접촉하는 제 1 기판;
상기 제 1 기판과 일정 거리 이격 된 제 2 기판;
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 P형 반도체 및 N 형 반도체; 및
상기 P형 반도체와 N형 반도체 사이를 이격 시키는 완충부재;를 포함하는 카메라 모듈.The thermoelectric module according to claim 1,
A first substrate in surface contact with a bottom surface of the printed circuit board;
A second substrate spaced apart from the first substrate by a predetermined distance;
A P-type semiconductor and an N-type semiconductor interposed between the first and second substrates; And
And a buffer member spaced apart from the P-type semiconductor and the N-type semiconductor. 제 2 항에 있어서,
일단은 상기 제 1 기판과 통전 가능하게 연결되고, 타단은 상기 코일 권선부와 통전 가능하게 연결되는 배선부재;를 포함하는 카메라 모듈.
3. The method of claim 2,
And a wiring member, one end of which is electrically connected to the first substrate, and the other end of which is electrically connected to the coil winding portion.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 양 단은 전원유닛과 연결되는 카메라 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein both ends of the first substrate are connected to a power unit.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 기판은 구리 재질로 형성되는 카메라 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein the first and second substrates are formed of a copper material.
제 2 항에 있어서,
상기 P형 반도체와 N형 반도체는 서도 동일한 폭과 높이를 가지며, 상기 이미지 센서보다 큰 넓이를 가지는 카메라 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein the P-type semiconductor and the N-type semiconductor have the same width and height, and have a larger area than the image sensor.
제 2 항에 있어서, 상기 완충부재는,
상기 이미지 센서의 폭의 10% 미만의 폭을 가지는 카메라 모듈.
The cushioning member according to claim 2,
And a width less than 10% of the width of the image sensor.
이미지 센서가 실장 되는 인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판 상측에 설치되며, 상기 이미지 센서와 대응되는 위치에 적외선 필터가 구비되는 베이스;
내부에 적어도 한 장 이상의 렌즈가 배치되는 렌즈 배럴;
상기 렌즈 배럴의 광 경로상에 설치되어 손떨림 보정 및 오토 포커싱 기능 중 적어도 하나를 수행하는 액츄에이터; 및
상기 인쇄회로기판 하측에 배치되어 상기 이미지 센서의 열에 의해 펠티어 제백 효과가 발생되는 열전유닛;을 포함하는 카메라 모듈.
A printed circuit board on which the image sensor is mounted;
A base mounted on the printed circuit board and having an infrared filter at a position corresponding to the image sensor;
A lens barrel in which at least one or more lenses are disposed;
An actuator provided on an optical path of the lens barrel and performing at least one of an image stabilization function and an auto focusing function; And
And a thermoelectric unit disposed below the printed circuit board and generating a Peltier effect by the heat of the image sensor.
제 8 항에 있어서, 상기 열전유닛은,
상기 인쇄회로기판의 바닥면에 면 접촉하는 제 1 기판;
상기 제 1 기판과 일정 거리 이격 된 제 2 기판;
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 P형 반도체 및 N 형 반도체; 및
상기 P형 반도체와 N형 반도체 사이를 이격 시키는 완충부재;를 포함하며,
제 1 및 제 2 기판은 통전성 재질로 형성되어 일단은 상기 액츄에이터와 연결되고, 타단은 상기 액츄에이터에 전원을 공급하는 전원유닛에 연결되는 카메라 모듈.
The thermoelectric conversion module according to claim 8,
A first substrate in surface contact with a bottom surface of the printed circuit board;
A second substrate spaced apart from the first substrate by a predetermined distance;
A P-type semiconductor and an N-type semiconductor interposed between the first and second substrates; And
And a buffer member spaced apart from the P-type semiconductor and the N-type semiconductor,
Wherein the first and second substrates are formed of electrically conductive materials, one end of which is connected to the actuator, and the other end of which is connected to a power source unit that supplies power to the actuator.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 기판은 구리 재질로 형성되고,
상기 P형 및 N형 반도체는 서로 동일한 형상으로 마련되며, 상기 이미지 센서의 면적보다 크게 형성되는 카메라 모듈.
10. The method of claim 9,
Wherein the first and second substrates are formed of a copper material,
Wherein the P-type and N-type semiconductors are formed in the same shape, and are formed to be larger than the area of the image sensor.
제 9 항에 있어서,
상기 P형 및 N형 반도체는 상기 이미지 센서의 면적보다 크게 형성되는 카메라 모듈.10. The method of claim 9,
Wherein the P-type and N-type semiconductors are formed larger than the area of the image sensor.
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