KR101181122B1

KR101181122B1 - 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈

Info

Publication number: KR101181122B1
Application number: KR1020060042496A
Authority: KR
Inventors: 이진호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2012-09-14
Also published as: US20070264002A1; CN101072299B; KR20070109475A; CN101072299A; US7874746B2

Abstract

본 발명은 중앙에는 관통공이 형성되고, 내측에는 소정의 장착부를 구비하는 카메라 하우징과, 피사체의 광이미지를 입사 받을 수 있도록 상기 카메라 하우징의 장착부 내에 삽입 설치되는 렌즈부와, 상기 렌즈부에 입사되는 광이미지에 포함된 적외선을 차단함과 동시에 상기 장착부를 밀봉시키도록 구성되는 IR필터와, 상기 IR필터를 통해 적외선이 차단된 광이미지를 결상하여 전기적인 신호로 변환시키는 이미지 센서 및, 상기 이미지 센서에 의해 출력되는 영상신호를 디지털처리 하는 인쇄회로기판을 포함하여 구성됨으로써, 기존과 같이 렌즈 홀더의 체결공정이 생략되므로 나선부 간의 기계적 마찰로 인하여 발생하는 이물질에 의한 이미지 열화를 근본적으로 제거할 수 있고, 형합불량으로 인한 작업 불능이나 초점 틀어짐 현상이 발생하지 않게 되며, 이미 설계된 광학 거리에 맞게 조립되기 때문에 초점 조정작업이 따로 필요치 않을 뿐만 아니라, 부품의 Part 수량이 절감되기 때문에 제조단가를 줄일 수 있게 되는 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈을 제공한다.

카메라 모듈, 렌즈, 광학전장, IR필터, 밀봉

Description

렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈{Camera module unified lens housing}

도 1은 종래 기술에 따른 카메라 모듈의 내부 결합구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라 모듈의 내부 결합구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈의 내부 결합구조를 나타낸 단면도이다.

*도면 중 주요부분에 관한 부호의 설명*

A - 카메라 모듈 10 - 인쇄회로기판

20 - 이미지 센서 30 - 하우징

31 - 장착부 32 - 안착부

33 - 지지돌기 40 - 렌즈부

41 - 볼록렌즈 42 - 오목렌즈

50 - IR필터 51 - 돌출부

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라 모듈의 조립시 이물 유입에 따른 불량 발생을 최소화할 수 있는 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 카메라 모듈은 도 1의 도시와 같이 렌즈부(110)와, 렌즈 홀더(120)와, 하우징(130)과, IR필터(140)와, 이미지 센서(150) 및, 인쇄회로기판(160)으로 구성되어 피사체의 광이미지를 렌즈부(110)가 수광받아 IR필터(140)로 전달하고, IR필터(140)는 수광된 광이미지에서 적외선을 차단한 후 이미지 센서(150)로 조사하게 되며, 이미지 센서(150)는 조사된 광이미지를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 구조로 이루어져 있다.

이때, 렌즈부(110)는 이미지 센서(150)와의 거리 조절을 통해 초점을 맞추어 가장 선명한 이미지를 얻을 수 있도록 포커싱(Focusing) 작업을 수행할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 렌즈 홀더(120)와 하우징(130)의 결합부위에 각각 나선부(121)(131)를 형성하여 서로 나사 체결되는 것에 의해 결합되도록 함으로써, 포커싱 작업을 간단하게 수행할 수 있고, 미세 조정까지 가능하게 하는 것이다.

그러나, 종래의 나사 체결구조를 이용한 카메라 모듈(100)은 렌즈 홀더(120)를 작업자가 장비를 통해 회전 체결하면서 초점을 맞추는 작업이 이루어지기 때문에 렌즈 홀더(120)의 나선부(121)와 하우징(130)의 나선부(131) 간의 형합력이 적 절하지 않을 경우 다음과 같은 2가지의 문제점이 발생하게 된다.

첫번째는 형합력이 기준치보다 낮은 경우로서, 렌즈 홀더(120)와 하우징(130) 간의 적절한 형합력이 유지되지 않기 때문에 렌즈 홀더(120)와 하우징(130)의 접착공정 진행 중 렌즈 홀더(120)가 임의 회전하여 화상 이미지 열화(Defocus)가 일어나게 된다.

두번째는 형합력이 기준치보다 높은 경우로서, 아주 높은 형합력으로 인하여 렌즈 홀더(120)를 회전시켜 초점은 맞추었지만, 나선부(121)(131) 간의 마찰로 인해 발생하는 이물질에 의해 화상 이미지 불량을 발생시키게 된다.

또한, 현재 렌즈 홀더(120)와 하우징(130)은 모두 플라스틱 인젝션 몰드(Plastic Injection Mold)를 이용하여 사출성형으로 제작되므로 일반적으로 생산효율을 높이기 위해 멀티 캐비티(Multi-cavity)로 제작되고 카메라 모듈의 경박 단소화 경향으로 성형성을 무시한 디자인이 적용되면서 캐비티간 편차가 필연적으로 존재하게 되기 때문에 양질의 부품 수급 효율 또한 현저하게 저하되는 문제점 등이 있게 된다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 카메라 모듈의 조립시 이물 유입에 따른 불량 발생을 최소화 할 수 있는 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 IR필터의 구조를 개선하여 렌즈부가 장착되기 위한 장착부의 밀봉상태를 향상시킬 수 있는 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈을 제공함에 있다.

이러한, 본 발명은 중앙에는 관통공이 형성되고, 내측에는 소정의 장착부를 구비하는 카메라 하우징과, 피사체의 광이미지를 입사 받을 수 있도록 상기 카메라 하우징의 장착부 내에 삽입 설치되는 렌즈부와, 상기 렌즈부에 입사되는 광이미지에 포함된 적외선을 차단함과 동시에 상기 장착부를 밀봉시키도록 구성되는 IR필터와, 상기 IR필터를 통해 적외선이 차단된 광이미지를 결상하여 전기적인 신호로 변환시키는 이미지 센서 및, 상기 이미지 센서에 의해 출력되는 영상신호를 디지털처리 하는 인쇄회로기판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라 하우징은, 상기 렌즈부와 이미지 센서 간의 광학전장이 알맞게 유지되도록 설계되도록 한다.

또한, 상기 IR필터는, 일면에 상기 장착부 내에 삽입되면서 렌즈부를 밀착 지지하도록 소정의 돌출부가 돌출 형성된다.

또한, 상기 IR필터는, 렌즈부와, 이미지 센서 사이의 장착부에 부착 설치되거나, 렌즈부의 선단측 장착부에 부착 설치될 수 있다.

또한, 상기 장착부의 끝단에는 렌즈부의 지지를 위한 지지돌기가 추가적으로 형성된다.

이하, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2의 도시와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈(A)은 크게 하측에서부터 인쇄회로기판(10)과, 이미지 센서(20) 및, 내부에 렌즈부(40)와 IR필터(50)가 일체화되는 구조로 설치된 카메라 하우징(30)으로 구성된다.

인쇄회로기판(10)은 소정의 전기적인 패턴과 다수의 전극(미도시)이 구비되어 있으며, 이미지 센서(20)에서 출력되는 영상신호를 디지털 처리하는 역할을 한다. 이때, 다수의 전극 내측으로는 수광된 광이미지를 전기적인 신호로 변환시키는 이미지 센서(20)가 에폭시 등의 접착제에 의해 접착된다.

또한, 다수의 전극 외 측에는 둘레를 따라 결합홈(10b)이 구비되어 카메라 하우징(30)과의 결합을 가능하게 한다.

이미지 센서(20)는 다수의 화소로 구성된 화소영역(미도시)과, 화소영역의 입출력 단자인 다수의 전극(미도시)으로 구성된다. 이때, 다수의 전극은 각각 와이어 본딩(Wire bonding)장비를 이용하여 인쇄회로기판(10)의 전극과 전기적으로 연결된다.

카메라 하우징(30)은 원통형의 플라스틱 사출물로서, 내부에는 렌즈부(40)가 장착되기 위한 장착부(31)와, IR필터(50)가 안착 조립되기 위한 안착부(32)가 각각 형성된다.

또한, 외 측 중앙에는 렌즈부(40)가 노출되기 위한 관통공(30a)이 형성되어 있으며, 끝단 둘레에는 인쇄회로기판(10)에 형성된 결합홈(10b)에 결합되어 고정되기 위한 결합돌기(30b)가 구비된다.

이때, 결합돌기(30b)는 결합홈(10b)에 결합된 상태에서 에폭시 등의 접착제에 의해 접착 고정되기 때문에 카메라 하우징(30) 내의 밀봉을 가능하게 한다.

렌즈부(40)는 빛을 모으거나 발산시켜 광학적 상을 맺게 하는 물체로서, 볼록렌즈(41)와 오목렌즈(42)가 조합되어 카메라 하우징(30)의 내부에 구비된 장착부(31)에 삽입 장착되도록 한다. 이때, 카메라 하우징(30)은 렌즈부(40)와 이미지 센서(20) 간의 광학전장(빛이 제일 먼저 유입되는 렌즈 중심에서 이미지 센서의 면까지의 거리로 초점이 맞았을 때의 거리임)이 알맞게 유지되도록 설계되어 초점 조정작업을 별도로 수행하지 않게 한다.

한편, 카메라 하우징(30) 내에 구비된 안착부(32)에는 IR필터(50)가 접착제에 의해 부착되며, 이에 따라 렌즈부(40)는 장착부(31) 내에서 고정됨과 동시에 장착부(31)의 밀봉이 가능하게 된다.

즉, 통상 이미지 촬상소자인 이미지 센서(20)는 인간의 눈과 달리 근적외선 파장 및 적외선 영역 파장대의 감지가 가능하기 때문에 촬상시 화면색조가 적조의 경향을 가지므로 이 파장대 영역을 차단하기 위하여 IR필터(IR Cut Off Filter)(50)를 렌즈부(40)와 이미지 센서(20) 사이에 설치하고 있으며, 이러한 IR필터(50)에 의해 렌즈부(40)를 통하여 모여진 광이미지는 적외선이 차단된 상태로 이미지 센서(20)에 결상된다.

이때, IR필터(50)의 일면에 렌즈부(40)를 지지하기 위한 돌출부(51)를 형성하여 IR필터(50)의 장착시 돌출부(51)가 볼록렌즈(42)의 외곽을 지지하면서 밀착되어 고정시킬 수 있게 되는 것이며, 이와 같이 장착부(31) 내에 삽입되는 돌출부(51)에 의해 장착부(31)의 밀봉 상태를 더욱 안정적으로 구현할 수 있게 된다.

이와 같이 렌즈부(40)와 IR필터(50)를 안정적인 밀봉구조로 카메라 하우징 (30)내부에 일체화시킬 수 있기 때문에 인쇄회로기판(10)에 카메라 하우징(30)의 조립만으로 렌즈부(40)의 조립까지 완료할 수 있게 되며, 또한 렌즈부(40) 내의 밀봉상태를 더욱 안정적으로 구현할 수 있게 된다.

한편, 도면에서는 IR필터(50)가 이미지 센서(20)와 렌즈부(40) 사이에 설치된 상태를 예로 하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 IR필터(50)가 렌즈부(40)의 선단에 설치되는 구조도 가능함을 밝혀둔다.

도 3의 도시와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 카메라 모듈(A)의 조립구조의 구성을 전술한 방식과 동일하지만, IR필터(50)의 위치가 다른 경우이다.

즉, IR필터(50)가 렌즈부(40)의 선단에 위치한 경우로서, 이 경우에는 카메라 하우징(30')의 외 측을 확장하여 IR필터(50)가 장착될 수 있도록 하며, 전술한 구조와 반대로 IR필터(50)의 돌출부(51)가 렌즈부(40)의 오목렌즈 외곽(41)을 지지하는 구조이다.

이 경우에서도 렌즈부(40)와 이미지 센서(10) 간의 광학전장은 알맞게 설계되어야 함은 물론이다.

이와 같은 상태에서는 IR필터(50)에 형성된 돌출부(51)가 오목렌즈(42)가 아닌 볼록렌즈(41)를 지지하는 구조이기 때문에 장착부(31')의 끝단에는 오목렌즈(42)의 외곽을 지지하기 위한 별도의 지지돌기(33)를 구비하여야만 한다.

또한, IR필터(50)가 렌즈부(40)의 외 측에 설치되는 경우에 있어서는 IR필터(50)를 별도로 구성하지 않고 볼록렌즈(41) 면에 코팅 처리하여 적외선의 차단을 가능하게 할 수도 있음은 물론이다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈의 조립구조에 의하면, 기존과 같이 렌즈 홀더의 체결공정이 생략되므로 나선부 간의 기계적 마찰로 인하여 발생하는 이물질에 의한 이미지 열화를 근본적으로 제거할 수 있고, 형합불량으로 인한 작업 불능이나 초점 틀어짐 현상이 발생하지 않게 되며, 이미 설계된 광학 거리에 맞게 조립되기 때문에 초점 조정작업이 따로 필요치 않을 뿐만 아니라, 부품의 Part 수량이 절감되기 때문에 제조단가를 줄일 수 있게 되는 등의 효과를 제공한다.

Claims

중앙에는 관통공이 형성되고, 내측에는 소정의 장착부를 구비하는 카메라 하우징과,

피사체의 광이미지를 입사 받을 수 있도록 상기 카메라 하우징의 장착부 내에 삽입 설치되는 렌즈부와,

상기 장착부 내에 삽입 설치되며, 상기 렌즈부에 입사되는 광이미지에 포함된 적외선을 차단함과 동시에 상기 장착부를 밀봉시키도록 구성되며, 렌즈부를 밀착 지지하는 돌출부가 일면에 형성되어 있는 IR필터와,

상기 IR필터를 통해 적외선이 차단된 광이미지를 결상하여 전기적인 신호로 변환시키는 이미지 센서 및

상기 이미지 센서가 실장되는 인쇄회로기판을 포함하여 구성되는 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈.
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제 1 항에 있어서,

상기 IR필터는,

렌즈부와, 이미지 센서 사이의 장착부에 부착 설치되는 것인 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,

상기 IR필터는,

렌즈부의 선단측 장착부에 부착 설치되는 것인 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈.
제 5 항에 있어서,

상기 장착부의 끝단에는 렌즈부의 지지를 위한 지지돌기가 추가적으로 형성되는 것인 렌즈 하우징 일체형 카메라 모듈.