KR20140135909A - 카메라모듈 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈배럴과 홀더의 조립구조를 개선한 카메라모듈 조립체를 개시한다. 본 발명에 따른 카메라모듈 조립체는, 렌즈를 구비하는 제1배럴과, 상기 제1배럴이 내부로 삽입되어 나사결합되는 것으로서 외주면에 원주방향을 따라 걸림턱이 형성된 제2배럴을 구비하는 렌즈배럴; 이미지센서가 실장된 기판; 상기 이미지센서를 둘러싸도록 상기 기판에 고정되는 것으로서 상면에 상기 렌즈배럴이 삽입되는 관통부를 구비하며, 상기 관통부의 에지부분이 상기 걸림턱을 눌러서 상기 렌즈배럴을 고정하는 홀더를 포함한다.
본 발명에 따르면, 홀더의 크기를 줄임으로써 열변형을 최소화할 수 있고, 다양한 크기의 홀더를 제작해야 하는 경우에도 금형 및 원재료 비용을 줄일 수 있다. 또한 홀더를 기판에 장착할 때 렌즈배럴도 동시에 정위치에 정렬 및 고정되므로 렌즈와 이미지센서의 정렬이 매우 간편해지는 이점이 있다.

Description

카메라모듈 조립체{Camera module assembly}

본 발명은 카메라모듈 조립체에 관한 것으로서, 구체적으로는 렌즈배럴과 홀더의 조립구조를 개선한 카메라모듈 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 휴대기기용 카메라, 자동차용 카메라, 방범카메라 등에 사용되는 카메라모듈(10)은 도 1의 분해사시도와 도 2의 단면도에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 회로패턴(12)이 인쇄된 기판(11), 기판(11)의 상면에 실장된 이미지센서(13), 이미지센서(13)를 둘러싸며 하단이 기판(11)에 고정되는 홀더(15), 홀더(15)의 상단 개구부에 결합되며 내부에 하나 이상의 렌즈(19)를 구비한 렌즈배럴(17) 등을 포함한다. 또한 기판(11)의 회로패턴(12)을 휴대기기 등의 메인기판과 전기적으로 연결하기 위한 FPCB(Flexible printed circuit board)(미도시) 또는 커넥터 등을 포함할 수도 있다.

따라서 렌즈(19)를 통해 집광된 영상은 이미지센서(13)에서 전기적 신호로 변환되고, 이어서 회로패턴(12)과 FPCB(미도시) 등을 거쳐 메인기판으로 전송되어 장치의 화면에 표시되거나 메모리에 저장된다.

한편 종래 카메라모듈(10)의 홀더(15)는 대략 원형 또는 사각형의 통 형상으로서 중앙에 배럴장착부(15a)가 상부로 돌출되어 있으며, 배럴장착부(15a)의 상단에는 렌즈배럴(17)이 삽입되는 개구부가 형성되어 있다.

또한 홀더(15)를 기판(11)의 정확한 위치에 장착하기 위하여 기판(11)에는 다수의 정렬홀이 형성되고, 홀더(15)의 하단에는 기판(11)의 각 정렬홀에 삽입되는 다수의 정렬돌기(16)가 형성된다. 정렬돌기(16)와 정렬홀은 렌즈(19)와 이미지센서(13)의 중심이 일치하도록 홀더(15)의 위치를 결정하는 역할을 한다.

이와 달리 기판(11)의 다수의 정렬홀에 대응하는 홀더(15)의 각 위치에 나사홀을 형성하고, 나사를 이용하여 홀더(15)를 기판(11)에 고정시키는 경우도 있다.

그런데 이러한 종래 카메라모듈(10)은 다음과 같은 몇 가지 문제점을 안고 있다.

첫째. 종래의 홀더(15)는 플라스틱 사출성형으로 제작되는데, 플라스틱 재질로 인해 고온환경에 장시간 노출되면 열변형이 발생하여 렌즈의 정렬 및 포커싱이 흐트러지는 문제가 있다.

둘째, 다양한 크기의 홀더(15)를 제작해야 하는 경우에는 각 사이즈의 홀더(15)에 맞게 금형을 따로 제작해야 하므로 제작비용이 증가하는 문제가 있다.

셋째, 렌즈배럴(17)을 홀더(15)의 배럴장착부(15a)에 나사결합한 후에도 도 2에 나타낸 바와 같이 홀더(15)의 측면에서 나사(18)를 추가로 체결하여 렌즈배럴(17)을 고정시키는 경우가 있는데, 이때 나사(18)로 인해 렌즈배럴(17)이 밀리거나 기울어지면서 렌즈(19)와 이미지센서(13)의 정렬이 흐트러지는 문제가 있다.

한편 종래에는 플라스틱 홀더(17)의 열변형 문제를 해결하기 위하여 도 3에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 홀더(15)에 렌즈배럴(17)을 장착하는 경우도 있다.

그런데 알루미늄 홀더(15)는 통상 다이캐스팅 방법으로 제작하므로 크기가 작은 홀더(15)에 정렬돌기 또는 나사홀을 형성하는 것이 매우 어려운 문제가 있다. 또한 정렬돌기 또는 나사홀을 만들려면 다이캐스팅 이후에 별도의 후공정을 거쳐야 하므로 제작비용이 크게 증가하는 문제가 있다.

따라서 종래에는 알루미늄 홀더(15)의 하단을 접착제만으로 기판(11)에 고정시키는 경우가 대부분이고, 이로 인해 렌즈(19)와 이미지센서(13)의 중심을 정확히 맞추기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 개선하기 위한 것으로서, 홀더의 열변형을 줄일 수 있고, 다양한 크기의 홀더를 제작하는 경우에도 금형 등의 제작비용을 최소화할 수 있는 카메라모듈을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 렌즈와 이미지센서의 정렬이 용이한 카메라모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 렌즈를 구비하는 제1배럴과, 상기 제1배럴이 내부로 삽입되어 나사결합되는 것으로서 외주면에 원주방향을 따라 걸림턱이 형성된 제2배럴을 구비하는 렌즈배럴; 이미지센서가 실장된 기판; 상기 이미지센서를 둘러싸도록 상기 기판에 고정되는 것으로서, 상면에 상기 렌즈배럴이 삽입되는 관통부를 구비하며, 상기 관통부의 에지부분이 상기 걸림턱을 눌러서 상기 렌즈배럴을 고정하는 홀더를 포함하는 카메라모듈 조립체를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라모듈 조립체에서 상기 렌즈배럴의 상기 제2배럴은 금속재질이고, 상기 홀더는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 카메라모듈 조립체에서 상기 렌즈배럴의 상단에서 상기 걸림턱의 상단에 이르는 구간의 최대직경은 상기 홀더에 형성된 상기 관통부의 직경보다 작거나 같은 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 홀더의 크기를 줄임으로써 열변형을 최소화할 수 있고, 다양한 크기의 홀더를 제작해야 하는 경우에도 금형 및 원재료 비용을 줄일 수 있다. 또한 홀더를 기판에 장착할 때 렌즈배럴도 동시에 정위치에 정렬 및 고정되므로 렌즈와 이미지센서의 정렬이 매우 간편해지는 이점이 있다.

도 1은 종래 카메라모듈을 예시한 분해사시도
도 2는 종래 카메라모듈을 예시한 단면도
도 3은 종래 알루미늄 홀더를 사용한 카메라모듈을 예시한 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라모듈의 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라모듈의 분해단면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 홀더의 여러 유형을 예시한 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라모듈(100)은 도 4의 단면도 및 도 5의 분해단면도에 나타낸 바와 같이, 회로패턴이 인쇄된 기판(110), 기판(110)의 상면에 실장된 이미지센서(120), 이미지센서(120)를 둘러싼 채 하단이 기판(110)에 고정되는 홀더(130), 홀더(130)에 의해 지지되는 렌즈배럴(140)을 포함한다.

특히 본 발명의 실시예에서는 렌즈배럴(140)을 홀더(130)에 나사결합 방식으로 고정시키는 것이 아니라 렌즈배럴(140)의 외주면에 걸림턱(144)을 형성하고, 상기 걸림턱(144)에 홀더(130)가 걸려서 렌즈배럴(140)을 기판(110)쪽으로 압박하는 방식으로 고정시키는 점에 특징이 있다.

구체적으로 살펴보면, 홀더(130)는 도 6에 나타낸 바와 같이 대략 원형, 사각형, 다각형 등의 납작한 통 형상이며, 바닥면은 개구되고 상면 중앙에는 렌즈배럴(140)이 삽입되는 관통부(134)를 구비한다.

또한 홀더(130)의 하단에는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 다수의 정렬돌기(132)가 돌출될 수 있고, 이 경우 상기 다수의 정렬돌기(132)를 기판(110)에 형성된 정렬홀에 삽입함으로써 홀더(130)를 정확한 위치에 장착할 수 있다.

도면에 나타내지는 않았지만, 정렬돌기(132)를 대신하여 홀더(130)의 외측에 세로방향의 나사홀을 갖는 다수의 돌출부를 형성하고, 다수의 나사홀과 기판에 형성된 정렬홀을 대응시켜서 나사를 체결하면 홀더(130)를 기판(110)의 정확한 위치에 장착시킬 수 있다.

렌즈배럴(140)은 렌즈(150)를 직접 지지하는 제1배럴(141)과, 제1배럴(141)의 외부에 결합되는 제2배럴(142)을 포함하는 이중 배럴 구조를 갖는다.

제1배럴(141)은 종래의 렌즈배럴과 마찬가지로 내부에 하나 이상의 렌즈(150)를 구비하고, 외주면에는 나사산을 구비한다.

제2배럴(142)은 속이 빈 관 형상이며, 내주면에는 제1배럴(141)이 나사결합하는 나사산이 형성되고, 외주면에는 원주방향으로 상기 걸림턱(144)이 형성된다.

도시된 바와 같이 제2배럴(142)에서 걸림턱(144)의 상부에 해당하는 구간의 외경을 하부구간보다 더 작게 형성하면 그 경계면에 형성된 단차를 걸림턱(144)으로 사용할 수 있다. 이와 달리 제2배럴(142)의 외주면에 원주방향을 따라 띠 형태의 돌출부를 형성하여 걸림턱(144)으로 사용할 수도 있다.

이러한 걸림턱(144)은 홀더(130)를 결합하였을 때 관통부(134)를 둘러싸는 에지(136)가 걸쳐지는 부분이다. 따라서 걸림턱(144)의 최대직경은 홀더(130)의 관통부(132)의 직경보다는 커야 한다.

한편 제2배럴(142)은 고온환경에서 열변형을 최소화할 수 있도록 알루미늄, 마그네슘 등의 금속재질인 것이 바람직하다. 다만 이에 한정되는 것은 아니므로 용도에 따라서는 플라스틱 사출성형으로 제작될 수도 있다.

홀더(130)와 제1배럴(141)도 플라스틱 사출성형으로 제작하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 만일 홀더(130)와 제1배럴(141) 및 제2배럴(142)을 모두 플라스틱 재질로 제작하더라도 부품간 유격으로 인해 종래보다 열변형 정도를 줄일 수 있는 이점은 있다.

또한 제2배럴(142)은 원형의 관 형상인 것이 바람직하지만, 다각형 관 형상일 수도 있다. 어떤 경우이든지 제2배럴(142)의 외곽 형상은 홀더(130)의 관통부에 대응하는 것이어야 함은 물론이다.

또한 제2배럴(142)은 홀더(130)에 의해 고정될 경우 그 하단이 기판(110)의 상면에 밀착될 수 있는 길이를 가져야 한다.

한편 렌즈배럴(140)의 걸림턱(144)에 홀더(130)의 관통부 에지(136)가 걸쳐지기 위해서는, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 제2배럴(142)과 제1배럴(141)이 결합된 렌즈배럴(140)을 홀더 관통부(134)의 하부에서 상부로 통과시켜야 한다.

따라서 렌즈배럴(140)의 상단에서 걸림턱(144)의 상단에 이르는 구간에서 렌즈배럴(140)의 최대 직경은 관통부(132)의 직경보다 작거나 같아야 한다.

또한 홀더(130)가 렌즈배럴(140)을 흔들리지 않도록 고정시키기 위해서는 관통부 에지(136)가 제2배럴(142)의 외주면과 밀착하는 것이 바람직하며, 따라서 걸림턱(144)에 인접한 부분의 제2배럴(142)의 직경은 관통부(132)의 직경과 거의 비슷해야 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 홀더(130)의 상부로 렌즈장착부(도 1의 15a 참조)를 돌출시킬 필요가 없으므로 홀더(130)의 크기를 최소화할 수 있다. 특히 카메라모듈의 용도나 설계상의 요구에 대응하기 위해서는 다양한 크기의 홀더(130)를 제작할 필요가 있는데, 이러한 경우에도 본 발명에 따르면 홀더(130)의 크기가 최소화되므로 금형 및 원재료 비용을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 홀더(130)의 크기가 최소화되므로 고온환경에서 열변형 정도를 줄일 수 있고, 따라서 열변형으로 인한 이미지센서와 렌즈의 정렬오차를 줄일 수 있다. 특히, 전술한 바와 같이 제2배럴(142)을 알루미늄 등의 금속재질로 제작하면 열변형 정도를 크게 줄일 수 있다.

이하에서는 도 4와 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 카메라모듈(100)의 조립방법을 설명한다.

먼저 광학계를 구성하는 다수의 렌즈(150), 적외선필터 등이 장착된 제1배럴(141)을 제2배럴(142)의 상단에서부터 삽입시키고 서로를 나사 결합시켜서 렌즈배럴(140)을 준비한다. 또한 상면에 이미지센서(120)가 실장된 기판(110)을 준비한다.

이어서 렌즈배럴(140)의 상단을 홀더(130)의 하부로부터 관통부(134)를 통과시켜서 렌즈배럴(140)의 걸림턱(144)에 관통부(134)를 둘러싸는 에지(136)가 걸릴 때까지 진입시킨다.

이 상태에서 홀더(130)의 하단에 형성된 정렬돌기(132)를 기판(110)에 형성된 정렬홀에 삽입하거나, 홀더(130)에 외측에 구비된 나사홀과 기판(110)의 정렬홀을 나사결합하여 홀더(130)의 기판(110)의 정위치에 장착한다.

이 과정에서 렌즈배럴(140)은 그 하단부가 기판(110)의 상면에 밀착되면서 정확한 위치에 장착된다. 즉, 본 발명의 조립방식은, 홀더(130)를 기판(110)에 장착한 후에 렌즈배럴(140)을 홀더(130)에 결합하는 방식이 아니고, 홀더(130)를 기판(110)에 고정할 때 동시에 렌즈배럴(140)도 홀더(130)에 의해 정위치게 고정되므로 조립공수가 줄어드는 이점이 있다.

또한 홀더(130)가 정위치에 장착됨과 동시에 렌즈배럴(140)도 정확한 위치에서 홀더(130)에 의해 지지되므로 이후에 렌즈배럴(140)을 고정하기 위해 나사를 추가로 결합할 필요가 없는 장점이 있다.

이와 같이 조립과정을 마친 이후에는 필요한 위치에 접착제를 도포하여 더욱 견고하게 고정시킬 수 있으며, 이후에는, 제1배럴(141)을 회전시키면서 렌즈와 이미지센서의 거리를 조절하는 포커싱공정, 검사공정 등이 추가로 진행될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있다.

예를 들어 앞에서는 제2배럴(142)의 하단이 기판(110)의 상면에 밀착되는 것으로만 설명하였으나, 제2배럴(142)의 하단에 다수의 결합돌기를 형성하고 기판(110)에 이에 대응하는 다수의 정렬홀을 형성하여 제2배럴(142)의 위치를 기판(110)에 고정시킬 수도 있다.

또한 기판(110)의 상면에 제2배럴(142)의 하단부에 대응한 홈을 형성하여 제2배럴(142)의 하단이 삽입되도록 할 수도 있다.

또한 본 발명에서는 홀더(130)의 상면에 배럴장착부가 돌출되지 않는 것으로 설명하였으나, 관통부 에지(136)의 상부 또는 하부로 약간의 수직면을 형성하여 이를 통해 제2배럴(142)을 보다 견고하게 지지할 수도 있다. 이 경우에도 홀더(130)와 제2배럴(142)이 서로 나사결합하지 않음은 물론이다.

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 나타낸 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

100: 카메라모듈 110: 기판
120: 이미지센서 130: 홀더
132: 정렬돌기 134: 관통부
136: 에지 140: 렌즈배럴
141: 제1배럴 142: 제2배럴
144: 걸림턱 150: 렌즈

Claims (3)

1. 렌즈를 구비하는 제1배럴과, 상기 제1배럴이 삽입되어 나사결합된 것으로서 외주면에 원주방향을 따라 걸림턱이 형성된 제2배럴을 구비하는 렌즈배럴;
   이미지센서가 실장된 기판;
   상기 이미지센서를 둘러싸도록 상기 기판에 고정되는 것으로서, 상면에 상기 렌즈배럴이 삽입되는 관통부를 구비하며, 상기 관통부의 에지부분이 상기 걸림턱을 눌러서 상기 렌즈배럴을 고정하는 홀더
   를 포함하는 카메라모듈 조립체
2. 제1항에 있어서,
   상기 렌즈배럴의 상기 제2배럴은 금속 재질이고, 상기 홀더는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 카메라모듈 조립체
3. 제1항에 있어서,
   상기 렌즈배럴의 상단에서 상기 걸림턱의 상단에 이르는 구간의 최대직경은 상기 홀더에 형성된 상기 관통부의 직경보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 카메라모듈 조립체

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