JP2006211648A - 光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール - Google Patents

光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール Download PDF

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Abstract

【課題】デジタル光学器機等で光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュールを提供する。
【解決手段】本発明は、パターン部を形成した延性基板、上記延性基板の一側に装着されたイメージセンサー部、上記イメージセンサー部に光を流入させる多数のレンズ等を具備し、延性基板に固定されたレンズユニット、上記レンズユニットに流入される光から特定波長を取り除くようにレンズユニット内に配置された光学フィルター、及び上記光学フィルターと上記イメージセンサー部との間に位置されて光学フィルターをイメージセンサー部から離隔させることにより、光学フィルターに付着された異物がイメージセンサー部のピクセルから遠くなるようにして画角を遮断しないようにするフィルターの間隔維持手段、を含む光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュールを提供する。
【選択図】図３

Description

本発明はデジタル光学器機等に使用されるカメラモジュールに関するもので、より詳しくは延性基板上に光学フィルターを組立てる過程において光学フィルターに付着した異物がイメージセンサーのピクセル画角(ａｎｇｌｅ ｏｆ ｖｉｅｗ)を遮られないようにして異物による不良品発生を最小化し、それによるモジュールの生産性増大及び製造原価の節減を達することができる光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュールに関するものである。
現在、様々な携帯電話業界等は内蔵型カメラモジュールを装着した携帯電話を開発し、それを生産しているところである。このような携帯電話に装着されてなる内蔵型カメラモジュールはその構成要素とパッケージ方法等に応じて様々な形態が開発されている。
このような携帯電話に使用されるカメラモジュール２００は図１に示すように、一側にはイメージセンサー部２０２が位置され、他側には携帯電話のメインボード(図示せず)などに電気的に繋がるためのコネクタ２３０が具備され、上記イメージセンサー部２０２とコネクタ２３０は延性基板２２０上に実装される、いわゆるＣＯＦ工法構造で製作される。
上記イメージセンサー部２０２は延性基板２２０に投光用貫通孔２２４が設置され、その貫通孔２２４の一側には受光部２５０が形成され、該受光部２５０が貫通孔２２４を通して露出される状態で延性基板２２０の一側面にフリップチップ方式で装着されるイメージセンサー２５２が配置され、そのまわりに封止樹脂層２５４が形成される。
また、上記イメージセンサー２５２の前方側に形成された貫通孔２２４を通して受光部２５０に連通するようにレンズユニット２６０が上記延性基板２２０上に実装され多数のレンズ２６２等をカメラモジュール２００に装着するようになる。
上記のように製作される現在のカメラモジュール２００で赤外線または紫外線及び可視光線中の必要な部分を除いた波長を遮断することができる光学フィルター２７０は必ず具備されるべき必須構成要素である。
このような光学フィルター２７０は通常ＩＲフィルターからなり、これは図１に示すようにイメージセンサー部２０２を形成するハウジング２７２内で延性基板２２０上に付着されている。
しかし、上記のような従来のカメラモジュール２００は光学フィルター２７０を延性基板２２０の上部面に装着する過程においてその製作工程上、小さな大きさの異物（Ｋ）等が上記光学フィルター２７０に付着してイメージセンサー２５２による受光作用を邪魔する。それによって、カメラモジュール２００の製作過程において発生する全体不良品のおおよそ９０％程度をこのような光学フィルター２７０上の異物（Ｋ）等が発生させることと調査された。
図２にはこのような光学フィルター２７０上の異物（Ｋ）によって従来のカメラモジュール２００において光学性能の不良が生じる問題点がより詳しく示されている。
従来のカメラモジュール２００は図２ａに示すように、光学フィルター２７０上に異物（Ｋ）が付着されると、上記光学フィルター２７０がイメージセンサーの受光部２５０に形成されたピクセル２５０ａに隣接しているので、光学フィルター２７０に付着した異物（Ｋ）らもこれに隣接されて、図２ｂに示すように、異物（Ｋ）がイメージセンサー２５２のピクセル２５０ａの画角(θ)を遮ってその部分の光を遮断する。
そのため、該ピクセル２５０ａは異物による不良を発生させ、そのようなピクセル２５０ａを有するカメラモジュール２００は不良品で処理され、そのような不良品が多量発生する問題を生じるのである。
本発明は上記のような従来の問題点を解消するためのものとして、その目的は延性基板上に光学フィルターを組立てる過程において光学フィルターに付着した異物による不良品の発生を最小化し、それによりほぼ良品で製作可能で、生産性増大を成すことができる光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュールを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は少なくとも光学フィルターに付着した異物によって発生されるモジュールの不良品を最小化することにより、廃棄されるモジュールを減少させ製造原価の節減を達することができる光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュールを提供することにある。
上記のような目的を果たすために本発明は、デジタル光学器機等に使用されるカメラモジュールにおいて、パターン部を形成した延性基板、上記延性基板の一側に装着されたイメージセンサー部、上記イメージセンサー部に光を流入させる多数のレンズ等を具備し、延性基板に固定されたレンズユニット、上記レンズユニットに流入される光から特定波長を取り除くようにレンズユニット内に配置された光学フィルター、及び上記光学フィルターと上記イメージセンサー部との間に位置されて光学フィルターをイメージセンサー部から離隔させることにより、光学フィルターに付着された異物がイメージセンサー部のピックセルから遠くなるようにして画角を遮断しないようにするフィルターの間隔維持手段、を含んで異物による光学性能の低下を防止することを特徴とする光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュールを提供する。
上記のように本発明によれば、上記光学フィルター４０と上記イメージセンサー部２０との間にフィルターの間隔維持手段５０が位置されて光学フィルター４０をイメージセンサー部２０から離隔させることにより、光学フィルター４０に付着した異物（Ｋ）がイメージセンサー部２０のピクセル２０ａから遠くなるようにする。
従って、異物（Ｋ）はイメージセンサー部２０のピクセル画角(θ)の狭い断面領域から広い断面領域に位置移動されることにより異物（Ｋ）が画角(θ)を遮る領域の断面の割合が小くなり該ピクセルでは受光が行なわれ、光学フィルター４０に付着した異物（Ｋ）によるピクセル２０ａの不良発生を最小化する。
それに従って、大部分のカメラモジュール１を良品で生産して作業生産性の増大を成すことができる效果が得られる。
これに伴い、光学フィルター４０に付着した異物（Ｋ）によって発生されるピクセル２０ａの不良品を最小化することにより、廃棄されるモジュールを減少させカメラモジュールの生産原価の節減を成すことができる效果が得られるのである。
以下、本発明の好ましい一実施例を図面を参照してより詳しく説明する事にする。
本発明による光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール１は、図３及び図４に示すように、パターン部１０ａを形成した延性基板１０を具備し、上記延性基板１０の一側に装着されたイメージセンサー部２０と、上記イメージセンサー部２０に光を流入させるように上記延性基板１０に固定されたレンズユニット３０を有する。
そして、上記レンズユニット３０はその外側を囲むハウジング３２の内部に多数のレンズ３７等を具備し、上記レンズユニット３０を通して流入される光から特定波長を取り除くようにレンズユニット３０内に配置された光学フィルター４０を具備する。
また、本発明は上記光学フィルター４０と上記イメージセンサー部２０との間に位置されて光学フィルター４０をイメージセンサー部２０から離隔させることにより、光学レンズ３７に付着された異物（Ｋ）がイメージセンサー部２０のピクセル２０ａから遠くなるようにして画角(θ)を遮断しないようにするフィルターの間隔維持手段５０を含む。
上記フィルターの間隔維持手段５０は、上記光学フィルター４０が付着される延性基板１０に一定厚さで形成されるもので、好ましくはポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)材料の板部材からなり、中央にはイメージセンサー部２０に光が通過できる穴５２が形成される。このようなフィルターの間隔維持手段５０は、上記板部材が熱硬化性接着剤等で延性基板１０上に熱圧着方式で付着され、上記フィルターの間隔維持手段５０の上部面に光学フィルター４０とレンズユニット３０のハウジング３２が付着される構造である。
このような構造によって上記光学フィルター４０は延性基板１０の背面に付着されたイメージセンサー部２０から離隔され、上記光学フィルター４０上に付着した異物（Ｋ）がイメージセンサー部２０から遠くに位置するようにする。
このように光学フィルター４０がイメージセンサー部２０から遠くに位置されると、図４ｃに示すように、点線で示した光学フィルター４０上の異物（Ｋ）がイメージセンサー部２０のピクセル２０ａから遠くに実線で示すように位置される。このように遠くなると、上記異物（Ｋ）はイメージセンサー部２０のピクセル２０ａ 画角(θ)の狭い断面領域から広い断面領域に位置移動され、それによって異物（Ｋ）が画角(θ)を遮る領域の断面割合が小くなる。
すなわち、画角(θ)の断面が狭い断面領域、例えばピクセル２０ａに隣接した領域においては異物（Ｋ）が大部分の画角(θ)を遮るようになり該ピクセル２０ａが不良を起こすが、画角(θ)の断面が広い断面領域、例えばピクセル２０ａから離れて位置された領域においては異物（Ｋ）が画角(θ)の一部のみを遮るようになり、残り部分を通して光がピクセル２０ａに入力されて該ピクセル２０ａは正常に動作され、不良を起こさないのである。
一方、上記では本発明に具備されたフィルターの間隔維持手段５０が光学フィルター４０とレンズユニット３０のハウジング３２を支持して延性基板１０上に付着させることで説明されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記フィルターの間隔維持手段５０が光学フィルター４０のみを支持して付着させ、レンズユニット３０のハウジング３２は直接延性基板１０に付着するようにできることは勿論である。
このような場合、上記フィルターの間隔維持手段５０の板部材が延性基板１０上に付着される領域は、上記レンズユニット３０が光学フィルター４０と共に支持されて付着される領域より多少小さく形成される。
一方、図５には本発明によるカメラモジュール１において、光学フィルター４０がイメージセンサー部２０から従来に比して遠くに位置されても、レンズユニット３０のレンズ３７ 位置調整によって全体的なその厚さ(高さ)が調整され得ることを示している。
これは本発明のカメラモジュール１に具備されたレンズユニット３０のフォーカシングのためのものとして、従来のカメラモジュール２００が図５ａに示しており、本発明のカメラモジュール１が図５ｂに示しており、それぞれのカメラモジュールに具備されたイメージセンサー部２０，２０２らは全てフォーカシングチャート７０から同一距離に位置されている。
すなわち、図５ａの従来の構造に比して、図５ｂの本発明の場合、光学フィルター４０とレンズユニット３０は、フィルターの間隔維持手段５０により延性基板１０から距離（Ｂ）程離隔され、これは従来の構造に比して距離（Ｂ）- 距離（ｂ）程さらに遠く位置される。
一方、図５ａの従来の構造と、図５ｂの本発明の場合、イメージセンサー部２０(２０２)から同一距離にレンズユニット３０，２６０のレンズ３７，２６２らが位置されないとレンズ３７，２６２のフォーカシング(Ｆｏｃｕｓｉｎｇ)が互いに等しく行なわれないので、従来と本発明のレンズ３７，２６２等は全てイメージセンサー部２０，２０２から同一間隔(Ａ)を維持して配置されている。従って、図５ａの従来の構造と、図５ｂの本発明の場合、レンズユニット３０のハウジング３２内のレンズ３７とこれを装着したハウジング３２の位置においてその差が出る。
すなわち、図５ａの従来の構造においては、レンズ２６２とハウジング２７２ 上端との間隔(Ｃ)が維持された場合なら、図５ｂの本発明の場合にはこれよりは小さい間隔(c)がレンズ３７とハウジング３２ 上端の間で維持され、下のような条件式(１)が成立されるのである。
間隔(Ｃ) - 間隔(ｃ) ＝ 距離（Ｂ） - 距離（ｂ） 式(1)
従って、本発明は従来に比してフィルターの間隔維持手段５０を形成する板部材の厚さにあたる程度、レンズユニット３０のハウジング３２ 内部でレンズ３７の位置を調節して組み立てるようになると、全体的にカメラモジュールの高さ(厚さ)を従来と等しく維持することができるのである。
図５で点線で示すものは光軸８０である。
上記のように構成された本発明による光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール１は上記光学フィルター４０が付着される延性基板１０に一定厚さでポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ) 材料の板部材からなるフィルターの間隔維持手段５０が具備されたものなので、上記光学フィルター４０上に付着した異物（Ｋ）がイメージセンサー部２０からフィルターの間隔維持手段５０の厚さ程遠くに位置するようにする。
このように光学フィルター４０がイメージセンサー部２０から遠く位置されると、図４ｃに実線で示すように、光学フィルター４０上の異物（Ｋ）はフィルターの間隔維持手段５０の厚さ程イメージセンサー部２０のピクセル２０ａから従来に比べより遠くに位置される。このように遠くなると、上記異物（Ｋ）はイメージセンサー部２０のピクセル画角(θ)の狭い断面領域から広い断面領域に位置移動され、それによって、異物（Ｋ）が画角(θ)を遮る領域の断面割合が小くなる。
このように従来には光学フィルター４０上に付着された異物（Ｋ）がイメージセンサー部２０に隣接されてイメージセンサー部２０のピクセル２０ａの狭い画角断面領域を遮るようになり光を遮断させることで該ピクセル２０ａが不良を起こすが、本発明では光学フィルター４０の異物（Ｋ）がフィルターの間隔維持手段５０の厚さ程ピクセル２０ａから離れて位置されることにより、上記異物（Ｋ）が画角(θ) 断面領域を全て遮らないようになり、それによって該ピクセル２０ａ側には光が通過され正常に動作され不良を起こさないのである。
上記で、フィルターの間隔維持手段５０は、ポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)材料の板部材厚さが略０．４ｍｍ内外が望ましいが、本発明はこれに限定されないことは明らかなことであり、本発明は上記フィルターの間隔維持手段５０を介して光学フィルター４０の異物（Ｋ）がピクセル２０ａの画角(θ)を遮らないでピクセル２０ａが正常に維持される範囲のフィルター間隔維持手段５０ 厚さを全て含むのである。
また、本発明は上記フィルターの間隔維持手段５０の材料として、ポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ) 材料を用い、これを熱硬化性接着剤で付着させた構造を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これと等しい機能をする材料および接着剤等を用いてフィルターの間隔維持手段５０を構成することも可能なものである。
上記では本発明の好ましい特定実施例に関して詳しく説明されたが、本発明はこれに限定されるものではない。本明細書あるいは、図面の記載内容を基に当業者らは上記実施例とは異なる本発明の変形構造または均等構造等を多様に構成することが可能であるが、これらは全て本発明の技術思想内に含まれるものである。特に、本発明の構成要素等の材質変更、単純機能の付加、単純形状変更あるいは、寸法変更等が多様に提示され得るが、これらは全て本発明の権利範囲内に含まれることは明らかである。
従来の技術によるカメラモジュールを全体的に示す断面図である。 従来の技術によるカメラモジュールで異物による不良発生を説明したもので、図２ａは光学フィルターに異物が付着された断面図、図２ｂは光学フィルターの異物がピクセルの画角を遮る説明図、図２ｃはピクセルに対する異物の位置を詳しく示す説明図、である。 本発明によるカメラモジュールでフィルターの間隔維持手段が延性基板上に付着される状態を示す説明図である。 本発明によるカメラモジュールで異物による不良発生を防止する動作を説明するもので、図４ａは光学フィルターに異物が付着された断面図、図４ｂは光学の異物がピクセルの画角断面が広い領域に位置された状態を示す説明図、図４ｃは異物が位置されたピクセルに光が流入される状態を詳しく示す説明図である。 本発明によるカメラモジュールでレンズの位置固定によって全体的にその厚さ（高さ）が従来のカメラモジュールと等しく調整できることを示す説明図である。
符号の説明
１ カメラモジュール
１０ 延性基板
２０ イメージセンサー部
２０ａ ピクセル
３０ レンズユニット
３２ ハウジング
３７ 多数のレンズ
４０ 光学フィルター
５０ フィルターの間隔維持手段
５２ 穴
８０ 光軸
２００ カメラモジュール
２０２ イメージセンサー部
２２０ 延性基板
２２４ 投光用貫通孔
２５０ 受光部
２５２ イメージセンサー
２５４ 封止樹脂層
２６０ レンズユニット
２６２ レンズ
２７０ 光学フィルター
２７２ ハウジング
Ｋ 異物
θ 画角

Claims (7)

  1. デジタル光学機器などに使用されるカメラモジュールにおいて、
    パターン部を形成した延性基板、
    上記延性基板の一側に装着されたイメージセンサー部、
    上記イメージセンサー部に光を流入させる多数のレンズ等を具備し、延性基板に固定されたレンズユニット、
    上記レンズユニットに流入される光から特定波長を取り除くようにレンズユニット内に配置された光学フィルター、及び
    上記光学フィルターと上記イメージセンサー部との間に位置されて光学フィルターをイメージセンサー部から離隔させることにより、光学フィルターに付着された異物がイメージセンサー部のピクセルから遠くなるようにし画角を遮断しないようにするフィルターの間隔維持手段、を含んで異物による光学性能の低下を防止することを特徴とする光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
  2. 上記フィルターの間隔維持手段は、ポリイミド(Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ)材料の板部材からなり、熱硬化性接着剤等で延性基板上に熱圧着方式で付着されたことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
  3. 上記フィルターの間隔維持手段は上記光学フィルターとレンズユニットのハウジングを同時に支持して延性基板上に付着させる構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
  4. 上記フィルターの間隔維持手段は延性基板上にレンズユニットのハウジングを除いて、光学フィルターのみを支持して付着させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
  5. 上記フィルターの間隔維持手段はこれを介して光学フィルターの異物がピクセルの画角を遮らないで、ピクセルが正常に維持される範囲の厚さを全て含むことを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
  6. 上記フィルターの間隔維持手段５０は略０．４ｍｍ内外で成る事を特徴とする請求項５に記載の光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
  7. 上記フィルターの間隔維持手段はその厚さにあたる程度で、レンズユニットのハウジング内部でレンズの位置が調節されレンズフォーカシングが行なわれることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの異物不良を最小化したカメラモジュール。
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