KR100826270B1

KR100826270B1 - 카메라 모듈의 포커스 조정 방법

Info

Publication number: KR100826270B1
Application number: KR1020060068939A
Authority: KR
Inventors: 김민식
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-04-29
Also published as: KR20080009408A

Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 포커스를 조정하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커스 조정 방법은, 하우징의 하부에 인쇄회로기판이 가접착되는 단계; 상기 하우징 전방에 해상도 챠트와 광원이 배치되고, 상기 광원에서 해상도 챠트를 향해 하우징 내의 광축 방향으로 광이 조사되는 단계; 상기 해상도 챠트의 영상이 하우징 내의 렌즈에 투과되어 인쇄회로기판 상의 이미지센서에 투영되는 단계; 상기 이미지센서에 수신된 영상 신호가 단말기를 통해 출력되는 단계; 상기 단말기를 통해 출력되는 영상 정보를 이용하여 상기 인쇄회로기판의 위치를 조정하는 단계; 및 상기 이미지센서와 렌즈 간의 최적 포커싱 위치를 찾아 기판을 접착 고정시키는 단계;를 포함하며, 카메라 모듈의 최적 포커스 조절의 자동화가 가능하고 카메라 모듈 제작에 치명적인 이물 불량을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있으며, 배럴 일체형 하우징이 사용됨에 따라 부품 수 절감과 조립 공정의 단축으로 인한 생산성이 향상되는 이점이 있다.

하우징, 배럴, 캡, 인쇄회로기판, 이미지센서, 해상도 챠트, 광원, 단말기

Description

카메라 모듈의 포커스 조정 방법{Method for auto-focusing of camera module}

도 1은 종래 카메라 모듈의 개략적인 단면도.

도 2는 종래 카메라 모듈의 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 포커스 조정의 개략적인 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 포커스 조정 방법이 도시된 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100. 하우징 102. 배럴

103. 캡 110. 인쇄회로기판

111. 이미지센서 120. 해상도 챠트

130. 광원 140. 단말기

본 발명은 카메라 모듈의 포커스를 조정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 배럴 일체형 하우징의 내부에 렌즈가 적층 결합되고 상기 하우징의 하단 개구부를 통해 장착되는 인쇄회로기판이 x축과 y축 이송 및 기울기(tilt)의 3차원 조정에 의해서 최적의 포커스가 조절되도록 함으로써, 이물 발생을 줄이고, 부품 수와 공수의 절감에 의해 생산성이 향상되도록 한 카메라 모듈의 포커스 조정 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기와 토이 카메라(toy camera) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 상기 이미지센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.

도 1은 종래 카메라 모듈의 개략적인 단면도이고, 도 2는 종래 카메라 모듈 의 분해 사시도이고, 종래의 카메라 모듈(10)은 CCD나 CMOS의 이미지센서(2)가 와이어 본딩에 의해서 장착된 프린트기판(1)이 플라스틱 재질의 하우징(3) 하부에 결합되고 상기 하우징(3) 상부로 연장된 경통(4)에 하부로 원통형 몸체(5)가 연장된 배럴(6)이 결합됨에 의해서 제작된다.

상기 카메라 모듈(10)은 경통(4) 내주면에 형성된 암나사부(4a)와 원통형 몸체(5)의 외주면에 형성된 숫나사부(5a)의 나사 결합으로 하우징(3)과 배럴(6)이 상호 결합된다.

이때, 상기 프린트기판(1)의 상면, 즉 배럴(6)의 하단부에 장착된 렌즈(L)와 이미지센서(2) 사이에는 적외선 차단 필터(IR cut-off filter:이하 'IR 필터'라 칭함)(8)가 결합됨으로써, 이미지센서(2)로 유입되는 과도한 장파장의 적외선을 차단시키게 된다.

상기와 같이 조립된 카메라 모듈은, 특정한 사물로부터 유입되는 빛이 렌즈(L)를 통과하면서 상이 반전되어 이미지센서(2)의 표면에 포커싱되는 데, 이때 나사 결합에 의해서 하우징(3) 상단에 체결된 배럴(6)을 회전시키면서 최적의 포커스가 맞춰진 지점에서 하우징(3)과 배럴(6)의 유격 사이로 접착제를 주입하여 하우징(3)과 배럴(6)을 접착 고정시켜 최종적인 카메라 모듈 제품이 생산된다.

한편, 최근에는 소비자가 요구하는 카메라의 기능적 요소가 점점 높아짐에 따라 오토포커스(A/F) 기능이나 줌(zoom) 기능이 적용된 카메라 모듈이 개발되어 휴대폰상에 탑재되고는 있으나, 아직까지는 포커스가 고정된 카메라 모듈이 주로 생산되고 있는 바, 종래의 카메라 모듈은 모듈의 조립과 포커싱 공정을 수행하기 위한 배럴(6)과 하우징(3)의 결합이 암, 수 나사부(4a)(5a)의 대응 결합에 의한 회전 구조로 주로 이루어지게 된다.

그러나, 상기 배럴(6)의 외주면과 하우징(3)의 내주면상에 암, 수 나사부(4a)(5a)를 형성하기 위한 금형 제작이 어려울 뿐만 아니라, 상기 암, 수 나사부(4a)(5a)가 소정의 각도로 기울어져 있기 때문에 나사산을 따라 하우징(3)과 배럴(6)의 회전 결합시 렌즈에 대한 광축이 나사산의 기울어진 각도만큼 기울어질 수 밖에 없어 정확한 포커스를 맞추기가 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 하우징(3)과 배럴(6)이 수직 결합될 때 암, 수 나사부(4a)(5a)가 틀어진 각도로 맞물리게 되면 나사산이 뭉개지거나 암, 수 나사부(4a)(5a)의 마찰에 의해 그 결합 부위가 마모되면서 미세한 파티클이 발생됨에 따른 이물 불량이 발생하는 등의 조립성이 현저히 떨어지게 되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 카메라 모듈에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 내부에 렌즈가 순차적으로 적층 결합된 배럴 일체형 하우징의 하부에 밀착 결합되는 인쇄회로기판이 상기 하우징 전방에 배치된 챠트로부터 얻어지는 영상을 통해 x축과 y축 이송 및 기울기(tilt)가 조정됨에 의해서 상기 하우징 내의 렌즈와 인쇄회로기판 상의 이미지센서 간에 최적의 포커스 조정이 이루어지도록 한 카메라 모듈의 포커스 조정 방법이 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 하우징의 하부에 인쇄회로기판을 가접착하는 단계와, 상기 하우징 전방에 해상도 챠트가 배치되고 상기 해상도 챠트를 향해 광축 방향으로 광이 조사되는 단계와, 상기 챠트의 영상이 하우징 내의 렌즈에 투과되어 기판 상의 이미지센서에 투영되는 단계와, 상기 이미지센서의 영상 신호가 단말기를 통해 출력되는 단계와, 상기 단말기를 통해 출력되는 영상 정보를 통해 인쇄회로기판의 위치를 조정하는 단계와, 상기 이미지센서의 최적 포커싱 위치를 찾아 기판을 접착 고정시키는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 포커스 조정 방법에 의해서 달성된다.

상기 하우징은 다수의 렌즈가 순차적으로 적층되는 배럴이 일체를 이루어 연장 형성되고, 상기 배럴의 전방 단부측에는 하우징 내로 삽입되는 렌즈의 이탈을 방지하기 위한 캡이 장착된다.

상기 인쇄회로기판이 하우징의 저면에 부착되기 전에 상기 하우징의 하단 개구부를 상부로 하여 그 내부로 다수의 렌즈와 압입링 및 IR 필터 등을 포함한 광학 부재를 적층하고, 상기 개구부 상에 이미지센서가 중앙부에 실장된 인쇄회로기판을 밀착시키고, 별도의 조정 지그에 상기 인쇄회로기판을 장착한다.

이때, 상기 하우징 전방의 광원을 통해 조사된 입사광에 의해서 챠트 영상이 이미지센서에 인식되면 상기 인쇄회로기판이 장착된 조정 지그를 전,후,좌,우 또는 상,하로 유동시켜 상기 하우징 내의 렌즈에 대한 이미지센서의 최적 포커싱 포인트 를 찾게 된다.

또한, 상기 이미지센서에 연결된 단말기를 통해 수치화된 정보에 의해서 상기 렌즈에 대한 이미지센서의 최적 포커싱 포인트가 찾아지면 상기 조정 지그를 고정시킨 채, 상기 하우징의 하단 주연부와 인쇄회로기판 사이에 UV 접착제 등을 도포하고 자외선 조사에 의해 접착제를 경화시켜 하우징과 인쇄회로기판의 접착 고정이 이루어진다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커스 조정 방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 포커스 조정의 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 배럴(102)이 일체로 연장 형성되어 하단 개구부(101)가 구비된 하우징(100) 내에 다수의 렌즈(도면 미도시)가 적층 결합되고, 상기 하우징(100)의 하단 개구부(101)에 이미지센서(111)가 실장된 인쇄회로기판(110)이 장착된다.

상기 하우징(100)에서 연장된 배럴(102)의 단부측에는 그 내부의 렌즈 이탈을 방지하기 위한 캡(103)이 장착되며, 상기 배럴(102)의 전방에는 해상도 챠트(120)와 상기 해상도 챠트(120)를 향해 광을 조사하는 광원(130)이 배치된다.

또한, 상기 하우징(100) 저면에 밀착되는 인쇄회로기판(110)의 이미지센서(111)는 영상 신호 정보를 수치화하여 나타내는 단말기(140)가 연결되어 있는 바, 상기 하우징(100)을 관통하여 조사되는 해상도 챠트(120)의 영상이 이미지센서(111)에 수광됨과 동시에 실시간의 영상 신호로 변환되어 상기 단말기(140)를 통해 수치화된 포커스 정보로 출력된다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(110)은 단말기(140)를 통해 수치화된 포커스 정보를 가지고 이미지센서(111)의 위치를 변동시켜 최적의 포커싱이 수행될 수 있도록 조정 지그(도면 미도시)에 결합되어 상기 하우징(100)의 부착 평면을 중심으로 x축과 y축 및 좌, 우 기울기(tilt)의 조정이 이루어진다.

이때, 상기 인쇄회로기판(110)의 위치 조정은 상기 이미지센서(111)에 연결된 단말기(140)를 통해 수치화된 포커싱 데이터를 통해 이루어진다.

또한, 상기 인쇄회로기판(110)의 이미지센서(111)에 수광되어 포커스 조정을 위한 영상 신호로 변환되는 영상은 상기 하우징(100) 전방에 배치된 해상도 챠트(120)를 통해 얻어지며, 상기 해상도 챠트(120) 전방에 배치된 광원(130)을 통한 광의 조사에 의해서 상기 하우징(100)을 관통하는 광 중에 포함된 영상 정보가 상기 인쇄회로기판(110)의 이미지센서(111)에 집광된다.

이와 같은 기술적 구성을 가지는 본 발명의 카메라 모듈에 대한 포커스 조정 방법을 도 4에 도시된 순서도를 통해 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 포커스 조정 방법이 도시된 순서도로서, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커스 조정 방법은, 먼저 배럴(102)이 일체로 연장된 하우징(100)의 내부에 렌즈를 비롯한 압입링과 IR 필터 등의 광학 부재를 순차적으로 적층시키고, 상기 하우징(100)의 하단 개구부(101)에 인쇄회로기 판(110)을 밀착시켜 인쇄회로기판(110)의 테두리부 일부분에만 접착제를 도포하여 가접착한다.

이때, 상기 배럴(102)의 개방 단부측에는 캡(103)이 장착되어 하우징(100)의 하단 개구부(101)를 통해 장착되는 렌즈를 비롯한 광학 부재의 이탈을 방지하며, 상기 배럴(102)의 전방에는 해상도 챠트(120)와 상기 해상도 챠트(120)를 향해 광을 조사하는 광원(130)이 배치된다.

상기 광원(130)은 해상도 챠트(120)에 투과되는 광이 조사되며, 상기 해상도 챠트(120)에 투과된 광은 배럴(102) 내에 적층 결합된 렌즈를 통해 하우징(100) 내의 광축 방향으로 해상도 챠트(120)의 영상을 포함하여 입사되면서 상기 해상도 챠트(120)의 영상이 인쇄회로기판(110)의 이미지센서(111)에 투영된다.

다음, 상기 이미지센서(111)에 투영된 해상도 챠트(120)의 영상은 상기 이미지센서(111) 상에서 영상 신호로 변환되어 상기 이미지센서(111)에 연결된 단말기(140)로 전송되고, 상기 단말기(140)를 통해 수치화된 영상 정보로 출력된다.

그리고, 상기 인쇄회로기판(110)은 자동 또는 수동 조작되는 별도의 조정 지그에 장착되는 바, 상기 단말기(140)를 통해 출력되는 해상도 챠트(120)의 영상 정보를 이용하여 상기 조정 지그에 형성된 노브의 조작에 의해서 인쇄회로기판(110)의 접합면을 기준으로 x축(좌,우) y축(전,후) 및 상, 하 기울기(tilt) 등의 위치를 조정한다.

이때, 상기 단말기(140)에 출력되는 이미지센서(111)를 통한 영상 정보와 상기 조정 노브를 이용한 인쇄회로기판(110)의 위치 정보를 일치시켜 상기 하우 징(100) 내의 렌즈와 이미지센서(111) 간의 광축 일치에 의한 최적 포커스 포인트를 찾는다.

마지막으로, 상기 이미지센서(111)의 최적 포커싱이 유지된 상태에서 상기 인쇄회로기판(110)의 테두리부와 하우징(100) 하면 사이에 접착제를 도포하여 상기 하우징(100)과 인쇄회로기판(110)이 견고하게 접착 고정시켜 카메라 모듈의 제작이 완료된다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 카메라 모듈의 포커스 조절 방법은 내부에 렌즈를 비롯한 광학 부재가 적층된 배럴 일체형 하우징에 밀착 결합되는 인쇄회로기판이 상기 하우징 전방에 배치된 해상도 챠트로부터 얻어지는 영상을 통해 x축과 y축 이송 및 기울기(tilt)가 조정됨으로써, 카메라 모듈의 최적 포커스 조절의 자동화가 가능하고 카메라 모듈 제작에 치명적인 이물 불량을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있으며, 배럴 일체형 하우징이 사용됨에 따라 부품 수 절감과 조립 공정의 단축으로 인한 생산성이 향상되는 이점이 있다.

Claims

하우징의 하부에 인쇄회로기판이 가접착되는 단계;

상기 하우징 전방에 해상도 챠트와 광원이 배치되고, 상기 광원에서 해상도 챠트를 향해 하우징 내의 광축 방향으로 광이 조사되는 단계;

상기 해상도 챠트의 영상이 하우징 내의 렌즈에 투과되어 인쇄회로기판 상의 이미지센서에 투영되는 단계;

상기 이미지센서에 수신된 영상 신호가 단말기를 통해 출력되는 단계;

상기 단말기를 통해 출력되는 영상 정보를 이용하여 상기 인쇄회로기판의 위치를 조정하는 단계; 및

상기 이미지센서와 렌즈 간의 최적 포커싱 위치를 찾아 기판을 접착 고정시키는 단계;

를 포함하는 카메라 모듈의 포커싱 조정 방법.
제1항에 있어서,

상기 하우징은, 다수의 렌즈를 비롯한 광학 부재가 순차적으로 적층되는 배럴이 일체를 이루어 연장 형성된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정 방법.
제2항에 있어서,

상기 배럴은, 그 전방 단부측에 하우징 내로 적층되는 렌즈의 이탈을 방지하기 위한 캡이 장착된 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 포커싱 조정 방법.
제1항에 있어서,

상기 하우징을 관통하여 조사되는 해상도 챠트의 영상이 이미지센서에 수광됨과 동시에 실시간의 영상 신호로 변환되어 상기 단말기를 통해 출력되는 상기 해상도 챠트의 수치화된 포커스 정보를 가지고, 조정 지그에 장착된 인쇄회로기판이 상기 하우징의 저면에 가접착된 상태에서 그 접합면을 기준으로 노브의 조작에 의해 X축(좌, 우 방향), Y축(전, 후 방향) 및 상, 하 기울기(tilt)가 조정됨에 따라 광축을 일치시켜 최적의 포커싱 조정이 수행될 수 있도록 한 카메라 모듈의 포커스 조정 방법.