KR100934531B1 - 화상 픽업 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
화상 센서, 기부 보드 상에 접합되고 적어도 화상 센서를 덮는 외부 프레임 부재, 및 화상 센서 상의 빛을 한점에 모으기 위한 광학 부재로 이루어진 화상 픽업 장치이다. 기부 보드 상에 접합된 외부 프레임 부재의 접착 부분 상에는 외부 프레임 부재의 측부로부터 하부면을 향해 소정 각도로 형성된 챔퍼가 형성되고, 접착제는 챔퍼의 경사부 상에 코팅되어 챔퍼링된 후에 잔류한 하부면 상에 코팅되어, 외부 프레임 부재는 기부 보드 상에 접합된다.
화상 센서, 기부 보드, 외부 프레임 부재, 챔퍼, 접착제
Description
본 발명은 화상 픽업 장치 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근에, 핸드폰 및 개인용 컴퓨터에 내장될 수 있는 소형의 고효율 화상 픽업 장치가 개발되었다.
도10은 이 종류의 화상 픽업 장치(100)의 예를 도시하는 단면도이다. 도10에 도시된 바와 같이, 화상 픽업 장치(100)에 있어서, 화상 센서(110)는 유리 에폭시로 이루어진 기부 보드(PC) 상에 배열되어 상부 상의 (도시되지 않은) 터미널로부터 나오는 다수의 와이어(102)를 통해 기부 보드(PC) 상에 제공된 화상 처리 IC 회로에 접속된다.
화상 센서(110)를 덮는 방식으로 외부 프레임 부재를 나타내는 렌즈 프레임(103)이 추가로 배열되고, 렌즈 프레임(103)은 접착제(B)로 기부 보드(PC) 상에 접합된다. 렌즈(106)는 렌즈 프레임(103)의 상부에 제공되고 적외선 차단 필터(104)는 화상 센서(110)와 렌즈(106) 사이에 배열된다.
그러나, 화상 픽업 장치(100)에 있어서, 접착제(B)가 도11a에 도시된 바와 같이 기부 보드(PC) 상에 먼저 도포된 후에, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(103) 사이의 접합 공정에서 접합시키기 위해 렌즈 프레임(103)의 하부면부(103a)에 의해 상부로부터 가압된다면, 접착제(B)는 렌즈 프레임(103) 외부로 움직이도록 렌즈 프레임(103) 및 기부 보드(PC)에 의해 가압된다. 또한, 접합하는 경우에 있어서, 기포는 기부 보드(PC)와 하부면부(103a) 사이에 종종 형성된다. 그 결과, 렌즈 프레임(103)과 기부 보드(PC) 모두와 접촉되는 접착제를 위한 영역은 작아지고, 렌즈 프레임(103)과 기부 보드(PC) 사이의 접착력을 약화시키는 결과를 초래한다는 문제점이 존재한다.
기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(103) 사이의 접착력이 약화되는 경우에, 화상 픽업 장치(100)가 사용될 때 렌즈 프레임(103)이 떨어질 위험이 있다. 또한, 렌즈 프레임(103)이 접합된 후에 접착 강도가 약하다면, 렌즈 프레임(103)은 종종 움직이거나 떨어지고, 렌즈 프레임(103)은 다시 접착될 필요가 있어서 불편하다.
접착제(B)양이 렌즈 프레임(103)의 측부 및 기부 보드(PC)의 표면 상에 도포되도록 증가되어 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(103) 사이의 접착을 강하게 한다면, 제조 비용의 증가를 피할 수 있다. 또한, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(103)의 하부면부(103a) 사이에 존재하는 접착제(B)의 두께는 렌즈 프레임(103)의 불균일한 높이를 유발하도록 가변적이어서, 조립할 때 조절을 어렵게 한다.
한편, 렌즈 프레임(103)의 접착 후의 화상 픽업 장치(100)를 위한 조립 공정에서, 렌즈 프레임(103)이 기부 보드(PC)에서 움직이거나 떨어지는 것을 방지하기 위해 접착제(B)가 완전히 경화된 후에 다음 공정으로 진행해야 한다. 그러나, 이 는 화상 픽업 장치(100)의 제조에 요구되는 사이클 시간을 연장하여 생산성 관점에서 불편하다. 또한, 접착제(B)가 완전히 경화된다면, 렌즈 프레임(103)의 접착 후에 조립시의 미세한 조절은 어려워서 조립 자유도를 손실하고 조립 작업을 어렵게 한다는 문제점을 유발한다.
발명의 목적은 화상 픽업 장치와 그 제조 방법을 제공하는 것으로, 외부 프레임 부재와 기부 보드는 견고하게 접합될 수 있고 조립은 적절하게 수행될 수 있다.
전술된 목적은 다음 구조(1) 내지 (12)중 하나에 의해 달성될 수 있다.
구조(1): 화상 센서, 기부 보드 상에 접합되고 적어도 화상 센서를 덮는 외부 프레임 부재, 및 화상 센서 상의 빛을 한점에 모으기 위한 광학 부재로 이루어 진 화상 픽업 장치로, 기부 보드 상에 접합된 외부 프레임 부재의 접착 부분 상에는 외부 프레임 부재의 측부로부터 하부면을 향해 소정 각도로 형성된 챔퍼(chamfer)가 형성되고, 접착제는 챔퍼의 경사부 상에 코팅되어 챔퍼링된 후에 잔류한 하부면 상에 코팅되어, 외부 프레임 부재는 기부 보드 상에 접합된다.
구조(2): 구조(1)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 광학 부재의 위치는 외부 프레임 부재에 의해 조절되고 기부 보드 및 화상 센서중 하나에 의해 조절된다.
구조(1)에 있어서, 챔퍼는 외부 프레임 부재의 측면으로부터 하부면을 향해 형성되고, 이로써 외부 프레임 부재를 기부 보드 상에 접합시키는 접착제가 외부 프레임 부재의 챔퍼 상에서도 외부 프레임 부재와 닿기 때문에 접착 영역은 크다.
즉, 챔퍼가 접착 부분에 형성되기 때문에, 외부 프레임 부재는 접착제가 기부 보드 상에 코팅된 후에 상부로부터 접합되도록 하향 가압될 때, 접착제는 밖으 로 밀리지 않고 챔퍼는 접착제를 진입시킬 수 있고, 따라서 접착 영역을 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 챔퍼는 외부 프레임 부재가 기부 보드 상에 충분히 견고하게 고정될 수 있게 하므로, 외부 프레임 부재의 하부면이 기부 보드와 접촉되게 유지된 상태로 조립함으로써 기부 보드 상의 외부 프레임 부재의 높이가 불균일해지는 것을 방지할 수 있어, 용이한 조립 가공을 귀결된다.
구조(3): 구조(1) 또는 구조(2)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 챔퍼는 외부 프레임 부재의 외측부 및 내측부 각각에 형성된다. 이 형태의 챔퍼가 형성될 때, 접착제와 외부 프레임 부재 사이의 접착 영역은 커질 수 있고, 외부 프레임 부재와 기부 보드 사이의 접착은 보다 견고해질 수 있다.
구조(4): 구조(1) 내지 구조 (3)중 하나에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 톱니부는 챔퍼의 경사부 상에 형성된다. 이로 인해, 접착제와 외부 프레임 부재 사이의 접착 영역은 커질 수 있고, 외부 프레임 부재와 기부 보드 사이의 접착은 보다 견고해질 수 있다.
구조(5): 구조(4)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 톱니부의 오목부와 볼록부는 외부 프레임 부재의 하부면으로부터 그 측면으로의 방향으로 형성된다. 이로 인해, 외부 프레임 부재가 기부 보드 상에 접합될 때 기포가 톱니부 상에 형성되는 것을 방지하여 기부 보드와 외부 프레임 부재를 접착 영역보다 큰 영역 상에 고정하는 것이 가능하다.
구조(6): 화상 센서, 기부 보드 상에 접착되고 적어도 화상 센서를 덮는 외부 프레임 부재, 및 화상 센서 상에서 빛을 한점에 모으기 위한 광학 부재로 이루 어진 화상 픽업 장치로, 기부 보드와 외부 프레임 부재 모두를 고착시키는 접착제는 자외선 조사에 의해 경화되는 특성과 다른 경화 수단에 의해 경화되는 특성 모두를 갖는 복합성 경화 형태의 수지이다.
구조(7): 구조(6)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 광학 부재는 외부 프레임 부재 및 기부 보드와 화상 센서중 적어도 하나에 의해 위치 면에서 조절된다.
구조(6)에 있어서, 자외선 조사에 의해 경화되는 접착제의 특성과 다른 경화 수단에 의해 경화되는 특성에 따른, 2단계로 분할함으로써 접착제를 경화시키기 위한 공정을 사용하는 것이 가능하다. 즉, 화상 픽업 장치를 조립하는 중에 접착제로 외부 프레임 부재를 기부 보드 상에 고착한 후에, 접착제는 자외선 조사에 의해 경화 수단 또는 다른 경화 수단에 의해 어느 정도로 경화되고, 그런 후 조립작업은 다시 시작하고, 다른 경화 수단은 수지를 완전히 경화시키는 데에 사용되고, 이로써 조립 중에 어느 정도의 자유도로 조립하는 것이 가능하고, 따라서 조립 작업의 종결 후에 보다 견고하게 고정되는 것이 가능하다. 이에 따라, 조립 공정에서 자유도를 어느 정도로 보장하면서 외부 프레임 부재를 견고하게 고정시키는 것이 가능하다.
이에 따라, 기부 보드 상에 외부 프레임 부재를 장착하는 경우에, 접착제가 완전히 경화될 때까지 기다리지 않고 접착제를 어느 정도로 경화시킴으로써 일시 고정한 후에 다음 조립 공정으로 진행하는 것이 가능하다. 따라서, 제조를 위한 사이클 시간은 단축될 수 있고, 생산성은 개선될 수 있다.
복합성 경화 형태의 접착제를 사용함으로써, 복수의 경화 수단을 적절히 사 용함으로써 접착제를 경화시키기 위한 타이밍을 제어하는 것이 용이하다.
구조(8): 구조(6) 또는 구조(7)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 다른 경화 수단은 물이다. 즉, 물에 의해 경화되는 특성과 자외선 조사에 의해 경화되는 특성을 갖는 복합성 경화 형태의 접착제를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우에, 접착제는 물에 의해 경화되고, 이에 따라 접착제는 화상 픽업 장치의 수분을 흡수하고 화상 픽업 장치의 내부는 건조될 수 있다.
구조(9): 구조(6) 또는 구조(7)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 다른 경화 수단은 열이다. 즉, 열에 의해 경화되는 특성과 자외선 조사에 의해 경화되는 특성을 갖는 복합성 경화 형태의 접착제를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우에, 접착제는 열에 의해 경화되고, 이에 따라 접착제에는 경화되도록 열이 주어지고 화상 픽업 장치의 내부는 건조될 수 있다.
구조(10): 구조(6) 또는 구조(7)에 따른 화상 픽업 장치에 있어서, 다른 경화 수단은 경화제 및/또는 경화 촉진제이다. 즉, 경화제 및/또는 경화 촉진제에 의해 경화되는 특성과 자외선 조사에 의해 경화되는 특성을 갖는 복합성 경화 형태의 접착제를 사용하는 것이 가능하다.
구조(11): 화상 센서, 기부 보드 상에 접합되고 적어도 화상 센서를 덮는 외부 프레임 부재, 및 화상 센서 상에서 빛을 한점에 모으기 위한 광학 부재로 이루어진 화상 픽업 장치의 제조 방법에 있어서, 기부 보드와 외부 프레임 부재를 함께 고착하는 접착제는 자외선 조사에 의해 경화되는 특성과 다른 경화 수단에 의해 경화된 특성을 갖는 복합성 경화 형태의 수지이고, 기부 보드 또는 외부 프레임 부재 를 위한 접착 부분 상에 접착제를 코팅한 후에 기부 보드와 외부 프레임 부재를 상호 접촉시키는 공정이 제공되고, 제1 경화 공정은 자외선 조사에 의해 접착 부분 상에 코팅된 수지를 경화하고 제2 경화 공정은 다른 경화 수단에 의해 접착 부분 상에 코팅된 수지를 경화하는 것이며, 제1 경화 공정과 제2 경화 공정은 분리되어 수행된다.
구조(11)에 있어서, 화상 픽업 장치를 제조하는 방법에 있어서, 외부 프레임 부재 또는 기부 보드를 위한 접착 부분 상에 접착제를 코팅한 후에 기부 보드와 외부 프레임 부재를 상호 접촉시키게 하는 공정이 제공되고, 제1 경화 공정은 자외선 조사에 의해 접착 부분 상에 코팅된 수지를 경화하고 제2 경화 공정은 다른 경화 수단에 의해 수지를 경화하는 것이다. 이들 중 하나를 수행하고 다른 것은 나중에 수행하는 것과 같이 제1 경화 공정 및 제2 경화 공정을 분리 실행하여 고정 작업을 임시 고정 및 일정 고정으로 분할 고정함으로써, 기부 보드 상에 외부 프레임 부재를 고착시키는 것이 가능하다. 이로 인해, 외부 프레임 부재를 고정시킨 후에 제조 공정의 자유도는 커지고, 화상 픽업 장치는 편리하게 제조될 수 있다.
또한, 기부 보드 상에 외부 프레임 부재를 고정할 때, 접착제가 완전하게 경화될 때까지 기다리지 않고 접착제를 어느 정도로 경화시킴으로써 임시적으로 고정하고 다음 조립 공정으로 진행하는 것이 가능하다. 이에 따라, 제조를 위한 사이클은 단축될 수 있고, 생산성은 개선될 수 있다.
또한, 복합성 경화식 접착제를 사용함으로써, 복수의 경화 수단을 적절히 사용하는 것이 가능하고, 이로써 접착제를 경화시키기 위한 타이밍은 바람직하게는 용이하게 제어될 수 있다.
구조(12): 구조(11)에 따른 화상 픽업 장치의 제조 방법에 있어서, 자외선 조사에 의한 제1 경화 공정은 임시 고정 공정이 되고 다른 경화 수단에 의한 제2 경화 공정은 일정 고정 공정이 된다.
즉, 자외선 조사의 방사에 있어서, 임시 고정은 접착제를 경화시키는 범위가 자외선 조사의 강도를 변경시켜서 조절될 수 있기 때문에 적절히 수행될 수 있다. 또한, 자외선 조사는 상대적으로 짧은 시간 주기에서 접착제를 경화시킬 수 있고, 조립을 위한 사이클 시간에 대한 영향은 바람직하게는 작다. 조립 공정 후의 접착제의 일정한 고정에 있어서, 열에 의한 경화 수단을 사용하는 경우에는 냉각 시간이 필요하고, 물 흡수 시간은 수분에 의해 경화되는 경우에 필요하고, 또한, 전술된 경화 시간은 경화제 및/또는 경화 촉진제를 사용하는 경우에도 요구된다. 그러나, 이들 모두는 조립 후에 필요하고, 이에 따라 조립을 위한 사이클 시간에 대한 영향은 작고, 바람직하게는 조립 후에 접착제를 점차 및 확실하게 경화시키는 것이 가능하다.
본 발명의 화상 픽업 장치 및 그 제조 방법을 제공함으로써, 접착제를 경화시키는 공정을 2단계로 분할하여, 외부 프레임 부재는 조립 공정에서 자유도를 어느 정도로 보장하면서 견고하게 고정할 수 있다. 또한, 복합성 경화 형태의 접착제를 채용함으로써 복수의 경화 수단을 적절히 사용하여 접착제를 경화시키기 위한 타이밍을 용이하게 제어하게 한다.
(제1 실시예)
도1은 발명에 대한 화상 픽업 장치의 단면도이다. 도2는 도1의 화상 픽업 장치의 사시도이다. 도3은 광학 부재(1)의 사시도이고 도4는 광학 부재의 하면도이다. 도5는 도1의 선V-V를 취한 단면도이고 도6은 화상 센서의 상면도이다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 화상 픽업 장치(10)는 기부 보드(PC), 광학 부재(1), 화상 센서(2), 다이아프램판(3), 렌즈 프레임(4), 광 차단판(5), 필터(6), 가압 부재(7), 기부 보드(PC) 상에 배열된 위치설정 전기 부품(8) 및 전기 부품(9)으로 구성된다.
광학 부재(1)는 투명 플라스틱 재료로 제조되고, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 관형 다리부(1c) 및 다리부(1c)에 의해 지지된 볼록-렌즈-형성식 렌즈부(1a)는 광학 부재(1)에 일체로 형성된다. 다리부(1c)는 내부에 4개의 접촉부(1d), 광학 부재(1)의 상단부 상의 주연부에 형성된 상부 다리부(1e), 상단부에 밀접한 보드형 상면부(1b) 및 접촉부(1d)와 상부 다리부(1e) 사이에 형성된 하부 다리부(1f)를 가지고, 렌즈부(1a)는 상면부(1b)의 중심에 형성된다.
하부 다리부(1f)는 형상 면에서 상호 고정 부품을 나타내는 아크와 광학축에 수직인 평면 상의 아크의 양단부를 접속하는 현에 의해 형성된 거의 D형 형상이다.
또한, 광 차단 특성을 갖는 재료로 제조되고 볼록 렌즈부(1a)의 f-수를 규정하는 제1 다이아프램을 나타내는 개구(3a)를 가지는 다이아프램판(3)은 상면부(1b)의 상부 부품 상에서 렌즈부(1a)의 주연부 상에 접착제(B)로 고정된다.
광학 부재(1)의 외부에는, 광조밀성(lighttightness)을 갖는 재료로 제조된 외부 프레임 부재를 나타내는 렌즈 프레임(4)이 배열된다.
렌즈 프레임(4) 상에는, 도2에서 명백한 바와 같이, 각주형 하부(4a)와 원통형 상부(4b)가 제공된다. 하부(4a)의 하단부는 기부 보드(PC) 상에 부착되도록 렌즈 프레임(4)을 위한 접착 대용이고, 도1에 도시된 바와 같이, 렌즈 프레임(4)의 내측면과 외측면은 소정 각도로 하부면(4aa)을 향해 경사지게 절단되고, 따라서 각각이 경사면을 갖는 챔퍼부(4ab)는 내부 및 외부에 각각 형성된다. 렌즈 프레임(4)의 하부(4a)가 그 위에 기부 보드(PC)를 위에 부착하도록 접촉하게 될 때, 접착제(B)는 이들을 고정하도록 챔퍼링 플러스 챔퍼부(chamfering plus chamfered portions; 4ab)에 방치된 기부 보드(PC)와 하부면(4aa) 사이의 경계부에 코팅된다.
도7a 및 도7b는 렌즈 프레임(4)이 기부 보드(PC)와 접착 부품 상에 고착되는 방법을 도시한다. 도7a에 도시된 바와 같이, 기부 보드(PC) 상에 접착제를 코팅한 후에 렌즈 프레임(4)의 하부면(4aa)이 고정되도록 접촉되게 될 때, 접착제(B)는 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이에서 기부 보드(PC)와 하부면(4aa) 사이에 놓이고, 접착제(B)는 챔퍼(4ab)의 비스듬한 경사부 및 기부 보드(PC)의 표면과 광범위하게 접착되어, 이로써 렌즈 프레임(4)은 기부 보드(PC) 상에 고정된다.
전술한 바와 같이 고정됨으로써, 렌즈 프레임(4)은 하단부 상에 챔퍼를 가지지 않은 렌즈 프레임(4)의 하부면이 이전과 같이 기부 보드(PC)에 고착되는 경우에 비해 기부 보드(PC) 상에 견고하게 고정된다.
또한, 렌즈 프레임(4)이 그 위에 접착제(B)가 코팅된 기부 보드(PC)와 접촉 하게 되도록 상부로부터 하향 가압될 때, 챔퍼(4ab)가 비스듬한 경사부를 형성하기 때문에, 렌즈 프레임(4)은 접착 중에 기포가 렌즈 프레임(4)과 접착제(B) 사이에서 생성되는 것을 방지하면서 기부 보드(PC)에 고정될 수 있다. 이로 인해, 렌즈 프레임(4)은 기부 보드(PC) 상에 보다 견고하게 고정될 수 있다. 또한, 접착제(B)를 챔퍼부(4ab)와 기부 보드(PC) 사이의 공간에 균일하게 공급함으로써, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(PC)이 상호 밀접하게 접촉됨으로써 바람직하게는 방수성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임 모두를 접촉하게 하는 방식으로 상호 고정시킴으로써, 접착제(B)의 두께의 균일성의 손실에 의해 유발되는 렌즈 프레임(4)의 불균일한 높이를 방지함으로써 렌즈 프레임(4)을 장착시키는 것이 가능하여, 조립을 용이하게 한다.
또한, 고정 작업이 챔퍼(4ab)와 기부 보드(PC) 사이에 존재하는 접착제(B)로 실행된다면, 접착제양을 증가시키지 않고 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)을 견고하게 고정하는 것이 가능하고, 이는 종래와는 상이하며, 제조 비용은 바람직하게 감소될 수 있다.
부수적으로, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)을 함께 고정하기 위한 방법으로, 접착제(B)는 렌즈 프레임(4) 상에 또는 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 모두에 코팅될 수도 있다.
렌즈 프레임(4b)의 하부(4a) 상에 형성된 챔퍼(4ab)로는, 도8에 도시된 바와 같이 렌즈 프레임(4)의 내측면 또는 외측면 상에만 형성될 수도 있다. 또한, 도9a 에 도시된 바와 같이, 톱니부(4ac)는 렌즈 프레임(4)의 하부(4a) 상의 챔퍼(4ab)의 비스듬한 경사부 상에 형성될 수도 있다. 이 톱니부(4ac)로 인해서, 접착제(B)와 렌즈 프레임(4) 사이의 접착 영역이 커지기 때문에, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)은 보다 견고하게 함께 고정될 수 있다. 톱니부의 오목부와 볼록부가 도9a에 도시된 바와 같이 렌즈 프레임(4)의 하부면(4aa)으로부터 하부(4a)의 측부로의 방향으로 교대로 형성된다면, 톱니부(4ac)에 대해서, 기포는 렌즈 프레임(4)이 기부 보드(PC)에 고착될 때 접착 부품 상에 생성되지 않고, 바람직하게는 견고하게 고정된다.
부수적으로, 톱니부(4ac)가 도9b에 도시된 바와 같이 기부 보드(PC)에 수직한 방향에 존재하는 접착 부분의 부근에서 측면 상에 형성되는 경우에도, 접착제(B)와 렌즈 프레임(4) 사이의 접착 영역은 커질 수 있고, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이의 고정 작업은 이전 보다 견고하게 이루어질 수 있다.
이점에서, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이를 고정하는 데에 사용되는 접착제(B)가 설명될 것이다. 접착제(B)는 자외선 조사 및 다른 수단에 의해 경화될 수 있는 복합성 경화 형태의 수지이다. 다른 수단으로는, 열, 물, 경화제, 또는 경화 촉진제가 마련된다.
열 또는 자외선 조사의 방사에 의해 경화될 수 있는 복합성 경화 형태의 수지[접착제(B1)로 가정하부면]로는, 예컨대 쓰리 본드 3012(Three Bond 3012; 등록 상표명) 및 월드록 제863호(World Lock No.863; 등록 상표명)가 주어진다.
물 또는 자외선 조사의 방사에 의해 경화될 수 있는 복합성 경화 형태의 수 지[접착제(B2)로 가정하부면]로는, 예컨대 쓰리 본드 3056(Three Bond 3056; 등록 상표명)이 주어진다. 경화제 또는 경화 촉진제에 의한 경화의 관점에서 가속화될 수 있고 자외선 조사의 방사의 의해 경화될 수 있는 복합성 경화 형태의 수지[접착제(B3)로 가정하부면]로는, 예컨대 쓰리 본드 3095(등록 상표명)가 경화 촉진제로 사용되는 쓰리 본드 3006(등록 상표명)이 주어진다.
전술된 접착제(B1, B2, B3)를 채용하는 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)용 고정 방법의 세부 사항이 이후에 기술될 것이다.
렌즈 프레임(4)의 하부(4a)와 상부(4b) 사이의 경계부에서 내부로 돌출되도록 형성된 구획벽(4c)의 원형 내부면 상에는, 도5에 도시된 바와 같이 광학 부재(1)의 하부 다리부(1f)에 대응하는 D형 홈(4c1)이 제공되고, 하부 다리부(1f)는 D형 홈(4c1)에 밀접하게 끼워진다. 따라서, 후술될 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)의 중심과 구획벽(4c) 상의 원형 개구부의 중심이 상호 일치될 수도 있도록, 예컨대 자동 조립 기계에 제공된 광학 센서를 사용하여 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)을 위치설정 및 배열시키기만 하부면 렌즈부(1a)를 광학축에 수직인 방향으로 광전 변환부(2a)에 정확하게 위치시키는 것이 가능하다.
한편, 광 차단판(5)은 접착제(B)로 렌즈 프레임(4)의 상부(4b) 위에 장착된다. 광 차단판(5)은 그 중심에 제2 다이아프램으로 기능하는 개구(5a)를 가진다. 자외선 흡수 특성을 갖는 재료로 제조된 필터(6)는 접착제(B)에 의해 광 차단판(5)의 중심에서 개구(5a)의 하부측에 접속된다.
광 차단판(5)과 필터는 덮개 부재를 구성한다. 기부 보드(PC), 렌즈 프레 임(4) 및 덮개 부재가 전술된 바와 같이 상호 밀접하게 접합되기 때문에, 화상 픽업 장치(10)는 방진 및 방수 구조를 가진다.
도1에 있어서, 예컨대 코팅 스프링과 같은 탄성 부재에 의해 구성되는 가압 부재(7)는 광학 부재(1)와 광 차단판(5) 사이에 배열된다. 광 차단판(5)이 렌즈 프레임(4)에 장착될 때, 광 차단판(5)은 가압 부재(7)를 가압하고, 가압 부재(7)는 탄성 변형한다. 이 가압 부재(7)는 광학 부재(1)를 화상 센서(2)로 강제하도록 소정의 가압력으로 도1의 하향으로 광학 부재(1)를 가압한다. 이 경우에, 광 차단판(5)에서 하부 화상 센서(2)로 향한 힘이 인가될 때, 가압 부재(7)는 탄성 변형하고, 따라서 힘을 흡수하는 버퍼 작용이 작동된다. 이에 따라, 힘은 화상 센서(2)에 직접 전달되지 않고 센서(2)의 손상은 방지될 수 있다.
도6에 있어서, 화상 센서(2)는, 예컨대 CMOS(상보성 금속 산화막 반도체) 형태 화상 센서로 구성된다. 기부 보드(PC)의 상부면에는, 그 하부면이 기부 보드(PC)의 상부면에 접촉한 상태로 사각형의 박막형 화상 센서(2)가 부착된다. 화상 센서(2)의 상부면의 중심에는, 광 수용면을 갖는 광전자 변환부(2a)가 형성되도록 2차원 방식으로 픽셀이 배열된다. 처리부(2b)는 광전자 변환부(2a) 외부에 형성되고, 복수의 회로 패드(2c)는 처리부(2b)의 외부 에지 부근에 배열된다. 접속을 위한 터미널을 나타내는 회로 패드(2c)는 도1에 도시된 바와 같이 와이어(W)를 통해 기부 보드(PC)에 접속된다. 와이어(W)는 기부 보드(PC) 상의 소정의 회로에 접속된다.
또한, 광학 부재(1)의 접촉부(1d)는 도4에 도시된 형상이도록 다리부(1c)의 하단부로부터 돌출되고 다리부(1c)의 일부를 구성한다. 본 실시예에 있어서, 광학 부재(1)는 도6의 화상 센서(2) 상에 파단선으로 도시된 바와 같이 접촉부(1d) 만이 화상 센서(2)의 처리부(2b)와 접촉된 상태하에서 배열된다. 이에 따라, 표면 상의 평탄도에 대해서, 접촉부(1d)의 하부면만이 어느 정도로 유지될 것이 요구된다. 또한, 접촉부(1d)의 개수는 4개이고, 광학 부재(1)의 중력 중심은 접촉부(1d)의 중심이 된다. 이에 따라, 광학 부재(1)가 평면 상에서 개별적으로 배치될 때 접촉부(1d)는 렌즈부(1a)의 광학축이 평면에 대해 수직인 위치와 형상을 가진다고 할 수 있다. 이에 따라, 광학 부재(1)의 외부 주연면이 렌즈 프레임(4)의 내부 주연면에 끼워지는 상호 고정 부분에 다소간의 여유 간격이 존재할 때에도, 광학축은 접촉부(1d)가 화상 센서(2)의 처리부(2b)와 접촉하게 될 때 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)를 직각으로 가로질러, 왜곡이 덜된 화상이 달성될 수 있다
이 경우에, 접촉부(1d)로부터의 부하가 500g 이하(표면 압력면에서100g/㎟ 이상)인 것이 바람직하며, 이는 이 부하(표면 압력)를 초과할 때 화상 센서(2)가 화상 센서(2)가 손상될 위험이 있기 때문이다. 그러나, 진동에 의해 유발되는 화상의 얼룩이 고려되면, 접촉부(1d)로부터의 부하는 5g 이상인 것이 바람직하다. 이 종류의 부하는 가압 부재(7)인 코일 스프링의 회전수와 와이어 직경을 선택함으로써 적절하게 관리될 수 있다. 이 경우의 표면 압력은 접촉부(1d)와 접촉되어 렌즈부(1a)와 대면하는 표면 영역과 광학 부재의 접촉부(1d)를 통해 화상 센서(2) 상에 인가된 부하를 분할함으로써 달성된 것이다.
본 실시예에 있어서, 간격△은 접촉부(1d)가 화상 센서(2)의 처리부(2b)와 접촉된 조건하에서 광학 부재(1)의 상부 다리부(1e)의 하부면과 렌즈 프레임(4)의 하부(4a)의 구획벽(4c) 사이에 형성된다. 이에 따라, 화상 센서(2)의 광전 변환부(2b)와 렌즈부(1a) 사이의 거리(L; 즉, 광학축의 방향으로 위치 설정)는 다리부(1c)의 길이에 의해 정확히 설정될 수 있다. 본 실시예의 접촉부(1d)의 개수는 4개이고, 이는 또한 1개, 2개 또는 3개일 수도 있다. 추가로, 회로 패드(2c)와의 간섭이 회피될 수 있다면, 접촉부는 또한 광학 부재(1)의 원통형 다리부(1c)를 따라 형성된 링형일 수도 있다.
추가로, 광학 부재(1)가 플라스틱 재료로 제조된다면, 온도 변화의 경우에 다리부(1a)의 굴절율의 변화로 유발되는 초점 위치의 굴절을 감소시키는 것이 또한 가능하다. 즉, 플라스틱 렌즈에 있어서, 그 온도가 상승하부면, 렌즈의 굴절율은 낮아지고, 그 초점 위치는 렌즈로부터 이격되도록 변경된다. 한편, 온도가 상승할 때 다리부(1c)가 연장하기 때문에, 초점 위치의 굴절을 감소시키는 효과가 있다. 부수적으로, 광학 부재는 그 비중이 상대적으로 낮은 플라스틱 재료로 제조되기 때문에, 본 실시예의 광학 부재(1)는 그 체적이 상호 동일할 때 유리 렌즈보다 가볍고 충격 흡수 특성면에서 우수하다. 이에 따라, 화상 픽업 장치(10)가 우연히 떨어져도, 화상 센서(2)의 손상은 최대한도로 제한되고, 이는 장점이 된다.
광학 부재(1)가 렌즈 프레임(4)에서 자유롭게 회전하는 구조의 경우에 있어서, 접촉부(1d)는 회로 패드(2c)와 충돌하여, 이에 따라 광학 부재(1)의 회전을 조절하면서 조립을 가능하게 하는 회전 방지 메카니즘이 제공된다.
구체적으로는, 회전 방지 메카니즘은 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 렌즈 프레임에 끼워진 상호 끼움 부분을 거의 D형으로 나타내는 하부 다리부(1f)와 렌즈 프레임(4)의 구획벽(4c)의 상호 끼움 부품인 D형 홈(4cl)으로 구성된다.
즉, 광학 부재(1)의 하부(1f)가 D형 홈(4c1)으로 삽입될 때, 광학 부재(1)는 광학축 둘레에서 그 회전이 조절되고 수평면의 2축상의 위치가 결정될 수 있다.
위치설정 전기 부품(8)이 예컨대 축전기, 저항, 및 다이오드에 의해 도시되고, 이들은 도1의 렌즈 프레임(4)과 기부 보드(PC) 상의 화상 센서(2) 사이에서 렌즈 프레임(4)에 밀접하도록 배열된다. 또한, PC 기부 보드로부터 위치설정 전기 부품(8)의 상단부로의 높이는 PC 기부 보드로부터 화상 센서(2)의 상단부로의 높이보다 높다. 도6에 있어서, 4개의 위치설정 전기 부품(8)은 렌즈 프레임(4)의 접착 부분(도6의 정사각형이도록 점선으로 둘러싸여진 부분) 내부에서 정사각형을 둘러싸도록 배열된다. 이에 따라, 위치설정 전기 부품(8)은 기부 보드(PC) 상에 렌즈 프레임(4)을 접착시킬 때 렌즈 프레임(4)을 위치설정하기 위한 인덱스(index)로 기능한다. 또한, 위치설정 전기 부품(8)의 상단부는 화상 센서(2)의 상단부보다 높고, 이는 렌즈 프레임(4)이 와이어 등을 손상시키도록 화상 센서(2)와 접촉하게 되는 것을 방지한다.
부수적으로, 위치설정 전기 부품(8)은, 예컨대 축전기, 저항 및 다이오드에 제한되지 않고 화상 픽업 장치(10)에 의해 요구되는 전기 부품이면 된다.
전기 부품(8)은 위치 설정 전기 부품(8)에 추가하여 화상 픽업 장치(10)를 작동하는 데에 요구되는 것이다.
본 실시예의 작동은 이후에 설명될 것이다.
광학 부재(1)의 렌즈부(1a)는 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a) 상에서 물체의 화상을 형성한다. 화상 센서(2)는 회로 패드(2c)와 와이어(W)를 통해 출력하도록 화상 신호에 수용된 빛의 양에 대응하는 전기 신호를 변환시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 광학 부재(1)가 기부 보드(PC) 상에 장착되지 않고 화상 센서(2)의 처리부(2b) 상에 장착되기 때문에, [접촉부(1d)를 포함한] 광학 부재(1)의 다리부(1c)의 치수 정확성을 제어함으로써, 즉 전술된 거리(L)의 정확성을 제어함으로써 렌즈부(1a)의 초점 위치에 대한 조절을 조립 중에 불필요하게 하는 것이 가능하다. 부수적으로, 초점 위치에 대한 조절을 불필요하게 하도록, 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)와 광학 부재(1)의 렌즈부(1a)의 화상점 사이의 편의를 공기 변환 길이 면에서 약 ±F×2P(F: 렌즈부의 f-수, P: 화상 센서의 화상 피치)로 제한할 필요가 있다.
본 실시예에 있어서, 광학축의 방향에서의 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)와 렌즈부(1a)의 위치는 화상 센서(2)의 처리부(2b)와 접촉하게 되는 광학 부재(1)의 다리부(1c)의 접촉부(1d)에 의해 결정될 수 있다. 또한, 렌즈 프레임(4)이 위치설정을 위한 기준으로 기능하는 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)와 기부 보드(PC) 상에서 장착될 때, 광학축에 수직인 방향으로의 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)와 렌즈부(1a)의 위치가 결정되어, 저비용으로 높은 위치설정 정확성을 달성하는 것을 가능하게 한다.
특히, 기부 보드(2)와 화상 센서(2)를 접속하기 위한 회로 패드(2c)와 와이어(W)가 화상 센서(2)의 처리부(2b) 상에 형성될 때, 다리부(1c)의 접촉부(1d)가 광전 변환부(2a)로의 회로 패드(2c)보다 밀접한 위치에서 처리부(2b)와 접촉하도록 구성된다면, 화상 센서(2)를 소형 구조로 유지하면서 접촉부(1d)의 넓은 접촉 영역을 보장함으로써, 광학 부재(1)를 안정화하고 접촉면 상의 표면 압력이 낮도록 제어하는 것이 가능하고, 따라서 회로 패드(2c)와 와이어(W)의 간섭은 화상 센서(2)가 보호되면서 억제되어 매우 정확한 위치설정이 달성될 수 있다. 부수적으로, 렌즈 프레임(4)은 접착제(B)로 기부 보드(PC)에 접착되고, 다른 2개의 접착 부분과 함께, 화상 픽업 장치(10)의 외부가 기밀식으로 밀봉된 상태로 유지되어 이물질이 침투할 수도 없고, 따라서 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)에 대한 이물질의 악영향은 제거될 수 있다. 상기에서 사용된 접착제가 방수 또는 흡습 특성을 가지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 수분의 침투에 의해 유발되는 패드(2c)와 화상 센서(2)의 표면 상의 열화를 방지하는 것이 가능하다.
소정의 탄성력을 갖는 광학축의 방향으로 광학 부재(1)의 상부 다리부(1e)의 단차부 상에 상부면을 가압하는 가압 부재(7)가 제공되기 때문에, 가압 부재(7)의 탄성력을 사용하여 적절한 가압력(5g 내지 500g의 범위의 부하에 대응하는 힘)으로 화상 센서(2)의 처리부(2b)에 대항하여 다리부(1c)를 가압하는 것이 가능하다. 이에 따라, 부품의 뒤틀림과 같은 변형이 광학축의 방향으로 화상 센서(2)와 광학 부재(1)의 용이한 위치설정에도 불구하고 변경이 오래됨으로써 유발되는 경우에도, 안정한 탄성력으로 화상 센서(2)에 대항하여 광학 부재(1)를 가압하여, 이로써 진동이 발생하는 경우에 광학 부재(1)의 백래쉬(backlash)를 제어하여, 쇼크가 유발되는 경우에 회로가 배열되는 화상 센서(2)의 처리부(2b) 상에 과도한 응력이 유발 되는 것을 추가로 방지하는 것이 가능하다. 또한, 충격력과 같은 큰 힘이 렌즈 프레임(4)의 광학축의 방향으로 인가될 때, 이들 힘은 기부 보드(PC)에 전달되지만 화상 센서에 직접 전달되지 않고, 이는 화상 센서(2)의 보호 관점에서 바람직하다. 부수적으로, 가압 부재(7)로는, 예컨대 코일 스프링과 같은 탄성 부재가 사용된다. 또한, 우레탄 또는 스펀지가 또한 사용될 수도 있지만, 장시간 안정된 탄성력을 나타낼 수 있는 수지 또는 금속으로 이루어진 탄성 재료가 바람직하다.
광 차단판(5) 및 필터(6)로 구성된 덮개 부재는 렌즈부(1a)에서보다 물체에 보다 밀접하게 배열되기 때문에, 렌즈부(1a)는 외부로 노출되지 않아 보호되고 이물질의 렌즈 표면으로의 고착은 방지된다. 또한, 필터(6)는 자외선 흡수 특성을 갖는 물질로 제조되고, 자외선 차단 필터를 분리하여 제공할 필요가 없고, 이로써 바람직하게는 다수의 부품이 감소될 수 있다. 필터(6)에 자외선 차단 특성을 제공하는 대신에, 자외선 흡수 특성을 갖는 재료로 광학 부재 자체를 형성하거나 렌즈부(1a)의 표면 상에 자외선 차단 특성을 갖는 필름을 코팅할 것이 고려된다.
또한, 조립하는 중에, 광학 부재(1)는 광 차단판(5)이 렌즈 프레임(4) 외부로 인출되는 조건하에서 물체측으로부터 렌즈 프레임(4)에 삽입될 수 있고, 그런 후 광 차단판(5)은 렌즈 프레임(4) 상에 장착될 수 있다. 이 종류의 구조로 인해, 광학 부재(1)의 합체는 개선되고, 자동 조립은 용이하게 수행될 수 있다. 공기 배출구가 이 경우에 렌즈 프레임(4)의 하부(4a)중 하나에 형성된다면, 렌즈 프레임(4)과 광학 부재(1) 사이의 간격이 작아도 조립을 용이하게 수행할 수 있다. 그러나, 외부로부터의 이물질의 침투와 패드(2c)와 화상 센서(2)의 표면 열화가 제어 될 수도 있도록 조립 후에 공기 배출구를 충전물로 충전하는 것이 바람직하다. 또한, 충전물은 광누출을 제한할 수도 있도록 광 차단 특성을 갖는 것이 바람직하다. 부수적으로, 렌즈 프레임(4)이 기부 보드(PC) 상에 접착된 후에 광학 부재(1)를 삽입하는 것이 가능하고, 또는 렌즈 프레임(4) 상에 광학 부재(1)를 먼저 장착한 후에 기부 보드(PC) 상에 렌즈 프레임(4)과 광학 부재(1)의 유닛을 접합하는 것이 가능하고, 이에 의해 공정의 자유도가 보장될 수 있다. 이후 조립의 경우에, 렌즈 프레임(4)의 구획벽(4c)은 광학 부재(1) 외부로 떨어지는 것을 방지하는 기능으로 또한 기능할 수 있다.
또한, 광학 부재(1)의 다리부(1c)가 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a) 부근에 배열되기 때문에 다리부(1c)에서 반사하여 화상 형성에 기여하지 않는 광 플럭스에 의해 광전 변환부(2a)에 진입하는 것은 가상(ghost) 및 너울거림(flare)의 발생을 유발할 우려가 있다. 이를 방지하기 위해서, 렌즈부(1a)의 f-수를 규정하는 제1 다이아프램[개구(3a)]에서보다 물체에 보다 밀접하도록 주연광 플럭스를 조절하는 제2 다이아그램[개구(5a)]를 배열하고 원치않는 빛의 입사를 감소시키는 것이 효과적이다. 부수적으로, 시야 각도가 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)의 단측, 장측, 및 대각선의 방향에 따라 상이하기 때문에, 추가적인 효과는 제2 다이아프램의 개구(5a)를 사각형으로 형성됨으로써 달성될 수도 있다. 또한, 이 기능이 본 실시예에서 광 차단판(5)의 개구(5a)에 의한 것이지만, 물체에 밀접한 필터의 측부 상의 필수 개구와 다른 영역에 광차단 특성을 갖는 필름을 코팅함으로써 다이아프램을 형성하는 것이 또한 가능하다. 또한, 동일한 이유로, 다리부(1c)의 적어도 일부 상에서의 내부 반사를 방지하는 처리를 가하는 것이 바람직하다. 내부 반사를 방지하는 처리는, 예컨대 화상 형성에 기여하지 않는 광 플럭스를 발산시키는 미세 불균일이 제공되는 표면을 형성하는 단계와 반사 방지 코팅과 낮은 반사 특성을 갖는 코팅을 도포하는 방법을 포함한다.
또한, 개구(3a)가 구비된 다이아프램판(3)이 렌즈부(1a)의 입사측의 평면 상에 제공되기 때문에, 광 플럭스가 수직에 가까운 각도로 진입하기 위해 화상 센서(2)의 광전 변환부(2a)로 진입하는, 즉 텔레센트릭형(telecentric type)에 근접한 구조를 구현하여, 이로써 높은 화상 품질의 화상을 달성하는 것이 가능하다. 또한, 렌즈부(1a)의 형태를 예리한 곡률을 갖는 그 표면이 물체측에 대면한 포지티브 렌즈(positive lens)의 형태로 함으로써, 제1 다이아프램[개구(3a)]과 렌즈부(1a)의 주요점 사이의 거리는 더욱 크게될 수 있어서, 텔레센트릭형에 근접한 양호한 구성을 유발한다.
이제, 화상 픽업 장치(10)의 각 구성 부재를 조립하는 방법이 설명될 것이다. 본 실시예에 있어서, 임의의 열과 자외선 조사에 의해 경화될 수 있는 접착제(B1)는 접착제로 사용된다.
먼저, 광전 변환부(2a)가 구비된 화상 센서(2)는 와이어(W)로 기부 보드(PC) 상의 소정의 위치에 장착된 후에, 접착제(B1)는 기부 보드(PC) 상에서 렌즈 프레임(4)으로 접착의 부분에 코팅된다.
그 후에, 기부 보드(PC) 상의 렌즈 프레임(4)의 위치설정은 렌즈 프레임(4)의 하부(4a)를 고정부의 상부로부터 기부 보드(PC) 상의 위치설정 전기 부품(8)과 접촉하게 함으로써 고정 위치를 보장하면서 수행된다. 그런 후, 자외선 조사는 렌즈 프레임(4)의 일시적인 고정을 수행하기 위한 접착제(B1)를 경화하도록 렌즈 프레임(4)과 기부 보드(PC) 사이의 접착 부분 상에 방사된다(제1 공정, 일시 고정 고정). 자외선 조사의 방사 강도와 방사 시간은 사용될 접착제의 형태, 사용량, 소정의 경화 정도에 따라 적절하게 설정될 수도 있고, 예컨대 방사 강도는 완전 경화를 위한 강도의 20%인 것이 바람직하다.
다음, 광학 부재(1)의 수평 방향으로의 2축의 위치설정은 렌즈 프레임(4)의 상부로부터 렌즈 프레임(4)의 구획벽(4c)의 상호 고정부에 형성된 D형 홈(4c1)에 광학 부재(1)의 하부 다리부(1f)를 삽입함으로써 수행되고, 접촉부(1a)는 기부 보드(PC)의 화상 센서(2)와 접촉하게 된다.
그런 후, 광학 부재(1)의 상부측 상에 가압 부재(7)를 배치시킨 후에, 광 차단판(5)은 접착제(B)로 광 차단판(5)을 렌즈 프레임(4)과 고정시키도록 렌즈 프레임(4)의 상부(4b)와 결합된다. 또한, 필터(6)는 접착제(B1)와 고정되도록 광 차단판(5)의 개구부(5a) 상에 장착된다. 화상 픽업 장치(10)의 이들 구성 부재의 조립 종결 후에, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)의 일부와 그 부분에서의 접착제(B1)는 전기 히터와 같은 가열 장치를 사용하여 가열된다. 이 가열 작업은 접착제(B1)가 일정한 고정을 위해 완전히 경화되도록 한다(제2 공정, 일정한 고정 공정). 가열 후에, 접착제(B1)는 완전히 경화되도록 냉각된 상태로 방치된다.
전술한 바와 같이, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이의 접착 부분 상에 분리식으로 일시적 고정 단계와 일정한 고정 단계를 수행하고 일시 고정 및 일정 고정 사이에서 광 차단판(5)과 광학 부재(1)를 위한 조립을 수행함으로써, 조립 단계 중에 어느 정도로의 자유도로 조립하는 것이 가능하다. 경화 수준을 조절함으로써 단시간 내에 자외선 조사에 의해 일시 고정을 수행하고 조립의 종결 후에 가열에 의해 견고하게 접착제(B1)의 고정을 수행하는 것이 또한 가능하다.
이에 따라, 조립 단계에서 어느 정도로 자유도를 보장하면서 외부 프레임 부재를 견고하게 고정하는 것이 가능하다. 접착제가 완전히 경화될 때까지 기다리지 않고 일시 고정을 위해 어느 정도로 자외선 조사에 의해 접착제를 경화한 후에 연속적인 조립 단계로 이동하는 것이 또한 가능하고, 기부 보드 상에 외부 프레임 부재를 부착할 때 및 냉각 시간이 가열에 의해 일정한 고정 후에 요구될 때에도, 조립을 위한 사이클 시간에 대한 영향은 작다. 이에 따라, 화상 픽업 장치(10)의 제조 사이클 시간은 단축될 수 있고, 바람직하게는 생산성은 개선될 수 있다.
(제2 실시예)
제2 실시예에 있어서, 접착제(B2)의 사용에 의해 화상 픽업 장치(10)를 제조하는 방법이 설명될 것이다. 부수적으로, 화상 픽업 장치(10)의 구성 부재는 제1 실시예와 동일물이고, 이에 따라 이에 대한 설명은 생략될 것이다.
화상 센서(2)가 부착되는 기부 보드(PC) 상에는, 렌즈 프레임(4)과의 접착을 위한 부분에 접착제(B2)가 코팅된다. 그 후에, 렌즈 프레임(4)의 하부(4a)는 제1 실시예와 동일한 방식으로 기부 보드(PC) 상의 접착 부분과 접촉하게 된다. 그런 후, 자외선 조사는 렌즈 프레임(4)의 일시 고정을 위해 접착제(B2)를 다소 경화하도록 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이의 접착을 위한 부분 상에 방사된다(제1 공정, 일시 고정 공정).
렌즈 프레임(4)에 광학 부재(1)를 합체시키고 일시 고정 공정 후에 실시예와 동일한 방식으로 광학 부재(1)의 상부측 상에 가압 부재(6)를 배치시킴으로써, 광 차단판(5)은 렌즈 프레임(4)의 상부(4b)에 고정된다. 또한, 필터(6)는 광 차단판(5)의 개구부(5a) 상에 부착된다. 화상 픽업 장치(10)의 이들 구성 부재의 합체의 종결 후에, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이의 접착 부분의 공기구는 접착제(B2)로 완전히 충전된다. 화상 픽업 장치(10)는 이 조건하에 방치될 때, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4) 사이의 접착 부분의 접착제(B2)는 대기중의 수분을 흡수하여 경화된다. 이 경화 작업은 렌즈 프레임(4)이 기부 보드(PC) 상에 일정하게 정되게 한다(제2 공정, 일정한 고정 공정). 부수적으로, 접착제(B2)가 수분을 흡수하여 경화된 후에, 접착제(B2)는 추가적인 고정을 보장하기 위해 자외선 조사에 의해 방사될 수도 있다.
전술된 바와 같이 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)을 임시 고정 및 일정 고정으로 고정시킴으로써, 조립 공정에서 자유도를 어느 정도로 보장하면서 외부 부재를 견고하게 고정하는 것이 가능하다. 조립이 종결된 후에, 수분 흡수를 통해 접착제(B2)를 보다 경화시키고 보다 견고하게 고정시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 자외선 조사에 의해 단시간 내에 접착제(B2)를 어느 정도로 경화시킴으로써 임시 고정을 수행한 후에, 이후의 조립 공정으로 전진하여, 이로써 화상 픽업 장치(10)의 제조를 위한 사이클 시간을 단축하는 것이 가능하고, 바람직하게는 생산성이 개선될 수 있다.
접착제(B2)가 수분을 흡수할 때, 렌즈 프레임(4) 내부의 공기의 수분은 접착제(B2)에서 취해진다. 이에 따라, 렌즈 프레임(4)의 내부는 탈습되고, 화상 픽업 장치(10)의 결로 기회가 감소되고, 따라서 화상 픽업 장치(10)의 고장과 같은 결함은 바람직하게 방지된다. 또한, 임의의 시간 주기가 일정한 고정 공정에서 수분 흡수에 요구되어도, 제조를 위한 사이클 시간에 대한 영향은 바람직하게 작다.
(제3 실시예)
제3 실시예에 있어서, 접착제(B3)의 사용에 의해 화상 픽업 장치(10)를 제조하기 위한 방법이 설명될 것이다. 부수적으로, 화상 픽업 장치(10)의 구성 요소는 제1 실시예와 동일물이고, 이에 따라 이에 대한 설명은 생략된다.
화상 센서(2)가 부착되는 기부 보드(PC) 상에는, 렌즈 프레임에 접착 부분 상의 경화제 또는 경화 촉진제가 코팅된다. 경화제 또는 경화 촉진제로서, 경화를 촉진시키는 효과를 가지는 경화제 또는 경화 촉진제는 적절하게 선택되고 기부 보드(PC) 또는 렌즈 프레임(4)을 위한 접착 부분 상에 코팅된다.
그 후에, 접착제(B3)는 경화제 또는 경화 촉진제가 코팅된 기부 보드(PC) 상에 코팅되고, 렌즈 프레임(4)의 하부(4a)는 제1 실시예와 동일한 방식으로 기부 보드(PC)의 접착 부분과 접촉하게 된다. 경화제 또는 경화 촉진제가 기부 보드(PC) 또는 렌즈 프레임(4)의 접착 부분 상에 코팅되기 때문에, 접착제(B3)는 경화되도록 강제되고, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)은 일시적으로 고정된다(제1 공정, 일시 고정 단계).
일시 고정 단계 후에, 광학 부재(1)는 제1 실시예와 동일한 방식으로 렌즈 프레임(4)에 합체되고, 가압 부재(7)가 광학 부재(1)의 상부측 상에 배치된 후에, 광 차단판(5)은 렌즈 프레임(4)의 상부(4b) 상에 고정된다. 또한, 필터(6)는 광 차단판(5)의 개구부(5a) 상에 부착된다. 화상 픽업 장치(10)의 이들 구성 요소의 조립이 종결된 후에, 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)을 위한 접착 부분은 접착제(B3)가 완전히 경화되도록 자외선 조사에 의해 방사되고, 이로써 렌즈 프레임(4)은 기부 보드(PC) 상에 일정하게 부착될 수도 있다(제2 공정, 일정한 고정 공정).
전술한 바와 같이 일시 고정 및 일정한 고정으로 기부 보드(PC)와 렌즈 프레임(4)을 고정함으로써, 조립 단계에서 자유도를 어느 정도로 보장하면서 외부 부재를 견고하게 고정하는 것이 가능하다. 조립이 종결된 후에, 자외선 조사를 통해 접착제를 더욱 경화시키고 더욱 견고하게 고정하는 것이 가능하다. 이에 따라, 경화제 또는 경화 촉진제에 의해 접착제(B3)를 어느 정도로 경화함으로써 일시적인 고정을 수행한 후에, 이후의 조립 공정으로 전진하여, 이로써 화상 픽업 장치(10)의 제조를 위한 사이클 시간을 단축하는 것이 가능하고, 바람직하게는 생산성이 개선될 수 있다. 부수적으로, 제3 예에서, 일정한 고정은 자외선 조사에 의해 방사되지 않고 방치될 수도 있다. 이 경우에도, 접착제는 시간이 경과함에 따라 완전히 경화될 수 있다.
경화 수단은 제1 실시예 내지 제3 실시예에서와 같이 복합성 경화 형태의 접착제(B)를 채용함으로써 적절하게 사용될 때, 접착제를 경화시키기 위한 타이밍은 바람직하게는 용이하게 제어될 수 있다.
발명이 제한되지 않지만 자연적으로 변경 및 개선될 수 있는 실시예를 참조 하여 전술과 같이 설명되었다. 예컨대, 불균일부에 대해, 표면적을 증가시키기 위해서 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이 일정한 톱니부에 부가하여 일정하지 않은 불균일부를 형성하는 것이 또한 가능하다. 또한, 챔퍼에 형성된 비스듬한 경사부의 각도가 또한 성립되어 적절하게 변경될 수 있다. 화상 센서(2)가 본 실시예에서 와이어(W)에 의해 기부 보드(PC)에 접속되었지만, 와이어가 화상 센서(2) 내부로 들어가고 신호가 후방[광전 변환부(2a)] 또는 화상 센서(2)의 측부 밖으로 나오는 구성이 또한 고려된다. 이 구성으로 인해, 화상 센서(2)의 광범위한 주연면은 보장될 수 있고 배선 작업은 용이하게 수행될 수 있다.
광학 부재(1)의 접촉부(1d)가 본 실시예에서 화상 센서(2)의 상부면과 접촉하지만, 접촉부(1d)는 또한 기부 보드(PC)와 또는 화상 센서(2)와 기부 보드(PC) 모두와 접촉하게 될 수도 있다.
또한, 화상 센서(2)가 본 실시예에서 베어칩(bare-chip)의 구조로 이루어지지만, 보다 내구성있는 구조를 생성하도록 유리 또는 필름과 같은 보호 부재를 화상 센서의 상부면 또는 하부면 상에 고착시키는 것은 예상가능하다. 또한, 기부 보드(PC)는 경질인 것이 제한되는 것이 아니라 가요성있는 것일 수도 있다.
발명의 화상 픽업 장치는 핸드폰, 개인 컴퓨터, PDA, AV 세트, 텔레비젼 세트, 및 가전 기구와 같은 다양한 설비에 합체되는 것이 가능한 것으로 고려된다.
도12a는 그 렌즈부(201a)가 2개의 렌즈를 갖는 광학 부재(201)와 광학 부재(201)와 결합되는 렌즈 프레임(204)으로 구성된 화상 픽업 장치(210)의 개략 단면도를 도시하는 다른 예를 나타낸다. 동일한 방식으로, 도12b는 렌즈부(301a)가 4개의 렌즈를 갖는 광학 부재(301)와 광학 부재(301)와 결합하는 렌즈 프레임(304)으로 구성된 화상 픽업 장치(310)의 개략 단면도를 도시하는 다른 예를 나타낸다.
그 결과, 유리 몰드 렌즈가 도12a와 도12b 각각의 물체에 가장 밀접한 제1 렌즈에 사용될 때, 유리가 성형을 위한 금속 몰드가 마모되어 손상되기 쉬운 유리 전이점(Tg)을 가진다면, 성형 가압 작용에서 가압 작동을 위한 온도가 통상 높게 성립될 필요가 있다. 그 결과, 성형을 위한 금속 몰드의 교체 시간수와 유지보수 시간수는 증가하여 비용 증가를 유발한다. 이에 따라, 유리 몰드 렌즈를 사용할 때, 유리 전이점이 400도 이하인 유리 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
분산률 및 굴절률 관점에서 사진술을 위한 광학 시스템에서 유리 렌즈를 사용하는 것이 바람직하지만, 백색광이 이전 조건이기 때문에 사진술을 위한 광학 시스템에서, 비구면 렌즈를 채용함으로서 렌즈 개수를 줄일 것이 필요하다. 이 경우에, 비구면 렌즈는 렌즈 원활 및 광택 방법을 통해 제조될 수 없기 때문에 다이 스탬핑(die-stamping)에 의해 가압 성형을 통해 표면 형태를 전달함으로써 자연적으로 제조된다.
이 경우에, 유리 재료는 당연히 다이 스탬핑을 경험하도록 가열되고, 이 경우의 온도가 높다면(즉, 용융점이 높고 유리 전이점이 높다면), 프레싱에 사용될 다이는 [다수의 쇼트(shot)를 견디지 못하고] 열에 의해 신속히 열화된다.
또한, 다이를 제조할 때, 고온에 대항하여 견디는 다이를 위한 재료를 선택할 필요가 있어, 재료에 대한 선택사항이 줄어들게 된다.
또한, 다이 스태핑의 가공의 경우에, 유리 재료는 고온으로 가열된 후, 스탬 핑이 실행되고, 그후에 사이클 시간을 길게 하는 냉각 작업이 요구된다.
낮은 용융점을 갖는 유리 재료가 사용된다면, 전술된 것과 반대로, 전술된 문제점이 해결된다. 즉, 다이를 위한 재료 선택에 대한 선택은 광범위하고, 다이 수명은 연장되고 실제 가공 작업의 사이클 시간은 단축될 수 있다.
발명에서, 챔퍼는 외부 프레임 부재의 측부로부터 하부면을 향해 형성되고, 이에 따라 기부 보드 상에 외부 프레임 부재를 고정하는 접착제는 외부 프레임 부쟈의 챔퍼부에서 외부 프레임 부재와 접촉하는 접착 영역은 크게 성장하고, 따라서 외부 프레임 부재는 기부 보드와 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 외부 프레임 부재의 하부면이 기부 보드와 접촉한 상태로 유지되면서 조립됨으로써 기부 보드 상의 외부 프레임 부재의 높이가 불균일해지는 것을 방지하는 것이 가능하여 용이한 조립 작업을 유발한다.
또한, 챔퍼가 외부 프레임 부재의 내부면으로부터 및 외부면으로부터 챔퍼링되는 방식으로 형성된다면, 접착제와 외부 프레임 부재 사이의 접착 영역은 크게 이루어질 수 있고, 외부 프레임 부재는 기부 보드 상에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 톱니부가 챔퍼의 비스듬한 경사부 상에 형성된다면, 접착제와 외부 프레임 부재 사이의 접착면은 크게 이루어질 수 있고, 외부 프레임 부재는 기부 보드 상에 보다 견고하게 고정될 수 있다.
또한, 볼록부와 오목부 각각이 외부 프레임 부재의 하부면으로부터 측부로의 방향이도록 형성된다면, 외부 프레임과 기부 보드가 함께 고정될 때 기포가 오목부 와 볼록부에 형성되는 것을 방지하는 것이 가능하고, 따라서 이들 모두는 광범위한 접착면을 통해 고정될 수 있다.
발명에 있어서, 2단계로 분할함으로써 접착제를 경화시키는 공정을 사용하는 것이 가능하다. 이에 따라, 외부 프레임 부재는 조립 공정에서 자유도를 어느 정도로 보장하면서 견고하게 고정할 수 있다. 또한, 복합성 경화 형태의 접착제를 채용함으로써 복수의 경화 수단을 적절히 사용하는 것은 바람직하게 접착제를 경화시키기 위한 타이밍을 용이하게 제어하게 한다.
또한, 외부 프레임 부재를 기부 보드 상에 장착하는 경우에, 접착제가 완전히 경화될 때까지 기다리지 않고 접착제를 어느 정도로 경화시킴으로써 일시 고정한 후에 다음 조립 공정으로 진행하는 것이 가능하다. 이에 따라, 제조를 위한 사이클 시간이 단축될 수 있고, 생산성은 바람직하게 개선될 수 있다.
또한, 발명에서, 제1 경화 공정 및 제2 경화 공정은 제1 및 이후 단계중 하나를 실행함으로써 분리식으로 실행될 때, 외부 프레임 부재는 일시적인 고정 및 일정한 고정의 2 단계를 통해 기부 보드 상에 고정될 수 있다. 이로 인해, 외부 프레임 부재를 고정한 후에 제조 공정의 자유도는 크고, 이는 양호한 조건으로 화상 픽업 장치를 제조하는 것을 가능하게 한다.
또한, 일시적인 고정이 자외선 조사의 방사에 의해 수행된다면, 접착제는 단시간 내에 어느 정도로 경화될 수 있고, 이로써 제조를 위한 사이클 시간에 대한 영향은 작고 일시적인 고정은 만족할 만한 수준으로 수행될 수 있다.
도1은 발명의 제1 실시예의 화상 픽업 장치의 단면도.
도2는 발명의 제1 실시예에 대한 화상 픽업 장치의 사시도.
도3은 발명의 제1 실시예에 대한 광학 부재의 사시도.
도4는 발명의 제1 실시예에 대한 광학 부재의 하면도.
도5는 도1의 선 V-V를 취한 주요부의 단면도.
도6은 발명에 대한 기부 보드와 화상 센서의 상면도.
도7a 및 도7b의 각각은 외부 프레임 부재가 도1의 화상 픽업 장치의 기부 보드 상에 접합되는 방법을 도시한 단면도.
도8은 발명의 다른 예로서 외부 프레임 부재가 기부 보드 상에 접착되는 방법을 도시한 단면도.
도9a 및 도9b의 각각은 발명의 화상 픽업 장치의 다른 예로서 외부 프레임 부재가 기부 보드 상에 접합되는 방법을 도시한 사시도.
도10은 종래의 화상 픽업 장치를 도시한 단면도.
도11a 및 도11b의 각각은 외부 프레임 부재가 종래의 화상 픽업 장치의 기부 보드 상에 접합되는 방식을 도시하는 단면도.
도12a 및 도12b는 다른 예를 나타내는 것으로, 도12a는 내부에 2개의 렌즈와 광학 부재와 결합된 렌즈 프레임을 갖는 광학 부재로 구성된 화상 픽업 장치의 개략적인 단면도이고, 도12b는 내부에 4개의 렌즈와 광학 부재와 결합되는 렌즈 프레임을 갖는 광학 부재로 구성된 화상 픽업 장치의 개략적인 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 201, 301 : 광학 부재
1a : 렌즈부
1c : 관형 다리부
1d : 접촉부
5 : 광 차단판
10, 100, 210, 310 : 화상 픽업 장치
PC : 기부 보드
Claims (7)
- 화상 센서가 제공된 기부 보드와,적어도 화상 센서를 덮기 위해 기부 보드 상에 접합된 외부 프레임 부재와,화상 센서 상에 빛을 모으기 위한 광학 부재를 포함하고,기부 보드 상에 접합되는 외부 프레임 부재의 접착 부분에는, 외부 프레임 부재의 내측 및 외측 상에 각각 외부 프레임 부재의 측면으로부터 하부면을 향해 소정 각도로 챔퍼가 형성되고, 챔퍼링 후에 남는 챔퍼의 경사부와 기부 보드 상에 접착제가 코팅되어, 외부 프레임 부재가 기부 보드 상에 접합되고, 외부 프레임 부재 및 기부 보드가 기밀식으로 밀봉되며,기부 보드 및 외부 프레임 부재를 함께 고착시키는 접착제는 자외선 조사에 의해 경화되는 특성과 자외선 조사 이외의 다른 경화 매체에 의해 경화되는 특성 모두를 갖는 복합성 경화 형태의 수지인 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 광학 부재의 위치는 기부 보드와 화상 센서 중 하나 이상과 외부 프레임 부재에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 경화 매체는 물인 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 경화 매체는 열인 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 경화 매체는 경화제 또는 경화 촉진제인 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치.
- 화상 센서를 갖는 기부 보드와, 적어도 화상 센서를 덮기 위해 기부 보드 상에 접합된 외부 프레임 부재, 및 화상 센서 상에 빛을 모으기 위한 광학 부재가 구비되고,기부 보드 상에 접합되는 외부 프레임 부재의 접착 부분에는, 외부 프레임 부재의 내측 및 외측 상에 각각 외부 프레임 부재의 측면으로부터 하부면을 향해 소정 각도로 챔퍼가 형성되고, 챔퍼링 후에 남는 챔퍼의 경사부와 기부 보드 상에 접착제가 코팅되어, 외부 프레임 부재가 기부 보드 상에 접합되고, 외부 프레임 부재 및 기부 보드가 기밀식으로 밀봉된 화상 픽업 장치의 제조 방법이며,(a) 자외선 조사에 의해 경화되는 특성과 자외선 조사 이외의 다른 경화 매체에 의해 경화되는 특성을 갖는 복합성 경화 형태의 수지인 접착제를 제공하는 단계와,(b) 기부 보드 또는 외부 프레임 부재의 접착 부분에 접착제를 코팅하는 단계와,(c) 기부 보드와 외부 프레임 부재를 접촉시키는 단계와,(d) 자외선 조사에 의해 접착 부분에 코팅된 수지를 경화하는 단계와,(e) 자외선 조사 이외의 다른 경화 매체에 의해 접착 부분에 코팅된 수지를 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치의 제조 방법.
- 제6항에 있어서, 자외선 조사에 의한 경화 공정은 일시적인 고정 공정이 되고, 자외선 조사 이외에 다른 경화 매체에 의한 경화 공정은 일정한 고정 공정이 되는 것을 특징으로 하는 화상 픽업 장치의 제조 방법.
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