KR101235939B1 - 카메라 모듈 및 그의 광학적 틸트 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 그의 광학적 틸트 보정 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스와; 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판과; 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트(tilt)를 보정하고, 상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 사이에 개재되어 있는 적어도 하나 이상의 보정용 범프를 포함한다.

Description

카메라 모듈 및 그의 광학적 틸트 보정 방법 { Camera module and method for Compensating optical tilt thereof }

본 발명은 카메라 모듈 및 그의 광학적 틸트 보정 방법에 관한 것이다.

각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있는바, 이에 따라 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.

그 중에서 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하여 그 이미지데이터를 저장한 후 필요에 따라 이를 편집 및 전송할 수 있는 대표적인 것이 카메라 모듈이다.

근래 노트형 퍼스널 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트, 토이(toy)등의 다종다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이크 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다.

카메라 모듈에 적용되는 센서의 픽셀사이즈가 소형화되고 모듈의 높이가 낮아짐에 따라, 이물질의 유입에 대한 관리와 렌즈 광축의 틸트(tilt)나 시프트(Shift) 등의 카메라 모듈의 기구적 신뢰성을 확보하기 위한 마운트 구조의 개발이 매우 중요한 화두로 떠오르고 있다.

현재, 카메라 모듈의 신뢰성에 가장 큰 영향을 미치는 곳은 홀더인데, 홀더는 렌즈 배럴과 센서를 기구적으로 연결해주고 센서를 이물질과 기타 충격으로부터 보호하는 역할을 한다. 특히 렌즈 배럴과 홀더를 체결할 때, 신뢰성에 가장 영향을 미친다.

본 발명은 광축의 틸트를 간단하게 보정할 수 있는 과제를 해결하는 것이다.

본 발명은,

피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스와;

상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판과;

상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트(tilt)를 보정하고, 상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 사이에 개재되어 있는 적어도 하나 이상의 보정용 범프를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.

본 발명의 일실시예에서 상기 보정용 범프는 상기 케이스 하부면의 모서리에 형성될 수 있다.

그리고, 상기 보정용 범프의 개수는 3개일 수 있다.

또, 상기 보정용 범프의 형상은 반구, 원통, 다각기둥 중 하나일 수 있다.

더불어, 상기 보정용 범프는 상기 케이스 영역에 대칭적으로 형성되어 있는 복수개의 보정용 범프들일 수 있다.

게다가, 상기 보정용 범프는 틸트 보정으로 일부의 보정용 범프들이 제거되어 대칭적인 균형이 해제될 수 있다.

그리고, 상기 케이스에 복수개의 렌즈들이 장착된 렌즈 배럴과; 상기 렌즈 배럴과 결합하는 보빈과, 상기 보빈의 둘레면에 권취되는 코일을 포함하는 액추에이터가 더 내장될 수 있다.

또, 상기 케이스는 홀더이고, 상기 홀더는 상기 복수개의 렌즈들이 고정될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 보정용 범프들은 자외선 에폭시와 열 에폭시가 순차적으로 감싸여져 있고, 상기 자외선 에폭시 및 상기 열 에폭시는 상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 접착될 수 있다.

본 발명은,

피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스의 하부면에 복수개의 보정용 범프들을 형성하는 단계와;

이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판에 상기 보정용 범프들이 접촉되도록 상기 케이스를 상기 인쇄회로기판에 올려놓고, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정하는 단계와;

상기 복수개의 보정용 범프들 중 일부를 제거하여, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 보정하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법이 제공된다.

본 발명의 일실시예는 상기 이미지 센서에서 촬영된 이미지 테스트를 수행한 후, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정할 수 있다.

또, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 보정하는 단계 후에, 상기 케이스의 하부면에 남아있는 복수개의 보정용 범프들을 상기 인쇄회로기판에 자외선 에폭시(UV epoxy)로 선고정한 다음, 열 에폭시(Thermal epoxy)로 후고정하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 보정용 범프를 케이스와 인쇄회로기판의 사이에 개재시켜 렌즈들의 광축과 이미지 센서의 광축의 틸트를 간단하게 보정할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 광부품들의 광축이 일치되어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 2a와 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 보정용 범프(bump)가 형성된 상태를 설명하기 위한 개념도
도 3은 카메라 모듈에서 광학적 틸트(tilt)가 발생되는 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 광학적 틸트를 보정용 범프로 보정하는 것을 설명하기 위한 사시도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈을 설명하기 위한 개념적인 단면도이고, 도 2a와 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 보정용 범프(bump)가 형성된 상태를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 카메라 모듈에서 광학적 틸트(tilt)가 발생되는 것을 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스(110)와; 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(130)가 실장된 인쇄회로기판(120)과; 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축의 틸트(tilt)를 보정하고, 상기 케이스(110)와 상기 인쇄회로기판(120)에 사이에 개재되어 있는 적어도 하나 이상의 보정용 범프(150)를 포함한다.

그러므로, 본 발명에 따른 카메라 모듈은 상기 보정용 범프(150)를 상기 케이스(110)와 상기 인쇄회로기판(120)에 사이에 개재시켜 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축의 틸트를 보정할 수 있는 장점이 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이미지 센서(130)의 광축(I)을 기준으로 상기 렌즈들의 광축(O)이 틸트되었을 경우, 틸트된 상기 케이스(110) 영역에 존재하는 보정용 범프(150)를 제거하면, 상기 이미지 센서(130)의 광축(I)과 상기 렌즈들의 광축(O)을 일치시켜, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축의 틸트를 보정할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 보정용 범프(150)는 상기 케이스(110) 영역에 균일하게 분포되어 있다가, 틸트된 상기 케이스(110) 영역에 존재하는 보정용 범프(150)가 제거됨으로써, 조립된 카메라 모듈은 상기 보정용 범프(150)가 상기 케이스(110) 영역에 불균일하게 분포된다.

그리고, 상기 보정용 범프(150)는 대칭적으로 상기 케이스(110) 영역에 형성되어 있는 복수개의 보정용 범프들이고, 틸트 보정으로 일부의 보정용 범프들이 제거되어 대칭적인 균형이 해제된다.

예컨대, 도 2a와 도 2b와 같이, 상기 케이스(110)의 하부면(111)에는 보정용 범프(151a,151b,151c,152a,152b,152c,152d,152e,152f)가 형성되어 있다.

먼저, 도 2a의 경우는, 상기 케이스(110)의 하부면(111)에 보정용 범프 '151a','151b'와 '151c'가 형성되어 있고, 보정용 범프 '151a'와 '151c'는 'P1'축으로 대칭되어 있으나, 보정용 범프 '151b'은 'P2'축에 대칭된 상기 케이스(110) 하부면 영역에 보정용 범프가 존재하지 않게 된다.

도 2a와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은 보정용 범프가 상기 케이스(110)의 하부면(111)의 모서리에 형성될 수 있고, 보정용 범프의 개수는 3개이다.

그리고, 도 2b의 경우는, 보정용 범프 '152a','152b','152c','152d','152e','15df'가 상기 케이스(110)의 하부면(111)에 형성되어 있으며, 보정용 범프 '152b'와 '152f'는 'P1'축으로 대칭되어 있고, 보정용 범프 '152a'와 '152f'는 'P4'축으로 대칭되어 있으며, 보정용 범프 '152c' 및 '152d'는 'P2'축 및 'P3'축에 대칭된 상기 케이스(110) 하부면(111) 영역 각각에 보정용 범프가 존재하지 않게 된다.

또, 본 발명의 카메라 모듈에 적용된 보정용 범프의 형상은 반구, 원통, 다각기둥 중 하나일 수 있다.

그리고, 본 발명의 카메라 모듈은 상기 케이스(110)의 하부면(111)에 복수개 보정용 범프들이 대칭적으로 형성될 수도 있다.

한편, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축의 틸트는 렌즈들의 틸트, 렌즈들이 내장된 케이스(110)의 틸트, 이미지 센서(130)의 틸트 및 인쇄회로기판(120)의 틸트가 주요 원인이다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 케이스(110)에 복수개의 렌즈들이 장착된 렌즈 배럴과; 상기 렌즈 배럴과 결합하는 보빈과, 상기 보빈의 둘레면에 권취되는 코일을 포함하는 액추에이터가 더 내장되어 오토 포커싱(Auto focusing)이 가능한 카메라 모듈로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 액추에이터는 동작하여 상기 렌즈 배럴과 상기 보빈이 광축 방향을 따라 이동된 후 원 상태로 돌아오게 함으로써, 카메라 모듈의 오토 포커싱 동작으로 수행하게 되는데, 이 액추에이터는 VCM(Voice Coil Motor)으로 구성될 수 있다.

그러므로, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축의 틸트의 원인에는 상기 렌즈 배럴의 틸트가 포함될 수 있다.

또, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 케이스는 홀더이고, 상기 홀더는 상기 복수개의 렌즈들이 고정되어, 고정된 포커싱(Fixed focusing)을 하는 카메라 모듈로 구성될 수 있다.

참고로, 상기 케이스(110)는 홀더, 하우징 등의 등가 부품 용어로 적용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 방법을 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 조립 방법은 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장되고, 복수개의 보정용 범프들(미도시)이 형성된 케이스(110)를, 상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서(130)가 실장된 인쇄회로기판(120)에 실장하여 조립한다.

이때, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축의 틸트를 측정하고, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서(130)의 광축이 틸트된 경우, 상기 복수개의 보정용 범프들 중 일부를 제거하여 상기 렌즈들의 광축을 상기 이미지 센서(130)의 광축과 일치시킨 후, 상기 케이스(110)를 상기 인쇄회로기판(120)에 실장하여 조립하는 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이고, 도 6a와 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 광학적 틸트를 보정용 범프로 보정하는 것을 설명하기 위한 사시도이다.

본 발명에 따른 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법은 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스의 하부면에 복수개의 보정용 범프들을 형성한다.(S100단계)

도 6a와 같이, 케이스(110)의 하부면(111)에 상기 복수개의 보정용 범프들(153a,153b,153c,153d)이 형성되어 있다.

그 다음, 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판에 상기 보정용 범프들이 접촉되도록 상기 케이스를 상기 인쇄회로기판에 올려놓고, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정한다.(S110단계)

상기 이미지 센서에서 촬영된 이미지 테스트를 수행한 후, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정할 수도 있다.

그리고, 상기 케이스에 상기 복수개의 렌즈들이 장착된 렌즈 배럴과; 상기 렌즈 배럴과 결합하는 보빈과, 상기 보빈의 둘레면에 권취되는 코일을 포함하는 액추에이터가 더 내장되어 있는 경우, 상기 액추에이터를 최대 스트로크(stroke) 후, MTF(modulation transfer function)로 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트의 정도를 측정할 수 있다.

이 후, 상기 복수개의 보정용 범프들 중 일부를 제거하여, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 보정한다.(S120단계)

여기서, 도 6a의 상기 복수개의 보정용 범프들(153a,153b,153c,153d)가 틸트를 보정을 위하여, 도 6b와 같이, 보정용 범프 '153c'가 제거되어, 상기 케이스(110)의 하부면(111)에는 복수개의 보정용 범프들 '153a','153b','153d'만 남게 된다.

그리고, 상기 'S120단계' 후에, 상기 케이스의 하부면(111)에 남아있는 복수개의 보정용 범프들(153a,153b,153d)을 상기 인쇄회로기판에 자외선 에폭시(UV epoxy)로 선고정한 다음, 열 에폭시(Thermal epoxy)로 후고정할 수 있다.

즉, 상기 자외선 에폭시로 선경화시킨 후, 상기 열 에폭시로 후경화시켜 상기 케이스를 상기 인쇄회로기판에 실장시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 상기 케이스에 형성된 복수개의 보정용 범프들은 자외선 에폭시와 열 에폭시가 순차적으로 감싸여져 있고, 상기 자외선 에폭시 및 상기 열 에폭시는 상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 접착되어 있게 된다.

또한, 상기 케이스를 상기 인쇄회로기판에 실장시키기 위하여, 상기 자외선 에폭시 및 상기 열 에폭시는 상기 범프들이 존재하는 영역 이외의 상기 케이스와 상기 인쇄회로기판의 사이 영역에도 적용될 수 있다.

본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (13)

1. 피사체의 광 이미지를 받는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스와;
   상기 광 이미지를 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판과;
   상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트(tilt)를 보정하고, 상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 사이에 개재되어 있는 적어도 하나 이상의 보정용 범프; 및
   상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 고정하고, 상기 보정용 범프를 지지하는 에폭시를 포함하는 카메라 모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보정용 범프는,
   상기 케이스 하부면의 모서리에 형성되어 있는 카메라 모듈.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 보정용 범프의 개수는 3개인 카메라 모듈.
   
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 보정용 범프의 형상은,
   반구, 원통, 다각기둥 중 하나인 카메라 모듈.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 보정용 범프는,
   상기 케이스 영역에 대칭적으로 형성되어 있는 복수개의 보정용 범프들인 카메라 모듈.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 보정용 범프는,
   틸트 보정으로 일부의 보정용 범프들이 제거되어 대칭적인 균형이 해제되어 있는 카메라 모듈.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스에,
   복수개의 렌즈들이 장착된 렌즈 배럴과;
   상기 렌즈 배럴과 결합하는 보빈과, 상기 보빈의 둘레면에 권취되는 코일을 포함하는 액추에이터가 더 내장되어 있는 카메라 모듈.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스는 홀더이고,
   상기 홀더는 상기 복수개의 렌즈들이 고정되어 있는 카메라 모듈.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 에폭시는 자외선 에폭시 및 열 에폭시이며,
   상기 복수개의 보정용 범프들은,
   자외선 에폭시와 열 에폭시가 순차적으로 감싸여져 있고,
   상기 자외선 에폭시 및 상기 열 에폭시는,
   상기 케이스와 상기 인쇄회로기판에 접착되어 있는 카메라 모듈.
   
10. 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스의 하부면에 복수개의 보정용 범프들을 형성하는 단계와;
    이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판에 상기 보정용 범프들이 접촉되도록 상기 케이스를 상기 인쇄회로기판에 올려놓고, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정하는 단계와;
    상기 복수개의 보정용 범프들 중 일부를 제거하여, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 보정하는 단계를 포함하며, 상기 이미지 센서에서 촬영된 이미지 테스트를 수행한 후, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정하는 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법.
    
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 보정하는 단계 후에,
    상기 케이스의 하부면에 남아있는 복수개의 보정용 범프들을 상기 인쇄회로기판에 자외선 에폭시(UV epoxy)로 선고정한 다음, 열 에폭시(Thermal epoxy)로 후고정하는 단계가 더 포함하는 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법.
    
    
13. 피사체의 광 이미지를 입사하는 복수개의 렌즈들이 내장된 케이스의 하부면에 복수개의 보정용 범프들을 형성하는 단계와;
    이미지 센서가 실장된 인쇄회로기판에 상기 보정용 범프들이 접촉되도록 상기 케이스를 상기 인쇄회로기판에 올려놓고, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 측정하는 단계와;
    상기 복수개의 보정용 범프들 중 일부를 제거하여, 상기 렌즈들의 광축과 상기 이미지 센서의 광축의 틸트를 보정하는 단계; 및
    상기 보정용 범프를 지지하고, 상기 인쇄회로기판과 상기 케이스를 에폭시로 고정하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 광학적 틸트 보정 방법.

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