KR101288281B1 - 렌즈 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR101288281B1 KR1020110091959A KR20110091959A KR101288281B1 KR 101288281 B1 KR101288281 B1 KR 101288281B1 KR 1020110091959 A KR1020110091959 A KR 1020110091959A KR 20110091959 A KR20110091959 A KR 20110091959A KR 101288281 B1 KR101288281 B1 KR 101288281B1
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Abstract

본 발명의 렌즈 모듈은 광축 방향을 따라 적층되는 복수의 렌즈; 및 상기 렌즈 사이에 설치되고, 상기 렌즈로 입사되는 광량을 조절하는 구멍이 형성된 차광막;을 포함하고, 상기 차광막은 상기 구멍으로부터 광축의 수직방향으로 연장되는 통기로를 구비하고, 상기 차광막의 표면은 상기 렌즈 부재의 표면과 밀착되지 않도록 거칠게 가공될 수 있다.

Description

렌즈 모듈 및 그 제조방법{Lens module and manufacturing method thereof}
본 발명은 렌즈 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 렌즈의 적층 공정 시 발생하는 팽압을 효과적으로 경감시킬 수 있는 렌즈 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용 전화기를 포함한 휴대용 전자기기는 사진촬영을 위한 카메라 모듈을 구비하고 있다. 초기의 카메라 모듈은 단순히 휴대용 전자기기의 부가적인 기능(예를 들어 화상 통화)을 보조하는 기능을 수행하는데 머무는 정도였으므로, 그 구조가 단순하고 성능이 매우 미약했다.
그러나 최근 들어, 이러한 휴대용 전자기기에 대한 소비자의 욕구가 높아지면서, 고해상도를 가지면서도 크기가 작은 고성능의 카메라 모듈이 필요해지게 되었다.
한편, 휴대용 전자기기에 사용되는 카메라 모듈은 대량 생산 및 저가 생산이 가능해야 하므로, 웨이퍼 기반으로 제작되고 있다. 웨이퍼 기반의 렌즈 모듈은 일반 사출성형에 의한 렌즈 모듈과 달리 개별적인 조립 공정을 거치지 않고 제작할 수 있으므로, 렌즈 모듈의 생산성이 뛰어나고 생산비용이 저렴하다는 장점이 있다.
웨이퍼 기반의 렌즈 모듈은 렌즈가 형성된 복수의 웨이퍼, 스페이서 부재, 차광막 등을 상하 접합하여 제작된다. 여기서 이러한 구성요소들은 얇으면서도 상당히 넓은 박막 형태이므로, 적층 공정 시 접합부분에 팽압을 발생시킬 수 있다.
그런데 이러한 팽압은 웨이퍼와 같은 얇은 부재에 상당한 압력을 가할 수 있으므로, 제작될 렌즈 형상의 변형을 유발할 뿐만 아니라 적층되는 구성요소들(웨이퍼, 스페이서, 차광막 등) 간의 접합정밀도를 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 렌즈 모듈의 적층 공정 시 발생하는 팽압을 효과적으로 경감시킬 수 있는 구조를 갖는 렌즈 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 광축 방향을 따라 적층되는 복수의 렌즈 부재; 및 상기 렌즈 부재 사이에 설치되고, 상기 렌즈 부재로 입사되는 광량을 조절하는 구멍이 형성된 차광막;을 포함하고, 상기 차광막은 상기 구멍으로부터 광축의 수직방향으로 연장되는 통기로를 구비하고, 상기 차광막의 표면은 상기 렌즈 부재의 표면과 밀착되지 않도록 거칠게 가공될 수 있다.
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본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈에서 상기 차광막의 표면은 연삭기에 의해 연마될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 렌즈 모듈은 광축 방향을 따라 적층되는 복수의 렌즈 부재; 및 상기 렌즈 부재 사이에 설치되고, 상기 렌즈 부재로 입사되는 광량을 조절하는 구멍이 형성된 차광막;을 포함하고, 상기 차광막은 상기 구멍으로부터 광축의 수직방향으로 연장되는 통기로를 구비하고, 상기 차광막의 표면은 상기 렌즈 부재의 표면과 밀착되지 않도록 부식처리될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법은 렌즈 형상이 형성된 제1웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 제1웨이퍼에 통기로가 형성된 차광 부재를 부착하는 단계; 및 상기 차광 부재에 렌즈 형상이 형성된 제2웨이퍼를 부착하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법에서 상기 차광 부재의 통기로는 프레스 펀칭 가공에 의해 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 렌즈(또는 렌즈형상을 갖는 웨이퍼)를 적층할 때 발생하는 팽압을 효과적으로 제거 또는 감소시킬 수 있으므로, 안정적인 렌즈 모듈의 성능을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 결합 사시도이고,
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고,
도 5는 도 4에 도시된 렌즈 모듈의 종단면도이고,
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고,
도 7은 도 6에 도시된 렌즈 모듈의 종단면도이고,
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 한 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법을 나타낸 도면이고,
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 차광 부재의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다. 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 모듈의 결합 사시도이다.
제1실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 제1렌즈 부재(110), 제2렌즈 부재(120), 차광막(130)을 포함할 수 있다.
제1렌즈 부재(110)는 제1광학부(112)와 제1접합부(114)를 포함할 수 있다. 제1광학부(112)는 제1렌즈 부재(110)에서 렌즈 면을 형성할 수 있다. 제1광학부(112)는 볼록하거나 또는 오목한 형상일 수 있다. 다만, 제1광학부(112)의 형상은 제조될 렌즈 모듈(100)의 종류 및 기능에 따라 달라질 수 있다. 아울러, 제1광학부(112)의 형상은 렌즈 모듈(100)에서의 제1렌즈 부재(110)가 설치될 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈 부재(110)가 렌즈 모듈(100)에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈 부재일 경우, 제1광학부(112)는 볼록한 형상일 수 있다. 이와 달리, 제1렌즈 부재(110)가 렌즈 모듈(100)에서 이미지 센서 측에 가장 가까운 렌즈일 경우, 제1광학부(112)는 오목한 형상일 수 있다. 그러나 이 같은 제1렌즈 부재(110)의 형상은 렌즈 모듈(100)을 구성하는 렌즈의 매수에 따라 전술된 예와 상반된 형태일 수 있다. 아울러, 제1광학부(112)는 필요에 따라 구면, 비 구면, 또는 평면일 수 있다. 제1접합부(114)는 다른 렌즈 부재 또는 다른 렌즈 모듈의 구성요소(예를 들어, 차광막이나 스페이서)와 직접 또는 간접적으로 접촉 및 접합되는 부분일 수 있다. 따라서 제1접합부(114)는 이들 타 부재들과 최대한 밀착될 수 있도록 평면 형상일 수 있다.
제2렌즈 부재(120)는 제2광학부(122)와 제2접합부(124)를 포함할 수 있다. 제2광학부(122)는 제2렌즈 부재(120)에서 렌즈 면을 형성할 수 있다. 제2광학부(122)는 제1광학부(112)와 동일하거나 또는 다른 형상일 수 있다. 다만, 제2광학부(112)의 형상은 제조될 렌즈 모듈(100)의 종류 및 기능에 따라 달라질 수 있다. 아울러, 제2광학부(122)의 형상은 렌즈 모듈(100)에서의 제2렌즈 부재(120)가 설치될 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제2렌즈 부재(120)가 렌즈 모듈(100)에서 물체 측에 가장 가까운 렌즈 부재일 경우, 제2광학부(122)는 볼록한 형상일 수 있다. 이와 달리, 제2렌즈 부재(120)가 렌즈 모듈(100)에서 이미지 센서 측에 가장 가까운 렌즈일 경우, 제2광학부(122)는 오목한 형상일 수 있다. 아울러, 제2광학부(122)는 필요에 따라 구면, 비 구면, 또는 평면일 수 있다. 제2접합부(124)는 다른 렌즈 부재 또는 다른 렌즈 모듈의 구성요소(예를 들어, 차광막이나 스페이서)와 직접 또는 간접적으로 접촉 및 접합되는 부분일 수 있다. 따라서 제2접합부(124)는 제1접합부(114)와 마찬가지로 평면 형상일 수 있다.
참고로, 제1렌즈 부재(110)와 제2렌즈 부재(120)는 플라스틱 재질로 제작될 수 있으며, 렌즈 어레이 형태로 제조될 수 있다. 다만, 렌즈 모듈(100)이 설치될 휴대 단말기의 크기 및 종류에 따라 유리 또는 기타 재질로 제조될 수 있으며, 렌즈 어레이 형태가 아닌 개별적인 형태로 제조될 수 있다.
차광막(130)은 렌즈 부재들(110, 120) 사이에 배치될 수 있으며, 렌즈 부재들(110, 120)에 비해 상대적으로 얇은 재질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 차광막(130)은 필름 재질로 제조될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 차광막(130)은 빛이 투과되지 않은 불투명한 필름 재질 또는 불투명한 잉크로 프린트된 필름 재질로 제조될 수 있다. 아울러, 차광막(130)은 빛이 반사되지 않는 무반사 특성을 갖는 재질로 제작될 수 있다. 이 같은 차광막(130)은 유효광(예를 들어, 피사체의 현상에 필요한 반사광)에 포함된 잡광이 이미지 센서로 입사되는 것을 차단할 뿐만 아니라 잡광에 의한 플레어 현상을 억제할 수 있다.
한편, 차광막(130)은 구멍(132)과 통기로(134)를 포함할 수 있다. 여기서, 구멍(132)은 광학부(112, 122)를 통해 입사되는 반사광의 통로 구실을 할 수 있다. 구체적으로는 구멍(132)은 광학부(112, 122)로 입사된 반사광에서 필요한 유효광만이 이미지 센서로 입사될 수 있도록 잡광을 차단할 수 있다. 따라서 구멍(132)의 반지름(R3)은 제1광학부(112)의 반지름(R1) 또는 제1광학부(122)의 반지름(R2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1렌즈 부재(110)가 제2렌즈 부재(120)보다 물체 측에 가깝게 위치된 경우, 구멍(132)의 반지름(R3)은 제1광학부(112)의 반지름(R1)보다 작을 수 있다. 이와 달리, 제2렌즈 부재(120)가 제1렌즈 부재(110)보다 물체 측에 가깝게 위치된 경우, 구멍(132)의 반지름(R3)은 제2광학부(122)의 반지름(R2)보다 작을 수 있다. 통기로(134)는 구멍(132)에서 차광막(130)의 가장자리로 길게 형성될 수 있다. 이 같이 형성된 통기로(134)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1렌즈 부재(110)와 제2렌즈 부재(120) 사이에 공기가 소통할 수 있는 통로를 형성할 수 있으며, 이를 통해 렌즈 부재들(110, 120)의 접합 시 발생하는 팽압을 경감시킬 수 있다. 한편, 도 1에서는 통기로(134)가 차광막(130)의 일부분을 완전히 절개한 형태로 도시되어 있으나, 필요에 따라 소정의 깊이를 갖는 홈 형태로 이루어질 수 있다.
다음에서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명한다. 도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 렌즈 모듈의 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 렌즈 모듈의 분리 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 렌즈 모듈의 종단면도이다.
제2실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 통기로(134)의 형상에 있어서 제1실시 예와 구별될 수 있다.
제2실시 예에서 차광막(130)은 도 3에 도시된 바와 같이 구멍(132)으로부터 차광막(130)의 가장자리로 갈수록 점차 확대 또는 넓어지는 통기로(134)를 구비할 수 있다. 이 같은 형상의 통기로(134)는 제1실시 예에 비해 상대적으로 넓은 공기 유로를 제공할 수 있으므로, 렌즈 부재들(110, 120)의 접합 시 발생하는 팽압을 더욱 효과적으로 경감시킬 수 있다.
제3실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 차광막(130)에 홈(136)이 형성된 점에서 전술된 실시 예와 구별될 수 있다.
일반적으로 팽압은 상호 마주보는 렌즈 부재들(110, 120)의 접합부(114, 124) 전 영역에 걸쳐 발생하므로, 통기로(134)만으로는 불충분할 수 있다. 본 실시 예는 이러한 점을 감안하여, 차광막(130)의 표면에 다수의 홈(136)을 형성할 수 있다.
홈(136)은 도 4에 도시된 바와 같이 차광막(130)의 표면에 가로 세로 방향으로 형성될 수 있으며, 일정 간격으로 형성될 수 있다. 아울러, 홈(136)은 필름 형태의 차광막(130)을 프레스 가공하여 형성될 수 있으며, 또는 별도의 표면 가공방법에 의해 형성될 수 있다.
이러한 차광막(130)을 포함한 렌즈 모듈(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1렌즈 부재(110)와 제2렌즈 부재(120)의 접합면 사이에 다수의 공기 통로를 구비하므로, 렌즈 부재들(110, 120)의 접합 시 발생하는 팽압을 주변으로 효과적으로 소멸시킬 수 있다.
참고로, 제3실시 예는 렌즈 부재들(110, 120)의 접합면적이 큰 경우에 유용하게 이용될 수 있다.
제4실시 예에 따른 렌즈 모듈(100)은 차광막(130)의 표면을 거칠게 가공처리한 점에 있어서 전술된 실시 예들과 구별될 수 있다.
제4실시 예에서는 차광막(130)과 렌즈 부재들(110, 120)의 접합부(114, 124) 사이에 미세한 틈새를 형성될 수 있도록, 차광막(130)의 적어도 일측 표면을 연마하거나 부식처리할 수 있다. 예를 들어, 차광막(130)은 연삭기에 의해 일측 표면이 연마될 수 있으며, 또는 소정의 화학용액에 침지되어 부식처리될 수 있다.
이 같이 차광막(130)의 표면을 연마하거나 부식처리하면, 도 7에 도시된 바와 같이 차광막(130)의 표면에 미세한 돌기(138)가 형성될 수 있다. 여기서, 이러한 돌기(138)는 차광막(130)의 표면과 렌즈 부재들(110, 120)의 접합부(114, 124)가 완전히 밀착되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 차광막(130)과 렌즈 부재들(110, 120) 사이에 미세한 공기 통로를 형성할 수 있다.
따라서, 본 실시 예는 전술된 제3실시 예와 마찬가지로 렌즈 부재들(110, 120)의 접합 시 발생하는 팽압을 소멸시킬 수 있다.
다음에서는 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 렌즈 모듈의 제조방법을 설명한다. 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 한 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법을 나타낸 도면이고, 도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 차광 부재의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
본 발명의 한 실시 예에 따른 렌즈 모듈의 제조방법은 제1렌즈 웨이퍼(210)의 준비단계, 차광 필름(230)의 부착 단계, 제2렌즈 웨이퍼(220)의 부착 단계를 포함할 수 있다. 아울러, 필요에 따라 차광 필름(230)에 통기로(232)를 형성하는 단계를 별도로 수행할 수 있으며, 완성된 렌즈 모듈 어레이(200)를 렌즈 모듈 단위로 절단하는 단계를 더 수행할 수 있다.
배경기술에서 설명한 바와 같이 소형 렌즈 모듈(100)은 대량 생산을 위해 웨이퍼를 기반으로 어레이 형태로 제작될 수 있다. 때문에 다수의 웨이퍼를 적층 또는 접합하는 과정에서 팽압이 발생하기 쉽다.
본 실시 예는 이러한 점을 감안하여, 제1렌즈 웨이퍼(210)와 제2렌즈 웨이퍼(220)를 적층 또는 접합하기 전 단계에서, 제1렌즈 웨이퍼(210)에 통기로(234, 236)가 형성된 차광 필름(230)을 부착하는 단계를 수행할 수 있다.
차광 필름(230)은 다수의 구멍(232)과 통기로(234, 236)를 구비할 수 있다. 구멍(232)은 렌즈 웨이퍼(210, 220)의 광학부(212, 222)와 대응하는 위치에 형성되며, 광학부(212, 222)를 통해 입사되는 반사광에서 피사체의 현상에 필요한 유효광만을 선별적으로 통과시킬 수 있다. 통기로(234, 236)는 복수의 서로 다른 구멍(232)을 연결할 수 있다. 여기서, 통기로(234, 236) 중 일부는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 차광 필름(230)의 가장자리로 연장되어 렌즈 웨이퍼(210, 220)의 접합과정에서 발생하는 팽압을 소멸시킬 수 있다.
한편, 통기로(234, 236)는 도 9에 도시된 바와 같이 가로 및 세로 방향의 구멍(232)을 연결하는 형상으로 형성될 수 있다.
아울러, 차광 필름(230)은 도 10에 도시된 바와 같이 다수의 차광 부재(231)를 연결한 형태로 제작될 수 있다. 여기서, 다수의 차광 부재(231)는 연결부(238)에 의해 연결되어 하나의 차광 필름(230)을 형성할 수 있다.
도 10에 도시된 차광 필름(230)은 차광 부재(231)의 통기로(236)가 각기 외부로 소통되므로, 렌즈 웨이퍼(210, 220)의 접합과정에서 발생하는 팽압을 더욱 효과적으로 경감시킬 수 있다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100 렌즈 모듈
110 제1렌즈 112 제1광학부
114 제1접합부
120 제2렌즈 122 제2광학부
124 제2접합부
130 차광막 132 구멍
134 통기로 136 홈
200 렌즈 모듈 어레이
210 제1렌즈 웨이퍼 220 제2렌즈 웨이퍼
230 차광 부재 234 통기로

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 광축 방향을 따라 적층되는 복수의 렌즈 부재; 및
    상기 렌즈 부재 사이에 설치되고, 상기 렌즈 부재로 입사되는 광량을 조절하는 구멍이 형성된 차광막;
    을 포함하고,
    상기 차광막은 상기 구멍으로부터 광축의 수직방향으로 연장되는 통기로를 구비하며,
    상기 차광막의 표면은 상기 렌즈 부재의 표면과 밀착되지 않도록 거칠게 가공되는 렌즈 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차광막의 표면은 연삭기에 의해 연마되는 렌즈 모듈.
  5. 광축 방향을 따라 적층되는 복수의 렌즈 부재; 및
    상기 렌즈 부재 사이에 설치되고, 상기 렌즈 부재로 입사되는 광량을 조절하는 구멍이 형성된 차광막;
    을 포함하고,
    상기 차광막은 상기 구멍으로부터 광축의 수직방향으로 연장되는 통기로를 구비하며,
    상기 차광막의 표면은 상기 렌즈 부재의 표면과 밀착되지 않도록 부식처리되는 렌즈 모듈.
  6. 렌즈 형상이 형성된 제1웨이퍼를 준비하는 단계;
    상기 제1웨이퍼에 통기로가 형성된 차광 부재를 부착하는 단계; 및
    상기 차광 부재에 렌즈 형상이 형성된 제2웨이퍼를 부착하는 단계;
    를 포함하는 렌즈 모듈의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차광 부재의 통기로는 프레스 펀칭 가공에 의해 형성되는 렌즈 모듈의 제조방법.
KR1020110091959A 2011-09-09 2011-09-09 렌즈 모듈 및 그 제조방법 KR101288281B1 (ko)

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