KR101612322B1 - 카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신용 디지털 카메라 등에 사용되는 CCM의 제조 후 렌즈 초점을 맞추고 성능을 검사하기 위하여 카메라 모듈의 초기 높이를 측정하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 포커싱 콘과, 상기 포커싱 콘과 함께 카메라모듈 렌즈 상으로 이동하여 카메라를 테스트 하는 검사모듈를 구비한 카메라 검사장치에서 상기 검사모듈에 대한 상기 카메라모듈의 렌즈의 위치를 측정하는 장치에 있어서, 상기 포커싱 콘과 함께 이동하는 제1 센서와, 상기 검사모듈과 함께 이동하는 제2 센서를 구비하며, 상기 제1 센서와 제2 센서 사이의 자기장 변화를 감지하여 이동거리를 계측함으로써 상기 렌즈의 상기 검사모듈에 대한 위치를 측정하는 카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치를 제공한다.

Description

카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치{DEVICE FOR DETECTING LENS POSITION OF CAMERA MODULE}

본 발명은 이동통신용 디지털 카메라 등에 사용되는 CCM(compact camera module)의 제조후 렌즈 초점을 맞추고 성능을 검사하기 위한 검사장치에 사용되는 카메라모듈 렌즈의 초기 위치를 계측하는 장치에 관한 것으로서, 렌즈의 높이를 측정하기 위하여 마그네틱센서와 홀센서를 이용한 카메라모듈의 위치 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 카메라 모듈은 제조 후 초점 조절, 해상도 검사 등 테스트를 거친다. 카메라 검사장치는 장치 상의 소켓에 카메라모듈을 안착시켜 카메라모듈과 카메라 검사장치를 서로 전기적으로 연결한다. 카메라 모듈은 검사장치와 전기적으로 연결되어, 작동 전력을 공급받고, 제어신호에 의해 제어되며, 촬영결과 또는 검사결과를 전송한다.

이하, 도 1을 참조하여 카메라모듈의 초점 조절 및 테스트 과정을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 검사모듈의 해상도 차트와 같은 검사 시트 등(미도시, 이하 "검사모듈")를 향해 카메라모듈(20)의 렌즈(L)가 노출된다. 검사제어부(10)는 카메라모듈(20)과 전기적으로 접속되는 접속부(12)를 갖는 소켓(11)을 가지며, 카메라모듈(20)은 소켓(11) 내에 안착된다. 카메라모듈(20) 중앙 부에는 바렐(22)이 외부 하우징과 나사결합하고 렌즈(L)가 이 바렐(22)에 고정된다. 따라서, 바렐(22)을 외측하우징에 대해 회전시키면 나사면(미도시)을 따라 바렐(22)이 카메라모듈(20)에 대해 렌즈(L)의 광축 방향을 따라 이동하므로, 렌즈(L)를 광축 방향으로 이동시킬 수 있다. 검사모듈(미도시)에 구비된 포커싱 콘(30)은 렌즈(L) 상부에서 렌즈(L) 측으로 이동하여 바렐(22)과 결합한 후, 회전함으로써 바렐(22)을 카메라모듈(20)의 외측하우징에 대해 회전시킬 수 있다. 위해 포커싱 콘(30)에는 돌기(31), 바렐(22)에는 홈 등과 같이 체결 구조가 형성되어 포커스 콘(30)이 회전하여 바렐(22)을 회전시켜 렌즈(L)의 초점을 맞출 수 있다.

렌즈(L)의 최초위치는 카메라모듈(20)의 제작 과정 중에서 오차가 발생할 수 있어서, 카메라모듈(20) 내에서의 렌즈(L)의 상대적 위치가 서로 다를 수 있다. 초점 맞춤, 해상도 테스트 등의 검사 시에는 렌즈(L)가 정확한 위치에 정렬되어야 하므로 안착된 카메라모듈(20)의 렌즈(L)의 최초 위치를 정확히 측정할 필요가 있다.

종래에는 포커스 콘(30)의 하단면 또는 바렐(22)의 상단면에 로드셀을 구비하여, 검사모듈이 하강하여 포커스 콘(30)의 하단면 또는 바렐(22)의 상단면에 일정 압력이 가해지는 위치를 측정한다. 즉, 검사모듈의 최초위치는 고정되고, 검사모듈은 액츄에이터에 의해 스크류 이동하기 때문에, 스크류 회전수를 측정하여 로드셀에 압력이 걸릴 때까지의 이동거리가 측정될 수 있으며, 이 위치를 렌즈(L)의 초기 위치로 결정할 수 있다.

한편, 렌즈(L)의 위치를 레이저를 이용하여 측정할 수도 있다.

다만, 전술한 로드셀 또는 레이저 측정 장비를 이용하는 경우 별도의 렌즈위치 측정 과정이 더 필요하고, 렌즈 위치 측정을 위한 복잡한 장치들이 추가되어야 하므로 카메라모듈의 테스트 시간이 증가되고, 검사장비의 부피가 증가하며, 검사장비의 제조단가 또한 높은 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 검사모듈에는 홀센서가 구비되고, 포커스 콘 및 마그네틱센서가 검사모듈에 완충스프링으로 연결되어 포커스 콘이 검사모듈에 대해 상대적으로 이동하는 경우 홀센서가 자기장 변화를 감지하여 렌즈의 최초 위치를 측정함으로써, 별도의 복잡한 측정장비들이 불필요하며, 포커스 콘의 바렐을 향한 이동 중에 렌즈의 최초 위치를 측정할 수 있는 카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 포커싱 콘과, 상기 포커싱 콘과 함께 카메라모듈 렌즈로 이동하여 카메라를 테스트 하는 검사모듈를 구비한 카메라 검사장치에서 상기 검사모듈에 대한 상기 카메라모듈의 렌즈의 위치를 측정하는 장치에 있어서, 상기 포커싱 콘과 함께 이동하는 제1 센서와, 상기 검사모듈과 함께 이동하는 제2 센서를 구비하며, 상기 제1 센서와 제2 센서 사이의 자기장 변화를 감지하여 이동거리를 계측함으로써 상기 렌즈의 상기 검사모듈에 대한 위치를 측정하는 카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치를 제공한다.

상기 제1 센서는 홀센서이고, 상기 제2 센서는 마그네틱센서이거나, 그 반대일 수 있다.

상기 포커싱 콘과 상기 검사모듈은 탄성결합부재 의해 결합되어, 외력이 가해지지 않은 경우 상호간의 거리가 일정하고, 외력이 가해지는 방향으로 거리가 변화된다.

상기 탄성결합부재는 완충스프링에 의해 결합될 수 있으며, 상기 검사모듈에 고정되는 제1 고정플레이트와, 상기 포커싱 콘에 고정되는 제2 플레이트와, 상기 제1 고정플레이트와 상기 제2 플레이트를 연결하는 하나 이상의 연결부재와, 상기 연결부재가 삽입되는 하나 이상의 완충스프링 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제1 고정플레이트 및 제2 플레이트에는 상기 연결부재가 관통하도록 하나 이상의 관통공이 형성되고, 상기 연결부재의 양단은 상기 제1 고정플레이트 및 제2 플레이트의 관통공을 관통하고, 상기 제1 및 제2 플레이트를 관통한 상기 연결부재의 양단에는 헤드가 형성되며, 상기 완충스프링은 상기 제1 고정플레이트 및 상기 제2 플레이트를 상기 연결부재 양단의 헤드 측으로 가압할 수 있다.

상기 연결부재 양단에는 스크류가 형성되고, 상기 헤드는 상기 스크류에 나사결합할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 마그네틱 센서와 홀센서간의 상대적이동을 통해 자기장 변화를 감지함으로써 렌즈의 높이를 측정하기 때문에, 간단한 구조로 렌즈 높이 측정장치를 만들 수 있으며, 검사모듈, 포커싱, 콘, 렌즈 상면에서 렌즈의 위치를 측정하는 별도의 과정을 거치지 않고, 카메라 검사와 동시에 렌즈의 위치를 측정할 수 있다.

도 1은 카메라모듈을 검사하기 위한 카메라모듈과 검사제어부 및 포커싱 콘의 정렬을 도시한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈 높이 측정 장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈 높이 측정장치와 카메라모듈이 안착되는 검사장치 및 카메라 검사모듈의 배치를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈 높이 측정장치와 카메라모듈의 배치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈 높이 측정 장치에서 검사모듈과 포커싱 콘간의 결합관계를 도시한 도면,
도 6와 도 7는 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈 높이 측정장치의 작동과정을 도시한 개념도이다, 그리고
도 8은 도 6 및 도 7의 작동 과정을 통해 나타나는 홀센서에서 측정한 자기장 변화를 그래프로 도시한 것이다.

본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 카메라모듈 렌즈 높이 측정장치를 상세히 설명한다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라모듈 검사시스템은 포커싱 콘(30)과, 포커싱 콘(30)과 완충스프링(70)으로 결합된 검사모듈(60)과, 포커싱 콘을 회전시키기 위한 제1 액츄에이터(40)와, 검사모듈(60)을 수직으로 이동시키는 제2 액츄에이터(50)와, 소켓(11)을 갖는 검사제어부(10)를 포함한다. 검사모듈(60)의 하면은 제1 고정플레이트(61)가 형성되고, 포커싱 콘(30)은 제2 플레이트(31)에 고정된다. 검사모듈(60)에는 홀센서(100)가 고정되어 검사모듈(60)과 함께 이동하고, 포커싱 콘(30)이 고정된 제2 고정플레이트(31)에는 마그네틱센서(110)가 고정되어 포커싱 콘(30)과 함께 이동한다. 제1 고정플레이트(61)와 제2 고정플레이트(31)가 완충스프링(70)에 의해 결합되어, 검사모듈(60) 이동시, 포커싱 콘(30)이 검사모듈(60)과 함께 이동한다.

도 5 내지 도 7에서는 설명의 편의를 돕기 위해 검사모듈(60)은 제1 고정플레이트(61) 외의 부분은 생략하였고, 포커싱 콘(30)은 생략하고 포커싱 콘이 장착되는 제2 고정플레이트(32)만을 도시하였다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 고정플레이트(61)와 제2 고정플레이트(31)는 완충스프링(80)에 본체가 삽입되며 양단에 헤드(71)가 구비된 연결부재(70)로 연결된다. 연결부재(70)의 양단부는 각각 제1 고정플레이트(61)의 제1 관통공(62)과 제2 고정플레이트(31)의 제2 관통공(32)을 통해 삽입되며 관통공에서 빠지지 않게 헤드(71)와 결합된다. 이 실시예에서, 연결부재(70)의 양단부에는 외주면에는 제1 스크류(72)가 형성되고, 헤드(71)는 너트로 이루어지며 내주면에 제2 스크류(73)가 형성되어, 제1 스크류(72) 및 제2 스크류(73)가 서로 나사결합하여 체결된다. 연결부재(70)는 제1 고정플레이트(61)와 제2 고정플레이트(31) 사이에 배치되는 완충스프링(80)에 삽입된다. 따라서, 외력이 가해지지 않는 한 완충스프링(80)이 제1 고정플레이트(61) 및 제2 고정플레이트(31)를 헤드(71)측으로 밀어 제1 및 제2 고정플레이트(31, 61) 사이의 거리가 일정하게 유지된다. 또한, 외력이 가해지는 경우 제1 및 제2 고정플레이트(61, 31) 사이의 거리는 줄어들 수 있다.

연결부재(70) 및 완충스프링(80)의 개수와 위치는 포커싱 콘(30)과 검사모듈(60)을 기울어짐 없이 안정적으로 연결하고, 적절한 압력에서 완충스프링(80)이 압축될 수 있도록 조절될 수 있다.

이하, 도 6 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치의 작동을 설명한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 액츄에이터(50)에 의해 검사모듈(60)이 이동하기 시작하면, 검사모듈(60), 제1 고정플레이트(61), 제2 고정플레이트(31) 및 포커싱 콘(30)은 함께 이동한다. 아무런 외력이 작용하지 않는 경우 제1 및 제2 고정플레이트(61, 31)의 거리(d1)는 완충스프링(80)에 의해 유지된다.

제2 액츄에이터(50)가 계속 동작하여 포커싱 콘(30)이 렌즈(L)에 닿으면, 포커싱 콘(30)과 제2 고정플레이트(61)는 더 이상 이동하지 않으며, 검사모듈(60)과 제1 고정플레이트(61)는 계속 이동한다. 이 때, 제1 및 제2 고정플레이트(61, 31) 사이의 거리(d2)는 검사모듈(60) 및 제1 고정플레이트(61)의 이동속도로 줄어들기 시작한다.

즉, 마크네틱센서(110)는 검사모듈(60)과 함께 이동하고, 홀센서(100)는 포커싱 콘(30)과 이동하기 때문에, 제1 및 제2 고정플레이트(61, 31) 사이의 거리가 변화하면, 홀센서(100)에서 감지하는 자기장의 세기가 변화한다. 예컨대, 도 8에서 홀센서에서 측정한 자기장의 변화는 이동거리가 6mm인 위치에서 발생하므로 카메라모듈(20) 렌즈(L)의 위치는 포커싱 콘(30)의 초기 위치보다 6mm 아래의 위치임을 알 수 있다.

이동거리는 제2 액츄에이터(50)의 구동에 비례하기 때문에, 실시간으로 측정될 수 있다.

전술한 실시예에서 포커싱 콘(30)과 함께 이동하는 센서로서 마그네틱센서(110)가 사용되고, 검사모듈(60)과 함께 이동하는 센서로서 홀센서(100)가 사용되었으나, 홀센서(100)와 마그네틱센서(110)의 배치는 서로 바뀌어도 무방하다.

또한, 자기장 변화신호를 처리하는 신호처리과정은 통상적인 기술이므로, 상세한 설명을 생략한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의하여 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

10: 검사제어부 11: 소켓
12: 접속부 20: 카메라모듈
30: 포커싱 콘 31: 제2 고정플레이트
40: 제1 액츄에이터 50: 제2 액츄에이터
60: 검사모듈 61: 제1 고정플레이트
63: 관통공 70: 연결부재
71: 헤드 72: 제1 스크류
73: 제2 스크류 80: 완충스프링
100: 홀센서 110: 마그네틱센서

Claims (8)

1. 포커싱 콘과, 상기 포커싱 콘과 함께 카메라모듈의 렌즈 상으로 이동하여 카메라를 테스트 하는 검사모듈를 구비한 카메라 검사장치에서 상기 검사모듈에 대한 상기 카메라모듈의 렌즈의 위치를 측정하는 장치에 있어서,
   상기 포커싱 콘과 함께 이동하는 제1 센서와,
   상기 검사모듈과 함께 이동하는 제2 센서를 구비하며,
   상기 제1 센서와 제2 센서 사이의 자기장 변화를 감지하여 이동거리를 계측함으로써 상기 렌즈의 상기 검사모듈에 대한 위치를 측정하고, 상기 포커싱콘과 상기 검사모듈은 탄성결합부재에 의해 결합되어, 외력이 가해지지 않은 경우 상호간의 거리가 일정하며, 외력이 가해지는 방향으로 거리가 변화되고,
   상기 탄성결합부재는,
   상기 검사모듈에 고정되는 제1 고정플레이트와,
   상기 포커싱 콘에 고정되는 제2 고정플레이트와,
   상기 제1 고정플레이트와 상기 제2 고정플레이트를 연결하는 하나 이상의 연결부재와,
   상기 연결부재가 삽입되는 하나 이상의 완충스프링을 구비하며,
   상기 제1 고정플레이트 및 제2 고정플레이트에는 상기 연결부재가 관통하도록 하나 이상의 관통공이 형성되고,
   상기 연결부재의 양단은 상기 제1 고정플레이트 및 제2 고정플레이트의 관통공을 관통하고,
   상기 제1 및 제2 고정플레이트를 관통한 연결부재의 양단에는 헤드가 형성되며, 상기 완충스프링은 상기 제1 고정플레이트 및 상기 제2 고정플레이트를 상기 연결부재 양단의 헤드 측으로 가압하는 카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 센서는 홀센서이고, 상기 제2 센서는 마그네틱센서인 카메라 모듈의 렌즈 위치 측정장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결부재 양단에는 스크류가 형성되고,
   상기 헤드는 상기 스크류에 나사결합하는
   카메라모듈의 렌즈 위치 측정장치.

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