KR101663475B1 - 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법 - Google Patents

카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일측에 입사된 광이 지나가는 유효경을 가지는 유효면이 형성된 복수개의 렌즈를 픽커부를 통해 흡착파지한 후 조립대상배럴에 순차적으로 삽입하여 카메라 모듈을 조립하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 관한 것으로서, 외부로부터 공급되고, 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈를 촬상하여 제 1 렌즈 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상기 제 1 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계 및 외부로부터 공급되고, 상기 제 1 렌즈 다음으로 상기 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈를 촬상하여 제 2 렌즈 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상기 제 2 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 유효경 중심과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 각도를 산출하는 단계 및 상기 제 2 렌즈 유효경 중심이 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 방향으로 상기 산출된 각도 만큼 회전되게 상기 제 2 렌즈를 회전시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 카메라 모듈을 조립하는 공정 과정에서 조립대상배럴 내부에 순차적으로 삽입되는 각 렌즈들 간의 광학초점인 유효경 중심이 상호 근접하게 위치되게 정렬되어 조립될 수 있도록 함으로써, 종래와 같이 방사상으로 배치되는 캐비티 내에서 사출성형으로 제작됨에 따라 디컷 위치 및 디센터가 서로 상이한 각 렌즈들 간의 무수히 많은 조합에 따른 상대적인 회전각들을 산출하고, 이를 별도의 데이터 테이블로 작성해야 하는 불필요한 선행작업이 요구되지 않아 이에 따른 생산성이 향상된다.
또한, 미리 설정된 데이터 테이블에 기초하여 배럴 내에 삽입되는 각 렌즈들 간의 조립순서를 미리 설정해야 하는 불필요한 작업이 요구되지 않아 이에 따른 생산성이 향상된다.

Description

카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법{Optical focus alignment method for camera module assembly system}
본 발명은 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 렌즈를 조립대상배럴 내부에 순차적으로 삽입하여 카메라 모듈을 조립하는 공정 과정에서 각 렌즈들 간의 광학초점인 유효경 중심이 상호 근접하게 위치되도록 정렬하여 조립할 수 있도록 한 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 관한 것이다.
최근들어 이동 통신 단말기는 보급율이 크게 증가함에 따라 사용자의 요구에 부합하기 위해 통신 기능 외에 다양한 부가 기능을 수행하는 것이 일반적이다.
이러한 다양한 부가 기능 중에는 디지털 촬상 기능이 있으며, 이에 따라 이동 통신 단말기에는 촬상장치가 구비된다.
상기 촬상장치에는 일반적으로 플라스틱 렌즈가 주로 사용된다. 이러한 플라스틱 렌즈는 경통내에서 반경방향으로 움직이는 것을 방지하기 위해 배럴(Barrel) 내에 복수의 플라스틱 렌즈가 순차적으로 압입 끼움된다.
한편, 렌즈는 외부에서 입사된 광이 지나가는 유효면과 광이 지나가지 않는 리브(Rib)로 구성되며, 이상적으로는 상기 유효면이 렌즈의 중앙에 위치하여야 한다. 즉 렌즈의 외경 중심과 유효경의 중심이 일치하여야 한다.
그러나, 플라스틱 렌즈는 가공된 사출 금형을 사용하여 렌즈를 사출 성형 제작하게 되는데 금형 가공 및 조립시의 오차, 렌즈 성형 오차 또는 렌즈 성형후 냉각시 발생하는 후변형 등으로 인하여 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈의 유효경 중심과 외경 중심이 일치하지 않는 경우가 발생하고, 이러한 렌즈의 유효경 중심과 외경 중심 간의 오차를 디센터(Decenter)라 정의하며, 이러한 디센터를 갖는 렌즈는 촬상되는 이미지의 화질을 저하시키는 문제를 발생시킨다.
이러한 이유로 종래에는 사출 성형으로 제작되는 복수개의 렌즈들의 디센터 값들을 미리 검출하고, 각 렌즈의 사출과정에서 발생되는 디컷(D-cut)을 기준으로 하여 조립되는 각 렌즈들을 회전시켜 각 렌즈들 간의 유효경의 중심이 상호 근접하게 배치되도록 배럴 내에 조립함으로써 이를 해결하고 있다.
그러나, 위와 같은 종래기술은 방사상으로 배치되는 캐비티 내에서 사출성형으로 제작됨에 따라 디컷 위치 및 디센터가 서로 상이한 각 렌즈들 간의 무수히 많은 조합에 따른 상대적인 회전각들을 산출하여 이를 별도의 데이터 테이블로 작성해야 함으로 인해 이의 작성과정에서 다소 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 미리 설정된 데이터 테이블에 기초하여 배럴 내에 적층 조립되는 각 렌즈들 간의 조립순서를 미리 설정해야 함에 따라 이에 따른 작업시간이 증가함으로 인해 생산성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
한국등록특허 제 0930169호 “렌즈 조립장치”
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수개의 렌즈를 조립대상배럴 내부에 순차적으로 삽입하여 카메라 모듈을 조립하는 공정 과정에서 조립대상배럴 내부에 순차적으로 삽입되는 각 렌즈들 간의 광학초점인 유효경 중심이 상호 근접하게 위치되도록 정렬하여 조립될 수 있도록 한 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 일측에 입사된 광이 지나가는 유효경을 가지는 유효면이 형성된 복수개의 렌즈를 픽커부를 통해 흡착파지한 후 조립대상배럴에 순차적으로 삽입하여 카메라 모듈을 조립하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 있어서, 외부로부터 공급되고, 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈를 촬상하여 제 1 렌즈 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상기 제 1 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계 및 외부로부터 공급되고, 상기 제 1 렌즈 다음으로 상기 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈를 촬상하여 제 2 렌즈 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상기 제 2 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 유효경 중심과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 각도를 산출하는 단계 및 상기 제 2 렌즈 유효경 중심이 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 방향으로 상기 산출된 각도 만큼 회전되게 상기 제 2 렌즈를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법이 제공된다.
여기서, 상기 각도를 산출하는 단계는 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 1 각도를 산출하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 대응되는 상기 제 2 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 2 각도를 산출하는 단계 및 상기 제 1 각도 및 제 2 각도에 기초하여 상기 제 1 렌즈 유효경 중심과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 사잇각을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 사잇각을 산출하는 단계에서는 상기 제 1 각도 및 제 2 각도가 상호 반대 부호인 경우, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도 각각의 절대값의 합을 이용하여 상기 사잇각을 산출하고, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도가 상호 동일한 부호인 경우, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도 각각의 절대값의 차를 이용하여 상기 사잇각을 산출하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 각도를 산출하는 단계는 상기 제 1 렌즈 외경 중심으로부터 유효경 중심을 지나는 가상의 기준선을 생성하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 상기 기준선과 함께 상기 제 2 렌즈 외경 중심으로 이동시켜 상기 기준선을 이동시키는 단계 및 상기 기준선과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 사잇각을 산출하는 단계를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일측면에 따르면, 일측에 입사된 광이 지나가는 유효경을 가지는 유효면이 형성된 복수개의 렌즈를 픽커부를 통해 흡착파지한 후 조립대상배럴에 순차적으로 삽입하여 카메라 모듈을 조립하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 있어서, 외부로부터 공급되고, 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈를 촬상하여 제 1 렌즈 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상기 제 1 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 1 각도를 산출하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 유효경 중심이 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축 방향으로 상기 제 1 각도 만큼 회전되게 상기 제 1 렌즈를 회전시키는 단계 및 외부로부터 공급되고, 상기 제 1 렌즈 다음으로 상기 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈를 촬상하여 제 2 렌즈 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상기 제 2 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계 및 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 대응되는 상기 제 2 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 2 각도를 산출하는 단계 및 상기 제 2 렌즈 유효경 중심이 상기 제 2 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축 방향으로 상기 제 2 각도 만큼 회전되게 상기 제 2 렌즈를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법이 제공된다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 카메라 모듈을 조립하는 공정 과정에서 조립대상배럴 내부에 순차적으로 삽입되는 각 렌즈들 간의 광학초점인 유효경 중심이 상호 근접하게 위치되게 정렬되어 조립될 수 있도록 함으로써, 종래와 같이 방사상으로 배치되는 캐비티 내에서 사출성형으로 제작됨에 따라 디컷 위치 및 디센터가 서로 상이한 각 렌즈들 간의 무수히 많은 조합에 따른 상대적인 회전각들을 산출하고, 이를 별도의 데이터 테이블로 작성해야 하는 불필요한 선행작업이 요구되지 않아 이에 따른 생산성이 향상된다.
또한, 미리 설정된 데이터 테이블에 기초하여 배럴 내에 삽입되는 각 렌즈들 간의 조립순서를 미리 설정해야 하는 불필요한 작업이 요구되지 않아 이에 따른 생산성이 향상된다.
도 1은 유효경 중심과 외경 중심이 일치하지 않는 렌즈를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 카메라 모듈 조립시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법의 순서도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법의 순서도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법의 순서도이다.
도 17 내지 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 카메라 모듈 조립시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 설명에 앞서, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 수행하는 카메라 모듈 조립 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 지지프레임(10), 렌즈 트레이(20), 제 1 비전부(30), 제 2 비전부(40), 배럴 트레이(50), 제 3 비전부(60), 픽커부(70) 및 연산제어부(80)를 포함한다.
지지프레임(10)은 설치대상영역에 고정설치되고, 후술하는 각 구성의 설치영역을 제공함과 아울러 이를 지지하는 역할을 한다.
렌즈 트레이(20)는 대략 장방형상의 직육면체 형상으로 형성되고, 상면에 복수개의 렌즈가 각각 안착되는 안착홈이 형성되며, 지지프레임(10)의 일측에 고정설치되며, 후술하는 배럴 트레이(50)에 안착된 복수개의 배럴 중 조립대상배럴에 삽입되는 렌즈를 공급하는 역할을 한다.
제 1 비전부(30)는 렌즈 트레이(20) 상부에 설치되고, 렌즈 트레이(20)에 안착된 복수개의 렌즈 중 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈 및 제 1 렌즈 다음으로 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈의 영상을 촬상하여 제 1 렌즈 영상 또는 제 2 렌즈 영상을 획득하는 역할을 한다.
제 2 비전부(40)는 후술하는 픽커부(70)가 렌즈 트레이(20)에 안착된 복수개의 렌즈 중 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈 또는 제 1 렌즈 다음으로 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈를 흡착파지한 후 후술하는 배럴 트레이(20) 방향으로 이동하는 이동로 하부에 설치되고, 픽커부(70)에 흡착파지된 제 1 렌즈 또는 제 2 렌즈의 영상을 촬상하여 제 1 렌즈 영상 또는 제 2 렌즈 영상을 획득하는 역할을 한다
배럴 트레이(50)는 대략 장방형상의 직육면체 형상으로 형성되고, 상면에 복수개의 배럴이 안착되며, 지지프레임(10)의 다른 일측에 X, Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 복수개의 배럴 중 조립대상배럴의 조립위치를 조절하는 역할을 한다.
제 3 비전부(60)는 배럴 트레이(50) 상부에 설치되고, 복수개의 배럴 중 조립대상배럴의 영상을 촬상하여 조립대상배럴의 위치영상을 획득하는 역할을 한다.
픽커부(70)는 지지프레임(10)의 일측에 X, Y, Z축 방향으로 이동가능하게 설치되는 이송유닛(71)과, 이송유닛(71)의 일측에 상하 및 회전 가능하게 설치되는 픽커(72)를 포함하여 구성되며, 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 조립대상배럴에 삽입하여 카메라 모듈을 조립하는 역할을 한다.
여기서, 픽커(72)는 대략 원형의 막대형상으로 형성되고, 하단부가 외부의 베큠장치와 연결되어 흡입력을 제공받아 렌즈 트레이(20)에 안착된 복수개의 렌즈 중 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈 및 제 1 렌즈 다음으로 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈를 흡착파지함과 아울러 이송유닛(71)에 의해 조립대상배럴로 이동되어 조립대상배럴에 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 삽입하는 역할을 한다.
그리고, 상기한 이송유닛(71)은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서, 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.
연산제어부(80)는 제 1 렌즈 영상 및 제 2 렌즈 영상에서 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈의 외경 중심 및 유효경 중심 산출, 조립대상배럴의 위치영상에서 조립대상배럴의 위치정보 산출 등의 제반 연산을 수행함과 아울러, 제 1 비전부(30), 제 2 비전부(40), 배럴 트레이(50), 제 3 비전부(60) 및 픽커부(70)와 전기적으로 연결되어 이들 동작을 제어하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법의 순서도이고, 도 4 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
도 2 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법은 일측에 입사된 광이 지나가는 유효경을 가지는 반구 형상의 유효면이 형성되고, 유효면의 외측 방향으로 외경을 가지는 리브가 형성된 복수개의 렌즈를 조립대상배럴에 순차적으로 삽입하여 조립함에 있어 순차적으로 조립되는 각 렌즈의 유효경 중심이 상호 근접하게 배치되도록 정렬하는 방법에 관한 것으로서, 제 1 렌즈 영상 획득단계(S31), 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계(S32), 제 2 렌즈 영상 획득단계(S33), 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계(S34), 제 1 각도 산출단계(S35), 제 2 각도 산출단계(S36), 사잇각 산출단계(S37), 제 2 렌즈 회전단계(S38)를 포함하여 이루어진다.
제 1 렌즈 영상 획득단계에서는 외부로부터 공급되는 제 1 렌즈(L1)를 촬상하여 제 1 렌즈 영상을 획득한다. 여기서, 제 1 렌즈(L1)는 렌즈 트레이(20)에 안착된 복수개의 렌즈 중 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 렌즈이다.
이러한 제 1 렌즈 영상은 렌즈 트레이(20) 상부에 설치된 제 1 비전부(30)를 통해 촬상하여 획득하거나, 렌즈 트레이(20)로부터 제 1 렌즈(L1)를 흡착파지하여 이동하는 픽커부(70)의 이동로 하부에 설치된 제 2 비전부(40)를 통해 촬상하여 획득할 수 있다.(S31)
제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계에서는 연산제어부(80)가 도 4에 도시된 바와 같이, 획득한 제 1 렌즈 영상에 기초하여 제 1 렌즈(L1)의 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 제 1 렌즈(L1)의 외경 및 유효경에 기초하여 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1) 및 유효경 중심(B1)을 산출한다.
상기와 같이, 추출된 제 1 렌즈(L1)의 외경에 기초하여 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)을 산출할 수도 있으나, 본 발명은 제 1 렌즈(L1)의 제조과정에서 제 1 렌즈(L1)의 유효면 외측으로 연장형성되는 리브의 내부에 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)을 기준으로 동심원 형태로 형성되는 광학띠(S) 중 어느 하나의 외경을 추출하고, 광학 띠(S) 중 어느 하나의 외경에 기초하여 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)을 산출할 수도 있다.(S32)
제 2 렌즈 영상 획득단계에서는 외부로부터 다음으로 공급되는 제 2 렌즈(L2)를 촬상하여 제 2 렌즈 영상을 획득한다. 여기서, 제 2 렌즈(L2)는 렌즈트레이(20)에 안착된 복수개의 렌즈 중 조립대상배럴에 제 1 렌즈(L1) 다음으로 삽입되는 렌즈이다.
이러한 제 2 렌즈 영상은 제 1 렌즈 영상과 마찬가지로 렌즈 트레이(20) 상부에 설치된 제 1 비전부(30)를 통해 촬상하여 획득하거나, 렌즈 트레이(20)로부터 제 2 렌즈(L2)를 흡착파지하여 이동하는 픽커부(70)의 이동로 하부에 설치된 제 2 비전부(40)를 통해 촬상하여 획득할 수 있다.(S33)
제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계에서는 연산제어부(80)가 도 5에 도시된 바와 같이, 획득한 제 2 렌즈 영상에 기초하여 제 2 렌즈(L2)의 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 제 2 렌즈(L2)의 외경 및 유효경에 기초하여 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2) 및 유효경 중심(B2)을 산출한다.
상기와 같이, 추출된 제 2 렌즈(L2)의 외경에 기초하여 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 산출할 수도 있으나, 본 발명은 제 2 렌즈(L2)의 제조과정에서 제 2 렌즈(L2)의 유효면 외측으로 연장형성되는 리브의 내부에 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 기준으로 동심원 형태로 형성되는 광학띠(S) 중 어느 하나의 외경을 추출하고, 광학띠 중 어느 하나의 외경에 기초하여 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 산출할 수도 있다.(S34)
제 1 각도 산출단계에서는 연산제어부(80)가 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 영상에서 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)을 기준으로 한 절대좌표계를 생성하고, 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)이 이루는 제 1 각도(θ1)를 산출한다.(S35)
제 2 각도 산출단계에서는 연산제어부가 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈 영상에서 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계를 생성하고, 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 이루는 제 2 각도(θ2)를 산출한다.(S36)
사잇각 산출단계에서는 연산제어부(80)가 도 8a에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)이 이루는 제 1 각도(θ1)의 절대값과 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 이루는 제 2 각도(θ2)의 절대값을 합산하여 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)과 제 2 렌즈(L2)이 유효경 중심(B2) 간에 형성되는 사잇각(θ)을 산출한다.
이 때, 상기와 같이, 제 1 각도(θ1) 및 제 2 각도(θ2)가 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A1, A2)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 서로 부호가 반대인 경우, 즉, 회전 방향이 다른 경우에는 제 1 각도(θ1) 및 제 2 각도(θ2) 각각의 절대값을 합산하여 사잇각(θ)을 산출한다.
또한, 제 1 각도(θ1) 및 제 2 각도(θ2) 각각의 절대값을 합산한 절대값이 180°을 초과하는 경우에는 360°에서 제 1 각도(θ1) 및 제 2 각도(θ2) 각각의 절대값을 합산한 절대값을 차감하여 사잇각(θ)을 산출한다. 이는 후술하는 제 2 렌즈 회전단계에서 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)을 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1) 방향으로 사잇각(θ) 만큼 회전되게 제 2 렌즈(L2)를 회전시키는 경우, 제 2 렌즈(L2)를 회전시키는 반경을 최소화하기 위함이다.
한편, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제 1 각도(θ1) 및 제 2 각도(θ2)가 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A1, A2)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 서로 부호가 동일한 경우, 즉, 회전 방향이 동일한 경우에는 제 1 각도(θ1) 및 제 2 각도(θ2) 각각의 절대값 중 큰값에서 작은값을 차감하여 사잇각(θ)을 산출한다.(S37)
제 2 렌즈 회전단계에서는 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B2) 방향으로 사잇각(θ) 만큼 회전되게 제 2 렌즈(L2)를 회전시킨다.
보다 상세하게 설명하면, 도 9a에 도시된 바와 같이, 픽커부(80)의 중심(P)이 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 정확하게 흡착파지한 상태에서 사잇각 θ와 대응되는 각도로 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)을 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1) 방향으로 회전되도록 제 2 렌즈(L2)를 회전시키면, 픽커부(80)의 중심(P)과 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)이 동일하므로 도 9b에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)과 가장 근접하게 위치되는 동일선 상에 배치된다.
이로 인해 제 1 렌즈(L1)가 삽입된 조립대상배럴에 제 2 렌즈(L2)를 삽입하게 되면 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 광학초점인 유효경 중심(B1, B2)이 근접하게 위치되게 정렬된 상태로 카메라 모듈이 조립된다.
한편, 도 10a에 도시된 바와 같이, 픽커부(80)를 통해 제 2 렌즈(L2)를 흡착파지하는 과정에서 오차가 발생되어 픽커부(80)의 중심(P)이 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 벗어나게 제 2 렌즈(L2)를 흡착파지한 상태에서 사잇각 θ와 대응되는 각도로 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)을 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1) 방향으로 회전되도록 제 2 렌즈(L2)를 회전시키면, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)과 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 픽커부(80)의 중심(P)을 기준으로 회전하여 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)과 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)을 연결하는 제 2 가상선(M2)이 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)과 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)을 연결하는 제 1 가상선(M1)과 일정 간격 이격된 위치에 나란하게 배치된다.
이 때, 픽커부(80)의 중심(P)과 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2) 간의 편심거리(d)를 산출하고, 산출된 편심거리(d)와 제 3 비전부(60)를 통해 촬영된 조립대상배럴의 위치영상에서 산출된 조립대상배럴의 위치정보에 기초하여 조립대상배럴이 안착된 배럴 트레이(50)를 이동시켜 조립대상배럴의 위치를 보정한 후 제 1 렌즈(L1)가 삽입된 조립대상배럴에 제 2 렌즈(L2)를 삽입하게 되면, 앞서 설명한 도 8b에서와 같이, 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)과 동일선 상에 배치된 상태 즉, 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 광학초점인 유효경 중심(B1, B2)이 근접하게 위치되게 정렬된 상태로 카메라 모듈이 조립된다.(S38)
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법의 순서도이고, 도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
도 11 내지 도 15를 참조하면, 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법은 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 영상 획득단계(S111), 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계(S112), 제 2 렌즈 영상획득단계(S113), 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계(S114), 기준선 생성단계(S115), 기준선 이동단계(S116), 사잇각 산출단계(S117) 및 제 2 렌즈 회전단계(S118)을 포함하여 이루어지며, 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계까지는 본 발명의 일실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
기준선 생성단계에서는 연산제어부(80)가 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 영상에서 제 1 렌즈(L1)의 외경 중심(A1)으로부터 유효경 중심(B1)을 지나는 기준선(K)을 생성한다.(S115)
기준선 이동단계에서는 연산제어부(80)가 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 영상에서 제 1 렌즈(L1) 외경 중심(A1)을 기준선(K)과 함께 제 2 렌즈 영상의 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)으로 이동시켜 제 2 렌즈 영상으로 기준선(K)을 이동시킨다.(S116)
사잇각 산출단계에서는 연산제어부(80)가 도 14에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈 영상에서 기준선(K)와 제 2 렌즈 유효경 중심(B2) 간에 형성되는 사잇각(θ)을 산출한다.(S117)
제 2 렌즈 회전단계에서는 연산제어부(80)가 제 2 렌즈 유효경 중심(B2)이 기준선(K) 방향으로 사잇각(θ)만큼 회전되게 제 2 렌즈(L2)를 회전시킨다.
보다 상세하게 설명하면, 도 15a에 도시된 바와 같이, 픽커부(80)의 중심(P)이 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 정확하게 흡착파지한 상태에서 사잇각(θ)과 대응되는 각도로 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)을 기준선(K) 방향으로 회전시키면, 픽커부(80)의 중심(P)과 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)이 동일하므로 도 15b에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)과 가장 근접하게 위치되는 동일선 상에 배치된다.
이로 인해 제 1 렌즈(L1)가 삽입된 조립대상배럴에 제 2 렌즈(L2)를 삽입하게 되면 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 광학초점인 유효경 중심(B1, B2)이 근접하게 위치되게 정렬된 상태로 카메라 모듈이 조립된다.(S118)
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법의 순서도이고, 도 17 내지 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법을 설명하기 위한 부가적인 도면이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법은 도 16에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈 영상 획득단계(S161), 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계(S162), 제 1 각도 산출단계(S163), 제 1 렌즈 회전단계(S164), 제 2 렌즈 영상 획득단계(S165), 제 2 렌즈 외경 및 유효경 중심 산출단계(S166), 제 2 각도 산출단계(S167) 및 제 2 렌즈 회전단계(S168)를 포함하여 이루어지며, 본 발명의 일실시예와 비교하여 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심 산출단계 이후에 제 1 각도 산출단계를 실시한 후 제 1 렌즈 회전단계가 추가되며, 제 2 각도 산출단계 이후에 사잇각 산출단계가 삭제되는 부분이 차이가 있을 뿐 나머지 단계는 본 발명의 일실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 광학초점 정렬방법은 도 17a에 도시된 바와 같이, 제 1 각도 산출단계에서 제 1 렌즈(L1) 외경 중심(A1)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)이 이루는 제 1 각도(θ1)를 산출한 후(S113), 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)이 절대좌표계의 y축 방향으로 제 1 각도(θ1) 만큼 회전되게 제 1 렌즈(L1)를 회전시킨다.
그러면, 도 17b에 도시된 바와 같이, 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)이 제 1 렌즈(L1) 외경 중심(A1)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축 상에 위치하게 된다.(S164)
그리고, 도 18a에 도시된 바와 같이, 제 2 각도 산출단계에서 제 2 렌즈(L2)의 외경 중심(A2)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축에 대해 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 이루는 제 2 각도(θ2)를 산출한 후(S117), 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 절대좌표계의 y축 방향으로 제 2 각도(θ1) 만큼 회전되게 제 2 렌즈(L2)를 회전시킨다.
그러면, 도 18b에 도시된 바와 같이, 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 제 2 렌즈(L2) 외경 중심(A2)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축 상에 위치하게 된다.(S168)
위와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 광학초점 정렬방법은 먼저 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈(L1)의 유효경 중심(B1)이 제 1 렌즈(L1) 외경 중심(A1)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축 상에 위치되도록 회전시킨 후 조립대상배럴에 삽입하고, 제 1 렌즈(L1) 다음으로 조립대상배럴에 삽입되는 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B2)이 제 2 렌즈(L2) 외경 중심(A2)을 기준으로 한 절대좌표계의 y축 상에 위치되도록 회전시킨 후, 조립대상배럴에 삽입하게 된다.
이로 인해 조립대상배럴에 순차적으로 삽입되는 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 유효경 중심(B1, B2) 동일선 상인 절대좌표계의 y축 상에 위치되도록 정렬된 상태로 삽입되므로 제 1 렌즈(L1) 및 제 2 렌즈(L2)의 광학초점인 유효경 중심(B1, B2)이 근접하게 위치되게 정렬된 상태로 카메라 모듈이 조립된다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예, 다른 실시예 및 또 따른 실시예에 따른 카메라 모듈 조립시스템의 광학초점 정렬방법은 카메라 모듈을 조립하는 공정 과정에서 조립대상배럴 내부에 순차적으로 삽입되는 각 렌즈들 간의 광학초점인 유효경 중심이 상호 근접하게 위치되게 정렬되어 조립될 수 있도록 함으로써, 종래와 같이 방사상으로 배치되는 캐비티 내에서 사출성형으로 제작됨에 따라 디컷 위치 및 디센터가 서로 상이한 각 렌즈들 간의 무수히 많은 조합에 따른 상대적인 회전각들을 산출하고, 이를 별도의 데이터 테이블로 작성해야 하는 불필요한 선행작업이 요구되지 않아 이에 따른 생산성이 향상된다.
또한, 미리 설정된 데이터 테이블에 기초하여 배럴 내에 삽입되는 각 렌즈들 간의 조립순서를 미리 설정해야 하는 불필요한 작업이 요구되지 않아 이에 따른 생산성이 향상된다.
비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1 : 카메라 모듈 조립시스템 10 : 지지프레임
20 : 렌즈 트레이 30 : 제 1 비전부
40 : 제 2 비전부 50 : 배럴 트레이
60 : 제 3 비전부 70 : 픽커부
80 : 연산제어부

Claims (5)

  1. 일측에 입사된 광이 지나가는 유효경을 가지는 유효면이 형성된 복수개의 렌즈를 조립대상배럴에 조립하는 공정 과정에서 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈의 유효경 중심에 대해 상기 조립대상배럴에 상기 제 1 렌즈 다음으로 삽입되는 제 2 렌즈의 유효경 중심이 근접하도록 회전시켜 카메라 모듈을 조립하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 있어서,
    외부로부터 공급되고, 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 상기 제 1 렌즈를 촬상하여 제 1 렌즈 영상을 획득하는 단계와;
    획득한 상기 제 1 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계와;
    외부로부터 공급되고, 상기 제 1 렌즈 다음으로 상기 조립대상배럴에 삽입되는 상기 제 2 렌즈를 촬상하여 제 2 렌즈 영상을 획득하는 단계와;
    획득한 상기 제 2 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계와;
    상기 제 1 렌즈 유효경 중심과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 각도를 산출하는 단계와;
    상기 제 2 렌즈 유효경 중심이 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 방향으로 상기 산출된 각도 만큼 회전되게 상기 제 2 렌즈를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도를 산출하는 단계는
    상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 1 각도를 산출하는 단계와;
    상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 대응되는 상기 제 2 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 2 각도를 산출하는 단계와;
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도에 기초하여 상기 제 1 렌즈 유효경 중심과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 사잇각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 사잇각을 산출하는 단계에서는
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도가 상호 반대 부호인 경우,
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도 각각의 절대값의 합을 이용하여 상기 사잇각을 산출하고,
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도가 상호 동일한 부호인 경우,
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도 각각의 절대값의 차를 이용하여 상기 사잇각을 산출하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도를 산출하는 단계는
    상기 제 1 렌즈 외경 중심으로부터 유효경 중심을 지나는 가상의 기준선을 생성하는 단계와;
    상기 제 1 렌즈 외경 중심을 상기 기준선과 함께 상기 제 2 렌즈 외경 중심으로 이동시켜 상기 기준선을 이동시키는 단계와;
    상기 기준선과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간의 사잇각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법.
  5. 일측에 입사된 광이 지나가는 유효경을 가지는 유효면이 형성된 복수개의 렌즈를 조립대상배럴에 조립하는 공정 과정에서 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 제 1 렌즈의 유효경 중심에 대해 상기 조립대상배럴에 상기 제 1 렌즈 다음으로 삽입되는 제 2 렌즈의 유효경 중심이 근접하도록 회전시켜 카메라 모듈을 조립하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법에 있어서,
    외부로부터 공급되고, 상기 조립대상배럴에 최초로 삽입되는 상기 제 1 렌즈를 촬상하여 제 1 렌즈 영상을 획득하는 단계와;
    획득한 상기 제 1 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 1 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 1 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계와;
    상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 1 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 1 각도를 산출하는 단계와;
    상기 제 1 렌즈 유효경 중심이 상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축 방향으로 상기 제 1 각도 만큼 회전되게 상기 제 1 렌즈를 회전시키는 단계와;
    외부로부터 공급되고, 상기 제 1 렌즈 다음으로 상기 조립대상배럴에 삽입되는 상기 제 2 렌즈를 촬상하여 제 2 렌즈 영상을 획득하는 단계와;
    획득한 상기 제 2 렌즈 영상에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경을 추출하고, 추출된 상기 제 2 렌즈 외경 및 유효경에 기초하여 상기 제 2 렌즈 외경 중심 및 유효경 중심을 산출하는 단계와;
    상기 제 1 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 대응되는 상기 제 2 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축과 상기 제 2 렌즈 유효경 중심 간에 형성되는 제 2 각도를 산출하는 단계와;
    상기 제 2 렌즈 유효경 중심이 상기 제 2 렌즈 외경 중심을 기준으로 한 절대좌표계의 어느 하나의 축 방향으로 상기 제 2 각도 만큼 회전되게 상기 제 2 렌즈를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈 조립시스템의 렌즈 광학초점 정렬방법.
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