KR101738883B1 - 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법 - Google Patents

초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101738883B1
KR101738883B1 KR1020160001333A KR20160001333A KR101738883B1 KR 101738883 B1 KR101738883 B1 KR 101738883B1 KR 1020160001333 A KR1020160001333 A KR 1020160001333A KR 20160001333 A KR20160001333 A KR 20160001333A KR 101738883 B1 KR101738883 B1 KR 101738883B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
digital camera
ultra
light
insect
Prior art date
Application number
KR1020160001333A
Other languages
English (en)
Inventor
정기훈
금동민
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020160001333A priority Critical patent/KR101738883B1/ko
Priority to US15/400,875 priority patent/US10277788B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101738883B1 publication Critical patent/KR101738883B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/207—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
    • H04N13/232—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor using fly-eye lenses, e.g. arrangements of circular lenses
    • H04N13/0232—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0076—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a detector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N5/2254—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2217/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B2217/24—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor with means for separately producing marks on the film
    • G03B2217/242—Details of the marking device
    • G03B2217/243—Optical devices

Abstract

본 발명은 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 입사되는 빛을 꺾어주기 위한 다수개의 투과 채널로 이루어진 프리즘 어레이와, 이 빛을 포커싱 하기 위한 마이크로 렌즈로 이루어져 있는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하여 형성되어, 각각의 투과 채널이 곤충 눈의 시각 기관처럼 전체 FOV(Field of view)의 일부 영역에 대한 시각 정보를 받아들이도록 구현한 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법{Ultrathin digital camera and manufacturing method of the same}
본 발명은 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 입사되는 빛을 꺾어주기 위한 다수개의 투과 채널로 이루어진 프리즘 어레이와, 이 빛을 포커싱 하기 위한 마이크로 렌즈로 이루어져 있는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하여 형성되어, 각각의 투과 채널이 곤충 눈의 시각 기관처럼 전체 FOV(Field of view)의 일부 영역에 대한 시각 정보를 받아들이도록 구현한 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자연계에 존재하는 생물체 중 곤충은 겹눈(compound eye)을 갖는다. 겹눈은 수많은 낱눈(ommatidium)이 구형으로 배열되어 이루어진다. 다시 말해, 낱눈은 겹눈을 구성하는 단위이다. 이와 같이 곤충의 눈은 수많은 낱눈으로 구성되는 겹눈이기 때문에, 곤충은 포유동물에 비해 넓은 광시야각을 갖는다.
다시 설명하면, 곤충의 시각 기관은 사람의 시각 기관과는 다르게 구형으로 배열된 여러 개의 채널로 이루어져 있는데, 각각의 채널은 조금씩 다른 방향을 향하고 있고, 채널의 광축을 기준으로 일정 범위 안에 들어오는 신호만 받아들여 최종 이미지를 형성하게 된다.
이러한 구조는 광시야각을 가지고, 빠른 움직임을 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 소형화에도 유리해 최근 곤충의 시각 구조를 모사한 초소형 시각 센서가 많이 개발되고 있다.
특히 최근 들어, 초소형 이미징 시스템(imaging system)에 대한 수요가 증가하고 있는데, 기존의 광학 시스템을 소형화하는데 한계가 있어 곤충 눈을 모사한 이미징 시스템이 그 대안으로 떠오르고 있다.
이와 관련된 기술로, 학술논문인 "전자눈 : 180도 이상의 넓은 화각 가진 곤충눈 카메라"(저자명 : 고흥조, 정인화, 송영민, 학술지 : 과학과 기술 통권 530호, 2013년 7월)가 있다.
한편, 도 1은 자연 곤충 눈의 낱눈(ommatidium)을 나타내는 도이다.
각각의 낱눈(ommatidium)은 빛을 받아들이는 각막 렌즈(facet lens,11)와, 각막 렌즈(facet lens,11)를 통해 들어온 빛을 도파하기 위한 봉상체(rhabdom,13)와, 각막 렌즈(facet lens,11)와 봉상체(rhabdom,13)를 연결하는 구조인 원뿔 정체(crystalline cone,12) 및 빛을 감지하는 광수용체(photoreceptor cell,14)로 이루어져 있다. 이때, 하나의 낱눈(ommatidium)은 자신이 향하고 있는 방향으로부터 일정한 범위 내에 들어온 빛만 감지하게 된다.
이러한 곤충 눈의 구조를 평면 형태로 모사하면 평면상에서 360도 내의 범위 내의 특정 방향으로부터 들어오는 빛을 감지하여 물체의 위치, 움직임 및 거리를 감지할 수 있는 광센서를 제작할 수 있다.
이와 같이 곤충 눈의 구조를 모사한 광센서는 곤충 눈이 가지는 장점을 그대로 가지게 되어 기존의 거리 및 위치 센서에 비해 보다 넓은 범위를 보다 정교하게 감지할 수 있어 이에 대한 발명이 요구된다.
전자눈 : 180도 이상의 넓은 화각 가진 곤충눈 카메라(저자명 : 고흥조, 정인화, 송영민, 학술지 : 과학과 기술 통권 530호, 2013년 7월)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 입사되는 빛을 꺾어주기 위한 다수개의 투과 채널로 이루어진 프리즘 어레이와, 이 빛을 포커싱 하기 위한 마이크로 렌즈로 이루어져 있는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하여 형성되어, 각각의 투과 채널이 곤충 눈의 시각 기관처럼 전체 FOV(Field of view)의 일부 영역에 대한 시각 정보를 받아들이도록 구현한 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라는 제1기판(110) 위에 프리즘 구조가 형성되어 입사된 빛을 굴절시키는 프리즘 어레이(100); 상기 프리즘 어레이(100) 하측에 일정거리 이격되어 결합되며, 상기 프리즘 어레이(100)를 통과하여 수직으로 입사된 빛을 집광시키는 마이크로 렌즈 어레이(200); 및 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)를 통과한 빛을 전달받아 처리하는 이미지 센서(300); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리즘 어레이(100)는 상기 제1기판(110) 위에 형성되며, 무색의 네거티브 포토레지스트(negative photoresist)로 이루어진 투과 채널(120); 및 검은색의 네거티브 포토레지스트로 이루어져 빛이 흡수하며, 상기 투과채널과 교번되어 형성되는 차단 영역(130); 을 포함하며, 상기 투과 채널(120) 및 차단 영역(130)이 이루는 상측 면이 중심에서 가장자리로 갈수록 높이가 높아지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 각각의 상기 투과 채널(120)에서 빛이 꺾이는 각도인 채널 사이 각도가 상기 투과 채널(120) 하나의 시야각(FOV : Field of view)보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 상기 프리즘 어레이(100)의 투과 채널(120) 하측에, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)의 마이크로 렌즈(220)가 위치하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 상기 마이크로 렌즈(220)의 직경이 상기 투과 채널(120)의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는 가장자리에 마이크로 렌즈(220)보다 높이가 높은 스페이서(230)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1기판(110)은 빛이 통과할 수 있는 글라스 기판일 수 있다.
또한, 상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라는 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)가 형성된 제2기판(210)과, 상기 제1기판의 하측에 조리개가 형성될 수있다.
또한, 상기 조리개는 메탈(metal), 또는 검은색의 폴리머(polymer)로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프리즘 어레이(100)에는 상측 표면에 광파장 이하의 크기 및 주기를 갖는 나노구조인 무반사 나노구조가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1) 제조 방법은 상기 제1기판(110) 일측 또는 양측 면에 메탈 마스크를 패터닝하는 마스크 패터닝 단계(S100); 상기 제1기판(110)의 일측 면에 일정 간격으로 기둥 구조를 패터닝하는 단계(S110); 상기 제1기판(110)의 일측 면에 무색의 네거티브 포토레지스트를 코팅하는 코팅 단계(S200); 반구 또는 구형 형태의 프리즘 형성부(140)를 상기 글라스 기판(110)의 상측 면에 접촉 및 가압하는 가압 단계(S300); 상기 프리즘 형성부(140)를 떼어낸 후, PDMS를 코팅하는 PDMS 코팅 단계(S400); 상기 제1기판(110)의 타측 면에서 자외선을 조사하는 자외선 조사 단계(S500); PEB(Post exposure baking) 후, PDMS를 제거하는 PDMS 제거 단계(S600); 현상 공정을 통해 상기 프리즘 어레이(100)의 투과 채널(120)을 형성하는 현상 단계(S700); 어레이 형태의 상기 투과 채널(120) 사이 공간에 검은색의 네거티브 포토레지스트를 채우는 단계(S800); 및 완성된 상기 프리즘 어레이(100)를 마이크로 렌즈 어레이(200) 상측에 결합하는 단계(S900); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압 단계(S300)는 소프트 베이킹 과정 중에 수행될 수 있다.
또한, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는 기판(240)의 가장자리에 폴리머 스페이서(230)를 패터닝하는 스페이서(230) 형성 단계(A100); 상기 기판(240) 상측에 일정 간격으로 포토레지스트를 패터닝하는 포토레지스트 패터닝 단계(A200); 열을 가하여 패터닝된 포토레지스트를 리플로우(reflow) 하는 리플로우 단계(A300); 상기 기판(240) 상측에 PDMS를 코팅하여 PDMS로 패턴을 복제시키는 패턴 복제 단계(A400); 및 패턴이 복제된 상기 PDMS를 이용하여 광경화성 수지(UV curable resin)가 코팅된 제2기판(210)에 패턴을 전사하는 마이크로 렌즈 어레이(200) 형성 단계(A500); 의 과정을 거쳐 제조되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는 웨이퍼 레벨(wafer level)로 공정시, 상기 기판(240)에 폴리머 스페이서(230)를 패터닝하는 스페이서(230) 형성 단계(A100); 상기 기판(240) 상측에 일정 간격으로 포토레지스트를 패터닝하는 포토레지스트 패터닝 단계(A200); 열을 가하여 패터닝된 포토레지스트를 리플로우(reflow) 하는 리플로우 단계(A300); 의 과정을 거쳐 제조될 수 있다.
또한, 상기 프리즘 형성부(140)는 볼 렌즈, 기판 위에 곡면 형태의 구조를 가진 몰드, 중심에서 가장자리로 갈수록 폭 또는 높이가 점점 더 커지는 톱니가 기판 상측 면에 형성된 몰드, 중 어느 하나 일 수 있다.
상기 프리즘 형성부(140)가 중심에서 가장자리로 갈수록 폭 또는 높이가 점점 더 커지는 톱니가 기판 상측 면에 형성된 몰드일 경우, 상기 제1기판(110)의 일측 면에 일정 간격으로 기둥 구조를 패터닝하는 단계(S110)가 생략될 수 있다.
또한, 상기 제2기판(210)은 빛이 통과할 수 있는 글라스 기판일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법은 프리즘 어레이를 이루는 각각의 투과 채널이 곤충 눈의 시각 기관처럼 전체 FOV(Field of view)의 일부 영역에 대한 시각 정보를 받아들이도록 구현함으로써, 광시야각을 가지며, 빠른 움직임을 감시할 수 있을 뿐만 아니라 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라는 프리즘 어레이의 가장자리에서도 빛이 꺾어져 수직으로 입사되기 때문에 광학 수차가 거의 없으며, 이미지 처리 과정에서 신호 왜곡을 최소화할 수 있다.
다시 설명하면, 기존에도 상용화된 이미지 센서를 쓰면서 평면 기판에 형성된 광센서 개발이 시도된 바 있으나, 이 경우 가장자리에서 입사되는 빛이 들어올 때, 광축이 틀어지면서 수차가 발생된다. 이에 따라 이미지 상에 색의 왜곡이 생기거나, 초점이 맞지 않게 되는 문제점이 있었다. 반면, 본원 발명은 가장자리 쪽에서 입사되는 빛도, 프리즘 구조에 의해 빛이 꺾어져서 들어오기 때문에 광축이 틀어지면서 발생하는 여러 가지 수차를 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라는 웨이퍼 레벨(wafer-level)로 공정이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 상용화된 이미지 센서와의 결합이 가능해 여러 분야에 적용이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 자연 곤충 눈의 낱눈(ommatidium)을 나타내는 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라에서 투과 채널 사이의 각도를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법 중 마이크로 프리즘 어레이의 제조 단계를 순차적으로 나타낸 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법에서 프리즘 형성부 가압 단계의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 도 5의 프리즘 형성부를 이용한 웨이퍼 레벨 공정을 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라의 프리즘 어레이를 SEM으로 촬영한 이미지.
도 9는 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법 중 마이크로 렌즈 어레이의 제조 단계를 순차적으로 나타낸 도면 및 마이크로 프리즘 어레이와 결합된 모습을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라에서 프리즘 어레이의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 입사되는 빛을 꺾어주기 위한 다수개의 투과 채널(120)로 이루어진 프리즘 어레이(100)와, 이 빛을 포커싱 하기 위한 마이크로 렌즈(220)로 이루어져 있는 마이크로 렌즈 어레이(200) 및 이미지 센서(300)를 포함하여 형성되어, 각각의 투과 채널(120)이 곤충 눈의 시각 기관처럼 전체 FOV(Field of view)의 일부 영역에 대한 시각 정보를 받아들이도록 구현되었다.
구성을 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 프리즘 어레이(100)는 제1기판(110) 위에 상면이 경사진 프리즘 구조가 형성되어 입사된 빛을 굴절시킨다.
상기 프리즘 어레이(100)는 빛이 투과될 수 있는 제1기판(110)과, 상기 제1기판(110) 위에 형성되며, 무색의 네거티브 포토레지스트(negative photoresist)로 이루어진 투과 채널(120)과, 검은색의 네거티브 포토레지스트로 이루어져 빛을 흡수하며, 상기 투과채널과 교번되어 형성되는 차단 영역(130)을 포함하여 형성된다. 상기 제1기판(110)은 빛이 통과될 수 있는 글라스 기판일 수 있다.
이때, 상기 프리즘 어레이(100)는 상기 투과 채널(120) 및 차단 영역(130)이 이루는 상측 면이 중심에서 가장자리로 갈수록 높이가 높아지도록 형성되어, 외부에서 입사되는 빛이 꺾여 상기 투과 채널(120)을 수직으로 통과하도록 형성된다.
상기 무색의 네거티브 포토레지스트 및 검은색의 네거티브 포토레지스트는 SU-8이 사용될 수 있으며, 이 외에 다른 재료로 변경실시가 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 투과 채널(120) 사이의 각도는 투과 채널(120)에서 빛이 꺾이는 각도의 차이로 정의되는데, 이 투과 채널(120) 사이의 각도가 투과 채널(120) 한 개의 FOV(Field of view)보다 클 경우, 본 발명의 광센서(1)가 감지하지 못하는 영역이 존재하게 된다.
따라서 상기 투과 채널(120) 사이 각도는 상기 투과 채널(120) 하나의 시야각(FOV : Field of view)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
실제로 제작된 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 상기 투과 채널(120)의 FOV는 채널 사이의 각도보다 충분히 커서 모든 영역을 감지함과 동시에 하나의 물체가 여러 채널에서 동시에 측정될 수 있었다.
이러한 특성은 이미지 처리 과정에서 고해상도의 이미지를 구하는데 이용할 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 프리즘 어레이의 표면에는 무반사 나노 구조가 형성될 수 있다.
무반사 나노 구조는 광파장 이하의 크기를 가지는 나노 구조가 형성될 경우, 빛의 반사율이 감소하고 투과율이 증가하게 되는 특징을 갖고 있다.
상기 프리즘 어레이는 가장자리에 있는 영역에서 빛의 입사각이 커지면서 표면에서 빛이 반사되는 양이 증가하게 되는데, 무반사 나노 구조가 상기 프리즘 어레이 표면에 형성될 경우, 빛의 반사율이 감소될 수 있다는 장점이 있다.
무반사 나노 구조와 관련해서는 본 출원인의 국내등록특허 제1485889호(등록일 2015.01.19)에 자세히 개시된 바 있으며, 이의 구조를 본 발명에 적용할 경우 상술한 바와 같은 추가적인 장점을 획득할 수 있다.
한편, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는 상기 프리즘 어레이(100) 하측에 일정거리 이격되어 결합되며, 상기 프리즘 어레이(100)를 통과하여 수직으로 입사된 빛을 집광시키는 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 상기 프리즘 어레이(100)의 투과 채널(120) 하측에 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)의 마이크로 렌즈(220)가 위치하도록 배치되며, 상기 투과 채널(120)의 직경과, 상기 마이크로 렌즈(220)의 직경이 동일하게 형성됨으로써, 상기 투과 채널(120)을 통과하여 수직으로 입사된 빛이 손실이나 왜곡 없이 모두 상기 마이크로 렌즈(220)를 거치며 한 지점으로 집광될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 마이크로 렌즈(220)의 직경은 설계에 따라 상기 투과 채널(120)의 직경보다 크게 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는 상기 프리즘 어레이(100)의 하측에 일정 거리 이격되어 배치되는데, 이를 위해 가장자리에 상기 마이크로 렌즈(220)보다 높이가 높은 스페이서(230)가 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 이미지 센서(300)에서는 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)를 통과한 빛을 전달받아 처리하게 되며, 상용화된 CIS(CMOS image sensor)가 사용될 수도 있다. 상기 이미지 센서(300)는 마이크로 렌즈 어레이(200)의 하측 면에 접촉되어 결합될 수 있다.
다시 한 번 정리하면, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 빛의 방향을 꺾어주기 위한 프리즘 어레이(100)와, 이 빛을 집광해서 이미지를 형성하기 위한 마이크로 렌즈 어레이(200)로 이루어져 있는데, 상기 프리즘 어레이(100)를 이루는 각각의 투과 채널(120)은 겹눈을 갖는 곤충의 시각 구조처럼 조금씩 다른 영역의 부분 이미지를 형성하고, 이러한 이미지들을 이용해서 전체 이미지를 형성하게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법은 마스크 패터닝 단계(S100), 기둥 구조를 패터닝하는 단계(S110), 스핀 코팅 단계(S200), 가압 단계(S300), PDMS 코팅 단계(S400), 자외선 조사 단계(S500), PDMS 제거 단계(S600), 현상 단계(S700), 검은색의 네거티브 포토레지스트(S800)를 채우는 단계, 및 상기 프리즘 어레이(100) 및 마이크로 렌즈 어레이(200) 결합 단계(S900)를 포함한다.
먼저, 상기 마스크 패터닝 단계(S100)에서는 상기 프리즘 어레이(100)를 이루는 글라스 기판(110)의 일측 또는 양측 면에 일정 패턴이 형성된 메탈 마스크를 패터닝한 후, 도 4(b)와 같이 일정 간격으로 기둥 구조를 패터닝하게 된다.
이는 현상 단계에서 두께가 두꺼운 구조에 자외선 조사량을 맞추면, 가운데 두께가 낮은 구조에서는 자외선 조사량이 많아져, 채널 사이에 있는 네거티브 포토레지스트까지 조사가 되어 중합되는 현상이 나타나는데, 이를 방지하기 위한 것이다.
이 때, 글라스 기판(110)의 프리즘이 패턴 되는 면은 메탈 마스크가 형성되고, 반대측 면은 메탈, 검은색의 폴리머(polymer)를 이용해 조리개가 형성될 수 있다. 여기서 검은색의 포토레지스트도 검은색의 폴리머에 해당된다. 또한, 상기 조리개는 검은색의 폴리머 외에도 다른 재료로 얼마든지 변경실시가 가능하다.
다음, 상기 스핀 코팅 단계(S200)에서는 상기 제1기판(110)의 일측 면에 무색의 네거티브 포토레지스트를 스핀 코팅하게 된다.
다음, 상기 가압 단계(S300)에서는 소프트 베이킹 과정 중, 반구 또는 구형 형태의 프리즘 형성부(140)를 상기 제1기판(110)의 상측 면에 접촉 및 가압하여 중심에서부터 가장자리로 갈수록 높이가 점점 더 높아지는 프리즘 어레이(100)의 외면 형태를 형성하게 된다.
이때, 상기 프리즘 형성부(140)는 볼 렌즈일 수도 있으며, 도 5와 같이, 기판 위에 곡면 형태의 구조를 가진 몰드일 수 있다. 웨이퍼 크기의 기판 위에 곡면 형태의 구조를 가진 몰드를 제작하면, 웨이퍼 레벨의 공정도 가능하여 제작 단가를 낮출 수 있다는 장점이 있다.
도 7은 도 5의 프리즘 형성부(140)를 이용한 웨이퍼 레벨 공정을 나타낸 도면으로, 이러한 과정의 웨이퍼 레벨 공정을 통해 프리즘 어레이(100)가 형성될 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 프리즘 형성부(140)는 도 6과 같이 중심에서 가장자리로 갈수록 폭 또는 높이가 점점 더 커지는 톱니가 상측 면에 형성되는 형태일 수 있다. 이때, 도 6에서 삼각형으로 표시된 영역이 마이크로 프리즘 역할을 하게 된다.
도 6(a)의 프리즘 형성부(140)는 마이크로 프리즘의 폭(W)과 두께(H) 중, 폭은 동일하게 두고, 두께를 변화시켜 빛이 꺾이는 각도를 조절하게 되고, 도 6(b)의 프리즘 형성부(140)는 두께는 동일하게 두고, 폭을 변화시켜 빛이 꺾이는 각도를 조절하게 된다.
볼 렌즈를 사용하게 되면 가장자리로 갈수록 두께가 두꺼워진다는 단점이 있으나, 도 6과 같은 형태에서는 필요 없는 두께를 없애고 마이크로 프리즘 부분만 활용할 수 있다는 장점이 있다.
이 경우 중심과 가장자리의 마이크로 프리즘의 두께 차이가 크지 않아 상기 제1기판(110)의 일측 면에 일정 간격으로 기둥 구조를 패터닝하는 단계(S110)가 생략될 수 있다.
다음, 상기 PDMS 코팅 단계(S400)에서는 상기 프리즘 형성부(140)를 떼어낸 후, PEB(Post exposure baking) 과정 중 모양이 변형되지 않도록 무색의 네거티브 포토레지스트 위에 PDMS를 코팅한다. 이때, PDMS는 다른 재료로 변경실시가 가능하다.
다음으로, 상기 자외선 조사 단계(S500)에서는 상기 글라스 기판(210)의 아래쪽에서 자외선을 조사하고, PEB를 한 다음, PDMS를 제거한 후, 현상(develope) 공정을 통해 상기 프리즘 어레이(100)의 투과 채널(120)을 형성하게 된다.
마지막으로, 각각의 상기 투과 채널(120) 사이를 통과하는 빛을 차단하기 위해 어레이 형태의 상기 투과 채널(120) 사이 공간에 검은색의 네거티브 포토레지스트를 채워준다.
본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법에서는 상술한 바와 같은 과정을 통해 제작된 프리즘 어레이(100)를 미리 제조된 마이크로 렌즈 어레이(200) 상측에 결합하여 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)를 완성하게 된다.
상기 마이크로 렌즈 어레이(200)를 제조하는 방법을 설명하면, 기판(240)의 가장자리에 폴리머 스페이서(230)를 패터닝하는 스페이서(230) 형성 단계(A100)와, 상기 기판(240) 상측에 일정 간격으로 포토레지스트를 패터닝하는 포토레지스트 패터닝 단계(A200), 열을 가하여 패터닝된 포토레지스트를 리플로우(reflow) 하는 리플로우 단계(A300), 상기 기판(240) 상측에 PDMS를 코팅하여 PDMS로 패턴을 복제시키는 패턴 복제 단계(A400); 및 패턴이 복제된 상기 PDMS를 이용하여 광경화성 수지(UV curable resin)가 코팅된 제2기판(210)에 패턴을 전사하는 마이크로 렌즈 어레이(200) 형성 단계(A500); 를 거쳐 제조될 수 있다.
다시 정리하면, 우선 폴리머 스페이스를 형성한 후, 패터닝된 포토레지스트를 리플로우(reflow)한다. 이 구조를 다시 PDMS로 복제한 후, 마지막으로 광경화성 수지(UV curable resin)에 패턴을 전사하여 마이크로 렌즈 어레이(200)를 제작한다.
이때, 상기 제2기판(210)은 빛이 통과될 수 있는 글라스 기판일 수 있으며, 도 9(f)과 같이 상기 제2기판(210)의 하측에는 조리개 어레이(aperture array)가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200) 제조 시 사용되는 포토레지스트는 AZ9260일 수 있으며, 이 외에 다른 것으로 변경실시가 가능하다.
또 다른 실시예로, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)를 제조하는 방법은 상기 리플로우 단계(A300) 후, 상기 PDMS로 패턴을 복제시키는 패턴 복제 단계(A400)가 수행되지 않고, 웨이퍼 레벨(wafer level)로 공정 시 웨이퍼 상에서 리플로우 해서 만들어진 렌즈를 그대로 사용할 수도 있다.
또한, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200) 제조 시 사용되는 광경화성 수지 및 PDMS는 다른 것으로 변경실시가 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1) 및 그 제조 방법은 프리즘 어레이(100)를 이루는 각각의 투과 채널(120)이 곤충 눈의 시각 기관처럼 전체 FOV(Field of view)의 일부 영역에 대한 시각 정보를 받아들이도록 구현함으로써, 광시야각을 가지며, 빠른 움직임을 감시할 수 있을 뿐만 아니라 소형화가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는 프리즘 어레이(100)의 가장자리에서도 빛이 꺾어져 수직으로 입사되기 때문에 광학 수차가 거의 없으며, 이미지 처리 과정에서 신호 왜곡을 최소화할 수 있다.
아울러, 본 발명의 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라는 웨이퍼 레벨(wafer-level)로 공정이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있으며, 상용화된 이미지 센서와의 결합이 가능해 여러 분야에 적용이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라
100 : 프리즘 어레이
110 : 제1기판 120 : 투과 채널
130 : 차단 영역 140 : 프리즘 형성부
150 : 메탈 마스크
161 : 무색의 네거티브 포토레지스트
162 : 검은색의 네거티브 포토레지스트
200 : 마이크로 렌즈 어레이
210 : 제2기판 220 : 마이크로 렌즈
230 : 스페이서 240 : 기판
300 : 이미지 센서
S100~S900 : 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법의 각 단계
A100~A500 : 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법의 각 단계

Claims (19)

  1. 제1기판(110) 위에 프리즘 구조가 형성되어 입사된 빛을 굴절시키며, 무색의 네거티브 포토레지스트(negative photoresist)로 이루어진 투과 채널(120)과, 검은색의 네거티브 포토레지스트로 이루어져 빛이 흡수하며, 상기 투과채널과 교번되어 형성되는 차단 영역(130)으로 이루어지되, 굴절된 빛이 상기 투과 채널(120)에 수직으로 입사되는 프리즘 어레이(100);
    상기 프리즘 어레이(100) 하측에 일정거리 이격되어 결합되며, 가장자리에 마이크로 렌즈(220)보다 높이가 높은 스페이서(230)가 형성되되, 상기 스페이서(230)가 상기 프리즘 어레이(100)의 최외측에 위치한 차단 영역(130)과 대응되는 영역 내에 형성되며 , 상기 프리즘 어레이(100)를 통과하여 수직으로 입사된 빛을 집광시키는 마이크로 렌즈 어레이(200); 및
    상기 마이크로 렌즈 어레이(200)를 통과한 빛을 전달받아 처리하는 이미지 센서(300); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는
    각각의 상기 투과 채널(120)에서 빛이 꺾이는 각도인 채널 사이 각도가 상기 투과 채널(120) 하나의 시야각(FOV : Field of view)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는
    상기 프리즘 어레이(100)의 투과 채널(120) 하측에, 상기 마이크로 렌즈 어레이(200)의 마이크로 렌즈(220)가 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)는
    상기 마이크로 렌즈(220)의 직경이 상기 투과 채널(120)의 직경보다 크거나 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1기판(110)은
    빛이 통과할 수 있는 글라스 기판인 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라는
    상기 마이크로 렌즈 어레이(200)가 형성된 제2기판(210)과, 상기 제1기판의 하측에 조리개가 형성되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 조리개는
    메탈(metal), 또는 검은색의 폴리머(polymer)로 제조되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 프리즘 어레이(100)에는
    상측 표면에 광파장 이하의 크기 및 주기를 갖는 나노구조인 무반사 나노구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라.
  11. 제 1항, 3항 내지 5항, 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 의한 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라(1)를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 제1기판(110) 일측 또는 양측 면에 메탈 마스크를 패터닝하는 마스크 패터닝 단계(S100);
    상기 제1기판(110)의 일측 면에 일정 간격으로 기둥 구조를 패터닝하는 단계(S110);
    상기 제1기판(110)의 일측 면에 무색의 네거티브 포토레지스트를 코팅하는 코팅 단계(S200);
    반구 또는 구형 형태로, 볼 렌즈, 기판 위에 곡면 형태의 구조를 가진 몰드, 중심에서 가장자리로 갈수록 폭 또는 높이가 점점 더 커지는 톱니가 기판 상측 면에 형성된 몰드, 중 어느 하나인 프리즘 형성부(140)를 상기 제1기판(110)의 상측 면에 접촉 및 가압하는 가압 단계(S300);
    상기 프리즘 형성부(140)를 떼어낸 후, PDMS를 코팅하는 PDMS 코팅 단계(S400);
    상기 제1기판(110)의 타측 면에서 자외선을 조사하는 자외선 조사 단계(S500);
    PEB(Post exposure baking) 후, PDMS를 제거하는 PDMS 제거 단계(S600);
    현상 공정을 통해 상기 프리즘 어레이(100)의 투과 채널(120)을 형성하는 현상 단계(S700);
    어레이 형태의 상기 투과 채널(120) 사이 공간에 검은색의 네거티브 포토레지스트를 채우는 단계(S800); 및
    완성된 상기 프리즘 어레이(100)를 마이크로 렌즈 어레이(200) 상측에 결합하는 단계(S900); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 가압 단계(S300)는
    소프트 베이킹 과정 중에 수행되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 초박형 디지털 카메라 제조 방법은
    상기 제1기판(110)의 타측 면에 조리개가 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는
    기판(240)의 가장자리에 폴리머 스페이서(230)를 패터닝하는 스페이서(230) 형성 단계(A100);
    상기 기판(240) 상측에 일정 간격으로 포토레지스트를 패터닝하는 포토레지스트 패터닝 단계(A200);
    열을 가하여 패터닝된 포토레지스트를 리플로우(reflow) 하는 리플로우 단계(A300);
    상기 기판(240) 상측에 PDMS를 코팅하여 PDMS로 패턴을 복제시키는 패턴 복제 단계(A400); 및
    패턴이 복제된 상기 PDMS를 이용하여 광경화성 수지(UV curable resin)가 코팅된 제2기판(210)에 패턴을 전사하는 마이크로 렌즈 어레이(200) 형성 단계(A500); 의 과정을 거쳐 제조되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈 어레이(200) 제조 과정에는
    상기 스페이서(230) 형성 단계(A100) 이전에, 상기 기판 (240)의 폴리머 스페이서가 형성 되는 반대 면에 조리개가 형성되는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈 어레이(200)는
    웨이퍼 레벨(wafer level)로 공정 시,
    기판(240)에 폴리머 스페이서(230)를 패터닝하는 스페이서(230) 형성 단계(A100);
    상기 기판(240) 상측에 일정 간격으로 포토레지스트를 패터닝하는 포토레지스트 패터닝 단계(A200);
    열을 가하여 패터닝된 포토레지스트를 리플로우(reflow) 하는 리플로우 단계(A300); 의 과정을 거쳐 제조되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  17. 삭제
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법은
    중심에서 가장자리로 갈수록 폭 또는 높이가 점점 더 커지는 톱니를 포함하는 몰드가, 상기 프리즘 형성부(140)인 경우,
    상기 제1기판(110)의 일측 면에 일정 간격으로 기둥 구조를 패터닝하는 단계(S110)가 생략되는 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 제2기판(210)은
    빛이 통과할 수 있는 글라스 기판인 것을 특징으로 하는 곤충 눈을 모사한 초박형 디지털 카메라 제조 방법.
KR1020160001333A 2016-01-06 2016-01-06 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법 KR101738883B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160001333A KR101738883B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법
US15/400,875 US10277788B2 (en) 2016-01-06 2017-01-06 Ultrathin digital camera and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160001333A KR101738883B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101738883B1 true KR101738883B1 (ko) 2017-05-23

Family

ID=59050316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160001333A KR101738883B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10277788B2 (ko)
KR (1) KR101738883B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200042810A (ko) * 2018-10-16 2020-04-24 한국과학기술원 마이크로카메라 어레이를 구비한 초근접 영상촬영장치
WO2020209557A1 (ko) * 2019-04-08 2020-10-15 하나마이크론(주) 이미지 센서 패키지, 모듈 및 그 제조 방법
KR102443126B1 (ko) * 2021-06-09 2022-09-14 엘아이지넥스원 주식회사 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법
KR20230078380A (ko) * 2021-11-26 2023-06-02 국방과학연구소 이미지를 생성하기 위한 장치 및 방법
WO2023229367A1 (en) * 2022-05-24 2023-11-30 Lg Innotek Co., Ltd. Lidar unit with stray light reduction system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10439713B1 (en) * 2018-03-15 2019-10-08 The Boeing Company System and method for receiving signal information for networking using a free space optical link
CN112866512B (zh) * 2019-11-26 2022-03-22 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 复眼摄像装置及复眼系统
US11543654B2 (en) * 2020-09-16 2023-01-03 Aac Optics Solutions Pte. Ltd. Lens module and system for producing image having lens module

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100541028B1 (ko) * 2003-07-21 2006-01-11 주식회사 옵토메카 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2007110588A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Funai Electric Co Ltd 複眼撮像装置
DE102006004802B4 (de) * 2006-01-23 2008-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bilderfassungssystem und Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bilderfassungssystems
JP4699917B2 (ja) * 2006-02-28 2011-06-15 パナソニック株式会社 固体撮像素子
KR101410002B1 (ko) 2007-11-19 2014-06-20 삼성전자주식회사 인공 낱눈을 구비한 이미지 검출장치 및 인공 낱눈 유닛의제조방법
US7683310B1 (en) * 2008-04-24 2010-03-23 Sandia Corporation Laser warning receiver to identify the wavelength and angle of arrival of incident laser light
US8823859B2 (en) * 2008-10-08 2014-09-02 Olympus Corporation Image pickup unit, optical unit, and manufacturing method for the image pickup unit
US20120147228A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-14 Duparre Jacques Imaging systems with optical crosstalk suppression structures
JP2014521992A (ja) * 2011-07-19 2014-08-28 ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッド 受動光学構成要素の製造方法および受動光学構成要素を備えるデバイス
KR101485889B1 (ko) 2011-11-24 2015-01-27 한국과학기술원 나노섬 마스크를 이용한 대면적 무반사 나노구조를 구비하는 렌즈 및 이의 제조 방법
WO2015050499A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Lens array modules and wafer-level techniques for fabricating the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200042810A (ko) * 2018-10-16 2020-04-24 한국과학기술원 마이크로카메라 어레이를 구비한 초근접 영상촬영장치
KR102142859B1 (ko) * 2018-10-16 2020-08-10 한국과학기술원 마이크로카메라 어레이를 구비한 초근접 영상촬영장치
WO2020209557A1 (ko) * 2019-04-08 2020-10-15 하나마이크론(주) 이미지 센서 패키지, 모듈 및 그 제조 방법
KR102443126B1 (ko) * 2021-06-09 2022-09-14 엘아이지넥스원 주식회사 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법
KR20230078380A (ko) * 2021-11-26 2023-06-02 국방과학연구소 이미지를 생성하기 위한 장치 및 방법
KR102635554B1 (ko) * 2021-11-26 2024-02-13 국방과학연구소 이미지를 생성하기 위한 장치 및 방법
WO2023229367A1 (en) * 2022-05-24 2023-11-30 Lg Innotek Co., Ltd. Lidar unit with stray light reduction system

Also Published As

Publication number Publication date
US20170195534A1 (en) 2017-07-06
US10277788B2 (en) 2019-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101738883B1 (ko) 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법
US7019918B2 (en) Panoramic imaging system
US9184199B2 (en) Optical assembly including plenoptic microlens array
US6721101B2 (en) Lens arrays
US7525733B2 (en) Solid-state imaging device and method for manufacturing the same
CN100427971C (zh) 光吸收构件
WO2017202323A1 (zh) 感光像元、图像采集器、指纹采集设备及显示设备
KR101410002B1 (ko) 인공 낱눈을 구비한 이미지 검출장치 및 인공 낱눈 유닛의제조방법
US20130070146A1 (en) Image pickup device and rangefinder device
US20070070507A1 (en) Aspherical microlens arrays and fabrication method thereof and applications using the same
KR20030020400A (ko) 마이크로렌즈 시트 및 프로젝션 스크린
JP2006528424A (ja) イメージセンサー及びその製造方法
CN1816915A (zh) 用于图像传感器或显示单元的多微透镜系统
WO2023011365A1 (zh) 超构透镜、摄像模组和电子设备
CN109239935A (zh) 一种莫尔成像系统
JPH09307697A (ja) マイクロレンズアレイおよびイメージセンサおよび光画像伝送素子
KR102614907B1 (ko) 이미지 센서 및 이미지 센서 제조 방법
KR100612553B1 (ko) 렌티큘라 시트 및 이를 이용하는 투과형 스크린
US10916575B2 (en) Image sensor and method of manufacturing image sensor
US8472762B2 (en) Biomimetic compound eye optical sensor and fabricating method thereof
Di et al. An artificial compound eyes imaging system based on mems technology
CA3156517A1 (en) Method for manufacturing a biometric imaging device by means of nanoimprint lithography
Jeong et al. Polymeric synthesis of biomimetic artificial compound eyes
KR102443126B1 (ko) 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법
KR102427976B1 (ko) 다초점 마이크로렌즈 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant