KR101817937B1 - 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법 - Google Patents

카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈의 제조 시 렌즈와 이미지 센서가 장착된 하우징 간의 정렬 동작을 정밀하게 수행할 수 있는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법을 개시한다. 본 발명의 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치는, 원통형 렌즈 및 렌즈 캐리어를 포함하는 카메라 모듈을 제조하기 위한 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치에 있어서, 상면에 상기 카메라 모듈을 적재하는 적재부; 상기 적재부의 상부에 배치되어, 제1 제어 신호에 따라 상기 적재부에 적재된 상기 카메라 모듈의 렌즈 상면에 밀착되도록 이동하고, 상기 렌즈 상면에 밀착함에 따라 상기 렌즈 상면을 흡입하는 흡입구를 구비하며, 상기 흡입구의 흡입면은 상기 원통형 렌즈의 틸팅을 보정할 수 있는 고정된 기준면인 진공 패드부; 상기 적재부의 상부에 배치되어, 제2 제어 신호에 따라 상기 원통형 렌즈를 잡는제2 제어 신호에 따라 상기 원통형 렌즈를 잡는 모듈이 적재됨을 감지하고, 적재 감지에 따라 상기 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 진공 패드부가 상기 렌즈 상면을 흡입함을 감지하고, 흡입 감지에 따라 상기 제2 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법{APPARATUS FOR ACTIVE ALIGNMENT OF LENS OF CAMERA MODULE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 카메라 모듈의 제조 시 렌즈와 이미지 센서가 장착된 하우징 간의 정렬 동작을 정밀하게 수행할 수 있는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법에 관한 것이다.
최근의 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 모바일 장치에는 정밀 부품, 특히, 카메라 모듈이 장착되는 것이 일반적이며, 이러한 카메라 모듈은 소비자의 요구에 부합하도록 초소형화 및 고화소화되고 있다. 또한, 위와 같은 초소형화 등으로 인하여 카메라 모듈은 기존의 나사선 방식에 따라 렌즈를 하우징에 체결하는 것이 아니라 무나사 방식으로 체결하는 방향으로 제조되고 있다.
상술한 바와 같은 모바일 장치에 장착되는 카메라 모듈(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 이미지 센서(11), 예를 들면 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 센서를 포함하는 하우징(13)과 렌즈(12) 등이 경화제(14)에 의하여 조립된 하나의 모듈의 형태로 공급되는데, 위와 같은 카메라 모듈의 렌즈(12)의 초점을 조정하기 위해서는, 렌즈(12)가 기울어지지 않도록 정확히 그립(Grip)하고, Z축으로 렌즈(12)를 이동시키며 최적의 초점 위치를 찾은 후에, 그 위치에 렌즈(12)를 그립한 채로 경화제(14)를 적용하여 렌즈(12)를 하우징(13)에 고정시킨다.
이때, 상술한 바와 같이 카메라 모듈을 제조하는 데 있어서, 정확한 그립에 따라 렌즈(12)의 중앙과 이미지 센서(11)의 중앙이 정밀하게 정렬되지 못하면 상술한 고해상도의 카메라 기능을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 카메라 모듈의 제조 시 렌즈와 이미지 센서가 장착된 하우징 간의 정렬 동작에 있어서, 카메라 모듈의 렌즈를 기울어짐, 즉, 틸트(Tilt) 없이 정교하게 그립할 수 있도록 함으로써, 렌즈와 이미지 센서 간의 중심축 정렬을 정밀하게 수행할 수 있는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 및 그 정렬 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치는, 원통형 렌즈 및 렌즈 캐리어를 포함하는 카메라 모듈을 제조하기 위한 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치에 있어서, 상면에 상기 카메라 모듈을 적재하는 적재부; 상기 적재부의 상부에 배치되어, 제1 제어 신호에 따라 상기 적재부에 적재된 상기 카메라 모듈의 렌즈 상면에 밀착되도록 이동하고, 상기 렌즈 상면에 밀착함에 따라 상기 렌즈 상면을 흡입하는 흡입구를 구비하며, 상기 흡입구의 흡입면은 상기 원통형 렌즈의 틸팅을 보정할 수 있는 고정된 기준면인 진공 패드부; 상기 적재부의 상부에 배치되어, 제2 제어 신호에 따라 상기 원통형 렌즈를 잡는 그립부; 및 상기 적재부에 상기 카메라 모듈이 적재됨을 감지하고, 적재 감지에 따라 상기 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 진공 패드부가 상기 렌즈 상면을 흡입함을 감지하고, 흡입 감지에 따라 제2 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치는, 제3 제어 신호에 따라 상기 적재부의 상면을 촬상하고, 촬상한 영상을 상기 제어부로 출력하는 비젼부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 적재부가 상면에 상기 카메라 모듈 대신 상기 흡입구에 대한 지그를 적재함에 따라 상기 제3 제어 신호를 생성하고, 상기 비젼부로부터 상기 제3 제어 신호에 대응하는 지그 영상을 입력받으며, 상기 제1 제어 신호는, 상기 진공 패드부의 흡입구의 중심이 상기 지그 영상의 중심의 상부인 제1 지점에 도착할 때까지 상기 진공 패드부를 수평 이동시키고, 상기 흡입구가 상기 렌즈 상면에 밀착하는 제2 지점에 도착할 때까지 수직 이동시키는 명령을 포함할 수 있다.
이때, 상기 비젼부는, 제4 제어 신호에 따라 상기 적재부의 상면을 촬상하고, 촬상한 영상을 상기 제어부로 출력하며, 상기 제어부는, 상기 카메라 모듈이 적재됨을 감지함에 따라 상기 제4 제어 신호를 더 생성하고, 상기 비젼부로부터 상기 제4 신호에 대응하는 모듈 영상을 입력받으며, 상기 제1 제어 신호는, 상기 흡입구의 중심을 상기 제1 지점에서 상기 모듈 영상의 중심의 상부인 제3 지점으로 수평 이동시킨 후에 상기 제2 지점으로 수직 이동하는 명령일 수 있다.
한편, 상기 그립부는, 상기 원통형 렌즈의 측면을 잡는 경우에 제1 접점 및 제2 접점을 통하여 접하고, 상기 제2 제어 신호의 입력에 따라 상기 원통형 렌즈의 원형 부분의 지름선을 기준선으로 하여 상기 기준선에 수직인 제1 방향으로 수평 이동하는 제1 그립 구조; 및 상기 원통형 렌즈의 측면을 잡는 경우에 제3 접점을 통하여 접하고, 상기 제2 신호의 입력에 따라 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 수평 이동하는 제2 그립 구조를 포함하고, 상기 제1 접점, 상기 제2 접점 및 상기 제3 접점은, 상기 원통형 렌즈의 원둘레 상에 120도 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 기준선이 상기 제3 지점을 통과하도록 상기 제1 그립 구조 및 상기 제2 그립 구조의 초기 위치를 설정하는 명령을 포함하는 제5 제어 신호를 생성하고, 상기 제1 그립 구조 및 상기 제2 그립 구조는, 상기 제5 제어 신호의 입력에 따라 이동할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법은, 원통형 렌즈 및 렌즈 캐리어를 포함하는 카메라 모듈을 제조하기 위하여 적재부, 진공 패드부 및 그립부를 포함하는 능동 정렬 장치를 이용하여 카메라 모듈 렌즈를 능동 정렬하는 방법에 있어서, 상기 적재부에 상기 카메라 모듈이 적재되는 단계; 상기 카메라 모듈의 렌즈 상면에 상기 진공 패드부의 흡입구를 밀착시키는 단계; 상기 흡입구의 밀착에 따라 상기 흡입구를 통하여 상기 렌즈 상면을 흡입하는 단계; 상기 렌즈 상면의 흡입에 따라 상기 원통형 렌즈의 기울어짐을 보정하는 단계; 및 상기 그립부로 상기 원통형 렌즈를 잡는 단계를 포함한다.
이때, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법은, 상기 흡입구에 대한 지그 영상을 촬상하여 획득하는 단계; 및 상기 지그 영상의 중심점의 상부에 해당하는 지점을 상기 흡입구의 초기 위치로 하여 상기 흡입구를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법은, 상기 카메라 모듈을 촬상하여 모듈 영상을 획득하는 단계; 및 상기 모듈 영상의 중심점의 상부에 해당하는 지점을 상기 흡입구의 초기 위치로 하여 상기 흡입구를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 카메라 모듈의 제조 시 렌즈와 이미지 센서가 장착된 하우징 간의 정렬 동작에 있어서, 카메라 모듈의 렌즈를 기울어짐 없이 정교하게 그립할 수 있도록 함으로써, 렌즈와 이미지 센서 간의 중심축 정렬을 정밀하게 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 렌즈의 기울어짐이 보정된 상태에서 그립이 이루어지므로, 렌즈의 기울어짐 보정을 위한 센서나 이동 장치 없이도 정렬을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 중 그립부의 구조를 도시한 상면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법 중 진공 패드부의 초기 위치를 설정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법 중 진공 패드부가 렌즈의 기울어짐을 보정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법 중 그립부가 렌즈를 잡는 동작을 나타낸 도면이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
“제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치를 도시한 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치의 구조를 도시한 도면으로, 도 2 내지 도 3b에 의하면 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치는, 적재부(100), 진공 패드부(200), 그립부(300), 제어부(400) 및 비젼부(500)를 포함할 수 있다.
적재부(100)는, 상면에 카메라 모듈(10), 진공 패드부(200)의 흡입구(210)용 지그(220) 등을 적재할 수 있으며, 진공 패드부(200), 그립부(300) 및 비젼부(500)의 이동 방식에 따라 고정형일 수도 있고, 컨베이어 벨트 등의 방식을 이용하여 상면에 적재된 카메라 모듈(10) 등을 이동시키는 이동형일 수도 있다.
또한, 진공 패드부(200)는, 적재부(100)의 상부에 배치되어, 제어부(400)로부터 제1 제어 신호를 입력받고, 입력된 제1 제어 신호에 따라 적재부(100)에 적재된 카메라 모듈(10)의 렌즈 상면, 즉, 원통형 렌즈의 상면에 위치한 원형 부분에 밀착되도록 이동하며, 렌즈 상면에 밀착함에 따라 렌즈 상면을 흡입하는 흡입구(210)를 구비하며, 흡입구(210)의 흡입면은 원통형 렌즈의 틸팅을 보정할 수 있는 고정된 기준면이 된다. 이때, 진공 패드부(200)는, 원통형 렌즈를 흡입하기 위한 진공압을 형성하기 위하여 흡입구(210) 외에도 진공 펌프(도시되지 않음), 진공 펌프에 연결된 호스(도시되지 않음)을 포함하나, 이는 당해 분야에서 사용되는 기술내용이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 그립부(300)는, 적재부(100)의 상부에 배치되어, 제어부(400)로부터 제2 제어 신호를 입력받고, 입력된 제2 제어 신호에 따라 원통형 렌즈를 잡는 역할을 한다. 이때, 그립부(300)는, 적재부(100)의 형태, 즉, 이동형인지 고정형인지에 따라 대응하여 그립부(300)의 그립 수단(310, 320)을 이동시키는 이동 수단(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 적재부(100)의 상면에 카메라 모듈(10)이 적재된 경우에만 적재부(100)의 상부로 이동할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 제어부(400)는, 소정의 센서(도시되지 않음) 또는 외부 입력을 통하여 적재부(100)에 카메라 모듈(10)이 적재됨을 감지하고, 적재 감지에 따라 제1 제어 신호를 생성하며, 생성된 제1 제어 신호를 진공 패드부(200)로 출력하고, 소정의 센서(도시되지 않음) 또는 외부 입력을 통하여 진공 패드부(200)가 렌즈 상면을 흡입함을 감지하며, 흡입 감지에 따라 상기 제2 제어 신호를 생성하고, 생성된 제2 제어 신호를 그립부(300)로 출력한다. 즉, 제어부(400)는, 렌즈 정렬을 위한 일련의 동작을 수행하기 위하여 진공 패드부(200) 및 그립부(300)의 이동 수단(도시되지 않음)에 구동 신호에 해당하는 제1 제어 신호 또는 제2 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 비젼부(500)는, 제어부(400)로부터 제3 제어 신호를 입력받고, 입력된 제3 제어 신호에 따라 적재부(100)의 상면을 촬상하며, 촬상한 영상을 제어부(400)로 출력하는 역할을 한다.
이때, 제어부(400)는, 적재부(100)가 상면에 카메라 모듈(10) 대신 흡입구(210)에 대한 지그(Jig)(220)를 적재함에 따라 제3 제어 신호를 생성하고, 비젼부로(500)가 제3 제어 신호에 의하여 촬상한 지그 영상을 입력받으며, 입력된 지그 영상을 분석하여 제1 제어 신호에 포함된 명령을 갱신 또는 추가할 수 있다.
즉, 진공 패드부(200)는, 제어부(400)로부터 입력된 제1 제어 신호에 따라 그 흡입구(210)의 흡입면이 적재부(100)에 적재된 카메라 모듈(10)의 렌즈 상면에 밀착되도록 이동하는데, 이때, 제1 제어 신호에 따른 이동 경로는, 진공 패드부(200)의 흡입구(210)의 중심이 지그 영상의 중심의 상부인 제1 지점에 도착할 때까지 수평 이동하고, 흡입구(210)가 렌즈 상면에 밀착하는 제2 지점에 도착할 때까지 수직 이동하는 방식의 경로일 수 있다.
아울러, 제어부(400)는, 소정의 센서 또는 외부 입력을 통하여 적재부(100)에 카메라 모듈(10)이 적재됨을 감지하고, 적재 감지에 따라 제4 제어 신호를 추가적으로 생성할 수 있으며, 비젼부(500)가 제4 제어 신호에 의하여 촬상한 모듈 영상을 입력받고, 입력된 모듈 영상을 분석하여 제1 제어 신호에 포함된 명령을 갱신 또는 추가할 수 있다.
즉, 진공 패드부(200)는, 제어부(400)로부터 입력된 제1 제어 신호에 따라 그 흡입구(210)의 흡입면이 적재부(100)에 적재된 카메라 모듈(10)의 렌즈 상면에 밀착되도록 이동하는데, 이때, 제1 제어 신호에 따른 이동 경로는, 진공 패드부(200)의 흡입구(210)의 중심이, 지그 영상의 중심의 상부인 제1 지점에 도착할 때까지 수평 이동하고, 제1 지점에서 모듈 영상의 중심의 상부인 제3 지점에 도착할 때까지 수평 이동한 후에, 흡입구(210)가 렌즈 상면에 밀착하는 제2 지점에 도착할 때까지 수직 이동하는 방식의 경로일 수 있다. 한편, 제어부(400)는, 제1 제어 신호를 통하여 진공 패드부(200)가 진공 패드부(200)의 흡입구(210)의 중심이 모듈 영상의 중심의 상부인 제3 지점에 도착할 때까지 곧바로 수평 이동하고, 흡입구(210)가 렌즈 상면에 밀착하는 제2 지점에 도착할 때까지 수직 이동하는 방식으로 제어할 수도 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치 중 그립부(300)의 구조를 도시한 상면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부(300)는, 제1 그립 구조(310) 및 제2 그립 구조(320)를 포함할 수 있다.
제1 그립 구조(310)는, 원통형 렌즈의 측면을 잡는 경우에 제1 접점 및 제2 접점을 통하여 접하고, 제어부(400)로부터 제2 제어 신호의 입력에 따라 구동되는 선형 이동용 모터(도시되지 않음)을 구비하며, 제어부(400)로부터 제2 제어 신호를 입력받으면 원통형 렌즈의 원형 부분의 지름선(A)을 기준선으로 하여 기준선에 수직인 제1 방향(B)으로 수평 이동한다. 이때, 제1 접점 및 제2 접점은, 제1 접점과 렌즈 원통형의 원의 중심까지 이어진 직선 및 제2 접점과 렌즈 원통형의 원의 중심까지 이어진 직선이 이루는 각도가 120도가 되는 간격으로 배치될 수 있다.
또한, 제2 그립 구조(320)는, 렌즈의 원통형인 측면을 잡는 경우에 제3 접점을 통하여 접하고, 제어부(400)로부터 제2 제어 신호의 입력에 따라 구동되는 선형 이동용 모터(도시되지 않음)을 구비하며, 제어부(400)로부터 제2 신호를 입력받으면 제1 방향(B)의 반대 방향인 제2 방향(C)으로 수평 이동한다. 이때, 제3 접점은, 제1 접점과 원통형 렌즈의 원형 부분의 원중심까지 이어진 직선 또는 제2 접점과 원통형 렌즈의 원형 부분의 원중심까지 이어진 직선에 대하여 제3 접점과 원통형 렌즈의 원형 부분의 원중심까지 이어진 직선이 이루는 각도가 각각 120도가 되는 간격으로 배치될 수 있다.
즉, 그립부(300)는, 제1 그립 구조(310) 및 제2 그립 구조(320)로 이루어진 2개의 구조만을 구비하고도 렌즈를 3개의 접점에서 잡아줄 수 있으므로, 기울어짐이 보정된 렌즈가 안정적으로, 즉, 렌즈의 흔들림이 없으면서도 복수개의 접점이 동시에 닿을 수 있는 방식으로 잡힐 수 있도록 하는 장점이 있다.
한편, 제어부(400)는, 기준선(A)이 모듈 영상의 중심의 상부인 제3 지점을 통과하도록 제1 그립 구조(310) 및 제2 그립 구조(320)의 초기 위치를 설정하는 명령을 포함하는 제5 제어 신호를 생성하고, 이를 통하여 제1 그립 구조(310) 및 제2 그립 구조(320)가 제2 제어 신호에 따라 이동하기 전에 배치되는 초기 위치를 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법 중 진공 패드부(200)의 초기 위치를 설정하는 동작을 나타낸 도면이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법 중 진공 패드부(200)가 렌즈의 기울어짐을 보정하는 동작을 나타낸 측면도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법 중 그립부(300)가 렌즈를 잡는 동작을 나타낸 측면도로, 도 1 내지 도 8b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이 흡입구(210)를 삽입할 수 있는 지그(220)를 적재부(100)위에 적재하고, 제어부(400)는 비젼부(500)를 이용하여 적재된 지그(220)의 영상을 촬상한다(S100). 이때, 비젼부(500)로 촬상한 영상은 도 6b에 도시된 바와 같으며, 그립부(300)와의 위치 조정 시 편의성을 위하여 제1 그립 구조(310) 및 제2 그립 구조(320)와 같이 촬상할 수 있다.
다음에, 제어부(400)는, 진공 패드부(200)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시켜 흡입구(210)의 중심이 지그(220)의 영상의 중심점의 상부와 일치하도록 이동시키게 된다(S200). 이를 위하여, 최초 동작 시에 제어부(400)는, 도 6c에 도시된 바와 같이 진공 패드부(200)를 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동시켜 흡입구(210)를 지그(220)에 삽입하고, 삽입 시의 좌표를 저장하는데, 저장된 좌표의 X 및 Y 값은 지그(220)의 영상의 중심점의 상부에 해당하게 되며, 아울러, 진공 패드부(200)를 이용하여 원통형 렌즈의 기울어짐을 조정하기 위한 동작을 수행하는 경우에 수평 이동 시 진공 패드부(200)의 흡입구(210) 중심의 도착점에 해당하게 된다.
한편, 지그 영상을 촬상하는 단계(S100) 및 흡입구를 이동시키는 단계(S200)는 렌즈 정렬을 보다 정밀하게 하기 위한 선택적인 동작으로, 정렬 공정을 신속하게 수행하기 위하여 생략하는 것도 가능하다.
이후에, 카메라 모듈(10)을 적재부(100)위에 적재하고, 제어부(400)는 비젼부(500)를 이용하여 적재된 카메라 모듈(10)의 영상을 촬상한다(S300). 이때, 비젼부(500)로 촬상한 영상은 도 6d에 도시된 바와 같으며, 그립부(300)와의 위치 조정 시 편의성을 위하여 제1 그립 구조(310) 및 제2 그립 구조(320)와 같이 촬상할 수 있다.
다음에, 제어부(400)는, 진공 패드부(200)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시켜 흡입구(210)의 중심이 카메라 모듈(10)의 영상의 중심점의 상부와 일치하도록 이동시키게 된다(S400). 이를 위하여, 최초 동작 시에 제어부(400)는, 도 6d에 도시된 바와 같은 영상의 카메라 모듈(10)의 중심과, 도 6c에 도시된 바와 같이 진공 패드부(200)를 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동시켜 흡입구(210)를 지그(220)에 삽입할 때 저장된 좌표를 비교하여 진공 패드부(200)의 이동 위치를 보정하게 된다.
한편, 모듈 영상을 촬상하는 단계(S300) 및 흡입구를 이동시키는 단계(S400)는 렌즈 정렬을 보다 정밀하게 하기 위한 선택적인 동작으로, 정렬 공정을 신속하게 수행하기 위하여 생략하는 것도 가능하다.
이후에, 적재부(100)에 카메라 모듈(10)이 적재되면(S500), 제어부(400)는 소정의 센서(도시되지 않음) 또는 외부 입력을 통하여 적재부(100)에 카메라 모듈(10)이 적재됨을 감지하고, 적재 감지에 따라 진공 패드부(200)를 제어하여 도 7a에 도시된 바와 같이 카메라 모듈(10)의 원통형 렌즈(12) 상면에 진공 패드부(200)의 흡입구(210)를 밀착시킨다(S600).
다음에, 제어부(400)는, 도 7b에 도시된 바와 같이 진공 패드부(200)를 제어함으로써 흡입구(210)를 통하여 원통형 렌즈(12)의 상면을 흡입한다(S700). 이때, 흡입구(210)의 흡입면은 카메라 모듈(10) 내 이미지 센서(11)의 수광면에 대하여 평행한 배치를 가지므로, 흡입구(210)를 통하여 원통형 렌즈(12)의 상면을 흡입함에 따라 원통형 렌즈(12)의 기울어짐이 보정된다(S800).
이후에, 제어부(400)는, 도 8a에 도시된 바와 같이 그립부(300)를 제어하여 원통형 렌즈(12)를 잡고(S900), 그립이 완료되면 진공 패드부(200)를 제어함으로써 도 8b에 도시된 바와 같이 카메라 모듈(10)이 적재된 부분의 외곽으로 진공 패드부(200)를 이동시킨다.
다음에, X축 및 Y축에 대하여 기울어짐이 보정된 원통형 렌즈(12)를 Z축으로 이동시키면서 스캔함으로써 최적의 초점 위치를 탐색할 수 있다.
이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 카메라 모듈
100: 적재부
200: 진공 패드부
210: 흡입구
220: 흡입구용 지그
300: 그립부
400: 제어부
500: 비젼부

Claims (8)

  1. 원통형 렌즈 및 렌즈 캐리어를 포함하는 카메라 모듈을 제조하기 위한 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치에 있어서,
    상면에 상기 카메라 모듈을 적재하는 적재부;
    상기 적재부의 상부에 배치되어, 제1 제어 신호에 따라 상기 적재부에 적재된 상기 카메라 모듈의 렌즈 상면에 밀착되도록 이동하고, 상기 렌즈 상면에 밀착함에 따라 상기 렌즈 상면을 흡입하는 흡입구를 구비하며, 상기 흡입구의 흡입면은 상기 원통형 렌즈의 틸팅을 보정할 수 있는 고정된 기준면인 진공 패드부;
    상기 적재부의 상부에 배치되어, 제2 제어 신호에 따라 상기 원통형 렌즈를 잡는 그립부; 및
    상기 적재부에 상기 카메라 모듈이 적재됨을 감지하고, 적재 감지에 따라 상기 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 진공 패드부가 상기 렌즈 상면을 흡입함을 감지하고, 흡입 감지에 따라 상기 제2 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하되,
    상기 그립부는, 2개의 그립 구조를 포함하고, 상기 2개의 그립 구조 각각은 평면상의 돌출 영역을 적어도 하나 포함하여 상기 원통형 렌즈와 접하는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제3 제어 신호에 따라 상기 적재부의 상면을 촬상하고, 촬상한 영상을 상기 제어부로 출력하는 비젼부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 적재부가 상면에 상기 카메라 모듈 대신 상기 흡입구에 대한 지그를 적재함에 따라 상기 제3 제어 신호를 생성하고, 상기 비젼부로부터 상기 제3 제어 신호에 대응하는 지그 영상을 입력받으며,
    상기 제1 제어 신호는, 상기 진공 패드부의 흡입구의 중심이 상기 지그 영상의 중심의 상부인 제1 지점에 도착할 때까지 상기 진공 패드부를 수평 이동시키고, 상기 흡입구가 상기 렌즈 상면에 밀착하는 제2 지점에 도착할 때까지 수직 이동시키는 명령을 포함하는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 비젼부는, 제4 제어 신호에 따라 상기 적재부의 상면을 촬상하고, 촬상한 영상을 상기 제어부로 출력하며,
    상기 제어부는, 상기 카메라 모듈이 적재됨을 감지함에 따라 상기 제4 제어 신호를 더 생성하고, 상기 비젼부로부터 상기 제4 신호에 대응하는 모듈 영상을 입력받으며,
    상기 제1 제어 신호는, 상기 흡입구의 중심을 상기 제1 지점에서 상기 모듈 영상의 중심의 상부인 제3 지점으로 수평 이동시킨 후에 상기 제2 지점으로 수직 이동하는 명령인 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 그립부는,
    상기 원통형 렌즈의 측면을 잡는 경우에 제1 접점 및 제2 접점을 통하여 접하고, 상기 제2 제어 신호의 입력에 따라 상기 원통형 렌즈의 원형 부분의 지름선을 기준선으로 하여 상기 기준선에 수직인 제1 방향으로 수평 이동하는 제1 그립 구조; 및
    상기 원통형 렌즈의 측면을 잡는 경우에 제3 접점을 통하여 접하고, 상기 제2 신호의 입력에 따라 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향으로 수평 이동하는 제2 그립 구조를 포함하고,
    상기 제1 접점, 상기 제2 접점 및 상기 제3 접점은, 상기 원통형 렌즈의 원둘레 상에 120도 간격으로 배치되는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기준선이 상기 제3 지점을 통과하도록 상기 제1 그립 구조 및 상기 제2 그립 구조의 초기 위치를 설정하는 명령을 포함하는 제5 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 그립 구조 및 상기 제2 그립 구조는, 상기 제5 제어 신호의 입력에 따라 이동하는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 장치.
  6. 원통형 렌즈 및 렌즈 캐리어를 포함하는 카메라 모듈을 제조하기 위하여 적재부, 진공 패드부 및 그립부를 포함하는 능동 정렬 장치를 이용하여 카메라 모듈 렌즈를 능동 정렬하는 방법에 있어서,
    상기 적재부에 상기 카메라 모듈이 적재되는 단계;
    상기 카메라 모듈의 렌즈 상면에 상기 진공 패드부의 흡입구를 밀착시키는 단계;
    상기 흡입구의 밀착에 따라 상기 흡입구를 통하여 상기 렌즈 상면을 흡입하는 단계;
    상기 렌즈 상면의 흡입에 따라 상기 원통형 렌즈의 기울어짐을 보정하는 단계; 및
    상기 그립부로 상기 원통형 렌즈를 잡는 단계를 포함하되,
    상기 그립부는, 2개의 그립 구조를 포함하고, 상기 2개의 그립 구조 각각은 평면상의 돌출 영역을 적어도 하나 포함하여 상기 원통형 렌즈와 접하는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 흡입구에 대한 지그 영상을 촬상하여 획득하는 단계; 및
    상기 지그 영상의 중심점의 상부에 해당하는 지점을 상기 흡입구의 초기 위치로 하여 상기 흡입구를 이동시키는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 카메라 모듈을 촬상하여 모듈 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 모듈 영상의 중심점의 상부에 해당하는 지점을 상기 흡입구의 초기 위치로 하여 상기 흡입구를 이동시키는 단계를 더 포함하는 카메라 모듈 렌즈의 능동 정렬 방법.
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