KR101929807B1 - 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라 모듈에 사용되는 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라 모듈 내부에서 반사된 빛이 이미지 센서에 재입사되는 것을 함께 차단할 수 있는 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 카메라 모듈 내부에서 반사되는 빛을 흡수하거나 차단할 수 있으면서, 제조 공정이 간소하여 카메라 모듈이 촬상한 사진의 품질을 향상시키고, 카메라 모듈의 박형화에 기여할 수 있다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 카메라 모듈에 사용되는 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라 모듈 내부에서 반사된 빛이 이미지 센서에 재입사되는 것을 함께 차단할 수 있는 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈에 관한 것이다.
최근 들어 휴대가 용이하면서 음성정보 및 데이터의 송수신 기능이 강화된 각종 모바일 기기에 관련된 기술이 급속도로 발전됨으로 인해, 스마트폰과 같은 전자 장치의 보급이 증가되고 있다. 이러한 전자 장치의 주요 기능 중 하나가 카메라 기능이라고 할 수 있는데, 최근에는 고해상도의 카메라 모듈을 탑재하면서도 슬림한 형태의 전자 장치가 요구되고 있다.
도 1은 종래의 카메라 모듈을 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 카메라 모듈(10)은 광학렌즈계(3), 적외선 필터(4), 하우징(2), 이미지 센서(5), 및 회로 기판(1)으로 구성된다.
이 중, 적외선 필터(4)는 광학렌즈계(3)를 통해 들어오는 빛 중에서 적외선을 차단하기 위한 것이다. 그러나 이미지 센서 또는 이미지 센서에 연결된 와이어에서 반사된 빛의 일부가 적외선 필터(4)에서 다시 반사되어 이미지 센서(5)에 중복으로 입사되는 경우가 있다. 이와 같이, 카메라 모듈(10) 내의 특정 부분에서 반사된 빛이 적외선 필터(4) 등의 내부 영역에 부딪쳐서 이미지 센서(5)로 다시 돌아가는 경우, 화면에 플레어나 고스트 현상을 일으켜서 해상도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 적외선 필터를 하우징에 결합하는 과정에서, 빛을 흡수하거나 반사를 차단할 수 있는 물질을 추가적으로 형성하는 공정을 진행하고 있다. 예를 들어, 등록특허공보 제 10-1598258 호 (카메라 모듈) 는 하우징에 적외선 필터가 안착된 상태에서 구멍이 형성된 마스크를 배치하고, 구멍 내로 흡수제를 투입하는 방법을 개시하고 있다(도 2 참조).
그러나 이러한 종래의 기술은 카메라 모듈의 제조 공정을 복잡하게 만들 수 있기 때문에 제조 비용이 증가할 수 있고, 카메라 모듈의 제조를 위해 흡수제 또는 차단제를 형성하는 과정에서 카메라 모듈 내의 정밀하고 민감한 다른 부분에도 함께 흡수제 또는 차단제가 부착되는 경우가 발생함으로써, 카메라의 동작 오류를 야기할 가능성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카메라 모듈 내부에서 반사되는 빛을 흡수하거나 차단할 수 있으면서, 제조 공정이 간소하고 카메라 모듈의 박형화에 기여할 수 있는 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 카메라 모듈은 적어도 하나의 렌즈가 결합된 광학렌즈계와, 상기 광학렌즈계를 수용하는 하우징과, 상기 광학렌즈계를 투과한 빛을 수광하는 이미지 센서가 실장되고, 상기 하우징에 결합되는 회로 기판과, 상기 하우징에 결합되고, 상기 광학렌즈계 및 상기 이미지 센서 사이에 위치하여 상기 광학렌즈계를 투과한 빛에서 적외선을 차단하는 적외선 필터를 포함하되, 상기 적외선 필터는, 광학렌즈계를 향하는 일면 및 이미지 센서를 향하는 타면을 포함하는 박막 필름, 상기 타면의 테두리 영역에 결합되는 광흡수제, 및 상기 타면에 도포되되, 상기 광흡수제를 덮도록 형성되는 적외선 차단 코팅제를 포함할 수 있다.
상기 적외선 차단 코팅제는 근적외선 흡수성 조성물의 증착층일 수 있다.
상기 광흡수제는 검은색 잉크일 수 있다.
상기 적외선 필터는 상기 타면에 도포되되, 상기 광흡수제를 덮도록 형성되는 반사 방지층을 더 포함할 수 있다.
상기 카메라 모듈은 상기 이미지 센서의 테두리 부분에 형성된 신호단자와 상기 회로 기판에 형성된 신호단자를 전기적으로 연결하는 복수의 전도성 와이어를 더 포함하고, 상기 광흡수제는 상기 전도성 와이어와 대향되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 광흡수제를 덮는 상기 적외선 차단 코팅제는 상기 전도성 와이어와 인접하게 위치할 수 있다.
상기 박막 필름은 상기 광학렌즈계를 투과한 빛 중에서 상기 이미지 센서의 유효 영역에 조사되는 빛이 통과하는 광학 영역 및 상기 광학 영역의 주변부에 해당하는 주변 영역을 포함하고, 상기 광흡수제는 상기 주변 영역에 형성되고, 상기 적외선 차단 코팅제는 상기 광학 영역 및 상기 주변 영역에 형성될 수 있다.
상기 하우징은 상기 적외선 필터가 안착되는 안착면을 포함하고, 상기 적외선 필터는 상기 주변 영역이 상기 안착면과 맞닿도록 결합될 수 있다.
본 발명의 적외선 필터는 중심 부분의 광학 영역 및 상기 광학 영역의 주변부에 해당하는 주변 영역을 포함하는 박막 필름과, 상기 박막 필름의 일측 표면 중 상기 주변 영역에 형성되는 광흡수제와, 상기 박막 필름의 일측 표면에 도포되되, 상기 광흡수제를 덮도록 형성되는 적외선 차단 코팅제를 포함할 수 있다.
상기 적외선 차단 코팅제는 근적외선 흡수성 조성물의 증착층일 수 있다.
상기 광흡수제는 검은색 잉크일 수 있다.
상기 적외선 필터는 상기 타면에 도포되되, 상기 광흡수제를 덮도록 형성되는 반사 방지층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈은 카메라 모듈 내부에서 반사되는 빛을 흡수하거나 차단할 수 있으면서, 제조 공정이 간소하여 카메라 모듈이 촬상한 사진의 품질을 향상시키고, 카메라 모듈의 박형화에 기여할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 카메라 모듈 단면도,
도 2는 종래의 기술에 따른 카메라 모듈 제조 방법에 대한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 적외선 필터 부분을 확대한 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 광흡수제 부분을 확대한 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터의 제조 방법에 대한 흐름도,
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 적외선 필터의 제조 과정을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 과정에 있어서, 적외선 필터를 안착시키는 과정의 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 카메라 모듈 제조 방법에 대한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 적외선 필터 부분을 확대한 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 광흡수제 부분을 확대한 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터의 제조 방법에 대한 흐름도,
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 적외선 필터의 제조 과정을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 과정에 있어서, 적외선 필터를 안착시키는 과정의 도면이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정한 성격, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 그 밖의 다른 특정한 성격이나, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 카메라 모듈(100)은 광학렌즈계(130), 하우징(120), 적외선 필터(140), 이미지 센서(150), 및 회로 기판(110)을 포함한다.
광학렌즈계(130)는 렌즈 배럴 및 광학렌즈를 포함할 수 있다. 렌즈 배럴은 내부에 중공이 형성된 원통형으로 형성되어, 내부에 광학렌즈를 수용할 수 있다. 렌즈 배럴은 차광성 재질로 형성되어 렌즈 배럴 상하의 개구부가 아닌 측면 등을 통해서 외부의 빛이 유입되지 않도록 형성될 수 있다. 렌즈 배럴은 후술할 하우징(120)에 결합되어, 후술할 이미지 센서(150)의 상부에 위치할 수 있다.
광학렌즈는 렌즈 배럴의 내부에 수용된다. 광학렌즈는 외부에서 들어오는 빛을 하부의 이미지 센서(150)로 집광한다. 이 때, 광학렌즈는 복수의 광학렌즈, 예를 들어, 4 ~ 5장의 광학렌즈로 구성될 수 있는데, 여기에서는 4장의 광학렌즈로 이루어진 경우를 예로 도시하였다. 복수의 광학렌즈는 광축에 수직한 방향으로 배열되게 된다.
광학렌즈계(130)는 하우징(120)에 결합되게 된다. 광학렌즈계(130)는 하우징(120)에 고정되어 결합될 수도 있고, 하우징(120)을 기준으로 이동이 가능하도록 결합될 수도 있다. 구체적으로, 광학렌즈계(130)는 오토 포커싱을 위해서 하우징(120)을 기준으로 광축 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 광학렌즈계(130)는 손 떨림 방지를 위해서 하우징(120)을 기준으로 광축에 직교하는 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 광학렌즈계(130)의 이동을 위해서 하우징(120) 및 렌즈 배럴에 오토 포커스 모듈 또는 OIS(Optical Image Stabilizer) 모듈이 설치될 수 있으나, 첨부한 도면에서는 구체적으로 도시하지 않았다.
하우징(120)은 광학렌즈계(130)를 지지할 수 있도록 광학렌즈계(130)의 외부를 감싸도록 구성되다. 하우징(120)의 하부는 회로 기판(110)에 고정될 수 있도록 결합되어 회로 기판(110) 상부의 이미지 센서(150)를 보호하는 역할을 한다. 하우징(120)은 차광성 재질로 형성되어 광학렌즈계(130)를 통과한 빛 이외의 다른 빛이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
하우징(120)은 후술할 적외선 필터(140)를 안착시키는 적외선 필터 안착부(170)를 포함한다. 적외선 필터 안착부(170)는 하우징(120)에서 광학렌즈계(130)와 이미지 센서(150) 사이에 형성된다. 적외선 필터 안착부(170)는 일 방향으로 함몰된 홈 형태로 형성되어, 홈의 내부에 적외선 필터(140)가 안착되어 결합될 수 있게 형성된다. 구체적으로, 적외선 필터 안착부(170)는 홈이 광학렌즈계(130) 방향으로 함몰된 형태일 수도 있고, 반대로 홈이 이미지 센서(150) 방향으로 함몰된 형태일 수도 있다. 첨부된 도면에서는 적외선 필터 안착부(170)의 홈이 광학렌즈계(130) 방향으로 함몰된 형태로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
적외선 필터 안착부(170)는 홈의 함몰면에 해당하고 광축에 직교하게 형성되는 안착면(172) 및 광축에 평행하게 형성되는 측벽을 포함한다. 안착면(172)은 적외선 필터(140)의 일면과 맞닿게 된다. 적외선 필터 안착부(170)와 적외선 필터(140)의 결합 관계에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
적외선 필터(140)는 하우징(120)의 적외선 필터 안착부(170)에 안착된다. 적외선 필터(140)는 광학렌즈계(130) 및 이미지 센서(150) 사이에 위치하여, 광학렌즈계(130)를 투과한 빛에서 적외선을 차단한다. 적외선 필터(140)는 구체적으로, 적외선 대역의 빛은 차단하고 가시광선 대역의 빛은 통과시키는 광학 필터일 수 있다. 따라서 이미지 센서(150)에는 적외선 대역이 제거된 빛이 도달하게 된다.
적외선 필터(140)는 광학렌즈계(130)를 통과한 빛이 적외선 필터(140)를 통과해야만 이미지 센서(150)에 도달하도록 적외선 필터 안착부(170)와 밀착되어 결합되는 것이 바람직하다.
첨부한 도면에서는 적외선 필터 안착부(170)의 홈이 광학렌즈계(130) 방향으로 함몰된 형태로 도시되어 있고, 안착면은 하방을 바라보도록 형성되고, 적외선 필터(140)의 상면이 일면이 되어 안착면(172)과 맞닿도록 결합되게 된다. 그러나, 적외선 필터 안착부(170)가 반대 방향으로 형성되는 것도 가능하고, 이러한 경우에는 적외선 필터(140)의 하면이 일면이 되어 안착면(172)과 맞닿도록 결합되게 된다.
적외선 필터(140)가 적외선 필터 안착부(170)에 결합된 것에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
회로 기판(110)은 하우징(120)의 하면에 결합된다. 회로 기판(110)에는 이미지 센서(150) 및 여러가지 수동 소자들이 실장되어 있을 수 있다. 회로 기판(110)은 이미지 센서(150)가 생성한 전기 신호를 카메라 모듈(100)이 장착된 전자 기기, 예를 들어 스마트폰과 같은 디스플레이로 전송할 수 있다.
이미지 센서(150)는 회로 기판(110)의 상면에 실장된다. 이미지 센서(150)는 구체적으로, 회로 기판(110)의 중심 부분에 실장된다. 이미지 센서(150)는 광학렌즈계(130)를 통해 전달되는 빛을 전기 신호로 변환한다.
이미지 센서(150)의 중심 부분에는 빛을 감지하여 전기 신호로 변환하는 복수의 포토 다이오드가 배열된 유효 영역이 마련된다. 이미지 센서(150)의 유효 영역 주변의 테두리 부분에는 포토 다이오드가 생성한 전기 신호가 출력되는 신호단자가 형성된다. 그리고 회로 기판(110)에서 이미지 센서(150)가 실장된 부분 주변에는 이미지 센서(150)의 신호단자와 전기적으로 연결되는 신호단자가 형성된다. 이미지 센서(150)의 신호 단자와 회로 기판(110)의 신호 단자는 복수 개가 형성된다. 복수의 이미지 센서(150)의 신호 단자와 회로 기판(110)의 신호 단자는 각각 전도성 와이어(180)를 통해 전기적으로 연결된다. 전도성 와이어(180)는 양단이 이미지 센서(150)의 신호 단자와 회로 기판(110)의 신호 단자에 결합되고, 상측으로 돌출되어 굽어진 형태로 형성된다.
이러한 전도성 와이어(180)는 상측으로 돌출된 형태로 형성되기 때문에, 종래의 카메라 모듈(100)에서는 광흡수제(144)에 접촉될 수 있는데, 이 경우 광흡수제(144)의 성분이 탈락되거나 분말 형태의 가루가 분리될 수 있다. 그러나, 본 발명의 적외선 필터(140)는 광흡수제(144) 표면에 적외선 차단 코팅제(146)가 도포되어 있기 때문에, 전도성 와이어(180)가 광흡수제(144)에 접촉되는 것을 차단할 수 있으므로, 광흡수제(144)가 탈락하거나 가루가 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 적외선 필터와 하우징의 안착면 부분을 확대한 단면도이다. 도 4를 참조하여, 적외선 필터(140)가 적외선 필터 안착부(170)에 결합된 것에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 적외선 필터(140)는 광학 영역 및 주변 영역으로 구분된다. 광학 영역은 광학렌즈계(130)를 투과한 빛 중에서 이미지 센서(150)의 유효 영역에 조사되는 빛이 통과하는 부분이다. 광학 영역은 적외선 필터(140)에서 중심 부분에 해당한다. 주변 영역은 광학 영역의 주변부에 해당하는 부분이다. 주변 영역은 광학렌즈계(130)를 투과한 빛이 통과하지 않거나, 통과하더라도 이미지 센서(150)의 유효 영역에는 조사되지 않는다.
적외선 필터(140)는 적외선 필터 안착부(170)에 안착되어 결합된다. 구체적으로, 적외선 필터(140)의 일면은 적외선 필터 안착부(170)의 안착면(172)에 맞닿아 결합된다. 더욱 구체적으로, 적외선 필터(140)는 일면 중 주변 영역이 적외선 필터 안착면(172)에 맞닿게 결합된다. 적외선 필터(140)의 일면과 안착면(172)이 맞닿는 부분은 서로 밀착되어 있을 수 있다.
적외선 필터(140)는 박막 필름(142), 광흡수제(144) 및 적외선 차단 코팅제(146)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 박막 필름(142)은 얇은 두께의 필름이다. 박막 필름(142)은 예를 들어, 0.3mm 내외의 두께로 형성될 수 있다. 박막 필름(142)은 서로 반대면인 일면과 타면을 포함한다. 여기서 일면은 광학렌즈계(130)를 향하는 면이고, 타면은 이미지 센서(150)를 향하는 면에 해당한다.
광흡수제(144)는 박막 필름(142)을 통과하는 빛은 지나가되, 이미지 센서(150)에 도달한 빛 중에서 반사되어 되돌아오는 빛을 흡수할 수 있도록 광학 영역을 제외한 부분의 박막 필름(142) 면에 형성될 수 있다.
또한, 광흡수제(144)가 도포된 박막 필름(142)의 표면에는 광흡수제(144)를 박막 필름(142)에 안전하게 고정시키면서, 가시광선 대역을 통과시키고 적외선 대역의 빛을 차단하는 적외선 차단 코팅제(146)가 형성된다. 적외선 차단 코팅제(146)는 적외선 영역의 빛을 흡수할 수 있는 근적외선 흡수성 조성물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 적외선 필터(140)는 박막 필름(142)과 적외선 차단 코팅제(146) 사이에 광흡수제(144)를 미리 형성하기 때문에, 카메라 모듈(100)의 제조 과정에서 별도로 광흡수제(144)를 도포하는 과정이 필요하지 않게 되어, 카메라 모듈(100)의 제조 공정을 간소화 하고 광흡수제(144)의 도포 과정에서 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있다. 또한, 광흡수제(144)의 표면에 적외선 차단 코팅제(146)를 형성하기 때문에, 이미지 센서(150)와 회로 기판(110)을 연결하는 전도성 와이어(180)가 광흡수제(144)에 접촉되는 것을 차단할 수 있게 된다.
도면에는 도시되지 않았지만, 적외선 필터(140)는 반사 방지층을 더 포함할 수 있다. 반사 방지층은 이미지 센서(150)로부터 반사된 빛이 다시 반사되는 것을 최소화하기 위한 것이다. 반사 방지층은 무광 잉크로 구비될 수 있으며, 잉크젯 프린팅 또는 레이저 프린팅 등의 방법으로 도포될 수 있다. 반사 방지층은 다양한 재료로 이루어질 수 있는데, 빛의 반사를 차단할 수 있는 재료를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에서 광흡수제 부분을 확대한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 적외선 차단 코팅제(146)는 광흡수제(144)를 덮도록 형성된다. 광흡수제(144)는 박막 필름(142)의 타면에 소정의 두께로 형성된다. 그리고 적외선 차단 코팅제(146)는 박막 필름(142)의 타면 전체에서 균일한 두께로 형성된다. 따라서 적외선 차단 코팅제(146)는 광흡수제(144)를 덮는 부분이 다른 부분보다 돌출될 수 있다. 구체적으로, 적외선 차단 코팅제(146)는 광흡수제(144)를 덮는 부분이 광흡수제(144)의 두께 정도만큼 다른 부분보다 돌출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터의 단면도 나타낸 것이다. 본 발명의 적외선 필터(140)는 박형의 필름 형태로 구성된 박막 필름(142)과 카메라 모듈(100)의 광학 영역을 침범하지 않는 범위에서 박막 필름(142)의 외주면을 따라 형성된 광흡수제(144) 및 광흡수제(144)와 박막 필름(142)의 상부에 도포되는 적외선 차단 코팅제(146)로 이루어진다.
박막 필름(142)의 외주면을 따라 일정 길이의 공간에는 카메라 모듈(100)의 내부에서 반사되는 빛을 흡수하기 위한 광흡수제(144)가 형성된다. 보다 구체적으로, 광흡수제(144)는 이미지 센서(150)에서 반사되는 빛을 흡수할 수 있도록 카메라 모듈(100)이 하부 방향으로 형성된다. 이 때, 광흡수제(144)가 형성되는 영역은 박막 필름(142)의 외주면으로부터 중심 방향으로 일정 길이의 폭을 가지는데, 외부로부터 카메라 모듈(100)에서 투사되는 빛이 이미지 센서(150)에 도달하기 위한 광학 영역을 침범하지 않는 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
광흡수제(144)가 도포된 박막 필름(142)의 표면에는 광흡수제(144)를 박막 필름(142)에 안전하게 고정시키면서, 가시광선 대역을 통과시키고 적외선 대역의 빛을 차단하는 적외선 차단 코팅제(146)가 형성된다.
이러한 적외선 필터(140)는 카메라 모듈(100)을 제조하는 과정에 사용될 수 있도록 단일 부품으로서 제작되는 것이 바람직하다. 따라서, 카메라 모듈(100) 제조업체는 적외선 필터(140)를 공급받아 이를 하우징(120)에 안착시키는 단일 공정으로 카메라 모듈(100)에 적외선 필터(140)의 결합이 가능하다.
또한, 적외선 차단 코팅제(146)가 형성된 적외선 필터(140)의 표면에는 추가적으로 반사 방지층이 형성될 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 아래에서 설명할 적외선 필터의 제조 방법은 도 3 내지 도 6를 참조하여 설명한 적외선 필터의 제조 방법에 관한 것이다. 따라서 설명의 편의성을 위하여, 적외선 필터를 설명하면서 이미 상술한 부분 중 일부는 생략하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 필터의 제조 방법에 대한 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 적외선 필터(140)의 제조 방법은 박막 필름(142)을 마련하는 단계(S10), 박막 필름(142)의 표면에 광흡수제(144)가 형성될 영역을 제외한 나머지 영역에 마스크를 배치하는 단계(S20), 마스크가 배치된 영역 이외의 영역에 광흡수제(144)를 도포하는 단계(S30), 잉크가 도포된 후 마스크를 제거하는 단계(S40), 및 광흡수제(144)와 박막 필름(142)의 표면에 적외선 차단 코팅제(146)를 도포하는 단계(S60) 를 포함한다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 적외선 필터의 제조 과정을 나타내는 도면이다.
도 8a는 박막 필름(142) 마련 단계(S10)가 수행된 상태의 단면도이다. 도 8a를 참조하면, 박막 필름(142)은 예를 들어, 0.3mm 내외의 두께로 형성될 수 있다. 박막 필름(142)은 서로 반대면인 일면과 타면을 포함한다. 여기서 일면은 광학렌즈계(130)를 향하는 면이고, 타면은 이미지 센서(150)를 향하는 면에 해당한다.
다음으로 박막 필름(142)의 일측 표면에 중앙으로부터 일정한 반경을 가지는 마스크(200)를 배치하는 단계(S20)가 수행된다. 도 8b는 박막 필름(142)의 일측 표면에 마스크(200)가 배치된 상태의 단면도이다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 박막 필름(142)의 표면에 배치된 마스크(200)는 광흡수제(144)가 도포되지 않도록 하기 위한 것이다. 따라서, 광흡수제(144)가 카메라 모듈(100)에 입사된 빛이 이미지 센서(150)에 도달하기 위한 광학 영역에 형성되지 않도록, 마스크(200)는 광학 영역과 동일하거나 이보다 약간 큰 반경을 가지도록 구성될 것이다. 이 때, 박막 필름(142)에서 마스크(200)가 배치되는 표면은 광흡수제(144)를 형성하기 위한 단면으로서, 이후 카메라 모듈(100) 내에 안착될 때 이미지 센서(150)를 향하는 방향이 될 것이다.
박막 필름(142)의 표면에 마스크(200)가 배치된 상태에서 마스크(200)가 배치되지 않은 부분에 광흡수제(144)를 도포한다. 도 8c는 박막 필름(142)의 일측 표면에 광흡수제(144)가 도포된 상태의 단면도이다.
광흡수제(144)는 이미지 센서(150)로부터 반사된 빛을 흡수하기 위하여, 검은색의 잉크로 형성될 수 있다. 광흡수제(144)는 마스크(200)로 인해 마스크(200)가 배치되지 않은 영역에 형성된다. 마스크(200)는 카메라 모듈(100)에 입사되는 빛이 이미지 센서(150)에 도달하는 광학 영역을 커버하도록 배치되기 때문에, 결국 광흡수제(144)는 광학 영역 이외의 부분에 형성될 것이다. 이 때, 광학 영역은 카메라 모듈의 종류에 따라 달라질 수 있기 때문에, 광학 영역의 반경 또는 광흡수제(144)가 도포되는 영역은 제조하고자 하는 카메라 모듈(100)의 규격에 따라 조절될 것이다.
광흡수제(144)가 도포된 후에는 이를 경화시키는 소성 공정을 통해서 광흡수제(144)를 박막 필름(142)의 표면에 고정시킬 수 있다. 광흡수제(144)를 경화시키는 소성 공정은 열 대류 방식을 이용한 포스트 베이크 공정 또는 적외선 조사 방식을 이용해서 포스트 베이크 공정을 실시하는 적외선 소성(IR Curing) 공정이 이용될 수 있다.
광흡수제(144)가 적외선 필터(142)의 표면에서 경화된 후에는 마스크(200)를 제거한다. 도 8d는 광흡수제(144)를 경화시킨 후 박막 필름(142)의 표면에서 마스크(200)를 제거한 경우의 단면도이다. 즉, 도 8d와 같이, 박막 필름(142)의 표면에서 광학 영역을 침범하지 않는 범위에서 외주면을 따라 광흡수제(144)가 형성될 것이다.
이 상태에서 광흡수제(144)가 덮이도록 박막 필름(142)의 표면에 적외선 차단 코팅제(146)를 도포한다. 도 8e는 적외선 차단 코팅제(146)가 도포된 상태의 단면도를 나타낸 것이다. 적외선 차단 코팅제(146)는 광흡수제(144)를 박막 필름(142)에 안전하게 고정시키면서, 가시광선 대역을 통과시키고 적외선 대역의 빛을 차단하는 역할을 한다. 또한, 적외선 차단 코팅제(146)는 광흡수제(144) 상부에 도포되기 때문에, 이미지 센서(150)와 회로 기판(110)을 연결하는 전도성 와이어(180)가 광흡수제(144)에 접촉되는 것을 차단할 수 있게 된다. 그 결과, 전도성 와이어(180)로 인해 광흡수제(144)가 탈락하거나 가루가 분리되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 적외선 차단 코팅제(146)가 도포된 상태에서 이미지 센서(150)로부터 반사된 빛이 다시 반사되어 이미지 센서(150)로 되돌아가는 것을 최소화하기 위하여, 빛의 반사를 차단할 수 있는 반사 방지층이 추가로 형성될 수 있다. 여기에는 카본계 물질(Graphene Oxide, DLC: Diamond Line Carbon), 크롬계 산화물(CrO, CrO2), 구리계 산화물(CuO), 망간계 산화물(MnO2), 코발트계 산화물(CoO), 황화물(CoS2, Co3S4), 니켈계 산화물(Ni2O3) 등이 포함될 수 있다.
도 9는은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 제조 과정에 있어서, 적외선 필터를 안착시키는 과정의 도면이다. 도 9을 참조하면, 적외선 필터(140)의 일측 표면 중 테두리 부분이 하우징(120)에 형성된 안착면에 맞닿게 결합될 수 있다. 광흡수제(144)는 광학렌즈계(130)를 통해 투사되는 빛이 적외선 필터(140)를 통해 이미지 센서(150)에 도달하는 광학 영역까지 넘어서지 않도록 형성되며, 이미지 센서(150)에서 반사된 빛을 흡수할 수 있도록 이미지 센서(150) 방향으로 배치될 것이다.
적외선 필터(140)는 박막 필름(142)과 외주면에 형성된 광흡수제(144), 그 표면을 덮고 있는 적외선 차단 코팅제(146)를 포함하여 단일 부품으로 구성되어 있기 때문에, 카메라 모듈(100)의 제조 업체는 카메라 모듈(100)의 하우징(120)에 적외선 필터(140)를 안착시킴으로써, 추가적인 마스크(200) 배치 또는 광흡수제(144)의 도포 과정을 수행하지 않아도 된다. 따라서, 카메라 모듈(100)의 제조 공정을 효율적으로 개선할 수 있으며, 카메라 모듈(100)의 제조 과정에서 발생할 수 있는 오류나 불량을 최소화할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 카메라 모듈 110: 회로 기판
120: 하우징 130: 광학렌즈계
140: 적외선 필터 150: 이미지 센서
142: 박막 필름 144: 광흡수제
146: 적외선 차단 코팅제 170: 적외선 필터 안착부
172: 적외선 필터 안착면 180: 전도성 와이어
200: 마스크
120: 하우징 130: 광학렌즈계
140: 적외선 필터 150: 이미지 센서
142: 박막 필름 144: 광흡수제
146: 적외선 차단 코팅제 170: 적외선 필터 안착부
172: 적외선 필터 안착면 180: 전도성 와이어
200: 마스크
Claims (12)
- 적어도 하나의 렌즈가 결합된 광학렌즈계;
상기 광학렌즈계를 수용하는 하우징;
상기 광학렌즈계를 투과한 빛을 수광하는 이미지 센서가 실장되고, 상기 하 우징에 결합되는 회로 기판;
상기 하우징에 결합되고, 상기 광학렌즈계 및 상기 이미지 센서 사이에 위치 하여 상기 광학렌즈계를 투과한 빛에서 적외선을 차단하는 적외선 필터; 및
상기 이미지 센서의 테두리 부분에 형성된 신호단자와 상기 회로 기판에 형성된 신호단자를 전기적으로 연결하는 복수의 전도성 와이어를 포함하되,
상기 적외선 필터는
광학렌즈계를 향하는 일면 및 이미지 센서를 향하는 타면을 포함하는 박막 필름,
상기 박막 필름을 통과하여 상기 이미지 센서에 도달한 빛 중에서 반사되어 되돌아오는 빛을 흡수할 수 있도록 상기 이미지 센서를 향하는 타면의 테두리 영역에 결합되는 광흡수제, 및
상기 이미지 센서를 향하는 타면에 도포되되, 상기 전도성 와이어와 대향되는 위치에 형성되어 상기 전도성 와이어가 상기 광흡수제에 접촉되는 것을 차단하도록 상기 광흡수제를 덮도록 형성되는 적외선 차단 코팅제를 포함하는 카메라 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 적외선 차단 코팅제는 근적외선 흡수성 조성물의 증착층인 카메라 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 광흡수제는 검은색 잉크인 카메라 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 적외선 필터는 상기 타면에 도포되되, 상기 광흡수제를 덮도록 형성되는 반사방지층을 더 포함하는 카메라 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 박막 필름은 상기 광학렌즈계를 투과한 빛 중에서 상기 이미지 센서의 유효 영역에 조사되는 빛이 통과하는 광학 영역 및 상기 광학 영역의 주변부에 해당하는 주변 영역을 포함하고,
상기 광흡수제는 상기 주변 영역에 형성되고,
상기 적외선 차단 코팅제는 상기 광학 영역 및 상기 주변 영역에 형성되는 카메라 모듈.
- 제 7 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 적외선 필터가 안착되는 안착면을 포함하고,
상기 적외선 필터는 상기 주변 영역이 상기 안착면과 맞닿도록 결합되는 카메라 모듈.
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| KR1020170079484A KR101929807B1 (ko) | 2017-06-23 | 2017-06-23 | 적외선 필터 및 이를 포함하는 카메라 모듈 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20200086903A (ko) | 2019-01-10 | 2020-07-20 | 주식회사 세코닉스 | 카메라 모듈 내부에 적외선 필터의 유무를 검사하는 장치 및 그를 이용한 검사방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101413493B1 (ko) * | 2013-07-18 | 2014-07-01 | 주식회사 나무가 | Ｉｒ 필터에 포함된 이물질이 이미지센서로 전달되는 것을 방지하는 카메라 모듈 제조방법 |
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- 2017-06-23 KR KR1020170079484A patent/KR101929807B1/ko active IP Right Grant
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