KR102335146B1 - 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법은 렌즈와 이미지센서를 상하로 배치하는 준비 단계;와, 상기 이미지센서를 통해 렌즈의 전방에 배치된 검사용 차트로부터 차트이미지를 획득하고, 차트이미지를 이용하여 상기 렌즈와 이미지센서의 X,Y,R축 상대 위치를 정렬하는 제1 정렬 단계;와, 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 방향 상대 위치를 조절하면서 검사용 차트에 마련된 복수의 패턴에 대한 각각의 베스트 포커스 위치를 찾는 쓰루포커스 단계;와, 상기 검사용 차트의 각 모서리에 위치한 모서리 패턴에 대한 베스트 포커스 위치를 분석하여 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하는 제2 정렬 단계; 및 상기 검사용 차트의 중앙에 위치한 중앙 패턴에 대한 베스트 포커스 위치를 기준으로 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 상대 위치를 정렬하는 제3 정렬 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법{ACTIVE ALIGNMENT METHOD FOR CAMERA MODULE}
본 발명은 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라 모듈의 조립 품질을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.
최근의 디지털 카메라들은 고화소화, 소형화되면서 영상의 화질이 카메라 성능의 주요 변수로 떠오르게 되었다. 특히 이동통신 단말기에도 고화소의 이미지센서가 장착되고 줌 기능 및 자동 초점조절 기능을 갖추면서 렌즈 모듈의 수요는 점점 증가 추세에 있다.
렌즈 및 카메라의 성능은 렌즈 모듈을 얼마나 정교하게 제작하느냐에 따라 많은 차이를 나타내게 된다. 렌즈 설계도 중요한 요소이지만, 설계된 렌즈를 얼마나 설계치에 부합되도록 조립하느냐도 중요한 변수로 작용하게 된다.
종래의 카메라 모듈은 저화소, 단초점 렌즈를 사용하였기 때문에 단지 기구물의 설계치에 의존하여 기구물의 간격에 의해 조립이 이루어졌고, 이러한 방식으로 조립하여도 어느 정도의 성능을 유지할 수 있었다. 그러나, 고화소 이미지센서의 경우, 조립 과정에서 이미지센서의 조립 상태를 검증하지 않으면 영상의 뒤틀림이나 초점이 맞지 않게 되는 문제점이 발생한다.
따라서, 고화소 이미지센서를 장착하는 렌즈 모듈의 경우, 영상을 직접 보면서 조립 상태를 확인하는 과정을 거쳐 렌즈 모듈을 조립하게 된다. 즉, 종래의 렌즈 모듈 조립에서는, 조립자가 보드의 화면을 보면서 일일이 수작업을 통해 이미지센서의 위치를 결정하는 방법을 사용하였다.
도 1은 이미지센서의 위치를 결정하는 6개의 축을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하여 6개의 축을 설명하면 다음과 같다.
먼저, X축과 Y축 방향의 이동은 렌즈(20)의 광축에 이미지센서(10)의 중심이 올 수 있도록 조절하는 역할을 하고, Z축 방향의 이동은 렌즈(20)의 초점 위치에 이미지센서(10)의 결상면이 위치할 수 있도록 조절하는 역할을 한다. 또한, TX(Tilt X)와 TY(Tilt Y) 방향의 회전은 이미지센서(10)의 결상면이 평면을 유지할 수 있도록 하고, R(Roll) 방향의 회전은 영상의 기울어짐이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.
종래 기술에 의하면, 조립자는 상기 각각의 축을 변화시켜 가면서 카메라 장치의 영상을 통해 최적이라고 판단되는 위치에 이미지센서가 위치하게 되면, 그 위치에서 렌즈 모듈과 이미지 센서를 조립하게 된다.
그러나, 상술한 종래의 기술에 따른 카메라 렌즈 모듈의 조립 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 조립자의 판단에 의해 이미지센서의 위치를 찾아나가기 때문에 조립자 개인의 주관적 판단에 따라 제품의 특성이 각각 달라질 수 있고, 실수가 있을 수 있다.
둘째, 미세한 조절을 필요로 하는 카메라 렌즈 모듈의 조립과정에서, 인간의 시각과 지각에 의존하여 이미지센서의 위치를 찾아나가므로 시간이 오래 소요되는 문제점이 있다.
특허문헌 1. 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0055037호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 검사용 차트의 차트이미지를 이용하여 렌즈의 중심축과 이미지센서의 중심축을 정렬하고, 검사용 차트에 다수 마련된 각 패턴의 SFR 피크를 추출한 다음 이를 이용하여 렌즈와 이미지센서 사이의 기울기 및 거리를 최적화함으로써, 카메라 모듈의 조립 품질을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법을 제공함에 있다.
또한, 쓰루포커스를 위한 렌즈와 이미지센서의 상대 위치 조절방향을 일방향으로 한정할 수 있을 뿐만 아니라, 이동거리를 최소할 수 있어 시간당 생산량을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법을 제공함에 있다.
또한, 렌즈의 기울기를 조절하는 과정에서 렌즈와 이미지센서의 충돌을 방지할 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 렌즈와 이미지센서를 상하로 배치하는 준비 단계;와, 상기 이미지센서를 통해 렌즈의 전방에 배치된 검사용 차트로부터 차트이미지를 획득하고, 차트이미지를 이용하여 상기 렌즈와 이미지센서의 X,Y,R축 상대 위치를 정렬하는 제1 정렬 단계;와, 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 방향 상대 위치를 조절하면서 검사용 차트에 마련된 복수의 패턴에 대한 각각의 베스트 포커스 위치를 찾는 쓰루포커스 단계;와, 상기 검사용 차트의 각 모서리에 위치한 모서리 패턴에 대한 베스트 포커스 위치를 분석하여 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하는 제2 정렬 단계; 및 상기 검사용 차트의 중앙에 위치한 중앙 패턴에 대한 베스트 포커스 위치를 기준으로 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 상대 위치를 정렬하는 제3 정렬 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 의해 달성된다.
상기 제1 정렬 단계에서는, 상기 차트이미지의 중심점과 상기 차트이미지 상에 표시된 검사용 차트의 중심점이 일치하도록 상기 렌즈와 이미지센서의 X,Y,R축 상대 위치를 정렬하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 쓰루포커스 단계에 앞서, 상기 렌즈를 미리 설정된 쓰루포커스 시작 위치로 이동하는 사전 이동 단계;를 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 정렬 단계는, 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하기에 앞서, 상기 렌즈와 이미지센서가 서로 충돌하지 않도록 상기 렌즈와 이미지센서 중 적어도 어느 하나를 이격방향으로 이동하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 제2 정렬 단계는, 상기 쓰루포커스 단계에서 추출한 모서리 패턴들의 베스트 포커스 편차가 미리 설정된 기준범위 내에 속하는지의 여부를 판단하여, 기준범위 내에 속하는 경우에는 제3 정렬 단계로 이동하고, 기준범위 내에 속하지 않는 경우에는 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 정렬 단계는, 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절한 이후에, 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 방향 상대 위치를 상기 쓰루포커스 단계를 수행하기 전 상태로 복원한 다음, 쓰루포커스 단계로 이동하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3 정렬 단계 이후, 상기 렌즈와 이미지센서의 상대 위치를 고정하는 고정 단계;를 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정 단계는, 상기 준비 단계에서 이미지센서를 렌즈 하부로 이동하기에 앞서 상기 이미지센서의 상기 렌즈와의 결합부위에 광경화수지를 도포하는 단계와, 상기 렌즈 위치 결정 단계 이후에 상기 광경화수지를 경화시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 검사용 차트의 차트이미지를 이용하여 렌즈의 중심축과 이미지센서의 중심축을 정렬하고, 검사용 차트에 다수 마련된 각 패턴의 SFR 피크를 추출한 다음 이를 이용하여 렌즈와 이미지센서 사이의 기울기 및 거리를 최적화함으로써, 카메라 모듈의 조립 품질을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법이 제공된다.
또한, 쓰루포커스를 위한 렌즈와 이미지센서의 상대 위치 조절방향을 일방향으로 한정할 수 있을 뿐만 아니라, 이동거리를 최소할 수 있어 시간당 생산량을 향상시킬 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법이 제공된다.
또한, 렌즈의 기울기를 조절하는 과정에서 렌즈와 이미지센서의 충돌을 방지할 수 있는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법이 제공된다.
도 1은 이미지센서의 위치를 결정하는 6개의 축을 나타낸 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법의 순서도,
도 4는 렌즈와 이미지센서 및 검사용 차트의 배치관계를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 따른 중심축 정렬 단계의 작용을 나타낸 도면,
도 6은 렌즈의 정렬상태에 따른 SFR을 나타내는 그래프이고,
도 7은 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 따른 기울기 정렬 단계의 작용을 나타낸 도면이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중, 도 2 및 도 3은 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법의 순서도, 도 4는 렌즈와 이미지센서 및 검사용 차트의 배치관계를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 따른 중심축 정렬 단계의 작용을 나타낸 도면, 도 6은 렌즈의 정렬상태에 따른 SFR을 나타내는 그래프이고, 도 7은 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법에 따른 기울기 정렬 단계의 작용을 나타낸 도면이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법은 준비 단계(S10), 제1 정렬 단계(S20), 사전 이동 단계(S30), 쓰루포커스 단계(S40), 제2 정렬 단계(S50), 제3 정렬 단계(S60) 및 고정 단계(S70)를 포함한다.
상기 준비 단계(S10)는 카메라모듈을 구성하는 렌즈(20)와 이미지센서(10)를 상하로 배치(도 4 참조)하는 것으로서, 별도의 공급 트레이를 통해 공급되는 렌즈(20)를 픽커(미도시)로 픽업하여 검사존으로 로딩하는 단계(S11)와, 별도의 공급 트레이를 통해 공급되는 이미지센서(10)를 검사존 하부에 위치하는 소켓 스테이지(미도시)에 로딩하여 렌즈(20)의 하부에 배치하는 단계(S12)를 포함한다.
여기서, 상기 소켓 스테이지는 상기 이미지센서(10)에 전원을 인가하거나, 신호의 입출력이 가능한 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 상대 위치를 보정하기 위해, 상기 픽커는 렌즈(20)의 위치를 Z,TX,TY축 방향으로 이동할 수 있도록 구성되고, 상기 소켓 스테이지는 이미지센서(10)의 위치를 X,Y,R축 방향으로 이동할 수 있도록 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 제한하는 것은 아니다.
상기 이미지센서(10)를 렌즈(20)의 하부로 로딩하기에 앞서, 상기 이미지센서(10)의 상기 렌즈(20)와의 결합부위에 광경화수지를 도포(S81)할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 이미지센서(10)에 광경화수지를 도포하는 것으로 설명하였으나, 상기 렌즈(20)의 상기 이미지센서(10)와의 결합부위에 광경화수지를 도포하는 것도 가능할 것이다.
또한, 상기 검사존의 상부영역에는 검사용 차트(30)가 마련되며, 상기 검사용 차트(30)의 중앙과 각 모서리에는 공간 주파수 응답(Spatial Frequency Response ,이하 'SFR'이라 함) 검사를 위한 패턴(31)이 각각 마련된다(도 4 참조). 여기서, 상기 SFR 검사는 패턴(31)의 에지 부분의 주파수 성분을 분석하여 고주파 성분 값의 크기로 해상력을 판별하는 것이다. 이러한 SFR 검사는 카메라 모듈의 해상력을 검사하기 위해 일반적으로 널리 이용되고 있는 방법이므로, 이러한 검사 방법에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제1 정렬 단계(S20)는 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 X,Y,R축 상대 위치를 정렬하기 위한 것으로서, 다수의 패턴(31)이 마련된 검사용 차트(30)를 촬영하여 차트이미지(30')를 획득하는 단계(S21)와, 도 5의 (a)와 같이 차트이미지(30')의 중심점(a1)과 차트이미지(30') 상에 표시된 검사용 차트(30)의 중심점(a2)을 각각 추출하고, 도 5의 (b) 및 도 5의 (c)와 같이 상기 차트이미지(30') 중심점(a1)과 검사용 차트(30)의 중심점(a2)이 일치하도록 상기 이미지센서(10)의 X,Y,R축 위치를 정렬하는 단계(S22)를 포함한다.
상기 사전 이동 단계(S30)는 상기 렌즈(20)를 미리 설정된 쓰루포커스 시작 위치로 이동하는 것으로서, 상기 차트이미지(30') 상에 나타난 검사용 차트(30)의 모서리 패턴(31) 사이의 대각선 길이를 측정하는 단계(S31)와, 미리 저장된 기준 대각선 길이와 촬영된 차트이미지(30') 상의 모서리 패턴(31) 사이의 대각선 길이가 같아지도록 상기 렌즈(20)의 Z축 위치를 조절하는 단계(S32)를 포함한다.
구체적으로, 검사용 차트(30)의 중앙 패턴(31)이 베스트 포커스인 상태에서의 모서리 패턴(31) 사이의 대각선 길이가 기준 대각선 길이로 사전에 저장될 수 있고, 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 Z축 상대 위치 조절 거리에 따르는 대각선 길이의 변화율이 미리 저장될 수 있다. 따라서, 상기 차트이미지(30') 상에서 모서리 패턴(31) 사이의 대각선 길이를 측정하면, 상기 변화율을 기초로 하여 상기 측정된 대각선 길이가 기준 대각선 길이와 동일해지기 위한 렌즈(20)의 Z축 방향 이동거리를 산출할 수 있다. 예컨대, 기준 대각선 길이가 20mm이고, 상기 렌즈(20)를 Z축 방향으로 +0.1mm 이동하였을 때 측정 대각선 길이가 +0.2mm 증가하는 경우, 측정된 대각선 길이가 16mm이면 상기 렌즈(20)의 Z축 위치를 +2mm만큼 이동시켜, 측정된 대각선 길이가 20mm가 되도록 할 수 있을 것이다.
일반적으로, 렌즈(20)를 로딩한 초기 위치에서 획득한 차트이미지(30')의 SFR 만으로는 베스트 초점을 찾기 위한 렌즈(20)의 +Z, -Z축 방향 이동에 대한 기준이 마련되지 않는다. 따라서, 종래에는 렌즈(20)의 초기 위치에 따라 일방향으로 이동하면서 SFR을 측정하다가 일정거리를 이동한 후에도 베스트 포커스 위치가 발견되지 않으면, 반대 방향으로 다시 이동하면서 베스트 포커스 위치를 찾아야 하므로, Z축 방향 이동 거리가 증가하게 되고, 이에 따라 시간당 생산량(UPH; Unit Per Hour)이 저하되는 문제가 있었다.
하지만, 상기와 같은 사전 이동 단계(S30)를 통해 렌즈(20)를 미리 설정된 위치로 이동하는 경우, 항상 일정한 높이, 즉 일정한 포커스 위치에서 쓰루 포커스를 진행하기 위한 동작을 시작할 수 있으므로, 렌즈(20)의 Z축 이동 방향을 일방향으로 한정할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈(20)의 Z축 이동 거리를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 제품의 시간당 생산량을 향상시킬 수 있다.
상기 쓰루포커스 단계(S40)는 상기 렌즈(20)를 이미지센서(10)에 근접하도록 Z축 방향으로 이동하면서 이미지센서(10)에 대한 렌즈(20)의 Z축 방향 상대 위치를 단계별로 조절하고, 이 과정에서 검사용 차트(30)에 마련된 복수의 패턴(31)에 대한 각각의 베스트 포커스 위치를 검출한다.
구체적으로, 상기 렌즈(20)의 Z축 위치를 단계별로 이동하는 과정에서 추출된 각 패턴(31)의 SFR을 커브 피팅하여 SFR 그래프를 추출하고, SFR 그래프의 피크(이하 'SFR 피크'라 함) 위치를 통해 해당 패턴(31)의 베스트 포커스 위치를 찾을 수 있다(도 6 참조). 즉, 상기 SFR 피크는 해당 패턴(31)의 베스트 포커스 위치를 의미한다.
즉, 상기 쓰루포커스 단계(S40)에서는 촬상된 차트이미지(30') 상의 중앙 패턴(31)과 각 모서리 패턴(31)에 대하여 SFR을 측정한다.
이때, 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 조립과정에서 발생하는 다양한 요인들에 의하여 렌즈(20)의 광축이 이미지센서(10)의 결상면에 대하여 수직하게 배치되지 않고 임의의 각도로 기울어지는 경우에는, 차트이미지(30')의 중앙 패턴(31)의 SFR 피크와 모서리 패턴(31)의 SFR 피크가 서로 다른 위치에서 나타나게 되므로, 렌즈(20)의 경사각도에 비례하여 차트이미지(30')의 중앙 패턴(31)의 SFR 피크와 모서리 패턴(31)의 SFR 피크의 수평방향 간격이 확대된다(도 6 (a) 참조).
이는 중앙 패턴(31)을 기준으로 초점이 잘 맞는 렌즈(20)의 위치와 모서리 패턴(31)을 기준으로 초점이 잘 맞는 렌즈(20)의 위치가 서로 다르다는 것으로 판단할 수 있다.
이러한 경우에는 촬상된 차트이미지(30')의 주변부 화질이 저하되는 등 해상력에 악영향을 미치게 되므로, 촬상된 차트이미지(30')의 모든 영역에서 SFR 피크가 유사하게 나타날 수 있도록 렌즈(20)의 위치를 조정해야 한다.
반면, 렌즈(20)의 광축이 이미지센서(10)의 결상면에 대하여 수직하게 배치된 이상적인 경우에는, 촬상된 차트이미지(30') 중앙 패턴(31)의 SFR 피크와 모서리 패턴(31)의 SFR 피크가 근접한 위치에서 발생하게 된다.(도 6 (b) 참조)
이는 촬상된 차트이미지(30')의 중앙 패턴(31)을 기준으로 초점이 잘 맞는 렌즈(20)의 위치와, 모서리 패턴(31)을 기준으로 초점이 잘 맞는 렌즈(20)의 위치가 동일한 것으로서, 상기 렌즈(20)의 광축이 이미지센서(10)의 결상면에 수직하게 배치된 이상적인 경우로 판단할 수 있다.
상기 제2 정렬 단계(S50)는 상기 쓰루포커스 단계에서 추출한 모서리 패턴(31)들의 베스트 포커스의 편차(deviation)가 미리 설정된 기준범위 내에 속하는지의 여부를 판단하는 판단 단계(S51)와, 검사용 차트(30)의 각 모서리에 위치한 패턴(31)에 대한 베스트 포커스 위치를 분석하고, 이를 통해 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10) 중 적어도 어느 하나의 TX, TY축 기울기를 조절하여 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 TX,TY축 상대 위치를 조절하는 조절 단계(S52)를 포함한다.
한편, 모서리 패턴(31)들의 베스트 포커스 편차가 기준범위 내에 속하는 경우에는, 렌즈(20)의 광축이 이미지센서(10)의 광축과 실절적으로 일치하는 것으로 판단하여 제3 정렬 단계(S60)로 이동한다.
여기서, 상기 각 모서리에 위치한 패턴(31)들의 베스트 포커스 편차는 쓰루포커스 단계(S40)에서 추출한 그래프(도 6 참조)를 통해 확인할 수 있으며, 렌즈(20)의 정렬상태가 우수한 경우에는 도 6 (b)와 같이 각 패턴(31)들의 SFR 피크(베스트 포커스)가 서로 일치하거나 근접한 위치에서 가로축 방향으로 나열됨에 따라 편차(L2)가 작게 나타나고, 렌즈(20)의 정렬상태가 불량한 경우에는 도 6 (a)와 같이 각 패턴(31)들의 SFR 피크가 가로축 방향으로 이격됨에 따라 편차(L1)가 크게 나타된다. 따라서, 각 패턴(31)들의 베스트 포커스 편차가 미리 설정된 기준범위 내에 속하는 경우에는 렌즈(20)의 정렬상태가 우수한 것으로 판단하고, 기준범위 내에 속하지 않는 경우에는 렌즈(20)의 정렬상태가 불량한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 상기 판단 단계(S51)에서는, 쓰루포커스 단계(S40)에서 추출한 그래프(도 6 참조)에서, 모서리 패턴(31)들의 베스트 포커스 편차(L2)가 미리 설정된 기준범위 내에 속하는 경우(도 6 (b) 참조)에는 렌즈(20)의 광축이 이미지센서(10)의 광축과 실절적으로 일치하는 것으로 판단하여 제3 정렬 단계(S60)로 이동하고, 모서리 패턴(31)들의 베스트 포커스 편차(L1)가 미리 설정된 기준범위 내에 속하지 않는 경우(도 6 (a) 참조)에는 렌즈(20)가 기울어진 것으로 판단하여 조절 단계(S52)로 이동한다.
한편, 도 7의 (a)와 같이 상기 쓰루포커스 단계(S40)에서 측정된 각 패턴(31)의 SFR 피크 위치를 분석하여 이미지센서(10)에 대한 렌즈(20)의 기울기를 파악할 수 있으며, 상기 조절 단계(S52)에서는 기울기에 따라 렌즈(20)의 기울기를 조절할 수 있다.
예컨대, 가로방향 기울기는 일측 가로 변에 위치한 모서리 패턴(31)의 최저 SFR 피크 위치와 최고 SFR 피크 위치를 비교하여 계산된 높이 차와, 상기 일측 가로 변에 위치한 모서리 패턴(31)의 최저 SFR 피크 위치와 최고 SFR 피크 위치의 가로 길이를 통해 측정할 수 있으며, 이를 통해 도 7의 (b)와 같이 이미지센서(10)에 대한 렌즈(20)의 TY축 기울기를 조절할 수 있다.
또한, 세로방향 기울기는 일측 세로 변에 위치한 모서리 패턴(31)의 최저 SFR 피크 위치와 최고 SFR 피크 위치를 비교하여 계산된 높이 차와, 상기 일측 세로 변에 위치한 모서리 패턴(31)의 최저 SFR 피크 위치와 최고 SFR 피크 위치의 세로 길이를 통해 측정할 수 있으며, 이를 통해 도 7의 (c)와 같이 이미지센서(10)에 대한 렌즈(20)의 TX축 기울기를 조절할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 측정된 가로방향과 세로방향의 기울기 각도에 따라 렌즈(20)를 고정하고 있는 픽커를 통해 렌즈(20)의 위치를 TX, TY축 방향으로 조절함으로써 렌즈(20)의 위치를 정렬할 수 있다.
한편, 상기 제2 정렬 단계(S50)에서는, 상기 조절 단계(S52)를 수행하기에 앞서 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)가 서로 충돌하지 않도록 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10) 중 적어도 어느 하나를 이격방향으로 이동할 수 있으며, 상기 조절 단계(S52)를 수행한 후에는 쓰루포커스 단계(S40)를 원활하게 수행할 수 있도록 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 Z축 방향 상대 위치를 상기 쓰루포커스 단계(S40)를 수행하기 전 상태로 복원하는 것이 바람직할 것이다.
상기 제3 정렬 단계(S60)에서는 상기 검사용 차트(30)의 중앙 패턴(31)의 베스트 포커스 위치를 기준으로 상기 렌즈(20)의 Z축 위치를 조절한다.
한편, 본 실시예에서는 중앙 패턴(31)의 베스트 포커스 위치를 Z축 보정에 대한 기준값으로 설정한 것으로 예를 들어 설명하였으나, 중앙 패턴(31)의 SFR 피크와 모서리 패턴(31)의 SFR 피크를 일정 퍼센트로 조정하여 렌즈(20)의 Z축 위치를 결정하는 것도 가능할 것이다.
아울러, 제3 정렬 단계(S60) 이후에는 이미지센서(10)를 통해 검사용 차트(30)를 대상으로 해상력 검사를 수행함으로써 렌즈(20)와 이미지센서(10)의 정렬상태를 추가로 검증하는 것도 바람직할 것이다.
상기 고정 단계(S70)에서는 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)를 고정한다.
이때, 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)를 고정하기 위한 수단으로는 광경화수지가 이용될 수 있으며, 상기 준비 단계(S10)에서 이미지센서(10)에 도포된 광경화수지에 자외선을 조사하여 광경화수지를 경화시킴으로써 상기 렌즈(20)와 이미지센서(10)를 고정하여 조립을 완료할 수 있다.
한편, 상기 고정 단계(S70) 이후에는, 조립이 완료된 카메라모듈을 별도의 반출용 트레이로 언로딩하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10:이미지센서, 20:렌즈, 30:검사용 차트,
31:패턴, 30':차트이미지

Claims (8)

  1. 렌즈와 이미지센서를 상하로 배치하는 준비 단계;
    상기 이미지센서를 통해 렌즈의 전방에 배치된 검사용 차트로부터 차트이미지를 획득하고, 차트이미지를 이용하여 상기 렌즈와 이미지센서의 X,Y,R축 상대 위치를 정렬하는 제1 정렬 단계;
    상기 렌즈를 미리 설정된 쓰루포커스 시작 위치로 이동하는 사전 이동 단계;
    상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 방향 상대 위치를 조절하면서 검사용 차트에 마련된 복수의 패턴에 대한 각각의 베스트 포커스 위치를 찾는 쓰루포커스 단계;
    상기 검사용 차트의 각 모서리에 위치한 모서리 패턴에 대한 베스트 포커스 위치를 분석하여 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하는 제2 정렬 단계; 및
    상기 검사용 차트의 중앙에 위치한 중앙 패턴에 대한 베스트 포커스 위치를 기준으로 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 상대 위치를 정렬하는 제3 정렬 단계;를 포함하고,
    상기 사전 이동 단계는 상기 차트이미지 상에 나타난 검사용 차트의 패턴 사이의 길이를 측정하는 단계와, 미리 저장된 기준 길이와 촬영된 차트이미지 상의 패턴 사이의 길이가 같아지도록 상기 렌즈의 Z축 위치를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 정렬 단계에서는, 상기 차트이미지의 중심점과 상기 차트이미지 상에 표시된 검사용 차트의 중심점이 일치하도록 상기 렌즈와 이미지센서의 X,Y,R축 상대 위치를 정렬하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 정렬 단계는, 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하기에 앞서, 상기 렌즈와 이미지센서가 서로 충돌하지 않도록 상기 렌즈와 이미지센서 중 적어도 어느 하나를 이격방향으로 이동하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 정렬 단계는, 상기 쓰루포커스 단계에서 추출한 모서리 패턴들의 베스트 포커스 편차가 미리 설정된 기준범위 내에 속하는지의 여부를 판단하여, 기준범위 내에 속하는 경우에는 제3 정렬 단계로 이동하고, 기준범위 내에 속하지 않는 경우에는 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2 정렬 단계는, 상기 렌즈와 이미지센서의 TX,TY축 상대 위치를 조절한 이후에, 상기 렌즈와 이미지센서의 Z축 방향 상대 위치를 상기 쓰루포커스 단계를 수행하기 전 상태로 복원한 다음, 쓰루포커스 단계로 이동하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 정렬 단계 이후, 상기 렌즈와 이미지센서의 상대 위치를 고정하는 고정 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 고정 단계는, 상기 준비 단계에서 이미지센서를 렌즈 하부로 이동하기에 앞서 상기 이미지센서의 상기 렌즈와의 결합부위에 광경화수지를 도포하는 단계와, 상기 렌즈 위치 결정 단계 이후에 상기 광경화수지를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈용 액티브 얼라인먼트 방법.
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