KR102524989B1 - 카메라 모듈 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈 검사 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 카메라 모듈 검사 장치는 광경로를 형성하는 원통형의 경통부, 상기 경통부 내부에 배치되어 카메라 모듈 검사를 위한 차트가 형성된 차트부, 상기 차트부의 상부에서 상기 차트부를 향하여 빛을 조사하는 광원부, 상기 경통부 하부에 위치하는 렌즈, 및 상기 경통부 내측으로 원주 방향으로 돌출되어 상기 광원부로부터 조사되어 상기 경통부 내측면에서 반사된 빛을 차단하는 광경로 차단부를 포함하는 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈 검사 장치{APPARATUS FOR TESTING CAMERA MODULE}

본 발명은 카메라 모듈 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대 단말기, 자동차 등에 장착되는 카메라 모듈에 대하여 차트를 촬영하여 해상도 등을 검사하는 카메라 모듈 검사 장치에 관한 것이다.

휴대폰, 태블릿 등과 같은 휴대용 단말기는 단말기 본래의 기능 외에 사진 촬영이나 동영상 촬영 등의 부가적 기능을 수행하기 위해 카메라 모듈이 장착되는 것이 일반적이다. 또한, 최근에는 자동차에도 안전과 편의를 위해 카메라 모듈이 장착되는 것이 일반적이다.

최근에는 기술의 발전으로 카메라 모듈이 초소형화, 고해상도, 고화소화로 개발되고 있다.

카메라 모듈은 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 이미지 센서 및 이미지 센서의 전방에 장착되는 렌즈로 구성되는데, 카메라 모듈의 출하 전에는 카메라 모듈이 정상적으로 동작하는지를 확인하는 다양한 검사를 수행한다.

일반적으로, 카메라 모듈의 해상도 검사를 포함한 다양한 검사는 카메라 모듈에서 해상도 차트를 촬영한 영상을 기반으로 이루어진다.

도 1은 종래의 카메라 모듈 검사 장치의 구성을 간략하게 도시한 도면이다. 종래에는 카메라 모듈(50)의 상부에 광원(20) 및 소정의 패턴들이 표시된 해상도 차트(30)를 배치시키고, 소켓(10)에 장착된 카메라 모듈(50)을 이용하여 전체 차트(30)를 촬영하고 촬영된 영상에서의 패턴을 분석하여 해상도 등의 검사를 수행하였다.

도시되어 있는 것과 같이 카메라 모듈(50)의 화각이 90° 미만인 경우에는 종래의 방법으로 카메라 모듈(50)의 검사를 수행하는 것이 용이하다. 하지만, 차량용 전방 또는 후방 감시 카메라와 같이 매우 큰 화각이 요구되는 카메라 모듈(50)에 대하여, 화각 내 해상도 차트(30)를 촬영하기 위해서는 해상도 차트(30)와 광원(20)의 크기가 커질 수 밖에 없다. 해상도 차트(30)의 크기가 너무 커지면 제작이 어렵고 전체 카메라 모듈 검사 장치의 크기가 너무 커진다는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 화각이 커질수록 촬상된 이미지의 중심부에서 가장자리로 갈수록 화각에 따른 이미지 왜곡이 커지는 문제가 발생한다.

이에, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 원통형의 경통 내부에 차트 및 광원 등을 배치시킨 카메라 모듈 검사 장치(100)를 카메라 모듈(50) 상부에 방사상으로 복수 개 배치시켜, 차트를 촬영하도록 하는 카메라 모듈 검사 시스템이 알려져 있다. 각각의 카메라 모듈 검사 장치(100) 내부에는 카메라 모듈(50) 검사를 위한 단위 차트가 형성되는데, 각각의 카메라 모듈 검사 장치(100)로부터 촬영한 차트 이미지를 취합하면 도 1에서와 같이 넓은 범위의 차트를 한 번에 촬영한 것과 같은 검사를 수행할 수 있다. 나아가, 화각이 큰 카메라 모듈(50)에 대해서도 방사상으로 배치되는 카메라 모듈 검사 장치(100)에 의해 이미지 왜곡을 최소화하며 카메라 모듈 검사가 가능하다.

도 3은 도 2의 카메라 모듈 검사 시스템에 사용된 종래의 카메라 모듈 검사 장치(100)로부터 단위 차트를 촬영한 차트 영상을 도시한다.

도시되어 있는 것과 같이 차트 이미지의 가장자리 주변부에 차트 이미지 외 다른 이미지가 촬상됨을 확인할 수 있다. 해상도 검사는 차트 이미지의 경계면 분석을 통해 이루어지는데, 도 3에서와 같이 차트 이미지의 가장자리 주변부에 차트 이미지 외 다른 이미지가 촬영되면 해상도 검사의 정확도가 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0070296호

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경통부 하단부에 경통부 내측면으로부터 반사되어 렌즈로 향하는 빛을 차단하는 광경로 차단부를 형성하여 촬영된 차트 이미지 가장자리 주변부에 내면반사 이미지가 촬상되는 것을 방지하도록 하여 차트 촬영을 통한 카메라 모듈 검사의 정확도를 높일 수 있는 카메라 모듈 검사 장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광경로를 형성하는 원통형의 경통부; 상기 경통부 내부에 배치되어 카메라 모듈 검사를 위한 차트가 형성된 차트부; 상기 차트부의 상부에서 상기 차트부를 향하여 빛을 조사하는 광원부; 상기 경통부 하부에 위치하는 렌즈; 및 상기 경통부 내측으로 원주 방향으로 돌출되어 상기 광원부로부터 조사되어 상기 경통부 내측면에서 반사된 빛을 차단하는 광경로 차단부를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 광경로 차단부는 상기 경통부의 하단부에 교체 가능하게 장착될 수 있다.

여기서, 상기 차트부 및 상기 렌즈 사이의 거리에 따라 상기 광경로 차단부의 원주 방향으로 돌출되는 돌출 길이가 다를 수가 있다.

여기서, 상기 렌즈는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 차트는 해상도 검사용 차트일 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 카메라 모듈 검사 장치에 따르면 경통부 내측면으로부터 난반사되는 빛이 촬상되는 것을 차단하여 차트 촬영을 이용한 카메라 모듈 검사의 신뢰도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 카메라 모듈 검사 장치의 구성을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 단위 차트를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치를 카메라 모듈 상부에 방사상으로 복수 개 배치시켜 카메라 모듈 검사를 수행하는 카메라 모듈 검사 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 카메라 모듈 검사 시스템에 사용된 종래의 카메라 모듈 검사 장치로부터 단위 차트를 촬영한 차트 영상을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 카메라 모듈 검사 장치의 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 분해 사시도이다.
도 7은 도 4의 부분 단면도이다.
도 8은 광경로 차단부에 의한 광 시뮬레이션 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈 검사 장치로 촬영한 차트 이미지를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈 검사 장치로 촬영한 이미지와 종래 카메라 모듈 검사 장치로 촬영한 이미지의 밝기 보정을 통한 영상 데이터를 비교하여 보여주는 도면이다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 카메라 모듈 검사 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 카메라 모듈 검사 장치의 사시도이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 분해 사시도이고, 도 7은 도 4의 부분 단면도이고, 도 8은 광경로 차단부에 의한 광 시뮬레이션 모습을 보여주는 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈 검사 장치로 촬영한 차트 이미지를 도시하고, 도 10은 본 발명에 따른 카메라 모듈 검사 장치로 촬영한 이미지와 종래 카메라 모듈 검사 장치로 촬영한 이미지의 밝기 보정을 통한 영상 데이터를 비교하여 보여주는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치는 경통부(110), 차트부(120), 광원부(130), 렌즈(140) 및 광경로 차단부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

경통부(110)는 원통형으로 내부가 비워진 긴 하우징 형태로 형성되어, 내부에는 상부로부터 광원부(130), 차트부(120) 및 광경로 차단부(150)가 순차적으로 배치될 수 있고, 경통부(110)의 아래는 렌즈(140)가 결합될 수 있다.

광원부(130)는 경통부(110) 내 상단부에 배치되어 하부를 향해 빛을 조사한다. 광원부(130)로부터 조사된 빛은 카메라 모듈을 향하여 조사되어, 광원부(130) 아래에 배치되는 차트부(120)에 그려진 차트를 카메라 모듈에 촬상하게 된다. 광원부(130)는 LED로 형성될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

차트부(120)는 경통부(110) 내 광원부(130) 아래에 배치된다. 상기 차트부(120)에는 검사용 이미지 촬상을 위한 차트가 형성되는데, 상기 차트에는 종래 차트를 구성하는 차트의 일부인 단위 차트가 형성된다. 예를 들어, 상기 단위 차트는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 소정의 직경을 가지는 단일의 도트로 형성될 수 있다. 상기 단위 차트의 형상 및 단위 차트를 구성하는 패턴의 개수(예를 들어, 도트의 개수)는 도 6에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 차트는 해상도 검사를 위한 차트일 수 있다.

종래에는 도 1에서와 같이 카메라 모듈(50)이 복수의 패턴들이 형성된 차트(30)를 한번에 촬영하여 검사 영상을 획득하는데 반하여, 본 발명의 카메라 모듈 검사 장치는 도 2에서와 같이 카메라 모듈(50)의 상부에 방사상으로 복수 개 배치되는 카메라 모듈 검사 장치(10)에서 각각 촬영한 차트 이미지를 취합하여 카메라 모듈(50) 검사를 위한 검사 영상을 획득한다.

방사상으로 배치되는 복수의 단위 차트에 대한 차트 이미지를 취합하여 해상도 검사를 수행하므로, 화각이 큰 카메라 모듈에 대해서도 촬상된 이미지의 왜곡을 최소화하며 카메라 모듈(50) 검사를 수행할 수 있다.

도 2와 달리 단일의 상기 카메라 모듈 검사 장치를 카메라 모듈(50) 상부의 복수의 지점에 이동시키며 단위 차트를 촬영한 후 이를 취합하여 카메라 모듈(50) 검사를 위한 검사 영상을 획득할 수도 있다.

종래와 같이 패턴들이 형성된 차트 전체를 한번에 촬영하여 검사 영상을 획득하는 경우 카메라 모듈(50)의 화각이 커질수록 차트의 크기가 커져서 차트 제작이 어려워지고, 나아가 차트의 크기가 커질 경우 촬상된 검사 영상의 외곽으로 갈수록 카메라 모듈(50)의 화각에 의한 영상 왜곡이 심하게 발생할 수 있다.

하지만, 본 발명에서와 같이 단위 차트가 형성된 카메라 모듈 검사 장치를 복수 개 이용하거나 이동시키며 촬영한 복수의 영상을 취합하여 카메라 모듈(50) 검사를 위한 검사 영상을 획득하는 경우, 카메라 모듈(50)의 화각에 따라서 차트의 크기가 커질 필요가 없어서 화각이 큰 카메라 모듈(50)에 대해서도 검사 영상을 용이하게 획득할 수가 있다. 또한, 카메라 모듈 검사 장치를 방사상으로 배치시켜 화각에 따른 영상 왜곡을 최소화할 수 있다.

경통부(110)의 하부에는 렌즈(140)가 결합될 수 있다. 상기 렌즈(140)는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)를 포함할 수 있다.

콜리메이터 렌즈는 포커싱 포인트를 변경시켜 사물을 가상의 거리로 변환시켜주는 역할을 하는데, 콜리메이터 렌즈에 의해 원거리 해상도 검사를 용이하게 수행할 수가 있다. 즉, 카메라 모듈과 차트 사이에 배치되는 콜리메이터 렌즈에 의해, 차트가 카메라 모듈로부터 근거리에 위치시키더라도 차트의 포커싱 포인트를 변경시켜 마치 원거리에 위치하는 것처럼 보이게 하여 원거리 해상도 검사를 수행할 수가 있다.

따라서, 콜리메이터 렌즈에 의해 검사 공간을 축소하여 공간 효율성을 향상시킬 수 있다.

광경로 차단부(150)는 경통부(110) 하단부에 내측으로 원주 방향으로 돌출 형성되어, 광원부(130)로부터 조사된 빛의 일부를 차단한다. 광원부(130)로부터 조사된 빛의 일부는 광경로 차단부(150) 중앙의 중공을 통과하여 렌즈(140)를 향할 수 있고, 또 다른 일부는 광경로 차단부(150)에 의해 차단되어 렌즈(140)를 통과하지 못하게 된다.

특히, 광경로 차단부(150)는 광원부(130)에서 조사되어 경통부(110) 내측면으로부터 반사되는 빛을 차단한다. 도 3에 도시된 것과 같이 종래 차트 이미지의 가장자리 주변부에 촬상되는 이미지는 경통부(110) 내측면에서 난반사되어 찰상된 이미지인데, 본 발명에서 광경로 차단부(150)는 경통부(110) 내측면에서 난반사되는 빛이 렌즈(140)를 통과하는 것을 차단시켜 내면반사 이미지를 상쇄시킬 수가 있다. 따라서, 도 9에서와 같이 차트 이미지의 가장자리 주변부에 내면반사 이미지가 촬상되지 않아 선명한 차트 이미지를 획득할 수 있다.

도 8은 광원부(130)에서 조사된 빛을 광 시뮬레이션하여 경통부(110)의 내측면으로부터 난반사되는 빛을 차단시키도록 광경로 차단부(150)를 설계하는 과정을 도시하는 도면이다. 상기와 같은 광 시뮬레이션을 통해 광경로 경통부(110) 내측면에서 반사되어 차트 이미지 외에 다른 내면반사 이미지가 촬상되는 것을 차단하도록 하는 광경로 차단부(150)의 경통부(110) 내측으로 돌출되는 길이 또는 형상이 설계될 수 있다.

또한, 광경로 차단부(150)는 경통부(110)의 하단부에 교체 가능하게 장착될 수 있다. 즉, 경통부(110) 하단부 내측에 광경로 차단부(150)가 고정되고, 경통부(110) 하부에 렌즈(140)를 결합시키는 방법으로 경통부(110) 내부에 광경로 차단부(150)를 교체 가능하게 장착시킬 수 있다.

차트부(120)와 렌즈(140) 사이의 거리에 따라서 광경로 차단부(150)의 형상이 달라질 수가 있는데, 본 발명에서는 광경로 차단부(150)를 교체 가능하게 장착하도록 하여, 차트부(120)와 렌즈(140) 사이의 거리에 따라서 적절하게 설계된 광경로 차단부(150)를 배치시킬 수가 있다.

도 10은 본 발명에서와 같이 광경로 차단부(150)를 형성한 카메라 모듈 검사 장치와 종래 광경로 차단부(150)가 형성되지 않은 카메라 모듈 검사 장치를 이용하여 동일한 Y값으로 조명부를 세팅하여 촬상한 이미지 및 이를 밝기 보정 처리한 이미지를 도시한다. 도시되어 있는 것과 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈 검사 장치로부터 촬영된 이미지에는 차트 이미지 주변에 난반사되어 촬상되는 내면반사 이미지가 없는 데 반하여, 광경로 차단부(150)가 없는 종래의 카메라 모듈 검사 장치로부터 촬영된 이미지에는 차트 이미지 주변에 별도의 내면 반사 이미지가 촬상됨을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 차트 이미지 외에 내면반사 이미지가 촬상되는 것을 방지하며, 해상도 검사의 정확도를 높일 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.

50: 카메라 모듈
110: 경통부
120: 차트부
130: 광원부
140: 렌즈
150: 광경로 차단부

Claims (3)

1. 광경로를 형성하는 원통형의 경통부;
   상기 경통부 내부에 배치되어 카메라 모듈 검사를 위한 차트가 형성된 차트부;
   상기 차트부의 상부에서 상기 차트부를 향하여 빛을 조사하는 광원부;
   상기 경통부 하부에 위치하는 렌즈; 및
   상기 광원부로부터 조사되어 상기 경통부 내측면에서 반사되지 않는 빛은 중앙의 개구를 통해 통과시키고, 상기 경통부 내측으로 원주 방향으로 돌출되어 상기 광원부로부터 조사되어 상기 경통부 내측면에서 반사되어 차트 이미지의 가장자리 주변부에 촬상되는 빛은 차단하는 광경로 차단부를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광경로 차단부는 상기 경통부의 하단부에 교체 가능하게 장착되는 카메라 모듈 검사 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 차트부 및 상기 렌즈 사이의 거리에 따라 상기 광경로 차단부의 원주 방향으로 돌출되는 돌출 길이가 다른 카메라 모듈 검사 장치.

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