KR20090100661A - 무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라모듈 제작 방법. - Google Patents

무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라모듈 제작 방법. Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 무한 결상 광학계는 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함하는 제1렌즈부; 빛을 일부를 투과시킬 수 있는 투영차트; 상기 빛을 발산시키는 백라이트 유닛; 및 상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛이 결합되는 제1홀더를 포함하며, 상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛은 차례로 배치되며, 상기 제1렌즈부가 상기 제1홀더의 개구부로 노출되는 것을 포함한다.
무한 결상 광학계

Description

무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법. {Optical System for Infinite Image Formation and Fabrication Method for Camera Module Using the Same}
실시예는 무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법에 관한 것이다.
카메라가 탑재된 휴대전화의 등장으로 휴대전화에 의해 정지화상 및 동영상의 촬영이 가능해지게 되었으며, 현재 고해상도 및 고화질의 촬영을 위해 카메라의 성능이 점차 개선되어 가고 있는 추세이다.
이러한 카메라는 다수개의 렌즈를 포함하고 있으며, 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 촛점거리를 조절하도록 구성된다.
실시예는 카메라 모듈의 포커싱을 정확하고 정밀하게 조절할 수 있는 무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법을 제공한다.
실시예에 따른 무한 결상 광학계는 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함하는 제1렌즈부; 빛을 일부를 투과시킬 수 있는 투영차트; 상기 빛을 발산시키는 백라이트 유닛; 및 상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛이 결합되는 제1홀더를 포함하며, 상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛은 차례로 배치되며, 상기 제1렌즈부가 상기 제1홀더의 개구부로 노출되는 것을 포함한다.
실시예에 따른 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법은 무한거리에 상을 형성할 수 있는 무한 결상 광학계를 준비하는 단계; 상기 무한 결상 광학계를 제1렌즈부, 이미지 센서 및 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈에 결합시키는 단계; 및 상기 무한 결상 광학계 및 카메라 모듈의 제1렌즈부를 회전시켜, 상기 제1렌즈부와 이미지 센서 간의 유효초점거리를 조절하는 단계를 포함하며, 상기 카메라 모듈은 자동 초점(Auto Focus) 조절 기능을 포함하며, 상기 무한 결상 광학계는 상기 카메라 모듈의 상기 제1렌즈부 상에 결합되는 것을 포함한다.
실시예에 의한 무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법에 의하면, 무한 결상 광학계를 이용하여 카메라 모듈에 무한 상을 제공 함으로써, 실물을 통해 포커싱(focusing) 공정을 진행할 때 발생하는 오차를 방지하여 디포커스(defocus) 및 미스 포커싱(miss focusing) 등을 개선시킬 수 있으며, 포커싱을 보다 정확하고 정밀하게 할 수 있다.
또한, 실물을 무한 상태와 유사한 거리에 두고 포커싱 공정을 진행할 필요가 없어, 별도의 큰 공간이 필요치 않으므로, 공정 규모를 축소시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 무한 결상 광학계 및 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1a는 무한 결상 광학계의 구성요소를 도시하고 있으며, 도 1b는 무한 결상 광학계의 측단면도이다.
도 2는 무한 결상 광학계를 통해 무한 거리(L)에 상이 형성되는 경로를 도시하고 있으며, 도 3은 상기 무한 결상 광학계가 카메라 모듈에 결합된 모습을 도시한 측단면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 무한 결상 광학계(100)는 백라이트 유닛(10), 투영 차트(12), 제1 IR(Infrared Ray) 차단 필터(14) 및 제1렌즈부(19)가 배치된 제1홀더(20)를 포함한다.
상기 제1홀더(20)는 일면에 형성된 개구부를 포함하며, 상기 제1홀더(20)의 내부에 백라이트 유닛(10), 투영 차트(12), 제1 IR 차단 필터(14) 및 제1렌즈부(19)가 차례대로 배치된다.
이때, 상기 제1홀더(20)의 가장 안쪽에는 상기 백라이트 유닛(10)과 투영차 트(12)가 배치되며, 상기 제1홀더(20)의 개구부에는 상기 제1렌즈부(19)가 노출될 수 있다.
또한, 상기 제1렌즈부(19)와 상기 투영차트(12) 사이에는 상기 제1 IR 차단 필터(14)가 배치된다.
상기 백라이트 유닛(10)은 LED(Light Emitting Diode) 백라이트 판넬을 사용하여, 광원을 발산시킬 수 있다.
상기 투영차트(12)는 일부는 빛을 투과하고, 일부는 빛을 차단할 수 있는 패턴이 형성될 수 있다.
이는 상기 백라이트 유닛(10)에서 발산된 광원이 상기 투영차트(12)를 지나, 상기 투영차트(12)의 패턴에 대한 상이 외부에 형성될 때, 상기 무한 결상 광학계(100)의 초점(focus)을 맞추기 위한 패턴이며, 여러 가지 변형 가능한 다른 패턴으로도 형성될 수 있다.
상기 제1렌즈부(19)는 적어도 하나 이상의 렌즈가 형성된 제1렌즈(16)와 상기 제1렌즈(16)를 고정시킬 수 있는 렌즈 배럴(18)을 포함한다.
적어도 하나 이상의 렌즈가 형성된 상기 제1렌즈(16)는 렌즈의 광축이 일치하도록 상기 렌즈 배럴(18)에 조립된다.
상기 백라이트 유닛(10)에서 발산된 광원이 상기 투영차트(12)를 지나, 제1 IR 차단 필터(14) 및 제1렌즈(16)를 통과하여 외부에 상기 투영차트(12)의 패턴에 대한 상이 형성될 수 있다.
이때, 상기 투영차트(12)의 제1면(13)과 상기 제1렌즈(16)의 중심은 제1유효 초점거리(effective focal length; EFL)의 거리를 유지할 수 있으며, 상기 투영차트(12)의 제1면(13)과 상기 제1렌즈(16)와는 후초점거리(back focal length; BFL)를 유지할 수 있다.
상기 투영차트(12)와 상기 제1렌즈(16)는 제1유효초점거리(EFL)를 유지함으로써, 상기 무한 결상 광학계(100)의 외부에 형성되는 상기 투영차트(12)의 상(像)이 어느 거리에서든 뚜렷하게 형성될 수 있다.
이는, 카메라 모듈에서 광학계인 렌즈의 중심과 이미지 센서의 거리가 유효초점거리를 유지할 때, 무한 거리에 있는 물체의 형상이 이미지 센서에서 뚜렷하게 구현되는 것을 이용하였다.
즉, 상기 이미지 센서의 위치에 상기 투영차트(12)를 배치시키고 상기 투영차트(12)와 광학계인 제1렌즈(16)의 중심의 거리가 제1유효초점거리(EFL)를 유지한다면, 외부에 형성된 상기 투영차트(12)에 대한 상은 무한 거리(L)에서도 뚜렷하게 구현될 수 있다.
그리고, 상기 제1홀더(20)의 개구부 영역 주위에는 적어도 하나 이상의 돌기(25)가 형성되고, 상기 제1홀더(20)의 상기 돌기(25)가 형성된 면의 배면에 상기 무한 결상 광학계(100)를 회전시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 회전부재(28)가 형성된다.
상기 돌기(25)는 이후 상기 무한 결상 광학계(100)와 카메라 모듈과의 결합을 위해 형성되며, 상기 무한 결상 광학계(100)와 카메라 모듈이 결합된 뒤, 상기 회전부재(28)를 통해 상기 무한 결상 광학계(100)를 회전시킬 수 있다.
도 3은 상기 무한 결상 광학계가 카메라 모듈에 결합된 모습을 도시한 측단면도이다.
상기 무한 결상 광학계(100)와 결합된 카메라 모듈(200)은 제2렌즈부(46), 제2홀더(40), 이미지 센서(60) 및 인쇄회로기판(50)을 포함하며, 자동 초점(auto focus) 조절이 가능할 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2렌즈부(46)는 적어도 하나 이상의 렌즈와 상기 하나 이상의 렌즈를 고정시킬 수 있는 렌즈 배럴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2렌즈부(46)는 렌즈의 위치를 조정하여 초점을 조절하고, 자동 초점 및 광학줌 기능이 구현될 수 있도록 하는 구동원을 포함할 수 있으며, 상기 제2렌즈부(46)의 상단에는 상기 무한 결상 광학계(100)의 상기 돌기(25)를 결합할 수 있는 적어도 하나 이상의 홈이 형성될 수 있다.
상기 제2렌즈부(46), 제2 IR 차단 필터(44) 및 인쇄회로기판(50)은 제2홀더(40)에 결합되어 있으며, 상기 제2렌즈부(46)의 하부에는 상기 제2 IR 차단 필터(44) 및 인쇄회로기판(50)이 차례로 배치될 수 있다.
상기 이미지 센서(60)에서 처리되는 신호를 처리하는 회로 패턴이 형성된 상기 인쇄회로기판(50)은 광신호를 전기신호로 변환하는 상기 이미지 센서(60)를 포함하여 형성되어 있으며, 상기 제2홀더(40)의 하부에 위치하고 있다.
그리고, 상기 인쇄회로기판(50)은 표시부(70)와 연결될 수 있으며, 상기 표시부(70)는 모니터(monitor)가 될 수 있다.
상기 무한 결상 광학계(100)에서 발생된 상이 상기 제2렌즈부(46)에 입사되고, 상기 이미지 센서(60)에 신호가 발생되어, 상기 인쇄회로기판(50)과 연결된 상기 표시부(70)에 상기 이미지 센서(60)의 상이 표시될 수 있다.
상기 무한 결상 광학계(100)와 카메라 모듈(200)은, 상기 무한 결상 광학계(100)의 제1홀더(20)에 형성된 상기 돌기(25)가 상기 카메라 모듈(200)의 상기 렌즈부(46)의 홈에 삽입됨으로써 결합될 수 있다.
이때, 상기 무한 결상 광학계(100)의 개구부와 상기 카메라 모듈(200)의 제2렌즈부(46)가 마주보도록 결합되어, 상기 무한 결상 광학계(100)에서 발생되는 상이 상기 제2렌즈부(46)로 유입될 수 있다.
상기 무한 결상 광학계(100)와 카메라 모듈(200)이 결합된 후, 상기 무한 결상 광학계(100)에 형성된 상기 회전부재(28)를 돌려 상기 무한 결상 광학계(100) 및 상기 제2렌즈부(46)를 회전시킬 수 있다.
상기 회전부재(28)로 상기 무한 결상 광학계(100) 및 상기 제2렌즈부(46)를 회전시켜, 상기 제2렌즈부(46)에 형성된 렌즈를 상하로 이동시킬 수 있다.
즉, 상기 제2렌즈부(46)에 형성된 렌즈를 상하로 이동시킴으로써, 상기 카메라 모듈(200)의 제2유효초점거리를 조절할 수 있다.
상기 제2유효초점거리는 상기 표시부(70)를 통해 보여지는 상이 뚜렷해질 때까지 상기 무한 결상 광학계(100)로 렌즈를 이동시켜 조절할 수 있다.
상기 무한 결상 광학계(100)를 이용하여 상기 카메라 모듈(200)에 무한 상을 제공함으로써, 실물을 통해 포커싱(focusing) 공정을 진행할 때 발생하는 오차를 방지하여 디포커스(defocus) 및 미스 포커싱(miss focusing) 등을 개선시킬 수 있으며, 포커싱을 보다 정확하고 정밀하게 할 수 있다.
또한, 실물을 무한 상태와 유사한 거리에 두고 포커싱 공정을 진행할 필요가 없어, 별도의 큰 공간이 필요치 않으므로, 공정 규모를 축소시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 무한 결상 광학계의 구성요소를 도시하고 있으며, 도 1b는 무한 결상 광학계의 측단면도이다.
도 2는 무한 결상 광학계를 통해 무한 거리(L)에 상이 형성되는 경로를 도시하고 있다.
도 3은 상기 무한 결상 광학계가 카메라 모듈에 결합된 모습을 도시한 측단면도이다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함하는 제1렌즈부;
    빛을 일부를 투과시킬 수 있는 투영차트;
    상기 빛을 발산시키는 백라이트 유닛; 및
    상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛이 결합되는 제1홀더를 포함하며,
    상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛은 차례로 배치되며, 상기 제1렌즈부가 상기 제1홀더의 개구부로 노출되는 것을 포함하는 무한 결상 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1렌즈부가 노출된 면의 상기 제1홀더의 일단에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성된 것을 포함하는 무한 결상 광학계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구부가 형성된 면에 대한 상기 제1홀더의 배면에는 적어도 하나 이상의 회전부재가 형성된 것을 포함하는 무한 결상 광학계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 발광 다이오드(Light Emitting Diode)로 형성된 것을 포함하는 무한 결상 광학계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투영차트는 상기 백라이트 유닛과 상기 제1렌즈부 사이에 배치되며,
    상기 투영차트와 상기 제1렌즈부는 후초점거리(Back Focal Length)만큼 간격이 유지되는 것을 포함하는 무한 결상 광학계.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1렌즈부와 투영차트 사이에 IR(Infrared Ray) 차단 필터가 형성된 것을 포함하는 무한 결상 광학계.
  7. 무한거리에 상을 형성할 수 있는 무한 결상 광학계를 준비하는 단계;
    상기 무한 결상 광학계를 제1렌즈부, 이미지 센서 및 인쇄회로기판을 포함하는 카메라 모듈에 결합시키는 단계; 및
    상기 무한 결상 광학계 및 카메라 모듈의 제1렌즈부를 회전시켜, 상기 제1렌즈부와 이미지 센서 간의 유효초점거리를 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 카메라 모듈은 자동 초점(Auto Focus) 조절 기능을 포함하며, 상기 무한 결상 광학계는 상기 카메라 모듈의 상기 제1렌즈부 상에 결합되는 것을 포함하는 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무한 결상 광학계는 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함하는 제2렌즈부;
    빛을 일부를 투과시킬 수 있는 투영차트;
    상기 빛을 발산시키는 백라이트 유닛; 및
    상기 제1렌즈부, 투영차트 및 백라이트 유닛이 결합되는 제1홀더를 포함하며,
    상기 백라이트 유닛에서 발생한 빛이 상기 투영차트 및 제1렌즈부를 통하여 무한거리에 상을 형성할 수 있는 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 무한 결상 광학계 및 카메라 모듈의 제1렌즈부를 회전시켜, 상기 제1렌즈부와 이미지 센서 간의 유효초점거리를 조절할 때,
    상기 카메라 모듈의 인쇄회로기판과 연결된 표시부를 통해, 상기 카메라 모듈의 포커싱(focusing)을 조절하는 것을 포함하는 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 무한 결상 광학계는 적어도 하나 이상의 돌기가 형성되고, 상기 카메라 모듈의 제1렌즈부에는 적어도 하나 이상의 홈이 형성되어,
    상기 무한 결상 광학계의 돌기와 상기 제1렌즈부 홈이 결합되어, 상기 무한 결상 광학계와 상기 카메라 모듈이 결합되는 것을 포함하는 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1렌즈부와 이미지 센서 간의 유효초점거리의 조절은,
    상기 제1렌즈부와 결합된 상기 무한 결상 광학계를 회전시켜, 상기 제1렌즈부에 형성된 렌즈를 이동시켜 유효초점거리를 조절하는 것을 포함하는 무한 결상 광학계를 이용한 카메라 모듈 제작 방법.
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