KR20150033102A - 카메라 모듈 및 그 제작 방법 - Google Patents

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KR20150033102A
KR20150033102A KR20130112655A KR20130112655A KR20150033102A KR 20150033102 A KR20150033102 A KR 20150033102A KR 20130112655 A KR20130112655 A KR 20130112655A KR 20130112655 A KR20130112655 A KR 20130112655A KR 20150033102 A KR20150033102 A KR 20150033102A
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Abstract

실시예는 각종 소자가 실장 되는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 상측에 설치되는 렌즈부와, 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 렌즈부를 통해 입사된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서 상측에 구비되어 상기 광 신호를 집광하기 위해 복수 개의 마이크로 렌즈가 구비된 마이크로 렌즈부와, 상기 이미지 센서와 상기 마이크로 렌즈부 사이에 구비되되, 상기 개개의 마이크로 렌즈의 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.

Description

카메라 모듈 및 그 제작 방법{Camera Module and Method for manufacturing the same}
본 발명의 실시예는 이미지 센서의 구조가 개선된 카메라 모듈 및 그 제작 방법에 관한 것이다.
각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있는바, 이에 따라 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.
그 중에서 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하여 그 이미지데이터를 저장한 후 필요에 따라 이를 편집 및 전송할 수 있는 대표적인 것이 카메라 모듈이다.
카메라 모듈에는 하나 이상의 렌즈가 수용되는 렌즈부와, 상기 렌즈부로부터 입사된 대상물의 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서가 실장된다.
이러한 이미지 센서의 상부에는 복수 개의 수광소자(5)로 광 신호를 집광하기 위한 마이크로 렌즈부(1)가 구비되는데, 개개의 수광소자(5)마다 광 신호를 집광하기 위해서 상기 마이크로 렌즈부(1)는 복수 개의 마이크로 렌즈로써 구성된 어레이(array) 형태를 가져야한다.
따라서, 집광율이 우수한 어레이 형태의 마이크로 렌즈부(1)를 상기 이미지 센서 상에 구비하기 위해서는 x, y, z, α, β, γ의 정밀한 6축 배열(align)이 요구된다.
본 발명의 실시예는 해상도가 우수한 카메라 모듈을 제공한다.
실시예는 각종 소자가 실장 되는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 상측에 설치되는 렌즈부와, 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 렌즈부를 통해 입사된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서 상측에 구비되어 상기 광 신호를 집광하기 위해 복수 개의 마이크로 렌즈가 구비된 마이크로 렌즈부와, 상기 이미지 센서와 상기 마이크로 렌즈부 사이에 구비되되, 상기 개개의 마이크로 렌즈의 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛을 포함하는 카메라 모듈을 제공한다.
또한, 상기 이미지 센서는 실리콘 웨이퍼와, 상기 실리콘 웨이퍼 내에 구비된 복수 개의 수광소자와, 상기 실리콘 웨이퍼 상측에 상기 복수 개의 수광소자에 대응되도록 구비되는 컬러필터와, 상기 실리콘 웨이퍼 하측에 구비되어 상기 이미지 센서에 전원을 인가하는 FPCB를 포함하는것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보상유닛은 공기와 다른 굴절율을 갖는 투명재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보상유닛은 상기 개개의 마이크로 렌즈 하측에 두께를 달리하여 구비되는 옵티컬 필름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보상유닛은 상기 개개의 마이크로 렌즈 하측에 두께를 달리하여 구비되는 UV 레진으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이크로 렌즈에 인접한 보상유닛의 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈부를 고정하고, 화상의 초점을 조정하는 액추에이터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액추에이터부는 상기 렌즈부 외주면에 체결되어 상기 렌즈부를 고정하는 보빈과, 상기 보빈의 외주면에 구비된 코일부와, 상기 코일부와 대응되는 위치에 구비되는 마그넷부와, 상기 마그넷부를 고정하는 요크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 외관을 형성하는 커버캔을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 실시예는 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 상측에 설치되는 렌즈부, 그리고 상기 인쇄회로기판에 실장되는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈의 제작 방법에 있어서, 복수 개의 수광소자가 구비된 이미지 센서를 형성하는 제1 단계와, 이 후, 광 신호를 상기 이미지 센서에 집광하기 위한 복수 개의 마이크로 렌즈를 형성하는 제2 단계와, 이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈의 개별적인 초점 거리를 측정하는 제3 단계와, 이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈별 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛을 생성하는 제4 단계와, 이 후, 상기 보상유닛을 상기 이미지 센서 상측에 설치하는 제5 단계와, 이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈를 상기 보상유닛 상측에 설치하는 제6 단계를 포함하는 카메라 모듈의 제작 방법을 제공한다.
또한, 상기 제4 단계는 상기 마이크로 렌즈에서 상기 이미지 센서에 구비된 수광소자까지의 거리인 BFL을 고려하여 초점 거리 편차를 보상하여 상기 보상유닛을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4 단계는 두께를 달리하는 복수 개의 옵티컬 필름으로 상기 보상유닛을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 옵티컬 필름에서 상기 마이크로 렌즈에 인접한 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되도록 상기 보상유닛을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4 단계는 두께를 달리하여 구비되는 UV 레진으로 상기 보상유닛을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 UV 레진에서 상기 마이크로 렌즈에 인접한 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되도록, 상기 UV 레진을 압착하여 상기 보상유닛을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마이크로 렌즈의 집광 성능이 균일하지 않더라도 각 수광소자에 도달하는 광 초점을 균일하게 할 수 있어 우수한 해상도를 구현할 수 있다.
또한, 이미지 센서의 제작 공정 중 휨 현상이 발생하더라도, 각 수광소자에 도달하는 광 초점을 균일하게 할 수 있어 우수한 해상도를 구현할 수 있다.
도 1a는 종래 이미지 센서의 측단면도.
도 1b는 종래 마이크로 렌즈부의 집광거리를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 측단면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상유닛이 구비된 이미지 센서를 개략적으로 도시한 도면.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보상유닛이 구비된 이미지 센서를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈의 제작 방법에 대한 플로우 차트.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제작 순서를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 실시예의 카메라 모듈을 상세하게 설명하자면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈의 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 크게 렌즈부(120), 액추에이터부(130), 이미지 센서(140) 및 인쇄회로기판(150)을 포함한다.
또한, 실시예는 상기 렌즈부(120) 및 액추에이터부(130)를 수용하며, 카메라 모듈(100)의 외관을 형성하는 커버캔(110)을 더 포함할 수 있다. 이러한 커버캔(110)은 카메라 내부의 수용환경에 따라 외관의 형상이 가변할 수 있음은 자명하다.
상기 인쇄회로기판(150)은 상기 액추에이터부(130)의 하측에 구비된다. 이러한 인쇄회로기판(150)에는 카메라 모듈(100)을 구동하기 위한 각종 소자가 실장될 수 있으며, 상기 액추에이터부(130)를 구동시키기 위한 전원을 상기 액추에이터부(130)에 인가한다.
상기 이미지 센서(140)는 상기 렌즈부(120)에 수용된 하나 이상의 렌즈와 광축 방향(O)을 따라 위치될 수 있도록 상기 인쇄회로기판(150) 상에 실장될 수 있다. 이러한 이미지 센서(140)는 렌즈를 통해 입사된 대상물의 광 신호를 전기적 신호로 변환한다.
상기 렌즈부(120)는 렌즈 배럴일 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 렌즈를 지지할 수 있는 홀더구조라면 어느 것이든 포함될 수 있다. 실시예는 상기 렌즈부(120)가 렌즈 배럴인 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 렌즈부(120)는 상기 커버캔(110)에 수용되며, 상기 이미지 센서(140)와 대응되는 위치에 배치된다. 이러한 렌즈부(120)는 한 개 이상의 렌즈(미도시)를 수용한다.
상기 액추에이터부(130)는 상기 렌즈부(120)를 내부에 위치하도록 고정하고, 상기 렌즈부(120)를 이동시켜 화상의 초점을 조정한다. 구체적으로, 상기 액추에이터부(130)는 상기 렌즈부(120) 외주면과 결합되어 상기 렌즈부(120)를 고정하는 보빈(134)과, 상기 보빈(134)의 외주면에 구비된 코일부(132)와, 상기 코일부(132)와 대응되는 위치에 구비되는 마그넷부(131)와, 상기 마그넷부(131)를 고정하는 요크부(133)를 포함한다.
또한, 전술한 것과 같이 상기 액추에이터부(130)를 수용하는 별도의 커버캔(110)을 추가로 구비할 수 있으며, 이 경우 상기 렌즈부(120) 및 액추에이터부(130)는 모두 커버캔(110) 내측에 위치할 수 있다.
이러한 상태에서, 상기 인쇄회로기판(150)에 의해 인가된 구동신호로써 상기 코일부(132)에 전류가 인가되고, 이러한 코일부(132)와 상호 작용하는 마그넷부(131)에 의해 상기 렌즈부(120)가 고정된 보빈(134)이 광축 방향(O)을 따라 상, 하 이동할 수 있는 것이다.
이러한 액추에이터부(130)는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)를 적용한 A.F(Auto Focusing) 액추에이터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 도시된 것과 달리 OIS(Optical Image Stabilization) 타입에 실시예가 적용되거나, 또는 엑추에이터부가 없는 고정 초점(Fixed Focusing) 타입의 카메라 모듈(100)이 적용될 수 있다. 고정 초점 타입의 카메라 모듈(100)의 경우, 상기 액추에이터부(130) 대신에 상기 렌즈부(120)를 수용할 수 있는 렌즈 홀더부를 구비하여 실시예를 구성할 수도 있다. 즉, 렌즈 홀더부의 내주면과 렌즈부(120)의 결합구조를 실시예와 같이 구성할 수 있다.
한편, 상기 이미지 센서(140)와 상기 렌즈부(120) 사이에는 적외선 차단 필터(IR filter, 160)가 구비될 수 있다. 이러한 IR 필터(160)는 적외선 필터(Infrared Ray Filter)이나, 예를 들어, 필름 재질 또는 글래스 재질로 형성될 수 있으며, 촬상면 보호용 커버유리, 커버 글래스 등의 평판 형상의 광학적 필터에 적외선 차단 코팅 물질 등이 배치될 수도 있다.
이러한 IR 필터(160)를 위치시키기 위해, 상기 액추에이터부(130)와 인쇄회로기판(150) 사이에는 베이스(112)가 구비될 수도 있으며, 상기 IR 필터(160)는 상기 베이스(112)의 중앙에 형성된 중공부에 장착될 수 있다. 여기서, 상기 베이스(112)는 상기 액추에이터부(130)의 구성을 이루는 부품으로 상기 액추에이터부(130)와 일체로 형성될 수 있다. 또는 상기 액추에이터부(130)와 별도로 상기 이미지 센서(140)를 보호하는 센서홀더 기능을 하는 베이스일 수 있다.
또한, 상기 IR 필터(160)는 센서홀더 또는 액추에이터부(130)에 배치될 수 있으며, 센서 상면에 위치할 수 있다.
한편, 전술한 것과 같이, 실시예는 F.F(Fixed Focusing) 타입의 카메라 모듈(100)에도 적용 가능하며, 이러한 경우 상기 렌즈부(120)를 이동시킬 액추에이터부(130)가 필요하지 않으므로, 상기 베이스(112)의 상측에는 상기 렌즈부(120)를 고정하기 위한 원통형의 고정부(미도시)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 베이스(112) 상측에는 도시된 보빈(134)과 같은 원통형의 고정부가 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예는 상기 이미지 센서(140) 상측에 구비된 마이크로 렌즈부(141)의 초점 거리 보상을 위한 기술적 사상을 제안한다. 이러한 초점 거리 보상은 마이크로 렌즈부(141)를 구성하는 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)의 초점 거리인 BFL(back focal length)에 대한 보상을 의미할 뿐만 아니라, 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)로부터 수광소자(145)까지의 거리인 BFD(back focal Distance)의 보상을 포함한다.
이러한 기술적 사상을 구현하기 위한 보상유닛(170)을 구체적으로 설명하자면 다음과 같다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보상유닛(170a)이 구비된 이미지 센서(140)를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보상유닛(170b)이 구비된 이미지 센서(140)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 이미지 센서(140)는 실리콘 웨이퍼(144)와, 상기 실리콘 웨이퍼(144) 내에 구비되는 복수 개의 수광소자(145)와, 상기 실리콘 웨이퍼(144) 상측에 상기 복수 개의 수광소자(145)에 대응되도록 구비되는 컬러필터(142)와, 상기 실리콘 웨이퍼(144) 하측에 구비되어 상기 이미지 센서(140)에 전원을 인가하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 146)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컬러필터(142) 상측에는 유리 재질의 커버 글래스(미도시)가 증착될 수 있다. 이러한 커버 글래스는 이미지 센서(140)의 휨 방지 및 이물질 유입 방지를 위해 구비될 수 있다.
한편, 이미지 센서(140)의 상측에는 광 신호를 수광소자(145)로 집광하기 위한 마이크로 렌즈부(141)가 구비되는데, 개개의 수광소자(145)마다 광 신호를 집광하기 위해서 상기 마이크로 렌즈부(141)는 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)로써 형성된 어레이 형태를 가질 수 있다.
상기 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)는 수광소자(145)의 크기 등에 따라 적절한 굴절을 가지도록 소정의 두께 및 곡률 반경을 가지도록 형성된다. 상기 마이크로 렌즈부(141)에 어레이 된 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)는 완벽하게 형상, 굴절률이 동일하지 아니하여, 결과적으로 카메라 모듈(100)의 해상도가 저하되는 결과가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예는 상기 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)의 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛(170)을 포함한다. 이러한 보상유닛(170)은 상기 이미지 센서(140)와 상기 마이크로 렌즈부(141) 사이에 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 보상유닛(170)은 상기 마이크로 렌즈부(141)를 투과한 광 신호의 초점 거리를 보상하기 위함이므로, 공기와 다른 굴절율을 갖는 투명재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 보상유닛(170)은 마이크로 렌즈의 초점거리가 짧을수록 광축 방향으로의 높이가 높아지고, 마이크로 렌즈의 초점거리가 길수록 광축 방향으로의 높이가 짧아지는 형상을 갖는다.
일례로, 도 3a를 참조하면, 상기 보상유닛(170a)은 상기 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d) 하측에 두께를 달리하여 구비되는 옵티컬 필름(Optical film)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)와 복수 개의 수광소자(145) 사이에 개별적으로 구비된 복수 개의 옵티컬 필름으로 형성될 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 단일 옵티컬 필름의 상부면을 단차지게 형성하여 구성할 수도 있다.
다른 예로, 도 3b를 참조하면, 상기 보상유닛(170b)은 상기 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d) 하측에 두께를 달리하여 구비되는 UV 레진(Ultraviolet resin)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)와 복수 개의 수광소자(145) 사이에 개별적으로 복수 개의 UV 레진을 도포한 뒤 프레스(10)로 압착하여 성형함으로써 형성될 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 단일 UV 레진의 상부면을 단차지게 가공 형성하여 구성할 수도 있다.
한편, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(100)에서 이미지 센서(140)를 제작하는 방법은 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(100)의 제작 방법에 대한 플로우 차트이다.
일단, 복수 개의 수광소자(145)가 구비된 이미지 센서(140)를 형성한다(S100). 이러한 이미지 센서(140)의 형성은 전술한 것과 같이 복수 개의 수광소자(145)를 실리콘 웨이퍼(144) 내에 배치하고, 컬러필터(142)를 상기 실리콘 웨이퍼(144) 상측에 상기 복수 개의 수광소자(145)에 대응되도록 증착한다. 또한, 상기 실리콘 웨이퍼(144) 하측에 상기 이미지 센서(140)에 전원을 인가하는 위한 FPCB(146)를 장착할 수도 있으며, 상기 컬러필터(142) 상부에 커버 글라스(미도시)를 증착할 수도 있다.
이 후, 광 신호를 상기 이미지 센서(140)에 집광하기 위한 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)를 형성한다(S200). 통상적으로 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)는 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)용 감광제를 도포하고 이를 패터닝한 뒤, 열을 가하여 패터닝된 마이크로렌즈용 감광제를 플로우 시켜 돔 형태를 갖는 다수의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)를 형성한다.
이 후, 상기 S200 단계에서 형성된 상기 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)의 개별적인 초점 거리를 측정한다(S300). 이러한 초점 거리 특정은 렌즈의 초점을 측정할 때 쓰이는 방식인 스루 포커스(Through Focus) 방식을 사용할 수 있다.
이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)별 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛(170)을 생성한다(S400). 전술한 것과 같이, 초점 거리 보상은 상기 마이크로 렌즈부(141)를 구성하는 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)의 초점 거리인 BFL(back focal length)에 대한 보상뿐만 아니라, 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)로부터 수광소자(145)까지의 거리인 BFD(back focal Distance)의 보상을 포함한다. 따라서, 본 단계는 상기 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)에서 상기 이미지 센서(140)에 구비된 수광소자(145)까지의 거리를 고려하여 상기 보상유닛(170)을 생성할 수 있다. 이미지 센서(140)가 휘어져 있는 경우, 각각의 수광소자(145)에서 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)까지의 거리가 다를 수 있기 때문이다.
이러한 보상유닛(170)은 두께를 달리하는 복수 개의 옵티컬 필름으로 생성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 옵티컬 필름에서 상기 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)에 인접한 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되도록 상기 보상유닛(170)을 생성할 수 있다. 여기서 광의 진행 방향에 수직하게 형성하는 것은 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)의 중심과 상기 수광소자(145)의 중심에 대한 직선에 수직 방향을 뜻할 수 있다. 또는 광축 방향에 수직한 방향을 뜻할 수도 있다.
또한, 상기 보상유닛(170)은 두께를 달리하여 구비되는 UV 레진으로 생성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 UV 레진에서 상기 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)에 인접한 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되도록, 상기 UV 레진을 프레스(10)로써 압착하여 상기 보상유닛(170)을 생성할 수 있다. 여기서 광의 진행 방향에 수직하게 형성하는 것은 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)의 중심과 상기 수광소자(145)의 중심에 대한 직선에 수직 방향을 뜻할 수 있다. 또는 광축 방향에 수직한 방향을 뜻할 수도 있다.
이 후, 최종 생성된 보상유닛(170)을 상기 이미지 센서(140) 상측에 설치하고(S500), 상기 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)를 상기 보상유닛(170) 상측에 설치할 수 있다(S600).
이러한 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서(140)를 제작하는 방법을 개략적으로 정리하자면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 제작 순서를 개략적으로 도시한 도면이다.
개략적으로, 도 5는 BFL 편차가 있는 어레이 렌즈를 보상한 구조에 대한 예이다. 즉, 센서의 커버 글래스 위에 BFL을 보상하기 위한 광학매질을 배치하여 전체적인 렌즈의 초점이 센서면에 맺히도록 하는 것이다. 이러한 보상은 렌즈의 BFL 뿐만 아니라, 센서에서 발생한 휨 현상까지도 보상할 수 있다.
요컨대, 도 5는 일반적인 액티브 얼라인(Active Align) 공정과 BFL 보상 구조가 포함된 액티브 얼라인 공정의 비교이다. 스루 포커스(Through Focus) 측정 후 얻어진 BFL 편차를 계산하여 이를 보상하기 위한 매질 두께를 정하여 센서면 위에 생성한다. 이를 단계별로 살펴보자면 다음과 같다.
도 5의 (a)상태는 이미지 센서(140)를 생성한 뒤, 복수 개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)로 어레이 된 마이크로 렌즈부(141)를 생성하여 초점 거리를 산정한 상태이다.
이 후, 도 5의 (b)상태는 상기 개개의 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d)에서 대응되는 수광소자(145)까지의 거리를 고려하여 생성된 보상유닛(170)을 상기 이미지 센서(140) 상측에 증착한다.
이 후, 도 5의 (c)상태는 상기 (a)상태에서 생성된 마이크로 렌즈부(141)를 최종적으로 증착한 것을 도시한 도면이다.
이러한 본 발명의 실시예는 완전하게 동일하지 아니한 마이크로 렌즈(141a, 141b, 141c, 141d) 개개의 BFL을 보상함과 동시에, 열처리 등에 의해 휘어져 있을 수 있는 이미지 센서(140)까지의 거리를 고려하여, 수광소자(145)까지 완벽하게 집광 능력을 보상하므로, 우수한 해상도를 구현할 수 있는 카메라 모듈(100)을 구현할 수 있는 이점이 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100: 카메라 모듈 110: 커버캔
112: 베이스 120: 렌즈부
130: 액추에이터부 131: 마그넷부
132: 코일부 133: 요크부
134: 마그넷부 140: 이미지 센서
141: 마이크로 렌즈부 142: 컬러필터
144: 실리콘 웨이퍼 145: 수광소자
146: FPCB 150: 인쇄회로기판
160: IR 필터 170: 보상유닛

Claims (15)

  1. 각종 소자가 실장 되는 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 상측에 설치되는 렌즈부;
    상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 렌즈부를 통해 입사된 광 신호를 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서 상측에 구비되어 상기 광 신호를 집광하기 위해 복수 개의 마이크로 렌즈가 구비된 마이크로 렌즈부; 및
    상기 이미지 센서와 상기 마이크로 렌즈부 사이에 구비되되, 상기 개개의 마이크로 렌즈의 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛;을 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는,
    실리콘 웨이퍼;
    상기 실리콘 웨이퍼 내에 구비된 복수 개의 수광소자;
    상기 실리콘 웨이퍼 상측에 상기 복수 개의 수광소자에 대응되도록 구비되는 컬러필터; 및
    상기 실리콘 웨이퍼 하측에 구비되어 상기 이미지 센서에 전원을 인가하는 FPCB;를 포함하는 카메라 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보상유닛은 공기와 다른 굴절율을 갖는 투명재질로 형성되는 카메라 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보상유닛은 상기 개개의 마이크로 렌즈 하측에 두께를 달리하여 구비되는 옵티컬 필름으로 형성되는 카메라 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보상유닛은 상기 개개의 마이크로 렌즈 하측에 두께를 달리하여 구비되는 UV 레진으로 형성되는 카메라 모듈.
  6. 제1 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈에 인접한 보상유닛의 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되는 카메라 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈부를 고정하고, 화상의 초점을 조정하는 액추에이터부를 더 포함하는 카메라 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액추에이터부는,
    상기 렌즈부 외주면에 체결되어 상기 렌즈부를 고정하는 보빈;
    상기 보빈의 외주면에 구비된 코일부;
    상기 코일부와 대응되는 위치에 구비되는 마그넷부; 및
    상기 마그넷부를 고정하는 요크부;를 포함하는 카메라 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    외관을 형성하는 커버캔을 더 포함하는 카메라 모듈.
  10. 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판의 상측에 설치되는 렌즈부, 그리고 상기 인쇄회로기판에 실장되는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈의 제작 방법에 있어서,
    복수 개의 수광소자가 구비된 이미지 센서를 형성하는 제1 단계;
    이 후, 광 신호를 상기 이미지 센서에 집광하기 위한 복수 개의 마이크로 렌즈를 형성하는 제2 단계;
    이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈의 개별적인 초점 거리를 측정하는 제3 단계;
    이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈별 초점 거리 편차를 보상하기 위한 보상유닛을 생성하는 제4 단계;
    이 후, 상기 보상유닛을 상기 이미지 센서 상측에 설치하는 제5 단계;
    이 후, 상기 복수 개의 마이크로 렌즈를 상기 보상유닛 상측에 설치하는 제6 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 제작 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    상기 마이크로 렌즈에서 상기 이미지 센서에 구비된 수광소자까지의 거리인 BFL을 고려하여 초점 거리 편차를 보상하여 상기 보상유닛을 생성하는 카메라 모듈의 제작 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    두께를 달리하는 복수 개의 옵티컬 필름으로 상기 보상유닛을 생성하는 카메라 모듈의 제작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 옵티컬 필름에서 상기 마이크로 렌즈에 인접한 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되도록 상기 보상유닛을 생성하는 카메라 모듈의 제작 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제4 단계는,
    두께를 달리하여 구비되는 UV 레진으로 상기 보상유닛을 생성하는 카메라 모듈의 제작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 UV 레진에서 상기 마이크로 렌즈에 인접한 광학면은 광의 진행 방향에 수직하게 형성되도록, 상기 UV 레진을 압착하여 상기 보상유닛을 생성하는 카메라 모듈의 제작 방법.
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