KR20160061705A - 부품 실장기의 카메라 모듈 - Google Patents

부품 실장기의 카메라 모듈 Download PDF

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KR20160061705A
KR20160061705A KR1020140164418A KR20140164418A KR20160061705A KR 20160061705 A KR20160061705 A KR 20160061705A KR 1020140164418 A KR1020140164418 A KR 1020140164418A KR 20140164418 A KR20140164418 A KR 20140164418A KR 20160061705 A KR20160061705 A KR 20160061705A
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남상준
권강혁
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한화테크윈 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 관한 부품 실장기의 카메라 모듈은, 부품을 흡착하는 노즐을 구비하는 헤드와 마주보도록 배치되는 부품 실장기의 카메라 모듈에 있어서, 광축을 따라 배치되는 렌즈와 촬상소자를 구비하는 광학부와, 광학부를 지지하는 지지부와, 지지부를 광학부의 광축 방향으로 이동 가능하도록 지지하는 프레임과, 광학부의 일측에 결합되며 외부에서 전달된 부품의 상(image)을 렌즈를 향해 반사하는 반사부를 구비한다.

Description

부품 실장기의 카메라 모듈{Camera module for chip mounting apparatus}
본 발명의 실시예들은 부품 실장기의 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품 실장기의 발열로 인한 카메라 모듈의 열변형을 개선하는 부품 실장기의 카메라 모듈에 관한 것이다.
부품 실장기는 IC 칩 등의 전자 부품을 기판 상에 실장하는 장치로서, 일반적으로 부품 실장기는 부품의 불량이나 흡착 상태 등을 촬영하기 위한 카메라 모듈을 구비한다. 이러한 카메라 모듈은 다시 카메라, 단렌즈, 굴절미러, 조명장치, 고정 브라켓으로 구성되어 부품 실장기에 결합된다.
부품을 신속하게 실장하는 부품 실장기의 특성 상, 고속으로 구동되는 부품 실장기의 각 구성요소들의 상호 마찰에 의해 발열이 발생한다. 이러한 마찰열은 카메라부로 전도되어 카메라부의 열변형을 일으키며, 이로 인해 카메라의 촬상 경로에 영향을 미쳐 결과적으로는 부품 실장기의 부품 위치 인식에 오차를 야기한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 별도의 위치 보정 수단을 구비하는 부품 실장기가 일본 공개 특허 제2011-066162호 (발명의 명칭: 전자부품의 실장 장치 및 실장 방법)에 구체적으로 개시되어 있다.
일본 공개 특허 제2011-066162호 (2011년 3월 31일 공개)
본 발명의 실시예들은 카메라 모듈의 열변형을 개선할 수 있는 부품 실장기의 카메라 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 관한 부품 실장기의 카메라 모듈은, 부품을 흡착하는 노즐을 구비하는 헤드와 마주보도록 배치되는 부품 실장기의 카메라 모듈에 있어서, 광축을 따라 배치되는 렌즈와 촬상소자를 구비하는 광학부와, 광학부를 지지하는 지지부와, 지지부를 광학부의 광축 방향으로 이동 가능하도록 지지하는 프레임과, 광학부의 일측에 결합되며 외부에서 전달된 부품의 상(image)을 렌즈를 향해 반사하는 반사부를 구비한다.
또한, 지지부 및 프레임 중 어느 하나는 돌기를 구비하고, 지지부 및 프레임 중 다른 하나는 지지부의 광축 방향으로의 이동을 허용하도록 지지부를 수용하는 홈을 구비할 수 있다.
또한, 지지부의 광축 방향의 폭은 홈의 광축 방향의 폭보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 프레임이 홈을 구비할 경우, 홈에 수용된 돌기를 덮도록 프레임에 결합하는 커버를 더 구비할 수 있다.
또한, 반사부를 수용하여 외부로부터의 노이즈를 차단하는 경통을 더 구비할 수 있다.
또한, 부품을 향하는 방향으로 광을 조사하도록 노즐과 경통 사이에 설치되는 조명부를 더 구비할 수 있다.
전술한 바와 같은 실시예들에 관한 부품 실장기의 카메라 모듈에 의하면, 광학부를 지지하는 지지부의 열변형을 개선하여, 광학부의 광축을 일정하게 유지시킬 수 있으며, 나아가 부품의 자세와 불량 여부를 지속적으로 정확하게 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 부품 실장기의 카메라 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 지지부가 프레임에 고정된 경우 부품 실장기의 카메라 모듈의 열변형을 나타내는 실험도이다.
도 3은 도 1의 지지부와 프레임의 결합 구조를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 지지부와 프레임이 결합된 경우 그 측면을 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 3의 다른 변형예를 나타내는 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 측면을 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기의 카메라 모듈의 열변형을 나타내는 실험도이다.
본 발명들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 부품 실장기의 카메라 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 1에 나타난 부품 실장기의 카메라 모듈(10)은 광축(C)을 따라 배치되는 렌즈(110)와 촬상소자(120)를 구비하는 광학부(100)와, 광학부(100)를 지지하는 지지부(200)와, 지지부(200)를 광학부(100)의 광축(C) 방향으로 이동 가능하도록 지지하는 프레임(300)과, 광학부(100)의 일측에 결합되어 외부에서 전달되는 부품(미도시)의 상(image)을 렌즈(110)를 향해 반사하는 반사부(400)를 구비한다.
여기서, 광축(C)은 외부에서 전달되는 부품의 상이 후술할 반사부(400)에 의해 반사되어 광학부(100)의 촬상소자(120)에 전달되는 경로를 의미하며, 바람직하게는 도 1의 x축과 실질적으로 대응되도록 형성된다.
먼저 광학부(100)를 구성하는 렌즈(110)와 촬상소자(120)에 대해 설명하기로 한다. 렌즈(110)는 렌즈배럴(130)에 수용되며, 광축(C) 방향을 따라 적어도 하나 배치된다. 또한, 렌즈(110)는 지지부(200)에 의해 지지되어 외부로부터 입사되는 부품의 상을 촬상소자(120)에 집광하여 전달하는 역할을 한다.
촬상소자(120)는 렌즈(110)와 함께 나란히 광축(C) 방향을 따라 배치되며, 반사부(400)에 의해 외부로부터 전달되는 부품의 상을 인식하여 영상을 생성한다. 촬상소자(120)에 의해 생성되는 이러한 부품의 상에 대한 영상은, 도시하지는 않았으나 광학부(100)와 연결되어 서로 제어 신호를 주고 받거나, 데이터를 처리하는 등의 기능을 수행하는 제어부(미도시)와 연결될 수 있다. 나아가, 부품에 대한 영상을 수신한 제어부는 부품의 자세나 부품의 불량 여부를 검사할 수 있다.
이러한 제어부는 마이크로 칩이나, 마이크로 칩을 구비하는 회로보드로 구현될 수 있으며, 제어부에 포함되는 각 구성요소들은 제어부에 내장되는 소프트웨어나 회로들에 의해 구현될 수 있다.
상세히, 전술한 바와 같이 상기 렌즈(110)와 촬상소자(120)는 광학부(100)의 광축(C) 방향을 따라 나란히 배치되는 것은 정확한 부품 자세 측정 및 부품의 불량 여부 인식에 있어 매우 중요하다. 이와 관련하여, 도 2를 참조하여, 렌즈(110)와 촬상소자(120)의 자세가 변형됨으로 인해 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 광축(C) 방향을 따라 나란히 배치되지 않는 경우를 설명하기로 한다.
도 2는 종래 지지부가 프레임에 고정된 경우 부품 실장기의 카메라 모듈의 열변형을 나타내는 실험도이다.
도 2는 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 광축(C)에서 벗어난 곳에 배치된 모습을 나타낸다. 한편, 외부로부터 반사부(400)로 전달되는 부품의 상은 z축 방향과 실질적으로 대응되는 방향으로 유입되어, 반사부(400)에 의해 반사되어 광축(C)을 따라 전달된다. 따라서, 이렇게 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 광축(C)에 배치되지 않는 경우에는 반사부(400)로부터 반사된 부품의 상을 촬상소자(120)가 정확하게 인식하지 못하는 경우가 발생한다. 나아가, 부품 인식을 정확하게 인식하지 못하게 되면 부품의 실장 위치에 오차가 발생할 수도 있으며, 불량 부품을 정확하게 인식하지 못함으로 인해 불량 부품이 실장될 수도 있다.
이렇게 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 광축(C)을 따라 나란히 배치되지 않는 것은 부품 실장기(미도시)의 발열로 인한 카메라 모듈(10)의 열변형에서 야기된다. 종래에는 이러한 열변형의 억제를 위해 지지부(200)를 프레임(300)에 고정하였으나, 이러한 과도한 구속은 오히려 프레임(300)에 접촉하는 지지부(200)의 일부분을 제외한 나머지 부분의 열변형을 억제하지 못했다.
상세히, 렌즈(110)와 촬상소자(120)는 지지부(200)에 의해 지지되므로, 프레임(300)에 구속된 지지부(200)에 열변형이 일어나는 경우, 프레임(300)과 결합된 부분을 제외한 지지부(200)의 나머지 부분에 광축(C) 방향으로 소정 간격 열변형이 발생하게 된다(참조부호 C' 참조).
이렇게 지지부(200)에 열변형이 일어나면, 지지부(200)에 의해 지지되는 광학부(100)의 렌즈(110)와 촬상소자(120) 또한 지지부(200)의 열변형으로 인해 z축 방향으로 소정 간격 비틀리게 되고, 결과적으로 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 광축(C)에서 벗어난 위치(참조부호 C')로 이동하게 된다.
다시 도 1을 참고하면, 이를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(10)은 지지부(200)와 결합되는 프레임(300)에 지지부(200)를 수용하여 지지부(200)가 광축(C) 방향으로 소정 간격 이동할 수 있는 공간을 제공하는 홈(310)을 구비한다.
이렇게 지지부(200)가 프레임(300)에 구속되지 않고 광축(C) 방향으로 이동할 수 있도록 프레임(300)에 홈(310)을 구비하게 되면, 지지부(200)에 열변형이 일어나더라도 광학부(100)의 렌즈(110)와 촬상소자(120)는 광축(C) 방향으로 소정 간격 이동한다. 즉, 렌즈(110)와 촬상소자(120)는 도 2에 나타난 바와 같이 지지부(200)의 열변형으로 인해 z축 방향으로 자세가 변형되어 광축(C)에서 이탈되지 않으며, 대신 지지부(200)의 열변형에 따라 광축(C) 방향으로 이동하므로 광축(C) 방향으로 배치되는 기존의 자세를 유지할 수 있다. 이러한 지지부(200)와 프레임(300)의 결합 구조에 대한 상세한 설명 및 다른 변형예는 후술하기로 한다.
다음으로, 반사부(400)는 광학부(100)의 일측에 결합되며 외부에서 전달되는 부품의 상(image)을 렌즈(110)를 향해 반사한다. 부품의 상이 반사부(400)로 전달되는 제1 경로(P1)와 반사부(400)에서 반사된 부품의 상이 렌즈(110)를 거쳐 촬상소자(120)로 전달되는 제2 경로(P2)는 서로 실질적으로 수직을 이루며, 이때 반사부(400)에서 촬상소자(120)로 전달되는 제2 경로는 도 1에 나타난 광축(C)에 해당한다.
경통(500)은 광학부(100)와 프레임(300)에 연결되며, 반사부(400)를 수용함으로써 촬상소자(120)로 전달되는 부품의 상에 외부의 노이즈로 인한 간섭 현상이 발생하는 것을 방지한다.
또한, 부품을 흡착하는 노즐(미도시)과 경통(500) 사이에는 조명부(600)가 더 구비되어, 부품 촬영 시 부품을 향하는 방향으로 광을 조사함으로써 어두운 환경에서도 부품 촬영을 용이하게 수행할 수 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 7을 참조하여 지지부(200)와 프레임(300)의 결합구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 지지부와 프레임의 결합 구조를 나타내는 분해사시도이며, 도 4는 도 3의 지지부와 프레임이 결합된 경우 그 측면을 나타내는 측면도이다.
먼저 도 3를 참조하면, 지지부(200)는 프레임(300)에 광학부(100)의 광축(C) 방향으로 이동 가능하도록 결합되며, 광학부(100)를 수용하기 위한 수용부(210)를 구비할 수 있다.
수용부(210)는 광학부(100)가 배치되는 광축(C) 방향을 따라 형성될 수 있다. 여기서, 도면에는 지지부(200)를 관통하는 통공 형상으로 형성되어 있으나, 실시예들은 이에 한정되지 않으며 광학부(100)가 광축(C)을 가로지르는 방향으로 이동하지 않도록 광학부(100)를 지지하는 구조를 가질 수 있다. 예컨데, 도 3에 나타난 바와 같이 원형으로 형성될 수도 있고, 반원 형상으로 형성되어 광학부(100)의 일 측면을 지지할 수도 있다.
또한, 지지부(200)는 광축(C) 방향을 가로지는 방향으로 돌출되어 형성되는 돌기(220)를 구비할 수 있다. 이렇게 돌기(220)가 형성된 지지부(200)는 지지부(200)의 광축(C) 방향으로의 이동을 허용하도록 지지부(200)를 수용하는 홈(310)을 구비하는 프레임(300)에 결합된다.
커버(700)는 일부분이 홈(310)에 수용된 돌기(220)를 덮도록 배치되며, 돌기(220)를 덮지 않는 커버(700)의 다른 부분은 프레임(300)과 결합되어 지지부(200)가 프레임(300) 상에서 z축 방향으로 이탈되지 않도록 지지부(200)를 부분적으로 고정하는 역할을 한다. 도면에는 프레임(300)과 커버(700)의 결합 구조가 도시되어 있지 않으나, 프레임(300)과 커버(700)는 볼트 체결 또는 용접과 같이 일반적인 체결 방식으로 서로 결합될 수 있다.
도 4를 참조하면, 지지부(200)의 광축(C) 방향의 폭(W1)은 프레임(300)에 형성되는 홈(310)의 광축(C) 방향의 폭(W2)보다 작게 형성된다. 따라서, 부품 실장기(미도시)의 발열으로 인해 지지부(200)가 광축(C) 방향을 따라 열변형되는 경우, 지지부(200)는 광축(C) 방향을 따라 홈(310)의 광축(C) 방향의 폭(W2)의 범위 내에서 자유롭게 이동 가능하다.
결과적으로, 이러한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기의 카메라 모듈(10)은 지지부(200)에 열변형이 일어나더라도, 렌즈(110)와 촬상소자(120)는 열변형이 일어나지 않았을 경우 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 나란히 배열되는 광축(C)을 벗어나지 않으며, 지속적으로 광축(C) 방향에 배치되어 부품을 촬영하는 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 도 3의 다른 변형예를 나타내는 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 지지부와 프레임이 결합된 경우 그 측면을 나타내는 측면도이다.
도 5를 참조하면, 프레임(300)은 지지부(200)를 향해 돌출되도록 형성되는 돌기(320)를 구비할 수 있으며, 지지부(200)는 돌기(320)를 수용하는 홈(230)을 구비할 수 있다. 이때, 도 6에 나타나듯이 홈(230)의 광축(C) 방향의 폭(W4)은 프레임(300)에 형성되는 돌기(320)의 광축(C) 방향의 폭(W3)보다 크게 형성된다.
따라서, 도 3 및 도 4에 나타난 지지부(200)와 프레임(300)의 결합 구조와 같이, 프레임(300)에 돌기(320)가, 지지부(200)에 홈(230)이 형성된 경우에도 지지부(200)는 프레임(300)에 대해 광축(C) 방향을 따라 홈(230)의 폭(W4)의 범위 내에서 자유롭게 이동 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기의 카메라 모듈의 열변형을 나타내는 실험도이다.
도 7에 나타난 카메라 모듈(10)은 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같은 지지부(200)와 프레임(300)의 결합 구조를 갖는다. 즉, 지지부(200)가 프레임(300)에 대해 광축(C) 방향으로 이동할 수 있도록 프레임(300)에 지지부(200)의 폭(W1)보다 긴 폭(W2)을 갖는 홈(310)을 구비하게 되면, 도 7에 나타난 바와 같이 광학부(100)의 렌즈(110)와 촬상소자(120)가 지지부(200)의 열변형에도 광축(C)을 이탈하지 않고, 지속적으로 광축(C) 상에 나란히 배치되어 외부로부터 전달되는 부품의 상을 촬상소자(120)에 정확하게 전달할 수 있다.
전술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 카메라 모듈 230, 310: 홈
100: 광학부 300: 프레임
110: 렌즈 400: 반사부
120: 촬상소자 500: 경통
200: 지지부 600: 조명부
210: 수용부 700: 커버
220, 320: 돌기

Claims (6)

  1. 부품을 흡착하는 노즐을 구비하는 헤드와 마주보도록 배치되는 부품 실장기의 카메라 모듈에 있어서,
    광축을 따라 배치되는 렌즈와 촬상소자를 구비하는 광학부;
    상기 광학부를 지지하는 지지부;
    상기 지지부를 상기 광학부의 상기 광축의 방향으로 이동 가능하도록 지지하는 프레임; 및
    상기 광학부의 일측에 결합되며 외부에서 전달된 상기 부품의 상(image)을 상기 렌즈를 향해 반사하는 반사부;를 구비하는, 부품 실장기의 카메라 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부 및 상기 프레임 중 어느 하나는 돌기를 구비하고,
    상기 지지부 및 상기 프레임 중 다른 하나는 상기 지지부의 상기 광축 방향으로의 이동을 허용하도록 상기 지지부를 수용하는 홈을 구비하는, 부품 실장기의 카메라 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 지지부의 상기 광축 방향의 폭은 상기 홈의 상기 광축 방향의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는, 부품 실장기의 카메라 모듈.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 프레임이 상기 홈을 구비할 경우,
    상기 홈에 수용된 상기 돌기를 덮도록 상기 프레임에 결합하는 커버를 더 구비하는, 부품 실장기의 카메라 모듈.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 반사부를 수용하여 외부로부터의 노이즈를 차단하는 경통을 더 구비하는, 부품 실장기의 카메라 모듈.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 부품을 향하는 방향으로 광을 조사하도록 상기 노즐과 상기 경통 사이에 설치되는 조명부를 더 구비하는, 부품 실장기의 카메라 모듈.
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JP2011066162A (ja) 2009-09-16 2011-03-31 Shibaura Mechatronics Corp 電子部品の実装装置及び実装方法
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