KR20200111530A - 멀티 카메라 장치의 제작 방법 - Google Patents

멀티 카메라 장치의 제작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 제1 카메라 모듈의 기판에 대한 센서의 제1 틸트각을 측정하는 단계, 베이스 기판의 제1 안착부에 상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계, 상기 베이스 기판에 대한 상기 제1 카메라 모듈의 기판의 제2 틸트각을 측정하는 단계, 상기 제1 틸트각 및 상기 제2 틸트각을 이용하여 상기 베이스 기판에 대한 상기 제1 카메라 모듈의 광축의 기울기를 산출하는 단계, 상기 제1 카메라 모듈의 광축이 상기 베이스 기판에 수직하게 되도록 상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계, 상기 베이스 기판의 제2 안착부에 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계 및 상기 제2 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하도록 상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계를 포함한다.

Description

멀티 카메라 장치의 제작 방법{METHOD FOR MANUFACTURING APPARATUS OF MULTI CAMERA}
본 발명은 멀티 카메라 장치의 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 카메라 모듈이 베이스 기판에 장착된 멀티 카메라 장치의 제작 방법에 관한 것이다.
최근에는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터와 같은 전자 장치 및 자동차 등에도 카메라 장치가 탑재되고 있다. 이러한 카메라 장치는 사진 및 동영상의 촬영뿐만 아니라 사물 인식, 생체 인식 등 다양한 용도로 사용되고 있다.
더욱 최근에는 보다 높은 광학적인 성능을 달성하기 위해 2개 이상의 카메라를 같은 방향을 바라보도록 탑재하는 멀티 카메라 장치도 도입되고 있다. 이러한 멀티 카메라 장치는 경우에 따라서 보다 고품질의 사진 및 동영상을 촬영할 수도 있고, 보다 높은 정확도의 사물 인식 및 거리 인식을 가능하게 한다는 장점이 있다.
이러한 멀티 카메라 장치에서는 복수의 카메라 모듈의 광축이 평행하게 맞춰질 필요가 있다. 만약, 복수의 카메라 모듈의 광축이 어긋나게 되면 각각의 카메라 모듈이 촬영한 이미지 데이터의 편집이나 가공 과정에서 오차가 발생한다는 문제가 있다.
따라서 멀티 카메라 장치에서 복수의 카메라 모듈의 광축을 평행하게 맞출 수 있는 구조 및 방법에 대한 요구가 증대되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제2018-0102945호 (2018.09.18) 대한민국 공개특허공보 제2018-0081981호 (2018.07.18)
본 발명이 해결하려는 과제는, 복수의 카메라 모듈의 광축을 서로 평행하게 조정하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 간소한 공정과 단일 카메라 장치를 위해 설계된 장비를 이용해서 복수의 카메라 모듈의 광축을 서로 평행하게 조정하는 카메라 장치의 제작 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 제1 카메라 모듈의 기판에 대한 센서의 제1 틸트각을 측정하는 단계, 베이스 기판의 제1 안착부에 상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계, 상기 베이스 기판에 대한 상기 제1 카메라 모듈의 기판의 제2 틸트각을 측정하는 단계, 상기 제1 틸트각 및 상기 제2 틸트각을 이용하여 상기 베이스 기판에 대한 상기 제1 카메라 모듈의 광축의 기울기를 산출하는 단계, 상기 제1 카메라 모듈의 광축이 상기 베이스 기판에 수직하게 되도록 상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계, 상기 베이스 기판의 제2 안착부에 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계 및 상기 제2 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하도록 상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계를 포함한다.
상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계는 상기 제1 안착부의 제1 안착면에 결합 수지재를 도포하는 단계 및 상기 결합 수지재가 도포된 상기 제1 안착면에 상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는 상기 제1 카메라 모듈의 광축이 상기 베이스 기판에 수직하게 된 상태에서 상기 결합 수지재를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 카메라 모듈의 광축은 상기 제1 카메라 모듈의 센서와 직교할 수 있다.
상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는 상기 제1 카메라 모듈이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 상기 제1 틸트각을 측정하는 단계 이전에 수행되는, 상기 제1 카메라 모듈의 기판에 상기 센서를 실장하는 단계 및 상기 제1 틸트각을 측정하는 단계 이후에 수행되는, 상기 제1 카메라 모듈의 센서의 상부에 광학계를 위치시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 센서의 상부에 광학계를 위치시키는 단계는 상기 센서의 수직 축과 상기 광학계의 광축을 일치시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계는 상기 제2 안착부의 제2 안착면에 결합 수지재를 도포하는 단계 및 상기 결합 수지재가 도포된 상기 제2 안착면에 상기 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는 상기 제2 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하게 된 상태에서 상기 결합 수지재를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는 상기 제2 카메라 모듈이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 상기 베이스 기판의 제3 안착부에 제3 카메라 모듈을 위치시키는 단계 및 상기 제3 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하도록 상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 카메라 모듈을 위치시키는 단계는 상기 제3 안착부의 제3 안착면에 결합 수지재를 도포하는 단계 및 상기 결합 수지재가 도포된 상기 제3 안착면에 상기 제3 카메라 모듈을 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는 상기 제3 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하게 된 상태에서 상기 결합 수지재를 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는 상기 제3 카메라 모듈이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 결합 수지재를 경화시키는 단계는 상기 결합 수지재에 자외선을 조사하여 상기 결합 수지재를 1차 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 상기 1차 경화시키는 단계 이후에, 상기 결합 수지재에 열을 인가하여 상기 결합 수지재를 2차 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 복수의 카메라 모듈의 광축을 서로 평행하게 맞출 수 있다는 장점이 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 간소한 공정과 단일 카메라 장치를 위해 설계된 장비를 이용해서 복수의 카메라 모듈의 광축을 평행하게 맞출 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작을 위한 제작 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법의 공정 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제1 카메라 모듈의 일부의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 일부 구성의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 일부 구성의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 일부 구성의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 일부 구성의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 공정 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함하는’의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 대략적인 구성에 대해서 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 멀티 카메라 장치는 베이스 기판(300)에 복수의 카메라 모듈이 결합된 것이다. 이하에서는, 베이스 기판(300)에 2개의 카메라 모듈인 제1 및 제2 카메라 모듈(100, 200)이 장착된 것을 예시로 하여 설명하겠지만, 본 발명은 카메라 모듈이 2개인 것으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치는 베이스 기판(300), 제1 카메라 모듈(100) 및 제2 카메라 모듈(200)을 포함한다.
제1 카메라 모듈(100) 및 제2 카메라 모듈(200)은 베이스 기판(300)에 서로 이웃하게 같은 방향을 바라보도록 설치될 수 있다.
제1 및 제2 카메라 모듈(100)은 각각 베이스 기판(300)에 결합 수지재(310, 320)에 의해 결합된다. 이에 대해서는 이하에서 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
이하, 도 1과 함께 도 2를 추가로 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 각 구성에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 단면도이다.
먼저, 베이스 기판(300)은 판 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(300)은 직사각형태의 판 형태로 형성될 수 있다.
베이스 기판(300)은 전체적으로 뒤틀리거나 휘어지지 않은 평판 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 베이스 기판(300)은 소정의 두께로 형성될 수 있다. 구체적으로, 베이스 기판(300)은 후술할 제1 카메라 모듈(100)의 제1 기판(110)과 제2 카메라 모듈(200)의 제2 기판(210)보다 두껍게 형성될 수 있다. 그리고 베이스 기판(300)은 PCB 재질보다 강성이 높은 금속 재질로 형성될 수 있다. 따라서 베이스 기판(300)은 후술할 제1 카메라 모듈(100)의 제1 기판(110)과 제2 카메라 모듈(200)의 제2 기판(210)보다 평탄도가 높을 수 있고, 그 평탄도가 다양한 조건에서 보다 잘 유지될 수 있다.
판 형태의 베이스 기판(300)에는 카메라 모듈(100, 200)의 개수에 대응되는 안착부(301, 302)가 형성된다. 예를 들어, 도면에 도시된 것과 같이 베이스 기판(300)에는 2개의 안착부(301, 302)가 형성될 수 있다.
각 안착부(301, 302)는 개구(301a, 302a)와 안착면(301b, 302b)을 포함할 수 있다. 각 개구(301a, 302a)는 베이스 기판(300)을 상하 방향(수직 방향)으로 관통한다. 안착면(301b, 302b)은 개구(301a, 302a)를 둘러싸는 형태로 형성된다. 도면을 참조하면, 제1 안착부(301)는 제1 개구(301a)와 제1 안착면(301b)을 포함하고, 제2 안착부(302)는 제2 개구(302a)와 제2 안착면(302b)을 포함한다. 안착면(301b, 302b)은 베이스 기판(300)의 상면에서 홈 형태로 함몰되게 형성될 수 있다. 따라서 안착면(301b, 302b)은 베이스 기판(300)의 가장 두꺼운 부분보다 얇게 형성될 수 있다.
이미 기술한 것처럼, 제1 및 제2 카메라 모듈(100, 200)은 결합 수지재(310, 320)를 이용하여 베이스 기판(300)과 결합된다.
이처럼, 결합 수지재(310, 320)를 이용한 결합을 위해, 베이스 기판(300)은 결합 수지재(320)에 자외선을 조사하여 경화시키기 위해서 제1 및 제2 안착부(301, 302) 주변에 제1 및 제2 개방부(313, 323)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 안착면(301, 302b) 각각에서 외부까지 연장되어 개방되어 있는 제1 및 제 개방부(313, 323)가 형성될 수 있다. 제1 ㅁ\? 재2 개방부(313, 323)는 제1 및 제2 안착면(301b, 302b)에서 베이스 기판(300)의 측면까지 수평 방향으로 개방되어 있을 수 있다. 제1 및 제2 개방부(313, 323)는 복수의 제1 및 제 차폐부(314, 324)로 구분되는 복수의 제1 및 제2 개방부(313, 323)들을 포함할 수 있다. 복수의 제1 및 제2 개방부(313, 323)와 복수의 제1 및 제2 차폐부(314, 324)는 서로 번갈아 가면서 형성될 수 있다.
베이스 기판(300)에서 제1 및 제2 안착부(301, 302) 주변의 적어도 일부(315, 325, 326)는 완전히 막혀 있고, 다른 일부에는 제1 및 제2 개방부(313, 323)가 형성되어 있을 수 있다. 자외선은 해당 제1 및 제2 개방부(313, 323)를 통해 결합 수지재(320)에 조사되어 결합 수지재(320)를 경화시킬 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 제1 안착부(301)의 일측변, 즉, 카메라 모듈(100, 200)의 배열 방향과 동일한 방향의 변 (예, 가로변)의 길이는 다른 안착부(302)의 동일 변의 길이 보다 길다. 이는 후에 설명하겠지만, 제1 하우징(130)이 위치하는 제1 기판(110)에 제1 하우징(130)에 의해 덮이지 않는 면인 개방면(112)이 존재하기 때문에, 제1 기판(110)의 해당 변(예, 가로변)의 길이가 다른 카메라 모듈(200)의 해당 기판인 제2 기판(210)의 해당 변의 길이보다 길기 때문이다.
제1 카메라 모듈(100)과 제2 카메라 모듈(200)은 각각 기판, 센서, 하우징, 광학계 및 고정부를 포함한다. 이하에서는, 제1 카메라 모듈(100)이 제1 기판(110), 제1 센서(120), 제1 하우징(130), 제1 광학계(140) 및 제1 고정부(150)를 포함하고, 제2 카메라 모듈(200)이 제2 기판(210), 제2 센서(220), 제2 하우징(230), 제2 광학계(240) 및 제2 고정부(250)를 포함하는 것으로 설명한다.
기판(110, 210)은 카메라 모듈(100, 200)의 바닥면을 이루는 부분이다. 기판(110, 210)의 상면에는 센서(120, 220)가 결합된다. 이 때, 센서(120, 220)는 기판(110, 210)과 평행한 것을 유지하면서 결합되는 것이 바람직하지만, 결합 공정 상 일정 정도 이상의 기울기가 형성될 수 있다. 통상적으로, 센서(120, 220)가 해당 기판(110, 210)에 대해 기울어진 경우라 하더라도 이는 3°보다 작은 것이 일반적이다.
도 2에서는 예시적인 구성으로, 제1 카메라 모듈(100)의 제1 센서(120)가 제1 기판(110)에 대해 소정의 각도로 기울어지게 형성된 것을 도시하였다.
센서(120, 220)는 외부에서 입사된 광을 감지하여 전기적인 신호로 변환하는 이미지 센서일 수 있다.
하우징(130, 230)은 기판(110, 210)에 결합되고, 센서(120, 220)를 둘러싸도록 형성된다. 하우징(130, 230)은 센서(120, 220)의 상부에 위치하고, 수직방향으로 관통되게 형성되는 개구부를 포함한다. 하우징(130, 230)은 차광성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
광학계(140, 240)는 렌즈(141, 241) 및 경통(142, 242)을 포함한다. 렌즈(141, 241)는 하나 또는 두 개 이상의 조합으로 구성되고, 경통(142, 242) 내부에 삽입되어 결합된다. 광학계(140, 240)는 하우징(130, 230)의 개구부에 삽입되어 결합된다. 따라서 센서(120, 242)가 감지하는 광은 외부에서 광학계(140, 240)를 통과하여 입사하게 된다. 광학계(140, 240)는 통과시키는 광이 진행하는 광축을 가지게 된다. 광학계(140, 240)의 광축은 센서의 수광면에 직교하도록 하우징(130, 230)에 결합되어, 센서(120, 220)의 수직 축(즉, 수광면에 대해 직교하는 축)과 광학계(140, 240)의 광축은 일치된다.
고정부(150, 250)는 하우징(130, 230)과 광학계(140, 240)를 고정시킨다. 고정부(150, 250)는 자외선 조사 또는 열에 의해 경화되는 특징을 가지는 수지재로 형성될 수 있다. 고정부(150, 250)는 광학계(140, 240)의 광축이 센서(120, 220)에 대해 수직 정렬된 상태에서 경화되어 광학계(140, 240)의 위치를 고정시킨다.
이하에서는, 광학계(140, 240)의 광축이 센서(120, 220)의 수광면에 직교하여 수직 정렬이 바르게 된 상태인 것을 가정하여 설명하도록 한다. 이러한 경우, 제1 카메라 모듈(100)은 정렬된 제1 광축(A1)을 가지고, 제2 카메라 모듈(200)은 정렬된 제2 광축(A2)을 가지는 것으로 설명될 수 있다. 여기서, 제1 광축(A1) 및 제2 광축(A2)은 실존하는 축선이 아니라 각각의 카메라 모듈(100, 200)의 내부를 관통하는 가상의 축선이다.
본 발명의 멀티 카메라 장치에서 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)은 서로 평행하다. 본 명세서에서 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)이 서로 평행하다는 것은 해당 기술 분야에서 통상적으로 용인되는 오차 범위를 감안하여 실질적으로 평행한 것을 의미한다. 따라서 본 발명은 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)이 해당 기술 분야에서 통상적으로 용인되는 오차 범위 이내의 미세한 정도로 어긋나 있는 것도 보호 범위에 포함하는 것으로 봐야 할 것이다.
상술한 것과 같이, 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)은 서로 평행하고, 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)은 베이스 기판(300)에 대해 동일한 틸트각 만큼 기울어지게 위치될 수 있다. 이는 베이스 기판(300)이 전체적으로 해당 기술 분야에서 통상적으로 용인되는 오차 범위를 감안하여 실질적으로 평탄한 것을 감안하여 설명하는 것이다.
즉, 제1 카메라 모듈(100)에서, 제1 센서(120)를 장착하는 과정에서 제1 기판(110)의 중심으로부터 일측으로 치우치게 위치할 수 있다. 이에 따라 제1 하우징(130)도 제1 기판(110)의 중심으로부터 일측으로 치우치게 위치하게 된다.
이러한 제1 센서(120)가 기판(110)의 어느 한 쪽으로 치우치게 위치할 경우, 제1 카메라 모듈(100)의 제1 광축(A1)과 평행하게 제2 카메라 모듈(200)의 광축(A2)이 정렬되므로, 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)은 베이스 기판(300)에 대해 동일한 틸트각 만큼 기울어지게 형성될 수 있다.
여기서 틸트각은 90°보다 작을 수 있다. 즉, 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)은 베이스 기판(300)에 대해 완벽하게 직교하는 것은 아닐 수 있다. 구체적으로, 틸트각은 87°보다는 크고 90°보다는 작을 수 있다.
이러한 제1 및 제2 광측(A1, A2)의 정렬 동작을 위해, 제1 센서(120)와 제1 기판(110)의 상대적인 기울기 각도(틸트각)를 측정할 필요가 있다.
따라서, 제1 센서(120)와 제1 기판(110)의 상대적인 기울기 각도를 측정하기 위해, 제1 기판(110)에는 이미 기술한 것처럼 중심으로부터 일측의 반대측에 제1 하우징(130)에 의해 덮이지 않는 면인 개방면(112)이 위치한다. 따라서, 제1 기판(110)은 개방면(112)을 기준점으로 하여 제1 센서(120)와의 틸트각을 측정하는 것이 가능하다.
다음, 도 3 내지 도 11을 추가로 참고하여, 이러한 복수 개의 카메라 모듈(100, 200)을 구비한 본 발명의 멀티 카메라 장치의 제작 방법을 설명한다.
먼저, 도 3을 참고로 하여, 본 예의 멀티 카메라 장치의 제작을 위한 제작 시스템의 개략적인 도면을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작을 위한 제작 시스템의 개략적인 블록도이다.
멀티 카메라 장치를 제작하기 위한 제작 시스템은, 도 3에 도시한 것처럼, 제1 및 제2 기판(110, 210)과 같은 해당 면에 제1 및 제2 센서(120, 220)와 같은 장착물의 틸팅 정도 즉 틸트각을 측정하기 위한 적어도 하나의 경사각 감지부(710), 경사각 감지부(710)와 연결된 제어부(720), 제어부(720)에 연결된 저장부(730) 그리고 제어부(720)에 연결된 적어도 하나의 액츄에이터(actuator)(740)를 구비한다.
이때, 경사각 감지부(710)는 하나의 경사각 감지부(710)를 이용하여 복수 개의 부분에 대한 경사각을 측정하거나 적어도 하나의 경사각 감지부를 이용하여 복수 개의 부분에 대한 경사각을 각각 측정할 수 있다. 이러한 경사각 감지부(710)는 레이저 등의 광학 장비를 이용한 높이 센서일 수 있다.
또한, 적어도 하나의 액츄에이터(740)는 해당 카메라 모듈(100, 200)과 베이스 기판(300)과 같이 해당 대상물의 위치를 조정하고, 원하는 부분에 에폭시와 같은 결합재를 도포하기 위한 것 등으로서, 위치 조정의 대상물이나 결합재를 도포하기 위한 것마다 해당 액츄에이터가 존재할 수 있고, 적어도 하나의 액츄에이터를 이용하여 해당 대상물의 위치를 조정하거나 결합재 도포를 실시할 수 있다. 이러한 액츄에이터는 제어부(720)의 제어 신호에 따라 동작하는 모터(motor) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, n개(여기서, n은 양의 정수)의 카메라 모듈(100 내지 n00)을 구비하는 멀티 카메라 장치에서, 베이스 기판(300)은 이미 기술한 것처럼 각 카메라 모듈(예, 100, 200)이 장착되는 n개의 장착부(301 내지 30n)를 구비한다.
이때, 두 번째부터 마지막 n번 째까지의 장착부(302 내지 30n)의 구조와 크기는 모두 동일하며, 이미 기술한 것처럼, 첫 번째 장착부인 제1 장착부(301)의 크기는 제1 카메라 모듈(100)의 기판(110)에 위치한 개방면(112)으로 인해, 다른 장착부(302)의 크기보다 크다.
다음, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법을 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 카메라 장치의 제작 방법의 공정 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 멀티 카메라 장치의 제작 방법은 제1 카메라 모듈 제작 단계(S10), 베이스 기판의 제1 안착부에 제1 카메라 모듈 결합 단계(S20), 베이스 기판에 대한 제1 기판의 틸트각 측정 단계(S30), 베이스 기판에 대한 제1 센서의 틸트각 산출 단계(S40), 산출된 틸트각을 이용하여 제1 카메라 모듈의 기울기 조정 단계(S50), 베이스 기판의 제2 안착부에 제2 카메라 모듈 위치 단계(S60), 제2 카메라 모듈의 기울기 조정 단계(S70) 및 제2 카메라 모듈을 제2 안착부에 결합 단계(S80)를 포함한다.
먼저, 제1 장착부(301)에 제1 카메라 모듈(100)을 장착하는 단계(S10)을 설명한다.
이하, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여, 제1 장착부(301)에 장착되는 제1 카메라 모듈(100)의 조립 단계(S10)를 설명하도록 한다.
제1 기판(110)에 제1 센서(120)을 먼저 실장한다(S11). 이때, 표면 실장 기술(SMT)이나 와이어 본딩(wire bonding) 기술 등을 통해 제1 기판(110)의 해당 위치에 제1 센서(120)를 장착한다.
다음, 제작 시스템은 제1 기판(110) 위에 제1 센서(120)를 에워 싸게 제1 하우징(130)을 실장한다(S12).
그런 다음, 제어부(720)는 개방면(112) 위에 위치한 경사각 감지부(710)를 이용하여 제1 기판(110)에 대한 제1 센서(120)의 틸트각(예 틸트각 1)(θ11)을 측정한 후 저장부(730)에 저장한다(S13).
제1 기판(110)에 대한 제1 센서(120)의 틸트각(예 틸트각 1)(θ11)을 산출하는 단계(S13)가 수행되는 시점에 제1 카메라 모듈(100)의 상태는 도 6에 도시되어 있다.
도 6을 참조하면 틸트각을 산출하기 위해, 제어부(720)는 제1 기판(110)에 제1 센서(120)가 장착되면, 제1 센서(120) 위에 위치한 경사각 감지부(710)를 구동시켜 제1 센서(120)의 경사각을 측정한다. 그리고 제어부(720)는 경사각 감지부(710)를 제1 기판(110)의 개방면(112)에 위치하도록 하고, 제1 기판(110)의 개방면(112)의 경사각을 측정한다.
다음, 제어부(720)는 측정된 경사각 정보를 이용하여 제1 기판(110)에 대한 제1 센서(120)의 틸트각(예, 틸트각 1)(θ11)을 산출한다.
경사각 감지부(710)를 이용한 제1 센서(120)의 틸트각 1(θ11)의 산출이 완료되면, 제작 시스템은 제1 하우징(130)의 상단에 점성 있는 유체 상태의 결합 수지재(150)를 도포하고 그 상태에서 결합 수지재(150) 위에 광학계(140)를 위치시킨다(S14).
그런 다음, 제1 센서(120)의 직교축과 제1 광학계(140)의 광축을 정렬시킨다.
이러한 위치 정렬 동작을 통해, 제1 하우징(130) 위에 위치한 제1 광학계(140)의 정렬 동작이 완료되면, 제작 시스템은 자외선(UV) 및/또는 열을 제1 하우징(130)에 도포된 결합재(150) 쪽으로 순차적으로 인가하여 결합재(150)를 경화시켜 정렬 위치에 광학계(140)를 고정시킨다(S16).
결합재(150)는 처음에는 점성 있는 유체 상태였다가 자외선 조사 또는 열에 의해 경화되는 성질을 가지는 수지재로 형성될 수 있다. 구체적으로, 결합 수지재(150)는 1차적으로 자외선 조사에 의해 경화되고, 이후 열에 의해 경화되는 것일 수 있다. 예를 들어, 결합재(150)는 UV 경화 에폭시일 수 있다.
이러한 동작은 통해, 제1 기판(110)에 제1 센서(120)와 광학계(140)가 위치한 제1 카메라 모듈(100)이 완성된다.
이하, 도 7 내지 도 9를 함께 참조하여, 베이스 기판의 제1 안착부에 제1 카메라 모듈 결합 단계(S20), 베이스 기판에 대한 제1 기판의 틸트각 측정 단계(S30), 베이스 기판에 대한 제1 센서의 틸트각 산출 단계(S40), 산출된 틸트각을 이용하여 제1 카메라 모듈의 기울기 조정 단계(S50)에 대해서 설명하도록 한다.
먼저, 제어부(720)의 제어에 따라, 베이스 기판(300)의 제1 안착부(301)의 제1 안착면(301b)에 에폭시와 같은 결합 수지재(310)를 도포시킨 후, 베이스 기판(300)의 제1 안착부(301)의 제1 안착면(301b)에 완성된 제1 카메라 모듈(100)을 위치시킨다.
제1 카메라 모듈(100)은 제1 기판(110)이 제1 개구(301a)를 덮으면서, 제1 기판(110)의 하면이 제1 안착면(301b)과 맞닿도록 위치하게 된다.
결합 수지재(310) 역시 결합재(150)와 동일하게 처음에는 점성 있는 유체 상태였다가 자외선 조사 또는 열에 의해 경화되는 성질을 가지는 에폭시와 같은 수지재로 이루어질 수 있다.
다음, 제작 시스템의 제어부(720)은 제2 카메라 모듈(200)이 장착될 제2 안착부(302)의 제2 안착면(302b) 위에 위치한 경사각 감지부(710)를 이용하여 이미 기술한 것과 같은 방식을 통해, 베이스 기판(300), 좀 더 구체적으로, 제2 안착면(302b)에 대한 제1 기판(110)의 틸트각(예, 틸트각 2)(θ12)을 측정한 후, 저장부(730)에 저장한다(S30).
그런 다음, 제어부(720)는 산출된 틸트각 1(θ11) 및 틸트각 2(θ12) 즉, 제1 기판(110)에 대한 제1 센서(120)의 틸트각 1(θ11)과 베이스 기판(300)에 대한 제1 기판(110)의 틸트각 2(θ12)를 이용하여 베이스 기판(300)에 대한 제1 센서(120)의 틸트각(예, 틸트각 3)(θ13)을 산출한 후, 저장부(730)에 저장한다(S40).
이와 같이. 베이스 기판(300)에 대한 제1 센서(120)의 틸트각(θ13)이 산출되면, 제어부(720)는 제1 카메라 모듈(100)을 잡고 있는 해당 액츄에이터(740)를 동작시켜 산출된 틸트각 3(θ13)이 90도가 되도록 제1 카메라 모듈(100)의 기울기를 변화시키면서 제1 카메라 모듈(100)의 기울기를 조정한다(S30-S50) 즉, 틸트각 1(θ11))과 틸트각 2(θ12)을 이용하여 베이스 기판(300)에 대한 제1 카메라 모듈(100)의 광축의 기울기(θ13)를 산출하여, 제1 카메라 모듈(100)의 광축이 베이스 기판(300)에 수직하게 되도록 제1 카메라 모듈(100)의 기울기를 조정한다. 이로 인해, 제1 카메라 모듈(100)의 광축(A1)은 베이스 기판(300)에 수직하게 조정한다.
본 예에서, 틸트각 3(θ13)은 틸트각 1 및 2(θ11, θ12)를 더하여 산출될 수 있다. 이때, 경사 각도가 기준면(예, 지면 또는 설치면)을 기준으로 하여 양의 방향(즉, 기준면 위쪽 방향)인 경우, 틸트각1 및 2(θ11, θ12)는 양(+)의 값을 갖고, 반대로 기준면을 기준으로 하여 음의 방향(즉, 기준면 아래쪽 방향)인 경우, 틸트각 1 및 2(θ11, θ12)는 음(-)의 값을 가질 수 있다.
그런 다음, 제1 개방부(313)로 자외선을 조사하여 도포된 결합 수지재(310)를 1차 경화시킨 후 다시 열을 인가하여 결합 수지재(310)를 2차 경화시켜, 제1 카메라 모듈(100)을 베이스 기판(300)에 결합한다.
이처럼, 제1 카메라 모듈(100)이 베이스 기판(300)의 제1 안착면(301b)에 결합된 상태에서, 제1 카메라 모듈(100)의 제1 광축(A1)은 베이스 기판(300)에 수직하게 정렬된다.
대안적인 예에서, 틸트각(θ13)을 이용하여 제1 카메라 모듈(100)의 기울기의 조정 동작이 완료된 후, 제어부(720)는 제1 카메라 모듈(100)을 동작시켜 제1 카메라 모듈(100)이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 다시 한번 제1 카메라 모듈(100)의 정확한 광축을 찾는 과정이 추가될 수 있다. 고정된 피사체를 이용한 광축 조정 동작은 결합 수지재(310)의 경화 동작(예, 1차 경화 또는 2차 경화)후, 또는 1차 경화 이전에 행해질 수 있다.
이와 같이, 제1 카메라 모듈(100) 위에 위치한 고정된 피사체를 이용하여 제1 카메라 모듈(100)의 광축 조정 동작이 추가로 이루어질 경우, 좀 더 정밀한 제1 카메라 모듈(100)의 광축 조정 동작이 가능하다.
이러한 제1 카메라 모듈(100)의 기울기 조정 동작에 의해, 제1 카메라 모듈(100)이 베이스 기판(300)의 제1 안착부(301)에 결합되면, 제1 카메라 모듈(100)의 제1 광축(A1)은 기준면에 수직하게 위치한다.
이하, 도 10을 참조하여, 베이스 기판의 제2 안착부에 제2 카메라 모듈 위치 단계(S60)에 대해 설명하도록 한다.
기준면에 대해 수평을 유지하고 있는 베이스 기판(300)의 제2 안착부(302)의 제2 안착면(302b)에 결합 수지재(320)를 도포한 후, 제2 안착면(302b)에 제2 카메라 모듈(200)을 위치시킨다(S60).
제2 카메라 모듈(200)은 이미 기술한 제1 카메라 모듈(100)의 조립 과정과 유사한 조립 과정을 통해 산출된다. 다만, 제2 기판(210)에 대한 제2 센서(220)의 틸트각을 산출하는 과정은 생략된다.
이하, 도 11을 참조하여, 제2 카메라 모듈의 기울기 조정 단계(S70) 및 제2 카메라 모듈을 제2 안착부에 결합 단계(S80)에 대해 설명하도록 한다.
제어부(720)는 제2 카메라 모듈(200)을 잡고 있는 해당 액츄에이터(740)를 동작시켜 제2 카메라 모듈(200)이 기준면과 수직하도록 정렬한다(S70).
제2 카메라 모듈(200)의 기울기 정렬은 액츄에이터(740)로 제2 안착면(302b)에 위치한 제2 카메라 모듈(200)의 위치를 변화시키면서, 제2 카메라 모듈(200)이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 정확한 광축을 찾는 과정을 반복하여 이루어진다.
그런 다음, 제1 카메라 모듈(100)의 광축(A1)과 동일한 광축을 가지는 기울기에 제2 카메라 모듈(200)이 위치하게 되게 되면, 이미 기술한 것처럼 제2 개방부(323)를 통해 자외선을 조사하여 제2 안착면(302b)의 표면에 도포되어 있는 결합 수지재(320)를 1차적으로 경화시킨 후 다시 열을 인가하여 결합 수지재(320)를 2차로 열경화시켜 원하는 상태로 제2 카메라 모듈(200)을 제2 안착부(302)에 위치시키게 된다(S80).
이미 베이스 기판(300)의 위치 조정을 통해 제1 카메라 모듈(100)의 제1 센서(120)는 기준면과 수직하게 위치가 정렬되어 있는 상태이다. 따라서, 제2 카메라 모듈(200)의 기울기 정렬 동작으로 고정된 피사체 가장 선명하게 촬영되게 되면, 결국 제2 카메라 모듈(200)의 제2 광축(A2)은 제1 카메라 모듈(100)의 제1 광축(A1)과 평행한 상태가 되게 된다.
예시적인 도면인 도 11을 참조하면, 베이스 기판(300)에 대해서 제1 광축(A1)이 소정의 틸트각 만큼 기울어지게 제1 카메라 모듈(100)이 결합된 것이 도시되어 있다. 상술한 것과 같이, 제1 광축(A1)과 제2 광축(A2)이 서로 평행하기 위해서는 베이스 기판(300)이 평탄하다는 전제 하에 제2 광축(A2)도 동일한 틸트각 만큼 기울어지게 베이스 기판(300)에 결합된다.
다음, 세 번째 카메라 모듈(미도시)를 베이스 기판(300)의 제3 안착부(미도시)에 장착시키는 경우도, 도 4의 단계(S60 내지 S80)을 참고로 하여 기술한 것과 같은 방식에 따라 제2 카메라 모듈(200)의 경우와 동일하게 이루어진다.
즉, 베이스 기판(300)의 해당 안착부인 제3 안착부의 해당 안착면에 결합 수지재(320)를 도포한 후, 안착면에 제3 카메라 모듈을 위치시킨 후, 제어부(720)의 제어에 따라 액츄에이터(740)를 동작시켜 제3 카메라 모듈, 즉, 제3 카메라 모듈의 광축을 기준면과 수직하고 제1 카메라 모듈(100)의 광축(A1)과 평행하게 정렬한다. 이때, 베이스 기판(300)에 형성된 제3 안착부의 구조는 이미 기술한 제2 안착부의 구조와 동일하다.
제3 카메라 모듈의 기울기 정렬 동작은 제2 카메라 모듈(200)의 경우와 동일하게 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 피사체가 가장 선명하게 보이는 위치에 제3 카메라 모듈이 위치하도록 한다.
제3 카메라 모듈의 기울기 정렬이 완료되면, 제3 안착부에 위치한 제3 개방부를 통해 자외선과 열을 인가하여 제3 안착면에 도포되어 있는 결합 수지재(320)를 자외선과 열을 이용한 경화 동작을 실시하여, 베이스 기판(300)의 제3 안착부에 제1 카메라 모듈(100)의 제1 광축(A1)과 평행한 광축(예, 제3 광축)을 구비한 제3 카메라 모듈을 설치하게 된다.
베이스 기판(300)에 제4 안착부가 위치하는 경우에도 위에 기술한 제3 카메라 모듈의 장착 방식과 동일하게 방식을 반복하여 제4 카메라 모듈을 장착하는 방식으로, 베이스 기판(300)에 형성된 안착부, 즉, 제2 내지 제n 안착부에 해당 카메라 모듈(200 내지 n00)을 장착하게 된다.
위의 실시예에서, 베이스 기판(300)과 각 카메라 모듈(100, 200)의 기판(110, 120)는 에폭시와 같은 결합 수지재(310, 320)를 이용하여 결합된다.
하지만, 베이스 기판(300)에 장착되는 복수의 카메라 모듈 중 적어도 하나(예, 100)는 결합 수지재 대신에 나사와 같은 체결 수단을 이용하여 베이스 기판(300의 해당 안착부에 결합될 수 있다. 이런 경우, 결합 수지재를 도포하고 경화시키는 동작 대신 나사를 체결하는 동작이 이루어진다.
이상, 본 발명의 멀티 카메라 장치의 제작 방법의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 제1 카메라 모듈 110: 제1 기판
111: 나사 결합구 120: 제1 센서
130: 제1 하우징 140: 제1 광학계
141: 제1 렌즈 142: 제1 경통
150: 제1 고정부 200: 제2 카메라 모듈
210: 제2 기판 220: 제2 센서
230: 제2 하우징 240: 제2 광학계
241: 제2 렌즈 242: 제2 경통
250: 제2 고정부 300: 베이스 기판
301: 제1 개구 302: 제2 개구
310: 제1 결합 수지재 312: 제1 안착면
320: 제2 결합 수지재 322: 제2 안착면
313: 제1 개방부 314: 제1 차폐부
323: 제2 개방부 324: 제2 차폐부

Claims (13)

  1. 제1 카메라 모듈의 기판에 대한 센서의 제1 틸트각을 측정하는 단계;
    베이스 기판의 제1 안착부에 상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계;
    상기 베이스 기판에 대한 상기 제1 카메라 모듈의 기판의 제2 틸트각을 측정하는 단계;
    상기 제1 틸트각 및 상기 제2 틸트각을 이용하여 상기 베이스 기판에 대한 상기 제1 카메라 모듈의 광축의 기울기를 산출하는 단계;
    상기 제1 카메라 모듈의 광축이 상기 베이스 기판에 수직하게 되도록 상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계;
    상기 베이스 기판의 제2 안착부에 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계; 및
    상기 제2 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하도록 상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계
    를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계는,
    상기 제1 안착부의 제1 안착면에 결합 수지재를 도포하는 단계; 및
    상기 결합 수지재가 도포된 상기 제1 안착면에 상기 제1 카메라 모듈을 위치시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는,
    상기 제1 카메라 모듈의 광축이 상기 베이스 기판에 수직하게 된 상태에서 상기 결합 수지재를 경화시키는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 카메라 모듈의 광축은 상기 제1 카메라 모듈의 센서와 직교하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는,
    상기 제1 카메라 모듈이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 상기 제1 카메라 모듈의 기울기를 정렬하는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 틸트각을 측정하는 단계 이전에 수행되는, 상기 제1 카메라 모듈의 기판에 상기 센서를 실장하는 단계; 및
    상기 제1 틸트각을 측정하는 단계 이후에 수행되는, 상기 제1 카메라 모듈의 센서의 상부에 광학계를 위치시키는 단계를 더 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 센서의 상부에 광학계를 위치시키는 단계는,
    상기 센서의 수직 축과 상기 광학계의 광축을 일치시키는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계는,
    상기 제2 안착부의 제2 안착면에 결합 수지재를 도포하는 단계; 및
    상기 결합 수지재가 도포된 상기 제2 안착면에 상기 제2 카메라 모듈을 위치시키는 단계를 포함하고,
    상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는,
    상기 제2 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하게 된 상태에서 상기 결합 수지재를 경화시키는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는,
    상기 제2 카메라 모듈이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 상기 제2 카메라 모듈의 기울기를 정렬하는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 제3 안착부에 제3 카메라 모듈을 위치시키는 단계; 및
    상기 제3 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하도록 상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 카메라 모듈을 위치시키는 단계는,
    상기 제3 안착부의 제3 안착면에 결합 수지재를 도포하는 단계; 및
    상기 결합 수지재가 도포된 상기 제3 안착면에 상기 제3 카메라 모듈을 위치시키는 단계를 포함하고,
    상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는,
    상기 제3 카메라 모듈의 광축이 상기 제1 카메라 모듈의 광축과 평행하게 된 상태에서 상기 결합 수지재를 경화시키는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 조정하는 단계는,
    상기 제3 카메라 모듈이 고정된 피사체를 촬영한 이미지를 이용하여 상기 제3 카메라 모듈의 기울기를 정렬하는 단계를 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  12. 제2 항, 제7 항 및 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합 수지재를 경화시키는 단계는,
    상기 결합 수지재에 자외선을 조사하여 상기 결합 수지재를 1차 경화시키는 단계를 더 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 1차 경화시키는 단계 이후에,
    상기 결합 수지재에 열을 인가하여 상기 결합 수지재를 2차 경화시키는 단계를 더 포함하는 멀티 카메라 장치의 제작 방법.
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