KR20220160682A - 카메라 모듈 및 조립 방법 - Google Patents

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자오칭 리우
인펑 수
카이순 농
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저장 써니 스마트리드 테크놀로지스 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 조립 방법에 관한 것으로서, 카메라 모듈은 렌즈(1), 연결 부재(2), 회로판(3) 및 회로판(3)에 설치된 광전 이미징 센서를 포함하고, 광축 방향을 따라, 연결 부재(2)는, 렌즈(1)와 고정 연결된 제1 연결부(21) 및 회로판(3)과 연결된 제2 연결부(22)를 포함하고, 제1 연결부(21)의 제2 연결부(22)를 향하는 일측에 보정면(4)이 설치되어 있거나, 또는 제2 연결부(22)의 회로판(3)에 가까운 일측에 보정면(4)이 설치되어 있고, 보정면(4)은 렌즈(1)의 결상면과 평행하고, 보정면(4)과 제2 연결부(22) 사이에 또는 보정면(4)과 회로판(3) 사이에 소정의 두께의 연결 접착제층(A)이 설치되어 있다. 카메라 모듈은, AA 제조 공정에서 충전한 접착제의 두께가 일치하고, 접착제의 수축량이 일치하도록 보장하여 제품의 일치성과 합격률을 향상시킨다.

Description

카메라 모듈 및 조립 방법
본 출원은 2020년 6월 1일 중국 특허청에 출원된 출원 번호 2020104867139의 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 출원 명칭은 "카메라 모듈 및 조립 방법"이며, 그 전체 내용이 인용문헌으로서 본 출원에 인용된다.
본 발명은 광학 기술 분야에 속하며, 특히 카메라 모듈 및 조립 방법에 관한 것이다.
광전 이미징 센서 및 영상 처리 시스템 플랫폼의 지속적인 발전에 따라, 카메라의 해상도가 점점 높아지도록 영상 처리 알고리즘에 대한 요구가 갈수록 높아지고 있으며, 특히 차량 탑재 및 보안 카메라 분야를 포함하는 비소비 분야에서 저화소는 이미 점점 도태되고 있다. 광전 이미징 센서의 화소가 지속적으로 업그레이드됨에 따라 카메라 렌즈의 해상도는 점점 더 높아져야 하지만, 광전 이미징 센서에 대해 렌즈의 해상도 여유는 점점 작아지고 있다. 즉, 카메라 모듈의 초점 심도 범위가 점점 작아지면, 카메라 모듈의 조립 시의 정확도에 대한 요구가 높아진다. 또한, 비소비 분야에서의 카메라 모듈은 기본적으로 고정 초점 모듈(비자동 초점)이므로, 온도가 변할 경우, 렌즈의 최적의 결상면이 드리프트되고, 또한, 이러한 모듈의 작동 온도 조건은 비교적 가혹하여(예를 들어, 차량 탑재 분야에서는 일반적으로 -40 내지 +85℃가 요구된다), 카메라 모듈이 전체 온도 범위 내에서 좋은 성능을 유지하려면 카메라 모듈을 조립하는 동안 더 높은 정밀도를 구비해야 한다(상온에서의 성능을 보장해야할 뿐만 아니라, 저온, 고온 조건에서 렌즈의 백포커스 온도가 드리프트하면 상온에서 조립할 때 조립 여유가 더 작은 점을 고려해야 한다).
아래 두가지 문제점, 즉 1) 광전 이미징 센서의 픽셀이 업그레이드되고, 광전 이미징 센서에 대한 렌즈의 해상도 마진이 작아지고, 모듈의 초점 심도 범위가 작아진다; 2) 고정 초점 카메라 모듈은 서로 다른 온도 조건에서 렌즈 백포커스(렌즈의 최적의 결상면) 위치가 다르며, 즉, 온도가 변할 경우, 카메라 모듈의 초점이 흐려지는 현상이 발생하는 두가지 문제점을 고려해야 한다. 카메라 모듈을 조립할 때 렌즈의 결상면의 위치는 광전 이미징 센서의 감광 위치와 최대한 겹치도록 해야 하고, 어긋나지 않을 수록 좋다. 다시 말해서, 카메라 모듈 조립 정밀도가 더 높아야 한다.
고정밀도로 조립이 필요한 카메라의 경우, 업계에서는 일반적으로 AA 공정을 이용하여 카메라를 조립한다. AA 공정에서 AA 접착제는 불가피한 필수 핵심 요소이다. AA 기술을 통해 렌즈와 회로판을 최적의 상대 위치로 수정한 후, AA 접착제를 이용하여 렌즈와 회로판 또는 베이스를 연결하여 고정하고, 마지막으로 렌즈와 회로판을 항상 최적의 상대 위치에 유지한다(렌즈의 결상면은 회로판의 광전 이미징 센서의 감광면과 중첩된다). 그러나, AA 접착제의 경우, 경화 후 수축하는 특성이 있고, 접착제의 두께가 다름에 따라 수축량이 다르며, 접착제의 두께가 두꺼울 수록 수축량이 커지게 된다. 한편, 접착제의 두께가 같더라도 경화 조건의 차이에 따라(UV 노광 경화, 열경화), 접착제의 수축량도 달라지며, 접착제의 두께가 두꺼울 수록 수축량의 차이도 커진다. 접착제의 수축은 일반적으로 이 수축량을 고려하게 되며, AA 공정 시, 보상을 위해 미리 고정된 보상량을 설정한다. 그러나, 일반적으로 각 카메라 모듈은 접착제의 두께가 다르면 접착제의 수축량도 다르기 때문에, AA 공정에서 보상을 진행할 때, 고정된 보상량에 따라 보상을 진행하게 되므로, 일부 카메라 모듈에서는 보상이 과도하게 많고, 일부에서는 보상이 너무 적어 카메라 모듈의 해상도가 일치하지 않게 됨에 따라 모든 카메라 모듈의 해상도가 합격 수준에 도달하는 것을 효과적으로 보장할 수 없게 된다. 이상 언급한 바와 같이, 조립 정밀도가 매우 높은 카메라 모듈이 필요하며, 기존의 AA 접착제 수축 보상 기술은 더 이상 이러한 높은 정밀도 요구를 충족시킬 수 없다. 따라서, 고정밀 조립이 필요한 카메라 모듈에서 AA 접착제의 두께가 일치하지 않는 문제를 해결하는 것은 매우 중요한 문제이다. 카메라 모듈의 접착제의 두께를 일정하고, 접착제의 두께가 작아지도록 하기 위해 특정 방법을 실시함으로써(접착제의 두께가 작을 수록 수축량이 작아지고, 수축량의 차이가 작아진다), 각 모듈의 접착제의 수축량이 기본적으로 동일하도록 제어하여, AA 공정 시, 고정된 접착제 수축 보상량으로 보상하면 된다.
AA 접착제의 두께가 일치하지 않은 이유는, 카메라 모듈의 각 구성 요소에 편차가 존재하기 때문이다. 그 중, 주로, 광학 렌즈의 편차(구체적으로, 광학 백포커스의 편차와 광축의 경사 편차로 표현된다)이며, 광학 렌즈는 복수의 렌즈로 조립되어 이루어지고, 그 중, 구조 부재(스페이서, 렌즈 배럴 등)를 더 포함하기 때문에, 모든 렌즈와 구조 부재에는 공차가 존재하게 되어 접착제의 접착면에 대한 광학 렌즈의 광학 초점면의 위치가 불일치하게 되어 직접적으로 접착제의 두께가 일치하지 않게 한다. 또한 광전 이미징 센서의 높이 편차와 베이스의 높이 편차는 AA 간격의 크기에 직접적인 영향을 미치므로 AA 접착제의 두께에 영향을 주게 된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 동일한 시기에 제조된 카메라 모듈의 접착제의 두께가 일정하지 않아 발생하는 해상도를 보장할 수 없는 문제를 해결하기 위한 카메라 모듈 및 조립 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 렌즈, 연결 부재, 회로판 및 상기 회로판에 설치된 광전 이미징 센서를 포함하고, 광축 방향을 따라, 연결 부재는, 렌즈와 고정 연결된 제1 연결부 및 회로판과 연결된 제2 연결부를 포함하며, 상기 제1 연결부의 상기 제2 연결부를 향하는 일측에 보정면이 설치되어 있거나, 또는 상기 제2 연결부의 상기 회로판에 가까운 일측에 보정면이 설치되어 있고, 상기 보정면은 상기 렌즈의 결상면과 평행하고, 상기 보정면과 상기 제2 연결부 사이에 또는 상기 보정면과 상기 회로판 사이에 소정의 두께의 연결 접착제층이 설치되어 있는 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연결 접착제층은 상기 보정면과 상기 제2 연결부 사이에 설치되고, d=F+h-H 관계가 존재하되;
상기 식에서, d는 상기 연결 접착제층의 두께를 나타내고, F는 상기 보정면에서 결상면까지의 거리를 나타내며, h는 광전 이미징 센서의 감광면으로부터의 상기 회로판의 상면 까지의 높이를 나타내고, H는 제2 연결부의 높이를 나타낸다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연결 접착제층은 상기 보정면과 상기 회로판 사이에 설치되고, d=F+h 관계가 존재하되;
상기 식에서, d는 상기 연결 접착제층의 두께를 나타내고, F는 상기 보정면에서 결상면까지의 거리를 나타내며, h는 광전 이미징 센서의 감광면으로부터의 상기 회로판의 상면 까지의 높이를 나타낸다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 연결부는 상기 회로판과 조립되고, 상기 제1 연결부의 상기 제2 연결부를 향하는 일측에 보정면이 설치되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부는 일체로 성형되고, 상기 제2 연결부의 상기 회로판(3)에 가까운 일측에 보정면이 설치되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 연결부는 렌즈 플랜지이고, 상기 제2 연결부는 렌즈 홀더이며, 상기 렌즈는 상기 제1 연결부를 통해 상기 제2 연결부와 조립되고, 상기 제2 연결부의 상기 회로판에 가까운 일측에 보정면이 설치되어 있다.
본 발명은,
S1. 렌즈를 사이즈 여유를 가진 연결 부재와 조립하는 단계;
S2. 광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판의 상면까지의 높이(h)를 결정하는 단계;
S3. 연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계;
S4. 렌즈의 결상면을 결정하는 단계; 및
S5. 상기 단계 S2에서 얻은 h 값과 설정된 d 값에 따라 상기 렌즈의 결상면을 기준으로 제1 연결부 또는 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 자유단이면서 상기 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 제1 연결부와 제2 연결부를 연결 접착제층에 의해 고정하거나, 또는 제2 연결부와 상기 회로판을 연결 접착제층에 의해 고정하는 단계를 포함하는 상기 카메라 모듈 조립 방법을 더 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 조립 방법은,
제2 연결부의 높이(H)를 측정하고, 광축 방향을 따라, 렌즈를 제1 연결부와 조립하고, 회로판을 제2 연결부와 하나의 부재로 조립하는 단계;
광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판의 상면까지의 높이(h)를 측정하는 단계;
연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계;
렌즈의 결상면을 결정하는 단계;
설정한 d, 측정한 H 및 h에 따라 상기 결상면을 기준으로 제1 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 또, 보정면에서 상기 결상면까지의 거리가 F=H+d-h가 되도록 하는 단계; 및
상기 제1 연결부의 보정면과 제2 연결부를 연결 접착제층에 의해 고정 연결하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 조립 방법은,
광축 방향을 따라, 렌즈와 제1 연결부, 제2 연결부를 하나의 부재로 조립하거나, 또는 제1 연결부와 제2 연결부가 일체로 성형된 구조인 연결부재를 선택하여 렌즈와 하나의 부재로 조립하는 단계;
광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판의 상면까지의 높이(h)를 측정하는 단계;
연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계;
렌즈의 결상면을 결정하는 단계;
설정한 d 및 측정한 h에 따라 상기 결상면을 기준으로 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 또, 상기 보정면에서 상기 결상면까지의 거리가 F=d-h가 되도록 하는 단계; 및
회로판과 제2 연결부의 보정면을 연결 접착제층에 의해 고정 연결하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 연결부 또는 상기 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 보정면을 얻는 방식은, 절삭, 선삭, 절단, 밀링 또는 화학적 에칭 방식을 포함한다.
본 발명의 해결 방안에 따르면, 제1 연결부의 제2 연결부를 향하는 일측에 보정면이 설치되어 있거나, 또는 제2 연결부의 회로판을 향하는 일측에 보정면이 설치되어 있고, 또, 보정면이 렌즈의 결상면과 서로 평행하고, 렌즈의 실제 광축과 서로 수직된다. 이에 의해, 제1 연결부의 하면과 제2 연결부(베이스) 사이의 거리가 일치하거나, 또는 제2 연결부의 하면과 회로판 사이의 거리가 일치하게 되어, AA 공정에서, 충전된 접착제의 두께가 일치하게 되고, 접착제의 수축량이 일치해지므로, 충전된 접착제의 두께가 일치하지 않아 카메라 모듈의 해상도가 떨어지는 문제를 해결하였다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 보정면과 제2 연결부 또는 회로판 사이의 연결 접착제층의 두께가 동일하게 설정됨으로써, 모든 카메라 모듈에서 연결 접착제층의 두께가 동일해지고, 나아가, 모든 카메라 모듈의 접착제의 수축량이 일치해져 제품의 일치성을 향상시키는 데 유리하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 연결부에 충분한 치수 여유가 제공되고, 충분한 치수 여유는 본 발명의 구상에 따라 서로 다른 카메라 모듈에 대해 연결 접착제층(d)을 일치하게 설정한 경우, 카메라 모듈의 광축 편차 각도와 렌즈 결상면의 위치 편차에 관계없이 모두 F=H+d-h 또는 F=d-h 관계식에 따라 대응하는 보정면을 찾을 수 있고, 그 다음, 재료 여분을 제거하여 접착제의 두께가 일치한 카메라 모듈을 얻을 수 있는 것을 가리킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조도를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 이상적인 상태에서 카메라 모듈의 조립 구조도를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 렌즈의 실제 광축과 기계축 사이의 끼인각을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실제 상태에서 카메라 모듈의 조립도를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 보정면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 렌즈의 결상면의 편차를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 상이한 결상면 편차에 대응하는 카메라 모듈을 조립할 때 필요한 접착제 두께를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 이상적인 상태의 제2 실시예의 카메라 모듈의 조립도를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 실제 상태에서 카메라 모듈의 조립도를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 제2 실시예의 보정면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조도를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 제3 실시예의 이상적인 상태에서의 카메라 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 제3 실시예의 실제 상태에서의 카메라 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보정면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 카메라 모듈의 구조도를 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하 실시예에서 사용되는 도면에 대해 간략하게 설명한다. 아래에 설명하는 도면은 본 발명의 일부 실시예에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 창의적인 노력 없이도 이러한 도면을 토대로 다른 도면을 얻을 수도 있다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, "세로방향", "가로방향", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "꼭대기", "바닥", "내", "외"로 표현되는 방향 또는 위치 관계는 관련 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계에 기초한 것으로, 본 발명을 간편하고, 간략하게 설명하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치 또는 요소가 반드시 특정 방향을 가져야 하고, 특정 방향으로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하려는 것이 아니므로, 위의 용어가 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
이하, 첨부 도면 및 구체적 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명하며, 여기에서 실시예를 반복적으로 설명할 수는 없으나, 이에 의해 본 발명의 실시예가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1, 도 11 및 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은, 렌즈(1), 연결 부재(2), 회로판(3), 회로판에 설치된 광전 이미징 센서 및 보정면(4)을 포함한다. 광축 방향을 따라, 연결 부재(2)는, 렌즈와 고정 연결된 제1 연결부(21) 및 회로판(3)과 연결된 제2 연결부(22)를 포함한다. 본 발명의 구상에 따르면, 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22)은 별개의 부재가 서로 연결되거나, 또는 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22)가 일체로 성형된 구조이다. 본 발명에 있어서, 보정면(4)은 제1 연결부(21)의 제2 연결부(22)를 향하는 일측에, 또는 제2 연결부(22)의 회로판(3)을 향하는 일측에 설치된다. 또한, 본 발명의 보정면(4)은 렌즈(1)의 결상면과 서로 평행하고, 렌즈(1)의 광축 방향에 수직된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보정면(4)과 제2 연결부(22) 사이에 연결 접착제층(A)이 설치되거나, 보정면(4)과 회로판(3) 사이에 연결 접착제층(A)이 설치된다. 모든 카메라 모듈에 있어서 설정된 연결 접착제층(A)의 두께가 동일하다는 점에 유의해야 한다. 즉, 모든 카메라 모듈을 조립할 때, 조립에 사용되는 충전 접착제의 두께가 동일하다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 연결 부재(2)의 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22)는 모두 별개의 부재이다. 본 실시예에서, 제1 연결부(21)는 연결 플랜지이고, 제1 연결부(21)는 렌즈(1)와 고정 연결되며, 제2 연결부(22)는 렌즈 홀더이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이상적인 상태에서, 베이스와 회로판(3)을 조립한 후, 렌즈(1)를 베이스 및 회로판(3)과 AA 공정으로 조립하고, 렌즈의 최적의 결상 위치를 찾은 후, 접착제(연결 접착제층)를 충전하여 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22)를 고정되게 연결한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈의 실제 조립 과정에서, 렌즈(1)의 기계축과 실제 광축 사이에 일정한 각도 편차가 존재하여 렌즈(1)의 기계축이 실제 광축과 중첩되지 않게 된다. 카메라 모듈을 조립하는 과정에서, 최적의 결상 효과를 얻기 위해서는 렌즈(1)의 실제 광축과 회로판(3) 상의 감광성 칩이 수직되도록 해야 하기 때문에, 장착 시 렌즈(1)를 일정 각도 기울여 실제 광축과 감광 칩의 수직을 보장할 필요가 있으나, 이 상태에서 제1 연결부(21)(연결 플랜지)와 제2 연결부(22)(베이스) 사이의 간격이 둘레방향으로 일치하지 않게 된다. 도 4의 단면도로 설명하면, 제1 연결부(21)와 베이스(22) 좌측 사이의 간격은 d1이고, 제1 연결부(21)와 베이스(22) 우측 사이의 간격은 d2이며, d1>d2가 된다. 그 결과, 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22)를 고정할 때, 좌우 양측에 충전된 접착제의 량이 서로 다르고, 접착제의 충전량이 다름에 따라 수축량이 달라져, 카메라 모듈의 해상도에 영향을 주게 된다.
본 발명의 카메라 모듈은 이러한 문제점을 잘 해결할 수 있는 바, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 제1 연결부(21)의 제2 연결부(22)를 향하는 일측에 보정면(4)이 설치되어 있다. 즉, 제1 연결부(21)의 하면은 보정면(4)이고, 보정면(4)은 렌즈(1)의 결상면과 평행하고, 렌즈(1)의 실제 광축과 수직된다. 이에 의해, 제1 연결부(21)의 하면과 제2 연결부(22)(베이스) 사이의 거리가 일치하므로, 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22) 사이에 충전된 접착제의 두께가 일치해지고, 접착제의 수축량이 일치해져 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22) 사이에 충전된 접착제의 두께가 일치하지 않아 발생하는 카메라 모듈의 해상도가 떨어지는 문제를 해결하였다. 한편, 본 발명의 카메라 모듈은 조립 시, 보정면(4)을 설치한 후, 보정면(4)과 제2 연결부(22) 사이에 충전되는 접착제의 두께를 미리 설정해둔다. 즉, 연결 접착제층(A)의 두께를 미리 설정함으로써, 각 카메라 모듈의 연결 접착제층의 두께가 모두 일치하게 보장할 수 있고, 나아가, 제품 일치성이 낮고, 합격률이 낮은 문제를 해결하는데 유리하다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈(1)는 기계 축이 실제 광축과 중첩되지 않는 편차 외에, 결상면의 편차도 존재한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 도 6의 중간도면은 렌즈(1)의 결상면(B)의 이상적인 위치를 나타내고, 왼쪽 도면은 렌즈(1)의 결상면(B)에 음의 편차가 존재하는 것을 나타내고, 오른쪽 도면은 렌즈(1)의 결상면(B)에 양의 편차가 존재하는 것을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈 1의 백포커스에 음의 편차가 존재할 경우, 접착제의 두께가 얇아지고, 편차가 클수록 두께가 작아지며 편차가 일정 수준에 도달하고, 렌즈의 두께가 음의 값일 경우, 렌즈(1)와 베이스(22) 사이에 간섭이 발생하는 것을 설명한다. 이때 렌즈(1)의 백포커스 편차로 인해 이미 카메라 조립이 불가능하다. 렌즈(1)의 백포커스에 양의 편차가 존재할 경우, 접착제의 두께가 두꺼워지고, 편차가 클 수록 두께가 커진다. 접착제 두께가 너무 얇으면, 렌즈(1)와 베이스(22) 사이의 간격이 매우 작아 AA 공정시 간섭이 발생할 가능성이 매우 높고 조립에 실패하게 된다. 접착제의 두께가 너무 얇으면 접착제의 접착력이 충분하지 않아 모듈의 안정성이 떨어질 수 있다. 접착제 두께가 너무 두꺼우면, 즉 렌즈(1)와 베이스(22) 사이의 AA 간격이 크면, 간격을 메우기 위해 더 많은 접착제가 필요하므로 접착제의 낭비를 초래할 수 있다. 또한, 접착제 간격이 너무 크면, 접착제의 균일성이 저하되고, 모듈의 안정성에 영향을 주게 된다.
실험조별 접착제 두께 UV노광후 접착제 수축량 열경화후 접착제 수축량 접착제 전체 수축량 수축량 범위
1 200um 180um 1.3um 0.9um 2.2um 2.2~4.6um
2 210um 1.5um 2.5um 4.0um
3 210um 2.4um 1.2um 3.6um
4 210um 2.0um 1.9um 3.9um
5 210um 3.0um 1.6um 4.6um
6 210um 2.0um 2.6um 4.6um
7 220um 1.9um 0.9um 2.8um
8 220um 1.4um 2.7um 4.1um
9 220um 1.0um 1.8um 2.8um
10 230um 1.4um 2.0um 3.4um
　 　 　 　 　 　 　
11 400um 380um 3.4um 2.0um 5.4um 5.3~10.9um
12 380um 2.5um 2.8um 5.3um
13 390um 4.0um 4.3um 8.3um
14 390um 2.4um 5.0um 7.4um
15 390um 3.2um 2.1um 5.3um
16 400um 5.3um 5.4um 10.7um
17 400um 5.8um 5.1um 10.9um
18 400um 2.9um 4.3um 7.2um
19 420um 3.2um 3.1um 6.3um
20 420um 3.1um 4.5um 7.6um
　 　 　 　 　 　 　
21 600um 570um 3.2um 4.9um 8.1um 6.9~15.4um
22 570um 3.8um 3.3um 7.1um
23 590um 6.3um 7.9um 14.2um
24 590um 7.2um 8.2um 15.4um
25 590um 4.2um 4.6um 8.8um
26 600um 3.9um 3.0um 6.9um
27 600um 3.0um 5.8um 8.8um
28 600um 6.8um 6.9um 13.7um
29 610um 3.7um 7.2um 10.9um
30 620um 5.9um 6.8um 12.7um
한편, 표 1에서 보는 바와 같이, 서로 다른 카메라 모듈의 결상면의 위치가 다르기 때문에 충전해야 할 접착제(연결 접착제층)의 두께가 서로 다르고, 작업 시, 두께가 서로 다른 연결 접착제층의 수축량이 다르게 되므로, 카메라 모듈의 품질을 보장할 수 없게 된다. 구체적으로, 접착제의 두께가 두꺼울 수록 수축량이 커지고, 수축량의 차이성도 커지게 된다. 본 특허에서 설명된 모듈의 경우, 모듈의 초점 심도 범위는 일반적으로 몇 마이크론 이내이며, 접착제의 두께가 너무 크고, 수축량의 차이가 초점 심도 범위보다 훨씬 크면, AA 조립 후에 모듈이 양호한 성능에 도달할 것이라고 보장할 수 없다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 카메라 모듈은 이러한 문제를 해결하기 위해, 모든 카메라 모듈에 대해 연결 접착제층(A)의 두께를 d로 하고, d=F+h-H(F=H-h+d)를 만족하도록 설정한다. 여기서, d는 상기 연결 접착제층(A)의 두께를 나타내고, F는 상기 보정면(4)에서 결상면까지의 거리를 나타내며, h는 광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판(3)의 상면까지의 높이를 나타내며, H는 제2 연결부(22) 높이를 나타낸다. 이와 같이 설정함으로써 서로 다른 카메라 모듈에 대해 동일한 d를 설정하고, h값과 제2 연결부(22)의 H값을 각각 측정하여 결상면의 위치를 찾으면, 보정면(4)의 위치를 찾아낼 수 있고, 상기 식 (F=H-h+d)에 따라 제2 연결부(22)의 제거량을 결정할 수 있다. 본 발명의 카메라 모듈은 접착제의 두께가 일치하고 접착제의 두께를 매우 얇게 보장할 수 있으며, 200um 이하가 바람직하다. 물론 접착제의 강도를 보장하는 전제 하에 작을 수록 좋다.
도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 연결 부재(2)의 제1 연결부(21) 및 제2 연결부(22)는 모두 별개의 구성요소이다. 본 실시예에서, 제1 연결부(21)는 연결 플랜지이며, 렌즈(1)와 고정 연결되고, 제2 연결부(22)는 베이스이다. 본 실시예에서, 우선, 렌즈(1), 제1 연결부(21) 및 제2 연결부(22)를 조립한 후, AA 공정을 통해 회로판(3)과 조립한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 렌즈(1)의 기계축이 실제 광축과 중첩되지 않기 때문에 렌즈(1)를 경사지게 설치해야 하므로, 렌즈(1)와 조립되는 제2 연결부(22)도 경사지게 설치해야 하기 때문에, 제2 연결부(22)와 회로판(3) 사이의 간격은 상이하게 된다. 따라서, 본 실시예에서, 제2 연결부(22)의 회로판(3)을 향하는 일측에 보정면(4)을 설치하고, 즉, 제2 연결부(22)의 하면이 보정면(4)이고, 보정면(4)과 렌즈(1)의 결상면(B)을 평행하게 설치하고, 렌즈(1)의 실제 광축과 수직되게 설치한다. 따라서, 제2 연결부(22)와 회로판(3) 사이의 간격이 일치하고, 제2 연결부(22)와 회로판(3)을 연결하기 위해 사용되는 접착제의 두께도 일치하게 된다. 본 실시예에서는, 렌즈(1)의 백포커스 편차가 카메라 모듈의 해상도에 미치는 영향을 피하기 위해, 도 10에 도시된 바와 같이, 연결 접착제층(A)이 보정면(4)과 상기 회로판(3) 사이에 설치되고, d=F+h 관계가 존재한다. 구체적으로, d는 상기 연결 접착제층(A)의 두께를 나타내고, F는 상기 보정면(4)으로부터 결상면까지의 거리를 나타내며, h는 광전 이미징 센서의 감광면으로부터 상기 회로판(3)의 상면까지의 높이를 나타낸다. 본 실시예에서, 보정면(4)은 결상면의 아래에 위치하므로 F는 음의 값이다. 모든 카메라 모듈에서 연결 접착제층(A)의 두께(d)가 동일하므로 각 카메라 모듈에 대해, 먼저 h값을 측정하여, F(F=d-h)를 얻을 수 있고, 이어서 결상면을 기준으로 보정면의 위치를 찾을 수 있으며, 그 다음, 절삭 등 방식으로 제2 연결부(22)의 잔여분을 제거한다.
도 12 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 연결 부재(2)의 제1 연결부(21)와 제2 연결부(22)는 일체로 성형된 구조이다. 본 실시예에서, 렌즈(1)와 연결부(2)는 조립된 후, AA 공정을 통해 회로판과 조립된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 렌즈(1)의 기계축이 실제 광축과 중첩되지 않기 때문에 렌즈(1)를 경사지게 설치해야 하므로 렌즈(1)와 조립되는 제2 연결부(22)도 경사지게 설치해야 하기 때문에, 제2 연결부(22)와 회로판(3) 사이의 간격이 상이하게 된다. 따라서, 본 실시예에서, 제2 연결부(22)의 회로판(3)을 향하는 일측에 보정면(4)을 설치하고, 즉, 제2 연결부(22)의 하면이 보정면(4)이고, 보정면(4)과 렌즈(1)의 결상면(B)을 평행하게 설치하고, 렌즈(1)의 실제 광축과 수직되게 설치한다. 따라서, 제2 연결부(22)와 회로판(3) 사이의 간격이 일치하고, 제2 연결부(22)와 회로판(3)을 연결하기 위해 사용되는 접착제의 두께도 일치하게 된다. 본 실시예에서는, 렌즈(1)의 백포커스 편차가 카메라 모듈의 해상도에 미치는 영향을 피하기 위해, 도 14에 도시된 바와 같이, 도면의 점선을 따라 제2 연결부(22)의 일부 재료를 제거하여 보정면(4)을 얻을 경우, 공식 d=F+h(F=d-h)에 따라 보정면(4)의 위치를 결정한다.
본 발명은 상기 카메라 모듈의 조립 방법을 더 제공하는바, S1. 렌즈를 사이즈 여유를 가진 연결 부재와 조립하는 단계; S2. 광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판의 상면까지의 높이(h)를 결정하는 단계; S3. 연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계; S4. 렌즈의 결상면을 결정하는 단계; 및 S5. 상기 단계 S2에서 얻은 h 값과 설정된 d 값에 따라 상기 렌즈의 결상면을 기준으로 제1 연결부 또는 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 자유단이면서 상기 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 제1 연결부 및 제2 연결부를 연결 접착제층에 의해 고정하거나, 또는 제2 연결부와 상기 회로판을 연결 접착층에 의해 고정하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 조립 방법은, 제2 연결부의 높이(H)를 측정하고, 회로판을 제2 연결부와 하나의 부재로 조립하는 단계; 광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판의 상면까지의 높이(h)를 측정하는 단계; 연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계; 렌즈의 결상면을 결정하는 단계; 얻은 H, h 및 d에 따라 결상면을 기준으로 제1 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 또 보정면에서 결상면까지의 거리가 F=H+d-h가 되도록 하는 단계; 및 제1 연결부의 보정면과 제2 연결부를 연결 접착제층에 의해 고정 연결하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 본 발명의 조립 방법은, 렌즈와 제1 연결부, 제2 연결부를 하나의 부재 또는 제1 연결부와 제2 연결부가 일체로 성형된 구조인 연결부재를 선택하여 렌즈와 하나의 부재로 조립하는 단계; 광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판의 상면까지의 높이(h)를 측정하는 단계; 연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계; 렌즈의 결상면을 결정하는 단계; 얻은 h 및 d에 따라 결상면을 기준으로 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 또 보정면에서 상기 결상면까지의 거리가 F=d-h가 되도록 하는 단계; 및 회로판과 제2 연결부의 보정면을 연결 접착제층에 의해 고정 연결하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 연결부에는 충분한 치수 여유가 제공되며, 충분한 치수 여유는 본 발명의 구상에 따라 서로 다른 카메라 모듈에 대해 연결 접착제층(d)이 일치하게 설정한 경우, 카메라 모듈의 광축 편차 각도와 렌즈 결상면의 위치 편차에 관계없이 모두 F=H+d-h 또는 F=d-h에 따라 대응하는 보정면을 찾을 수 있고, 그 다음 재료 여분을 제거하여 접착제의 두께가 일치한 카메라 모듈을 얻을 수 있는 것을 가리킨다.
본 발명의 카메라 모듈 조립 방법에 있어서, 제1 연결부 또는 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 하여 보정면을 얻는 방식은, 절삭, 선삭, 절단, 밀링 또는 화학적 에칭 방식을 포함한다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과한 것으로, 본 발명을 한정하지 않으며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경을 가할 수 있다. 본 발명의 사상과 원칙 내에서 이루어진 모든 수정, 동등한 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.

Claims (10)

  1. 렌즈(1), 연결 부재(2), 회로판(3) 및 이 회로판(3)에 설치된 광전 이미징 센서를 포함하고, 광축 방향을 따라, 연결 부재(2)는, 렌즈(1)와 고정 연결된 제1 연결부(21) 및 회로판(3)과 연결된 제2 연결부(22)를 포함하는 것인 카메라 모듈에 있어서,
    상기 제1 연결부(21)의, 상기 제2 연결부(22)를 향하는 일측에 보정면(4)이 설치되어 있거나, 또는 상기 제2 연결부(22)의, 상기 회로판(3)에 가까운 일측에 보정면(4)이 설치되어 있고, 상기 보정면(4)은 상기 렌즈(1)의 결상면과 평행하고, 상기 보정면(4)과 상기 제2 연결부(22) 사이에 또는 상기 보정면(4)과 상기 회로판(3) 사이에 사전에 정해진 두께의 연결 접착제층(A)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 접착제층(A)은 상기 보정면(4)과 상기 제2 연결부(22) 사이에 설치되고, d=F+h-H 관계가 존재하며,
    위 식에서, d는 상기 연결 접착제층(A)의 두께를 나타내고, F는 상기 보정면(4)에서 결상면까지의 거리를 나타내며, h는 광전 이미징 센서의 감광면으로부터 상기 회로판(3)의 상면 까지의 높이를 나타내고, H는 제2 연결부(22)의 높이를 나타내는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 접착제층(A)은 상기 보정면(4)과 상기 회로판(3) 사이에 설치되고, d=F+h 관계가 존재하며,
    위 식에서, d는 상기 연결 접착제층(A)의 두께를 나타내고, F는 상기 보정면(4)에서 결상면까지의 거리를 나타내며, h는 광전 이미징 센서의 감광면으로부터 상기 회로판(3)의 상면 까지의 높이를 나타내는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 연결부(22)는 상기 회로판(3)과 조립되고, 상기 제1 연결부(21)의, 상기 제2 연결부(22)를 향하는 일측에 보정면(4)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 연결부(21)와 상기 제2 연결부(22)는 일체로 형성되고, 상기 제2 연결부(22)의, 상기 회로판(3)에 가까운 일측에 보정면(4)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 연결부(21)는 렌즈 플랜지이고, 상기 제2 연결부(22)는 렌즈 홀더이며, 상기 렌즈(1)는 상기 제1 연결부(21)를 통해 상기 제2 연결부(22)와 조립되고, 상기 제2 연결부(22)의, 상기 회로판(3)에 가까운 일측에 보정면(4)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 청구항에 따른 카메라 모듈의 조립 방법으로서,
    S1. 렌즈를 사이즈 여유를 가진 연결 부재와 조립하는 단계;
    S2. 광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판(3)의 상면까지의 높이(h)를 결정하는 단계;
    S3. 연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계;
    S4. 렌즈의 결상면을 결정하는 단계;
    S5. 상기 단계 S2에서 얻은 h 값과 설정된 d 값에 따라 상기 렌즈의 결상면을 기준으로 제1 연결부 또는 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여, 자유단이면서 상기 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 제1 연결부와 제2 연결부를 연결 접착제층에 의해 고정하거나, 또는 제2 연결부와 회로판을 연결 접착제층에 의해 고정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 조립 방법은,
    제2 연결부의 높이(H)를 측정하고, 렌즈를 제1 연결부와 조립하고, 회로판을 제2 연결부와 하나의 부재로 조립하는 단계;
    광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판(3)의 상면까지의 높이(h)를 측정하는 단계;
    연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계;
    렌즈의 결상면 위치를 결정하는 단계;
    설정한 d, 측정한 H 및 h에 따라 상기 결상면을 기준으로 제1 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 또 보정면에서 상기 결상면까지의 거리(F)가 F=H+d-h가 되도록 하는 단계;
    상기 제1 연결부의 보정면과 상기 제2 연결부를 연결 접착제층에 의해 고정 연결하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 조립 방법은,
    렌즈와 제1 연결부, 제2 연결부를 하나의 부재로 조립하거나, 또는 제1 연결부와 제2 연결부가 일체로 성형된 구조인 연결부재를 선택하여 렌즈와 하나의 부재로 조립하는 단계;
    광전 이미징 센서의 감광면에서 상기 회로판(3)의 상면까지의 높이(h)를 측정하는 단계;
    연결 접착제층의 두께(d)를 설정하는 단계;
    렌즈의 결상면 위치를 결정하는 단계;
    설정한 d 및 측정한 h에 따라 상기 결상면을 기준으로 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 결상면과 평행한 보정면을 얻고, 또, 상기 보정면에서 상기 결상면까지의 거리(F)가 F=d-h가 되도록 하는 단계;
    회로판과 제2 연결부의 보정면을 연결 접착제층에 의해 고정 연결하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 연결부 또는 상기 제2 연결부에 대해 재료 제거 처리를 실시하여 보정면을 얻는 방식은, 절삭, 선삭, 절단, 밀링 또는 화학적 에칭 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 방법.
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