KR102166232B1

KR102166232B1 - 카메라 모듈의 틸트 보정 방법 및 이를 지원하는 장치

Info

Publication number: KR102166232B1
Application number: KR1020130078424A
Authority: KR
Inventors: 신두식; 노형진; 윤영권
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2020-10-15
Anticipated expiration: 2033-07-04
Also published as: US20150009400A1; KR20150005101A; US9774772B2

Abstract

본 개시는 자동초점기능(Auto Focusing) 카메라 모듈 조립 공정 시 고화소 렌즈의 틸트를 보상할 수 있는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것으로서, 본 개시의 실시 예에 따른 틸트 보정을 지원하는 카메라 모듈은 하우징과, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 하우징에 실장되어 광축 방향으로 상하 이동되는 렌즈 조립체 및 상기 렌즈 조립체를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키고, 상기 렌즈 조립체에 대면하는 위치에 배치되며, 적어도 하나의 탈착 가능한 끼움부재에 의해 상기 하우징에 고정되는 구동부를 포함하여 구성된다.

Description

카메라 모듈의 틸트 보정 방법 및 이를 지원하는 장치{METHOD FOR CORRECTING TILT OF CAMERA MODULE, AND APPARATUS FOR SUPPORTING THE SAME}

본 개시는 카메라 모듈에 관한 것으로, 특히 자동초점기능(Auto Focusing) 카메라 모듈 조립 공정시 고화소 렌즈의 틸트를 보상할 수 있는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 휴대용 전자기기는 사용자가 휴대하면서 다양한 컨텐츠를 접하도록 하는 장치로서, 휴대용 단말기, MP3 플레이어, PMP 등이 있으며, 이러한 휴대용 전자기기는 소비자의 욕구에 따라 다기능화되고, 그 크기는 점점 소형화되고 있다.

특히, 휴대용 단말기는 그 휴대성으로 인해 소비자의 다양한 욕구에 따라 다기능화되고 있다. 또한, 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화 기능뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등의 기능을 위한 멀티 컨버전스로 사용되고 있다. 이러한 휴대용 전자기기를 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(CAMERA MODULE)을 가장 대표적으로 꼽을 수 있다.

이러한 카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 700만 화소의 고화소 중심으로 변화됨고 동시에 오토 포커싱(AF), 광학 줌(OPTICAL ZOOM) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.

일반적으로 카메라 모듈(CCM: COMPACT CAMERA MODULE)은 소형으로써 카메라 폰이나 PDA, 스마트 폰을 비롯한 이동통신 기기와 토이 카메라(TOY CAMERA) 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며, 이미지 센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 표시 패널 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이 된다.

이러한 카메라 모듈의 일반적인 구조와 조립과정을 살펴보면, 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈(10)의 단면도로서, 먼저 이미지 센서(12)를 인쇄회로기판(11)의 상면에 다이본딩하고, 이미지 센서(12)와 인쇄회로기판(11) 간의 전기적 연결을 위해 와이어(13)를 이용하여 와이어 본딩한다.

와이어 본딩 이후에 커버 글라스 또는 IR 필터(14)를 에폭시와 같은 접착제를 통해 브라켓(10)에 고정시키고, 인쇄회로기판(11) 상에 에폭시 같은 접착제를 이용하여 고정시켜 이미지 센서 모듈을 형성한다.

다음, 인쇄회로기판(11)에 장착된 브라켓(15)의 상단 개구부를 통해 렌즈 조립체(16)을 안착시키고 나사 결합에 의해 카메라 모듈(10)이 구비되게 한다.

이와 같이, 인쇄회로기판(11)의 상면에 이미지 센서(12)가 접합되도록 와이어(13)에 의한 전기적 접속이 이루어지는 와이어 본딩 방식의 이미지 센서 모듈 조립 방법이 있고, 이와 다른 방법으로서, 인쇄회로기판(11)의 저면에 이미지 센서(12)가 실장된 플립 칩을 이용하여 범프와 패드 간의 전기적 접속에 의해 전기적으로 연결되게 하는 플립 칩 본딩 방식의 이미지 센서 모듈 조립 방식이 있다.

이와 같은 이미지 센서(12) 모듈 조립 이후, 브라켓(15)을 조립하고, 렌즈 조립체(16)을 포함하는 하우징(17)을 열경화제를 이용하여 접합 및 조립하고, 이후 렌즈 조립체(16)과 이미지 센서(12) 간의 광축을 맞추는 작업이 진행된다.

그러나 상기 언급한 카메라 모듈의 조립 과정에서 부품간의 치수 공차나 기구 정밀도의 결여 등에 의한 틸트(Tilt) 등의 불량이 발생할 수 있고, 이는 곧 해상도 불량으로 이어지게 되는 문제가 있다.

특히 고해상도 카메라 모듈에서는 렌즈와 센서의 광축 정렬에 대해서 저해상도 대비 높은 수준을 요구하게 됨으로써, 고해상도로 갈수록 기구의 정밀도가 높아지며 이는 개발 및 양산 단가를 높이는 요인이 된다.

따라서 고해상도 카메라 모듈을 조립할 때 센서와 렌즈의 틸트를 최소화하여 불량률을 감소시키고, 이에 따른 개발을 용이하게 함과 아울러 생산비용을 감소시킬 수 있는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법 및 이를 지원하는 장치의 제안이 요구된다.

따라서 본 개시의 목적은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동초점기능의 카메라 모듈 조립 공정시 고화소 렌즈의 틸트를 보상할 수 있는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 실시 예에 따른 틸트 보정을 지원하는 카메라 모듈은, 본 개시의 실시 예에 따른 틸트 보정을 지원하는 카메라 모듈은 하우징과, 적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 하우징에 실장되어 광축 방향으로 상하 이동되는 렌즈 조립체 및 상기 렌즈 조립체를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키고, 상기 렌즈 조립체에 대면하는 위치에 배치되며, 적어도 하나의 탈착 가능한 끼움부재에 의해 상기 하우징에 고정되는 구동부를 포함하여 구성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 실시 예에 따른 렌즈 조립체를 광축 선상에서 상하 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동부가 적어도 하나의 끼움부재를 통해 하우징에 고정 조립된 카메라 모듈의 틸트 보정 방법은, 이미지 센서부의 출력에 기초하여 렌즈 틸트에 의한 불량발생여부를 판단하는 동작 및 상기 판단 결과에 따라 상기 카메라 모듈의 조립 방식에 대해 고정식 또는 가변식 조립 공정 수행을 결정하는 동작을 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 개시에 따른 틸트 보정을 지원하는 카메라 모듈에 따르면, 자동 초점 방식 액츄에이터의 카메라 모듈 제작 공정 시 고정(passive)식 조립 공정에서 가변(active)식 조립 공정으로의 타입 전환이 가능하도록 카메라 모듈의 구조를 구현할 수 있다. 이에 따라 카메라 모듈의 조립 공정 시간을 단축할 수 있고, 설비 투자 감소로 대량 생산 방식의 적용이 가능하다.

또한, 본 개시에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법에 따르면, 카메라 모듈 제작 공정 시, 먼저 고정식 조립 공정에 따라 렌즈 조립체와 구동부를 하우징에 조립하여도 추후 액티브 얼라인 장비를 이용한 가변식 조립 공정 타입으로 전환함으로써, 렌즈 틸트에 의한 불량을 효율적으로 보상할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 카메라 모듈의 단면도.
도 2 내지 도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 5 및 도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 일부 단면을 나타내는 도면.
도 7 및 도 8은 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도.
도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법을 설명하기 위한 공정 순서도.

이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.

마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 따라서 본 개시는 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

본 개시는 렌즈가 자동초점기능을 가지는 액츄에이터와 1차 조립된 후 이미지 센서 상측에 조립되는 공정에서 틸트로 인해 발생하는 해상력 저하를 방지하기 위해 카메라의 조립에 적용되는 구조 및 공정방법을 개시한다.

이를 위해 본 개시는 AF(Auto Focusing) 액츄에이터의 카메라 모듈 제작 공정 시, 고정식 조립 공정에서 가변식 조립 공정으로 타입 전환 적용이 가능한 카메라 모듈의 특징적인 구조를 개시한다.

본 개시의 구체적인 실시 예에서, 고정식 조립 공정에서 가변식 조립 공정으로 타입 전환 적용이 가능하도록 개발된 특징적인 구조는 탈착 가능한 끼움 부재를 이용한 구성이다.

여기서 고정식 조립 공정은 렌즈 조립체를 구동시키는 구동부를 끼움 부재를 이용하여 하우징 내에 고정시킨 뒤, 렌즈 조립체를 포함하는 하우징을 경화시키는 타입의 공정이라 할 수 있다.

가변식 조립 공정은 액티브 얼라인(active align) 장비를 사용하여 하우징과 렌즈 구조체 간의 유격을 통해 렌즈 구조체와 하우징을 틸팅함으로써, 렌즈 조립체 조립시 발생된 틸트를 보상한 뒤, 렌즈 조립체를 포함하는 하우징을 경화시키는 타입의 공정이라 할 수 있다.

여기서 틸트 보상이란, 이미지 센서의 광축과 렌즈 조립체의 광축을 정렬함으로써, 이미지 센서에 의해 출력된 이미지의 해상도 분포를 균일하게 하기 위해 수행되는 작업이라 할 수 있다. 카메라 렌즈 모듈의 광학 요소들의 위치와 경사도를 조정하여 각각의 광축을 서로 일치시킬 수 있다.

본 개시는 먼저 카메라 모듈의 구동부를 끼움 부재를 이용하여 하우징 내에 고정시켜 구비하고, 이러한 카메라 모듈의 이미지 센서를 통한 출력 이미지의 해상도에 기초하여 렌즈 틸트에 의한 불량 발생 여부를 판단한다.

렌즈 틸트에 의한 불량이 발생되지 않은 것으로 판단되면, 구동부를 하우징에 고정시키는 끼움부재의 조립을 유지하고, 렌즈 조립체를 포함하는 하우징을 경화시키는 등의 후속 공정을 수행한다.

반대로 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생된 것으로 판단되면, 끼움 부재를 제거한 뒤, 가변식 조립 공정을 수행한다. 즉, 끼움 부재를 제거하여 하우징 내에 확보된 유격(裕隔)을 통해 액티브 얼라인 장비를 사용하여 구동부를 틸팅한다. 구동부의 틸팅에 따라서 렌즈 조립체가 틸팅되므로, 렌즈 틸트를 보상할 수 있다. 구동부의 틸팅을 통해 렌즈 틸트를 보상한 이후, 렌즈 조립체를 포함하는 하우징을 경화시키는 등의 후속 공정을 수행한다.

한편, 본 개시의 실시 예에서는 끼움 부재를 제거하는 기술을 예로 들었으나, 끼움 부재를 이동시키거나 구조를 변형시키는 기술을 적용할 수 있음에 한정하지 않는다.

이하 본 개시의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 분해 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 일부 단면을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 렌즈 어셈블리(100)는 회로기판(111), 이미지 센서(113), 적외선 필터(115), 필터 하우징(102), 가이드 하우징(123), 렌즈 조립체(104), 구동부(105), 자성체(141), 코일(155), 요크(159), 홀 센서(157), 볼(163), 끼움부재(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

카메라 렌즈 어셈블리(100)에서 이미지 검출을 위한 센서 조립체는 이미지 센서(113), 회로 기판(111), 가요성 인쇄회로(미도시)로 구성된다. 이미지 센서(113)는 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 회로 기판(111)의 일면에 장착되어 있으며, 상기 가요성 인쇄회로는 회로 기판(111)으로부터 연장되어 카메라 또는 이동통신 단말기의 메인 회로 기판에 연결된다. 이미지 센서(113)는 적외선 필터(115), 렌즈 조립체(104)와 함께 상기 광축(O)에 정렬된다. 이미지 센서(113)는 하우징(123)에 수용된 렌즈 조립체(104)와 대면하고, 렌즈를 통해 입사되는 피사체의 상을 검출하여 전기적 신호로 변환한다. 이미지 센서(113)에 의해 변화된 화상 신호는 회로 기판(111)을 통해 중앙 처리 장치로 전달된다.

적외선 필터(115)를 설치하기 위하여 회로 기판(111)에는 이미지 센서(113)를 감싸는 형태로 필터 하우징(102)이 설치된다. 필터 하우징(102)에는 이미지 센서(113)의 촬영 경로가 되는 개구가 형성되어 있으며, 상기 개구에 적외선 필터(115)가 설치된다. 필터 하우징(102)이 회로 기판(111)에 장착되고, 상기 개구가 적외선 필터(115)에 의해 폐쇄됨으로써, 이미지 센서(113)는 외부와 완전히 차폐되며 적외선 필터(115)를 경유하여 입사되는 이미지만을 검출하게 된다.

필터 하우징(102)의 일면에는 가이드 하우징(123)가 광축(O) 방향을 따라 연장되어 있다. 가이드 하우징(123)는 렌즈 조립체(104)의 외주면 일부분을 감싸게 배치되어 렌즈 조립체(104)가 광축(O) 방향으로만 상하 운동할 수 있도록 안내하게 된다. 탑 커버(103)는 구동부(105)와 렌즈 조립체(104)를 보호하기 위해 가이드 하우징(123)에 장착된다. 가이드 하우징(123)는 일측면이 오픈된 구조이고, 오픈된 일측면에 구동부(105)가 수용된다.

렌즈 조립체(104)를 광축(O) 방향으로 상하 운동시키기 위하여 렌즈 조립체(104)의 일측에 구동부(105)를 설치한다. 렌즈 조립체(104)와 구동부(105) 사이에 가이드부가 추가될 수 있다.

렌즈 조립체(104)는 그 내부에 적어도 하나 이상의 렌즈가 설치되어 있으며, 광축(O) 방향을 따라 상하 운동하면서 초점 거리를 조절하게 된다. 이상적으로 렌즈 조립체(104)의 광축이 이미지 센서(113)의 광축에 일치되도록 렌즈 조립체(104)를 가이드 하우징(123) 내에 설치되어야 한다.

렌즈 조립체(104)의 일측면에는 자성체(141)가 장착되어 있다. 자성체(141)는 구동부(105)와 대면하게 되며, 구동부(105)에 설치되는 코일(155)과 상호 작용하면서 렌즈 조립체(104)를 상하 운동시키는 구동력을 발생시키게 된다.

자성체(141)의 자기장을 구동부(105) 방향으로 유도하기 위하여 렌즈 조립체(104)의 일측면에는 요크(yoke, 미도시)가 더 설치될 수 있다. 요크는 자성체(141)와 렌즈 조립체(104) 사이에 구비된다.

렌즈 조립체(104)에 대면하는 구동부(105)의 일면에 코일(155)이 설치되어 자성체(141)와 대면하게 된다. 코일(155)에 전류가 인가되면 코일(155)은 전기장을 발생시키며, 코일(155)의 전기장과 상기 자성체(141)의 자기장이 상호 작용하면서 렌즈 조립체(104)를 광축 방향으로 상하 운동시키는 구동력을 발생시키게 된다. 코일(155)의 전기장을 자성체(141) 방향으로 유도하기 위하여, 구동부(105)에는 요크(159)가 더 구비될 수 있다. 요크(159)는 구동부(105) 일면에 장착되며, 코일(155)은 요크(159)에 부착되는 형태로 조립된다.

렌즈 조립체(104)의 위치 변화를 검출하기 위하여, 구동부(105)에는 홀 센서(hall sensor)(157)가 설치되어 렌즈 조립체(104)에 장착된 자성체(141)의 위치 변화를 감지하게 된다. 자성체(141)는 렌즈 조립체(104)에 장착되어 있으므로, 결국 홀 센서(157)은 렌즈 조립체(104)의 위치 변화를 감지하게 된다.

홀 센서(157)는 코일(155)과 함께 요크(159)에 부착되며, 코일(155)에 인접하게 배치되거나, 코일(155)에 의해 둘러싸이는 형태로 조립된다. 코일(155)과 홀 센서(157)에 각각 전원을 제공하고, 홀 센서(157)로부터 감지되는 자성체(141)의 위치 변화 값을 전송하기 위해 구동부(105) 또한 가요성 인쇄회로(미도시)를 구비할 수 있다.

코일(155)에 전류가 인가되면 코일(155)이 발생시키는 전기장과 자성체(141)의 자기장이 상호작용하면서 렌즈 조립체(104)가 광축(O) 방향을 따라 이동하게 된다. 코일(155)에 인가되는 전류값에 따라 렌즈 조립체(104)의 이동거리와 이동방향이 설정되며, 이로써 카메라 렌즈 어셈블리(100)의 초점거리가 조절된다.

가이드부는 렌즈 조립체(104)의 일면에 형성되는 한 쌍의 가이드 홈(169)들과, 구동부(105)에 형성되어 가이드 홈(169)들에 대면하는 수용홈(161)들과, 수용홈(161)들 각각에 수용되는 볼(ball)(163)들로 구성되어 있다.

가이드 홈(169)들은 알파벳 "V" 자 형상의 홈으로서 상기 광축(O) 방향으로 연장되고, 자성체(141)의 양측에 각각 배치되어 있다. 수용홈(161)들은 두 쌍이 형성되어 있으며, 한 쌍이 하나의 가이드 홈(169)에 대면하게 각각 배치되어 있다. 이때, 수용홈(161)들 중 일측의 적어도 한 쌍은 가이드 홈(169)들의 형상과 마찬가지로 알파벳 "V" 자 형상으로 형성됨이 바람직하다. 가이드 홈(169)들과 수용홈(161)들을 알파벳 "V" 자 형상으로 형성하는 것은 렌즈 조립체(104)의 상하 운동방향을 광축(O) 방향으로만 제한하기 위함이다.

볼(163)들은 각각의 수용홈(161)에 수용되며, 그 외주면의 일부분은 수용홈(161)으로 돌출되어 가이드 홈(169)들의 내측벽에 접촉된다. 또한 볼(163)들은 수용홈(161)들과 가이드 홈(169)들 내에서 각각 회전하면서 렌즈 조립체(104)의 상하 운동을 원활하게 한다. 즉, 볼(163)들은 각각 그 일부분이 수용홈(161)에, 다른 일부분이 가이드 홈(169)에 수용되면서 구동부(105)와 렌즈 조립체(104) 사이에서 일정한 간격을 확보하게 되는 것이다. 동시에 볼(163)들은 롤링 동작(rolling)을 하면서 렌즈 조립체(104)가 상하 운동하는 동안 마찰력이 발생되는 것을 완화하게 된다.

가이드 홈(169)들과 수용홈(161)들을 알파벳 "V" 자 형상으로 형성되어 있으므로, 볼(163)들은 가이드 홈(169)들이 연장된 방향으로만 이동할 수 있게 된다. 따라서 렌즈 조립체(104)는 가이드 하우징(123)의 구성에 의해 광축(O) 방향으로만 상하 운동하게 된다.

구동부(105)는 가이드 하우징(123)의 오픈된 일측면과 이에 인접한 가이드 하우징(123) 양측면의 일부에 구비된다. 즉, 가이드 하우징(123)의 개방된 일측면에 구동부(105)가 결합되어 가이드 하우징(123)의 개방된 부분을 일부 폐쇄하게 된다.

이때, 구동부(105)와 가이드 하우징(123) 사이에는 소정의 간극이 형성되어야 한다. 즉, 구동부(105)의 일면이 하우징(102, 123)과 최소 1면이 접하도록 배치하되, 추후 액티브 얼라인이 가능하도록 상기 접촉면 외에 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 면에 간극을 가지도록 구성한다. 구동부(105)는 가이드 하우징(123)의 양측면의 일부에 형성된 돌출부(127)에 결합 대응되는 홈(169)을 외주면에 포함한다. 즉, 구동부(105)의 외주면에 형성된 홈(169)에 가이드 하우징(123)의 돌출부(127)가 끼움 체결되어 결합된다. 이때, 돌출부(127)는 홈(169)보다 더 작은 크기로 형성되어 구동부(105)는 가이드 하우징(123)에 대하여 유동 가능하게 배치될 수 있다.

특히, 본 개시의 카메라 렌즈 어셈블리(100)는 먼저 구동부(105)를 홀(300)에 탈착 가능한 끼움부재(200)를 이용하여 구동부(105)를 필터 하우징(102) 및 가이드 하우징(123)에 고정시킨다.

끼움부재(200)는 구동부(105)의 외면의 일부와 가이드 하우징(123)의 내면의 일부로 구성된 홀(300)에 끼움 결합될 수 있다. 이때, 끼움부재(200)는 구동부(105)의 외면의 일부와 가이드 하우징(123)의 내면의 일부에 밀착 접촉될 수 있다. 끼움부재(200)는 광축 방향(O)을 따라 연장된 구조로 형성될 수 있다. 끼움 부재(200)는 구동부(105)의 상면보다 높은 상부 둘레가 홀(300)의 둘레의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의해 끼움 부재(200)는 구동부(105)가 가이드 하우징(123) 내에서 광축방향(O)으로 상하 운동되는 것을 제한할 수 있다. 끼움부재(200)는 Shaft, Ball, Plate, Spring, Wire, Block, Clip 중 적어도 하나의 형태로 구비가능하며, 탄성 재질로 구비될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 끼움부재(200)는 렌즈의 틸트에 의한 불량이 발생되는 경우에는 제거되고, 끼움부재(200)의 제거에 의한 빈 홀(300)만큼의 유격이 확보될 수 있다. 확보된 유격을 통해 구동부(105)의 틸팅이 가능해진다. 이때, 액티브 얼라인(active align) 장비를 이용하여 구동부(105)를 틸팅할 수 있고, 더불어 액티브 얼라인 장비를 이용하여 필터 하우징(102) 및 가이드 하우징(123)도 틸팅할 수 있다.

구동부(105)가 틸팅됨에 따라서 렌즈 조립체(104)도 틸팅되기 때문에, 구동부(105)의 틸팅을 제어하여 렌즈 틸트에 의한 불량을 보상할 수 있다.

탑 커버(103)는 가이드 하우징(123)과 결합하여 렌즈 조립체(104)가 가이드 하우징(123)에 수용된 상태로 유지하며, 탑 커버(103)에는 개구부(131)가 형성되어 피사체의 상이 입사되는 경로를 제공하며, 피사체의 상은 개구부(131)와 렌즈 조립체(104)를 지나 이미지 센서(113)에 결상된다.

이하, 도 9를 참조하여, 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 9는 본 개시의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 틸트 보정 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.

도 9를 참조하면, 먼저 910 동작에서 끼움부재(200)를 이용하여 구동부(105)를 하우징에 고정 조립한다. 즉, 고정식 조립 타입의 공정 일부를 먼저 수행한다.

고정식 조립으로서, 자성체(141)가 구비된 렌즈 조립체(104)를 필터 하우징(102)의 상위 및 가이드 하우징(123)의 내면에 안착시키고, 렌즈 조립체(104)를 구동시키는 구동부(105)를 자성체(141)에 대면하는 위치에 배치하고, 볼(163)이 가이드 홈(169)에 수용되게 조립한다. 여기서 구동부(105)는 가이드 하우징(123)의 오픈된 일측면과 이에 인접한 가이드 하우징(123) 양측면의 일부에 소정의 간극을 가지고 구비된다. 구동부(105)의 일면이 가이드 하우징(123) 및 필터 하우징(102)과 최소 1면이 접하도록 배치하되, 추후 액티브 얼라인이 가능하도록 상기 접촉면 외에 상, 하, 좌, 우면 중 적어도 하나의 면에 간극을 가지도록 구성해야 한다.

특히, 구동부(105)의 외면 일부와 가이드 하우징(123)의 내면 일부로 형성된 홀(300)에 끼움부재(200)를 끼움 결합시킨다. 이때 끼움부재(200)는 구동부(105)의 외면의 일부와 가이드 하우징(123)의 내면의 일부에 밀착 접촉될 수 있다. 끼움부재(200)는 광축 방향(O)을 따라 연장된 구조로 형성될 수 있다. 끼움 부재(200)는 구동부(105)의 상면보다 높은 상부 둘레가 홀(300)의 둘레의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의해 끼움 부재(200)는 구동부(105)가 가이드 하우징(123) 내에서 광축방향(O)으로 상하 운동되는 것을 제한할 수 있다. 끼움부재(200)는 Shaft, Ball, Plate, Spring, Wire, Block, Clip 중 적어도 하나의 형태로 구비가능하다.

다음으로 920 동작에서 이미지 센서의 출력에 기초하여 중심부와 주변부의 해상도를 검출한다. 즉, 910 동작을 통해 구비된 카메라 모듈을 통해 이미지 센서(113)의 출력을 획득하고, 출력된 이미지에 기초하여 중심부와 주변부의 해상도를 검출할 수 있다.

다음으로 930 동작에서 이미지 센서 출력의 중심부와 주변부의 해상도의 분석을 통해 렌즈 틸트에 의한 불량 발생 여부를 판단한다.

예를 들어, 이미지 센서를 통해 출력된 이미지의 중심부와 주변부의 해상도가 미리 설정된 스펙과 일치하지 않으면 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 반대로 이미지 센서를 통해 출력된 이미지의 중심부와 주변부의 해상도가 미리 설정된 스펙과 일치하면 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이상적으로는 이미지 센서를 통해 출력된 이미지의 중심부와 주변부의 해상도가 동일함을 목표로 할 수 있다.

930 동작에서 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생된 것으로 판단되면, 가변식 조립 공정으로 타입을 전환한다. 즉, 910 동작에서 수행된 고정식 조립 공정을 가변식 조립 공정으로 타입 전환할 수 있다. 전환된 가변식 조립 공정은 940 동작 및 950 동작으로 설명된다.

940 동작에서 끼움부재(200)를 홀(300)로부터 제거하여, 끼움부재(200)의 제거에 의한 빈 홀(300)만큼의 유격을 확보한다. 또는 끼움부재(200)를 이동시키거나 구조를 변형시킴으로써, 구동부(105)를 틸팅할 수 있는 유격을 확보할 수 있다.

950 동작에서 액티브 얼라인 장비를 이용하여 확보된 유격을 통해 구동부(105)를 틸팅한다. 이에 더불어 액티브 얼라인 장비를 이용하여 필터 하우징(102) 및 가이드 하우징(123)도 틸팅할 수 있다. 이때, 구동부(105)는 y축으로 틸팅될 수 있고, 하우징(102, 123)은 구동부(105)의 틸팅과 직교하는 방향, 즉 x축으로 틸팅될 수 있다. 구동부(105)가 틸팅됨에 따라서 렌즈 조립체(104)도 틸팅되기 때문에, 구동부(105)의 틸팅을 제어하여 렌즈 틸트에 의한 불량을 보상할 수 있다.

구체적으로, 구동부(105)는 액티브 얼라인 장비에 의해 그 광축 방향(O)에 대하여 수직인 평면 상에서 서로 수직하는 두 방향 및 광축 방향(O)으로 이동할 수 있다. 광축 방향(O)에 대하여 수직인 평면 상에서 서로 수직하는 방향을 각각 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)이라 칭하고, 렌즈 조립체의 광축 방향은 제3 방향(Z)으로 칭할 수 있다.

여기서 구동부(105)는 렌즈 조립체(104)와 대면하고 평행하게 배치되므로, 구동부(105)와 렌즈 조립체(104)의 광축 방향, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)은 모두 동일한 방향으로 간주할 수 있다.

액티브 얼라인 장비를 이용하여 이미지 센서(113)의 결상면에서 렌즈 조립체(104)의 광축과 이미지 센서(113)의 광축을 교차시키고, 이미지 센서(113)의 광축을 렌즈 조립체(104)의 광축에 평행하게 배치함으로써, 렌즈 조립체와 이미지 센서의 광축들이 서로 일치될 수 있다.

렌즈 틸트에 의한 불량을 보상한 이후 970 동작에서 후속 공정을 수행한다. 후속 공정으로서, 렌즈 조립체(104)를 포함하는 하우징(123, 102)을 경화시키는 등의 공정을 수행할 수 있다. 즉, 이미지 센서의 광축과 렌즈 조립체의 광축이 서로 일치된 때, 고정부(105)를 하우징(123)에 고정시킬 수 있다.

한편, 930 동작에서 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생되지 않은 것으로 판단되면, 910 동작에서 수행된 고정식 조립 공정을 그대로 유지할 수 있다. 이후 고정식 조립 공정은 960 동작으로 설명된다.

960 동작에서 구동부(105)를 하우징(102, 123)에 고정시키는 끼움부재(200)의 조립을 유지한다. 이후, 970 동작에서 렌즈 조립체(104)를 포함하는 하우징(123, 102)을 경화시키는 등의 공정을 수행할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면을 통해 본 개시의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 개시의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것일 뿐, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예외에도 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100: 카메라 렌즈 어셈블리 104: 렌즈 조립체
105: 구동부 102: 필터 하우징
103: 탑 커버 111: 회로 기판
113: 이미지 센서 115: 적외선 필터
123: 가이드 하우징 141: 자성체
155: 코일 157: 홀 센서
200: 끼움부재300: 홀

Claims

틸트 보정을 지원하는 카메라 모듈에 있어서,
하우징;
적어도 하나의 렌즈를 포함하고, 상기 하우징에 대하여 광축 방향으로 상하 이동되는 렌즈 조립체;
상기 렌즈 조립체의 이동을 가이드하도록 상기 렌즈 조립체에 대면하는 위치에 배치되어 상기 렌즈 조립체를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동부;
상기 하우징에 대한 상기 구동부의 틸팅이 가능하도록 상기 하우징과 구동부 사이에 형성되는 홀; 및
상기 홀에 탈착 가능하게 삽입되는 끼움부재;를 포함하는 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 끼움부재는,
상기 렌즈의 틸트에 의한 불량 발생 여부에 따라 제거되거나, 이동 또는 변형되는, 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 끼움부재는,
상기 렌즈의 틸트에 의한 불량이 발생된 경우에 제거되고, 상기 끼움부재의 제거에 의해 상기 홀이 형성된 공간이 확보되고, 상기 공간을 통해 상기 하우징 내에서 상기 구동부를 틸팅(tilting)할 수 있는, 카메라 모듈.
제3항에 있어서, 상기 렌즈 조립체는,
상기 구동부의 틸팅에 따라서 틸팅되는, 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 홀은,
상기 구동부의 외면 일부와 상기 하우징의 내면 일부로 형성되는, 카메라 모듈.
제5항에 있어서, 상기 끼움부재는,
상기 광축 방향을 따라 연장되고, 상기 구동부 상면보다 높은 상부 둘레가 상기 홀의 둘레의 크기보다 큰 구조인, 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 끼움부재는,
상기 하우징 내에서 상기 구동부가 광축방향으로 상하 운동되는 것을 제한하는, 카메라 모듈.
제1항에 있어서, 상기 하우징은,
하부에 이미지 센서를 수용하는 필터 하우징;
상기 필터 하우징으로부터 상기 광축방향을 따라 연장되고, 일측면이 오픈되며, 상기 렌즈 조립체의 외주면 일부와 상기 구동부의 외주면 일부를 감싸는 가이드 하우징; 및
상기 구동부와 상기 렌즈 조립체를 보호하기 위해 상기 가이드 하우징에 장착된 탑 커버로 구성된, 카메라 모듈.
제8항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 가이드 하우징의 오픈된 일측면과 이에 인접한 상기 가이드 하우징의 양측면의 일부에 수용되는, 카메라 모듈.
렌즈 조립체를 광축 선상에서 상하 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동부가 적어도 하나의 끼움부재를 통해 하우징에 고정 조립된 카메라 모듈의 틸트 보정 방법에 있어서,
이미지 센서부의 출력에 기초하여 렌즈 틸트에 의한 불량발생여부를 판단하는 동작; 및
상기 판단 결과에 따라 상기 카메라 모듈의 조립 방식에 대해 고정식 또는 가변식 조립 공정 수행을 결정하는 동작을 포함하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제10항에 있어서, 상기 렌즈 틸트에 의한 불량발생여부를 판단하는 동작은,
상기 이미지 센서부를 통해 출력된 이미지에 기초하여 중심부와 주변부의 해상도를 검출하는 동작; 및
검출된 상기 중심부와 주변부의 해상도가 미리 설정된 스펙과 일치하지 않으면 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생된 것으로 판단하고, 일치하면 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생하지 않은 것으로 판단하는 동작을 포함하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제10항에 있어서, 상기 고정식 또는 가변식 조립 공정 수행을 결정하는 동작은,
상기 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생되지 않은 것으로 판단된 경우, 고정식 조립 공정 수행을 결정하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제10항에 있어서, 상기 고정식 조립 공정 수행은,
상기 구동부를 상기 하우징에 고정시키는 상기 끼움부재의 조립을 유지하고, 상기 렌즈 조립체를 포함하는 상기 하우징을 경화시키는 공정을 실행하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제10항에 있어서, 상기 고정식 또는 가변식 조립 공정 수행을 결정하는 동작은,
상기 렌즈 틸트에 의한 불량이 발생된 것으로 판단된 경우, 가변식 조립 공정 실행을 결정하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제10항에 있어서, 상기 가변식 조립 공정 수행은,
상기 끼움부재를 제거하는 동작;
상기 끼움부재의 제거에 의해 상기 하우징 내에 확보된 유격(裕隔)을 통해 상기 구동부를 틸팅하는 동작을 포함하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제15항에 있어서, 상기 가변식 조립 공정 수행은,
상기 이미지 센서의 광축과 렌즈 조립체의 광축을 평행하게 정렬하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제15항에 있어서, 상기 가변식 조립 공정 수행은,
상기 하우징을 틸팅하는 동작을 더 포함하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.
제10항에 있어서, 상기 가변식 조립 공정 수행은,
액티브 얼라인(active align) 장비를 이용하는, 카메라 모듈의 틸트 보정 방법.