KR20150078054A - Camera module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a camera module.
이미지 센서(image sensor)는 피사체 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 반도체 소자이다. 이미지센서는 CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서와 CMOS형 이미지센서로 구분될 수 있다. An image sensor is a semiconductor device that detects subject information and converts it into an electrical image signal. The image sensor can be classified into a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor and a CMOS type image sensor.
CCD형 이미지 센서는 수광부에서 발생한 전자를 CCD를 이용하여 전달하여 마지막단에서 전압형태로 변환하기 때문에 노이즈 특성은 우수하지만 고가이며, 고화질 디지털 카메라 및 캠코더에 주로 사용된다.The CCD type image sensor transmits the electrons generated from the light receiving part using a CCD and converts it into a voltage form at the last stage. Therefore, the CCD type image sensor is excellent in noise characteristics, but is expensive, and is mainly used in high definition digital cameras and camcorders.
CMOS 이미지 센서는 각각의 수광부에서 발생한 전자를 전압으로 변환하고 이를 마지막 단까지 전달하는 방식으로, 신호가 약하고 잡음이 유입될 경로가 많다는 단점이 있다. 그러나, 최근 반도체 공정 기술이 발달하면서, CDS(Correlated Double Sampling) 방식을 사용하여 잡음을 감소시킬 수 있는 방법이 개발되면서, 디지털 카메라, 카메라 기능을 갖는 모바일 폰, PC 카메라 등, 그 사용범위가 확대되고 있다.The CMOS image sensor converts the electrons generated in each light receiving part into a voltage and transmits it to the last stage, which is disadvantageous in that the signal is weak and there are many paths through which noises are introduced. However, as semiconductor process technology has recently developed, a method of reducing noise using a CDS (Correlated Double Sampling) method has been developed, and the use range of digital cameras, mobile phones having camera functions, .
보통 이미지 센서는 단위 화소로 사용되며, 소정 규격의 이미지를 얻기 위해서는 다수의 이미지 센서를 소정의 열과 행으로 배치한 이미지 센서 어레이(image sensor array)가 사용될 수 있다. In general, an image sensor is used as a unit pixel, and an image sensor array in which a plurality of image sensors are arranged in a predetermined row and a row may be used to obtain an image of a predetermined standard.
카메라 모듈에 포함되는 이미지 센서 어레이는 렌즈 어셈블리(lens assembly)와 결합되기 전에, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 표면실장기술(Surface Mount Technology, SMT) 방식으로 실장된다. 이 과정에서, 이미지 센서 어레이와 PCB에 일정 온도의 열이 가해지게 된다. The image sensor array included in the camera module is mounted on a Printed Circuit Board (PCB) by Surface Mount Technology (SMT) before being coupled with a lens assembly. In this process, the image sensor array and the PCB are heated at a certain temperature.
한편, 이미지 센서 어레이를 SMT 실장하기 위해 가해진 열을 식히는 과정에서 이미지 센서와 PCB간의 수축률 차이로 인해 이미지 센서 어레이가 휘어지는 휨(wrapage) 현상이 발생하게 된다. 이러한 휨 현상은 카메라 모듈의 해상력 열화를 발생시키는 원인으로 작용한다. Meanwhile, in the process of cooling the heat applied to the image sensor array for SMT mounting, the image sensor array is warped due to a difference in shrinkage ratio between the image sensor and the PCB. This warping causes the deterioration of the resolving power of the camera module.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 카메라 모듈의 패키징 과정에서의휨 발생을 최소화하여 해상력 열화를 억제하기 위한 카메라 모듈을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a camera module for minimizing the occurrence of warpage in a packaging process of a camera module, thereby suppressing resolution deterioration.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 카메라 모듈은 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 복수의 이미지 센서를 포함하는 이미지 센서 어레이, 그리고 서로 다른 이미지 센서 상에 배치되며, 대응하는 이미지 센서의 중심에 광축이 일치하도록 배치되는 복수의 렌즈 모듈을 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하되, 상기 복수의 렌즈 모듈은, 대응하는 이미지 센서의 위치에 따라 상기 이미지 센서 어레이 상에 배치되는 높이가 서로 다르다. According to an embodiment of the present invention, a camera module includes a substrate, an image sensor array disposed on the substrate, the image sensor array including a plurality of image sensors, and a plurality of image sensors disposed on different image sensors, Wherein the plurality of lens modules have different heights disposed on the image sensor array according to the position of the corresponding image sensor.
본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈은 접속 부재의높이 조절 등을 통해 각 렌즈 모듈의 상/하 위치를 이동시켜 이미지 센서 어레이의 휨 현상에 따른 렌즈 모듈 간 BFL 편차를 보상함으로써, 카메라 모듈의 성능을 향상시켜 고해상도 구현이 유리한 효과가 있다. The camera module according to the embodiment of the present invention compensates the BFL deviation between the lens modules due to the bending phenomenon of the image sensor array by moving the upper and lower positions of the respective lens modules through the height adjustment of the connecting member, It is advantageous to realize a high resolution.
또한, 이미지 센서 어레이의 휨 현상으로 발생하는 BFL 편차를 보상하기 위해 렌즈를 새로 설계할 필요가 없어, 카메라 모듈의 제작에 투입되는 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is no need to newly design a lens to compensate for the BFL deviation caused by the warping of the image sensor array, thereby reducing the time and cost required for manufacturing the camera module.
도 1은 카메라 모듈의 일 예를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 렌즈 어셈블리를 도시한 분해 단면도이다.
도 3 및 도 4는 이미지 센서 어레이의 휨 현상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈 모듈을 확대하여 도시한 단면도이다. 1 is a side view showing an example of a camera module.
2 is a cross-sectional view illustrating a lens assembly of the camera module shown in FIG.
FIGS. 3 and 4 are views for explaining the warping phenomenon of the image sensor array.
5 is a cross-sectional view illustrating a camera module according to a first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a camera module according to a second embodiment of the present invention.
7 is an enlarged cross-sectional view of a lens module according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffix "module" and " part "for constituent elements used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 문서에서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하부/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상부/위 또는 하부/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In this document, each layer (film), region, pattern or structure is referred to as being "on" or "under / under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " include both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
또한, 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In addition, the thickness and the size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
도 1은 카메라 모듈의 일 예를 도시한 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 카메라 모듈의 렌즈 어셈블리를 도시한 분해 단면도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 이미지 센서 어레이의 휨 현상을 설명하기 위한 도면들이다. FIG. 1 is a side view showing an example of a camera module, and FIG. 2 is an exploded sectional view showing a lens assembly of the camera module shown in FIG. 3 and 4 are views for explaining the warping phenomenon of the image sensor array.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라 모듈은 기판(10), 이미지 센서 어레이(image sensor array)(20), 렌즈 어셈블리(lens assembly)(30) 등을 포함할 수 있다. 1 and 2, the camera module may include a
기판(10) 상에는 이미지 센서 어레이(20)가 실장될 수 있다. 이미지 센서 어레이(20) 상에는 렌즈 어셈블리(30)가 정렬될 수 있다. The
이미지 센서 어레이(20)는 솔더 볼 등 전기적 접속 수단을 통해 기판(10)에 전기적으로 연결되며, 이 과정에서 표면실장기술(Surface Mount Technology, SMT)이 사용될 수 있다. The
렌즈 어셈블리(30)는 웨이퍼 레벨의 렌즈 어레이 층(L1, L2, L3)들이 적층 조립되어 형성될 수 있다. 각 렌즈 어레이 층(L1, L2, L3)은 서브기판(33)을 포함하며, 복수의 렌즈(34)가 소정 간격 이격되도록 서브기판(33) 상에 배치될 수 있다.The
각 렌즈 어레이 층(L1, L2, L3)은 이미지 센서 어레이(20)를 구성하는 각 이미지 센서의 중심에 각 렌즈의 광축(Optical Axis, OA)이 일치하도록 정렬될 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 어레이(20)를 구성하는 각 이미지 센서 상에는, 각각 서로 다른 렌즈 어레이 층(L1, L2, L3)에 포함되는 복수의 렌즈가 적층되어 하나의 렌즈 모듈(M1, M2, M3)을 구성할 수 있다. Each of the lens array layers L1, L2, and L3 can be aligned so that the optical axis (OA) of each lens coincides with the center of each image sensor constituting the
한편, SMT 방식의 특성 상 실장 과정에서 이미지 센서 어레이(20)와 기판(10)에는 열이 가해지게 된다. 이미지 센서 어레이(20)와 기판(10)은 서로 다른 열팽창계수를 가지며, 이로 인해 열이 가해졌다가 식는 과정에서 이미지 센서 어레이(20)와 기판(10)은 서로 다른 수축률을 보이게 된다. On the other hand, due to the characteristics of the SMT system, heat is applied to the
도 3을 참조하면, SMT 실장 후 열이 식는 과정에서 이미지 센서 어레이(20)와 기판(10)은 서로 다른 수축률로 수축하게 되고, 이로 인해 이미지 센서 어레이(20)가 휘어지는 휨(wrapage) 현상이 발생한다. 이미지 센서 어레이(20)가 휘어짐에 따라, 센서면과 이에 대향하는 렌즈 모듈 간의 거리가 이미지 센서(21) 별로 다르게 나타날 수 있다.Referring to FIG. 3, in the process of cooling the image after SMT mounting, the
도 4를 참조하면, 이미지 센서 어레이(20)가 휘어짐에 따라, 각 이미지 센서(21a, 21b, 21c)와 이에 대향하는 렌즈 모듈(M1, M2, M3) 간의 거리가 이미지 센서(21a, 21b, 21c) 별로 다르게 나타날 수 있다. 4, as the
이에 따라, 어느 하나의 센서 면을 기준으로 복수의 렌즈 모듈(M1, M2, M3)의 초점을 맞출 경우 다른 센서면에 대해 초점이 맞지 않는 현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서 어레이(20) 중 휘어짐이 발생하지 않은 영역에 위치하는 이미지 센서(21b)의 센서면을 기준으로 복수의 렌즈 모듈(M1, M2, M3)의 초점을 맞출 경우, 휘어짐이 발생한 영역에 위치하는 다른 이미지 센서(21a, 21c)에 대응하는 렌즈 모듈들(M1, M3)의 초점이 맞지 않을 수 있다. Accordingly, when the focal points of the plurality of lens modules M1, M2, and M3 are aligned with respect to any one of the sensor surfaces, a phenomenon that the other sensor surfaces are out of focus may occur. For example, when focusing the plurality of lens modules M1, M2, and M3 on the basis of the sensor surface of the
즉, 이미지 센서 어레이(20)가 휘어짐에 따라, 센서면과 이에 대향하는 렌즈모듈(M1, M2, M3) 간의 거리가 이미지 센서(21a, 21b, 21c) 별로 다르게 나타나고, 이로 인해 렌즈 모듈(31) 간의 뒤초점거리(Back Focal Length, BFL) 편차가 발생할 수 있다. 이러한 BFL 편차는 최종 결과물인 카메라 모듈의 품질을 떨어뜨리는 요인으로 작용할 수 있다.
That is, as the
본 발명의 실시 예에서는 이미지 센서 어레이의 휨 현상으로 인해 렌즈 모듈 간의 BFL 편차가 발생하는 것을 방지하기 위해, 대응하는 이미지 센서의 위치에 따라 각 렌즈 모듈이 광축 상에 배치되는 위치를 다르게 제어한다. In the embodiment of the present invention, in order to prevent BFL deviation between lens modules due to warping of the image sensor array, the position of each lens module on the optical axis is controlled differently according to the position of the corresponding image sensor.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view illustrating a camera module according to a first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 카메라 모듈은 기판(100), 이미지 센서 어레이(200), 렌즈 어셈블리(300) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the camera module may include a
기판(100)은 서로 전기적으로 연결되는 도전성 회로 패턴을 포함하는 경성 인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Boared, Rigid-PCB), 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB), 경연성인쇄회로기판(Rigid-Flexible Printed Circuit Board, RFPCB) 등을 포함할 수 있다. The
기판(100) 상에는 이미지 센서 어레이(200)와 렌즈 어셈블리(300)가 순차적으로 배치될 수 있다. 기판(100)은 이미지 센서 어레이(200)와 렌즈 어셈블리(300)를 지지하는 기능을 수행한다. The
이미지 센서 어레이(200)는 복수의 이미지 센서(210)를 포함한다. 복수의 이미지 센서(210)는 소정 간격 이격되어 배치되며, 렌즈 어셈블리(300)를 통과하여 입사하는 광을 수광하여 영상 신호를 생성시킨다. 이미지 센서 어레이(200)에 의해 생성된 영상 신호는 기판(100) 상에 형성된 회로 패턴을 통해 전기적으로 접속된 외부 기기에 송출되어 이미지로 디스플레이될 수 있다. 이를 위해, 이미지 센서 어레이(200)는 솔더 볼 등 전기적 접속 수단을 통해 기판(100)에 전기적으로 연결될 수있다. The
이미지 센서 어레이(200)는 이미지 센서 어레이(200) 상에 커버 유리(cover glass)(미도시)가 안착되는 칩 사이즈 패키지(Chip Size Package, CSP) 타입으로 구현될 수 있다. 커버 유리 상에는 렌즈 어셈블리(300)를 통과하여 입사되는 광 중에 적외선을 차단하는 적외선 차단부재(IR cut off material)(미도시)가 결합될 수도 있다. 적외선 차단부재는 일면에 적외선 차단층이 형성된 글라스 형태의 IR 필터 또는 IR 필름으로 구성되며, UV 접착제 또는 열경화성 본드 등을 이용하여 커버 유리(220)에 부착될 수 있다. The
렌즈 어셈블리(300)는 웨이퍼 레벨의 렌즈 어레이들(L11, L12, L13)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 한편, 도 5는 3층의 렌즈 어레이(L11, L12, L13)가 순차적으로 적층되어 렌즈 어셈블리(300)를 형성하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명의 실시 예에서는 광축(OA)을 따라 3개 층보다 적거나 3개 층 이상의 렌즈 어레이가 적층되어 렌즈 어셈블리를 구성할 수도 있다. The
각 렌즈 어레이(L11, L12, L13)는 스페이서 등의 조립 부재(350)에 의해 소정 간격 이격되며, 순차적으로 적층 결합하여 렌즈 어셈블리(300)를 구성한다. Each of the lens arrays L11, L12, and L13 is spaced apart by a predetermined distance by an assembling
각 렌즈 어레이(L11, L12, L13)는 서브기판(311, 321, 331)과, 서브기판(311, 321, 331) 상에 배치되는 복수의 렌즈(312, 322, 332)를 포함한다. 각 렌즈 어레이(L11, L12, L13)를 구성하는 복수의 렌즈(312, 322, 332)는 서로 다른 이미지 센서(210)의 중심에 광축((OA11, OA12, OA13)이 일치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 각 이미지 센서(210) 상에는 서로 다른 렌즈 어레이(L11, L12, L13)에 포함되는 복수의 렌즈가 순차적으로 적층되어 하나의 렌즈 모듈(M11, M12, M13)을 구성할 수 있다. 각 렌즈 모듈(M11, M12, M12)은 동일한 광학적 특성을 가지도록 설계될 수 있다. 즉, 각 렌즈 모듈(M11, M12, M12)은 동일한 초점 거리를 가지도록 설계될 수 있다. Each of the lens arrays L11, L12 and L13 includes sub-substrates 311, 321 and 331 and a plurality of
한편, 기판(100) 상에 이미지 센서 어레이(200)를 결합하는 과정에서 발생하는 이미지 센서 어레이(200)의 휨 현상은 각 이미지 센서(210)의 센서면을 상/하로 이동시키게 된다. 센서면이 상/하로 이동한 상태에서 서로 동일한 광학적 특성을 가지는 복수의 렌즈 모듈(M11, M12, M13)을 같은 높이로 배치할 경우, 각 센서면과 렌즈 모듈(M11, M12, M13) 간에 거리 편차가 발생하고 이는 각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)의 BFL 편차를 발생시킨다. The bending phenomenon of the
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 이미지 센서 어레이(200)의 휨 현상으로 발생하는 각 센서면과 렌즈 모듈(M11, M12, M13) 간의 거리 편차를 보상하기 위해, 대응하는 이미지 센서(210)의 위치에 따라 각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)이 이미지센서 어레이(200) 상에 배치되는 높이 즉, 광축(OA11, OA12, OA13) 상에서의 위치가 조절될 수 있다.Accordingly, in the embodiment of the present invention, in order to compensate for the distance deviation between the sensor surfaces and the lens modules M11, M12, and M13 caused by the warping of the
각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)의 광축(OA11, OA12, OA13) 상에서의 위치는, 이미지 센서 어레이(200)를 구성하는 이미지 센서들 중 기준이 되는 이미지 센서의 센서면과 이에 대응하는 렌즈 모듈(M11, M12, M13) 간의 거리를 기준으로, 거리 편차를 보상하는 방향으로 이동할 수 있다. The positions of the lens modules M11, M12 and M13 on the optical axes OA11, OA12 and OA13 are determined by the sensor surface of the reference image sensor among the image sensors constituting the
예를 들어, 휨 현상으로 대응하는 이미지 센서의 센서면이 기준이 되는 센서면에 비해 아래로 이동한 경우, 렌즈 모듈을 구성하는 렌즈들의 광축 상에서의 위치는 기준보다 아래쪽으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 렌즈 모듈을 구성하는 렌즈들과 센서면과의 거리가 기준 거리로 줄어들게 된다. . For example, when the sensor surface of the image sensor corresponding to the bending phenomenon is moved downward relative to the reference sensor surface, the position of the lenses constituting the lens module on the optical axis can be moved below the reference. Accordingly, the distance between the lenses constituting the lens module and the sensor surface is reduced to a reference distance. .
또한, 예를 들어, 휨 현상으로 대응하는 이미지 센서의 센서면이 기준이 되는 센서면에 비해 위로 이동한 경우, 렌즈 모듈을 구성하는 렌즈들의 광축 상에서의 위치는 기준보다 위쪽으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 렌즈 모듈을 구성하는 렌즈들과 센서면과의 거리는 기준 거리로 늘어나게 된다. Further, for example, when the sensor surface of the image sensor corresponding to the bending phenomenon is moved up relative to the reference sensor surface, the position of the lenses constituting the lens module on the optical axis can move upward. Accordingly, the distance between the lenses constituting the lens module and the sensor surface is increased to a reference distance.
이때, 각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)을 구성하는 렌즈들 간의 이격거리는 모든 렌즈 모듈(M11, M12, M13)에 대해 동일하며, 렌즈 모듈(M11, M12, M13)을 구성하는 렌즈들의 배치 높이만 변경된다. 여기서, 렌즈 모듈(M11, M12, M13)을 구성하는 렌즈들의 배치 높이는 이미지 센서 어레이(200)의 이미지 센서들 중 기준이 되는 이미지 센서의 센서면을 기준으로 한다. The distances between the lenses constituting the respective lens modules M11, M12 and M13 are the same for all the lens modules M11, M12 and M13, and the arrangement of the lenses constituting the lens modules M11, M12 and M13 Only the height is changed. Here, the arrangement height of the lenses constituting the lens modules M11, M12, and M13 is based on the sensor surface of the reference image sensor among the image sensors of the
각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)의 상/하 방향으로의 이동은, 각 렌즈 어레이(L11, L12, L13)를 구성하는 서브기판(311, 321, 331)의 성형으로 구현될 수 있다. The movement of the lens modules M11, M12 and M13 in the upward and downward directions can be realized by forming the sub-boards 311, 321 and 331 constituting the respective lens arrays L11, L12 and L13.
도 5를 참조하면, 각 렌즈 어레이(L11, L12, L13)를 구성하는 서브기판(311, 321, 331)은 절곡되어 위치에 따른 단차를 가지도록 성형된다. 이때, 서브 기판(311, 321, 331)은, 각 렌즈(312, 322, 332)가 포함되는 렌즈 모듈(M11, M12, M13)에 따라, 각 렌즈(312, 322, 332)의 배치 위치가 상/하로 이동하도록 단차를 형성할 수 있다. 즉, 서브 기판(311, 321, 331)의 절곡을 통해 각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)과 각 센서면과의 거리편차를 보상하는 방향으로 각 렌즈 모듈(M11, M12, M13)을 구성하는 렌즈들의 배치 위치를 이동시킬 수 있다. Referring to FIG. 5,
전술한 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 각 렌즈 어레이의 제작 시, 서브 기판을 위치에 따라 단차를 가지도록 성형하여 각 렌즈 모듈과 센서면의 거리편차를 보상하는 방향으로 렌즈들을 이동시킴으로써, 렌즈의 재설계 없이 각 렌즈 모듈의 BFL 편차 보상이 가능하다. According to the first embodiment of the present invention, at the time of manufacturing each lens array, the sub-board is formed so as to have a step according to its position, and the lenses are moved in a direction to compensate for the distance deviation between the lens module and the sensor surface, BFL deviation compensation of each lens module is possible without lens redesign.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 카메라 모듈을 도시한 단면도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈 모듈을 확대하여 도시한 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a camera module according to a second embodiment of the present invention. 7 is an enlarged cross-sectional view of a lens module according to a second embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 카메라 모듈은 기판(100), 이미지 센서 어레이(200), 렌즈 어셈블리(400) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the camera module may include a
기판(100)은 서로 전기적으로 연결되는 도전성 회로 패턴을 포함하는 경성 인쇄회로기판, 연성인쇄회로기판, 경연성인쇄회로기판 등을 포함할 수 있다. The
기판(100) 상에는 이미지 센서 어레이(200)와 렌즈 어셈블리(400)가 순차적으로 배치될 수 있다. 기판(100)은 이미지 센서 어레이(200)와 렌즈 어셈블리(400)를 지지하는 기능을 수행한다. The
이미지 센서 어레이(200)는 복수의 이미지 센서(210)를 포함한다. 복수의 이미지 센서(210)는 소정 간격 이격되어 배치되며, 렌즈 어셈블리(400)를 통과하여 입사하는 광을 수광하여 영상 신호를 생성시킨다. 이미지 센서 어레이(200)에 의해 생성된 영상 신호는 기판(100) 상에 형성된 회로 패턴을 통해 전기적으로 접속된 외부 기기에 송출되어 이미지로 디스플레이될 수 있다. 이를 위해, 이미지 센서 어레이(200)는 솔더 볼 등 전기적 접속 수단을 통해 기판(100)에 전기적으로 연결될 수있다. The
이미지 센서 어레이(200)는 이미지 센서 어레이(200) 상에 커버 유리(cover glass)(미도시)가 안착되는 칩 사이즈 패키지(Chip Size Package, CSP) 타입으로 구현될 수 있다. 커버 유리 상에는 렌즈 어셈블리(400)를 통과하여 입사되는 광 중에 적외선을 차단하는 적외선 차단부재(IR cut off material)(미도시)가 결합될 수도 있다. The
렌즈 어셈블리(400)는 각각 서로 다른 이미지 센서(210)에 대응하는 복수의렌즈 모듈(M21, M22, M23)을 포함할 수 있다. 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)은 서로 독립적으로 제작되어, 조립 과정을 통해 하나의 렌즈 어셈블리(400)를 구성할 수 있다. The lens assembly 400 may include a plurality of lens modules M21, M22, and M23 corresponding to
각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)은 대응하는 이미지 센서의 중심에 광축(OA21, OA22, OA23)이 일치하도록, 적어도 하나의 렌즈가 적층결합되어 형성될 수 있다. Each of the lens modules M21, M22 and M23 may be formed by stacking at least one lens so that the optical axes OA21, OA22 and OA23 coincide with the centers of the corresponding image sensors.
도 7을 참조하면, 렌즈 모듈(M21)은 3개의 렌즈(411, 412, 413)가 순차적으로 적층 결합되어 형성된다. 3개의 렌즈(411, 412, 413)는 스페이서 등의 조립 부재(451a, 451b, 452a, 452b, 453a, 453b, 454a, 454b)에 의해 소정 간격 이격되도록 결합된다. 한편, 도 6 및 도 7에서는 3개의 렌즈가 순차적으로 적층되어 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)을 형성하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명의 실시 예에서는 3개보다 적거나 3개 이상의 렌즈가 적층되어 각 렌즈 모듈을 구성할 수도 있다. Referring to FIG. 7, the lens module M21 is formed by sequentially stacking three
다시, 도 6을 보면, 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)은 서로 다른 이미지 센서(210)의 중심에 광축((OA21, OA22, OA23)이 일치하도록 배치될 수 있다. 6, each of the lens modules M21, M22, and M23 may be disposed so that the optical axes OA21, OA22, and OA23 coincide with the centers of the
각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)은 이미지 센서 어레이(200)의 휨 현상으로 발생하는 각 센서면과 렌즈 모듈(M21, M22, M23) 간의 거리 편차를 보상하기 위해, 대응하는 이미지 센서(210)의 위치에 따라, 광축(OA21, OA22, OA23) 상에서의 위치가 조절될 수 있다. 즉, 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)은 대응하는 이미지 센서(210)의 위치에 따라, 위로 이동하거나 아래로 이동하여 배치될 수 있다. The lens modules M21, M22 and M23 correspond to the corresponding image sensors 210 (M21, M22, M23) in order to compensate for the distance deviation between the respective sensor surfaces and the lens modules M21, M22, M23 caused by the warping phenomenon of the
각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)의 광축 상에서의 위치는, 이미지 센서 어레이(200)를 구성하는 이미지 센서들 중 기준이 되는 이미지 센서의 센서면과 이에 대응하는 렌즈 모듈 간의 거리를 기준으로, 거리 편차를 보상하는 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)은 대응하는 이미지 센서(210)의 센서면 위치에 따라, 이미지 센서 어레이(200)에 가까워지는 방향 또는 이미지 센서 어레이(200)에서 멀어지는 방향으로 위치가 조절될 수 있다. The position of each of the lens modules M21, M22, and M23 on the optical axis is determined based on the distance between the sensor surface of the reference image sensor and the corresponding lens module, among the image sensors constituting the
각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)의 상/하 방향으로의 이동은, 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)을 구성하는 렌즈들의 상/하 위치를 결정하는 조립 부재의 높이를 조절하여 구현될 수 있다. 이때, 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)을 구성하는 렌즈들 간의 이격 거리는 모든 렌즈 모듈(M21, M22, M23)에 대해 동일하게 유지하면서, 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)의 배치 높이를 결정하는 조립 부재의 높이를 조절하여 각 렌즈 모듈(M21, M22, M23)의 위치를 결정할 수 있다. The upward / downward movement of each of the lens modules M21, M22 and M23 is achieved by adjusting the height of the assembling member for determining the up / down positions of the lenses constituting the respective lens modules M21, M22 and M23 . At this time, the spacing distance between the lenses constituting each of the lens modules M21, M22, and M23 remains the same for all the lens modules M21, M22, and M23, The positions of the lens modules M21, M22, and M23 can be determined by adjusting the height of the assembling member.
도 7을 예로 들면, 렌즈 모듈(M21)을 구성하는 렌즈(411, 412, 413) 간의 이격 거리를 결정하는 조립 부재(452a, 452b, 453a, 453b)의 높이는 다른 렌즈 모듈(M22, M23)과 동일하게 설계되며, 렌즈 모듈(M21)과 이미지 센서 어레이(200)와의 거리를 결정하는 조립 부재(451a, 451b)의 높이를 조절하여 렌즈 모듈(M21)의 위치를 결정할 수 있다. 7, the height of the assembling
전술한 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 각 렌즈 모듈을 독립적으로 제작하고, 조립 시 조립 부재의 높이 조절을 통해 각 렌즈 모듈과 센서면의 거리편차를 보상하는 방향으로 렌즈들을 이동시킴으로써, 렌즈의 재설계 없이 각 렌즈 모듈의 BFL 편차 보상이 가능하다.
According to the second embodiment of the present invention, the lens modules are independently manufactured, and the lenses are moved in a direction to compensate for the distance deviation between the lens module and the sensor surface through the height adjustment of the assembling member during assembly, It is possible to compensate the BFL deviation of each lens module without redesigning the lens module.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
Claims (6)
상기 기판 상에 배치되며, 복수의 이미지 센서를 포함하는 이미지 센서 어레이, 그리고
서로 다른 이미지 센서 상에 배치되며, 대응하는 이미지 센서의 중심에 광축이 일치하도록 배치되는 복수의 렌즈 모듈을 포함하는 렌즈 어셈블리를 포함하되,
상기 복수의 렌즈 모듈은, 대응하는 이미지 센서의 위치에 따라 상기 이미지 센서 어레이 상에 배치되는 높이가 서로 다른 카메라 모듈.
Board,
An image sensor array disposed on the substrate, the image sensor array including a plurality of image sensors, and
A lens assembly including a plurality of lens modules disposed on different image sensors and arranged such that the optical axes coincide with the centers of the corresponding image sensors,
Wherein the plurality of lens modules have different heights disposed on the image sensor array according to positions of corresponding image sensors.
상기 복수의 렌즈 모듈은, 각 이미지 센서의 센서면과 각 렌즈 모듈 간의 거리 편차를 보상하는 방향으로 상기 이미지 센서 어레이 상에 배치되는 높이가 조정되는 카메라 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of lens modules are arranged on the image sensor array so as to adjust a height in a direction to compensate for a distance deviation between a sensor surface of each image sensor and each lens module.
각 렌즈 모듈은, 상기 광축을 따라 이격되어 적층되는 복수의 렌즈를 포함하며,
상기 복수의 렌즈 간의 이격 거리는 상기 복수의 렌즈 모듈에 대해 동일한 카메라 모듈.
3. The method of claim 2,
Each lens module includes a plurality of lenses that are stacked and spaced along the optical axis,
Wherein a distance between the plurality of lenses is the same for the plurality of lens modules.
상기 각 렌즈 모듈이 상기 이미지 센서 어레이 상에 배치되는 높이는, 기준이 되는 이미지 센서의 센서면을 기준으로 상기 각 렌즈 모듈을 구성하는 상기 복수의 렌즈를 상/하로 이동시켜 조정되는 카메라 모듈.
The method of claim 3,
Wherein a height at which each lens module is disposed on the image sensor array is adjusted by moving the plurality of lenses constituting each of the lens modules up and down with reference to a sensor surface of a reference image sensor.
상기 렌즈 어셈블리는, 각각, 서브기판과 상기 서브기판 상에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수의 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈 어레이를 포함하며,
상기 복수의 렌즈 모듈은, 각각 서로 다른 렌즈 어레이에 포함되는 복수의 렌즈가 상기 광축을 따라 적층 결합되어 형성되고,
상기 서브기판은, 각 렌즈가 포함되는 렌즈 모듈의 위치에 따라 상기 각 렌즈의 배치 높이가 다르도록 성형되는 카메라 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the lens assembly includes a plurality of lens arrays each including a sub-substrate and a plurality of lenses spaced apart from each other by a predetermined distance on the sub-substrate,
Wherein the plurality of lens modules are formed by stacking a plurality of lenses included in different lens arrays along the optical axis,
Wherein the sub-board is formed such that the arrangement height of the lenses is different according to the position of the lens module including the lenses.
각 렌즈 모듈은 대응하는 이미지 센서의 중심에 상기 광축이 일치하도록 적층 결합되는 복수의 렌즈를 포함하며,
상기 각 렌즈 모듈의 상기 이미지 센서 어레이 상에 배치되는 높이는, 상기 복수의 렌즈를 상기 이미지 센서 어레이로부터 이격시키는 적어도 하나의 조립 부재의 높이에 따라 결정되는 카메라 모듈.The method according to claim 1,
Each lens module includes a plurality of lenses laminated to the center of the corresponding image sensor so that the optical axis coincides with each other,
Wherein the height of each lens module disposed on the image sensor array is determined by the height of at least one assembly member that separates the plurality of lenses from the image sensor array.
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US10163210B2 (en) | 2015-12-24 | 2018-12-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Image sensor and camera module |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR20100024069A (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-05 | 삼성전기주식회사 | Wafer level camera module and manufacturing method thereof |
KR20130108297A (en) * | 2010-08-17 | 2013-10-02 | 헵타곤 마이크로 옵틱스 피티이. 리미티드 | Method of manufacturing a plurality of optical devices for cameras |
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2013
- 2013-12-30 KR KR1020130167122A patent/KR102179346B1/en active IP Right Grant
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US10163210B2 (en) | 2015-12-24 | 2018-12-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Image sensor and camera module |
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