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디지털 카메라 모듈은 스마트폰, 차량용 카메라, 게임 콘솔, 감시 및 보안 등 여러 분야에 걸쳐 이용되고 있다. 스마트폰에서의 카메라 모듈은 고사양화에 따라 Full-HD에서 Ultra-HD로 화소가 4배 높은 해상도로 기술 수준이 발전했고 소형 및 경량화를 요구한다. 차량용 카메라 역시 자동주행 시스템 및 능동 안전 시스템에 대한 개발 경쟁이 심화되고 있다. 이에 따라 탑재되는 전·후방 및 측면 카메라 모듈은 정확한 이미지 획득이 요구된다. 따라서 고해상도 카메라 개발뿐만 아니라 정밀한 자동 조립 기술 개발이 필요하다.
최근 카메라 모듈 제조 공정에서 이미지 센서와 렌즈 모듈의 정밀한 정렬(alignment) 기술이 중요하다. 자동 ...

디지털 카메라 모듈은 스마트폰, 차량용 카메라, 게임 콘솔, 감시 및 보안 등 여러 분야에 걸쳐 이용되고 있다. 스마트폰에서의 카메라 모듈은 고사양화에 따라 Full-HD에서 Ultra-HD로 화소가 4배 높은 해상도로 기술 수준이 발전했고 소형 및 경량화를 요구한다. 차량용 카메라 역시 자동주행 시스템 및 능동 안전 시스템에 대한 개발 경쟁이 심화되고 있다. 이에 따라 탑재되는 전·후방 및 측면 카메라 모듈은 정확한 이미지 획득이 요구된다. 따라서 고해상도 카메라 개발뿐만 아니라 정밀한 자동 조립 기술 개발이 필요하다.
최근 카메라 모듈 제조 공정에서 이미지 센서와 렌즈 모듈의 정밀한 정렬(alignment) 기술이 중요하다. 자동 조립 공정 중 발생하는 오정렬(misalignment) 문제는 생산 수율 및 카메라 성능 저하를 초래한다.
본 논문에서는 자동 조립 공정 중 실시간으로 오정렬을 보정할 수 있는 이미지 분석 알고리즘에 대해 설명한다. 우선 오정렬로 인해 발생하는 오류 중 defocus 및 tilt, decetering 현상에 대해 알아보고 측정 요소인 MTF(Modulation Transfer Function), 왜곡 수차(distortion)에 대해 서술한다. 오정렬을 확인하는 데에 필요한 테스트 차트 이미지는 다양한 패턴들로 구성될 수 있다. 효율적인 측정을 위해 테스트 차트의 패턴을 결정하는 것이 중요하다. 테스트 차트의 패턴에 따른 측정 방법 중 e-SFR과 s-SFR에 대해 논의하고 실험에 쓰일 테스트 차트 이미지를 구성한다.
이미지 분석 알고리즘은 Trough focus scan과 Centering을 순차적으로 진행한다. Through focus scan은 렌즈 모듈을 움직여 MTF 특성을 분석하고 최적의 높이를 찾는다. Centering은 다양한 보정 방법을 통해 광축을 이미지 센서의 중심 부근에 위치시킨다. 이 알고리즘을 다양한 카메라 모듈에 적용하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Compact Camera Module (CCM) is used in various applications, such as mobile phone, automotive sector, security and game console. Compact camera modules, mainly developed for mobile phone applications, have become technological marvels. The CCM markect will continue to grow with image sensor deve...

The Compact Camera Module (CCM) is used in various applications, such as mobile phone, automotive sector, security and game console. Compact camera modules, mainly developed for mobile phone applications, have become technological marvels. The CCM markect will continue to grow with image sensor development. The demand for thinner devices and higher quality cameras, as well as the now-essential automotive camera, are driving the market. The accurate alignment of optical systems with respect to the UHD image sensor becomes increasingly important.
In camera module manufacturing the accurate positioning of the lenses is an essential requirement to reach best performance. Even with a perfect lenses, the image quality will deteriorate when the optical axis is poorly aligned to the sensor in assembly. Misalignment have some errors, such as defocus, tilt and decenter. For optimizing the focal plane the Modulation Transfer Function (MTF) is used as the common test. Also, the distorted image is analyzed for correcting decenter.

Keyword
camera module, active alignment, image analysis, modulation transfer function, sensor, distortion, optical axis

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