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휴대폰용 카메라 모듈의 렌즈 시스템에 대한 공차 해석 및 설계 개선에 관한 연구
Tolerance Analysis and Design Improvement of a Lens System for Mobile Phone Camera 원문보기

대한기계학회 2008년도 추계학술대회A, 2008 Nov. 05, 2008년, pp.1063 - 1068  

정상진 (한양대학교 대학원 기계공학과) ,  최병렬 ((주)FRAMAX) ,  최동훈 (한양대학교 기계공학부) ,  김주호 ((주)삼성전기 중앙연구소 CAE Group)

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A lens system of a camera module for mobile phones is comprised of the composition and design of various shapes of lens. To improve responses such as the modular transfer function (MTF), a lens system should always be constructed by considering uncertainty that can be caused by manufacturing and ass...

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문제 정의

  • 그러나, 파레토 원리에 의하여 이 중에서 일부 공차만이 전체 시스템에 주로 영향을 미칠 수 있다. | 따라서, 공차들의 주효과 (main effect)를 알아보 기 위해 각 공차의 범위를 0.5 배부터 2 배까지 늘 려가면서 시스템의 reliability 가 어떻게 변하는지 살펴보았다. 이처럼 다른 입력 변수들은 고정시킨 상태에서 하나의 입력 변수 변화에 대한 출력 변 수의 경향을 파악하는 방법을 I-D Parametric Study (I-D PS) 라고 한다.
  • 다음 절에서는 나머지 24 개의 공차는 초기 공 차에 비해 큰 값으로 고정시키고, 주요 공차 9 개 를 설계변수로 설정한 후 공차 최적설계를 수행하 여, 높은 수율을 유지하면서 cost 는 감소시키는 최적의 공차 할당량을 도출해 보고자 한다.
  • 979 보다 높은 reliability 를 만족해 야 하는데, 이 수치는 각각 초기 공차 값을 통해 얻은 reliability 이다. 따라서 본 연구의 공차최적설 계의 목적은 초기 공차에 대한 렌즈 시스템의 수 율 이상의 수준을 만족하면서 cost 를 감소시키는 최적의 공차 할당량을 얻는 것이다.
  • 따라서, 본 연구에서는 렌즈 시스템의 불확정성 을 고려한 확률적 모델에 대하여 보다 정확하면서 효율적인 공차 해석을 통해, 설계자가 원하는 성 능을 최대한 만족하면서 가능한 한 커다란 공차를 할당하도록 하는 공차 설계 방법을 제시하고자 한 . 다.
  • 따라서, MCS 에 비해 훨씬 적은 샘플 사이즈를 가지고도 정확한 결과를 얻을 수 있으며, 공차 해석 시간 또한 현저히 줄어드는 장점이 있다. 본 연구에서 는 LHS 를 이용한 효율적인 공차 해석을 통해 렌 즈 시스템의 주요 설계변수 선정 및 공차최적 설계 를 수행하고자 한다.
  • 본 연구에서는 휴대폰용 카메라 모듈의 렌즈 시 스템에 대해서 기존의 Code-V 내부 알고리즘을 이용한 비효율적이고 부정확한 공차 해석을 대신 하여, 효율적으로 공차 해석 및 최적설계를 수행 할 수 있는 방법을 제시하였다. 이 방법을 이용하 여 여러 공차 중에서 시스템에 더 민감한 영향을 미치는 공차들을 선별할 수 있었고, 그 결과를 바 탕으로 요구 수율을 만족하면서 제작비를 최소화 하기 위한 최적의 공차 할당량을 효과적으로 도출 할 수 있었다.
  • 본 절에서는 PS 를 이용한 screening 방법을 통해 선택되지 못한 나머지 24 개의 공차가 과연 전체 시스템에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한 다. 24 개 공차의 변화에 대해서 식 (1), (2), (3) 이 어떠한 변화를 보이는지 파악하면, 공차최적 설계 시에 나머지 공차의 크기를 어떻게 설정할 수 있 을지 결정할 수 있다.
  • 이제 앞에서 얻은 각각의 공차에 대한 주효과의 크기 비교를 통해 시스템에 민감한 영향을 미치는 주요 공차를 파악하고자 한다. 다음과 같은 다섯 단계를 통해 33 개의 공차에 대한 중요도를 얻을 수 있다.
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