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KR102443126B1 - 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법 - Google Patents

광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법 Download PDF

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KR102443126B1
KR102443126B1 KR1020210074557A KR20210074557A KR102443126B1 KR 102443126 B1 KR102443126 B1 KR 102443126B1 KR 1020210074557 A KR1020210074557 A KR 1020210074557A KR 20210074557 A KR20210074557 A KR 20210074557A KR 102443126 B1 KR102443126 B1 KR 102443126B1
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KR
South Korea
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micro
wide
array
eye camera
angle
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Active
Application number
KR1020210074557A
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English (en)
Inventor
조용진
유재관
정기훈
배상인
김현경
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
한국과학기술원
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B3/0006—Arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
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    • G—PHYSICS
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라는 웨이퍼; 웨이퍼의 제1 면에 형성되는 마이크로 렌즈 어레이; 웨이퍼의 제2 면 - 제2 면은 제1 면과 대향하는 면임 - 에 형성되고 빛을 굴절시켜 마이크로 렌즈 어레이로 입사시키는 마이크로 프리즘 어레이; 마이크로 프리즘 어레이를 지지하는 마이크로 포스트; 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 빛을 영상으로 기록하는 이미지 센서 어레이; 마이크로 렌즈 어레이를 이미지 센서 어레이로부터 이격시키는 스페이서를 포함할 수 있다.

Description

광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법{WIDE ANGLE COMPOUND-EYE CAMERA AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광각 카메라(wide angle camera)는 화각이 85도가 넘는 렌즈를 사용하여 넓은 범위의 촬영에 적합하도록 구성되는 카메라로서 화질 향상에 주안점을 갖는 광학계가 적용되고 있다. 한편, 복안 카메라는 복수개의 광학계를 사용하여 다시점 이미지를 획득하 수 있다.
최근, 복수개의 광학계를 사용하여 넓은 범위를 촬영하기 위해 광각 복안 카메라가 제안되고 있다. 종래에는 마이크로 렌즈에 프리즘 어레이를 각각 매칭시켜 빛의 굴절을 통하여 여러 각도의 어레이 이미지를 획득하는 방식이 사용되고 있다. 즉, 종래에는 상측에 위치하는 프리즘을 통해 빛을 굴절시켜 각각의 마이크로 렌즈가 다른 영역을 관측하도록 설계하고 있다. 그러나, 종래에는 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 프리즘을 정렬하고 제작하는 구체적인 방식이 제시되어 있지 않다.
한편, 종래에는 곡면을 갖는 기판 위에 마이크로 렌즈를 배열하여 광각을 구현하는 기술이 제안되고 있다. 즉, 종래에는 마이크로 렌즈를 구면 위에 배열하여 광각을 구현하고 있다. 그러나, 종래에는 재현성이 떨어지며 시스템의 크기를 증가시키고 평면 이미지 센서 어레이를 사용할 수 없어 이미지의 해상도가 낮아지는 문제점이 있다.
한편, 종래에는 광각을 획득하기 위하여 서로 다른 중심 광축을 갖는 마이크로 렌즈 배열을 이용하는 방식이 제안되고 있다. 그러나 종래에는 서로 다른 중심 광축을 갖는 마이크로 렌즈의 공정 방법과 해당 마이크로 렌즈의 광축에 해당 영역의 이미지 센서를 배열시키기 위한 과정이 매우 복잡하며, 각 마이크로 렌즈에 의해 생기는 광축이 이미지 센서에 수직한 방향이 아니므로 다양한 영상 왜곡이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 하나의 웨이퍼에 마이크로 프리즘 어레이와 마이크로 렌즈 어레이를 동시에 구현하고 평면의 이미지 센서 어레이를 사용할 수 있는 광각 복안 카메라 및 광각 복안 카메라의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광각 복안 카메라가 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라는 웨이퍼; 상기 웨이퍼의 제1 면에 형성되는 마이크로 렌즈 어레이; 상기 웨이퍼의 제2 면 - 상기 제2 면은 상기 제1 면과 대향하는 면임 - 에 형성되고 빛을 굴절시켜 상기 마이크로 렌즈 어레이로 입사시키는 마이크로 프리즘 어레이; 상기 마이크로 프리즘 어레이를 지지하는 마이크로 포스트; 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 빛을 영상으로 기록하는 이미지 센서 어레이; 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를 상기 이미지 센서 어레이로부터 이격시키는 스페이서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 광시야각 정보를 획득하기 위해 서로 다른 각도를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 열가소성 포토레지스트의 패터닝을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 포토레지스트는 상기 마이크로 포스트의 제1 기둥면에 접착되고 상기 마이크로 포스트의 제2 기둥면에 접착되지 않도록 패터닝될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 서로 다른 각도를 갖도록 상기 열가소성 포토레지스트의 패터닝을 복수회 수행하고 열적 재유동 처리를 수행하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 열가소성 소재로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 열가소성 포토레지스트의 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 열경화성 폴리머로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 상기 열경화성 폴리머를 복수회 패터닝하고 상기 열경화성 폴리머를 열경화시켜 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 상기 열경화성 폴리머와 금속 박막의 조합으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 광각 복안 카메라의 제조 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라의 제조 방법은 (a) 웨이퍼의 제1 면에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 공정; (b) 상기 웨이퍼의 제2 면 - 상기 제2 면은 상기 제1 면과 대향하는 면임 - 에 열경화성 폴리머를 마이크로 포스트 형태로 패터닝하는 공정; (c) 상기 제2 면에 열가소성 포토레지스트를 패터닝하는 공정; (d) 상기 (b) 공정 및 상기 (c) 공정을 복수회 수행하여 마이크로 프리즘 어레이 및 마이크로 포스트를 상기 제2 면에 형성하는 공정; 및 (e) 상기 마이크로 렌즈 어레이가 이미지 센서 어레이로부터 이격되도록 상기 웨이퍼에 스페이서를 플립칩 본딩을 통해 패키징하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 광시야각 정보를 획득하기 위해 서로 다른 각도를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 포토레지스트는 상기 마이크로 포스트의 제1 기둥면에 접착되고 상기 마이크로 포스트의 제2 기둥면에 접착되지 않도록 패터닝될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 상기 열가소성 포토레지스트의 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 열가소성 포토레지스트의 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 상기 열경화성 폴리머를 열경화시켜 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 마이크로 렌즈 어레이를 서로 다른 각도(예를 들어, 기울기)를 갖는 마이크로 프리즘 어레이와 결합하여 서로 다른 시야각(field-of-view)의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 마이크로 프리즘 어레이를 마이크로 포스트에 인접시키기 위해 열가소성 포토레지스트를 패터닝하고, 열적 재유동을 통해 마이크로 프리즘 어레이를 형성할 수 있어, 광각 복안 카메라를 단일 구조로 형성할 수 있고, 이에 의해 광각 복안 카메라의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 낮은 높이의 마이크로 프리즘 어레이와 짧은 초점 거리를 갖는 마이크로 렌즈 어레이를 통해 렌즈의 전체 길이(total track length)를 서브 밀리미터 수준으로 줄일 수 있다. 따라서, 복수의 렌즈군을 사용하여 광각 이미지를 구현하는 기존 상용 카메라에 비하여 광각 복안 카메라의 두께를 현저히 낮게 제조할 수 있다.
또한, 마이크로 프리즘 어레이와 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 빛을 평면의 이미지 센서 어레이를 통해 어레이 이미지들로 획득할 수 있고, 획득된 어레이 이미지들을 이미지 프로세싱을 통해 결합하여 하나의 광각 이미지를 형성할 수 있으며 중첩된 이미지의 해상도를 증가시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 마이크로 프리즘 어레이와 마이크로 렌즈 어레이를 하나의 웨이퍼 상에 동시에 구현할 수 있어서, 이후 광각 복안 카메라의 개발에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 복안 카메라의 마이크로 프리즘 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 통과하는 빛을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라의 광학 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 발명의 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라의 마이크로 프리즘 어레이에 입사되는 빛의 굴절을 나타낸 예시도이다.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 어레이 카메라를 제조하는 공정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 광각 복안 카메라(100)는 마이크로 프리즘 어레이(110), 마이크로 렌즈 어레이(120), 웨이퍼(130), 마이크로 포스트(140), 스페이서(150) 및 이미지 센서 어레이(160)를 포함할 수 있다. 또한, 광각 복안 카메라(100)는 이미지 프로세서(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
마이크로 프리즘 어레이(110)는 광시야각 정보를 획득하기 위해 빛을 굴절시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로 프리즘 어레이(110)는 광시야각 정보를 획득하기 위해 서로 다른 각도(예를 들어, 기울기)를 가질 수 있다. 따라서, 마이크로 프리즘 어레이(110)는 마이크로 렌즈 어레이(120)가 서로 다른 각도의 상을 형성시키도록, 도 2에 도시된 바와 같이 광각의 빛을 각각 다른 각도로 굴절시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마이크로 프리즘 어레이(110)는 열가소성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 프리즘 어레이(110)는 열가소성 포토레지스트 패터닝을 통해 형성될 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이(120)는 마이크로 프리즘 어레이(110)를 통과한 빛을 굴절시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로 렌즈 어레이(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 어레이(160)에 서로 다른 시야각(field-of-view)의 이미지가 획득되도록 빛을 굴절시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 마이크로 렌즈 어레이(120)는 열가소성 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 렌즈 어레이(120)는 열가소성 포토레지스트 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성될 수 있다.
웨이퍼(130)는 마이크로 프리즘 어레이(110) 및 마이크로 렌즈 어레이(120)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 웨이퍼(130)는 유리로 형성될 수 있다. 그러나, 웨이퍼(130)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 웨이퍼(130)는 외부로부터 빛이 입력되는 면(이하, "상단면"이라 함)에 마이크로 프리즘 어레이(110)가 배치되고, 상단면과 대향하는 면(이하, "하단면"이라 함)에 마이크로 렌즈 어레이(120)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 마이크로 프리즘 어레이(110) 및 마이크로 렌즈 어레이(120)는 하나의 소자, 즉 웨이퍼(130)의 양면에 단일 구조로 제작될 수 있다.
마이크로 포스트(140)는 마이크로 프리즘 어레이(110)를 지지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로 포스트(140)는 마이크로 프리즘 어레이(110) 사이의 광학 크로스토크(cross-talk)를 저감시키기 위해 높은 광흡수율을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 포스트(140)는 열경화성 흑색 폴리머로 형성될 수 있다. 예를 들면, 마이크로 포스트(140)는 열경화성 폴리머와 금속 박막의 조합으로 형성될 수 있다. 그러나, 마이크로 포스트(140)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
스페이서(150)는 마이크로 렌즈 어레이(120)를 이미지 센서 어레이(160)로부터 소정 거리 이격시켜 고정시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스페이서(150)는 마이크로 렌즈 어레이(120), 즉 마이크로 렌즈의 초점 거리만큼 마이크로 렌즈 어레이(120)를 이격시켜 고정시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스페이서(150)는 AlxOy로 형성될 수 있다. 그러나, 스페이서(150)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이미지 센서 어레이(160)는 마이크로 렌즈 어레이(120)를 통과한 빛을 수신하고, 수신된 빛에 기초하여 영상을 기록할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이미지 센서 어레이(160)는 평면 형상을 갖는 복수의 이미지 센서로 이루어질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이미지 센서 어레이(160)는 수신된 빛을 영상으로 기록할 수 있는 다양한 센서로 구현될 수 있다. 이미지 센서 어레이(160)에 의해 획득된 이미지(즉, 어레이 이미지)는 이미지 프로세서에 의해 결합되어 하나의 광각 이미지로 형성될 수 있으며, 중첩된 이미지의 해상도가 증가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라의 광학 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 도 3의 광학 시뮬레이션에서는 마이크로 프리즘 어레이(110)가 각각 30°, 20°, 10° 및 0°의 각도를 가지며 대칭 배열하였다. 이러한 구조를 통해, 기존의 시야각과 대비하여 마이크로 렌즈 어레이(120)에 입사되는 평행광(수직 입사)을 기준으로 각각 20°, 11° 및 5°의 시야각이 추가적으로 확보될 수 있다. 마이크로 프리즘 어레이(110)의 각도는 중심으로 갈수록 낮아지며, 중심의 마이크로 프리즘 어레이(110)의 각도는 0°로 수렴할 수 있다.
도 4는 발명의 일 실시예에 따른 광각 복안 카메라의 마이크로 프리즘 어레이에 입사되는 빛의 굴절을 나타낸 예시도이다. 도 4를 참조하면, 60°의 각도로 입사되는 빛은 마이크로 프리즘 어레이(110)에 의해 굴절되고 마이크로 렌즈 어레이(120)에 입사되어 결상면(예를 들어, 이미지 센서(160))에 집속될 수 있다. 60°의 각도보다 큰 각도의 빛이 마이크로 렌즈 어레이(120)에 입사되는 경우, 수차(상면 만곡 등)에 의해 이미지가 흐려지거나 전반사 각도에 의해 입사된 빛이 굴절될 수 있다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 어레이 카메라를 제조하는 공정을 나타낸 도면이다. 도 5a를 참조하면, 마이크로 렌즈 어레이(120)가 웨이퍼(130)의 제1 면에 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로 렌즈 어레이(120)는 열가소성 포토레지스트를 패터닝하고 고온에서 열적 재유동을 통해 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 면은 웨이퍼(130)의 하단면일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 마이크로 포스트(140)를 형성하기 위한 열경화성 폴리머(540_1)가 웨이퍼(130)의 제2 면에 마이크로 포스트 형태로 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열경화성 폴리머(540_1)는 광흡수율이 높은 열경화성 흑색 폴리머일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 면은 웨이퍼(130)의 상단면일 수 있다. 즉, 제2 면은 외부로부터 빛이 입사되는 면일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 마이크로 프리즘 어레이(110)를 형성하기 위한 열가소성 포토레지스트(510_1)가 웨이퍼(130)의 제2 면에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열가소성 포토레지스트(510_1)는 열경화성 폴리머(540_1)의 제1 기둥면에 접착될 수 있다. 예를 들면, 제1 기둥면은 마이크로 포스트(140), 즉 열경화성 폴리머(540_1)의 바깥쪽 기둥면일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로 프리즘 어레이(110)를 형성하기 위해 열가소성 포토레지스트(510_1)는 마이크로 포스트(140), 즉 열경화성 폴리머(540_1)의 제2 기둥면에 접착되지 않아야 한다. 예를 들면, 제2 기둥면은 마이크로 포스트(140), 즉 열경화성 폴리머(540_1)의 안쪽 기둥면일 수 있다.
도 5d를 참조하면, 열경화성 폴리머(540_2)가 도 5b에서 형성된 열경화성 폴리머(540_1) 상에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열경화성 폴리머(540_2)는 마이크로 포스트 형태로 도 5b에서 형성된 열경화성 폴리머(540_1) 상에 패터닝될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 마이크로 프리즘 어레이(110)를 형성하기 위한 열가소성 포토레지스트(510_2)가 도 5c에서 형성된 열가소성 포토레지스트(510_1) 상에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열가소성 포토레지스트(510_2)는 도 5e에 도시된 바와 같이 서로 다른 높이를 갖도록 열가소성 포토레지스트(510_1) 상에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열가소성 포토레지스트(510_2)는 마이크로 포스트(140), 즉 열경화성 폴리머(540_2)의 제1 기둥면에 접착되고 열경화성 폴리머(540_2)의 제2 기둥면에 접착되지 않아야 한다.
도 5f를 참조하면, 열경화성 폴리머(540_3)가 도 5d에서 형성된 열경화성 폴리머(540_2) 상에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열경화성 폴리머(540_3)는 마이크로 포스트 형태로 도 5d에서 형성된 열경화성 폴리머(540_2) 상에 패터닝될 수 있다.
도 5g를 참조하면, 마이크로 프리즘 어레이(110)를 형성하기 위한 열가소성 포토레지스트(510_3)가 도 5e에서 형성된 열가소성 포토레지스트(510_2) 상에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열가소성 포토레지스트(510_3)는 도 5g에 도시된 바와 같이 서로 다른 높이를 갖도록 열가소성 포토레지스트(510_2) 상에 패터닝될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 열가소성 포토레지스트(510_3)는 마이크로 포스트(140), 즉 열경화성 폴리머(540_3)의 제1 기둥면에 접착되고 열경화성 폴리머(540_3)의 제2 기둥면에 접착되지 않아야 한다.
도 5h를 참조하면, 마이크로 프리즘 어레이(110) 및 마이크로 포스트(140)가 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마이크로 프리즘 어레이(110)는 열가소성 포토레지스트(510_1, 510_2, 510_3)에 열적 재유동 처리를 수행함으로써 형성될 수 있다. 또한, 마이크로 포스트(140)는 열경화성 폴리머(540_1, 540_2, 540_3)를 고온 대류식 오븐에서 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
전술한 실시예에서는 열가소성 포토레지스트 및 열경화성 폴리머를 각각 3회 패터닝하여 마이크로 프리즘 어레이(110) 및 마이크로 포스트(140)를 형성하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 마이크로 프리즘 어레이(110) 및 마이크로 포스트(140)의 크기 및 형상에 따라 열가소성 포토레지스트 및 열경화성 폴리머를 각각 복수회 패터닝하여 마이크로 프리즘 어레이(110) 및 마이크로 포스트(140)를 형성할 수 있다.
다른 실시예로, 마이크로 포스트(140)는 열경화성 폴리머와 금속 박막의 조합으로 형성될 수 있다. 즉, 마이크로 포스트(140)가 제작될 때, 불투명한 마이크로 포스트의 복수회 패터닝을 통해 형성도 가능하지만, 투명한 마이크로 포스트를 복수회 패터닝 후 금속박막의 증착을 통해 조리개 역할을 수행하도록 할 수 있다.
웨이퍼(130)의 마이크로 렌즈 어레이(120)가 하단면으로 향하도록 하고 스페이서(150)로 플립칩 본딩을 통해 패키징하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(160)가 부착된 광각 어레이 카메라(100)가 제조될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
100: 광각 복안 카메라, 110: 마이크로 프리즘 어레이, 120: 마이크로 렌즈 어레이, 130: 웨이퍼, 140: 마이크로 포스트, 150: 스페이서, 160: 이미지 센서 어레이, 510_1, 510_2, 510_3: 열가소성 포토레지스트, 540_1, 540_2, 540_3: 열경화성 폴리머

Claims (18)

  1. 광각 복안 카메라로서,
    웨이퍼;
    상기 웨이퍼의 제1 면에 형성되는 마이크로 렌즈 어레이;
    상기 웨이퍼의 제2 면 - 상기 제2 면은 상기 제1 면과 대향하는 면임 - 에 형성되고 빛을 굴절시켜 상기 마이크로 렌즈 어레이로 입사시키는 마이크로 프리즘 어레이;
    상기 마이크로 프리즘 어레이를 지지하는 마이크로 포스트;
    상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 빛을 영상으로 기록하는 이미지 센서 어레이; 및
    상기 마이크로 렌즈 어레이를 상기 이미지 센서 어레이로부터 이격시키는 스페이서를 포함하고,
    상기 마이크로 프리즘 어레이는 열가소성 포토레지스트의 패터닝을 통해 형성되고,
    상기 열가소성 포토레지스트는 상기 마이크로 포스트의 제1 기둥면에 접착되고 상기 마이크로 포스트의 제2 기둥면에 접착되지 않도록 패터닝되는 광각 복안 카메라.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 광시야각 정보를 획득하기 위해 서로 다른 각도를 갖는 광각 복안 카메라.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 열가소성 소재로 형성되는 광각 복안 카메라.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 서로 다른 각도를 갖도록 상기 열가소성 포토레지스트의 패터닝을 복수회 수행하고 열적 재유동 처리를 수행하여 형성되는 광각 복안 카메라.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 열가소성 소재로 형성되는 광각 복안 카메라.
  8. 제7항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 열가소성 포토레지스트의 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성되는 광각 복안 카메라.
  9. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 열경화성 폴리머로 형성되는 광각 복안 카메라.
  10. 제9항에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 상기 열경화성 폴리머를 복수회 패터닝하고 상기 열경화성 폴리머를 열경화시켜 형성되는 광각 복안 카메라.
  11. 삭제
  12. 광각 복안 카메라의 제조 방법으로서,
    (a) 웨이퍼의 제1 면에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 공정;
    (b) 상기 웨이퍼의 제2 면 - 상기 제2 면은 상기 제1 면과 대향하는 면임 - 에 열경화성 폴리머를 마이크로 포스트 형태로 패터닝하는 공정;
    (c) 상기 제2 면에 열가소성 포토레지스트를 패터닝하는 공정;
    (d) 상기 (b) 공정 및 상기 (c) 공정을 복수회 수행하여 마이크로 프리즘 어레이 및 마이크로 포스트를 상기 제2 면에 형성하는 공정; 및
    (e) 상기 마이크로 렌즈 어레이가 이미지 센서 어레이로부터 이격되도록 상기 웨이퍼에 스페이서를 플립칩 본딩을 통해 패키징하는 단계를 포함하고,
    상기 열가소성 포토레지스트는 상기 마이크로 포스트의 제1 기둥면에 접착되고 상기 마이크로 포스트의 제2 기둥면에 접착되지 않도록 패터닝되는 광각 복안 카메라의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 광시야각 정보를 획득하기 위해 서로 다른 각도를 갖는 광각 복안 카메라의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서, 상기 마이크로 프리즘 어레이는 상기 열가소성 포토레지스트의 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성되는 광각 복안 카메라의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 열가소성 포토레지스트의 패터닝 및 열적 재유동을 통해 형성되는 광각 복안 카메라의 제조 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 마이크로 포스트는 상기 열경화성 폴리머를 열경화시켜 형성되는 광각 복안 카메라의 제조 방법.
  18. 삭제
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KR101738883B1 (ko) * 2016-01-06 2017-05-23 한국과학기술원 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법

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