CN104755978A - 具有柔性印刷电路延伸的自动聚焦相机模组 - Google Patents

Abstract

在图像传感器的末端，紧凑型相机模组连接于柔性印刷电路(FPC)和FPC延伸部分，该紧凑型相机模组被配置，当折叠FPC到外壳上时，设置在光学组件的被摄物侧的一个或者多个电接触焊盘电连接于FPC延伸部分上的接触焊盘，MEMS驱动器控制信号直接从FPC传输到MEMS透镜驱动器。

Description

具有柔性印刷电路延伸的自动聚焦相机模组

发明人：Eddie Azuma,Chih Yen Liu,Emerson Yu,David Hsieh,Josh Tsai and PeterPietranelo

申请人：DigitalOptics Corporation,San Jose,California,United States

优先权声明

本申请要求一系列的同时递交的四个专利申请的优先权，这四个专利包括：美国专利申请13/571393，递交日为2012年8月10日，名称为具有紧凑海绵吸收设计的相机模组；美国专利申请13/571395，递交日为2012年8月10日，名称为具有EMI屏蔽的相机模组；美国专利申请13/571397，递交日为2012年8月10日，名称为具有内部导电线迹的自动聚焦相机模组；和美国专利13/571405，递交日为2012年8月10日，名称为具有柔性印刷电路延伸的自动聚焦相机模组。特此并入上述每个优先权申请作为参考。

技术领域

本发明涉及紧凑型相机模组，该紧凑型相机模组在高效、灵活和耐用的封装环境中，特别具有自动聚焦、和可选的变焦的功能。

背景技术

相机模组可象征性的或者实际上的分为两个主要的组件，即传感器组件和光学组件。如果光学组件的所有的透镜的位置和/或一个或者多个组件透镜的位置相对于图像传感器的位置是固定的，该电子相机为固定聚焦相机。严格固定光学系统意味着只有与相机相距一定距离的被摄物才会在图像传感器上聚焦。固定聚焦相机具有的优点为物理尺寸小、成本低，但是其性能也是受到限制的。特别的，焦距通常设为1.2m，因此，距离为60cm到无限远的被摄物还是清楚的。但是当被摄物的距离小于60cm的时候，图像不是特别的清楚，会出现模糊。可以在较近的距离设定聚焦来解决这个问题，这意味着，远距离被摄物的清晰度会被补偿的下降。

因此，需要提出一种紧凑型相机模组，在高效、灵活和持久的封装环境中，该相机模组具有自动聚焦、可选的变焦等功能。

附图说明

图1示意性的示出了根据一些实施例的自动聚焦相机模组的截面图，该自动聚焦相机模组包括一组可移动透镜和MEMS驱动器。

图2A示意性的示出了根据一些实施例的另一示例性的自动聚焦相机模组，该自动聚焦相机模组包括不同组的一个或者多个可移动透镜和MEMS驱动器。

图2B示意性的示出了一实施例中的相机模组，该相机模组包括两个子部件，两个子部件包括传感器组件和光学组件，这两个组件是连接的或者未连接的，例如，这些组件是可以交换的。

图3示意性的示出了另一实施例中的自动聚焦相机模组，该自动聚焦相机模组包括另一组一个或者多个移动透镜和MEMS驱动器。

图4A示意性的示出了一实施例中的自动聚焦相机模组的截面图；该自动聚焦相机模组包括引线键合图像传感器。

图4B示意性的示出了一实施例中的自动聚焦相机模组的截面图；该自动聚焦相机模组包括倒装芯片图像传感器。

图5A示意性的示出了另一实施例中的相机模组的截面图，该相机模组具有互连的铜支柱。

图5B示意性的示出了图5A所示相机模组的平面图。

图6A-6C示意性的分别示出了一些实施例中的具有特定的外围设备和/或内部组件的相机模组的爆炸图、俯视图和侧视图。

图7示意性的示出了一实施例中的相机模组的爆炸图，该相机模组包括外壳，该外壳起EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)屏蔽或者EMI外壳的作用，并且允许封闭的镜筒移动通过聚焦调节光圈，漏光挡板设置了相机光圈，或者漏光挡板限制和围绕了相机模组光圈或者阻挡不需要的杂光通过第一光圈进入或者离开相机模组，同时能够传输需要的曝光。

图8示意性的示出了具有EMI外壳的相机模组(非爆炸视图的)和分离的(为了说明)图7中的漏光挡板。

图9示意性的示出了一些实施例中的具有EMI外壳和漏光挡板的相机模组。

图10A和10B示意性的示出了一实施例中的自动聚焦相机模组的EMI外壳的俯视图和仰视图，该自动聚焦相机模组具有位于外表面上的EMI涂层，沿内表面分布的导电线迹，该导电线迹用于连接电子驱动器组件到电子焊盘或者印刷电路。

图11A-11B示意性的示出了一实施例中的自动聚焦相机模组的立体图和爆炸图，该自动聚焦相机模组包括镜筒，该镜筒至少部分在支架内环绕，该支架上具有导电线迹，该导电线迹用于连接电子驱动器组件到电子焊盘或者印刷电路。

图12示意性的示出了一实施例中的缓冲或海绵吸收相机模组的爆炸图；该相机模组包括设置在图6A-11中的EMI外壳和相机模组的自动聚焦光学组件之间的多个海绵。

图13A-13B示意性的示出了一实施例中的x-y-z压缩海绵吸收相机模组的组装图和部分爆炸图。

图14A示意性的示出了一实施例中的x-y-z压缩海绵吸收相机模组的截面图。

图14B示意性的示出了一实施例中的海绵吸收相机模组，该相机模组示出了在z-压缩之前的有利的空的海绵z-压缩间隙，结合初始海绵z-长度与该间隙的设计能够最优化保护弹性。

图14C示意性的示出了z-方向压缩后，图14B中的相机模组，其示出了一实施例中的有利的协同相机模组结构中的填满的海绵z-压缩间隙和缩短的压缩海绵z-长度。

图15A-15C示意性的示出了一实施例中的在FPC弯折之前(15A)和弯折之后(15C)的相机模组，其中，相机模组物理的或者电子的连接于可弯曲的，柔性传感器末端的柔性印刷电路(FPC)，其中，FPC包括一个或者多个导电侧焊盘，其用于电接触于相机模组的镜筒的图像末端的驱动器焊盘。

图16A-16B示意性的示出了一实施例中的相机模组，FPC弯折前和FPC弯折后分别示于图15A和图15C，其中，FPC电连接于驱动器触点和连接于漏光挡板，例如，作为图6A和7-9中所示的实施例的替换。

具体实施方式

在一些实施例中，提供紧凑型相机模组，紧凑型相机模组包括图像传感器，图像传感器用于连接柔性印刷电路以启动相机模组，并发送图像传感器获取的图像，紧凑型相机模组还包括与图像传感器对齐的光学组件，光学组件包括多个透镜。至少一个可移动透镜与驱动器相连接，例如与MEMS驱动器相连接，以形成光学系统，该光学系统用于沿着光路自动调整至少一个可移动透镜的位置，以使位于相机模组的自动对焦范围内的被摄物聚焦到图像传感器上。紧凑型相机模组包括EMI外壳，EMI外壳用于收容光学组件(optical train)并且屏蔽对相机模组组件的电磁干扰(EMI)。EMI外壳在里面设置了聚焦调节光圈，该光圈是足够大的，以允许光学组件的被摄物的末端至少部分突出于自动聚焦范围的一端。具有挡板光圈设置于其中的漏光挡板在光路上与聚焦调节光圈部分重合。漏光挡板包括EMI屏蔽材料，在光路的方向上，该EMI屏蔽材料与聚焦调节光圈部分重合，但在光路的方向上，EMI屏蔽材料位于自动对焦范围之外。

光学组件的一个或者多个透镜可设置在镜筒内。镜筒设有有至少一个可移动的透镜。镜筒可以与固定在其中的透镜一起移动，和/或一个或者多个透镜可在镜筒内移动。

EMI外壳可包括EMI涂层。或者，EMI外壳可由导电、半导体和/或其它EMI屏蔽材料形成。漏光挡板也可包括导电、半导体或其它的EMI屏蔽材料以对相机模组组件提供额外的EMI屏蔽。漏光挡板的导电材料可包括碳，例如碳羽毛(carbon feather)材料。可使用导电胶将漏光挡板粘结到外壳，例如，粘结到外壳的外面或者内部凹陷处。

另一自动对焦数字相机模组包括外壳、位于外壳内的图像传感器、位于外壳内的光学组件，光学组件与图像传感器相对齐，并且定义了光路，光学组件包括多个镜头，多个镜头中包括至少一个与镜头驱动器连接的可移动镜头，该镜头驱动器用于沿光路移动至少一个可移动透镜以将主体聚焦到相机模块的自动对焦范围内的图像传感器上。柔性印刷电路(FPC)包括与图像传感器相连的传感器部分，该传感部分用于启动相机模组和承载电子信号。电子信号包括由图像传感器获取的数字图像。当FPC从传感器端到被摄物端围绕相机模组折叠时，FPC还包括与传感器部分间隔开的延伸部分，该延伸部分包括电接触焊盘，该电接触焊盘用于电连接到透镜驱动器以承载透镜驱动器控制信号。

柔性印刷电路包括位于传感器部分和延伸部分之间的中间部分，该中间部分封闭相机模组的至少一侧。延伸部分可与相机模组的被摄物的末端相连接，并且与传感器部分相对，传感器部分与相机模组的传感器末端相连。外壳的外表面上可包含电磁干扰(EMI)涂层。

外壳里面可设置聚焦调节光圈，该光圈足够大以允许光学组件的被摄物的末端至少部分从自动对焦范围的一末端突出。漏光挡板可与光学组件的被摄物的末端的自动对焦范围之外的聚焦调节光圈部分重叠。漏光挡板内可设置有挡板腔，挡板腔比聚焦调节光圈小，以允许光线进入相机模组从而获取图像。

自动聚焦数字相机提供有另一紧凑型相机模组，该数字相机包括外壳，外壳用于容纳成像光学器件和用于获取图像以及发送图像的数字电子器件，外壳可屏蔽对电子组件的电磁干扰(EMI)。光学组件连接并对齐于图像传感器，光学组件用于定义光路以将主体聚焦到位于光学组件的聚焦平面处的图像传感器。柔性印刷电路与图像传感器相连接，以承载包括图像传感器获取的数字图像的电子信号。漏光挡板与柔性印刷电路相连，并且设置挡板腔，挡板腔与图像传感器相距预设的距离，使得将FPC折叠到外壳上时，漏光挡板设置在光学组件的主体侧，挡板腔与光路重叠。

FPC可用于，当将FPC折叠到外壳上时，设置在光学组件主体侧的电接触焊盘与FPC电连接。透镜驱动器控制信号从FPC传输到透镜驱动器。漏光挡板可用于阻挡环境光从外壳内的聚焦调节光圈进入相机，以允许光学组件的被摄物的末端至少部分从自动聚焦范围的一端突出。漏光挡板可包括导电或半导体材料的EMI屏蔽，例如碳。设置在漏光挡板中的挡板腔比聚焦调节光圈小，以允许光进入相机模组来获取图像。柔性印刷电路可包括位于传感器部分与延伸部分之间的中间部分，中间部分封闭相机模组的至少一侧。

自动对焦的数字相机的紧凑型相机模组包括外壳，外壳用于收容成像光学器件和数字电子器件，成像光学器件和数字电子器件用于获取和传输图像，外壳用于屏蔽对电子器件的电磁干扰(EMI)。光学组件与图像传感器相连并对齐，光学组件包括多个透镜，多个透镜用于定义外壳内的光路以将主体聚焦到设置在光学组件的聚焦平面上的图像传感器上。MEMS驱动器连接于光学组件的至少一个可移动透镜，该可移动透镜可移动通过相机模组的自动对焦范围，通过将图像传感器组件与紧凑型光学模组对齐可形成相机模组的自动对焦范围。柔性印刷电路与图像传感器相连，以用于承载包括图像传感器获取的数字图像的电子信号。FPC包括延伸部分，延伸部分用于，当折叠FPC到外壳上时，设置在光学组件的主体侧的一个或者多个电接触焊盘与FPC延伸部上的电接触焊盘相点连接，MEMS驱动器控制信号从FPC发送到MEMS透镜驱动器。

外壳内设有具有预设形状的聚焦调节光圈，该光圈用于允许光学组件的被摄物的末端至少部分突出于自动聚焦范围的一端。其中，FPC延伸部分包括漏光挡板，漏光挡板与聚焦调节光圈部分重合，以阻挡不需要的光进入外壳，外壳设置在光学组件的被摄物的末端的自动对焦范围之外。

另一自动对焦数字相机模组包括外壳，该外壳具有用于封闭相机模组的外表面，还包括内部框架、外壳内的图像传感器、以及与外壳的内部框架相连接的光学组件。光学组件与图像传感器对齐，光学组件定义光路，光学组件包括多个透镜。透镜驱动器，例如为MEMS驱动器，用于沿光路移动光学组件的至少一个可移动透镜，以将设置在相机模组的自动聚焦范围内的主体的图像聚焦到图像传感器的作用平面上。印刷电路，例如柔性的、刚性的或者严格的柔性电路或印刷电路板与图像传感器相连，以用于启动相机模组和承载包括图像传感器获取的数字图像的电子信号。印刷电路还与透镜驱动器电连接以承载透镜驱动器控制信号。在外壳的外表面设有电磁干扰(EMI)屏蔽涂层。外壳的内部构架的一个或者多个表面设有导电线迹，其允许透镜驱动器控制信号从印刷电路的电接触焊盘传输到透镜驱动器接触焊盘。

另一自动对焦数字相机模组包括EMI屏蔽外壳，该外壳包含支架，该托架形成外壳内的内部框架。包括多个透镜的光学组件与外壳内的图像传感器连接并对齐以定义光路。至少一个可移动透镜连接透镜驱动器，例如MEMS驱动器，透镜驱动器用于沿光路移动至少一个可移动透镜以对相机模组的自动聚焦范围内的主体的图像进行聚焦。印刷电路与图像传感器相连以启动相机模组和承载包括图像传感器获取的数字图像的电子信号。沿支架的一个或者多个表面形成一个或者两个导电线迹，以将一个或者多个，例如，一对印刷电路上的电接触焊盘与镜头驱动器上的接触焊盘进行电连接，从而允许镜头致动器控制信号在印刷电路上的电接触焊盘与镜头驱动器上的接触焊盘之间传输。

EMI屏蔽外壳可在至少一个平面上包括电磁干扰(EMI)涂层，和/或EMI屏蔽外壳可包括电磁干扰(EMI)屏蔽基板材料。

漏光挡板可包括设置于其中的挡板光圈，挡板光圈与聚焦调节光圈相重合，聚焦调节光圈设置在自动对焦数字相机模组的主体的末端，以允许至少一个可移动透镜沿着光路从自动聚焦范围的一端突出。漏光挡板可包括EMI屏蔽材料，EMI屏蔽材料与自动聚焦光圈部分重叠，并且位于数字相机模组的自动聚焦范围的主体的末端的外面。

漏光挡板可包括导电或者半导体材料，例如碳或者碳羽毛，以对光模组组件提供EMI屏蔽。导电胶可连接漏光挡板与EMI外壳。漏光挡板可设置在外壳的外面。

另一紧凑型光学模组用于与自动对焦数字相机模组的图像传感器组件相连。紧凑型光学模组的光学组件包括多个镜头，其包括至少一个可移动透镜和透镜驱动器，透镜驱动器用于沿光路移动至少一个可移动透镜，以将主体聚焦到图像传感器上，图像传感器设置在光学组件的聚焦平面上，图像传感器与印刷电路相连接，以承载包括图像传感器获得的数字图像的电子信号。内部外壳为支架用于包含和对齐光学组件和图像传感器，外部外壳包括内部外壳和光学组件，外壳用于屏蔽对光学组件和图像传感器的电磁干扰(EMI)和外部物理冲击。在外壳和内部壳之间设置有一个或者多个冲击吸收海绵，冲击吸收海绵用于压缩易吸收三维空间的外部物理冲击。在外部外壳和内部外壳之间设置有一个或者多个体积海绵压缩间隙，以允许相对运动，而在从外壳到内壳的光路上没有接触。

镜头驱动器可包括一对镜头驱动器控制焊盘，其用于沿一对导电线迹从印刷电路接收镜头驱动器控制信号，导电线迹将印刷电路与一对镜头驱动器焊盘相连接。外部的外壳与内部的框架一体成型，沿内部框架形成导电线迹。与内部框架一样，成型支架可设置在外壳内，可沿支架的一个或者多个表面或者在支架的一个或者多个表面上形成导电线迹。

镜筒里面可收容一个或者多个透镜，透镜中包括至少一个可移动透镜。EMI外壳可包括EMI涂层，EMI涂层可提供对光学模组组件的屏蔽。EMI外壳可提供导电或者半导体的材料，以对光学模组组件提供EMI屏蔽。

在外壳与内层壳之间设置有一个或者多个冲击吸收海绵，在光路的方向上，海绵没有与光学组件重叠，从而压缩吸收Z-冲击而不需要增加光学组件的Z高度。

可设置一个或者多个冲击吸收海绵，在光路的方向上，海绵与内部外壳不重合。从而，一个或者多个海绵能够压缩以吸收Z方向上的冲击，而不增加内壳Z方向上的高度。

在光路的方向上，一个或者多个体积海绵压缩空隙可不与内部外壳重合，因此能够不增加透镜Z方向上的高度。

在内壳的一个或者多个区域部分与外壳之间的一个或者多个区域部分，设置有一个或者多个体积海绵压缩间隙，间隙设置的至少为估计的海绵压缩深度，该一个或者多个区域部分在光路的方向上重叠。在内壳的重合区域的近似最外的直径与径向临近的冲击吸收海绵的内壁之间设定该一个或者多个重合区域，并且通过具有外部壳环内径的内轮廓来设置聚焦调节光圈，光圈设在外壳内，以允许光学组件延伸通过EMI外壳到达紧凑型相机模组的自动对焦范围的外边界。通过连接和对齐图像传感器与紧凑型光学模组形成紧凑型相机模组。

第二体积海绵压缩间隙设置为至少估计的海绵压缩深度，并且包括沿一个或者多个部分的EMI外壳的侧壁的至少内表面轮廓和外表面轮廓之间的区域，以允许独立的运动，而在光路的方向上不接触外壳的侧壁。第二体积海绵压缩间隙可包括外壳的至少一个侧壁部分，该侧壁部分用于将柔性印刷电路FPC重合到紧凑型相机模组，紧凑型相机模组包括连接的紧凑型光学模组。第二体积压缩间隙还可包括一个或者多个外壳的另一侧壁部分，外壳的侧壁部分重合于一个或者多个障碍物，以在光路的方向上独立的移动外壳，和/或完全重合一个或者多个外壳的侧壁的内表面和外表面的轮廓。

紧凑型相机模组可包括图像传感器之前的沿光路连接的固定透镜，例如，可结合电子变焦图像处理。

另一紧凑型相机模组包括与传感器模组相连的紧凑型光学模组，或者包括此处描述的紧凑型光学模组、紧凑型相机模组和/或传感器模组。另一实施例包括这些特征的组合。

自动聚焦相机模组

本实施例中的相机包括图像传感器，其能够将光域的图像转换成电子图像，相机还包括光学组件，光学组件能够将感兴趣的场景聚焦到图像传感器。在一个实施例中，相机具有增强的能力，能够精确的捕获场景中的细节。可根据需求，选择光学组件的质量和/或图像传感器的分辨率，从而能够精确的捕获这些细节。图像传感器可包括百万个像素(图像元素)，在一些实施例中，自动对焦相机模组的光学组件可包括两个、三个、四个、五个或更多的透镜。

相对于图像传感器的位置，光学组件中的至少一个可移动透镜的位置不是固定的，因此，本发明描述的自动对焦相机模组可改变电子相机将被摄物聚焦到图像传感器上的距离。可以利用相机系统确定场景中的一个或者多个被摄物到相机的距离。该至少一个可移动透镜可根据确定的距离移动和/或直到一个或者多个主要被摄物在图像传感器中聚焦。被摄物的范围可以从距相机很近(10cm或更近)到非常远(无穷远)。

本实施例的相机的图像质量比传统的自动聚焦或者固定聚焦的相机好。本实施例的相机具有体积小、启动效率高等优点，高效、耐用的封装环境，该封装环境能够保护相机受到不必要的物理冲击和电磁干扰。

本实施例中的电子相机具有显著改变视场的能力。例如，当使用传统的相机进行拍照的时候，一张在房子前面的家庭照可能不经意间在场景的边缘处有一个垃圾箱。可以调整本实施例中的相机，限制其视场，从而消除获取的图像中的该人工产物。相反的，使用相机在山顶获取的家庭照通过调整相机的视场以获取更多的景象来增强。

本实施例中的相机通过结合运动视场特征和自动对焦机制来全部的提高性能。在一些实施例中，相机光学组件的设计包括固定的部分和通过驱动器沿相机的光轴运动的部分。在一些实施例中，可通过嵌入在相机的固定的或者可去除存储设备中的代码和/或使用远程处理器来处理图像，例如，去除图像的变形。

在一些实施例中，提供有利的相机，该相机集成了紧凑型相机模组中的上述三项功能。该相机模组可以为独立的相机产品，或者可以包含在固定或者可移动电子产品中，和/或各种其它的环境，例如汽车中。

下面结合附图对实施例进行详细的描述。本实施例的电子相机有利的结合了集成的自动对焦和可选的变焦功能。在一些实施例中，自动聚焦和变焦功能利用了有利的光学组件和基于处理器的图像处理的结合，在一些实施例中，包括相同或者相似的组件。

另一种自动对焦的方法涉及在光学组件中整体移动一个或者多个透镜。在美国专利申请61/609,293中，描述了基于该操作原理的自动聚焦、变焦相机，在此处并入作为参考。可移动光学组件可包括多余一个的可移动透镜，并且包含‘293’申请中描述的四个透镜，以及包括多个光圈和光阑，光圈和光阑取决于透镜或者移动光学组件形成的透镜的数量和几何形状。

一些实施例中的光学组件包括自动对焦、和可选的变焦，包括两个通常组件，即移动光学组件和固定光学组件。图1所示的自动聚焦变焦相机模组包括第一可移动光学组件(例如，L1-L4)，其包括一个或者多个可移动透镜，该可移动透镜可沿相机的光学轴移动，还包括固定光学组件(例如L5)，该固定光学组件包括至少一个可在位置上固定的透镜。一个或者多个透镜包括图1所示的靠近场景的四个透镜L1-L4，而固定透镜L5靠近图像传感器。

通常的，移动光学组件用于改变相机的焦距，在相机模组的实施例中，还包括变焦，至少一个固定透镜用于执行可选的电子变焦功能，用于匹配光学PSF函数到图像传感器，并消除由于光学组件的运动而产生的视场弯曲。在‘293’申请中，执行该功能的固定透镜为靠近图像传感器的透镜。至少一个可移动位于沿光轴的合适的位置，以获得需要的焦距，设置至少一个固定透镜，使得其后焦距与透镜和图像传感器之间的距离相匹配。

在一些实施例中，通过嵌入的代码编程控制的处理器能够从图像传感器的像素获取信息，并改变相关的电子文件，这是自动完成的，在另一些实施例中，这是通过用户的输入来完成的，以提供变焦。在本文引用的专利和专利申请中，还提出了很多其它的图像处理增强的方法。例如，变焦的程度是可以调节的。还可对处理器进行编程以校正光学组件中预期产生的变形和其它的错误。可通过软件或者硬件对图像进行处理。在一些实施例中，一些功能是设置在图像处理线上的，例如图像传感器中的RTL(resistor transistor logic，电阻晶体管逻辑)代码，其它的代码设置在外部的DSP(数字信号处理器)或者整个的在处理器的软件上，例如处理器为手机的基带芯片。

本实施例中的图1中的自动对焦变焦相机的焦距的范围为10cm到9m，典型的为15cm到5m，优选的为20cm到3m(不包括超焦距)，变焦功能的范围在x0.5到x5之间，典型的在x1至x4之间，更具体的，在一些实施例中为x1至x3。在一些实施例中，相机模组最后的电子文件的重要的特征是文件的大小和图像的分辨率主要都是常数，而不管焦距和变焦的设定。

在一些实施例中，可变的光学相机包括相机，其中，光学组件被成组设置，一些透镜具有固定的功能和位置，另一些具有可变的功能和位置。通过这种方式，可以对光学组件进行更有利地控制。例如，通过沿光轴移动两组特定的透镜，可以改变相机的视场。在一些实施例中，因为相机的分辨率通常是固定的，限制视场将导致被摄物在场景中的有效的放大。所以，这种相机优选为变焦相机或者自动聚焦相机。

自动聚焦变焦相机模组

在一些实施例中，包括有利的自动聚焦变焦相机，和/或自动聚焦变焦相机的功能组件或功能子集。在一个实施例中，通过以下的结合来完成自动聚焦和变焦：(i)一个透镜与变焦算法相结合以提供电子变焦，该透镜相对于图像传感器的位置是固定的，(ii)可沿相机的光轴移动的单个透镜或者另外两个或者多个移动透镜或者一个移动透镜与两个固定透镜的组合，以及(iii)变焦算法可编程处理组件改变了图像的电子形式。在另一实施例中，通过可移动光学组件来提供变焦。在其它的实施例中，自动聚焦相机模组不包括变焦组件，其中，此处描述的自动聚焦变焦相机模组的光学组件可用于自动聚焦相机模组(即不包括变焦)，或者光学组件可被简化，特别是关于透镜L5。相关的实施例和本实施例中的关于变焦的特征，在美国再公告专利RE42,898和美国专利申请US2009/0115885和US2009/0225171中描述，并在此并入作为参考。在另一实施例中，通过一个或者多个移动透镜提供变焦功能。可在电子变焦实施例中移动的单个透镜可以设置在光学组件中间，并且可移动，以提供聚焦功能。在其它的实施例中，多于一个透镜是可移动的，在其它的实施例中，包括多于一个固定透镜。

在其它实施例的结合中包括其它的光学组件，例如一个或者多个光阑、光圈和/或红外滤光片，这些将在其它的实施例中不具体的强调。红外滤光片可设置在图像传感器和光学组件的至少一个透镜之间，或沿着光路。一个或者多个光圈可固定在透镜的表面或者独立地固定在相机模组的外壳上或者镜筒的外壳上或者固定在相机模组或相机设备的固定组件上。一个或者多个光圈可移动，例如在移动透镜上移动或者与移动透镜一起移动。在一些实施例中，可移动透镜的光圈是可移动的，该光圈在可移动透镜的表面或者附近，或者相对可移动透镜固定，因此，通过使用驱动器，光圈和透镜可一起移动。在其它的实施例中，可移动透镜的光圈相对于图像传感器固定。

具有描述类型固定透镜的电子相机能够提供视场的动态改变，换言之，通过图像修剪来变焦。因为从场景获得的信息会有丢弃，修剪通常会降低图像的质量。在一些实施例中，因为图像的中央被固定透镜放大，修剪图像的保真度将得到保存。在一些实施例中，使用固定的透镜来产生相机的动态视场，除非校正，该视场中会产生图像的变形，该变形类似于镜筒变形。变形的程度是固定的，并且为透镜的设计所控制。这使得能够相对有效的校正和去除变形和其它可预计的形变，通过使用相机模组内的，或者相机模组外的但是相机手机或者移动相机或者平板或者笔记本或者其它包括相机模组的设备的板载处理器，或者通过物理或者电路的或者无线信号连接到设备的处理器，以及为了特定的目的，通过算法编程的处理器来对图像数据进行处理来去除图像变形或者预计的图像形变。在一些实施例中，基于这种操作原理的具有变焦功能的相机在美国专利RE42,898，美国专利申请20120063761，20110221936，20110216158，20090115885和20090225171，和/或美国专利申请61/609293和13/445857中进行了描述，并在此并入作为参考。算法可存储在相机模组上，或存储在相机模组外，存储在具有相机模组组件的电子设备内，或者存储在云端，或者只要该算法能够被处理器获取，相机模组能够利用该处理器施加算法到图像数据，例如到图像处理器的原始数据或预处理的图像数据。这些数据没有被存储、发送或者作为永久的数据展示，直到处理器应用算法到这些数据，因此图像可以放大几倍显示。

固定透镜结合算法产生变焦，固定透镜设置在图像传感器附近。增加自动变焦的另一方法为在光学组件中成组的移动一个或者多个其它的透镜。基于该原理的自动变焦相机在美国专利申请61/609293中进行了描述，并在此并入作为参考。该可移动的光学组件可包含多余一个的移动透镜，并可包含“293”专利中描述的四种透镜，以及多个光阑和光圈，这些都取决于镜头或者镜头形成的光学组件的几何形状和数量。在本实施例中，单个的镜头被包含在可移动光学组件中，例如，中间透镜L3可相对两对固定透镜L1-L2和L4-L5移动，如图2A-2B所示，两对透镜位于中间透镜L3的两端，透镜具有很小的质量，使用很小的力就能移动，另一个令人惊奇的优点是可以使用小位移范围驱动器。

在一些实施例中，自动聚焦变焦相机模组的另一个优点是在一些实施例中，通过，通过移动光学组件的中间透镜，例如，移动包括五个透镜的光学组件中的L3透镜，或者具有七个透镜的光学组件中的L4透镜或者具有三个透镜的光学组件的L2透镜，从上述描述的固定变焦镜头能够实现自动聚焦以及变焦。在其它的实施例中，从至少一个固定透镜和其余的光学组件之间的中间来偏移可移动透镜，例如，五个透镜中的L2或者L4，或者七个透镜中的L2、L3、L5或者L6。在其它的实施例中，涉及位于光学组件的一端或者两端的可移动透镜。

图2A-2B示出了自动聚焦相机模组的另一实施例，其中，中间透镜L3可在两对固定透镜L1-L2和L4-L5之间移动。该实施例在美国专利申请61/643331中进行了描述，并在此并入作为参考。在一些实施例中，可移动光学组件可只包括单个的透镜，例如，中间透镜可相对两对固定透镜L1-L2和L4-L5移动，这两对透镜位于中间透镜L3的两侧，其优点是质量小，使用相对较小的力就可以推动透镜L3。单个可移动透镜还具有令人惊奇的优点，即可以使用小位移范围的驱动器。在一些实施例中，通过移动光学组件的中间透镜，例如，包括五个透镜的光学组件中的L3，具有七个透镜的光学组件中的L4，或者具有三个透镜的光学组件中的L2。在其它的实施例中，从至少一个固定透镜和其余的光学组件的中间部位偏移透镜，例如，五个透镜中的L2或者L4，或者七个透镜中的L2、L3、L5或者L6。在其它的实施例中，涉及位于光学组件一侧或者两侧的可移动透镜。

与感知的预期相反，为了达到与传统的自动聚焦相机相似的聚焦范围，在图2A所示的实施例中，中间透镜移动相对较短的距离，通常为100微米左右。因此，可以使用新的驱动器，例如MEMS，来移动透镜，这种装置本身能够带来很多的好处。在这种设计的好处为小尺寸、低功耗、低噪声、高速度和高精度的移动和其它的改进。

图2B示出了在一些实施例中的自动聚焦变焦相机的截面图，该相机利用了光学组件，该光学组件为预先对齐的单一组件。图像传感器201设置在基板202上，基板202与套筒203相连。套筒具有图2B所示的螺纹204。支架205包括光学组件206，并且具有配合螺纹207。在本实施例中，相对套筒沿相机的光轴208旋转支架能够移动整个光学组件，从而设定聚焦。匹配螺纹204和207的替代物包括具有各种图案的匹配凹槽和台阶，这些凹槽和台阶允许连续地或者分立地调节聚焦，例如使用多个缺口、弹簧销或者杠杆或者弹性材料或者其它技术来将光学组件支架205与套筒204连接，以允许设定图像传感器201和光学组件206的一个或者多个固定透镜之间的距离。

在一些实施例中，光学透镜的精确对准允许高保真的传输图像。在一些实施例中，涉及不同的光学组件元件的对准，主要是透镜之间相互倾斜、居中和旋转某一精确的角度。在一些实施例中，可以使用主动对齐技术来实现透镜之间的精确对齐，在一些实施例中，可以使用被动的方法，由于部件的高速度和这种方法的低成本，通常都是可能的。在一些实施例中，在自动聚焦对焦模组中，通过光学组件中的一个节点来调节被动对齐的误差。

在另一个实施例中，自动聚焦相机可具有整个光学组件，该光学组件在自动聚焦过程中移动。另外，在此处描述的实施例中，有利的相机包括光学组件，光学组件具有可移动组件和固定组件，该可移动组件和固定组件可根据一些其它的实施例来设定，而不是像图1和图2A-2B中描述的那样。例如，图3所示的自动聚焦相机包括MEMS驱动器，MEMS驱动器与距离图像传感器或者光学组件的图像末端最远的透镜L1相连接。镜筒包括L1-L4，L1-L3，L1-L2或者甚至只有一个透镜L1(或者图2A-2B中的L3，或者L2，或者L4，或者甚至是L5，在其它的实施例中，光学组件中只包括三个透镜或者四个透镜，或者在其它的实施例中，包括六个或者七个透镜)，通过使用不同的相机模组中的不同数量的透镜和/或不同透镜的设置，通过该MEMS驱动器位置，该镜筒是可以移动的。通过使用相机模块支架内的并且在镜筒外的一个或者多个导电线迹，EMS驱动器，在镜筒的图像保护透镜L1处，连接于柔性印刷电路，柔性印刷电路在传感器处与相机模组相连接，或者在相机模组图像的末端，印刷电路延伸部电连接于驱动器接触焊点，而在第二位置，传感器的末端仍连接于FPC。这些有利的自动聚焦变焦相机具有光学组件的一个或者多个固定部件或者多个移动部件。在一些实施例中，相机能够精确的定心，以及倾斜对齐移动透镜和固定透镜，这是与通常的固定相机和自动聚焦相机不同的。

在相同申请人的专利申请或者其它的专利中，通过示例性的物理、电子和光学结构来说明一些实施例中的相机模组。例如，还可包括其它相机模组的实施例，相机模组的特征和组件的实施例，这些在下面的专利中描述：

美国专利7224056，7683468，7936062，7935568，7935568，7927070,7858445,7807508,7569424,7449779,7443597，7768574,7593636,7566853，8005268,8014662,8090252，8004780，8119516，7920163,7747155，7368695，7095054，6888168，6583444，和5882221，以及美国专利申请20120063761,20110317013，20110255182，20110274423，20100053407，20090212381，20090023249，20080296717，20080099907，20080099900，20080029879，20070190747,20070190691，20070145564,20070138644,20070096312，20070096311，20070096295，20050095835，20050087861,20050085016，20050082654,20050082653，20050067688，以及美国专利申请61609293，PCT申请PCT/US12/24018和PCT/US12/25758，在此并入作为参考。

MEMS驱动器

MEMS驱动器连接于图2A-2B中的L3(以及连接图1中的可移动光学组件L1-L4)以提供自动聚焦能力。在其它的实施例中，音圈马达(VCM)或者压电驱动器提供了移动能力。

在多个美国专利和美国专利申请中，对合适的MEMS驱动器进行了描述，这些专利在此并入作为参考，例如，美国专利申请61622480。具有不同设计的US—PCT申请PCT/US12/24018对另一MEMS驱动器进行了描述。这些专利申请在此并入作为参考，MEMS驱动器和组件的其它实施例被引用，以提供替代的实施例。这些驱动器可通过硅来制造，或者主要通过聚合材料制造，该驱动器具有100微米的行程。这些驱动器还具有其它的好处，这些好处在描述的类型的自动聚焦变焦相机模组中得到了证实。这些好处包括：低功耗、高速和精确驱动、低噪声、可以忽略的微利污染以及低成本。

在一些实施例中，MEMS驱动器可以认为是单向运动装置，撇开任何由于驱动器组件产生的定心和倾斜对齐运动，即使在一些实施例中，MEMS驱动器能够提供三维的有利的对准。在一些实施例中，MEMS驱动器具有静止位置，MEMS驱动器能够在一维度上从静止位置驱动，即，可以用于执行自动聚焦。这对于自动聚焦相机模组的装配有好处：允许整个光学组件或者光学组件的主要部分，作为预先对准的单一组件被组装。对于随后的组装和校正步骤，其可以与固定聚焦相机的光学组件相似或者相同的方式处理，即通过插入支架，将光学组件包含到图像传感器上方固定的套筒中。在一些实施例中，支架和套筒通过螺纹连接。

具有保护盖的相机模组

在一些实施例中，在图像传感器中加入光学表面作为单一的组件。光学表面可起盖的作用，光学表面由透明的玻璃或者聚合物构成，以阻止灰尘或者其它的污染物进入传感器的工作表面，同时允许可见光进入传感器。光学表面还可以起红外(IR)滤光片的作用，特别为硅传感器。可将IR吸收材料使用在盖上，或者可将IR涂层应用到玻璃或者聚合物上或者其它的光学透明保护盖上。还可形成光学表面以提供光功率(optical power)，其形状为复制的透镜L1，如图4A-4B所示，其中，IR滤光片可以设置在传感器和透镜L1(图未示，参见美国专利13445857，在此并入作为参考)之间。在圆片被切割前，形成单一组件的方法在下面进行了简单的描述，更多的细节在“857”专利中进行了描述。

图4A-4B所示的单一组件包括工作图像传感器，该传感器能够防止被污染，例如，使用圆片级混合光学元件。该方法具有另一优点：通过引入具有相机模组组件的这种混合光学元件，相机模组的所有Z高度，即，沿光路，垂直于传感器表面，会减少。

在一些实施例中，对图像传感器被切割前的圆片阶段进行了保护，或者将图像传感器圆片分成分立的芯片。通过贴上玻璃基片来实现对工作图像区域的保护，例如，贴上蓝玻璃或者IR涂层玻璃，或者其它的材料例如聚合物或者对可见光透明的材料和吸收或者阻挡IR光的材料。通过增加图4A-4B所示的圆片级光学元件来实现该玻璃保护的进一步改进功能。

图4A示意性的示出了一实施例中的相机模组，该相机模组包括与相机模组组件相连的焊丝。图4B示出了一实施例中的相机模组，该相机模组包括倒装片。图4B示意性示出的相机模组可使用热压缩或者热压工艺。在示例性的实施例中，在美国专利申请13445857中进行了更加详细的描述，在此引入该专利作为参考。

在一些实施例中，在自动聚焦和可选变焦的相机模组中，基于处理器的组件，例如变形校正组件、色度像差校正组件、亮度、色度、和/或亮度或色度对比度增强组件、模糊校正组件、和/或扩展的景深(EDOF)和/或扩展或者高动态范围的(EDR或HDR)组件。

图5A和图5B示意性的示出了另一实施例，在上面引入参考的美国专利申请13445857进行了详细的描述。图5A-5B包括示例性的相机模组的结构组件，通过剖面图和平面图对该组件进行了分别说明。平的基板形成图5A-5B中的相机模组的基座。该基板的目的是提供结构支撑，因此，合适的材料包括金属(例如，钛)，陶瓷(例如，矾土)和硬质的聚合物，例如胶木。基板材料可能为模制的，或者使用一种或者多种方法在基板中来制造通孔阵列。在一些实施例中，这些通孔最终全部或者部分的填满导电材料作为结构的一部分，并且为相机提供电界面。因为基板贡献了相机模组的总体高度，其是非常薄的但是足够硬的。在一些实施例中，仔细地选择基板的材料的力学特性，包括其模量和断裂韧性。基板大约为200微米厚，其厚度范围为50微米到400微米。

在图5A-5B所示的示例性的实施例中，图像传感器和盖玻璃大致的在基板的中央部分之上连接。通过使用胶连接或者磁性的或者使用一个或者多个夹子或者补充的滑道、或者扭曲紧固装置，或者使用静态粘胶适配粘结或者热或者压缩收缩或者膨胀配合，或者其它的，来将图像传感器贴到基板上。在本实施例中，基板的剩余的主要部分连接于柔性电路。系贴的方法可以为胶粘结或者上述提到的方法中的一种或者其它的方法。在一些实施例中，柔性电路可包括薄的导电线迹，导电线迹的材料为铜或者其它的金属或者柔软的聚合物材料例如聚酰亚胺表面上的或者嵌入其中的导电聚合物。可使用光圈或者其它的特征来提供与导电线迹的连接，从而保证电连接。

如图5A-5B所示，柔性电路具有光圈，光圈的面积小于图像传感器的面积。这允许了柔性电路设置在图像传感器上，因此，图像传感器上的粘结焊点被柔性电路覆盖。按这种方式，可以进行图像传感器上的粘结焊点和柔性电路上的合适的区域的连接。在一些实施例中，使用多种方法和材料来影响连接，在一些实施例中，包括导电粘胶、热压缩粘胶、焊点、和超声焊接。

图像传感器连接于或者可电连接于柔性电路，在一些实施例中，使其能够连接于柔性电路，以用于电连接于主动和/或被动组件。在一些实施例中，通过使用常用的方法和技术，可将主动和/或被动组件贴到或者连接到柔性电路。在图5A-5B中，相机模组包括三个(3)被动组件，以及十个(10)连接焊点和八个(8)通孔焊点，但是这些数字、位置、形状和尺寸是可以变化的。

在一些实施例中，与相机模组的外部连接涉及电连接到柔性电路的合适的区域。通过设计，这些区域有利的位于基板的通孔之上。图5A-5B描述了这些电连接的铜柱，这些电连接可以由多种材料制造，其结构包括锡焊支柱、堆叠凸点、导电胶和/或深度获取(access)焊丝。在其它的实施例中，包括力学结构，例如弹簧元件和弹簧针。当使用锡焊支柱时，在焊料回流时，外围(periphery)将变成半球，因此，相机模组的外部表面就类似于半导体封装的焊点，这与栅球阵列是一致的。图5A-5B中示出的结构包括平的印刷电路，虽然在其它的实施例中，具有轻微的弯曲，在其它的实施例中，FPC中被弯曲成U形。

图5A-5B示例性的示出了设置在基板的凹处的图像传感器，图像传感器焊点作为柔性电路的下侧而处于同一高度，虽然在其它的实施例中，这些可能会抵消。该对准具体的调节会考虑用于连接和系贴柔性电路和焊点的连接介质的厚度。

相机模组概况示例

图6A-6C示出了相机模组的爆炸图、俯视图和侧视图，该相机模组包括：沿图形传感器设置的一些组件和光学组件。图6A示出的其它组件包括EMI屏蔽、EMI外壳601、漏光挡板602、镜筒支架603、驱动器和镜筒组件604、蓝玻璃或者其它的IR滤光片组件605(特别为硅传感器)、传感器组件606(通过总线连接器与柔性印刷电路FPC相连)和底部海绵607。

在每一侧，模组的尺寸可能小于10mm，在一些实施例中，为每一侧小于9mm，在一些实施例中，在X方向和Y方向(传感器的平面，垂直于光路)为8.6mm设置是8.5mm，而没有EMI带，在一些实施例中，在Z方向(平行于光路，垂直于传感器平面)为小于8mm或者甚至小于7mm和小于6.5mm或者6.4mm，例如，6.315mm而且具有EMI带，或者小于6.3mm而没有EMI带，例如为6.215mm。

参考图7-14B中的一个或者多个附图，对组件601-607中的大多数进行了描述，再次通过参考图6A-6C进行简要的总结。图6A示出的漏光挡板602具有的外挡板直径近似的与设置在相机模组的被摄物的末端的聚焦调节光圈608的直径相匹配。内部挡板的直径是足够大的，以允许相机获得的图像具有一定曝光，内部挡板的直径也可以足够的小以阻挡不需要的光。在另一实施例中，漏光挡板602的外径大于光圈608的直径，覆盖挡板602的EMI外壳材料比EMI外壳的材料比EMI外壳601的其余部分要薄，或者覆盖挡板的EMI外壳的材料在每种情况中充足的凸起以允许光学组件件移动到其范围的末端，例如，如图1至图3所示的实施例那样。在一些实施例中，漏光挡板602具有EMI屏蔽特征，这能够对焦距调节光圈608处的EMI外壳起到补充作用。

在图6A中，IR滤光片605为分离的组件，IR滤光片605与传感器适配或者连接，或者IR滤光片605设置在传感器上，或者IR滤光片605与传感器相距小的间隔，如上所述，IR滤光片605可在圆片级别的时候连同传感器一起形成，IR滤光片605可连接于传感器，并且通过腔室壁形成腔室。同时，可选地，离图像传感器最近的透镜，例如L5，也在圆片级别的时候同传感器和IR滤光片一起形成。

图6A示出的海绵607为L形，其也可以为U形，并且可能具有4个面，第5个可具有空间以允许FPC向其突出或者位于其下，例如，大致为共面，在一些实施例中，底部海绵的顶部包括图6A所示的实施例。图示的导电线迹609A和609B从支架的底部延伸至支架的顶部，在支架的底部，导电线迹连接于FPC。在支架的顶部，导电线迹连接于驱动器焊盘，以用于驱动和控制驱动器移动透镜来自动聚焦。

电磁干扰(EMI)外壳

图7示意性的示出了一些实施例中的漏光挡板702的爆炸图，漏光挡板702连接于EMI外壳的顶部，例如。通过使用粘胶例如导电粘胶，或者一个或者多个被动对齐夹子或者上述的结合。漏光挡板可包括一层导电材料，例如碳羽毛材料或者2D碳或者石墨烯或者薄的导电聚合物或者金属，或者绝缘体与导电层的结合，或者漏光挡板702可以与EMI外壳由同种材料构成，除了漏光挡板702可能凸起，以允许镜筒的移动，或者其可能通过粘胶或者夹子分离的连接。漏光挡板702可设置相机光圈，或者可束缚或者环绕相机模组光圈或者阻挡不需要的杂光通过第一光圈进入或者离开相机模组同时传输需要的曝光。

图8示出了图7中的相机模组，其中EMI外壳未从透镜和MEMS驱动器组件分离，和/或示出了与透镜和MEMS驱动器组件连接的EMI外壳。图8示出的EMI外壳701与漏光挡板802相分离，其可包括碳羽毛或者具有EMI屏蔽特征的其它导电材料。

图9示出了图7-8示出的相机模组，其包括EMI外壳901，在EMI外壳901的外部贴有漏光挡板902。在一些实施例中，图9所示的漏光挡板设置了相机模组的光圈，在其他的实施例中，至少减少了开区域的数量，或剩下大的聚焦调节光圈608(参照图6A)，因此，更少的包围内部相机模组电子的区域没有受到EMI屏蔽材料的保护。

导电线迹驱动器控制

图10A和10B示意性的示出了一些实施例中的自动聚焦相机模组的EMI外壳1001的俯视图和仰视图。图10A-10B所示的EMI外壳1001具有绝缘框架，例如由耐用的聚合物或塑料材料制成，并且其外部具有EMI涂层1002。另外，外壳1001在导电或者半导体框架上具有绝缘层，或者外壳为导电或者半导体的，通过在绝缘线迹上提供导电线迹，或者在外壳1001的框架1004或支架1004的结构组件内提供绝缘管，来提供线迹1003与导电框架之间的电绝缘。

图10A所示的实施例中的EMI外壳在外表面上具有EMI涂层。图10B示出了沿EMI外壳1001的内表面设置的导电线迹。因为在本实施例中，外壳组件1001的材料是非导电的，导电线迹1003与EMI涂层材料1002之间电绝缘。在组装相机模组的末端，导电线迹1003可连接于一对驱动器控制焊盘。在相机模组的传感器末端，导电线迹可连接于FPC接触焊盘。外壳1001的内部结构1004为内建的或者同外壳1001一同形成，或者可为分立的支架组件，例如，图6A中示出的支架603，例如，可使用松下公司的MIPTEC(微观综合加工技术)支架，或者可以使用其它的具有一对良好的电线迹的铸型框架。

图11A-11B示意性的示出了一些实施例中的自动聚焦相机模组的立体图和爆炸图，该自动聚焦相机模组包括镜筒1104，镜筒1104连接于传感器组件1107并与其对齐，或者镜筒1104用于连接传感器组件1107(例如，在图2B所示的实施例中)。在本实施例中，镜筒1104至少部分在支架1101内环绕，支架1101内部具有导电线迹1102。在本实施例中，导电线迹1102沿支架1101的外部分布，支架1101外面包有EMI外壳(图11A-11B中未示出)。在其它的实施例中，导电线迹1102可部分沿传感器组件或者传感器组件的外壳或者镜筒1104的外面或者通过传感器外壳，或者传感器(例如，如专利US20110230013或者20080157323中使用热过孔或者硅通孔或者导电孔或者铜孔，在此并入作为参考。在一些实施例中，导电线迹1102连接电子驱动器组件1105的接触焊盘1103到柔性印刷电路1107或者印刷电路板1107的接触焊盘1106。

海绵吸收系统

图12示意性的示出了缓冲或者海绵吸收相机模组的爆炸图，其包括一个或者多个海绵1210，例如设置在外壳1201之间的四个海绵1210。例如，其可包括上面的图6A-11中描述的EMI外壳，和MEMS或者其它的可移动透镜驱动的自动聚焦相机模组1205的自动聚焦光学组件。外壳1201用于独立于内部相机模组1205移动，以响应外部的冲击，通过压缩一个或者多个海绵1210来吸收该冲击，使得该冲击不会传递到内部的模组1205。在一些实施例中，在EMI外壳1201的四个侧面中的每一个提供海绵1210。在有利的实施例中，在光路的方向上或者在Z方向上，海绵1210与内部模组1205不重叠，因此不会增加光学模组1205的Z方向上的整体高度，并且能够起到吸收光路的Z方向上的冲击。

在图12所示的实施例中，海绵1210为长方体，其具有六个长方形面或者为六面体，具有三对平行的表面。一个或者多个海绵1210的形状可以不同，例如，具有多余或者少于六个面，和/或具有一个或者多个曲面和/或阶梯面。例如，一个或者多个海绵1210可包括被动组件或主动组件的缺口，例如陀螺仪、加速计，或者方向传感器，或者用于图像分析或者图像处理的硬件加速组件，例如面部或者其它被摄物检测，跟踪和/或识别，或者适应具有规则或者不规则的尺寸或形状的自动聚焦数字相机模组，或者被动或者主动对齐特征或者相机模组。在一些实施例中，海绵可被成型以符合外壳1201的不规则内表面，例如，相机模组外壳1201被成型以适配狭小的嵌入式设备的其它组件。

在一个或者多个面中的每一个使用多个海绵，该多个海绵在任何方向上可以重叠也可以不重叠。例如，连接于印刷电路的导电线迹、图像传感器，和/或具有MEMS驱动器接触焊盘的处理器，或者薄电池，或者其它的电子组件，它们可以设置在一对海绵之间或者部分海绵之间。

在相机模组靠近传感器的远侧包括有另一可选的海绵1211，该远侧与光学模组处的主动传感器平面相对。在一些实施例中，在传感器端，相机模组1205可连接于柔性印刷电路FPC，可选的底部海绵1211可缓冲FPC处的相机模组。在有利地实施例中，底部海绵1211是很薄的，或者完全排除，以获得相机模组的薄的截面，同时，在图14A-14C中具体描述的冲击吸收海绵、X-Y海绵1210的设置，或者相对于光学模组1205的外壳1201，仍能起到充分保护相机模组不受Z方向的冲击和震荡的影响，例如为下落物或者其它的沿相机模组的Z轴或者光轴施加的其它的未预料到的外力。在另一实施例中，海绵可沿光路设置，例如，设置在光学组件件之间，和/或上述的漏光挡板可包括沿EMI涂层或者EMI层设置的海绵层，海绵层包括光圈，因此成像的光线在到达图像传感器的路上不会受到阻挡。

使用贴附在相机模组的EMI外壳1201的内部的海绵或者其它的柔软材料来吸收外部环境中的三维方向上的震动和冲击。另外，在外壳1201的多个墙之间或者在两个组件之间或者在外壳1201的材料之间设有柔软材料或者海绵。例如，在EMI组件和外壳1201的绝缘组件之间，或者绝缘组件本身可包括柔软或者海绵材料以阻止或者减少冲击和震动，同时允许一个或者多个导电线迹沿外壳分布，而不与EMI屏蔽材料短路。外部环境的力施加在模组1201上，在EMI外壳的里面和相机模组1205之间贴附海绵或者其它的柔性材料能够有利的阻止一个或者多个组件的失效。

图13A-13B示出了一些实施例中的缓冲或者海绵吸收相机模组的组装图和部分爆炸图。外部的EMI外壳(图13A-13B中未示出，参见图12A中的EMI屏蔽1201，其连接或者没有连接图9中的漏光挡板)可被组装以在图13A所示的组装图中封装相机模组，因此，相机模组能够不受物理冲击和震动的影响，以及不受电磁干扰、灰尘和指纹等的影响。

图14A示意性的示出了一些实施例中的x-y-z压缩海绵吸收相机模组的截面图。海绵1402设置在EMI屏蔽1401内。可能有四个海绵，每个位于图14A中的相机模组的四个平面侧的其中的一个，该相机模组包括两个海绵1402，两个海绵1402设置在图14A中的截面图的内部模组1404的左侧和右侧并且重叠，并且在水平维度X或者Y会更薄。在图14A所示的截面图中，海绵的薄维度与相机模组的Z轴垂直，同时，本实施例中的海绵1402在其它的两个空间维度更长。海绵1402设置在图14A中的相机模组的内部光学和电子器件的任一侧。可能有不同数量的海绵，包括两个或者三个或者一个，或者有一个或者两个L-海绵，该海绵保护器件的两侧，或者可以使用三边或者四边的海绵，例如U海绵或者方形海绵。在其它的实施例中，底部海绵1403具有最小的厚度。有利地，在图14A、14B和14C所述的实施例中，不需要增加Z高度的海绵的厚度就可以吸收冲击和振动。在一些实施例中，由于底部海绵1403的厚度，不需要增加Z高度。由于侧边海绵1402的有利的设计，其能够压缩以在相机模组的EMI外壳1401和内部组件1404之间设置的海绵材料中吸收冲击。

图14B示意性的示出了一些实施例中的海绵吸收相机，其特征在于，在EMI外壳1401和与EMI外壳在Z方向重叠的成型支架1408的部分设有海绵Z-压缩间隙1405A和1405B。可能有一个或者多个这样的位置，其中，外壳1401覆盖Z方向的支架1408，在该处还提供一个或者多个Z-深度间隙1405A和1405B。

在被摄物的末端，上面描述的漏光挡板(602、702、802、902)设置在光学组件1404的被摄物的末端的第一透镜表面的附近，以适应一个或者多个可移动自动聚焦透镜的运动。外壳1401可沿Z方向移动，一个或者两个海绵1402可压缩，以吸收Z-冲击，在这种压缩运动的过程中，外壳1401和内部模组1404之间没有接触，只要Z-冲击不是很大，通过海绵压缩间隙1405A，Z-冲击能够压缩Z-方向的海绵1402。在图14B中示出了初始的海绵z-长度1406，并结合间隙1405A、1405B对其进行设计，以最优化一些实施例中的保护弹性。

结合移动光学组件的空间，内部模组1404的最后被摄物的末端表面和漏光挡板之间提供的空间是可以确定的。可移动光学组件延伸到自动聚焦范围的边缘。因此，例如，通过间隙1405，能够将漏光挡板与聚焦范围极限末端处的相机模组的最后被摄物末端表面相间隔。这能够改变相机模组的设计，例如，在图2A所述的设计中，具有固定的外光学组件G1，通过只设置海绵压缩间隙1405A，具有小光圈的外壳或者漏光挡板与透镜L1的被摄物端表面相隔开，同时，在其它的实施例中，例如，在图1所示的设计中，在L1的被摄物端表面的最长延伸位置添加海绵压缩间隙1405A。可提供不同的间隙，因此，通过设置间隙1405，外壳1401相对独立的向支架1408和/或向内部模组1404的组件移动，因此，海绵1402能够充分的压缩以吸收冲击，并且外壳1401不需要与支架1408或者内部模组1404接触。

在一些实施例中，外壳1401在柔性印刷电路连接于相机模组的一侧比另一侧更短。位于FPC侧的外壳1401的底部至少通过海绵压缩间隙1405与FPC相隔开，以适应外壳1401朝FPC运动而不接触FPC。相机模组外壳1401的其余三边也可间隙的移动而不接触任何东西。通过在外壳的内表面设置一个或者多个光圈或者缺口或者阶梯缺口，外壳1401可连接与内部支架1408的一个或者多个夹子1409。在一些实施例中，当外壳1401连接于或者被动的对齐与支架1408和内部模组1404时，当一个或者多个夹子1409锁合于或者配合于外壳1401中的一个或者多个光圈，海绵1402轻微的压缩，如图14A-14C所示的实施例那样。在图14B中，例如，另一实施例中包括另一夹子1409，在后侧可提供夹子1409，因此，支架1408具有连接于外壳1401的三个光圈的三个夹子1409。外壳中的每个光圈包括间隙1405B以适应外壳1401和支架148特别是夹子1409之间的相对运动。

在其它的实施例中，外壳1401可在图像端或者传感器端缩短(在图14B中的底部)，当海绵相对于印刷电路或者传感器基板或者其它的最近的组件障碍物压缩的时候，以允许Z方向上的运动。图14B示出了外壳间隙1405B，当海绵1402由于Z方向的冲击而压缩时，在该间隙内，EMI屏蔽外壳1401能够自由的移动。在间隙1405B之下，支架1408(参见图6A中的支架603或者图11B中的支架1101)可设置有夹子1409或者曲面或者倾斜的突出，其与较下的外壳部分相接触，该较下的外壳部分位于间隙1405B之下的相机模组的外径处。另外，外壳1401之下的相机模组的直径可减少。间隙1407可沿外壳1401的X-Y平面延伸，或者外壳的邻接部分的下面具有相似的间隙，间隙围绕或者穿过传感器基板或者FPC，以允许外壳1401与海绵1402的压缩一起移动，而不影响内部相机模组1404。

在一些有利的协同相机模组构架中，当海绵从自由长度减少到缩短的压缩海绵z-长度1407，在Z-方向的压缩显示外壳1401延伸进入间隙1405A和1405B过程中或之后，图14C示意性的示出了图14B中的相机模组。通过设置间隙1405A、1405B，在支架1408或者内部相机模组1404的被摄物的末端和覆盖外壳部分1401之间设置间隙1405A，在夹子1409和夹子光圈顶部的外壳1401之间设置间隙1405B，还可能其它的位置，例如，在FPC和外壳1401的底部之间，由于通过使用平面内的海绵或者海绵1402的柔软性，Z方向的冲击能够有利的被吸收，内部模组1404能够有利的避免损坏或者性能上的问题，同时，使用相同的海绵1402的x-y平面维度的宽的区域或柔软性或者海绵，能够吸收X冲击和Y冲击。

在图14C所示的相机模组中，在内部模组1404的左侧和右侧处，海绵被压缩。例如，例如一个外部的冲击被海绵的压缩吸收，海绵从图14B中的自由长度1406压缩到图14C中的压缩长度1407，该冲击具有显著的Z方向分量，该分量与相机模组的光路平行或者在图14C中为垂直。由于相机模组有利的设计，在一些实施例中，图14A-14C示出了外壳1401相对支架1408移动而不接触支架。

关于支架1408的被动对齐特征1409，支架1408与外壳1401的右侧的光圈锁合，定义了图14C中的被动对齐光圈的顶部的外壳材料相对支架1408和夹子1409移动到间隙1405B内，导致外壳1401和夹子1409处的支架1408没有接触。在由于Z-方向的对相机模组的冲击造成的压缩后，位于相机模组的底部的外壳1401的三边在左边1410B，右边1410C和后边1410D中的每个在传感器模组的底层1411之下移动，而不接触任何东西。

在本实施例中，相机模组的第四边具有比其它三边高的底部位置，因此，连接于图像传感器的柔性印刷电路(FPC)能承载的信号包括数字图像数据、元数据、命令和/或功率或者其它的相机模组电子互连，在与外壳的第四边的底部边缘相接触时，当外部的冲击相对于图像传感器和FPC移向外壳的第四边的时候，图像传感器不会损坏，在操作的过程中，FPC连接于图像传感器，因此，FPC可用于使相机模组接近或者远离与FPC连接的或者靠近的图像传感器组件，例如，在相对上升的第四边之下(参考图12)或者穿过外壳1401的第四边的缝。

FPC延伸

在其它的实施例中，FPC电连接于MEMS驱动器，在相机模组的被摄物末端的附近，设有控制信号和/或输入功率焊盘，或者控制信号和/或输入功率焊盘显著的远离连接于传感器组件的原始FPC，并通过线迹连接于驱动器接触焊盘。图15A-15C所示的实施例中的FPC从连接于传感器组件的原始的物理和电子FPC处围绕相机模组弯曲，并与电子驱动器焊盘第二次电连接，电子驱动器焊盘与相机模组的传感器末端相对。FPC可具有特殊形状的末端或者FPC延伸，该末端或者FPC延伸物理的或者电子的连接于驱动器焊盘，因此，对准的精度是足够高的，所以不能够阻断光的光路，以在图像传感器上形成充足曝光的图像。

图15A-15C示意性的示出了相机模组，分别为FPC弯曲前的视角，FPC上部弯曲的过程中的视角，和FPC旋转弯曲的视角。在传感器组件处，相机模组1501物理的或者电子的连接于可弯曲的柔性印刷电路(FPC)1502，柔性印刷电路(FPC)1502位于图15A中的传感器连接部1502A处。电子部件1503可连接于侧部1503A，在该处，通过使用U形支架或者内部EMI外壳框架，这些电子部件与空的间间配合，在填满电子部件1503以及被FPC1502的侧部1503A包围的一侧留下空间。在空的空间部分处还包括加速度计和/或方向传感器(例如，参考美国专利61/622480和61/675812，它们具有相同的申请人，并在此并入作为参考)。在图15A所示的实施例中，FPC1502还包括FPC延伸1504，其可以为末端部分，或者只是FPC部分1504，FPC部分1504远离传感器连接部分1502一精确的量，并且位于传感器连接部分和侧部1503之后。FPC延伸部分1504包括两个或者多个导电侧焊盘1504A，用于电接触相机模组的镜筒的图像末端的驱动器焊盘。FPC延伸1504或者末端部分设置了部分、半圆或者完全的缺口1505以覆盖相机模组的光圈，因此，不需要的光被阻挡在光路的中央部分之外。在另一实施例中，FPC1502在FPC末端部分可连接于相机模组的传感器末端，并且FPC可弯曲以连接驱动器焊盘，并且继续外部连接于驱动器连接部分1504处的相机模组(而不是如传感器部分1502A所示的那样)。FPC延伸1504可具有EMI屏蔽特性，如漏光挡板602、702、802、902那样或者如上述的图6A-9那样。

图16A-16B示意性的示出了一些实施例中的相机模组，其分别为FPC弯折之前和之后的图，通过结合图15A-15B对相似的实施例分别进行了描述。FPC1601用于物理的和电连接于相机模组1602的传感器末端，并且电连接于驱动器触点1603，该连接具有充足的物理稳定性，通过使用驱动器末端上的交叉和/或夹紧钩附件或者其它的被动互补特征，例如FPC导电焊盘缺口1604和上升的驱动器控制接触焊盘1603和/或专门的物理连接突出和/或缺口。相同的FPC部分1605包括驱动器焊盘导电触点1604可具有光圈1606，其用于连接于漏光挡板，例如，可替代图6A-9中的所描述的漏光挡板602、702、802、902，以及更加类似于图15A-15B所示的实施例。在图15A-16B所示的实施例中，以及图6A-9所示的实施例中，在Z方向提供空间以用于移动光学组件从而提供有利的聚焦范围，否则，当外部的光学元件没有延伸通过自动聚焦光圈的时候，光会从外部光学元件和自动聚焦光圈(例如图7中的光圈708)之间的间隙露出。在更早的实施例中，FPC部分1605可具有EMI屏蔽特性，使其具有多重好处和功能。

已经对本发明示例性的附图和特别的实施例进行了描述和解释，应当理解，本发明的保护范围不限于上述描述的特定的实施例。因此，这些实施例应当被看作是说明性的而不是限制性的，应当理解本领域的技术人员可以对这些实施例进行变形而不脱离本发明保护的范围。

另外，在上述实施例中的方法中，已经通过选择的印刷上的顺序对上述的操作进行了描述。然而，已经选择的次序和顺序能够有利于印刷，并不暗示执行操作的任何顺序，除了那些已经明确提出的以外，以及本领技术人员可能认定某一特定的顺序除外。

另外，上面和下面引用的参考文献在此并入作为参考，并引入下面的文献作为参考以对优选的实施例和其它的实施例进行详细的描述。文献分别为：背景技术部分、摘要和附图说明，以及美国专利申请12213472、12225591、12289339、12774486、13026936、13026937、13036938、13027175、13027203、13027219、13051233、13163648、13264251和PCT申请WO2007110097、美国专利6873358和RE42898。

通过引入下面的文献来揭示本发明的其它的实施例：

美国专利8055029、7855737、7995804、7970182、7916897、8081254、7620218、7995855、7551800、7515740、7460695、7965875、7403643、7916971、7773118、8055067、7844076、7315631、7792335、7680342、7692696、7599577、7606417、7747596、7506057、7685341、7694048、7715597、7565030、7636486、7639888、7536036、7738015、7590305、7352394、7564994、7315658、7630006、7440593、7317815、7289278和美国专利申请13306568、13282458、13234149、13234146、13234139、13220612、13084340、13078971、13077936、13077891、13035907、13028203、13020805、12959320、12944701和12944662。

美国专利申请公开号20120019614、20120019613、2012008002、20110216156、20110205381、20120007942、20110141227、20110002506、20110102553、20100329582、20110107174、20100321537、20110141226、20100141787、20110081052、20100066822、20100026831、20090303343、20090238419、20100272363、20090189998、20090189997、20090190803、20090179999、20090167893、20090179998、20080309769、20080266419、20080220750、20080219517、20090196466、20090123063、20080309770、20070296883和20070269108。

Claims (16)

1.一种自动聚焦数字相机模组，其特征在于，包括：

外壳；

位于所述外壳内的图像传感器；

位于所述外壳内的光学组件，所述光学组件与所述图像传感器对齐，所述光学组件定义了光路，并且所述光学组件包括多个透镜，所述多个透镜包括连接于透镜驱动器的至少一个可移动透镜，所述透镜驱动器用于沿所述光路移动所述至少一个可移动透镜以将被摄物聚焦到所述图像传感器上，所述图像传感器设置在所述相机模组的自动聚焦范围内；

柔性印刷电路(FPC)，包括与所述图像传感器相连的传感器部分，所述传感器部分用于启动所述相机模组和承载电子信号，所述电子信号包括所述图像传感器获取的数字图像；以及

其中，所述FPC进一步包括延伸部分，所述延伸部分包括电接触焊盘，当所述FPC从传感器末端到被摄物的末端围绕相机模组折叠时，所述电接触焊盘用于电连接于透镜驱动器接触焊盘以承载透镜驱动器控制信号。

2.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述柔性印刷电路包括位于传感器部分和延伸部分之间的中间部分，所述中间部分封闭所述相机模组的至少一侧。

3.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述延伸部分连接于所述相机模组的与所述传感器部分相对的被摄物的末端，所述传感器部分连接于所述相机模组的所述传感器的末端。

4.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述外壳包括覆盖于外表面的电磁干扰涂层。

5.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述外壳内部设置了聚焦调节光圈，所述聚焦调节光圈是足够大的，以允许所述光学组件的所述被摄物的末端至少部分突出于所述自动聚焦范围的至少一端；其中，漏光挡板部分重叠于所述光学组件的所述被摄物的末端的自动聚焦范围之外的聚焦调节光圈。

6.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述漏光挡板开设有一个挡板腔，所述漏光挡板小于所述聚焦调节光圈，并且允许光进入所述相机模组以获取图像。

7.一种自动聚焦数字相机的紧凑型相机模组，其特征在于，包括：

外壳，用于收容成像光学元件和数字电子器件，所述成像光学元件和所述数字电子器件用于捕获和发送图像，所述外壳用于屏蔽对电子组件的电磁干扰；

图像传感器；

光学组件，连接并对齐于图像传感器，所述光学组件用于定义光路以将被摄物聚焦到位于光学组件的聚焦平面的图像传感器上；

柔性印刷电路，连接于所述图像传感器以承载电子信号，所述电子信号包括所述图像传感器获取的数字图像；以及

漏光挡板，连接于柔性印刷电路，所述漏光挡板在与所述图像传感器相距预设的距离的位置开设有挡板腔，使得当折叠所述FPC到所述外壳上时，所述漏光挡板被设置在所述光学组件的被摄物侧，并且所述挡板腔与所述光路相重合。

8.如权利要求7所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述FPC被设置，使得当折叠所述FPC到外壳上时，设置在所述光学组件的被摄物侧的一个或者多个电接触焊盘电连接于所述FPC，透镜驱动器控制信号从FPC直接传输到透镜驱动器。

9.如权利7所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述漏光挡板用于通过一个聚焦调节光圈阻挡一些环境光进入所述相机，所述聚焦调节光圈设置在所述外壳内，以允许光学组件的被摄物的末端至少部分突出于自动聚焦范围的一端。

10.如权利要求7所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述漏光挡板包括导电材料，所述导电材料能够提供EMI屏蔽。

11.如权利要求10所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述漏光挡板的导电材料包括碳。

12.如权利要求7所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述外壳中设有聚焦调节光圈，所述聚焦调节光圈是足够大的以允许光学组件的被摄物的末端至少部分突出于自动聚焦范围的一端；其中，所述漏光挡板部分重叠于所述光学组件的所述被摄物的末端的自动聚焦范围之外的聚焦调节光圈。

13.如权利要求12所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述漏光挡板开设有一个挡板腔，所述漏光挡板小于所述聚焦调节光圈，并且允许光进入所述相机模组以获取图像。

14.如权利要求7所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述柔性印刷电路包括位于传感器部分和延伸部分之间的中间部分，所述中间部分包围所述相机模组的至少一侧。

15.一种自动聚焦数字相机的紧凑型相机模组，其特征在于，包括：

图像传感器；

光学组件，连接并对齐于所述图像传感器，所述图像传感器包括多个透镜，所述多个透镜包括至少一个可移动透镜，所述至少一个可移动透镜定义光路以聚焦被摄物到位于光学组件的聚焦平面上的所述图像传感器上；

MEMS驱动器，连接于所述至少一个可移动透镜并且用于移动所述至少一个可移动透镜通过所述紧凑型相机模组的自动聚焦范围；

紧凑型相机模组外壳，用于屏蔽对所述紧凑型相机模组外壳内的所述光学组件、所述MEMS驱动器和所述图像传感器的电磁干扰；

柔性印刷电路，连接于所述图像传感器以承载电子信号，所述电子信号包括所述图像传感器获取的数字图像；以及

其中，所述FPC包括延伸部分，所述延伸部分用于当折叠所述FPC到外壳上时，设置在所述光学组件的所述被摄物侧的一个或者多个电接触焊盘电连接于FPC延伸部分上的接触焊盘，所述MEMS驱动器控制信号直接从FPC传输到MEMS透镜驱动器。

16.如权利要求15所述的紧凑型相机模组，其特征在于，所述外壳设置了具有预设形状的聚焦调节光圈，所述聚焦调节光圈用于允许所述光学组件的被摄物的末端至少部分突出于所述自动聚焦范围的一端；其中，所述延伸部分包括漏光挡板，所述漏光挡板部分在所述光学组件的所述被摄物的末端的自动聚焦范围外的所述光路上的方向上重叠于所述聚焦调节光圈。