TW201318420A - 攝影模組 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種攝影模組。根據本發明實施例，該攝影模組係包括：一第一印刷電路板，具有一影像感測器裝設於其上；一外殼單元，設置於該第一印刷電路板之上；一夾持模組，在該外殼單元中以一特定間隔與其一底面相隔而設，且具有一第一線圈纏捲於其外圍表面，並至少包括鏡頭於其中；一第二印刷電路板，與該夾持模組之底面相結合；一第三印刷電路板，設置於該夾持模組之上；以及複數個線狀彈簧，一端與該第二印刷電路板相連接，另一端與該第三印刷電路板相連接。

Description

攝影模組
本發明係主張關於2011年10月28日申請之韓國專利案號No.10-2011-0111005之優先權、2011年10月31日申請之韓國專利案號No.10-2011-0112294之優先權、2011年10月31日申請之韓國專利案號No.10-2011-0112306之優先權、2011年11月29日申請之韓國專利案號No.10-2011-0125616之優先權、以及2012年02月09日申請之韓國專利案號No.10-2012-0013230之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係有關一種攝影模組。
裝設於一小尺寸電子產品上之一攝影模組在使用時，可能會頻繁地受到震盪。攝影模組可能會在使用者照相時，因其手震而有輕微的搖晃。有鑑於此問題，近來係發展出一種具有防手震功能之攝影模組。
舉例而言，2007年7月16日申請之韓國專利案號No.10-0741823係揭露一種在具有一攝影模組之一裝置(如一手機)中安裝一迴轉感應器IC(gyro sensor IC)或一角速度感測器 (angular velocity sensor)之方法，藉此以修正一手震現象。
若欲如上所述提供一額外的角速度感測器，則需額外提供一感測器，以實施該防手震功能。據此，會產生問題諸如：製造成本升高、且除了攝影模組本身以外，尚須挪出額外的空間來裝設此防手震裝置。
本發明之一目的係在於提供一種具有一穩定光學影像功能之攝影模組。
根據本發明一實施例，一種攝影模組可包括：一第一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，具有一影像感測器(image sensor)裝設於其上；一外殼單元(housing unit)，設置於該第一PCB之上；一夾持模組(holder module)，在該外殼單元中以一特定間隔與其一底面相隔而設，且具有一第一線圈(coil)纏捲於其外圍表面，並至少包括鏡頭於其中；一第二PCB，與該夾持模組之底面相結合；一第三PCB，設置於該夾持模組之上；以及複數個線狀彈簧(wire springs)，一端與該第二PCB相連接，另一端與該第三PCB相連接。
藉由將該線狀彈簧彎成鋸齒狀，或者將該線狀彈簧彎成一線圈彈簧形狀，可形成緩衝單元(buffer unit)。
較佳地，該外殼單元係包括：一第一外殼，設置於該第一PCB之上；一第二外殼，設置於該第一外殼之上，且該第三PCB係裝設於其上；一第一永久磁鐵及一第二永久磁鐵(permanent magnets)，介入於該第一及第二外殼之間；以及多個磁軛(yokes)，各自設置於該第一及第二永久磁鐵之間，以將磁力傳至該夾持模組。
該外殼單元係可包括：一第一外殼，設置於該第一PCB之上；一第二外殼，設置於該第一外殼之上側上，且該第三PCB係裝設於其上；一第一永久磁鐵及一第二永久磁鐵，設置於該第一及第二外殼之內；以及多個磁軛，各自設置於該第一及第二永久磁鐵之間，以將磁力傳至該夾持模組。
依據本發明一實驗實施例，該攝影模組可進一步包括一屏蔽罩(shield can)，其係形成為具有一穿透孔於該第三PCB與該線狀彈簧之一連接單元處，以及對應於一鏡頭模組之位置處。
較佳地，該夾持模組係包括：一外部導板(blade)，該第一線圈便是纏繞於其外週緣表面上；一線軸(bobbin)，被一彈性元件(elastic member)彈性地支撐於該外部導板上，且樞設於該外部導板之內(可上下移動)，並具有一第二線圈，纏捲於其外週緣表面上，其中另裝設有至少一鏡頭；以及一上部彈性元件及一下部彈性元件，分別設置於該線軸之上側與下側，用以彈性地支撐該 線軸於該外部導板。其中，一空間單元(space unit)係形成於該第一線圈之中心，以將磁力施向該第二線圈。
另，該磁軛朝向該夾持模組之中心部分可為突起的。
較佳地，該夾持模組係包括：一外部導板(blade)，該第一線圈便是纏繞於該導板之外週緣表面上；一線軸(bobbin)，其係被一彈性元件(elastic member)彈性地支撐於該外部導板上，且樞設於該外部導板之內(可上下移動)，並具有一第二線圈，纏捲於其外週緣表面上，其中另裝設有至少一鏡頭；以及一上部彈性元件及一下部彈性元件，分別設置於該線軸之上側與下側，用以彈性地支撐該線軸於該外部導板上。
該第二PCB可被裝設於該外部導板之底面上。
較佳地，該第二PCB係以一黏著件(adhesive member)固定於該外部導板之底面上。
該複數個線狀彈簧可由金屬材料製成，且該複數個線狀彈簧係導電至該第二及第三PCB。
另，較佳地，該複數個線狀彈簧之數量為至少六個，以使自動對焦控制之兩極之一電源與光學影像穩定裝置之四極之一電源得以經由該複數個線狀彈簧與該第二及第三PCB間的連結關係而提供於該夾持模組。
又，較佳地，具有相同長度之四對線狀彈簧可分別被設置於 該夾持模組之四角。
在此處，較佳地，該第二線圈係與一下部彈簧電性連接，且該下部彈簧係與該第二PCB中之該線狀彈簧電性連接。
另，該第二線圈可直接地與該第二PCB相連接，以使該第二線圈得以導電至該第二PCB。
另，一空間單元可形成於該第一線圈之一中心，以使磁力得以施向該第二線圈。
根據本發明，因為用以吸收重複施加於該複數個線狀彈簧上之負載之緩衝單元係被提供，故該複數個線狀彈簧可牢固地與該些PCB之連接單元相連接。
另外，雖然在組裝鏡頭模組(lens module)時，會過大施力(excessive force)於該複數個線狀彈簧，但該緩衝單元係可吸收該過大施力。據此，可改善組裝特性(assembly property)，並使因不理想的組裝程序引發之部件損耗(loss of parts)情形降到最低。
在下文中，將配合圖示說明根據本發明之一些實驗實施例。
圖1係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之一平面圖；圖2係根據本發明第一、第二實施例，繪示有沿圖1中A-A線之 攝影模組之一剖面圖；圖3係根據本發明一實施例，繪示有攝影模組之一側視圖。
圖4係根據本發明一實施例，繪示有圖3一屏蔽罩被去除後之攝影模組之一側視圖；圖5係根據本發明一第一實施例，繪示有圖2中一B部分之一放大圖；圖6係根據本發明一第二實施例，繪示有圖2中一B部分之一放大圖。
參閱圖1之平面圖以及圖2沿圖1中A-A線之剖面圖，其中根據本發明之攝影模組係包括：一第一印刷電路板(印刷電路板以下將簡稱為PCB)10；一外殼單元20；一夾持模組30；一第二PCB 40；一第三PCB 50；複數個線狀彈簧60；以及複數個緩衝單元100。
較佳地，一影像感測器11係被裝設於大約為第一PCB 10之中心位置。用以驅動影像感測器11之元件係被設置於第一PCB 10中；或者，複數個用以自影像感測器11提供電力、輸出訊息之終端單元(terminal unit)係可被提供於第一PCB 10中。
外殼單元20係被設置於第一PCB 10之上方，且形成該攝影模組之框架。根據本發明一實驗實施例，外殼單元20係包括：一第一外殼21；一第二外殼22；一對第一及第二永久磁鐵23、24；以及複數個磁軛25。
第一外殼21係為一基座，設置於第一PCB 10之上，並以一 特定間隔與影像感測器11相隔而設。有需要時，第一外殼21係可進一步包括一用以對入射至影像感測器11之一影像相位(image phase)進行濾波之濾波器(filter member)。
第二外殼22係被設置於第一外殼21之上，並覆蓋第一外殼21。一開口(opening)係形成於大約在第二外殼22之中心處，以使一影像可被傳至影像感測器11。第三PCB 50係使用一固定件(fixing member)(如一雙面膠(double-sided tape)或一黏著劑(adhesive)，但不限制於此；將在下文中詳述之)黏著固定於第二外殼22上部側面上。然而，在某些實施例中，可提供一額外的第三外殼如一外罩(casing)或一屏蔽罩；且可使用固定件(依據產品設計而定)將第三PCB 50固定於該第三外殼之內。若第三外殼係被提供，則該第三外殼可壓迫、支撐第三PCB 50，而無須額外的固定件。
第一及第二永久磁鐵23、24係嵌入於第一及第二外殼21、22之間；其係用以將磁力施於夾持模組30。較佳地，第一及第二永久磁鐵23、24具有相同的大小尺寸。另，在設計容許之限制之內，若可能的話，第一及第二永久磁鐵23、24及磁軛25係可設置於第一及第二外殼21、22中。
同時，若第一及第二永久磁鐵23、24之尺寸變大，則即使是低電流，亦會增加光學影像穩定(Optical Image Stabilization， OIS)驅動。若第一及第二永久磁鐵23、24係具有一特定尺寸，則當流入設置於對應第一及第二永久磁鐵23、24之第一線圈31a至31d、第二線圈32a之電流增加時，OIS驅動亦會增加。據此，隨著第一及第二永久磁鐵23、24變大，OIS驅動會隨之提升；但較佳地，第一及第二永久磁鐵23、24在設計容許之限制之內具有一最佳尺寸。
磁軛25係嵌入於各對(pair)的第一及第二永久磁鐵23、24之間。另，磁軛25之中心部分係具有一突起形狀，以使成對的第一及第二永久磁鐵23、24可將磁力施於夾持模組30之內部空間。較佳地，磁軛25係與成對的第一及第二永久磁鐵23、24具有相同寬度，且磁軛25之中心部分係以一特定大小突起，進而使成對的第一及第二永久磁鐵23、24與磁軛25可具有類似一「T」型形狀。
夾持模組30係與外殼單元20內之底部相隔而設，且係包括一外部導板31以及一線軸32。因夾持模組30係以線狀彈簧60懸掛，故可進行前/後、左/右、或斜對角之一鐘擺運動(pendulum movement)。
彈簧件35、36(Spring members)係分別被提供於外部導板31之上部分與下部分中。外部導板31係被彈簧件35彈性地支撐，以使線軸32得以上下移動。
如圖1所示，一共四個第一線圈31a至31d係分別纏捲於外部導板31之四面外表面上，且纏繞著第一線圈31a至31d之該外部導板31之該四面外表面之中心部分係被穿孔，且不設置線圈。磁軛25各自設置於對應該穿孔空間單元之一位置；由此，磁軛25可局部地插入於該空間單元中。
可使用一固定件33(如一雙面膠或一黏著劑)將第二PCB 40固定於外部導板31之底面。外部導板31係以該複數個線狀彈簧60懸掛，故外部導板31可隨第一及第二永久磁鐵23、24與第一線圈31a間之磁力交互作用而前/後、左/右、或斜對角運動，如圖2中之箭頭所指示。另外，外部導板31係以一特定間隔與第一外殼21之底面相隔而設。
又，複數個彈簧穿透孔37(spring through holes)可被提供於外部導板31，以使該複數個線狀彈簧60得以透過彈簧穿透孔37與第二PCB 40連接。
線軸32係被設置於外部導板31中，以使其得以上下移動。至少一鏡頭34(lens)係安裝於線軸32內。第二線圈32a係纏繞於線軸32之外週緣表面上。透過磁軛25，經由沒有設置第一線圈31a至31d之外部導板31之穿孔空間所施加的磁力之交互作用，第二線圈32a可進行拉起及下降線軸32之操作。當磁軛25之尺寸變大時，會改善自動對焦驅動(AF driving)，但這可能會隨一 設計最佳值而變。因為線軸32之拉升動作，自動控制移轉至影像感測器11之一影像之焦距是可能的。
如上所述，第二PCB 40係設置於外部導板31之底面，且係與該複數個線狀彈簧60相連接，以提供一電源給第一線圈31a至31d、第二線圈32a。此連結方法可包括任何可使用焊料(soldering)或其他導電材料之方法。也就是說，如圖2所示，第二PCB 40之連接單元w’係分別與第一線圈31a至31d、及第二線圈32a相連接。因此，經該複數個線狀彈簧60提供之電力可被傳導至第一線圈31a至31d、及第二線圈32a，進而形成電磁力(electromagnetic force)。
在此處，第二線圈32a可直接地與第二PCB 40相連接；或者，第二線圈32a可與下部彈簧36連接，然後下部彈簧36再與第二PCB 40相連接，如圖2所示。
第三PCB 50係以固定件(如一雙面膠或一黏著劑)固定於第二外殼22之上部，如上所述。經由與第一PCB 10連接之第三PCB 50之終端單元52傳輸之電源係透過與第二PCB 40相連接之該複數個線狀彈簧60，而傳輸至第二PCB 40。此連結方法可包括任何可使用焊料或其他導電材料之方法。
第三PCB 50可覆蓋第一及第二外殼21、22之壁於一側，如圖3、4所示。在此處，一視窗55(window)可形成於第三PCB 50 之面對第一及第二永久磁鐵23、24、及磁軛25之一表面，以避免其間的干擾。
因第一及第二永久磁鐵23、24、及磁軛25係使用固定方法(如環氧樹脂(epoxy))直接黏著於一屏蔽罩70(將在下文中說明之)，係使用視窗55以防止第三PCB 50被耦接部(coupling portions)所影響。
同時，一軟性印刷電路板(flexible PCB，FPCB)、一印刷電路板、或一整合型剛性-軟性電路板(rigid FPCB integration type(R-FPCB))可被使用作為第二PCB 40及第三PCB 50，但不限制於此。任何能夠容許電性連接之板體均可被用作為第二PCB 40及第三PCB 50。
該複數個線狀彈簧60各自具有兩端，與第二及第三PCB40、50相連接。在此處，線狀彈簧60之一端係連接於形成在第三PCB 50中之一焊墊51(pad)，如圖5所示。容線狀彈簧60通過之一穿透孔53(through hole)係形成於焊墊51之中心。在此情況下，連結方法可包括任何可使用焊料或其他導電材料之方法。同時，一防焊阻絕物(SR)係被提供於焊墊51周圍，藉此以保護第三PCB 50之一表面。焊墊51之區域可與SR之開口相連接，以使該區域具有傳導性。
如上所述，線狀彈簧60係與焊墊51相連接，且自終端單元 52將電源提供給第二PCB 40，以使第一線圈31a至31d、及第二線圈32a可與第一及第二永久磁鐵23、24有交互作用。
另外，線狀彈簧60之另一端，如圖2所示，係提供於外部導板31之底面，透過形成於外部導板31之彈簧穿透孔37，與第二PCB 40相連。至於第三PCB 50，線狀彈簧60之另一端係與形成於第二PCB 40之一焊墊(未圖示)相連接。有線狀彈簧60通過之一穿透孔(未圖示)係形成於該焊墊之中心(未圖示)。在此情形下，連結方法可包括任何可使用焊料或其他導電材料之方法。於此結構中，外部導板31可自該複數個線狀彈簧60懸掛，並與第一外殼21之底面相隔而設。在此情形下，外部導板31可依據第一線圈31a至31d與第一及第二永久磁鐵23、24間之一交互作用而進行鐘擺運動。據此，因手震而導致外部導板31之震動可由第一線圈31a至31d與第一及第二永久磁鐵23、24間之交互作用來修正之。為達此目的，較佳地，線狀彈簧60係由具有足以耐受震動之彈性並具有傳導性之金屬材料製成。
同時，當線狀彈簧60之厚度縮小時，即使在低電流情況下，亦會增加光學影像穩定裝置之運動性(motility)；但這可能會隨一設計最佳值而變。較佳地，線狀彈簧60之厚度可為數μm至數百μm；更佳地，為1至100 μm。
另，較佳地，線狀彈簧60之數量為至少六個，以使自動對焦 控制裝置之兩極之一電源與光學影像穩定裝置之四極之一電源得以經由該複數個線狀彈簧60與第二及第三PCB 40、50間的連結關係而提供於夾持模組30。
根據本發明一實驗實施例，較佳地，具有相同長度之四對線狀彈簧60可分別被設置於夾持模組30之四角，以維持平衡，如圖1、2所示。
同時，若進一步包括一第三外殼(如屏蔽罩70)，如圖2所示，則可覆蓋第一及第二外殼21、22之壁的視窗55係形成於第三PCB 50中，藉此以避免耦接部之影響，因如上所述，第一及第二永久磁鐵23、24、及磁軛25係使用環氧樹脂固定於屏蔽罩70之故。
若屏蔽罩70係被省略不用，第一及第二永久磁鐵23、24、及磁軛25係可接合、固定於第三PCB 50中。在一些實施例中，視窗55可形成於第三PCB 50中，如上述者，而第一及第二永久磁鐵23、24、及磁軛25係可插入於視窗55中。在第三PCB 50之外可使用一屏蔽膠布(shielding tape)來進行額外的加強固定。
較佳地，緩衝單元100係與各該複數個線狀彈簧60之某些區段為一體成形者。藉由將線狀彈簧60彎成鋸齒狀(如圖5所示)，或者將線狀彈簧60彎成一線圈彈簧形狀(如圖6所示)，可形成緩衝單元100。
在此處，第二外殼22之設計為：可使緩衝單元100之安裝位 置位於令線狀彈簧60不會干擾第二外殼22之處。
緩衝單元100係具有一向下之錐形結構。較佳地，緩衝單元100係具有一向下倒置之圓錐漏斗形狀，如圖5、6所示。支撐孔122(support hole)係形成於與穿透孔53相同軸上。較佳地，支撐孔122之一直徑係等於或大於穿透孔53之一直徑。
穿透孔53之一直徑可約略大於線狀彈簧60。穿透孔53之直徑係可設計為使一連接材料(如一焊料)或其他導電材料在線狀彈簧60與形成於第三PCB 50之焊墊51相連接時，經由穿透孔53流出，且連接材料係在第三PCB 50之頂面與底面都連接於線狀彈簧60。
支撐孔122之直徑可約略大於線狀彈簧60之直徑。或者，支撐孔122之直徑可等於或大於穿透孔53之直徑。也就是說，支撐孔122之直徑係可設計為用以避免因線狀彈簧60與靠近支撐孔122之第二外殼22相接觸而產生的干擾情況。
如上述之緩衝單元100結構係具有吸收施於線狀彈簧60上之負載之功能。據此，可減弱施於第三PCB 50中焊墊51上之負載，進而可減弱直接施於用以固定線狀彈簧60之連接單元w上之負載。
同時，在一般組裝程序中，當線軸32與外部導板31結合後，第二外殼22、第二及第三PCB 40、50、及該複數個線狀彈簧60 係連接，然後結合包含有一鏡頭筒(lens barrel)之線軸32、連接第一外殼21、再使用一模具(jig)將第一外殼21裝設於第一PCB 10之上。或者，該些永久磁鐵與磁軛可在連接第一外殼21之前結合。上述組裝順序可依據需求而變動。亦即此組裝程序可直接地在裝置上進行，而不使用模具。在程序中，儘管用以插入、結合包含有鏡頭筒之線軸32之施力是非常大的，且連接單元w係受到此過大施力的負面影響，但緩衝單元100於此係可吸收該過大施力。
也就是說，緩衝單元100係吸收產生於線狀彈簧60中、在線狀彈簧60與第三PCB 50之連接單元w周圍，並受一地心引力之方向拉引之負載；或者因線狀彈簧60被左右晃動而產生之負載(以能量轉換之形式)，如圖2、5、6所示。
因此，可以避免需要再次進行連接作業之問題，或是因連接單元w在組裝過程中被破壞，而使一損壞產品無法使用之情形。據此，可製造出一較可靠的攝影模組。
根據本發明一第二實驗實施例，攝影模組可進一步包括一緩衝件1100，取代第一及第二實施例所使用之緩衝單元100，如圖7、8所示。
緩衝件1100係嵌入於第二外殼22及第三PCB 50之間，如圖7所示。緩衝件1100之功能係藉由吸收產生於提供於第三PCB 50中之該複數個線狀彈簧60中或焊墊51中之力，將施於連接單元w 上之負載分散，藉此以連接該複數個線狀彈簧60和第三PCB 50。
穿透孔53之一直徑可約略大於線狀彈簧60之一直徑。穿透孔53之直徑係可設計為使一連接材料(如一焊料)或其他導電材料在線狀彈簧60與形成於第三PCB 50之焊墊51相連接時，經由穿透孔53流出，且連接材料係在第三PCB 50之頂面與底面都連接於線狀彈簧60。
支撐孔122之直徑可約略大於線狀彈簧60之直徑。也就是說，支撐孔122之直徑係可設計為大於穿透孔53之直徑，以避免因線狀彈簧60與靠近支撐孔122之第二外殼22相接觸而產生的干擾情況。
根據本發明一第三實驗實施例，較佳地，緩衝件1100可被設置於在第二外殼22之上、面對第三PCB 50。儘管未圖示，但緩衝件1100僅可被設置於靠近連接單元w之位置。
緩衝件1100可由一耐衝擊構件(impact-resistant member)如一微孔聚氨基甲酸酯發泡體(microcellular polyurethane foam)形成。例如，PORON(一種氨基甲酸酯材料之衝擊吸收物質)可被使用作為微孔聚氨基甲酸酯發泡體；但不限制於此。任何在施加外力時可隨之彈性變形之材料均可被使用作為緩衝件1100。
緩衝件1100可與焊墊51與穿透孔53之末端以一特定間隔相隔而設，以避免第三PCB 50被扯裂。如圖5所示，緩衝件1100 可被設置於穿透孔53之末端以及焊墊51之末端之間，以固定第三PCB 50與第二外殼22，並減少直接加於用以固定線狀彈簧60之連接單元w上之負載。
另外，緩衝件1100可被設置於第三PCB 50與第二外殼22之間、支撐孔122之末端或者與支撐孔122之末端以一特定間隔相隔而設之一位置(未圖示)，以吸收震盪。
也就是說，如圖7、8所示，緩衝件1100係被設置為有一表面與焊墊51相接觸。據此，產生於線狀彈簧60中並被以一地心引力之方向拉引之負載，或者是在線狀彈簧60被左右晃動時產生之負載，係首先被施於焊墊51上。施於焊墊51上之力係接著被轉移至緩衝件1100。據此，緩衝件1100係藉由彈性地將該力轉換，以能量轉換之形式來吸收負載之能量。
因此，可以避免需要再次進行連接作業之問題，或是因連接單元w在組裝過程中被破壞，而使一損壞產品無法使用之情形。據此，可製造出一較可靠的攝影模組。
根據本發明第四至第六實施例，緩衝單元2100可分別形成於該複數個線狀彈簧60。
較佳地，緩衝單元2100可與各該複數個線狀彈簧60之某區域為一體成形。根據本發明第四實驗實施例，較佳地，緩衝單元2100係形成於靠近線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w、以 及該複數個線狀彈簧60和第二PCB 40之連接單元w’處，如圖9、10所示。
較佳地，各緩衝單元2100係包括第一及第二彎曲部分(curved parts)2110、2120於不會干擾線狀彈簧60第二外殼22之位置，但不限制於此。例如，若有需要，緩衝單元2100可彎曲兩次或以上，以在彎曲點吸收施於線狀彈簧60之負載。
也就是說，如圖3所示，依據施於線狀彈簧60上之負載，第一及第二彎曲部分2110、2120可成為線狀彈簧60之中心，以使其變形為往線狀彈簧60之直線方向。據此，各第一及第二彎曲部分2110、2120周圍之形變係用以吸收施於線狀彈簧60上之負載之功能。因此，施於第三PCB 50中之焊墊51上之負載係可被減弱，進而減弱直接加於用以固定線狀彈簧60之連接單元w上之負載。
根據本發明一第五實驗實施例，緩衝單元2100可形成於靠近線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w處，如圖11所示。也就是說，線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w係對應於懸掛夾持模組30之線狀彈簧60之負載集中之位置。因此，施於線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w之施力係相對大於施於裝設在外部導板31底面上之第二PCB 40之施力。因此，緩衝單元2100可被提供於靠近線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w之位置。
根據本發明一第六實驗實施例，緩衝單元2100可形成於靠近線狀彈簧60和第二PCB 40之連接單元w’處，如圖12所示。如上，配合第二實施例所述，在線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w處是負載集中之位置。儘管緩衝單元2100係裝設於靠近線狀彈簧60和第二PCB 40之連接單元w’、於負載之延伸線之位置，然而負載係在如第一及第二實施例所述之位置被吸收。結果是，施於線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w處之負載可被減小。
根據此結構，緩衝單元2100係吸收產生於線狀彈簧60中、靠近線狀彈簧60與第三PCB 50之連接單元w，並受一地心引力之方向拉引之負載；或者因線狀彈簧60被左右晃動而產生之負載(以能量轉換之形式)，如圖9至12所示。
因此，可以避免需要再次進行連接作業之問題，或是因連接單元w和w’在組裝過程中被破壞，而使一損壞產品無法使用之情形。據此，可製造出一較可靠的攝影模組。
根據本發明一第七實驗實施例，可形成一衝擊吸收單元3100(impact absorption unit)於第二外殼22中，取代緩衝單元100、2100。
也就是說，衝擊吸收單元3100可以一特定深度形成於第二外殼22之側壁上，且可以一個或多個溝槽(grooves)之形式來提供，如圖13至15所示。形成為溝槽形式之衝擊吸收單元3100可具有 一深度，其係小於第二外殼22之厚度。
較佳地，衝擊吸收單元3100係以一特定深度形成於第二外殼22之整體側壁上，以形成一個或多個溝槽。在此處，其溝槽係具有相同深度，且可以特定間隔彼此相隔而設。另外，衝擊吸收單元3100可以一彼此相交之方式形成於第二外殼22之內表面與外表面上，如圖13至15所示。
當衝擊吸收單元3100係如上形成時，第二外殼22之側壁係具有鋸齒狀區段。因此，當一外部衝擊施於第二外殼22上時，形成為具有一溝槽形式之衝擊吸收單元3100之兩壁表面彼此之間變得更加接近，如圖6所示。據此，第二外殼22能夠彈性形變，因此，外界衝擊能量可轉換成第二外殼22之位移能量。因為衝擊吸收單元3100可透過第二外殼22之彈性形變來吸收外界衝擊，故因夾持模組30之運動而產生、且被移轉至線狀彈簧60與第三PCB 50之連接單元w處之負載可減弱，進而減少對連接單元w所造成之破壞。
同樣的，若以單純的彈性形變材料來取代衝擊吸收單元3100，形成第二外殼22之側壁，仍可得到相同效果。然而，若使用的材料太軟(如矽或橡膠)，則可能會影響夾持模組30之作動。因此，彈性形變材料便得維持一特定或更高水平的強度。
同時，根據本發明之攝影模組可進一步包括一屏蔽罩70，其 係具有穿透孔於對應鏡頭模組30之位置，圍繞該複數個線狀彈簧60和第三PCB 50之連接單元w；且係圍繞外殼單元21、22。在此情況下，第三PCB 50可黏合於屏蔽罩70之內週緣表面，如上所述。同時，屏蔽罩70並非絕對不可或缺的元件；可依據外殼單元21、22之結構，來決定是否省略之。
同時，如圖2所示，根據本發明之攝影模組可進一步包括一固定單元80(hook unit)，提供於各四個角或一個或多個表面上，以將屏蔽罩70固定至第一外殼21。固定單元80之位置可落在能容許中心或角落設計之範圍內。固定單元80之數目可為一個或以上。
固定單元80可包括：一固定部81，突伸嵌入第一外殼21中；以及一固定孔82，形成以穿過屏蔽罩70面對固定部81之處。若有需要，其結構亦可設計為以上所述之相反形式構造。
同時，根據本發明之攝影模組可控制一光學影像穩定(OIS)驅動，以降低因掉落而對攝影模組之內部結構造成之衝擊。
圖16係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之一方塊圖。
根據本發明實施例之攝影模組係包括：一位置感測部4100(position detection portion)，用以感測攝影模組之位置；一控制器4110(controller)，用以在位置感測部4100感測出攝影模組之位置係對應攝影模組掉落之情況時，產生一控制訊號；以 及一OIS驅動器4120(OIS driver)，其係對控制器4110所產生之控制訊號做出反應，以降低因掉落而對攝影模組之內部結構造成之衝擊。
也就是說，當攝影模組掉落時，位置感測部4100感測到攝影模組之位置。然後，控制器4110會判定攝影模組感測位置之數據是否滿足攝影模組掉落之情況。
若判定之結果為攝影模組感測位置之數據確實滿足攝影模組掉落之情況，則控制器4110會將控制訊號輸出至OIS驅動器4120。OIS驅動器4120則降低因掉落而對攝影模組之內部結構造成之衝擊。
位置感測部4100可包括下述其中至少一者：一迴轉感應器、一加速度感測器(acceleration sensor)、及一角速度感測器。
圖17係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之一實例之一剖面圖。
根據本發明實施例之攝影模組4200係可為OIS驅動器，由一鏡頭筒移動方法(lens barrel shift method)或一攝影模組傾斜方法(camera module tilt method)所驅動。
如圖17所示，使用鏡頭筒移動方法之攝影模組4200係包括：一鏡頭筒4250，其係包含有至少一鏡片；以及一殼體4210，鏡頭筒4250係嵌入於其中。
另，使用鏡頭筒移動方法之攝影模組之OIS驅動器係移動鏡頭筒4250，且進一步包括：一線圈4220安裝於鏡頭筒4250中；以及磁鐵4230設置於殼體4210之內。
線圈4220及磁鐵4230係分別被裝設於鏡頭筒4250及殼體4210中；其位置可互換。
另外，鏡頭筒4250可由複數個線狀彈簧4260懸掛於殼體4210上。
該複數個線狀彈簧4260係提供鏡頭筒4250左、右操作之彈性。該複數個線狀彈簧4260係與線圈4220相連接，且係提供電流給線圈4220。
也就是說，當電流經由該複數個線狀彈簧4260供給予線圈4220時，線圈4220及磁鐵4230間係產生磁力，據此限制鏡頭筒4250之X軸、Y軸運動。因此，儘管施於鏡頭筒4250之壓力很大，其仍具有一緩衝功能，可避免鏡頭筒4250損壞。
圖18係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之另一實例之一剖面圖。
圖18中所示之攝影模組係包括上述OIS驅動器，由攝影模組傾斜方法所驅動。使用攝影模組傾斜方法之攝影模組4300係包括：一攝影單元4350，用以捕捉一目標物之一光學影像；以及一殼體4330，攝影單元4350係嵌入於其中。
該OIS驅動器可包括：磁鐵4320，安裝於攝影單元4350中；以及線圈4310，設置於殼體4330之內。
OIS驅動器之線圈4310及磁鐵4320係分別裝設於攝影單元4350及殼體4330中；其位置可互換。
另，攝影單元4350可由該複數個線狀彈簧4360懸掛於殼體4330之上，且該複數個線狀彈簧4360係提供電流給線圈4310。
在使用攝影模組傾斜方法之攝影模組4300中，攝影單元4350之X軸、Y軸運動係被線圈4310及磁鐵4320間產生之磁力所限制。據此，可避免攝影單元4350之內部結構損壞。
為了避免攝影單元4350之中心移動，一溝槽4351可形成於攝影單元4350之中心之底部。嵌入於溝槽4351中之一凸塊4370(pivot)可形成於殼體4330之中。
溝槽4351與凸塊4370之功能係為在OIS驅動之前和之後用以平衡攝影單元4350。
此外，溝槽4351可形成於一額外的支撐單元上，該支撐單元係設置於攝影單元4350之下方。
此外，該複數個線狀彈簧4360可用以支撐攝影單元4350至凸塊4370。
另，當OIS驅動之電磁作用消失後，該複數個線狀彈簧4360可用以使攝影單元4350回復至一原始位置；或者，攝影單元4350 可進一步包括用以執行復原功能之一額外的彈性單元。
也就是說，該彈性單元可連接於圖17所示之鏡頭筒4250或者圖18所示之攝影單元4350以及殼體4210、4330。該彈性單元可形成有一構件，如一線狀彈簧或一片狀彈簧(sheet spring)，其係可在供給OIS驅動器之線圈之電源停止而造成電磁作用消失後，具有絕佳復原力；然而，並不限制於此。
如上所述，根據本發明之攝影模組係可基於由位置感測部感測之位置數據，而感測到攝影模組之掉落運動，並驅動OIS驅動器。據此，可避免攝影模組之內部結構因掉落而損壞。
上述關於本發明實施例之說明與圖示中所繪示者並非用以限制本發明。本發明之範疇應由所附之專利範圍之範疇(而非本參考書之說明內文)來定義，且熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。故所有落入本發明範疇之修改均應被理解為被包括於本發明申請範疇之內。
10‧‧‧第一印刷電路板
11‧‧‧影像感測器
20‧‧‧外殼單元
21‧‧‧第一外殼
22‧‧‧第二外殼
22a‧‧‧孔
23‧‧‧第一永久磁鐵
24‧‧‧第二永久磁鐵
25‧‧‧磁軛
30‧‧‧夾持模組
31‧‧‧外部導板
31a、31b、31c、31d‧‧‧第一線圈
32‧‧‧線軸
32a‧‧‧第二線圈
33‧‧‧固定件
34‧‧‧鏡頭
35、36‧‧‧彈簧件
37‧‧‧彈簧穿透孔
40‧‧‧第二PCB
50‧‧‧第三PCB
51‧‧‧焊墊
52‧‧‧終端單元
53‧‧‧穿透孔
55‧‧‧視窗
60‧‧‧線狀彈簧
70‧‧‧屏蔽罩
80‧‧‧固定單元
81‧‧‧固定部
82‧‧‧固定孔
100‧‧‧緩衝單元
122‧‧‧支撐孔
1100‧‧‧緩衝件
2100‧‧‧緩衝單元
2110‧‧‧第一彎曲部分
2120‧‧‧第二彎曲部分
3100‧‧‧衝擊吸收單元
4100‧‧‧位置感測部
4110‧‧‧控制器
4120‧‧‧OIS驅動器
4200、4300‧‧‧攝影模組
4210‧‧‧殼體
4220‧‧‧線圈
4230‧‧‧磁鐵
4250‧‧‧鏡頭筒
4310‧‧‧線圈
4320‧‧‧磁鐵
4330‧‧‧殼體
4350‧‧‧攝影單元
4351‧‧‧溝槽
4360‧‧‧線狀彈簧
4370‧‧‧凸塊
W、W’‧‧‧連接單元
B、C、D、E‧‧‧區域
配合以下所附圖示，將更詳細說明上述及其他本發明實施例之目的、功效、與優點，其中：圖1係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之一平面圖；圖2係根據本發明第一、第二實施例，沿圖1中A-A線繪示 有攝影模組之一剖面圖；圖3係根據本發明一實施例，繪示有攝影模組之一側視圖；圖4係繪示有圖3一屏蔽罩被去除後之攝影模組之一側視圖；圖5係根據本發明第一實施例，繪示有圖2中一B部分之一放大圖；圖6係根據本發明第二實施例，繪示有圖2中B部分之一放大圖；圖7係根據本發明一第三實施例，沿圖1中A-A線繪示有攝影模組之一剖面圖；圖8係根據本發明第三實施例，繪示有圖7中一C部分之一放大圖；圖9係根據本發明一第四實施例，沿圖1中A-A線繪示有攝影模組之一剖面圖；圖10係根據本發明第四實施例，繪示有圖9中一D部分之一放大圖；圖11係根據本發明一第五實施例，沿圖1中A-A線繪示有攝影模組之一剖面圖；圖12係根據本發明一第六實施例，沿圖1中A-A線繪示有攝影模組之一剖面圖；圖13係根據本發明一第七實施例，沿圖1中A-A線繪示有攝 影模組之一剖面圖；圖14、15係根據本發明第七實施例，繪示有一衝擊吸收單元之運作狀態下圖13中之一E部分之放大圖；圖16係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之一方塊圖；圖17係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之一實例之一剖面圖；以及圖18係根據本發明一實施例，繪示有一攝影模組之另一實例之一剖面圖。
10‧‧‧第一印刷電路板
11‧‧‧影像感測器
20‧‧‧外殼單元
21‧‧‧第一外殼
22‧‧‧第二外殼
23‧‧‧第一永久磁鐵
24‧‧‧第二永久磁鐵
25‧‧‧磁軛
30‧‧‧夾持模組
31‧‧‧外部導板
31a‧‧‧第一線圈
32‧‧‧線軸
32a‧‧‧第二線圈
33‧‧‧固定件
34‧‧‧鏡頭
35、36‧‧‧彈簧件
37‧‧‧彈簧穿透孔
40‧‧‧第二PCB
50‧‧‧第三PCB
51‧‧‧焊墊
52‧‧‧終端單元
60‧‧‧線狀彈簧
70‧‧‧屏蔽罩
80‧‧‧固定單元
81‧‧‧固定部
82‧‧‧固定孔
100‧‧‧緩衝單元
W、W’‧‧‧連接單元
B‧‧‧區域

Claims (43)

  1. 一種攝影模組包括：一第一印刷電路板(PCB)，具有一影像感測器裝設於其上；一外殼單元，設置於該第一PCB之上；一夾持模組，在該外殼單元中以一特定間隔與其一底面相隔而設，且具有第一線圈纏捲於其外圍表面，並至少包括鏡頭於其中；一第二PCB，與該夾持模組底面相結合；一第三PCB，設置於該夾持模組之上；以及複數個線狀彈簧，一端與該第二PCB相連接，另一端與該第三PCB相連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其進一步包括多個緩衝單元，各自與一線狀彈簧一體成形於該線狀彈簧連接該第三PCB之一位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之攝影模組，其中該緩衝單元係由將該線狀彈簧彎成鋸齒狀來形成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之攝影模組，其中該緩衝單元係由將該線狀彈簧彎成一線圈彈簧形狀來形成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該外殼單元係包括： 一第一外殼，設置於該第一PCB之一上側；一第二外殼，設置於該第一外殼之一上側，且該第三PCB係裝設於其上；一第一永久磁鐵及一第二永久磁鐵，嵌入於該第一及第二外殼之間；以及多個磁軛，各自設置於該第一永久磁鐵及該第二永久磁鐵之間，以將磁力傳至該夾持模組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該外殼單元係包括：一第一外殼，設置於該第一PCB之一上側上；一第二外殼，設置於該第一外殼之一上側上，且該第三PCB係裝設於其上；一第一永久磁鐵及一第二永久磁鐵，設置於該第一及第二外殼之內部；以及多個磁軛，各自設置於該第一永久磁鐵及該第二永久磁鐵之間，以將磁力傳至該夾持模組。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其進一步包括：一屏蔽罩，其係形成為具有一穿透孔於該第三PCB與該線狀彈簧之一連接單元處，以及對應於一鏡頭模組之一位置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該夾持模組係包 括：一外部導板，該第一線圈便是纏繞於其外週緣表面上；一線軸，被一彈性元件彈性地支撐於該外部導板之一上側上，樞設於該外部導板之內(使其得以上下移動)，並具有一第二線圈，纏捲於其外週緣表面上，其中另裝設有至少一鏡頭；以及一上部彈性元件及一下部彈性元件，分別設置於該線軸之一上側和一下側，用以彈性地支撐該線軸於該外部導板；其中，一空間單元係形成於該第一線圈之一中心，以將磁力施向該第二線圈。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之攝影模組，其中該磁軛朝向該夾持模組之一中心部分係為突起的。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該夾持模組係包括：一外部導板，該第一線圈便是纏繞於該導板之外週緣表面上；一線軸，其係被一彈性元件彈性地支撐於該外部導板上，且樞設於該外部導板之內(使其得以上下移動)，並具有一第二線圈，纏捲於其外週緣表面上，其中另裝設有至少一鏡頭；以及 一上部彈性元件及一下部彈性元件，分別設置於該線軸之上側、下側，用以彈性地支撐該線軸於該外部導板上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之攝影模組，其中該第二PCB係被裝設於該外部導板之一底面上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之攝影模組，其中該第二PCB係以一黏著件固定於該外部導板之該底面上。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該複數個線狀彈簧係由金屬材料製成，且該複數個線狀彈簧係導電至該第二及第三PCB。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該複數個線狀彈簧之數量為至少六個，以使自動對焦控制之兩極之一電源與光學影像穩定裝置之四極之一電源得以經由該複數個線狀彈簧與該第二及第三PCB間的連結關係而提供於該夾持模組。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之攝影模組，其中具有一相同長度之四對該線狀彈簧係分別被設置於該夾持模組之四角。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之攝影模組，其中：該第二線圈係與一下部彈簧電性連接；以及該下部彈簧係與該第二PCB中之該線狀彈簧電性連接。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之攝影模組，其中該第二線圈係直接地與該第二PCB相連接，以使該第二線圈得以導電至該第 二PCB。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之攝影模組，其中一空間單元係形成於該第一線圈之一中心，以使磁力得以施向該第二線圈。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其進一步包括一緩衝件，嵌入於該夾持模組與該第三PCB之間。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之攝影模組，其中該緩衝件係設置於該外殼單元之一頂部、面對該第三PCB之一整體表面上。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之攝影模組，其中該緩衝件係由以微孔聚氨基甲酸酯製成之一耐衝擊構件形成。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之攝影模組，其中該第三PCB係包括一焊墊，其係在中心具有一穿透孔，容該線狀彈簧通過。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之攝影模組，其中該緩衝件係與該穿透孔之一端及該焊墊之一端其中任一者以一特定間隔相隔而設。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之攝影模組，其中該緩衝件係設置於該穿透孔之一端及該焊墊之一端。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其進一步包括一緩衝單元於該複數個線狀彈簧各自之某些區域中。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之攝影模組，其中該多個緩衝單元各自形成於靠近該線狀彈簧與該第三PCB之一連接單元處。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之攝影模組，其中該緩衝單元係形成於該線狀彈簧與該第三PCB之一連接單元處，以及靠近該線狀彈簧與該第二PCB之一連接單元處。
  28. 如申請專利範圍第25項所述之攝影模組，其中該緩衝單元係形成於靠近該線狀彈簧與該第二PCB之一連接單元處。
  29. 如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其進一步包括：一衝擊吸收單元，形成於該外殼單元之一側壁中，當一衝擊產生於該外殼單元時，該衝擊吸收單元會彈性地形變。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之攝影模組，其中該外殼單元係包括：一第一外殼，設置於該第一PCB之一上側；一第二外殼，設置於該第一外殼之一上側，且該第三PCB係裝設於其上；一第一永久磁鐵及一第二永久磁鐵，嵌入於該第一及第二外殼之間；以及多個磁軛，各自設置於該第一永久磁鐵及該第二永久磁鐵之間，以將磁力傳至該夾持模組，其中，該衝擊吸收單元係形成於該第二外殼中。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之攝影模組，其中該衝擊吸收單元係形成於該第二外殼之一側壁。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之攝影模組，其中該衝擊吸收單元係包含有一個或以上的溝槽，以一特定深度形成於該第二外殼之一側壁。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之攝影模組，其中該溝槽係具有一深度，小於該第二外殼之一厚度。
  34. 如申請專利範圍第31項所述之攝影模組，其中：該衝擊吸收單元係包含有三個或以上的溝槽，以一特定深度形成於該第二外殼之整體側壁；該多個溝槽係具有一統一深度；以及該多個溝槽係以一彼此相交、並相隔而設之方式形成於該第二外殼之內部及外部。
  35. 一種攝影模組包括：一位置感測部，用以感測該攝影模組之一位置；一控制器，用以在該位置感測部感測出該攝影模組位置係對應該攝影模組掉落之情況時，產生一控制訊號；以及一OIS(Optical Image Stabilization)驅動器，其係對該控制器所產生之該控制訊號做出反應，以降低因掉落而對該攝影模組之內部結構造成之衝擊。
  36. 如申請專利範圍第35項所述之攝影模組，其中該OIS驅動器係依據一鏡頭筒移動方法及一攝影模組傾斜方法其中任一者 來驅動。
  37. 如申請專利範圍第35項所述之攝影模組，其進一步包括：一鏡頭筒，其係包含有至少一鏡片；以及一殼體，該鏡頭筒係嵌入於其中；其中，該OIS驅動器係移動該鏡頭筒，且係包括：一線圈，安裝於該鏡頭筒中；以及多個磁鐵，設置於該殼體之內。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之攝影模組，其中：該鏡頭筒係由線狀彈簧懸掛於該殼體上，並與該線圈相連接；以及該鏡頭筒係提供電流給該線圈。
  39. 如申請專利範圍第35項所述之攝影模組，其進一步包括：一攝影單元，用以捕捉一目標物之一影像；以及一殼體，該攝影單元係嵌入於其中，其中，該OIS驅動器係移動該攝影單元，且係包括：多個磁鐵，設置於該攝影單元中；以及多個線圈，安裝於該殼體之內。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之攝影模組，其進一步包括：一攝影單元，用以捕捉一目標物之一影像；以及一殼體，該攝影單元係嵌入於其中，其中，該OIS驅動器係移動該攝影單元，且係包括：磁鐵， 設置於該攝影單元中；以及線圈，安裝於該殼體之內。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之攝影模組，其進一步包括：一溝槽，形成於該攝影單元之一中心之一底部，以防止該攝影單元之一中心移動；其中，一凸塊係係形成於該殼體中。
  42. 如申請專利範圍第35項所述之攝影模組，其進一步包括：一彈性單元，用以在該OIS驅動器之一電磁作用消失後，使該攝影單元回復至一原始位置。
  43. 如申請專利範圍第34項所述之攝影模組，其中該位置感測部係包括下述其中至少一者：一迴轉感應器、一加速度感測器、及一角速度感測器。
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