TWI598674B - 攝像模組 - Google Patents

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Description

攝像模組
本發明係主張關於2012年03月05日申請之韓國專利案號No.10-2012-0022190之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
根據本發明之例示性實施例的教示大體上係關於一種攝像模組。
諸如應用至習知攝像模組之音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)的技術難以應用至微型化且低耗電攝像模組，使得對其之研究已活躍地開展起來。
近來，已開發出使用致動器執行自動聚焦操作之攝像模組，藉以證明微型化、低耗電及高效能之價值。可藉由將自動聚焦(auto focus，AF)終端之兩個電極以導電方式連接至印刷電路板自動聚焦(printed circuit board auto focus，PCB AF)墊來控制致動器。
此時，當使用者試圖捕獲影像時，攝像模組之焦點因震動而模糊，如使用者之手部振動，且因此發生捕獲之影像品質降低的情形。亦即，在使用者拿著攝像模組之手中振動之情況下，主體影像移動至不同位置，且因此，攝像機之焦點振動，使得主體影像之模糊現象發生。
手震(hand-shake)校正機構為應用在防止攝影期間由手震造成捕獲影像之品質降低的裝置。習知手震校正機構主要用於數位攝像。此係因為大型的攝像模組比用於行動電話之微型攝像模組易於應用手震校正機構。
然而，伴隨著微型攝像模組如數位攝像機中高品質影像的需求，手震校正機構已被應用至行動微型攝像模組，且因此積極進行開發及 研究手震校正機構方面的嘗試。
因此，本發明已記住在先前技術中出現之以上問題，且本發明之一目標為實施一種具有結構上改良致動器之攝像模組，能夠執行自動聚焦功能及手震校正功能中之至少一者。
為了實現以上目標，本發明之一例示性實施例在一一般態樣中提供一種攝像模組，該攝像模組包含：一PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板，以下稱PCB)，安裝有一影像感測器；一外殼，其中安裝有攝像機構成零件且經組態以保護該影像感測器；一致動器，配置於該外殼上；及一電子電路圖案層，一體地形成於該外殼之一表面上以將該致動器以導電方式連接至該PCB。
此外，該致動器可裝備有自動聚焦功能及手震校正功能中之至少一者。
根據本發明之一第一例示性實施例，該致動器可執行一手震校正功能。
根據本發明之一第二例示性實施例，該致動器可包括配置於最接近該外殼之一位置處之一自動聚焦層，及堆疊於該自動聚焦層之一上表面處以執行該手震校正功能之一OIS(Optical Image Stabilization，光學影像穩定化，以下稱OIS)層。
根據本發明之一第三例示性實施例，該致動器可包括配置於最接近該外殼之一位置處之一OIS層，及堆疊於該OIS層之一上表面處之一自動聚焦層。
同時，根據本發明之該第二例示性實施例及該第三例示性實施例，該OIS層及該自動聚焦層中之每一者可由一個別模組形成，可驅動一透鏡片，且可較佳地執行該手震校正功能及該自動聚焦功能。
根據本發明之第四例示性實施例，該OIS層及該自動聚焦層可一體地形成於一本體中以控制提昇、移位及傾斜一透鏡片。
此外，該PCB由一第一終端單元形成，該OIS層由一第二 終端單元形成，且該自動聚焦層由一第三終端單元形成，其中該第一終端單元、該第二終端單元及該第三終端單元連接至該電子電路圖案層。
此外，該外殼可包括保護該影像感測器之一固定器，及安裝 有至少一或多個透鏡片之一透鏡筒。
此外，該PCB及該電子電路圖案層可以導電方式連接至藉 由焊接及銀(Ag)點之至少一者結合形成的一連接單元。
根據本發明之攝像模組具有以下有利效應：可在無連接元件如習知C-FPCB(Contact Flexible PCB，接觸式軟性印刷電路板)的情況下將致動器直接安裝於與攝像模組本體之表面一體地形成的佈線(wiring)上，因此易於組裝攝像模組。
另一有利效應在於，在致動器經組態以具有手震校正功能及自動聚焦功能中之至少一者的情況下，能夠在攝像模組本體之表面上形成個別功能控制之佈線，藉以省去複雜的連接結構。
10‧‧‧PCB
11‧‧‧第一終端單元
12‧‧‧連接單元
20‧‧‧外殼
21‧‧‧固定器
22‧‧‧鏡筒
23‧‧‧電子電路圖案層
30‧‧‧致動器
30a‧‧‧手震校正層
30b‧‧‧自動聚焦層
31‧‧‧第二終端單元
32‧‧‧第三終端單元
40‧‧‧保護殼
圖1為說明根據本發明之一例示性實施例的攝像模組之立體圖。
圖2為說明根據本發明之一例示性實施例移除圖1之保護殼之攝像模組立體圖。
圖3為說明根據本發明之第一例示性實施例，僅具有手震校正功能之致動器之佈線方法示意圖。
圖4及圖5為說明根據本發明之第二及第三例示性實施例，具有手震校正功能層及自動聚焦功能層之致動器之佈線方法示意圖。
圖6為說明根據本發明之第四例示性實施例，將手震校正功能及自動聚焦功能整合為一模組之致動器之佈線方法示意圖。
【最佳模式】
現在，將參看附圖詳細描述根據本發明之例示性實施例的攝 像模組。
圖1為說明根據本發明之一例示性實施例的攝像模組之透視圖，圖2為說明根據本發明之一例示性實施例移除圖1之保護殼之攝像模組立體圖，圖3為說明根據本發明之第一例示性實施例，僅具有手震校正功能之致動器之佈線方法示意圖，圖4及圖5為說明根據本發明之第二及第三例示性實施例，具有手震校正功能層及自動聚焦功能層之致動器之佈線方法示意圖，及圖6為說明根據本發明之第四例示性實施例，將手震校正功能及自動聚焦功能整合為一模組之致動器之佈線方法示意圖。
參看圖1至圖6，根據本發明之一例示性實施例的攝像模組可包括一PCB(10)、安裝於PCB(10)之上表面處的一外殼(20)、配置於外殼(20)之上表面處的一致動器(30)及接合至外殼(20)之外部的一保護殼(40)。
PCB(10)可具備複數個第一終端單元(11)，且第一終端單元(11)信號可轉移地連接至致動器(30)，且PCB(10)較佳地安裝有一影像感測器(未圖示)。此時，第一終端單元(11)可經由連接單元(12)以導電方式連接至形成於外殼(20)之表面上的電子電路圖案層(23)，其中連接單元(12)可藉由焊接及銀點之至少一者結合形成。
外殼(20)可包括一固定器(21)、一鏡筒(22)及一電子電路圖案層(23)。外殼(20)可由固定器(21)、鏡筒(22)及電子電路圖案層(23)一體地形成，且外殼(20)包括有一透鏡在其中。
固定器(21)較佳地按預定高度(h)形成，以在其中容納影像感測器(如在圖2中所示)，且可具備近似正方形之形狀。鏡筒(22)可具備近似圓柱體之形狀，且在其中安裝有至少一或多個透鏡(未圖示)。在本發明之一例示性實施例中，電子電路圖案層(23)可經形成以在固定器(21)及鏡筒(22)之表面上具有佈線圖案。可使用三個方法形成電子電路圖案層(23)。
首先，第一方法為經由包覆成型(over-molding)之圖案化方法，包覆成型為在製造形式中用以創造零件且改良產品效率之製程。亦即，包覆成型或雙射成型(two-shot molding)為使用兩個個別的模具之射出成型 (injection molding)製程，其中之一材料在另一材料上成型。在此情況下，形成固定器(21)及鏡筒(22)之部分與一材料一起使用，且形成電子電路圖案層(23)之一部分與另一材料一起使用，其中兩個部分經射出成型。 在此情況下，固定器(21)及鏡筒(22)藉由絕緣材料成型，而電子電路圖案層(23)使用導電合成樹脂成型。或者，待形成有電子電路圖案層(23)之部分使用易於金屬電鍍之合成樹脂成型，固定器(21)及鏡筒(22)經射出成型，以使用如電鍍製程之後處理(post-processing)使電子電路圖案層(23)完工。
第二方法為當形成外殼(20)之固定器(21)及鏡筒(22) 含有與光反應及熱反應之雜質時，外殼(20)經射出成型，使用諸如雷射曝光(laser exposure)之表面圖案化工作，射出成型之外殼(20)形成佈線圖案，其佈線圖案將形成電子電路圖案層(23)。在使用以上提到之方法形成電子電路圖案層(23)之情況下，可直接安裝SMD(surface-mount device表面黏著裝置，以下稱SMD)或附屬電子零件，此係因為電子電路圖案層(23)自身具有可導電屬性。
第三方法為使前部金屬化(metalized)，蝕刻非電路部分以用 於圖案化。更具體言之，形成外殼(20)的固定器(21)及鏡筒(22)之整個表面經金屬化，其中僅使形成電子電路圖案層(23)之部分未被觸動，且蝕刻其餘部分以在外殼(20)之表面上一體地形成電子電路圖案層(23)。
同時，若有必要，使用以上提到之技術提供的電子電路圖案 層(23)可形成於外殼(20)之表面之一側上，且可形成於外部曝露之表面及內部未曝露表面上，藉以視用於組件或零件安裝之佈線的必要性而定，電子電路圖案層(23)之配置可選擇性地形成於橫截面或兩側上。
因此，在一情況下，存在安裝許多電子零件之需求，電子電 路圖案層(23)可形成於外殼(20)之表面上以及使用以上提到之方法在外殼(20)背面可安裝零件的部份形成。在一情況下，如上提到，將電子電路圖案層(23)安裝於外殼(20)之表面上，當組裝微型化電子零件時，可有利地減小用於零件之安裝空間。
雖未說明，但除了具有在例示性實施例中如此解釋之致動器 之攝像模組之外，還有可能在使用個別的PCB在電子產品中射出成型之本體上直接且一體地形成電子電路。在此情況下，有可能在形成於射出成型之本體上的電路圖案上直接接合或配置SMD或電子零件。在如上提到配置電子零件之情況下，有可能去除將PCB接合至零件本體之困擾並連接佈線，此係因為不存在製造個別的PCB或接合程序之需求，藉由零件減少的數目來降低製造成本。
致動器(30)可在外殼(20)之上表面直接且以導電方式連 接至電子電路圖案層(23)，而無需諸如C-FPCB之連接元件。導電連接方法可包括任何導電連接方法，包括焊接、使用超音波熔接及導電樹脂之固定法及使用金珠粒(gold beads)之固定法。
致動器(30)可按各種形狀提供，其包括微致動器、矽膠致 動器及音圈馬達，且可適用於包括靜電方法、熱方法、雙壓電(bimorph)晶片方法及靜電力方法之各種方法。
圖3為說明根據本發明之第一例示性實施例的組態為用於 手震校正功能之OIS的致動器(30)之示意圖。
參看圖3，致動器(30)包括在同一層上之複數個第二終端 單元(31)，其中第二終端單元(31)可由形成於PCB(10)上之第一終端單元(11)及電子電路圖案層(23)以導電方式連接。
同時，如在圖4及圖5中所說明，致動器(30)可配置用於 分別執行自動聚焦功能及手震校正功能之個別模組。為此，如圖所示，致動器(30)由一自動聚焦層(30b)可控制地驅動一透鏡片(未圖示)及一手震校正層(30a)可控制地驅動一透鏡片(未圖示)形成，且該等層(30a、30b)可依序堆疊以形成致動器(30)。
如在圖4中所說明，根據本發明之第二例示性實施例，手震 校正層(30a)可配置於致動器之最外區域處，且自動聚焦層(30b)可配置於在外殼(20)附近之區域處。此時，手震校正層(30a)可配置有第二終端單元(31)，且自動聚焦層(30b)可配置有用於控制自動聚焦操作之第三終端單元(32)。
安裝於手震校正層(30a)上之透鏡可經由相對於光軸之移 位及傾斜操作來執行手震校正功能，且安裝於自動聚焦層(30b)上之透鏡可經由相對於光軸之提昇操作來執行自動聚焦功能。
同時，第二終端單元(31)及第三終端單元(32)較佳地按 複數個數目提供。因此，較佳地提供四個或四個以上第二終端單元(31)用於OIS控制，且較佳地提供兩個或兩個以上第三終端單元(32)用於自動聚焦控制。然而，第二終端單元(31)及第三終端單元(32)之數目不限於此，且若有必要，可對照用於控制的驅動單元之增加及減少而增加或減少。
同時，根據如在圖5中說明的本發明之第三例示性實施例， 亦有可能將本發明之第二例示性實施例之手震校正層(30a)及自動聚焦層(30b)之配置顛倒。在此情況下，與根據如在圖5中說明的本發明之第三例示性實施例的手震校正層(30a)不同的結構組態，對自動聚焦層(30b)而言，亦有可能與在第二例示性實施例中之結構組態相同。
此外，根據如在圖6中說明的本發明之第四例示性實施例， 亦有可能設計致動器(30)同時裝備有自動聚焦及OIS功能之組態。在此情況下，蝕刻單一矽基底以形成相對於光軸提昇之自動聚焦單元，且自動聚焦單元經形成以相對於光軸移位及傾斜，因此單一致動器(30)可由第二終端單元(31)及第三終端單元(32)一體地形成。
在致動器(30)按以上方式組態之情況下，一透鏡片可相對 於光軸可控制地提昇、移位及傾斜，以實現攝像模組之微型化及組裝程序之簡化。
同時，保護殼(40)可形成於外殼(20)之外表面處。保護 殼(40)藉由鋼(steel use stainless，SUS，不銹鋼)材料形成以阻止電磁波輸入至攝像模組及/或電磁波自攝像模組之輸出。此外，保護殼(40)較佳地在對應於影像感測器及透鏡之區域形成有一通孔。然而，可省略保護殼(40)，且若有必要，例如，保護殼可由諸如在外殼(20)之外部形成抵抗電磁波之屏蔽塗層的方法替換。
【工業適用性】
如自前述內容顯而易見，根據本發明之例示性實施例的攝像 模組具有以下工業適用性：可在不借助於個別的連接元件之情況下將致動器(30)直接且以導電方式連接至一體地形成於外殼(20)之表面上的電子電路圖案層(23)，以減少零件之數目並盡可能地減少組裝程序中的缺陷產生。
另一工業適用性在於，經由致動器(30)之改良結構，即使 體現了手震校正功能及自動聚焦功能中之至少一者，用於實現此等功能之終端單元(31、32)仍可經由與形成於外殼(20)之表面上的電子電路圖案層(23)之連接而連接至PCB(10)，可有益地實現各功能之擴大。
提供本發明的先前描述，以使任何熟習此項技術者能夠製造 或使用本發明。對於熟習此項技術者而言，對本發明之各種修改將易於顯見，且在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，本文中界定之一般原理可適用於其他變化。因此，本發明並不意欲限制本文中所描述之實例，而應符合與本文中所揭示之原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。
10‧‧‧PCB
20‧‧‧外殼
30‧‧‧致動器
40‧‧‧保護殼

Claims (13)

  1. 一種攝像模組，該攝像模組包含：一印刷電路板，安裝有一影像感測器；一外殼，接合於該印刷電路板上以保護該影像感測器；一致動器，配置於該外殼上，且包括一光學影像穩定化(Optical Image Stabilization)層以執行一手震校正功能及一自動聚焦層以執行一自動聚焦功能；以及一電子電路圖案層，一體地形成於該外殼之一表面上以將該致動器以導電方式連接至該印刷電路板，其中該自動聚焦層及該光學影像穩定化層依序堆疊形成該致動器，其中該自動聚焦層用以驅動一透鏡片及該光學影像穩定化層用以驅動另一透鏡片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之攝像模組，其中該自動聚焦層係配置於最接近該外殼之一位置處，及該光學影像穩定化層係堆疊於該自動聚焦層之一上表面處。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之攝像模組，其中該光學影像穩定化層係配置於最接近該外殼之一位置處，及該自動聚焦層係堆疊於該光學影像穩定化層之一上表面處。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之攝像模組，其中該光學影像穩定化層及該自動聚焦層中之每一者由一個別模組形成來驅動一透鏡片。
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之攝像模組，其中該光學影像穩定化層及該自動聚焦層形成於一單一致動器中以可控制地提昇、移位及傾斜一透鏡片。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之攝像模組，其中該印刷電路板形成一第一終端單元，該光學影像穩定化層形成一第二終端單元，且該自動聚焦層形成有一第三終端單元，且其中該第二終端單元及該第三終端單元分別以導電方式經由該電子電路圖案層連接至該第一終端單元。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之攝像模組，其中該外殼包括保護該影像感測器之一固定器，及以一圓柱體之形狀形成並安裝有至少一或多片透鏡之一透鏡筒。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之攝像模組，其中該印刷電路板及該電子電路圖案層以導電方式連接至藉由焊接及銀(Ag)點中之至少一者結合形成的一連接單元。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之攝像模組，其中該電子電路圖案層具有在該固定器及與該固定器接合的該鏡筒之表面上形成之一佈線圖案。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之攝像模組，其中形成有一通孔之一保護殼提供於該外殼之一外表面處，且其中該保護殼形成有一鋼材料以抵抗一電磁波。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之攝像模組，其中該外殼的外部形成有一屏蔽塗層以抵抗一電磁波。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之攝像模組，其中該單一致動器係由第一終端單元及第二終端單元一體地形成。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之一攝像模組，其中該攝像模組係嵌入於一行動電話。
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