TWI730441B - 影像擷取裝置 - Google Patents

Abstract

一種影像擷取裝置包含電路板、影像傳感器、濾光片切換器、鏡頭以及導熱結構。電路板具有表面。影像傳感器設置於此表面上。濾光片切換器位於此表面上方。鏡頭位於影像傳感器的感光路徑上。導熱結構接觸於電路板與濾光片切換器之間，並具有通道。影像傳感器位於通道內。

Description

影像擷取裝置

本發明是有關於一種影像擷取裝置。

影像擷取裝置是一種將光學影像轉換成電子訊號的設備，廣泛應用在數位相機和其他電子光學設備中。早期影像擷取裝置的感光元件採用類比訊號，如攝像管(video camera tube)。如今，感光元件主要分為感光耦合元件(charge-coupled device,CCD)和互補式金屬氧化物半導體主動像素傳感器(CMOS Active pixel sensor)兩種。

一般來說，若要對電子元件散熱，透過表面接觸的熱傳導方式最為直接。但對於習知的影像擷取裝置來說，其影像傳感器只能透過電路板背面的散熱元件將熱導離。然而，由於影像傳感器的熱量會被電路板阻隔，因此導熱效率差。即便為了增加導熱效率而進一步在電路板中設有貫穿線路，貫穿線路往往會因擁擠的電路板表面空間而受限，從而無法有效發揮其效果。

因此，如何提出一種可解決上述問題的影像擷取裝置，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本發明之一目的在於提出一種可有解決上述問題的影像擷取裝置。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種影像擷取裝置包含電路板、影像傳感器、濾光片切換器、鏡頭以及導熱結構。電路板具有表面。影像傳感器設置於此表面上。濾光片切換器位於此表面上方。鏡頭位於影像傳感器的感光路徑上。導熱結構接觸於電路板與濾光片切換器之間，並具有通道。影像傳感器位於通道內。

於本發明的一或多個實施方式中，導熱結構係至少部分可壓縮的。

於本發明的一或多個實施方式中，導熱結構具有兩接觸面分別接觸電路板與濾光片切換器。兩接觸面係可壓縮的。

於本發明的一或多個實施方式中，導熱結構包含至少一導熱墊片。

於本發明的一或多個實施方式中，至少一導熱墊片的數量為二。此兩導熱墊片分別接觸電路板與濾光片切換器。

於本發明的一或多個實施方式中，導熱結構還包含金屬塊。金屬塊接觸於前述兩導熱墊片之間。通道貫穿前述兩導熱墊片與金屬塊。

於本發明的一或多個實施方式中，導熱結構包含金屬塊以及吸光層。金屬塊熱性連接於電路板與濾光片切換器 之間，並具有內壁面形成通道的至少一部分。吸光層完整塗佈於內壁面。

於本發明的一或多個實施方式中，濾光片切換器包含金屬板。濾光片切換器係以金屬板接觸導熱結構。

於本發明的一或多個實施方式中，電路板還具有金屬線路層。金屬線路層係部分地由前述表面暴露出，並接觸導熱結構。

於本發明的一或多個實施方式中，金屬線路層由前述表面暴露出之部分呈環狀。

綜上所述，在本發明之影像擷取裝置中，影像傳感器所產生的熱量是經由與影像傳感器設置於電路板同一側的導熱結構傳導至濾光片切換器，以達到散熱的目的。由於，熱量的傳遞路徑不需抵達電路板的另一側，因此可有效地提升導熱效率。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

100‧‧‧影像擷取裝置

110‧‧‧盒體

111‧‧‧穿孔

120‧‧‧電路板

120a‧‧‧表面

121‧‧‧金屬線路層

130‧‧‧影像傳感器

140‧‧‧濾光片切換器

141‧‧‧殼體

141a‧‧‧金屬板

150、250‧‧‧導熱結構

160‧‧‧鏡座

170‧‧‧鏡頭

251a、251b‧‧‧導熱墊片

252‧‧‧金屬塊

253‧‧‧吸光層

C‧‧‧通道

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為繪示根據本發明一實施方式之影像擷取裝置的立體圖。

第2A圖為繪示根據本發明一實施方式之影像擷取裝置內 部的部件的立體圖。

第2B圖為繪示第2A圖所示的部件的爆炸圖。

第3圖為繪示第2A圖所示的部件沿著線段3-3的剖面示意圖。

第4圖為繪示影像擷取裝置內部的部件於另一實施方式的剖面示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參照第1圖至第3圖。第1圖為繪示根據本發明一實施方式之影像擷取裝置100的立體圖。第2A圖為繪示根據本發明一實施方式之影像擷取裝置100內部的部件的立體圖。第2B圖為繪示第2A圖所示的部件的爆炸圖。第3圖為繪示第2A圖所示的部件沿著線段3-3的剖面示意圖。以下將詳細介紹本實施方式之影像擷取裝置100所包含的各元件的結構、功能以及各元件之間的連接關係。

如第1圖至第3圖所示，於本實施方式中，影像擷取裝置100包含盒體110以及位於盒體110內的電路板120、影像傳感器130、濾光片切換器140、導熱結構150、鏡座160以 及鏡頭170。電路板120具有表面120a。影像傳感器130設置於電路板120的表面120a上。濾光片切換器140位於電路板120的表面120a上方。濾光片切換器140能夠經由操作選擇性地過濾特定類型的光線，藉以僅允許所述特定類型的光線以外其他類型的光線通過。舉例來說，濾光片切換器140為紅外線濾光片切換器，能夠選擇性地過濾紅外光，藉以僅允許紅外光以外其他類型的光線通過，但本發明並不以此為限。導熱結構150接觸於電路板120與濾光片切換器140之間，並具有通道C。亦即，導熱結構150實質上呈環狀，如第2B圖所示。影像傳感器130位於通道C內。鏡座160設置於電路板120的表面120a上，並固定濾光片切換器140。於一些實施方式中，鏡座160係藉由螺絲鎖附至電路板120，但本發明並不以此為限。於一些實施方式中，濾光片切換器140係藉由黏合方式固定至鏡座160，但本發明並不以此為限。另外，盒體110具有穿孔111。鏡頭170固定至鏡座160，並卡合於盒體110的穿孔111而露出於盒體110外。鏡頭170係位在影像傳感器130的感光路徑上，影像傳感器130藉以經由鏡頭170擷取盒體110外的景象而產生對應之影像。此外，濾光片切換器140也位在影像傳感器130的感光路徑上，濾光片切換器140得以選擇性地僅允許特定類型的光線抵達影像傳感器130。也就是說，外界光線通過鏡頭170與濾光片切換器140進入導熱結構150的通道C內而抵達影像傳感器130。於本實施方式中，濾光片切換器140位在鏡頭170與影像傳感器130之間，外界光線通過鏡頭170進入，能夠被濾光片切換器140過濾，進入導熱結構150的通 道C內而抵達影像傳感器130。

藉由前述結構配置，影像傳感器130所產生的熱量即可經由與影像傳感器130設置於電路板120同一側的導熱結構150傳導至濾光片切換器140，以達到散熱的目的。由於，熱量的傳遞路徑不需抵達電路板120的另一側，因此可有效地提升導熱效率。

於一些實施方式中，導熱結構150為導熱墊片。導熱結構150係可壓縮的，因此導熱結構150分別接觸電路板120與濾光片切換器140的兩接觸面亦為可壓縮的，進而可緊密地貼合至電路板120與濾光片切換器140。換言之，可壓縮的導熱結構150可確保其以面接觸的形式接觸電路板120與濾光片切換器140，進而可有效地減少熱阻。

於一些實施方式中，導熱結構150係以不透光材質所製成，因此可提供遮光之效果，進而可避免周圍的雜亂光線經由電路板120與濾光片切換器140之間的間隙抵達影像傳感器130而影響其成像品質。

於一些實施方式中，如第3圖所示，濾光片切換器140包含殼體141。殼體141的一部分由金屬板141a所構成。殼體141的其他部分例如由塑料所構成。濾光片切換器140係以金屬板141a接觸導熱結構150，進而可將影像傳感器130所產生的熱量快速地導到金屬板141a而不會蓄積於導熱結構150。另外，金屬板141a還提供較大的面積可將熱量散逸到空氣中。於一些實施方式中，金屬板141a可由一金屬基材藉由沖壓製程而製作出，但本發明並不以此為限。於其他一些實施 方式中，濾光片切換器140的殼體141亦可全部由金屬製成。

於一些實施方式中，如第2B圖與第3圖所示，電路板120還具有金屬線路層121。金屬線路層121係部分地由電路板120的表面120a暴露出，並接觸導熱結構150。藉此，金屬線路層121即可將影像傳感器130所產生的熱量快速地導到導熱結構150，進而可進一步提升導熱效率。於一些實施方式中，金屬線路層121由電路板120的表面120a暴露出之部分呈環狀，且其形狀實質上與導熱結構150用以接觸電路板120的接觸面的形狀匹配，進而可進一步提升導熱效率。

請參照第4圖，其為繪示影像擷取裝置100內部的部件於另一實施方式的剖面示意圖。本實施方式係針對第3圖所示的實施方式中的導熱結構150進行修改，因此電路板120、影像傳感器130、濾光片切換器140、鏡座160以及鏡頭170等元件可參照上文相關描述，在此恕不贅述。

具體來說，於本實施方式中，導熱結構250包含兩導熱墊片251a、251b以及金屬塊252。兩導熱墊片251a、251b分別接觸電路板120與濾光片切換器140。金屬塊252接觸於兩導熱墊片251a、251b之間，進而熱性連接於電路板120與濾光片切換器140之間。所謂的「熱性連接」，其意思可以是指連接之後能進行熱能的傳遞。通道C貫穿兩導熱墊片251a、251b與金屬塊252。亦即，兩導熱墊片251a、251b與金屬塊252皆實質上呈環狀。兩導熱墊片251a、251b係可壓縮的，因此兩導熱墊片251a、251b分別接觸電路板120與濾光片切換器140的兩接觸面以及分別接觸金屬塊252的兩接觸面亦 為可壓縮的，進而可緊密地貼合至電路板120、濾光片切換器140與金屬塊252。換言之，可壓縮的兩導熱墊片251a、251b可確保其以面接觸的形式接觸電路板120、濾光片切換器140與金屬塊252，進而可有效地減少熱阻。

於一些實施方式中，本實施方式的兩導熱墊片251a、251b的材料與第3圖所示的導熱結構150相同。本實施方式的導熱結構250的厚度實質上與第3圖所示的導熱結構150相同。本實施方式的金屬塊252的厚度大於兩導熱墊片251a、251b的厚度，且金屬塊252的熱導率大於兩導熱墊片251a、251b的熱導率。藉此，本實施方式的導熱結構250的整體熱導率可大於與第3圖所示的導熱結構150的熱導率。

於一些實施方式中，金屬塊252具有內壁面形成通道C的至少一部分。導熱結構250還包含吸光層253。吸光層253完整塗佈於金屬塊252的內壁面。藉此，即可在外界光線通過鏡頭170、濾光片切換器140與導熱結構250而抵達影像傳感器130的過程中，避免此光線被金屬塊252的內壁面反射而影響影像傳感器130的成像品質。

由以上對於本發明之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，在本發明之影像擷取裝置中，影像傳感器所產生的熱量是經由與影像傳感器設置於電路板同一側的導熱結構傳導至濾光片切換器，以達到散熱的目的。由於，熱量的傳遞路徑不需抵達電路板的另一側，因此可有效地提升導熱效率。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和 範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

120‧‧‧電路板

120a‧‧‧表面

121‧‧‧金屬線路層

130‧‧‧影像傳感器

140‧‧‧濾光片切換器

141‧‧‧殼體

141a‧‧‧金屬板

150‧‧‧導熱結構

160‧‧‧鏡座

170‧‧‧鏡頭

C‧‧‧通道

Claims (13)

1. 一種影像擷取裝置，包含：一電路板，具有一表面；一影像傳感器，設置於該表面上；一濾光片切換器，位於該表面上方；一鏡頭，位於該影像傳感器的感光路徑上；以及一導熱結構，接觸於該電路板與該濾光片切換器之間，且該導熱結構位於該電路板的該表面與該濾光片切換器之間，該導熱結構並具有一通道，其中該影像傳感器位於該通道內。
2. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該導熱結構係至少部分可壓縮的。
3. 如請求項2所述之影像擷取裝置，其中該導熱結構具有兩接觸面分別接觸該電路板與該濾光片切換器，並且該兩接觸面係可壓縮的。
4. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該導熱結構包含至少一導熱墊片。
5. 如請求項4所述之影像擷取裝置，其中該至少一導熱墊片的數量為二，並且該兩導熱墊片分別接觸該電路板與該濾光片切換器。
6. 如請求項5所述之影像擷取裝置，其中該導熱結構還包含一金屬塊，該金屬塊接觸於該兩導熱墊片之間，並且該通道貫穿該兩導熱墊片與該金屬塊。
7. 如請求項1所述之影像擷取裝置，其中該電路板還具有一金屬線路層，該金屬線路層係部分地由該表面暴露出，並接觸該導熱結構。
8. 如請求項7所述之影像擷取裝置，其中該金屬線路層由該表面暴露出之部分呈環狀。
9. 一種影像擷取裝置，包含：一電路板，具有一表面；一影像傳感器，設置於該表面上；一濾光片切換器，位於該表面上方；一鏡頭，位於該影像傳感器的感光路徑上；以及一導熱結構，接觸於該電路板與該濾光片切換器之間，並具有一通道，其中該影像傳感器位於該通道內；其中該導熱結構包含：一金屬塊，熱性連接於該電路板與該濾光片切換器之間，並具有一內壁面形成該通道的至少一部分。
10. 如請求項9所述之影像擷取裝置，其中該導 熱結構包含一吸光層，該吸光層完整塗佈於該內壁面。
11. 如請求項9所述之影像擷取裝置，其中該導熱結構包含兩導熱墊片，該兩導熱墊片分別接觸該電路板與該濾光片切換器，該金屬塊接觸於該兩導熱墊片之間，並且該通道貫穿該兩導熱墊片與該金屬塊。
12. 如請求項9所述之影像擷取裝置，其中該電路板還具有一金屬線路層，該金屬線路層係部分地由該表面暴露出，並接觸該導熱結構。
13. 一種影像擷取裝置，包含：一電路板，具有一表面；一影像傳感器，設置於該表面上；一濾光片切換器，位於該表面上方；一鏡頭，位於該影像傳感器的感光路徑上；以及一導熱結構，接觸於該電路板與該濾光片切換器之間，並具有一通道，其中該影像傳感器位於該通道內；其中該濾光片切換器包含一金屬板，並且該濾光片切換器係以該金屬板接觸該導熱結構。

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