TWI606727B

TWI606727B - 攝影模組

Info

Publication number: TWI606727B
Application number: TW102113527A
Authority: TW
Inventors: 吳相允
Original assignee: Ｌｇ伊諾特股份有限公司
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2017-11-21
Also published as: KR102123582B1; TW201424365A; WO2014092250A1; US9485396B2; US20150296106A1; KR20140077301A

Description

攝影模組

本發明係主張關於2012年12月14日申請之韓國專利案號No.10-2012-0145920之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。

本發明之非限制性示例實施例係有關於一種攝影模組。

一般而言，一微型化、低耗能的攝影模組很難被應用於傳統攝影模組所使用之一音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)技術上；因此，針對解決上述缺點之研究蓬勃發展。

裝設於微型化電子裝置(如智慧型手機)之一攝影模組在使用時常會受到震動，亦可能在拍攝過程中被使用者的手所晃動。有鑑於上述缺點，近來發展出額外安裝一手震補償機構之攝影模組。

一光學影像穩定(Optical Image Stabilization，OIS)模組習慣上可被分類為：一透鏡移位OIS模組，其係對應沿X軸、Y軸移動之一物體而水平移動一透鏡；一感測器移位OIS模組，其係水平移動一影像感測器；以及一模組傾斜OIS模組，其係水平移動一自動對焦模組。

據此，本發明之一目的係提供一種具有一OIS功能之攝影模組。

為解決上述問題，本發明之一示例性實施例係提供一種攝影模組，其包括：一印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)，設置有一影像感測器(image sensor)；一外罩(housing)，設置於該印刷電路板之一上表面上並與其耦接；一夾持模組(holder module)，與該外罩之一底面以一預設距離相隔而設，其一周緣捲繞有一第一線圈，且其中包括至少一個或一個以上之透鏡；一連接部分(connecting portion)，設置於該夾持模組之一上表面上並與其耦接，且包括一導電圖案(conductive pattern)；一板狀構件(plate member)，耦接於該夾持模組之一底面；以及複數個線彈簧(wire springs)，其一端與該連接部分連接，另一端與該板狀構件連接。

較佳地，但非必要，該夾持模組可包括：一外部導板(outer blade)，以一第一線圈捲繞在一外周緣；以及一捲線軸(bobbin)，該捲線軸設置於該外部導板之一中心、排列有該透鏡、以及以一第二線圈固定於該外周緣。

較佳地，但非必要，該連接部分可由形成在該外罩之一表面上之一導電圖案來形成。

較佳地，但非必要，電子電路圖案層(electronic circuit pattern layer)可形成於該外罩之一外露表面及一內表面其中至少之一上。

較佳地，但非必要，該電子電路圖案層可包括一金屬層，其係使用一導電材料，以一塗覆方法及一電鍍方法其中任何一種方法形成。

較佳地，但非必要，該外罩可包括：一第一外罩，設置於該PCB之一上表面；一第二外罩，設置於該第一外罩之一上表面；第一及第二永久磁鐵(permanent magnets)，***該第一及第二外罩之間；以及一磁軛(yoke)，設置於該第一及第二永久磁鐵之間，或設置於該第一及第二外罩之一內側面，以傳送磁力(magnetic force)至該夾持模組；其中，該第一外罩之上表面以及該第一及第二外罩之一側之一牆面被該電子電路圖案層所覆蓋。

較佳地，但非必要，該磁軛係形成一中心部分，朝向該夾持模組。

較佳地，但非必要，該電子電路圖案層可與該第一及第二外罩之表面整合成型。

較佳地，但非必要，該外罩可進一步包括一屏蔽罩(shield can)，其於對應該連接部分及該線彈簧間之一連接單元以及透鏡模組處具有一穿孔，以圍繞該連接部分。

較佳地，但非必要，該夾持模組可包括上部及下部彈性元件，分別設置於該捲線軸之一上表面及一下表面，以對應於該外部導板彈性地支撐該捲線軸；其中，該第一線圈之中心形成有一空間單元，以使磁力作用得以施於該第二線圈的方向。

較佳地，但非必要，該電子電路圖案層可與一端子單元整合成型於與該PCB相連接之區域。

較佳地，但非必要，該線彈簧可由一金屬材料形成，與該連接部分及該板狀構件相連接。

較佳地，但非必要，可提供至少六個或更多的線彈簧，經由與該連接部分及該板狀構件之連接，以提供該夾持模組兩極性電力用以自動對焦控制(auto focusing control)以及四極性電力用以驅動一OIS。

較佳地，但非必要，可設置總共八個線彈簧於該夾持模組之四個角落，每個角落各有兩個線彈簧，且該線彈簧具有一相同長度。

根據本發明示例性實施例之攝影模組具有之功效優點為：提供電力給一線彈簧之連接部分可由一導電圖案來取代(而非習知慣用的FPCB)，藉以提供一種高可靠度的攝影模組，對於外界衝擊造成的短路(short-circuit)具有低易感性(susceptibility)。

另一功效優點為：儘管該連接部分可形成於一獨立基板之一表面上，但該連接部分可整合成型於一現有外罩之上，進而縮小安裝一FPCB所需之空間，以使該攝影模組之尺寸能達到微型化。

10‧‧‧印刷電路板

11‧‧‧影像感測器

20‧‧‧外罩

21‧‧‧第一外罩

22‧‧‧第二外罩

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~31d‧‧‧第一線圈

32‧‧‧捲線軸

32a‧‧‧第二線圈

33‧‧‧固定件

34‧‧‧透鏡

35‧‧‧彈性元件

36‧‧‧下部彈簧

37‧‧‧彈簧穿孔

40‧‧‧板狀構件

50‧‧‧連接部分

52‧‧‧端子單元

60‧‧‧線彈簧

70‧‧‧屏蔽罩

80‧‧‧勾部

81‧‧‧勾

100‧‧‧導電圖案

w、w’‧‧‧連接單元

圖1係根據本發明一示例性實施例，繪示一攝影模組之一平面示意圖；圖2係沿圖1中A-A線繪示之一剖面圖；圖3、4係根據本發明一示例性實施例，分別繪示一攝影模組之側視圖；圖5係根據本發明一示例性實施例，繪示具有一導電圖案之一外罩之示意圖；圖6係根據本發明另一示例性實施例，繪示具有一導電圖案之一攝影模組之示意圖；以及圖7係根據本發明一示例性實施例，繪示具有一導電圖案之一外罩之示意圖。

《最佳模式》

以下將配合所附圖式，詳細說明根據本發明示例性實施例之一攝影模組。

參閱圖1之平面示意圖及圖2沿圖1中A-A線繪示之剖面圖，根據本發明一示例性實施例之一攝影模組可包括：一PCB 10；一外罩20；一夾持模組30；一板狀構件40；一連接部分50；一線彈簧60：以及一導電圖案100。

一影像感測器11設置於PCB 10約略中心之位置。PCB 10可設置用以操作影像感測器11之構成組件，或可設置複數個可提供電力、輸出影像感測器11資訊之端子單元。外罩20係設置於PCB 10之一上表面，以形成該攝影模組之一框架。根據本發明一示例性實施例，外罩20可包括：第一及第二外罩21、22；第一及第二永久磁鐵23、24；以及磁軛25。

作為一基座之第一外罩21係設置於PCB 10之一上表面，且係以一預設距離與影像感測器11相隔而設。外罩21可進一步設置一濾光元件(filter member)，其係在需要時用以對入射至影像感測器11之一影像進行濾波。第二外罩22係裝置在第一外罩21之一頂面上，以覆蓋第一外罩21。一開口形成在第二外罩22大約之中心，以使一影像得以被傳送至影像感測器11。第二外罩22之一上表面可設置一連接部分50(將在下文中說明)。

第一及第二永久磁鐵23、24係***第一和第二外罩21、22之間，以使磁力得以施於夾持模組30。第一及第二永久磁鐵23、24每一個可具有相同尺寸。另外，在設計容許範圍內，第一及第二永久磁鐵23、24和磁軛25可設置在第一和第二外罩21、22之一內側面。

同時，若第一及第二永久磁鐵23、24之尺寸變大，藉由小電流增加一光學影像穩定(OIS)驅動；及若第一及第二永久磁鐵23、24每一個由一預設尺寸構成，則因設置在對應第一及第二永久磁鐵23、24位置的第一及第二線圈31a、32a中流通之電流增加，OIS驅動會隨之增加。因此，隨著第一及第二永久磁鐵23、24之尺寸變大，OIS驅動會跟著變好，進而可在設計容許值範圍內設計一最佳尺寸。

磁軛25係***第一及第二永久磁鐵23、24之間。另外，磁軛25之中心具有一突起形狀，以使第一及第二永久磁鐵23、24可對夾持模組30之一內部空間產生磁力作用。較佳地，磁軛25與第一及第二永久磁鐵23、24中每一個具有一相同寬度，且磁軛25之中心係突起為一預設大小；較佳地，每一組第一及第二永久磁鐵23、24與磁軛25形成約為”T”形。

夾持模組30係以一預設距離與外罩20之一底面相隔而設，且包括一外部導板31以及一捲線軸32。夾持模組30在以線彈簧60懸掛時可進行水平、垂直方向之一鐘擺運動(pendulum movement)。彈性元件35被提供於外部導板31之一上表面及一下表面，且彈性元件35可彈性地支撐捲線軸32之一垂直運動。

請參閱圖1，總共四個第一線圈31a至31d係分別纏捲於外部導板31之四個外側面上，且被第一線圈31a至31d纏捲之外部導板31之該四個外側面之中央部分係空出的、沒有線圈。磁軛25係配置於對應該空出空間之位置，其中磁軛25可局部***該空出的空間之中。

可使用一固定件33(fixation member)(如一雙面膠(double-sided tape)或一黏著劑(adhesive))來固定外部導板31和板狀構件40。外部導板31係以複數個線彈簧60懸掛，且設置於第一外罩21之一底面上，以隨第一及第二永久磁鐵23、24之磁力與第一線圈31a至31d之交互作用水平地或垂直地運動(如圖2中箭頭所示)。另外，外部導板31可提供複數個彈簧穿孔37(spring through holes)，以使線彈簧60得以穿過彈簧穿孔37與板狀構件40相連接。。

捲線軸32被設置於外部導板31中，以使其得以進行垂直運動。捲線軸32內安裝有至少一個或一個以上之透鏡34。捲線軸32係以一第二線圈32a捲繞於一外週緣上；其中，透過經由不設第一線圈31a至31d之穿孔空間所施加之磁力交互作用，第二線圈32a可進行捲線軸32上升起及下降之操作。儘管在磁軛25之尺寸變大時，一自動對焦驅動(AF driving)隨之改善，但亦可能是因一最佳化設計值(optimal design value)而改變的。因此，藉由捲線軸32之升降，傳送至影像感測器11之一影像之一焦距可被自動調整。

較佳地，板狀構件40係由一導電金屬材料形成，且如上述般設置於外部導板31之底面上，並與線彈簧60相連接，以提供電力給第一線圈31a至31d；此處可使用任何一種能夠應用一焊料或其他導電材料之連接方法。

亦即，板狀構件40之一連接單元w’可分別被相連到第一線圈31a及第二線圈32a，藉由傳送經由線彈簧60供應之電力至第一及第二線圈31a、32a，如圖2所示，來形成一電磁力(electromagnetic force)。

此時，第二線圈32a可直接與板狀構件40相連接，或可先與一下部彈簧36(bottom spring)相連接，然後下部彈簧36再與板狀構件40相連接，如圖2所示。

連接部分50可被固定於第二外罩22之一上表面；其中，經由連接至PCB 10之連接部分50之一端子單元52傳輸之電力，係透過連接至板狀構件40之線彈簧60被傳輸至板狀構件40。此處可使用任何一種能夠應用一焊料或其他導電材料之連接方法。

請參閱圖2、3、4，連接部分50係覆蓋第一及第二外罩21、22之一側之牆表面，其中一視窗65(window)可形成於與第一及第二永久磁鐵23、24及磁軛25相對之一表面上，以避免其間的干擾。這是一種迴避配置(avoidance configuration)的方式，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)等等)直接黏著於一屏蔽罩70(shield can)(將在下文中說明)上。

根據本發明一示例性實施例，如圖2至5所示，連接部分50可藉由利用形成一導電圖案100之技術來形成佈線(wiring)於一表面上。此技術主要可分為三類。

一第一方法係使用一雙重成型(dual forming)之一種電鍍方法(electroplating method)，其中主體部分形成連接部分50以及另一部分形成設置有電子電路圖案層100之外露側牆表面，係使用不同的合成樹脂材料射出成型。也就是說，連接部分50射出成型方式，如同外罩20之一主體單元係使用一絕緣材料射出成型，而用以形成電子電路圖案層100之側壁部分係使用一導電合成樹脂(conductible synthetic resin)或者一易鍍金屬合成樹脂材料(metal plating-easy synthetic resin)射出成型來形成，而電子電路圖案層100係使用一後製程(post processing)(如電鍍)來完成。

第二種方法係為：連接部分50係射出成型來形成，包含有對光及熱反應之雜質(impurities)，且形成具有電子電路圖案層100之外露側牆表面係透過對射出成型之連接部分50進行一表面圖案化製程(surface patterning process)(如雷射微影製程(laser lithography))來進行雷射曝光(laser-expose)，以形成電子電路圖案層100於其上。

同時，第三種方法係金屬化一整個表面；連接部分50之一整個表面被金屬化以形成電子電路圖案層100於外露表面上。

同時，如上述第一、二、三種方法所形成之電子電路圖案層100可進一步形成一金屬層，其係使用一導電材料，由塗覆法或電鍍法其中任何一種方法來形成。

根據本發明另一示例性實施例，如圖6、7所示，電子電路圖案層100可取代連接部分50直接形成於第一及第二外罩21、22之表面上。在此情況下，電子電路圖案層100可代替連接部分50之功能，其中電子電路圖案層100可直接形成於第一及第二外罩21、22之表面上，以提供電給線彈簧60，並避免連接部分50因一外界衝擊而短路。

若使用電子電路圖案層100來形成佈線，則圖2、6中所示之端子單元52可與電子電路圖案層100整合成型，且另外由一金屬材料製成之一終端模組亦可附接於其上。

上述之結構可使因一外界衝擊導致之短路發生率降到最低，並可省去用以設置使用FPCB之連接部分50之一額外空間，以使攝影模組之尺寸最小化。

線彈簧60之兩端係與板狀構件40及連接部分50相連接。此處，如圖2所示，線彈簧60之一端係連接至連接部分50，其中連接至連接部分50之線彈簧60供應透過端子單元52所輸入之電力至板狀構件40，以使第一及第二線圈31a、32a得以與第一及第二永久磁鐵23、24交互作用。

另外，線彈簧60之另一端係穿過形成在外部導板31之一彈簧穿孔37，以被連接至設置於外部導板31之一底面之板狀構件40，如圖2所示。

此時，線彈簧60之另一端(未繪示)係與形成在板狀構件40上之一電極墊(未繪示)及連接部分50相連接，該電極墊(未繪示)之中心部分係形成有一穿孔(未繪示)，線彈簧60係從此穿過；此處可使用任何一種能夠使用一焊料或其他導電材料之連接方法。

根據上述結構，外部導板31可懸掛於線彈簧60上，以一預設距離與第一外罩21之底面相隔而設。因而，外部導板31可因第一線圈31a和第一及第二永久磁鐵23、24間的交互作用進行鐘擺運動，利用第一線圈31a和第一及第二永久磁鐵23、24間的交互作用以補償因手震造成外部導板31之震動。為達此目的，線彈簧60係較佳地由能夠承受衝擊之一導電彈性金屬材料形成。

同時，線彈簧60較薄的厚度儘管在一低電流下仍具有較佳的手震補償能力；然而，其厚度可隨一最佳化設計值而變動。較佳地，線彈簧60之厚度係介於數μm至數百μm之間，更佳地介於1μm至100μm之間。

進一步，需要設置至少六個或更多的線彈簧60，經由與板狀構件40及連接部分50之連接，以供應夾持模組30兩極性電力用以自動對焦控制以及四極性電力以供驅動一OIS。

請參閱圖1、2，根據本發明示例實施例，較佳地可設置總共八個線彈簧於夾持模組30之四角落，每個角落各設兩個線彈簧，且各線彈簧之長度相等，以維持平衡。

同時，如圖2所示，若進一步包括一額外的第三外罩(如一屏蔽罩70)，因為第一及第二永久磁鐵23、24及磁軛25利用環氧樹脂等固定地耦接至屏蔽罩70，藉由形成一視窗用以避免形成一耦接部分，連接部分50覆蓋第一及第二外罩21、22之一側牆面。

屏蔽罩70可形成一穿孔於對應夾持模組30之位置，接近連接部分50及線彈簧60間之一連接單元w，以圍繞外罩21、22。

同時，如圖2所示，一勾部80(hook unit)可形成於屏蔽罩70之四個面或至少一個或一個以上之面上，以將屏蔽罩70固定至第一外罩21上；其中，在設計容許範圍內，其可位在中心或邊緣區域，且勾部80可為單一個或複數個。勾部80可包括：一勾81(hook)，自第一外罩21突起形成；以及一勾孔82(hook hole)，穿設於屏蔽罩70，與勾81相對。若有需要，勾部80之結構可有所不同。

上述關於本發明之說明被提供以使熟悉此項技術者能夠製造或使用本發明。關於本發明之各種修改與變化對於熟悉此項技術者而言為顯而易見，且本發明可被應用於各種其他修改及實施例，而不悖離本發明原理的精神及範疇。因此，本發明使用許多說明性實施例來描述實施例，顯而易見，其並非用以限制本發明，而是能夠對本發明所揭示之原理及新穎功能之範疇作出最寬之主張。

《產業利用性》

綜上所述，根據本發明一示例實施例之攝影模組具有產業利用性，其係適用於小體積可攜式電子裝置(如行動終端及平板電腦等)中所使用之小尺寸攝影模組。

22‧‧‧第二外罩

100‧‧‧導電圖案

Claims

一種攝影模組，包括：一印刷電路板(PCB)，設置有一影像感測器；一外罩，設置於該印刷電路板之一上表面上並與其耦接；一夾持模組，位於該外罩上，且包括一外部導板，及一捲線軸設置於該外部導板內側且耦接於至少一個透鏡；一第一線圈，其設置於該捲線軸一周緣；一磁鐵，藉由與該第一線圈交互作用移動該捲線軸；一第二線圈，藉由與該磁鐵交互作用移動該夾持模組；一連接部分，設置於該外罩上，且包括一導電圖案；一板狀構件，耦接於該夾持模組之一底面；以及複數個線彈簧，其一端連接至該連接部分，另一端連接至該板狀構件，其中提供至少六個的線彈簧，經由與該連接部分及該板狀構件之連接，以提供該夾持模組兩極性電力用以自動對焦控制及四極性電力用以驅動一光學影像穩定器(OIS)，其中總八個線彈簧位於夾持模組之四角落，每個角落各設兩個線彈簧，且各線彈簧之長度相等。
如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該連接部分係由形成在該外罩之一表面之一導電圖案來形成。
如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該導電圖案係形成於該外罩之一外露表面及一內表面其中至少之一上。
如申請專利範圍第3項所述之攝影模組，其中該導電圖案包括一金屬層，其係使用一導電材料，以一塗覆方法及一電鍍方法其中任何一種方法形成。
如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該外罩包括：一第一外罩，設置於該PCB之一上表面；以及一第二外罩，設置於該第一外罩之一上表面；其中該磁鐵***該第一外罩及該第二外罩之間。
如申請專利範圍第5項所述之攝影模組，其中一磁軛係形成該磁鐵的一中心部分，朝向該夾持模組突伸。
如申請專利範圍第5項所述之攝影模組，其中該導電圖案係與該第一及該第二外罩之表面整合成型。
如申請專利範圍第5項所述之攝影模組，其中該外罩係進一步包括一屏蔽罩，其在對應該連接部分及該些線彈簧間之連接部分以及該夾持模組之位置具有一穿孔，以圍繞該外罩連接部分。
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上部及下部彈性元件，各自設置於該捲線軸之一上表面及一下表面，以對應該外部導板彈性地支撐該捲線軸；其中，該第二線圈之中心形成有一空間單元，以使磁力得以施於該第一線圈的方向。
如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該導電圖案係與一端子單元整合成型於與該PCB相連接之一區域。
如申請專利範圍第1項所述之攝影模組，其中該些線彈簧係由一金屬材料形成，與該連接部分及該板狀構件相連接。
一智慧型手機，其包括一攝影模組，該攝影模組包括：一印刷電路板(PCB)，設置有一影像感測器；一外罩，設置於該印刷電路板之一上表面上並與其耦接；一夾持模組，位於該外罩上，且包括一外部導板，及一捲線軸設置於該外部導板內側且耦接於至少一個透鏡；一第一線圈，其設置於該捲線軸一周緣；一磁鐵，藉由與該第一線圈相互作用移動該捲線軸；一第二線圈，藉由與該磁鐵相互作用移動該夾持模組；一連接部分，設置於該外罩上，且包括一導電圖案；一板狀構件，耦接於該夾持模組之一底面；以及複數個線彈簧，其一端連接至該連接部分，另一端連接至該板狀構件，其中提供至少六個的線彈簧，經由與該連接部分及該板狀構件之連接，以提供該夾持模組兩極性電力用以自動對焦控制及四極性電力用以驅動一光學影像穩定器(OIS)，其中總八個線彈簧位於夾持模組之四角落，每個角落各設兩個線彈簧，且各線彈簧之長度相等。