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CN104067168B - 摄像头模块 - Google Patents

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CN104067168B
CN104067168B CN201380006304.2A CN201380006304A CN104067168B CN 104067168 B CN104067168 B CN 104067168B CN 201380006304 A CN201380006304 A CN 201380006304A CN 104067168 B CN104067168 B CN 104067168B
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Abstract

根据本发明的示例性实施例的摄像头模块包括：安装有图像传感器的PCB(印刷电路板)；壳体，所述壳体中安装有摄像头组成部分，并且所述壳体被配置为保护图像传感器；致动器，所述致动器布置在所述壳体上；以及电子电路图案层，所述电子电路图案层一体形成在所述壳体的表面上，以将所述致动器电连接到所述PCB。

Description

摄像头模块
技术领域
根据本发明的示例性实施例的主旨主要涉及摄像头模块。
背景技术
被应用到传统摄像头的技术，例如VCM(音圈电动机)，几乎不能被用来小型化相机模块以及降低摄像头模块的能耗，因此已经快速地开展了对这些技术的研究。
近来，开发出了使用致动器来执行自动对焦的相机，从而实现了小型化、低能耗和高性能。这种致动器可以通过将AF(自动对焦)终端的两个电极电连接到PCB AF(印刷电路板AF)的焊盘上来加以控制。
此时，当使用者试图拍摄图像时，摄像头模块因为例如使用者的手的颤动而模糊，因此可能会出现拍摄图像的质量降低的情况。也就是说，当握住相机模块的使用者的手在颤动时，主体图像移动到不同的位置，并且摄像头的焦点因此颤动，所以可能会发生主体图像模糊。
手抖校正机构(hand-shake correction mechanism)是一种用来防止由在拍摄期间手抖导致的拍摄图像的质量下降的装置。传统的手抖校正机构主要用于数字相机。这是因为大尺寸的摄像头模块比用于移动电话的紧凑型的摄像头模块更容易应用手抖校正机构。
然而，伴随着要求在紧凑型摄像头模块中也要实现如同数字摄像头那样的高质量图像，手抖校正机构被应用于移动紧凑型摄像头模块，结果是，积极地作出了手抖校正机构的开发和研究。
发明内容
技术问题
相应地，本发明考虑到以上发生在现有技术中的问题，并且本发明的一个目标是实现具有能执行自动对焦功能和手抖校正功能中的至少一个的结构改进的致动器的摄像头模块。
技术方案
为了实现以上目标，在一个总体方面中，本发明的一个示例性实施例提供了一种摄像头模块，所述摄像头模块包括：安装有图像传感器的PCB(印刷电路板)；壳体，所述壳体中安装有摄像头组成部分，并且所述壳体被配置为保护所述图像传感器；致动器，所述致动器布置在所述壳体上；以及电子电路图案层，所述电子电路图案层一体形成在所述壳体的表面上，以将所述致动器电连接至所述PCB。
此外，所述致动器可以配备有自动对焦功能和手抖校正功能中的至少一个。
根据本发明的第一示例性实施例，所述致动器可以执行手抖校正功能。
根据本发明的第二示例性实施例，所述致动器可以包括：自动对焦层，所述自动对焦层布置在靠近所述壳体的位置；以及OIS(光学稳像)层，所述OIS层堆叠在所述自动对焦层的上表面上，以执行手抖校正功能。
根据本发明的第三示例性实施例，所述致动器可以包括：OIS(光学稳像)层，所述OIS层布置在靠近所述壳体的位置；以及自动对焦层，所述自动对焦层堆叠在所述OIS(光学稳像)层的上表面上。
同时，根据本发明的第二示例性实施例和第三示例性实施例，所述OIS层和所述自动对焦层中的每一个可以由独立模块形成，可以驱动一片透镜，或者可以优选地执行手抖校正功能或自动对焦功能。
根据本发明第四示例性实施例，所述OIS层和所述自动对焦层可以一体形成在一个主体中以使一片透镜受控制地升降、移位和倾斜。
此外，所述PCB可以形成为具有第一终端单元，所述OIS层可以形成为具有第二终端单元，并且所述自动对焦层可以形成为具有第三终端单元，其中，所述第一终端单元、所述第二终端单元和所述第三终端单元连接到所述电子电路图案层。
此外，所述壳体可以包括用于保护图像传感器的固持器，以及安装有至少一片或多片透镜的镜筒。
此外，所述PCB和所述电子电路图案层可以电连接到形成有焊料和银点焊接头中的至少一个的连接单元。
有益效果
根据本发明的摄像头模块具有的有益效果在于：致动器可以直接地安装在与摄像头模块主体的表面一体形成的布线上，无需例如传统的C-FPCB(接触型柔性PCB)的连接部件，从而容易组装摄像头模块。
另一个有益效果在于：在致动器被配置为具有手抖校正功能和自动对焦功能中的至少一个的情况下，在摄像头模块主体的表面上形成用于独立功能控制的布线，从而可以省略复杂的连接结构。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施例的摄像头模块的透视图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施例的除去了屏蔽罩的图1中的摄像头模块的透视图；
图3是示出了根据本发明第一示例性实施例的仅具有手抖校正功能的致动器的布线方法的示意图；
图4和图5是示出了根据本发明第二示例性实施例和第三示例性实施例的具有手抖校正功能层和自动对焦功能层的致动器的布线方法的示意图；以及
图6是示出了根据本发明第四示例性实施例的在一个模块中实施的具有手抖校正功能和自动对焦功能的致动器的布线方法的示意图。
具体实施方式
现在，将参照附图对根据本发明示例性实施例的摄像头模块详细描述。
图1是示出了根据本发明示例性实施例的摄像头模块的透视图，图2是示出了根据本发明示例性实施例的除去了屏蔽罩的图1中的摄像头模块的透视图，图3是示出了根据本发明第一示例性实施例的仅具有手抖校正功能的致动器的布线方法的示意图，图4和图5是示出了根据本发明的第二示例性实施例和第三示例性实施例的具有手抖校正功能层和自动对焦功能层的致动器的布线方法的示意图，图6是示出了根据本发明的第四示例性实施例的在一个模块中实施手抖校正功能和自动对焦功能的致动器的布线方法的示意图。
参见图1至图6，根据本发明的示例性实施例的摄像头模块可以包括：PCB(印刷电路板，10)；壳体(20)，安装在PCB(10)的上表面上；致动器(30)，布置在壳体(20)的上表面上；以及屏蔽罩(40)，与壳体(20)的外部耦合。
PCB(10)可以设置为具有多个第一终端单元(11)，并且第一终端单元(11)以可传递信号的方式连接到致动器(30)，并且PCB(10)优选地安装有图像传感器(未示出)。此时，第一终端单元(11)可以通过连接单元(12)电连接到形成在壳体(20)的表面上的电子电路图案层(23)，其中，连接单元(12)可以形成为具有焊料和银点焊接头中的至少一个。
壳体(20)可以包括固持器(21)、镜筒(22)和电子电路图案层(23)。壳体(20)可以与固持器(21)、镜筒(22)和电子电路图案层(23)一体形成，并且壳体(20)中包括透镜。
优选地，如图2所示，固持器(21)形成为具有预定高度(h)以将图像传感器容纳于其中，并且可以设置为近似正方形。镜筒(22)可以设置为近似圆柱体形状，并且其中安装有至少一片或多片透镜(未示出)。在本发明的一个示例性实施例中，电子电路图案层(23)可以形成为在固持器(21)和镜筒(22)的表面上具有布线图案。电子电路图案层(23)可以用三种方法形成。
首先，第一种方法是通过附着成型(over-molding)的图案化方法，该方法是一种用于制造模板以生产零件并且提高生产效率的工艺。也就是说，附着成型或双射成型(two-shot molding)是使用两种分离的模具的注塑成型工艺，其中一种材料成型为包覆另一种材料。在这种情况下，在两个注塑成型的部分中，形成固持器(21)和镜筒(22)的部分使用一种材料，而形成电子电路图案层(23)的部分使用另一种材料，其中两部分注塑成型。在这种情况下，固持器(21)和镜筒(22)由绝缘材料模塑成型而电子电路图案层(23)由导电的合成树脂模塑成型。替代地，待形成有电子电路图案层(23)的部分使用容易镀上金属的合成树脂模塑成型，固持器(21)和镜筒(22)注塑成型，使用如电镀工艺的后处理(post-processing)来加工出电子电路图案层(23)。
第二种方法是，当形成壳体(20)的固持器(21)和镜筒(22)制成为含有与光和热反应的杂质时，壳体(20)是注塑成型的，注塑成型的壳体(20)形成有布线图案，电子电路图案层(23)会形成在该布线图案中。采用表面图案化操作形成该布线图案，例如激光曝光。在电子电路图案层(23)使用上述提到的方法形成的情况下，可以直接安装SMD(表面贴装元件)或附属电子零件，因为电子电路图案层(23)具有导电属性。
第三种方法是前部被金属化，刻蚀非电路部分来图案化。更具体地，形成壳体(20)的固持器(21)和镜筒(22)的整个表面金属化，仅形成电子电路图案层(23)的部分原封不动，并且均衡刻蚀以在壳体(20)的表面上一体形成电子电路图案层(23)。
同时，如果必要，通过上述提到的技术设置的电子电路图案层(23)可以形成在壳体(20)的表面的一个侧面上，也可以形成在外部的暴露表面以及内部的非曝光表面上，从而，电子电路图案层(23)可以根据部件或零件的安装布线的需要选择性地形成在一个截面上或两个侧面上。
因此，在需要安装许多电子零件的情况下，电子电路图案层(23)可以通过使用上述方法形成在壳体(20)的可以安装零件的表面上以及后表面上。在电子电路图案层(23)如前面提到的那样安装在壳体(20)的表面上的情况下，当安装小型化电子零件时，安装零件的安装空间可以有利地减小。
尽管没有示出，除了示例性实施例中介绍的具有致动器的摄像头模块以外，在电子产品中使用分离的PCB在注塑成型的主体上直接一体形成电子电路是可能的。在这种情况下，可以将SMD或电子零件直接耦合或布置在形成在注塑成型主体上的电路图案上。在如上所述布置电子零件的情况下，可以消除耦合PCB到零件主体和连接布线的笨重，因为不需要制造单独的PCB或者耦合步骤，从而可以通过减少零件的数量减少制造成本。
致动器(30)可以在壳体(20)的上表面处直接且导电地与电子电路图案层(23)连接，无需使用如C-FPCB的连接部件。导电连接的方法可以包括包括焊接、使用超声熔接和导电树脂的固定以及使用金珠的固定在内的任何导电连接方法。
可以以多种形状设置致动器(30)，包括微致动器、硅致动器和音圈电动机。并且可以应用多种方法，包括静电方法、热方法、双层压电片方法和静电力方法。
图3是示出了根据本发明第一示例性实施例的配置为用于手抖校正功能的OIS的致动器(30)的示意图。
参见图3，致动器(30)包括在同一层上的多个第二终端单元(31)，其中第二终端单元(31)可以通过被形成在PCB(10)和电子电路图案层(23)上的第一终端单元(11)导电地连接。
同时，如图4和图5所示出，致动器(30)可以配置为具有独立模块，用于分别地执行自动对焦功能和手抖校正功能。为了这个目的，如图所示，致动器(30)形成为具有受控制地驱动一片透镜(未示出)的自动对焦层(30b)，以及受控制地驱动一片透镜(未示出)的手抖校正层(30a)，这两个层(30a、30b)可以顺次堆叠来形成致动器(30)。
如图4所示，根据本公开的第二示例性实施例，手抖校正层(30a)可以布置在致动器(30)的最外部并且自动对焦层(30b)可以布置为靠近壳体(20)。此时，手抖校正层(30a)可以配置为具有第二终端单元(31)，并且自动对焦层(30b)可以配置为具有用于控制自动对焦操作的第三终端单元(32)。
安装在手抖校正层(30a)上的透镜可以通过相对于光轴的移位和倾斜操作执行手抖校正功能，并且安装在自动对焦层(30b)上的透镜可以通过相对于光轴的升降操作执行自动对焦功能。
同时，第二终端单元(31)和第三终端单元(32)优选地设置为复数个。因此，优选地设置四个或四个以上个第二终端单元(31)来进行OIS控制，并且优选地设置两个或两个以上个第三终端单元(32)来进行自动对焦控制。然而，第二终端单元(31)和第三终端单元(32)的数量不限于此，并且，如果必要，可以响应于用于控制的驱动单元的增加或减少来增加或减少第二终端单元(31)和第三终端单元(32)的数量。
同时，如图5所示，根据本公开第三示例性实施例，翻转本公开第二示例性实施例中的手抖校正层(30a)和自动对焦层(30b)的配置排布是可能的。在这种情况下，可以将除了图5中示出的根据本公开第三示例性实施例的手抖校正层(30a)和自动对焦层(30b)以外的其他结构设置为与在第二示例性实施例中的对应结构相同。
此外，如图6所示，根据本公开第四示例性实施例，还可以设计出致动器(30)同时装备有自动对焦和OIS功能的配置。在这种情况下，在单个硅衬底上刻蚀来形成相对于光轴升降的自动对焦单元，并且自动对焦单元形成为相对于光轴移位和倾斜，从而单个致动器(30)可以与第二终端单元(31)和第三终端单元(32)一体形成。
在致动器(30)按上述方式配置的情况下，一片透镜可以受控制地相对于光轴升降、移位和倾斜来小型化摄像头模块并简化组装过程。
同时，屏蔽罩(40)可以形成在壳体(20)的外部表面。屏蔽罩(40)可以形成为具有钢(SUS)材料来阻断电磁波输入摄像头模块和/或从摄像头模块输出电磁波。此外，优选地，屏蔽罩(40)可以形成为在与图像传感器和透镜对应的区域具有通孔。然而，屏蔽罩(40)可以省略，并且如果有必要，屏蔽罩可以被替换为例如在壳体(20)的外部形成屏蔽电磁波的屏蔽涂层的方法。
工业适用性
如前所述，显然，根据本公开的示例性实施例的摄像头模块具有的工业适用性在于：致动器(30)可以无需单独的连接部件辅助，直接地且导电地连接到在壳体(20)表面一体形成的电子电路图案层(23)，来减少零件的数量和组装过程中产生的缺陷。
另一方面的工业适用性在于，通过改进致动器(30)的结构，即使实施了手抖校正功能和自动对焦功能中的至少一个，用于实现这些功能的终端单元(31、32)可以通过与形成在壳体(20)的表面上的电子电路图案层(23)的连接而连接到PCB(10)，可以有效地实现扩展功能。
以上对本发明的描述是用于使本领域技术人员做出或使用本发明。以上对本发明的各种修改对所属领域的技术人员来说将是显见的，本文所定义的一般原理在不脱离本发明的主旨和范围情况下可应用于其它变体中。因此，本发明并非意图限制本文所描述的实施例，而是最广范围内与本文所公开的原理和新颖特征一致。

Claims (12)

1.一种摄像头模块，所述摄像头模块包括：
安装有图像传感器并且设置有多个第一终端单元的PCB，所述PCB即印刷电路板；
壳体，所述壳体耦接在所述PCB的上表面处并且安装有至少一片或多片透镜，以保护所述图像传感器和所述透镜；
致动器，所述致动器电连接在所述壳体的上表面处，并且包括用于执行手抖校正功能的OIS层和用于执行自动对焦功能的自动对焦层中的至少一个，所述OIS层即光学稳像层；以及
电子电路图案层，所述电子电路图案层一体形成在所述壳体处，以将所述致动器电连接到所述PCB，
其中，所述PCB包括连接单元，以将所述第一终端单元电连接到所述电子电路图案层，
其中，所述OIS层布置有多个第二终端单元，并且所述自动对焦层布置有多个第三终端单元，
其中，所述自动对焦层和所述OIS层一个在另一个上方地顺次堆叠以形成致动器，
其中，所述电子电路图案层选择性地形成在所述壳体的截面、所述壳体的一侧或两侧表面中的至少一者上，并且
其中，所述OIS层的每个第二终端单元和所述自动对焦层的每个第三终端单元通过所述电子电路图案层连接到所述PCB的每个第一终端单元。
2.根据权利要求1所述的摄像头模块，其中，所述致动器直接连接到所述壳体的上表面，并且其中，所述自动对焦层布置在靠近所述壳体的位置，所述OIS层堆叠在所述自动对焦层的上表面。
3.根据权利要求1所述的摄像头模块，其中，所述致动器直接连接到所述壳体的上表面，并且其中，所述OIS层布置在靠近所述壳体的位置；所述自动对焦层堆叠在所述OIS层的上表面。
4.根据权利要求2或3所述的摄像头模块，其中，所述OIS层和所述自动对焦层中的每一个由独立模块形成，以用于通过驱动一片透镜来分别执行手抖校正功能和自动对焦功能。
5.根据权利要求2或3所述的摄像头模块，其中，所述OIS层和所述自动对焦层一体形成在一个主体中以使一片透镜受控制地升降、移位和倾斜。
6.根据权利要求1所述的摄像头模块，其中，所述致动器在一个模块中同时配备有所述手抖校正功能和所述自动对焦功能，并且其中，所述致动器与所述第二终端单元和所述第三终端单元一体形成。
7.根据权利要求1所述的摄像头模块，其中，所述壳体包括用于保护所述图像传感器的一体形成于此的固持器，以及形成为圆柱体形状的镜筒。
8.根据权利要求7所述的摄像头模块，其中，电连接所述PCB与所述电子电路图案层的所述连接单元形成有焊料和银点焊接头中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的摄像头模块，其中，所述电子电路图案层具有形成在所述固持器的将形成电子电路图案层的表面上的布线图案。
10.根据权利要求7所述的摄像头模块，其中，形成有通孔的屏蔽罩设置在所述壳体的外表面，其中，所述屏蔽罩形成为具有钢材料来阻断摄像头模块中的电磁波的输入或输出。
11.根据权利要求7所述的摄像头模块，其中，所述壳体在其外部形成有屏蔽电磁波的屏蔽涂层。
12.根据权利要求1所述的摄像头模块，其中，所述致动器与所述第二终端单元和所述第三终端单元一体形成。
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