TWI594063B - 致動器和照相機模組 - Google Patents

Description

致動器和照相機模組 【相關申請案的交叉參考】

本申請案主張於2015年2月2日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2015-0016223號的優先權，所述韓國專利申請案的揭露內容出於各種目的併入本案供參考。

以下說明是有關於一種致動器和一種照相機模組。

一般而言，數位照相機使用例如電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)等影像感測器而非使用底片來拍攝影像。用於拍攝影像的照相機模組因具有相對小的體積及優異的效能而用於各種裝置中，例如用於具有照相機功能的行動裝置、平板個人電腦(personal computer，PC)、及安裝於車輛中的監控器或監視照相機中。具體而言，用於行動裝置中的照相機模組已根據當前趨勢而逐漸多功能化、微型化、及輕型化。

最近用於行動裝置中的照相機模組通常具有自動對焦功能及光學防手震(optical image stabilization，OIS)功能，且包含於照相機模組中的裝置亦需要藉由鏡頭的微型化及光學效能水準的提高來滿足微型化需求。通常使用例如音圈馬達(voice coil motor，VCM)、步進馬達(step motor)、壓電致動器(piezoelectric actuator)、微機電系統(micro electro mechanical system，MEMS)等各種類型的致動器來驅動照相機模組。在照相機模組中通常用作致動器的音圈馬達(VCM)型致動器使用勞侖茲力(Lorentz force)，即，在電場與磁場之間產生的電磁力。

提供此發明內容是為了以簡化形式介紹下文在實施方式中進一步闡述的一系列概念。此發明內容並非旨在辨識所主張主題的關鍵特徵或本質特徵，亦並非旨在用於幫助確定所主張主題的範圍。

在一個態樣中，提供一種致動器及一種照相機模組，其中裝設於印刷電路板上的端子部或驅動器積體電路(integrated circuit，IC)在具有簡化結構的同時防止對所述印刷電路板造成損害。所述印刷電路板的結構藉由在所述印刷電路板的一個表面上安置各種連接焊墊、線圈部、及驅動器積體電路而得到簡化。此外，可使用單側印刷電路板來降低製造成本。

在另一態樣中，一種致動器及一種照相機模組藉由在所述印刷電路板的一個表面上安置各種連接焊墊、線圈部、及驅動器積體電路，且所述磁體被安置成面對印刷電路板的相對表面，藉此防止在被安置成面對所述印刷電路板的另一表面的鏡頭筒被驅動時線圈部及驅動器積體電路接觸磁體而發生的損害。

在另一態樣中，一種致動器包括：印刷電路板，具有形 成於所述印刷電路板的一個表面上的外部連接焊墊；磁體，被安置成面對所述印刷電路板的另一表面；線圈部，安置於所述印刷電路板的所述一個表面上；以及驅動器積體電路(IC)，安裝於所述印刷電路板的所述一個表面上，能夠控制被施加至所述線圈部的電流。

在另一態樣中，一種照相機模組包括：鏡頭筒；鏡頭，安置於所述鏡頭筒中；殼體，其中所述鏡頭筒安置於所述殼體中；以及致動器，用以沿所述鏡頭的光軸移動所述鏡頭筒。所述致動器包括：印刷電路板，耦合至所述殼體，並具有形成於所述印刷電路板的一個表面上的外部連接焊墊；磁體，耦合至所述鏡頭筒的外圓周表面，以面對所述印刷電路板的另一表面；線圈部，安裝於所述印刷電路板的所述一個表面上；以及驅動器積體電路(IC)，安置於所述印刷電路板的所述一個表面上，用以控制被施加至所述線圈部的電流。

藉由閱讀以下詳細說明、圖式、及申請專利範圍，其他特徵及態樣將顯而易見。

100‧‧‧致動器

110‧‧‧印刷電路板

111‧‧‧外部連接焊墊

113‧‧‧線圈連接焊墊

120‧‧‧磁體

130‧‧‧線圈部

131‧‧‧開口

140‧‧‧驅動器積體電路

200‧‧‧鏡頭筒

210‧‧‧容置孔

300‧‧‧殼體

400‧‧‧屏蔽件

410‧‧‧開口

1000‧‧‧照相機模組

圖1是說明致動器的示意圖。

圖2是說明用於致動器中的印刷電路板的平面圖。

圖3是照相機模組的立體圖。

圖4是照相機模組的分解立體圖。

在圖式及詳細說明通篇中，相同的參考編號指代相同的元 件。圖式可並非按比例繪製，且為清楚、說明、及方便起見，可誇大圖式中元件的相對大小、比例、及繪示。

提供以下詳細說明是為了幫助讀者獲得對本文所述方法、設備、及/或系統的廣泛理解。然而，本文所述方法、設備、及/或系統的各種變化、潤飾、及等效形式將對此項技術中具有通常知識者顯而易見。本文所述操作的順序僅為實例，且並非僅限於本文所述者，而是如對此項技術中具有通常知識者將顯而易見，除必需以某一次序發生的操作外，所述順序可有所變化。此外，為提高清晰性及簡潔性，可不再對此項技術中具有通常知識者所習知的功能及構造予以贅述。

本文所述特徵可實施為不同形式，而不應被視為僅限於本文所述實例。確切而言，提供本文所述實例是為了使此揭露內容將透徹及完整，且將向此項技術中具有通常知識者傳達本發明的全部範圍。

參照圖1及圖2，致動器100包括印刷電路板110、磁體120、線圈部130、及驅動器積體電路(IC)140。印刷電路板110包括形成於其一個表面上的外部連接焊墊111。外部連接焊墊111形成於印刷電路板110的一個表面上並將印刷電路板110連接至外部電源、影像感測器、或其他外部組件。

外部連接焊墊111可藉由各種塗佈、鍍覆(plating)、或沈積導電性材料的方法來形成。外部連接焊墊111自印刷電路板 110的一個表面突出或可被形成為使外部連接焊墊111的一個表面相對於印刷電路板110的一個表面為凹的。

儘管圖2示出六個外部連接焊墊111，然而外部連接焊墊的數目可根據設計或製程需求而有所變化。相似地，印刷電路板110的一個表面的形成有外部連接焊墊111的位置並非僅限於圖2所示印刷電路板110的下端。外部連接焊墊111將印刷電路板110連接至外部電源及其他外部組件。

印刷電路板110可為可撓性印刷電路板或剛性印刷電路板。在為可撓性印刷電路板的情形中，致動器100是薄的，而剛性印刷電路板提供剛性以支撐線圈部130及驅動器積體電路140，且將在隨後進行闡述。

形成於印刷電路板110的表面上的是電性連接至線圈部130的線圈連接焊墊113。線圈連接焊墊113可藉由各種塗佈導電膏、鍍覆、或沈積的方法而形成。線圈連接焊墊113自印刷電路板110的一個表面突出或可被形成為使線圈連接焊墊113的一部分為凹的、抑或在印刷電路板110的一個表面中被形成為凹槽。線圈連接焊墊113的地點可根據設計或製程需求而以各種方式變化，只要線圈連接焊墊113電性連接至線圈部130。線圈連接焊墊113與線圈部130之間的連接將在隨後進行闡述。

磁體120被安置成面對印刷電路板110的另一表面。亦即，磁體120可面對隨後將闡述的線圈部130及驅動器積體電路140，其中印刷電路板110安置於磁體120與線圈部130及驅動器 積體電路140之間。

磁體120產生磁場以與線圈部130交互作用而產生以下所述的勞侖茲力。因此，在線圈部130被固定的情況下，磁體120可藉由勞侖茲力而位移。相似地，在磁體120被固定的情況下，線圈部130可藉由勞侖茲力而位移。

線圈部130安裝於印刷電路板110的一個表面上。線圈部130可藉由捲繞連續單位線圈若干次而形成或可藉由將多個不連續單位線圈連接至彼此而形成。當對線圈部130施加電流時，產生電場且因此所述電場可與磁體120一起產生勞侖茲力。單位線圈包含導電材料。此外，所述單位線圈包含具有延性(ductility)的材料以使得可輕易地形成線圈部130的形狀。由於線圈部130安裝於印刷電路板110的一個表面上、且所述磁體被安置成面對印刷電路板110的相對表面，故線圈部130不直接面對磁體120，藉此防止例如因線圈部130與磁體120之間的接觸而造成的損害等問題。

驅動器積體電路140安裝於印刷電路板110的一個表面上以控制施加至線圈部130的電流。亦即，驅動器積體電路140控制施加至線圈部130的電流以控制在線圈部130與磁體120之間產生的勞侖茲力的幅值及方向。

線圈部130中的開口131被形成為包括線圈部130與驅動器積體電路140之間的間隙以控制施加至線圈部130的電流。由於驅動器積體電路140安裝於印刷電路板110的一個表面上， 故驅動器積體電路140不直接面對磁體120，藉此防止例如因驅動器積體電路140與磁體120之間的接觸而造成的損害等問題。因此，在致動器100中，磁體120跨越印刷電路板110而面對線圈部130及驅動器積體電路140，藉此防止可在磁體120或印刷電路板110移動時發生的對磁體120、線圈部130、或驅動器積體電路140的損害。此外，將線圈部130、驅動器積體電路140與外部連接焊墊111以及線圈連接焊墊113安置於印刷電路板110的一個表面上降低了製造成本。

驅動器積體電路140包括用於偵測磁體120的位置的位置感測器。即，所述位置感測器偵測磁體120的位置，且驅動器積體電路140利用被偵測到的磁體120的位置來控制施加至線圈部130的電流。此處，位置感測器可為霍爾感測器。所述霍爾感測器可偵測磁力的變化。因此，可更精確地偵測磁體120的位置。如此一來，致動器100偵測磁體120的位置以精確地控制磁體120或印刷電路板110的位移。

如圖3及圖4所示，照相機模組1000包括鏡頭筒200、殼體300、及致動器100，且更包括屏蔽件400。鏡頭筒200容納鏡頭。亦即，鏡頭筒200包括用於容置鏡頭且沿光軸方向安置的圓柱形容置孔210。鏡頭筒200可在容置孔210中容置多個鏡頭以將物體影像聚焦於影像感測器(未示出)上。鏡頭筒200可包括間隔壁(未示出)以維持安置於鏡頭筒200中的多個鏡頭之間的預定間隔。

殼體300中容置有鏡頭筒200。亦即，殼體300覆蓋鏡頭筒200的外圓周表面以保護鏡頭筒200不受外部衝擊。殼體300容納鏡頭筒200以藉由致動器100而使得鏡頭筒200可沿光軸移動。殼體300更包括用於沿光軸方向導引鏡頭筒200的移動的導引球(guide ball)、或球軸承。

此處，印刷電路板110耦合至殼體300，且磁體120耦合至鏡頭筒200的外圓周表面以面對印刷電路板110的另一表面。由於印刷電路板110被固定至殼體300以約束線圈部130的位移、且磁體120可與殼體300內的鏡頭筒200一起沿光軸移動，故鏡頭筒200可根據在線圈部130與磁體120之間產生的勞侖茲力而沿光軸移動。

如圖3所示，外部連接焊墊111在屏蔽件400耦合至殼體300時相對於屏蔽件400暴露於外部。在此種情形中，外部連接焊墊111可輕易地耦合至外部電源及其他外部組件。屏蔽件400覆蓋殼體300以屏蔽自致動器100放射出的電磁波。亦即，屏蔽件400耦合至並環繞其中安置有鏡頭筒200及致動器100的殼體300的外部部分。此外，屏蔽件400保護照相機模組1000不受外部衝擊。

屏蔽件400可由介電材料(dielectric material)形成以屏蔽電磁波。此外，在屏蔽件400的上表面中形成使鏡頭筒200暴露於外面的開口410。

如此一來，在照相機模組1000中，線圈部130、驅動器 積體電路140與外部連接焊墊111以及線圈連接焊墊113安裝於印刷電路板110的一個表面上，而非安裝於面對鏡頭筒200的另一表面上，藉此防止可在鏡頭筒200在光軸上移動時發生的對線圈部130或驅動器積體電路140的損害。此外，由於線圈部130及驅動器積體電路140可相對於殼體300線暴露於外部，故當線圈部130或驅動器積體電路140受損時，線圈部130或驅動器積體電路140可易於修復。

僅作為非詳盡實例，本文所述的裝置可為：行動裝置，例如手機、智慧型電話、可穿戴智慧型裝置(例如戒指、手錶、眼鏡、手鍊、腳鍊、腰帶、項鏈、耳環、髮帶、頭盔、或嵌置於衣服中的裝置)、可攜式個人電腦(PC)(例如膝上型電腦、筆記型電腦、小型筆記型電腦、隨身型易網機、或超行動個人電腦(ultra-mobile PC，UMPC))、平板個人電腦(平板)、平板電話(phablet)、個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、數位照相機、可攜式遊戲機(portable game console)、MP3播放機、可攜式/個人多媒體播放機(portable/personal multimedia player，PMP)、手持式電子書(handheld e-book)、全球定位系統(global positioning system，GPS)導航裝置或感測器；或固定裝置，例如桌上型個人電腦、高清晰度電視(high-definition television，HDTV)、數位多功能光碟(digital versatile disc，DVD)播放機、藍光(Blu-ray)播放機、機上盒(set-top box)或家用電器；或任何其他能夠進行無線或網路通訊的行動裝置或固定裝置。在一個 實例中，可穿戴裝置是被設計成可直接裝設於使用者身體上的裝置，例如眼鏡或手鍊。在另一實例中，可穿戴裝置是任何利用附接裝置而裝設於使用者身體上的裝置，例如利用臂帶而附接至使用者手臂、或利用繫索而懸掛於使用者頸部周圍的智慧型電話或平板。

儘管本發明包括具體實例，然而對此項技術中具有通常知識者而言將顯而易見的是，可在該些實例中作出各種形式及細節上的改變，而此並不背離申請專利範圍及其等效範圍的精神及範圍。本文所述實例應僅被視為具有說明性意義而非用於限制目的。在每一實例中對特徵或態樣的說明應被視為適用於其他實例中的相似特徵或態樣。若以不同次序執行所述技術、及/或若以不同方式對所述系統、架構、裝置、或電路中的組件加以組合、及/或以其他組件或其等效組件加以替代或補充，則可達成合適的結果。因此，本發明的範圍並非由詳細說明界定，而是由申請專利範圍及其等效範圍界定，且申請專利範圍及其等效範圍的範圍內的所有變型皆應被視為包含於本發明中。

100‧‧‧致動器

110‧‧‧印刷電路板

111‧‧‧外部連接焊墊

113‧‧‧線圈連接焊墊

120‧‧‧磁體

130‧‧‧線圈部

140‧‧‧驅動器積體電路

Claims (9)

1. 一種致動器，包括： 印刷電路板，包括形成於所述印刷電路板的一個表面上的外部連接焊墊； 磁體，被安置成面對所述印刷電路板的另一表面； 線圈部，安置於所述印刷電路板的所述一個表面上；以及 驅動器積體電路（IC），安置於所述印刷電路板的所述一個表面上，能夠控制被施加至所述線圈部的電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述的致動器，其中所述印刷電路板更包括線圈連接焊墊，所述線圈連接焊墊安置於所述一個表面上並能夠電性連接至所述線圈部。
3. 如申請專利範圍第1項所述的致動器，其中所述驅動器積體電路包括位置感测器，用於偵測所述磁體的位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述的致動器，其中所述位置感測器是霍爾感測器。
5. 一種照相機模組，包括： 鏡頭筒； 鏡頭，安置於所述鏡頭筒中； 殼體，其中所述鏡頭筒安置於所述殼體中；以及 致動器，能夠沿所述鏡頭的光軸移動所述鏡頭筒， 其中所述致動器包括： 印刷電路板，耦合至所述殼體，並包括形成於所述印刷電路板的一個表面上的外部連接焊墊； 磁體，耦合至所述鏡頭筒的外圓周表面，以面對所述印刷電路板的另一表面； 線圈部，安裝於所述印刷電路板的所述一個表面上；以及 驅動器積體電路（IC），安置於所述印刷電路板的所述一個表面上，能夠控制被施加至所述線圈部的電流。
6. 如申請專利範圍第5項所述的照相機模組，其中所述印刷電路板更包括線圈連接焊墊，所述線圈連接焊墊安置於所述一個表面上並電性連接至所述線圈部。
7. 如申請專利範圍第5項所述的照相機模組，其中所述驅動器積體電路包括位置感测器，所述位置感测器侦测所述磁体的位置。
8. 如申請專利範圍第7項所述的照相機模組，其中所述位置感测器是霍尔感测器。
9. 如申請專利範圍第5項所述的照相機模組，更包括覆蓋所述殼體的屏蔽件，所述屏蔽件能夠屏蔽電磁波。