CN109212713A - 光学机构 - Google Patents

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Abstract

一种光学机构，包括一壳体、一承载件、一镜片、一驱动组件以及连接前述壳体的一底座。前述承载件活动地设置于前述壳体内，前述镜片设置于前述承载件内，其中前述镜片具有一第一表面，前述第一表面显露于前述承载件的一第一侧，且朝向前述壳体的一第一内侧壁。前述驱动组件设置于前述壳体内，用以驱使前述承载件以及前述镜片相对于前述壳体运动。

Description

光学机构
技术领域
本发明涉及一种光学机构。更具体地来说，本发明有关于一种具有光学镜片的光学机构。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能型手机或数字相机)皆具有照相或录像的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。
在一些电子装置中，为了使镜头的焦距可调整，因此配置了相对应的线圈及磁铁来移动镜头。然而，在电子装置微型化的需求下，线圈及磁铁可以摆设的空间往往相当有限，从而造成机构设计上的困难。因此，如何克服前述机构设计上的问题点始成一重要的挑战。
发明内容
为了解决上述现有的问题点，本发明一实施例提供一种光学机构，包括一壳体、一承载件、一镜片、一驱动组件以及连接前述壳体的一底座。前述承载件活动地设置于前述壳体内，前述镜片设置于前述承载件内，其中前述镜片具有一第一表面，前述第一表面显露于前述承载件的一第一侧，且朝向前述壳体的一第一内侧壁。前述驱动组件设置于前述壳体内，用以驱使前述承载件以及前述镜片相对于前述壳体运动。
于一实施例中，前述镜片还具有一第二表面，显露于前述镜片单元的一第二侧，且朝向前述壳体的一第二内侧壁，其中前述第二侧相反于前述第一侧。
于一实施例中，前述驱动组件具有一线圈以及一磁性单元，前述磁性单元固定于前述壳体上，且前述线圈固定于前述承载件的一第三侧，其中前述第三侧相邻于前述第一、第二侧。
于一实施例中，前述第一表面凸出于前述第一侧。
于一实施例中，前述第一表面为一平面。
于一实施例中，前述第一表面对齐前述承载件。
于一实施例中，前述光学机构还包括一抗反射层，形成于前述第一内侧壁。
于一实施例中，前述光学机构还包括一油墨层，涂布于前述第一表面。
于一实施例中，前述驱动组件具有一线圈以及一磁性单元，前述磁性单元固定于前述壳体上，前述线圈固定于前述承载件上并遮蔽前述第一表面的至少一部分。
于一实施例中，当前述承载件相对于前述壳体移动至一极限位置时，前述镜片接触前述壳体或前述底座，以限制前述承载件于前述极限位置。
本发明一实施例更提供一种光学机构，包括一壳体、一承载件、一镜片、一驱动组件以及连接前述壳体的一底座。前述承载件活动地设置于前述壳体内，前述镜片设置于前述承载件内，其中前述镜片具有一第一表面、一第二表面、一第三表面以及一第四表面，其中前述第一、第三表面相互平行，且前述第二第四表面相互平行。前述驱动组件设置于前述壳体内，用以驱使前述承载件以及前述镜片相对于前述壳体运动。
于一实施例中，前述第一、第二表面分别显露于前述承载件的一第一侧以及一第二侧，且分别朝向前述壳体的一第一内侧壁以及一第二内侧壁，其中前述第二侧相反于前述第一侧。
于一实施例中，前述光学机构还包括一抗反射层，形成于前述第一内侧壁上。
于一实施例中，前述光学机构还包括一油墨层，涂布于前述第一表面上。
于一实施例中，前述第三表面显露于前述承载件的一第三侧，且前述第三侧相邻于前述第一、第二侧。
于一实施例中，前述第四表面显露于前述承载件的一第四侧，其中前述第四侧相反于前述第三侧。
于一实施例中，前述第三、第四表面垂直于前述第一、第二表面。
于一实施例中，前述第三表面的面积小于前述第一表面的面积。
于一实施例中，前述驱动组件具有一线圈以及一磁性单元，前述磁性单元固定于前述壳体上，前述线圈固定于前述承载件上并遮蔽前述第一表面的至少一部分。
于一实施例中，前述光学机构还包括一位置感测组件，设置于前述承载件的前述第一侧，用以感测前述承载件相对于前述壳体的位置变化。
本发明的有益效果在于，通过使镜片显露于承载件的侧边，或者使镜片的边缘形成一平面结构，可大幅缩减承载件在水平方向上的尺寸，从而能有助于达到光学机构的微型化。
附图说明
图1表示本发明一实施例的光学机构的分解图。
图2表示图1中的光学机构组合后的示意图。
图3表示沿图2中A1-A1线段的剖视图。
图4表示沿图2中A2-A2线段的剖视图。
图5至图8表示图1中的承载件20、镜片单元L以及线圈C组装后于不同视角的示意图。
图9、图10表示本发明另一实施例的承载件20、镜片单元L以及线圈C组装后于不同视角的立体图。
图11表示本发明另一实施例的承载件20、镜片L4以及线圈C组装后的剖视图。
图12表示本发明另一实施例的承载件20以及镜片L4组装后的剖视图。
图13至图15表示本发明另一实施例的承载件20以及镜片单元L组装后于不同视角的示意图。
附图标记说明：
壳体 10
第一内侧壁 11
第二内侧壁 12
承载件 20
第一侧 21
第二侧 22
第三侧 23
第四侧 24
底座 30
导电端子 31
线圈 C
框架 F
位置感测组件 H
镜片单元 L
镜片 L1～L5
第一表面 L41
第二表面 L42
第三表面 L43
第四表面 L44
磁性单元 M
磁铁 M1、M2
电路板 P
保持件 R
上簧片 S1
下簧片 S2
光轴 O
具体实施方式
以下说明本发明实施例的光学机构。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
请先一并参阅图1至图4，其中图1表示本发明一实施例的光学机构的分解图，图2表示图1中的光学机构组合后的示意图，图3表示沿图2中A1-A1线段的剖视图，图4则表示沿图2中A2-A2线段的剖视图。
如图1至图3所示，本实施例的光学机构主要包括一壳体10、一框架F、一上簧片S1、一中空的承载件20、一镜片单元L、至少一线圈C、至少一磁性单元M、两个下簧片S2、一底座30以及一电路板P，其中承载件20具有一四边形结构，可用以承载前述镜片单元L，电路板P则固定于底座30或壳体10上。
应了解的是，前述光学机构可设置于一携带式电子装置(例如移动电话或平板计算机)内部，并可通过底座30上的导电端子31电性连接到外部的电路单元(未图示)，借此调整承载件20和镜片单元L在其光轴O方向上的位置，从而能使穿过镜片单元L的光线于一感光组件(未图示)上呈现出清晰的影像，以达到自动对焦(autofocus)且/或变焦(zoom)的目的。举例而言，前述光学机构例如可为一音圈马达(Voice Coil Motor,VCM)。
需特别说明的是，前述镜片单元L可包含一或数个光学镜片，其中部分镜片是凸出并显露于承载件20的第一侧21或/及第二侧22；此外，两个椭圆形的线圈C则是设置在承载件20的第三侧23以及第四侧24，对应于固定在壳体10上的磁性单元M，其中前述磁性单元M包含有两个磁极方向相反的磁铁M1、M2。
从图3、图4可以看出，框架F是固定于壳体10的内侧表面，且壳体10和底座30可相互结合并构成一外框模块，其中前述框架F、承载件20、镜片单元L、线圈C、上簧片S1、下簧片S2以及磁性单元M皆容置于外框模块内。
需特别说明的是，前述承载件20可分别通过上簧片S1和下簧片S2而活动地连接框架F和底座30，从而可使承载件20和镜片单元L一起悬吊于壳体10内，并且能相对于壳体10和底座30沿光轴O方向上下移动。此外，在承载件20的底侧另设有一保持件R(retainer)，用以限制镜片单元L于承载件20内部，并防止其自承载件20底侧脱落。
在本实施例中，线圈C和磁性单元M可构成一驱动组件，其中线圈C可通过导线(未图示)电性连接到底座30上的导电端子31，且前述导电端子31可电性连接到外部的电路单元。如此一来，可通过外部的电路单元通入电流到线圈C，使得线圈C和磁性单元M之间产生磁力，以驱使承载件20、镜片单元L以及线圈C一起相对于壳体10和底座30沿光轴O方向移动，借此达到自动对焦且/或变焦的功能。
请继续参阅图1至图4，本实施例的镜片单元L共包含有5个镜片L1～L5(如图3、图4所示)，其中镜片L1～L5可通过胶水固定于承载件20的内侧表面。此外，从图4中可以看出，位于镜片单元L下半部的镜片L4、L5是凸出并显露于承载件20的第一侧21以及第二侧22，其中镜片L4具有一第一表面L41以及一第二表面L42，第一表面L41凸出并显露于承载件20的第一侧21，第二表面L42则凸出并显露于承载件20的第二侧22，借此可有效缩减承载件20在Y轴方向上的尺寸，以利于实现光学机构的微型化。然而，于另一实施例中，亦可仅使镜片L4的第一表面L41凸出并显露于承载件20的第一侧21，而使承载件20的第二侧22覆盖镜片L4的第二表面L42，如此同样可缩减承载件20于Y轴方向上的尺寸。
此外，从图4中也可以看出，前述第一表面L41以及第二表面L42是位于镜片L4的相反侧，且其分别朝向壳体10的第一内侧壁11以及第二内侧壁12。举例而言，可在镜片L4的第一表面L41及第二表面L42上涂布抗反射层或油墨层，或者在第一内侧壁11或/及第二内侧壁12的表面涂布抗反射层或油墨层，以避免光线反射回到镜片L4内部而产生干扰信号。
另一方面，由于镜片L4、L5皆凸出并显露于承载件20的第一侧21以及第二侧22，因此当承载件20和镜片单元L受外力作用而相对于壳体10移动至一极限位置时，可通过镜片L4、L5直接接触壳体10或底座30，以限制承载件20和镜片单元L于该极限位置，而不需要在承载件20上另外设置限位结构。
接着请一并参阅图5至图8，图5至图8表示图1中的承载件20、镜片单元L以及线圈C组装后于不同视角下的示意图。从图5至图8中可以清楚地看出，位在镜片单元L下半部的镜片L4、L5是凸出并显露于承载件20的第一侧21以及第二侧22，此外两个线圈C则是分别设置在承载件20的第三侧23以及第四侧24，其中第三侧23以及第四侧24是相邻于前述第一侧21以及第二侧22。
需特别说明的是，在承载件20的第一侧21或/及第二侧22可形成有凹槽，其中至少一位置感测组件H是设置于前述凹槽内，借此得知承载件20和镜片单元L相对于壳体10的位置变化。举例而言，前述位置感测组件H例如为一磁铁，此外在电路板P上则可设有对应的霍尔传感器(Hall Sensor)，其中霍尔传感器可检测前述磁铁的磁场变化，从而可得知承载件20和镜片单元L相对于壳体10的位置变化。尤其，本实施例中通过在承载件20的同一侧设置两个以上磁极方向相互平行的磁铁，并使其正对于电路板P上的磁性感测组件，借此可大幅增加局部磁场的变化程度，从而能提升位置感测精度；或者，于另一实施例中，前述位置感测组件H也可以是霍尔传感器(Hall Sensor)、巨磁阻效应传感器(GiantMagnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)或穿隧磁阻效应传感器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)，而在电路板P上则可设有与前述位置感测组件H相对应的磁铁，其中通过位置感测组件H检测电路板P上的磁铁的磁场变化，同样可得知承载件20和镜片单元L相对于壳体10的位置变化。
再请一并参阅图9、图10，其中图9、图10表示本发明另一实施例的承载件20、镜片单元L以及线圈C组装后于不同视角的立体图。如图9、图10所示，本实施例中的镜片L4、L5边缘形成有至少一平面，对齐于承载件20的第一侧21或第二侧22；举例而言，镜片L4的第一表面L41或第二表面L42可为一平面，显露并对齐于承载件20的第一侧21或第二侧22，如此一来可进一步地缩减光学机构在Y轴方向的尺寸，以利于光学机构的微型化。
再请参阅图11，其中图11表示本发明另一实施例的承载件20、镜片L4以及线圈C组装后的剖视图。如图11所示，本实施例中的镜片L4除了第一表面L41及第二表面L42为平面外，镜片L4的第三表面L43及第四表面L44也可以是平面，但仅第一、第二表面L41、L42会显露于承载件20的第一、第二侧21、22，并且分别朝向壳体10的第一内侧壁11以及第二内侧壁12，反观第三、第四表面L43、L44则不会显露于承载件20的第三、第四侧23、24，其中第三、第四表面L43、L44垂直于第一、第二表面L41、L42，且第三、第四表面L43、L44的面积小于第一、第二表面L41、L42的面积。
需特别说明的是，在本实施例中是将两个线圈C分别设置于承载件20的第一侧21和第二侧22，且其位置是对应于固定在壳体10上的磁性单元M，其中可利用线圈C遮蔽第一、第二表面L41、L42的至少一部分，以避免光线经由镜片L4的侧边逸出。此外，在承载件20的第一侧21或/及第二侧22也可设置如图5至图8中所示的位置感测组件H，用以感测承载件20和镜片单元L相对于壳体10的位置变化。
于一实施例中，可在镜片L4的第一、第二表面L41、L42或者线圈C的表面上涂布抗反射层或油墨层，或者也可在壳体10的第一内侧壁11或/及第二内侧壁12上涂布抗反射层或油墨层，以防止光线反射回到镜片L4内部而产生干扰信号。然而，也可将线圈C设置在承载件20的第三侧23或/及第四侧24，并通过线圈C和磁性单元M之间所产生磁力驱使承载件20和镜片单元L一起相对于壳体10移动。
再请参阅图12，其中图12表示本发明另一实施例的承载件20以及镜片L4组装后的剖视图。如图12所示，本实施例中的镜片L4的第一、第二、第三、第四表面L41、L42、L43、L44分别显露并对齐于承载件20的第一、第二、第三、第四侧21、22、23、24，借此可同时缩减光学机构在X轴方向以及Y轴方向上的尺寸。
再请参阅图13至图15，其中图13至图15表示本发明另一实施例的承载件20以及镜片单元L组装后于不同视角的示意图。如图13至图15所示，本实施例中的镜片L4、L5是显露于承载件20的第一、第二、第三侧21、22、23，而承载件20的第四侧24则覆盖镜片L4、L5。从图15中可以看出，位在镜片单元L下半部的镜片L4、L5是凸出于承载件20的第一、第二、第三侧21、22、23，然而也可以使镜片L4、L5的边缘和承载件20的第一、第二、第三侧21、22、23对齐，借此大幅缩减光学机构在X、Y轴方向上的尺寸。
综上所述，本发明通过使镜片显露于承载件的侧边，或者使镜片的边缘形成一平面结构，可大幅缩减承载件在水平方向上的尺寸，从而能有助于达到光学机构的微型化。
虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
虽然本发明以前述数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种光学机构，包括：
一壳体；
一承载件，活动地设置于该壳体内；
一镜片，设置于该承载件内，其中该镜片具有一第一表面，该第一表面显露于该承载件的一第一侧，且朝向该壳体的一第一内侧壁；
一驱动组件，设置于该壳体内，用以驱使该承载件以及该镜片相对于该壳体运动；以及
一底座，连接该壳体。
2.如权利要求1所述的光学机构，其中该镜片还具有一第二表面，显露于该镜片单元的一第二侧，且朝向该壳体的一第二内侧壁，其中该第二侧相反于该第一侧。
3.如权利要求2所述的光学机构，其中该驱动组件具有一线圈以及一磁性单元，该磁性单元固定于该壳体上，且该线圈固定于该承载件的一第三侧，其中该第三侧相邻于该第一、第二侧。
4.如权利要求1所述的光学机构，其中该第一表面凸出于该第一侧。
5.如权利要求1所述的光学机构，其中该第一表面为一平面。
6.如权利要求1所述的光学机构，其中该第一表面对齐该承载件。
7.如权利要求1所述的光学机构，其中该光学机构还包括一抗反射层，形成于该第一内侧壁。
8.如权利要求1所述的光学机构，其中该光学机构还包括一油墨层，涂布于该第一表面。
9.如权利要求1所述的光学机构，其中该驱动组件具有一线圈以及一磁性单元，该磁性单元固定于该壳体上，该线圈固定于该承载件上并遮蔽该第一表面的至少一部分。
10.如权利要求1所述的光学机构，其中当该承载件相对于该壳体移动至一极限位置时，该镜片接触该壳体或该底座，以限制该承载件于该极限位置。
11.一种光学机构，包括：
一壳体；
一承载件，活动地设置于该壳体内；
一镜片，设置于该承载件内，其中该镜片具有一第一表面、一第二表面、一第三表面以及一第四表面，其中该第一、第三表面相互平行，且该第二第四表面相互平行；
一驱动组件，设置于该壳体内，用以驱使该承载件以及该镜片相对于该壳体运动；以及
一底座，连接该壳体。
12.如权利要求11所述的光学机构，其中该第一、第二表面分别显露于该承载件的一第一侧以及一第二侧，且分别朝向该壳体的一第一内侧壁以及一第二内侧壁，其中该第二侧相反于该第一侧。
13.如权利要求12所述的光学机构，其中该光学机构还包括一抗反射层，形成于该第一内侧壁上。
14.如权利要求12所述的光学机构，其中该光学机构还包括一油墨层，涂布于该第一表面上。
15.如权利要求12所述的光学机构，其中该第三表面显露于该承载件的一第三侧，且该第三侧相邻于该第一、第二侧。
16.如权利要求15所述的光学机构，其中该第四表面显露于该承载件的一第四侧，且该第四侧相反于该第三侧。
17.如权利要求11所述的光学机构，其中该第三、第四表面垂直于该第一、第二表面。
18.如权利要求11所述的光学机构，其中该第三表面的面积小于该第一表面的面积。
19.如权利要求11所述的光学机构，其中该驱动组件具有一线圈以及一磁性单元，该磁性单元固定于该壳体上，该线圈固定于该承载件上并遮蔽该第一表面的至少一部分。
20.如权利要求11所述的光学机构，其中该光学机构还包括一位置感测组件，设置于该承载件的该第一侧，用以感测该承载件相对于该壳体的位置变化。
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