CN211741800U - 光学系统 - Google Patents

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王照熙
胡朝彰
翁智伟
宋欣忠
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Abstract

本实用新型提供一种光学系统，包括光路调整模块、光学元件驱动模块以及光通量调整模块。光路调整模块用以接收沿着依第一方向行进的光线并且调整所述光线的路径。光学元件驱动模块用以接收光线。光通量调整模块用以调整光线的光通量，其中光通量调整模块设置于光路调整模块以及光学元件驱动模块之间。

Description

光学系统
技术领域
本实用新型涉及一种光学系统。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如相机或智能型手机)皆具有照相或录影的功能。然而，当需要将焦距较长的镜头设置于前述电子装置中时，会造成电子装置厚度的增加，不利于电子装置的薄型化。此外，目前市面上的微型摄像模块是以固定大小的光圈的设计为主，也因此小型的携带性电子装置的影像锐利度和感光度大多不具备可调整性。在感测元件能够支持以及光源足够的情况下，需要更小的光圈以达到更好的成像像素。但如果使用固定尺寸的光圈，在小光圈的情况下，会造成光线不足(如夜晚)的环境下，成像品质低落。因此固定尺寸的光圈必须妥协不同环境下的摄影能力。
实用新型内容
本实用新型提供一种光学系统，包括光路调整模块、光学元件驱动模块以及光通量调整模块。光路调整模块用以接收沿着依第一方向行进的光线并且调整所述光线的路径。光学元件驱动模块用以接收光线。光通量调整模块用以调整光线的光通量，其中光通量调整模块设置于光路调整模块以及光学元件驱动模块之间。
在一些实施例中，光路调整模块、光学元件驱动模块以及光通量调整模块沿着第二方向排列，且第一方向与第二方向不同。在一些实施例中，沿着第三方向观察时，光学元件驱动模块与光通量调整模块至少部分重叠，且第三方向与第一方向以及第二方向不同。在一些实施例中，光通量调整模块包括驱动组件，沿着第三方向观察时，光学元件驱动模块与驱动组件至少部分重叠。在一些实施例中，光学系统还包括摄像模块，沿着第三方向观察时，摄像模块与光通量调整模块至少部分重叠。
在一些实施例中，光通量调整模块包括固定部、连动元件、第一叶片以及驱动组件。固定部包括窗口，光线通过窗口。连动元件活动地连接固定部。第一叶片活动地连接连动元件与固定部，第一叶片邻近窗口。驱动组件用以驱动连动元件相对于固定部于第一运动维度运动，当连动元件相对固定部沿着第一运动维度运动时，第一叶片受到连动元件驱动相对固定部于第二运动维度运动，且第一运动维度与第二运动维度不同。
在一些实施例中，连动元件与第一叶片设置于固定部的不同侧面。连动元件具有驱动部，固定部包括穿孔，驱动部穿过穿孔，并可移动地连接第一叶片。在一些实施例中，光通量调整模块还包括第二叶片，与第一叶片设置于固定部的相同侧面，当连动元件相对固定部沿着第一运动维度运动时，第二叶片受到连动元件驱动而相对固定部于第三运动维度运动。第二叶片系可移动地连接驱动部，且连动元件的驱动部同时驱动第一叶片及第二叶片运动。
在一些实施例中，第一叶片具有第一沟槽，第一沟槽可移动地连接驱动部，第二叶片具有第二沟槽，第二沟槽可连接地连接驱动部，且沿第一方向观察，第一沟槽与第二沟槽部分重叠。当第一叶片以及第二叶片进行运动时，第一沟槽与第二沟槽在第一方向上的重叠面积随之改变。
在一些实施例中，固定部包括第一支点及第二支点，第一叶片系以第一支点为轴心于第二运动维度运动，第二叶片以第二支点为轴心于第三运动维度运动，驱动部于第一支点及第二支点之间。第一支点以及第二支点具有柱状的结构，并朝向第一叶片以及第二叶片延伸，第一叶片包括第一限位边缘，第二支点位于第一限位边缘，用以限制第一叶片于一第一极限位置；而第二叶片包括第二限位边缘，其中第一支点位于第二限位边缘，用以限制第二叶片于第二极限位置，且第一支点与第二支点的延伸方向相互平行。
在一些实施例中，第一叶片以及该第二叶片分别具有中空部，沿垂直第一方向设置，且沿第一方向观察时，第一叶片以及第二叶片的中空部部分重叠。当第一叶片以及第二叶片运动时，中空部重叠的面积随之改变。
在一些实施例中，光通量调整模块还包括第二叶片，邻近窗口，第一叶片以及第二叶片具有板状的形状，分别位在第一虚拟平面以及第二虚拟平面，且第一虚拟平面以及第二虚拟平面不同。沿着第一方向观察时，第一叶片以及第二叶片至少部分重叠。驱动组件包括驱动线圈，且驱动线圈的绕线轴方向垂直光轴的方向，沿垂直第一方向观察时，驱动线圈与第一叶片部分重叠，驱动线圈与连动元件部分重叠。
通过使用此光通量调整模块，可调整进光量以改善所得的影像品质，并达到微型化。
附图说明
以下将配合所附附图详述本实用新型的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例绘示且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本实用新型的特征。
图1是本实用新型一些实施例的光通量调整模块的立体图。
图2是本实用新型一些实施例的光通量调整模块的爆炸图。
图3是本实用新型一些实施例的光通量调整模块的剖面图。
图4是图3的3-C部分的放大图。
图5是外壳的示意图。
图6是夹板的示意图。
图7是连动元件的示意图。
图8是第一叶片的示意图。
图9是第二叶片的示意图。
图10至图12是光通量调整模块从不同角度观察的示意图。
图13至图15是光通量调整模块从不同角度观察的示意图。
图16至图18是连动元件进一步被带动后从不同角度观察的示意图。
图19是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图20是光学元件驱动机构省略壳体后的示意图。
图21是光学元件驱动机构一些元件的侧视图。
图22是将光学元件驱动机构的示意图。
图23是一些实施例中的光学元件驱动机构的示意图。
图24是一些实施例中的光学元件驱动机构的示意图。
图25是一些实施例中的光学系统的示意图。
图26是一些实施例中的光学系统的示意图。
附图标记说明如下：
401 光通量调整模块
405 固定部
410 壳体
411 第一支柱(第一支点)
412、422、432 穿孔
413 第二支柱(第二支点)
414、438 沟槽
415 凹部
416A 第一限位部
416B 第四限位部
417A 第三限位部
417B 第二限位部
418 凸起部
420 顶板
430 夹板
434、436 孔洞
440 连动元件
442 本体
444 驱动部
446 凹槽
450 第一叶片
451 第一沟槽
452 孔洞
453 第一限位边缘
454 第三限位边缘
455 第四限位边缘
456 第一缺口边缘
457 中空部
460 第二叶片
461 第二沟槽
462 孔洞
463 第二限位边缘
464 第五限位边缘
465 第六限位边缘
466 第二缺口边缘
467 中空部
470 驱动组件
472 驱动磁性元件
474 驱动线圈
476 定位磁性元件
480 球体
500、501、502、503、504 光学元件驱动机构
505 光学元件
507 光学系统
508 光线
510 壳体
512 壳体开孔
520 底座
522 底座开孔
530 承载件
532 贯穿孔
540 光学元件驱动线圈
542 驱动磁性元件
550、552 弹性元件
560 感测元件
562 电路元件
570 光学元件驱动模块
571 入光孔
572 驱动机构
573 摄像模块
574 摄像模块承载座
575 框体
576 簧片
577 线圈
578 磁性元件
580 光路调整模块
581 光学元件
582 光学元件承载座
583 框体
584 枢轴
585 驱动模块
586 位置检测器
587 第一电磁驱动组件
588 第二电磁驱动组件
590 感光元件
600 光学系统
3-C 部分
3-F 固止部
3-M 可动部
3-O 光轴
3-D1、3-D2 尺寸(直径)
具体实施方式
以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，且以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本实用新型。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本实用新型的范围。举例来说，若在说明书中提到第一特征部件形成于第二特征部件之上，则其包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征部件与第二特征部件并非直接接触。
此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本实用新型，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，在本实用新型中的在另一特征部件之上形成、连接到及/或耦接到另一特征部件可包括其中特征部件形成为直接接触的实施例，并且还可包括其中可形成插入上述特征部件的附加特征部件的实施例，使得上述特征部件可能不直接接触。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“垂直的”、“上方”、“上”、“下”、“底”及类似的用词(如“向下地”、“向上地”等)，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词旨在涵盖包括特征的装置的不同方向。
请参考图1、图2、图3以及图4，其分别为本实用新型一些实施例的光通量调整模块401的立体图、爆炸图、剖面图以及图3的3-C部分的放大图。光通量调整模块401可装设于一电子装置内，用以照相或摄影，其中前述电子装置例如可为智能型手机或是数位相机。在照相或摄影时，光学系统可接收光线并成像，前述成像可传送至设置于电子装置中的处理单元，并通过此处理单元进行影像的后处理。
光通量调整模块401主要包括壳体410、顶板420、夹板430、连动元件440、第一叶片450、第二叶片460、驱动组件470(包括驱动磁性元件472驱动线圈474以及定位磁性元件476)以及球体480。壳体410以及顶板420构成一空间，而第一叶片450以及第二叶片460设置在此空间中，以防止在进行运动时与其他元件发生碰撞。此外，夹板430设置在第一叶片450以及第二叶片460之间，以防止第一叶片450与第二叶片460进行运动时彼此发生碰撞。在一些实施例中，可将壳体410、顶板420以及夹板430合称为固定部405，而连动元件440活动地连接固定部405，且第一叶片450以及第二叶片460活动地连接固定部405以及连动元件440。顶板420设置于第一叶片450远离固定部405的一侧。
壳体410、顶板420以及夹板430分别具有穿孔412、穿孔422以及穿孔432。在一些实施例中，穿孔412、穿孔422以及穿孔432形成一窗口，且具有光轴3-O的一光线通过穿孔412、穿孔422以及穿孔432所形成的窗口。在一些实施例中，穿孔412、穿孔422以及穿孔432可具有相同的尺寸或形状，但本实用新型并不以此为限。
连动元件440可例如设置在固定部405的侧面，且驱动组件470可用以驱动连动元件440，以使驱动连动元件440相对于固定部405于第一运动维度(例如Y方向)运动。此外，第一叶片450以及第二叶片460可设置在固定部405相同的侧面，且与连动元件440设置在不同的侧面。
接着进一步描述光通量调整模块401各个元件的细节。图5至图9分别是外壳410、夹板430、连动元件440、第一叶片450以及第二叶片460的示意图。
在图5中，外壳410具有大致上为矩形的形状，且在外壳410的角落具有朝向Z方向延伸的第一支柱411(第一支点)以及第二支柱413(第二支点)。换句话说，第一支柱411平行第二支柱413。在第一支柱411以及第二支柱413的周围具有凹部415，朝向与第一支柱411以及第二支柱413的延伸方向相反的方向(-Z方向)凹陷，并围绕第一支柱411以及第二支柱413。此外，在第一支柱411以及第二支柱413之间还具有沟槽414。如图5所示，沟槽414可沿Y方向延伸，但本实用新型并不以此为限。举例来说，在一些实施例中沟槽414亦可沿X方向延伸，取决于设计需求。此外，通过在第一支柱411以及第二支柱413的周围设计凹部415，可以容纳异物或是补偿零件在制造过程中产生的误差，进而可提升组装的准确性。
在外壳410的一侧边处可具有从侧边朝向穿孔412凸出的第一限位部416A以及第四限位部416B，而在另一侧边处可具有朝向穿孔412凸出的第二限位部417B以及第三限位部416A。第一限位部416A与第四限位部416B相连，且第二限位部417B与第三限位部416A相连。在X方向上，第一限位部416A与穿孔412的距离小于第四限位部416B与穿孔412的距离。在Y方向上，第三限位部416A与穿孔412的距离小于第二限位部417B与穿孔412的距离。此外，第四限位部416B与第一支柱411的距离小于第一限位部416A与第一支柱411的距离，而第二限位部417B与第二支柱413的距离小于第三限位部416A与第二支柱413的距离。借此，可用以控制光通量调整模块401的窗口大小。
此外，在外壳410上还可具有朝向X方向凸出的凸起部418，其邻接第一限位部416A与第四限位部416B以及邻接第二限位部417B与第四限位部416B。凸起部418在Z方向上的高度可大于第一叶片450在Z方向上的厚度。借此，若将夹板430设置在外壳410上，可防止夹板430与第一叶片450直接接触，以增加第一叶片450的耐用度。
在图6中，夹板430具有孔洞434、孔洞436以及位在孔洞434和孔洞436间的沟槽438，而夹板430可具有对应于外壳410的形状。举例来说，孔洞434以及孔洞436的位置可对应于第二支柱413以及第一支柱411，以允许第二支柱413以及第一支柱411穿过而将夹板430固定在外壳410上。此外，沟槽438可沿X方向或Y方向延伸。顶板420具有与夹板430相似的形状，于此不再赘述。
在图7中，连动元件440具有本体442、从本体442延伸的驱动部444以及向与驱动部444延伸方向的相反方向凹陷的凹槽446。凹槽446可具有圆形的形状，以允许球体480(图2)容纳在凹槽446中，从而可通过球体480的滚动而使连动元件440平滑地相对于固定部405进行运动。驱动部444可设置在沟槽414以及沟槽438中，以允许驱动部444沿着沟槽414以及沟槽438的延伸方向进行移动。此外，在本体442的一侧距有凹部448，用以设置驱动磁性元件472。在凹部448的边缘具有倾斜部449，用以允许较轻易地将驱动磁性元件472设置到凹部448中。
在图8中，第一叶片450具有对应于驱动部444位置的第一沟槽451以及对应于第一支柱411位置的孔洞452。借此，可允许第一支柱411设置在孔洞452中，并允许驱动部444设置在第一沟槽451中。此外，在一些实施例中，第一叶片还具有沿逆时针方向排列的第一限位边缘453、第三限位边缘454、第一缺口边缘456以及第四限位边缘455。第一限位边缘453、第三限位边缘454、第四限位边缘455可具有直线的形状，而第一缺口边缘456可具有弧形的形状，并且可邻近于穿孔412、穿孔422以及穿孔432所形成的窗口(例如相对于第三限位边缘454邻近于此窗口)。在一些实施例中，第一叶片450可具有中空部457，在垂直光轴3-O的方向延伸，以降低第一叶片450的重量，从而降低驱动第一叶片450所需的力量。
在图9中，第二叶片460具有对应于驱动部444位置的第二沟槽461以及对应于第二支柱413位置的孔洞462。借此，可允许第二支柱413设置在孔洞652中，并允许驱动部444设置在第二沟槽461中。此外，在一些实施例中，第一叶片还具有沿逆时针方向排列的第二限位边缘463、第五限位边缘464、第二缺口边缘466以及第六限位边缘465。第二限位边缘463、第五限位边缘464、第六限位边缘465可具有直线的形状，而第二缺口边缘466可具有弧形的形状，并且可邻近于穿孔412、穿孔422以及穿孔432所形成的窗口(例如相对于第五限位边缘464邻近于此窗口)。在一些实施例中，第二叶片460可具有中空部467，在垂直光轴3-O的方向延伸，以降低第二叶片460的重量，从而降低驱动第二叶片460所需的力量。应注意的是，第一叶片450的第一沟槽451以及第二叶片的第二沟槽461朝向不同方向延伸。
图10至图12是光通量调整模块401从不同角度观察的示意图，其中在图11以及图12中为了简洁而省略了顶板420以及夹板430。请一并参阅图5至图12，驱动组件470的驱动磁性元件472以及驱动线圈474之间可彼此作用而产生磁力。在一些实施例中，驱动磁性元件472例如可为磁铁，且可设置在连动元件440上，而驱动线圈474可固定在光通量调整模块401外的其他元件上。借此，当驱动磁性元件472以及驱动线圈474间产生磁力时(例如对驱动线圈474进行通电)，驱动磁性元件472可经受磁力而带动连动元件440一起移动(例如沿着Y方向)。
然而，本实用新型并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，驱动磁性元件472可固定在光通量调整模块401外的其他元件上，而驱动线圈474可固定在连动元件440上，如此亦可通过驱动磁性元件472以及驱动线圈474间的作用而带动连动元件440进行移动。此外，驱动磁性元件472亦可能在Z方向(光轴3-O)的方向上移动。在一些实施例中，定位磁性元件476可设置在固定部405上，并且位在固定部405以及驱动磁性元件472之间。当连动元件440停止时，定位磁性元件476可用以吸引驱动磁性元件472而定位连动元件440。在一些实施例中，连动元件440与驱动磁性元件472接触的部分可具有倾斜的结构，以方便将驱动磁性元件472设置在连动元件440中。
在一些实施例中，驱动线圈474的绕线轴方向(例如X方向)垂直光轴3-O的方向(例如Z方向)。在垂直光轴3-O的X方向上，驱动线圈474与连动元件440、第一叶片450以及驱动磁性元件472部分重叠。在一些实施例中，定位磁性元件476可与驱动磁性元件472部分重叠，并可与驱动线圈474不重叠。此外，在一些实施例中，定位磁性元件476可与驱动磁性元件472不重叠，并与驱动线圈474部分重叠。借此，可增加设计上的弹性，并且使各个元件重叠可降低设置元件所需要的空间，以达到小型化。
请一并参阅图5至图12，在图10至图12的状态时，驱动部444穿过沟槽414以及沟槽438，并且可移动地连接第一叶片450的第一沟槽451以及第二叶片460的第二沟槽461。第一叶片450的第一限位边缘453接触第一支柱411，而第三限位边缘454接触第一限位部416A，以限制第一叶片450于第一极限位置(即第一叶片450距离光轴3-O最远的位置)。此时光通量调整模块401的窗口尺寸(例如直径)为3-D1。
此外，第一叶片450还可通过第一支柱411作为旋转的支点而进行旋转，也就是说第一支柱411同时具备了限位点以及支点的功能，从而不须使用两个分开的限位点以及支点，可达到小型化。
此外，第二叶片460的第二限位边缘463接触第二支柱431，而第五限位边缘464接触第三限位部416A，以限制第二叶片460于第二极限位置(即第二叶片460距离光轴3-O最远的位置)。此外，第一叶片460还可通过第二支柱413作为旋转的支点而进行旋转，也就是说第二支柱413同时具备了限位点以及支点的功能，从而不须使用两个分开的限位点以及支点，可达到小型化的功能。
在一些实施例中，第一叶片450与第二叶片460可具有板状的结构，并且分别位在不同的平面上。举例来说，第一叶片450与第二叶片460可分别位在第一虚拟平面以及第二虚拟平面(未绘示)，且第一虚拟平面与第二虚拟平面可能相交，但不会完全重叠。借此，可让第一叶片450与第二叶片460在不同的平面上进行运动，而不会彼此碰撞(如图11以及图12所示)。
在一些实施例中，驱动组件470(包括驱动磁性元件472、驱动线圈474以及定位磁性元件476)设置在壳体410的一侧。可在驱动组件470的相对侧设置其他的元件，以平衡光通量调整模块401整体的重量。举例来说，可在驱动组件470的相对侧设置磁性元件、感测器等，但本实用新型并不以此为限。亦可在驱动元件470的相同侧设置感测器，以感测驱动磁性元件472在光轴3-O方向的移动。
图13至图15是光通量调整模块401在驱动线圈474通电之后而带动连动元件440进行移动后从不同角度观察的示意图，其中在图14以及图15中为了简洁而省略了顶板420以及夹板430。相较于图10至图12的状态，此时连动元件440的驱动部444朝向-X方向移动。由于驱动部444同时设置在第一叶片450的第一沟槽451以及第二叶片460的第二沟槽461之中，因此可一并带动第一叶片450和第二叶片460进行移动。具体而言，第一叶片450可通过第一支柱411作为旋转的支点朝向图13中的顺时针方向转动(第二运动维度)，而第二叶片460可通过第二支柱413作为旋转的支点朝向图13中的逆时针方向转动(第三运动维度)。换句话说，第一叶片450以及第二叶片460的转动方向相反，且当第一叶片450转动或停止时，第二叶片460亦同时转动或停止。通过这种设计方式，可仅使用朝向一个方向移动的连动元件440，即可带动两个不同的叶片(第一叶片450以及第二叶片460)朝向不同的方向运动，从而可降低光通量调整模块401的元件数量，而达成小型化的功效。应注意的是，连动元件440进行运动的第一运动维度(X方向上的直线运动)、第一叶片450进行运动的第二运动维度(转动运动)、与第二叶片460进行运动第三运动维度(转动运动)不同。然而，本实用新型并不限于此，只要是不同的运动方式皆可达成本实用新型的效果。此时第一叶片450的第一缺口边缘456与第二叶片的第二缺口边缘466彼此接近。
图16至图18是连动元件440进一步被带动后，光通量调整模块从401从不同角度观察的示意图，其中在图17以及图18中为了简洁而省略了顶板420以及夹板430。此时第一叶片450的第四限位边缘455接触外壳410的第二限位部417B，而第二叶片460的第六限位边缘465接触外壳410的第四限位部416B，以分别限制第一叶片450以及第二叶片460于一第三极限位置以及一第四极限位置(即第一叶片450以及第二叶片460距离光轴3-O最近的位置)。在一些实施例中，可将在第一极限位置以及第三极限位置间的范围称为第一极限运动范围，而第二极限位置以及第四极限位置间的范围称为第二极限运动范围。
此时第一叶片450的第一缺口边缘456以及第二叶片的第二缺口边缘466亦形成一窗口，且此窗口的尺寸3-D2(例如直径)小于由穿孔412、穿孔422以及穿孔432所形成的窗口的尺寸3-D1(图10)。借此，通过图10至图18中所示的方式，可改变光通量调整模块401窗口的尺寸，以调整具有光轴3-O的光线通过此窗口的光通量。
应注意的是，在图10至图18中，沿光轴3-O的方向观察，第一叶片450的中空部457与第二叶片460的中空部467部分重叠，且第一沟槽451以及第二沟槽461部分重叠。此外，当第一叶片450以及第二叶片460进行运动时，中空部457与中空部467的重叠面积以及第一沟槽451和第二沟槽461的重叠面积亦随之改变。换句话说，当连动元件440于一可动范围内运动时，沿着光轴3-O方向观察时，第一叶片450以及第二叶片460至少部分重叠，且第一叶片450与第二叶片460交叉(例如往不同的方向延伸)。让第一叶片450以及第二叶片460部分重叠(或交叉)可允许在较小的空间中设置第一叶片450以及第二叶片460，以达到小型化。
在一些实施例中，亦可使用不具有窗口的第一叶片以及第二叶片，亦即当第一叶片与第二叶片进行组合后会将穿孔412、穿孔422以及穿孔432形成的窗口完全挡住，从而具有快门的功能。
图19是本实用新型一些实施例的光学元件驱动机构500的爆炸图，图20是光学元件驱动机构500省略壳体510后的示意图，而图21是光学元件驱动机构500一些元件的侧视图。光学元件驱动机构500主要可包括有光通量调整模块401、光学元件505、一壳体510、一底座520、一承载件530、多个光学元件驱动线圈540、多个驱动磁性元件542、一弹性元件550以及一弹性元件552。
前述壳体510与底座520可相互结合而构成光学元件驱动机构500的外壳，并且可合称为固止部3-F。应了解的是，壳体510及底座520上分别形成有壳体开孔512及底座开孔522，壳体开孔512的中心对应于光轴3-O，底座开孔522则对应于设置在光学元件驱动机构500之外的影像感测元件(图未示)；据此，设置于光学元件驱动机构500中的前述光学元件505可在光轴3-O方向与影像感测元件进行对焦。
前述承载件530具有一贯穿孔532，其中光学元件505可固定于贯穿孔532内，前述光学元件驱动线圈540则设置于承载件530的外侧表面，并且设置在壳体510与底座520所构成的光学元件驱动机构500的外壳中，而驱动磁性元件542可设置在壳体510上。应了解的是，通过驱动磁性元件542与光学元件驱动线圈540之间的作用，可产生磁力迫使光学元件驱动线圈540与承载件530一起沿光轴3-O方向移动，进而达到快速对焦的效果。因此承载件530与光学元件驱动线圈540可合称为可动部3-M。在一些实施例中，驱动磁性元件542可设置在承载件530的外侧表面上，而光学元件驱动线圈540可设置在壳体510上，以允许驱动磁性元件542随着承载件530一起移动。
在本实施例中，承载件530及其内的光学元件505活动地(movably)设置于壳体510与底座520内。更具体而言，承载件530可通过例如金属材质的弹性元件550及弹性元件552连接壳体510与底座520，并悬吊于壳体510与底座520内。当前述光学元件驱动线圈540通电时，光学元件驱动线圈540会和驱动磁性元件542(例如为磁铁)的磁场产生作用，并产生一电磁驱动力(electromagnetic force)以驱使承载件530和前述光学元件505相对于壳体510与底座520而沿光轴3-O方向移动，以达到自动对焦的效果。
底座520还可包括例如可挠性印刷电路板(FPC)，以电性连接设置于光学元件驱动机构500内部或外部的其他电子元件，用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能，并且亦可透过弹性元件552而传送电信号至光学元件驱动线圈540，借此可控制承载件530在X、Y或Z轴方向上的移动。
光通量调整模块401例如可设置在由壳体510以及底座520所构成的外壳中，并且可设置在光学元件505的入光侧(远离底座520的一侧)，以控制进入光学元件505的光量。在一些实施例中，光通量调整模块401可固定在壳体510上，而光学元件505可相对于光通量调整模块401移动。在一些实施例中，光通量调整模块401可固定在光学元件505上(例如固定在承载件530上)，以随着光学元件505相对于壳体510的运动而一起移动。在图21中，可见到光通量调整模块401部分设置在光学元件505的周围(在X或Y方向上重叠)，以有效利用光学元件驱动机构500的空间。
图22是将光学元件驱动机构500的光通量调整模块401、光学元件505、壳体510以外的元件先组装成驱动部件506的示意图。在一些实施例中，组装光学元件驱动机构500时，可先将光学元件505设置在驱动部件506中，接着再将光通量调整模块401设置在驱动部件506上，最后再将壳体510设置到驱动部件506上，以完成光学元件驱动机构500的组装。然而，本实用新型并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，可先将光通量调整模块401与驱动部件506进行组合，接着再将光学元件505从驱动部件506的另一侧(未设置光通量调整模块401的一侧)设置到驱动部件506中，最后再将壳体510设置到驱动部件506上，以完成光学元件驱动机构500的组装。通过这种设置方式，可降低进行组装时所需的机构数量，而可降低光学元件驱动机构500整体的高度，以达成小型化。在一些实施例中，亦可将光通量调整模块401设置在底座520以及弹性元件550之间。
图23以及图24分别是一些实施例中的光学元件驱动机构501以及光学元件驱动机构502的示意图，其中为了简洁而省略了壳体510。光学元件驱动机构501以及光学元件驱动机构502还包括感测元件560以及电路元件562。在图23中，光学元件驱动机构501的感测元件560与电路元件562可与光通量调整模块401的驱动组件470(例如驱动线圈474)设置在相同的侧边。借此，可进一步利用光学元件驱动机构501相同侧的空间，以达成小型化。在图24中，光学元件驱动机构501的感测元件560与电路元件562可与光通量调整模块401的驱动组件470(例如驱动线圈474)设置在不同侧(例如设置在相反的侧边)。借此，可防止可能会发生的磁干扰。在一些实施例中，可在同侧设置多个感测元件560，用以分别感测固止部3-F与可动部3-M间的运动、以及感测固定部405与连动部440间的运动。此时所述多个感测元件560的一部份皆可设置在电路元件562上。
在一些实施例中，可在光学元件505调整完焦距之后，再对光通量调整模块401进行开关，此时驱动磁性元件472的位置是固定的。因此，可在具有较大进光量的状态时调整光学元件505的焦距，以增加调整的精确度。因此，在光通量调整模块401断电之前，可对光通量调整模块401送出一信号以打开光通量调整模块401(使第一叶片450、第二叶片460不遮挡窗口)。
本实用新型所提供的光通量调整模块401亦可应用在双镜头的光学系统中。举例来说，图25的光学系统600具有光学元件驱动机构503以及光学元件驱动机构504，其中光通量调整模块401设置在光学元件驱动机构503上，而光学元件驱动机构504不具有光通量调整模块401。光学元件驱动机构503与光学元件驱动机构504可为具有不同功能的机构，例如分别为广角以及长焦距的摄像机构。在这种实施例中，光通量调整模块401的驱动组件470可设置在远离光学元件驱动机构504的一侧，以避免可能会发生的磁干扰。在一些实施例中，光学元件驱动机构504亦可具有光通量调整模块401，且其驱动组件470亦可设置在远离光学元件驱动机构503的一侧。
在一些实施例中，亦可将光通量调整模块401应用在潜望式的光学系统中。举例来说，如图26所示，一种潜望式的光学系统507可包括一光学元件驱动模块570、一光路调整模块580以及一感光元件590。外部的光线(例如光线508)由入光孔571进入光学系统507(例如从Z方向(第一方向)进入)后可先被光路调整模块580反射，接着穿过光学元件驱动模块570后被感光元件590接收。换句话说，光路调整模块580可改变光线508的行进方向。
以下说明本实施例中的光学元件驱动模块570和光路调整模块580的具体结构。如图26所示，光学元件驱动模块570主要包括一驱动机构572以及一摄像模块573，其中驱动机构572用以驱动前述摄像模块573相对于感光元件590移动。举例而言，前述驱动机构572可包括一摄像模块承载座574、一框体575、两个簧片576、至少一线圈577以及至少一磁性元件578。
前述摄像模块573固定于摄像模块承载座574中。两个簧片576连接摄像模块承载座574和框体575，并分别位于摄像模块承载座574的相反侧，以使摄像模块承载座574可活动地悬吊于框体575中。线圈577和磁性元件578分别设置于摄像模块承载座574和框体575上，且彼此相互对应。当电流流入线圈577时，线圈577和磁性元件578之间会产生电磁作用，摄像模块承载座574以及设置于摄像模块承载座574上的摄像模块573可被驱动而相对于感光元件590移动。
光路调整模块580主要包括一光学元件581、一光学元件承载座582、一框体583、至少一枢轴584、一驱动模块585以及一位置检测器586。驱动模块585可包括一第一电磁驱动组件587和一第二电磁驱动组件588，分别设置于框体583和光学元件承载座582上，且两者的位置相互对应。
光学元件承载座582可固定于枢轴584上，且枢轴584可旋转地设置在框体583上(例如通过一轴承，未绘示)。如此一来，光学元件承载座582即可通过枢轴584而与框体583枢接。又由于光学元件581设置于光学元件承载座582上，因此当光学元件承载座582相对于框体583旋转时，设置于其上的光学元件581亦可同时相对于框体583旋转。前述光学元件581例如可为一棱镜或一反射镜。
举例而言，第一电磁驱动组件587可包括驱动线圈，而第二电磁驱动组件588可包括磁铁。当电流通入驱动线圈(第一电磁驱动组件587)时，驱动线圈和磁铁之间将产生电磁作用，如此一来，即可带动光学元件承载座582以及光学元件581相对于框体583旋转，进而调整外部光线508抵达感光元件590的位置。搭配结构光、红外线或超音波等，可达成深度感测、空间扫描等效果，并可应用于空间规划、补偿环境所造成的影响，改善光线或天候不佳时拍摄的照片或影片较为模糊的情形，并且还可提升拍摄或录影的品质。
位置检测器586可设置于框体583上并对应前述第二电磁驱动组件588，以通过检测第二电磁驱动组件588的位置来获得光学元件581的旋转角度。前述位置检测器586例如可为霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance EffectSensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMRSensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMRSensor)或磁通量感测器(Fluxgate)。
在一些实施例中，光通量调整模块401可设置在摄像模块573以及光学元件581之间，并且彼此在X方向(第二方向)上排列，以控制进入摄像模块573的光量，如图26所示。沿着Y方向(第三方向)观察时，光学元件驱动模块570与光通量调整模块401至少部分重叠。举例来说，光学元件驱动模块570与驱动组件470至少部分重叠。此外，摄像模块573与光通量调整模块401至少部分重叠(例如与驱动组件470部分重叠)。此外，摄像模块573亦可部分设置于光通量调整模块401中(例如部分设置在穿孔412、穿孔422以及穿孔432所形成的窗口中)。借此可降低所需的空间，以达成微型化。
综上所述，本实用新型提供了一种光通量调整模块，用以调整具有光轴的光线的光通量，包括固定部、连动元件、第一叶片以及驱动组件。固定部包括窗口，光线通过窗口。连动元件活动地连接固定部。第一叶片活动地连接连动元件与固定部，第一叶片邻近窗口。驱动组件用以驱动连动元件相对于固定部于第一运动维度运动，当连动元件相对固定部沿着第一运动维度运动时，第一叶片受到连动元件驱动相对固定部于第二运动维度运动，且第一运动维度与第二运动维度不同。此外，本实用新型还提供了使用此光通量调整模块的光学元件驱动机构以及光学系统。通过使用此光通量调整模块，可调整进光量以改善所得的影像品质，并达到微型化。
虽然本实用新型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普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本实用新型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普通技术人员可从本实用新型揭示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实用新型使用。因此，本实用新型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，且本实用新型的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (20)

1.一种光学系统，其特征在于，包括：
一光路调整模块，用以接收沿着依一第一方向行进的一光线并且调整该光线的路径；
一光学元件驱动模块，用以接收该光线；以及
一光通量调整模块，用以调整该光线的光通量，其中该光通量调整模块设置于该光路调整模块以及该光学元件驱动模块之间。
2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该光路调整模块、该光学元件驱动模块以及该光通量调整模块沿着一第二方向排列，且该第一方向与该第二方向不同。
3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，沿着一第三方向观察时，该光学元件驱动模块与该光通量调整模块至少部分重叠，且该第三方向与该第一方向以及该第二方向不同。
4.如权利要求3所述的光学系统，其特征在于，该光通量调整模块包括一驱动组件，沿着该第三方向观察时，该光学元件驱动模块与该驱动组件至少部分重叠。
5.如权利要求3所述的光学系统，其特征在于，还包括一摄像模块，沿着该第三方向观察时，该摄像模块与该光通量调整模块至少部分重叠。
6.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该光通量调整模块包括：
一固定部，包括一窗口，该光线通过该窗口；
一连动元件，活动地连接该固定部；
一第一叶片，活动地连接该连动元件与该固定部，且该第一叶片邻近该窗口；以及
一驱动组件，用以驱动该连动元件相对于该固定部于一第一运动维度运动，其中当该连动元件相对该固定部沿着该第一运动维度运动时，该第一叶片受到连动元件驱动相对该固定部于一第二运动维度运动，且该第一运动维度与该第二运动维度不同。
7.如权利要求6所述的光学系统，其特征在于，该固定部包括多个侧面，且该连动元件与该第一叶片设置于该固定部的不同侧面。
8.如权利要求7所述的光学系统，其特征在于，该连动元件具有一驱动部，该固定部包括一穿孔，该驱动部穿过该穿孔，并且可移动地连接该第一叶片。
9.如权利要求8所述的光学系统，其特征在于，该光通量调整模块还包括一第二叶片，可移动地连接该驱动部，且该驱动部同时驱动该第一叶片及该第二叶片运动。
10.如权利要求8所述的光学系统，其特征在于，该光通量调整模块还包括一第二叶片，与该第一叶片设置于该固定部的相同侧面，当该连动元件相对该固定部沿着该第一运动维度运动时，该第二叶片受到该连动元件驱动而相对该固定部于一第三运动维度运动。
11.如权利要求10所述的光学系统，其特征在于，该第一叶片具有一第一沟槽，该第一沟槽可移动地连接该驱动部，该第二叶片具有一第二沟槽，该第二沟槽可连接地连接该驱动部，且沿该第一方向观察，该第一沟槽与该第二沟槽部分重叠。
12.如权利要求11所述的光学系统，其特征在于，当该第一叶片以及该第二叶片进行运动时，该第一沟槽与该第二沟槽在该第一方向上的重叠面积随着改变。
13.如权利要求12所述的光学系统，其特征在于，该固定部包括一第一支点及一第二支点，该第一叶片以该第一支点为轴心于该第二运动维度运动，该第二叶片以该第二支点为轴心于该第三运动维度运动，且该驱动部位于该第一支点及该第二支点之间。
14.如权利要求13所述的光学系统，其特征在于，该第一支点以及该第二支点具有柱状的结构，并分别朝向该第一叶片以及该第二叶片延伸，该第一叶片包括一第一限位边缘，该第二叶片包括一第二限位边缘，该第一支点与该第二支点的延伸方向相互平行，该第二支点位于该第一限位边缘，该第一支点位于该第二限位边缘。
15.如权利要求11所述的光学系统，其特征在于，该第一叶片以及该第二叶片分别具有一中空部，沿垂直该第一方向的一方向设置，且沿该第一方向观察时，该第一叶片以及该第二叶片的两个所述中空部部分重叠。
16.如权利要求15所述的光学系统，其特征在于，当该第一叶片以及该第二叶片运动时，在该第一方向上，两个所述中空部重叠的面积随之改变。
17.如权利要求16所述的光学系统，其特征在于，所述第二叶片邻近该窗口，该第一叶片以及该第二叶片具有板状的形状，分别位在一第一虚拟平面以及一第二虚拟平面，且该第一虚拟平面以及该第二虚拟平面不同。
18.如权利要求17所述的光学系统，其特征在于，沿着该第一方向观察时，该第一叶片以及该第二叶片至少部分重叠。
19.如权利要求18所述的光学系统，其特征在于，该驱动组件包括一驱动线圈，且该驱动线圈的一绕线轴方向垂直该第一方向，沿垂直该第一方向的一方向观察时，该驱动线圈与该第一叶片部分重叠。
20.如权利要求19所述的光学系统，其特征在于，沿垂直该第一方向的一方向观察时，该驱动线圈与该连动元件部分重叠。
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