201217899 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種光學系統之防震裝置，尤指一種運 用一電磁驅動模組驅動一薄彈片狀之雙軸旋轉元件在兩 不同轴向上樞轉，以補償光路徑因光學系統震動所造成之 不穩狀態的一種防震裝置以及具有該防震裝置之光學系 統0 【先前技術】 在一個由光學透鏡組以及影像擷取模組所構成的光 學系統中’例如相機或攝影機等之光學系統，常會因為外 力因素或是手持相機或攝影機時的抖動，而造成光路徑的 震動偏移並使得影像擷取模組上的成像不穩定，進而導致 所拍攝到的影像模糊不清。最常見的解決方式，就是對此 類因震動所造成的影像模糊現象提供一補償機制，來使所 擷取到的影像清晰化，而此種補償機制可以是數位補償機 制或是光學補償機制。所謂的數位補償機制，就是對影像 擷取模組所擷取到的數位影像資料進行分析與處理，以獲 得較為清晰的數位影像，這樣的方式也常被稱為數位防震 機制。至於光學補償機制，則通常是在光學透鏡組或是影 像擷取模組上設置震動補償裝置而這樣的方式也常被稱 為光學防震機制。所謂的震動補償裝置，主要是去偵測光 學透鏡組内之光學元件在震動過程中的偏移量，並使用一 驅動裝置去把這光路徑調整回其最佳的狀態，以避免影像 因震動而模糊。 201217899 然而，目前已知的光學防震機制，大多牽涉到複雜或 是大趙積的笨重機構或元件’所以多具有技術較複雜、組 裝困難、成本較高、或是體積無法進一步縮小的缺點，而 有進一步改善的空間。 【發明内容】 本發明之第一目的是在於提供一種適於裝設在光學 系統中的防震裝置，係藉由在一薄彈片上挖溝槽的方式形 • 成特殊的多框架結構來構成一雙軸旋轉元件，並搭配一驅 動模组來驅動該雙軸旋轉元件在兩軸向上進行有限幅度 的樞轉運動，而組構成一結構簡單、組裝容易、小體積且 低成本的防震裝置。 本發明之第二目的是在於提供一種光學系統之防震 裝置’係藉由永久磁石與線圈所構成的電磁驅動裝置來驅 動一雙軸旋轉元件在兩軸向上進行有限幅度的樞轉運 動。並且，藉由獨特結構的内、外承載架來裝設與定位該 • 些永久磁石與線圈，而组構成一結構簡單、組裝容易、小 體積且低成本的防震裝置》 為達上述之目的’本發明揭露了一種設置於一光學系 統中的防震裝置。該光學系統定義有一光路徑。該防震襄 置包括有： 一雙轴旋轉元件，設置於該光路徑上，該雙輕旋轉元 件至少可在-第-轴向與一第二軸向上進行一有 的樞轉運動；以及， 度 一驅動模組，連結於該雙轴旋轉元件，用以驅動該雙 201217899 袖旋轉元件在該第_軸向與該第二軸向上進行該有限幅 度的枢轉運動； 其特徵在於： 該雙軸旋轉元件係一薄彈片，該薄彈片具有包括··一 外框部、一中框部、以及一内板部； 該内板部具有朝向該光路徑之一平面且在該平面上 定義了該第一轴向與該第二軸向； 該中框部係環繞於該内板部外周圍，且於中框部與内 板部之間設有環繞於内板部外周圍之至少一第一貫穿溝 以及位於該第一轴向上之兩第一連接端，該内板部便是以 該兩第一連接端連結於中框部； 該外框部係環繞於該中框部外周圍，且於外框部與中 框部之間設有環繞於中框部外周圍之至少一第二貫穿溝 以及位於該第二軸向上之兩第二連接端，該中框部便是以 該兩第二連接端連結於外框部； 其中’該驅動模組可推動該内板部進行相對於該外框 部在該第一轴向與該第二軸向上的樞轉運動。 於一較佳實施例中，該驅動模組係一電磁驅動模組且 至少包括有：一内承載架、一外承載架、至少一第一磁石、 至少一第二磁石、至少一第一線圈、以及至少一第二線 圈·該内承載架係結合在該内板部上並與其連動，且該外 承載架係結合在該外框部上並且是不動的元件。該第一磁 石與第一線圈兩者的其中之一是設置於該内承載架上、而 另一則是設置於該外承載架上；藉由對該第一線圈通電可 以產生一電磁力推動該内承載架連同該内板部進行沿該 201217899 第一軸向的樞轉運動。該帛二磁;5與第二線圈兩者的其中 之一是設置於該内承載架上、而另一則是設置於該外承載 架上；藉由對該第二線圈通電可以產生一電磁力推動該内 承載架連同該内板部進行沿該第二軸向的樞轉運動。 於一較佳實施例中，該内承載架是一楔形框架結構， 其具有矩形之一第一接觸部其連接於該内板部、以及自該 矩形第一接觸部之四個邊分別朝向遠離該内板部之方向 延伸的四個第一側面。該四個第一側面之中有兩個側面是 呈相對應二角形且相互平行、而另兩個側面則是呈矩形且 是相互呈垂直相接。並且，於各第一側面上均分別設有一 第一容置座。該外承載架是一楔形框架結構，其具有矩形 之一第二接觸部其連接於該外框部、以及自該矩形第二接 觸部之四個邊分別朝向遠離該外框部之方向延伸的四個 第二側面。該四個第二側面之中有兩個側面是呈相對應三 角形且相互平行、而另兩個側面則是呈矩形且是相互呈垂 直相接。並且，於各第二側面上均分別設有一第二容置 座。該第一磁石是設置於該内承載架之三角形第一側面的 第一容置座上、該第一線圈則是透過一第一電路板而設置 於該外承載架之三角形第二側面的第二容置座上。該第二 磁石是設置於該内承載架之矩形第一側面的第一容置座 上、該第二線圈則是透過一第二電路板而設置於該外承載 架之矩形第二側面的第二容置座上。 於一較佳實施例中，該光學系統更包括有位於該光路 徑上之一光學鏡頭模組以及一影像操取模組並且，該防 震裝置更包括有： 201217899 一震動偵測模組，設置於該光學鏡頭模組上，用以偵 測該光學鏡頭模組之震動量； 一位置偵測模組，設置於該驅動模組上，用以偵測該 雙軸旋轉元件於該第一軸向與第二轴向上的樞轉量； 一光路調整元件，設置於雙軸旋轉元件之内板部的該 平面上，可將來自該光學鏡頭模組的光調整射向該影像擷 取模組；以及， 一控制模組，連接於該震動偵測模組及位置偵測模 組，用以根據該震動偵測模組所偵測到的光學鏡頭模組震 動量、以及根據位置偵測模組所偵測該雙轴旋轉元件的框 轉量’來控制該驅動模組驅動該雙軸旋轉元件進行樞轉進 而達到補償該光路經因光學鏡頭模組震動所造成的不穩 狀態。 於一較佳實施例中，該位置偵測模組包括了設置在第 一線圈中央且對應於第一磁石的一第一感磁元件、以及設 置在第二線圈中央且對應於第二磁石的一第二感磁元 件’該第一與第二感磁元件可偵測到磁力線的變化以供控 制模組計算出該雙軸旋轉元件的樞轉量。並且，該光路調 整元件是下列其中之一：設置於内板部之該平面上的一楔 形棱鏡、設置於内板部之該平面上的一光反射層。 【實施方式】 為了能更清楚地描述本發明所提出之光學系統之防 震裝置，以下將配合圓式詳細說明之。 本發明之光學系統之防震裝置的主要原理，乃是藉由 201217899 在一薄彈片上挖溝槽的方式形成特殊的多框架結構來構 成一雙轴旋轉元件’並搭配一驅動模组來驅動該雙軸旋轉 元件在兩轴向上進行有限幅度的樞轉運動，以達到震動補 償式之光學防震裝置的功能。其中，該電磁驅動裝置係藉 由複數永久磁石與線圈所構成，並藉由獨特結構的内、外 承載架來裝設與定位該些永久磁石與線圈，而可組構成一 結構簡單、组裝容易、小體積且低成本的防震裝置。 請參閱圖一至圖四所示’為本發明之光學系統之防震 裝置的一較佳實施例。其中，圖一是本發明之防震裝置裝 設於一光學系統中的實施例圖；圖二A是本發明之防震 裝置中的雙轴定位元件、内承載架與磁石組合後的立體視 圓（底視方向）；圖二B是本發明之防震裝置中的雙軸定 位元件、内承載架與磁石組合後的立體視圓（頂視方向）； 圖三是本發明之裝設於一光學系統中之防震裝置於側面 方向上之透視示意圖；圖四是本發明之防震裝置的磁石、 線圈、電路板與感磁元件之相對應位置的示意圖。 如圖一所示，本發明之防震裝置1，主要是設置於一 光學系統中。該光學系統包括有一光學鏡頭模組2與一影 像擷取模組3，由該光學鏡頭模組2與該影像擷取模組3 可定義出一光路徑4，以供將一外界物體的影像光聚集並 成像於該影像擷取模組3上》於本實施例中，該光學鏡頭 模組2可以是包含了複數個透鏡的定焦或變焦鏡頭，而該 影像擁取模組3則可包含了由例如電荷耦合元件（CCD) 或是互補金屬氧化物半導鱧（CMOS)等感光元件所構成 的影像感測器。藉由光學鏡頭模組2將外界物體的影像光 201217899 經由該光路徑4成像於影像擷取模組3之感光元件上，並 由影像擁取模組3將影像光轉換為可供電腦判讀的數位 影像資料，而可提供數位相機或是數位攝影機之功能。由 於此所述之光學鏡頭模組2與影像擷取模組3均可以直接 自現有習知技術中選用且非本發明之技術特徵，所以不贅 述其構成。 於本實施例中’於本發明之防震裝置1是設置在該光 路徑4之影像光入射方向的最前端，也就是位在光學鏡頭 模組2與影像擷取模組3朝向外界物體的最前方為較佳。 然而’本發明之防震裝置1也可能是放置在光學鏡頭模組 2與影像擷取模組3之間的。 如圖一所示，於本發明之防震裝置i的一較佳實施例 中，該防震裝置1包括有：一雙轴旋轉元件10、一驅動 模組20、一震動偵測模組30、一位置偵測模組40、一控 制模組50、以及一光路調整元件60。 該雙軸旋轉元件10是設置於光路徑4上，其至少可 在互相垂直之一第一轴向101與一第二軸向1〇2上進行一 有限幅度的極轉運動。請參閱圖二，於本實施例中，該雙 轴旋轉元件10係一矩形的薄彈片，該薄彈片具有四個側 邊且包括有：一外框部11、一中框部12、以及一内板部 13。該内板部13具有朝向光路徑之一平面，且在該平面 上定義了該第一轴向101與該第二軸向1〇2 «•該中框部12 係環繞於該内板部13外周圍，且於中框部12與内板部 13之間設有環繞於内板部13外周圍之至少一第一貫穿溝 131以及位於該第一軸向101上之兩第一連接端132。該 201217899 兩第一連接端132係分別位於内板部丨3之兩個相對側邊 上且實質上係把第一貫穿溝131分隔成兩個ϋ字形的第 一貫穿溝131，而該内板部13便是以該兩第一連接端132 連結於中框部12。該外框部η係環繞於該中框部12外 周圍’且於外框部11與中框部12之間設有環繞於中框部 12外周圍之至少一第二貫穿溝121以及位於該第二轴向 102上之兩第二連接端122。該兩第二連接端122係分別 位於中框部12之兩個相對側邊上且實質上係把第二貫穿 溝121分隔成兩個U字形的第二貫穿溝121，而該中框部 12便是以該兩第二連接端122連結於外框部11 ^換句話 說’該兩第一連接端132與兩第二連接端122是以兩兩相 對的方式分別位在矩形薄彈片的四個側邊處；藉由薄彈片 本身的彈性，不僅可讓該内板部13以該兩第一連接端132 為轴進行相對於該外框部11在該第一轴向101上的小幅 度樞轉運動、也可以讓該内板部13以該兩第二連接端122 為軸進行相對於該外框部11在該第兩轴向102上的小幅 度樞轉運動，而達到雙轴旋轉元件10的功能。由此可知， 本發明藉由在薄彈片上挖溝槽的方式形成特殊的多框架 結構，確實提供了 一結構簡單、小體積、低成本且不需組 裝的雙轴旋轉元件10。 如圖一至圖四所示，該驅動模組20是連結於該雙軸 旋轉元件10,用以驅動該雙轴旋轉元件10在該第一軸向 101與該第二轴向102上進行該有限幅度的樞轉運動。於 本實施例中，該驅動模組20係一電磁驅動模組且至少包 括有：一内承載架21、一外承載架22、至少一第一磁石 201217899 23、至少一第二磁石24、至少一第一線圈25、以及至少 一第二線圈26。 該内承載架21係結合在該内板部13之底面上並與其 連動’且該外承載架22係結合在該外框部η之底面上並 且是不動的元件。 該第一磁石23與第一線圈25兩者的其中之一是設置 於該内承載架21上、而另一則是設置於該外承載架22 上。於本實施例中，在内承載架21鄰近於兩第二連接端 122的兩側邊上分別設置了一第一磁石23，且在外承載架 22鄰近於兩第二連接端122的兩側邊上且對應於第一磁 石23的位置處分別設置了一第一線圈25。藉由對該兩第 一線圈25通電可以產生一電磁力推動該内承載架21上的 兩第一磁石23連同該内板部13進行沿該第一軸向1〇1 的樞轉運動〃 該第二磁石24與第二線圈26兩者的其中之一是設置 於該内承載架21上、而另一則是設置於該外承載架22 上。於本實施例中，在内承載架21鄰近於兩第一連接端 132的兩側邊上分別設置了一第二磁石24，且在外承載架 22鄰近於兩第一連接端132的兩側邊上且對應於第二磁 石24的位置處分別設置了一第二線圈26。藉由對該第二 線圈26通電可以產生一電磁力推動該内承載架21上的兩 第二磁石24連同該内板部13進行沿該第二轴向102的樞 轉運動。 該内承載架21是一楔形框架結構，其具有矩形之一 第一接觸部211其連接於該内板部13之底面、以及自該 201217899 矩形第一接觸部211之四個邊分別朝向遠離該内板部13 之方向延伸的四個第一側面212a、212be該四個第一側 面之中有兩個側面212a是呈相對應直角三角形且相互平 行、而另兩個側面212b則是呈矩形且是相互呈垂直相 接。並且，於各第一側面212a、212b上均分別設有一第 一容置座213 »該外承載架22是一楔形框架結構，其具 有矩形之一第二接觸部221其連接於該外框部η之底 面、以及自該矩形第二接觸部221之四個邊分別朝向遠離 該外框部11之方向延伸的四個第二側面222a、222b。該 四個第二側面222a、222b之中有兩個側面222a是呈相對 應直角三角形且相互平行、而另兩個侧面222b則是呈矩 形且是相互呈垂直相接。並且，於各第二側面222a、222b 上均分別設有一第二容置座223。於本實施例中，該第一 磁石23是設置於該内承載架21之三角形第一側面212a 的第一容置座213上、該第一線圈25則是透過一第一電 路板251而設置於該外承載架22之三角形第二側面222a 的第二容置座223上。該第二磁石24是設置於該内承載 架21之矩形第一側面212b的第一容置座213上、該第二 線圈26則是透過一第二電路板261而設置於該外承載架 U之矩形第二側面222b的第二容置座223上。由前述可 知’本發明藉由前述之具有直角側邊之楔形框架獨特的 内、外承載架21、22結構來裝設與定位該些永久磁石23、 24與線圈25、26，不僅很容易被裝置在例如數位相機或 數位攝影機之光學系統中，且更提供了一結構簡單、組裝 容易、小體積且低成本的電磁驅動裝置1。 13 201217899 於本發明中，該震動偵測模組30是設置於該光學鏡 頭模組2上’用以偵測該光學鏡頭模組2的震動量，也就 是偵測該光學鏡頭模組2因震動所導致之於垂直於光路 徑4之雙轴方向上的位置偏移量。由於此所述之震動偵測 模組30可以直接自現有習知技術中選用且非本發明之技 術特徵，所以不贅述其構成。 於本發明中，該位置偵測模組40是設置於該驅動模 組20上’用以偵測該雙軸旋轉元件1〇於該第一軸向1〇1 與第二轴向102上的樞轉量。如圖四所示，該位置偵測模 組40包括了分別設置在各第一線圈25中央且對應於第一 磁石23的一第一感磁元件（圖中未示）、以及分別設置在 第二線圈26中央且對應於第二磁石24的一第二感磁元件 27。藉由該第一與第二感磁元件41可偵測到磁力線的變 化以供控制模組50計算出該雙軸旋轉元件1〇的樞轉量。 於本發明中，光路調整元件60是設置於雙轴旋轉元 件10之内板部13的該平面上，可將光路徑4上的光調整 射向該影像榻取模組3。如圖一所示之實施例中，該.光路 調整元件60是設置於内板部13之該平面上的一楔形稜 鏡’藉由該楔形棱鏡可將來自上方之光路徑4上的影像光 轉折90度角的方向後再投射向右方之光學鏡頭模組2與 影像擷取模組3。然而，在本發明之另一實施例中，該光 路調整元件60也可以是直接塗設於内板部13之該平面上 的-光反射層139，如圖三所示般，同樣可藉由該光反射 層139把來自上方之光路徑4上的影像光轉折卯度角的 方向後再投射向右方之光學鏡職組2與影像擷取模組 201217899 3，同樣達到光路徑調整的功能。 於本發B种’雜讎組5G歧接魏冑動細模 组30、位置摘測模組40、以及驅動模組2〇 ,用以根據該 震動铜模組30所細到的光學鏡頭模组2震動量、以 及根據位置偵測模组40所偵測該雙軸旋轉元件1〇的樞轉 量’來控制該驅動模組20驅動該雙軸旋轉元件1〇進行樞 轉’進而達到補償該光路徑4因光學鏡頭模組2震動所造 成的不穩狀態。由於此所述之控制模組5〇可以直接自現 籲 有習知技術中選用且非本發明之技術特徵，所以不贅述其 構成。 、 唯以上所述之實施例不應用於限制本發明之可應用 範圍’本發明之保護範圍應以本發明之申請專利範圍内容 所界定技術精神及其均等變化所含括之範圍為主者。即大 凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不 失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故 都應視為本發明的進一步實施狀況。 【圖式簡單說明】 圖一是本發明之防震裝置裝設於一光學系統中的實 施例圖》 圖二A是本發明之防震裝置中的雙轴定位元件、内 承載架與磁石組合後的立體視圖（底視方向）。 圖二B是本發明之防震裝置中的雙轴定位元件、内 承載架與磁石組合後的立艎視圖（頂視方向）。 圓三是本發明之裝設於一光學系統中之防震裝置於 15 201217899 側面方向上之透視示意圖。 圖四是本發明之防震裝置的磁石、線圈、電路板與 感磁元件之相對應位置的示意圖。 【主要元件符號說明】 2〜光學鏡頭模組 4〜光路徑 101〜第一轴向 11〜外框部 121〜第二貫穿溝 13〜内板部 132〜第一連接端 20〜驅動模組 211〜第一接觸部 213〜容置座 221〜第二接觸部 223〜第二容置座 24〜第二磁石 251〜第一電路板 261〜第二電路板 40〜位置偵測模組 50〜控制模組 1〜防震裝置 3〜影像擷取模組 10〜雙轴旋轉元件 102〜第二軸向 12〜中框部 122〜第二連接端 131〜第一貫穿溝 139〜光反射層 21〜内承載架 212a、212b〜第一側面 22〜外承載架 222a、222b〜第二側面 23〜第一磁石 25〜第一線圈 26〜第二線圈 30〜震動偵測模組 41〜感磁元件 60〜光路調整元件