TW201932960A - 鏡片組驅動裝置、攝影模組與電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種鏡片組驅動裝置，包含固定基座、金屬外殼、載體、鏡片組、磁體組、線圈以及至少一彈性件。固定基座具有開孔。金屬外殼與固定基座耦合並具有通孔。載體可移動地設置於金屬外殼內並包含物端部及直徑彼此不相等的至少三內緣面，物端部具有物端中心開孔。鏡片組具有光軸，光軸對應物端中心開孔，鏡片組包含外徑彼此不相等的至少三片透鏡，鏡片組耦合於載體內。磁體組僅包含二磁體，各磁體包含一凹弧結構。線圈環繞固定於載體的外部。彈性件分別與載體及固定基座耦合。藉此，可縮減鏡片組驅動裝置的體積，有利於應用於小型化的電子裝置。

Description

鏡片組驅動裝置、攝影模組與電子裝置
本發明係有關於一種鏡片組驅動裝置及攝影模組，且特別是有關於一種應用在可攜式電子裝置上的鏡片組驅動裝置及攝影模組。
隨著手機、平板電腦等搭載有成像裝置的個人化電子產品及行動通訊產品的普及，對具有高解析度與優良成像品質的小型化電子裝置的需求也大幅攀升。
現今應用於電子裝置的鏡頭中，通常使用音圈馬達(VCM)作為提供鏡頭自動對焦的驅動裝置，其藉由磁體以及線圈交互作用所產生的電磁作用力，並配合彈簧片提供承載鏡頭之載體(Carrier)移動所需的自由度與回復力，可驅動載體帶動鏡頭沿平行光軸的方向移動，而達到鏡頭的自動對焦功能。
然而，習用的驅動裝置常使用單一的圓環狀磁體，其具有磁通量分布不均的缺失，且當圓環狀磁體與金屬外殼組裝時，因尺寸公差，易導致組裝位置受磁力影響而不穩定。
因此，如何改良驅動裝置磁通量分布的均勻性及組裝精度，以提升鏡頭自動對焦的成效，且如何縮減驅動裝置的體積，以因應現今小型化電子裝置的趨勢，已成為相關業者的努力目標之一。
本發明提供一種鏡片組驅動裝置、攝影模組與電子裝置，鏡片組驅動裝置包含至少二磁體，可避免採用單一圓環狀磁體磁通量分布不均及組裝位置不穩定的缺失。此外，藉由磁體包含凹弧結構，可縮減鏡片組驅動裝置的體積，有利於應用於小型化的電子裝置。
依據本發明提供一種鏡片組驅動裝置，包含固定基座、金屬外殼、載體、鏡片組、磁體組、線圈及至少一彈性件。固定基座具有開孔。金屬外殼與固定基座耦合，且金屬外殼具有通孔。載體可移動地設置於金屬外殼內，載體包含物端部及至少三內緣面。物端部具有物端中心開孔。各內緣面具有一直徑，所述至少三內緣面的直徑彼此不相等，且各內緣面的直徑大於物端中心開孔的直徑。鏡片組具有光軸，光軸對應物端中心開孔，且鏡片組包含至少三片透鏡，各透鏡具有一外徑，所述至少三片透鏡的外徑彼此不相等。鏡片組耦合於載體內，且鏡片組以載體的移動方式相對於固定基座作動。磁體組僅包含二磁體，所述二磁體彼此相對且固定於金屬外殼內部，各磁體包含一凹弧結構。線圈環繞固定於載體的外部，且線圈與所述二磁體對應。彈性件分別與 載體以及固定基座耦合。各磁體的凹弧結構具有一凹弧中心，各磁體中，凹弧結構的二端與凹弧中心連線的夾角為θ，其滿足下列條件：95度<θ<175度。藉此，有利於提升磁通量分布的均勻性及組裝精度，並有利於縮減鏡片組驅動裝置的體積。
依據前段所述的鏡片組驅動裝置，載體被線圈環繞的部分可設置於金屬外殼內部，載體的物端部可外露於金屬外殼外。金屬外殼的高度為Zy，載體的高度為Zc，其可滿足下列條件：1.40<Zc/Zy<1.80。線圈可具有一凸弧結構，線圈的凸弧結構可與各磁體的凹弧結構對應，且線圈的凸弧結構與鏡片組的最像側透鏡的外徑面沿光軸的垂直方向可具有重疊。彈性件可包含第一彈性元以及第二彈性元，其中第一彈性元耦合於載體靠近金屬外殼之通孔的部分，第二彈性元耦合於載體靠近固定基座的部分。第二彈性元可包含二彈簧，所述二彈簧彼此電性分離，且所述二彈簧設置於同一水平面上。金屬外殼可為鐵磁性金屬外殼，且金屬外殼靠近通孔周圍可設置有弧形階差部，弧形階差部的數量僅為二，且二弧形階差部分別與二磁體的凹弧結構對應。載體的物端中心開孔與所述至少三內緣面可形成一鏡筒結構，所述至少三內緣面可定義出一內部空間供鏡片組直接容置其中。載體的物端部可更包含環形側壁，環形側壁環繞物端中心開孔，環形側壁可包含由二傾斜平面形成的尖端結構，各傾斜平面與光軸的夾角大於0度且小於90度。尖端結構的夾角為α，其可滿足下列條件：35度<α<145度。 物端部可更包含物端外表面，物端外表面設置於載體遠離固定基座的一側，其中線圈與物端外表面於平行光軸的距離為h，載體由物端外表面算起的最大高度為H，其可滿足下列條件：0.5<h/H<0.95。線圈於平行光軸的長度為Δh，載體由物端外表面算起的最大高度為H，其可滿足下列條件：0.05<Δh/H<0.35。金屬外殼的側壁可包含至少一平面結構與至少一凸弧狀結構，平面結構與凸弧狀結構形成至少四個角落，各角落的夾角為β，其可滿足下列條件：95度<β<175度。藉由上述提及的各點技術特徵，有利於提升線圈與磁體間電磁作用的效率，並有利於進一步縮減鏡片組驅動裝置的體積。上述各技術特徵皆可單獨或組合配置，而達到對應之功效。
依據本發明另提供一種攝影模組，包含前段所述的鏡片組驅動裝置。藉此，有利於應用於小型化的電子裝置。
依據本發明又提供一種電子裝置，包含前段所述的攝影模組。藉此，有利於電子裝置的小型化。
依據本發明提供一種鏡片組驅動裝置，包含固定基座、金屬外殼、載體、鏡片組、磁體組、線圈及至少一彈性件。固定基座具有開孔。金屬外殼與固定基座耦合，金屬外殼具有通孔，且金屬外殼的側壁包含至少一平面結構與至少一凸弧狀結構。載體可移動地設置於金屬外殼內，載體包含物端部，物端部具有物端中心開孔。鏡片組具有光軸，光軸對應物端中心開孔，且鏡片組包含至少三片透鏡，各透 鏡具有一外徑，所述至少三片透鏡的外徑彼此不相等。鏡片組耦合於載體內，且鏡片組以載體的移動方式相對於固定基座作動。磁體組包含複數個磁體，所述複數個磁體相對固定於金屬外殼內部，且各磁體包含一凹弧結構。線圈環繞固定於載體的外部，且線圈與所述複數個磁體對應。彈性件分別與載體以及固定基座耦合。鏡片組驅動裝置為一無螺牙驅動裝置。金屬外殼中平面結構與凸弧狀結構的數量總和為N，其滿足下列條件：3<N<7。藉此，有利於提升磁通量分布的均勻性及組裝精度，有利於縮減鏡片組驅動裝置的體積，並有利於在小體積的前提下，維持較佳的製造性。
依據前段所述的鏡片組驅動裝置，其中載體的物端部可更包含環形側壁，環形側壁環繞物端中心開孔，環形側壁可包含由二傾斜平面形成的尖端結構，各傾斜平面與光軸的夾角大於0度且小於90度。尖端結構的夾角為α，其可滿足下列條件：35度<α<145度。載體被線圈環繞的部分可設置於金屬外殼內部，載體的物端部可外露於金屬外殼外。金屬外殼的高度為Zy，載體的高度為Zc，其可滿足下列條件：1.40<Zc/Zy<1.80。金屬外殼可為鐵磁性金屬外殼，且金屬外殼靠近通孔周圍設置有弧形階差部，且弧形階差部與各磁體的凹弧結構對應。彈性件可包含第一彈性元以及第二彈性元，其中第一彈性元耦合於載體的頂部，第二彈性元耦合於載體的底部。線圈可具有一凸弧結構，線圈的凸弧結構可與各磁體的凹弧結構對應，且線圈的凸弧結構與鏡片組的最像側透鏡的外徑面沿光軸的垂直方向可具有 重疊。物端部可更包含物端外表面，物端外表面設置於載體遠離固定基座的一側，線圈與物端外表面於平行光軸的距離為h，載體由物端外表面算起的最大高度為H，其可滿足下列條件：0.5<h/H<0.95。線圈於平行光軸的長度為Δh，載體由物端外表面算起的最大高度為H，其可滿足下列條件：0.05<Δh/H<0.35。藉由上述提及的各點技術特徵，有利於提升線圈與磁體間電磁作用的效率，並有利於進一步縮減鏡片組驅動裝置的體積。上述各技術特徵皆可單獨或組合配置，而達到對應之功效。
10、20、30、40、50‧‧‧電子裝置
16‧‧‧感測元件
17、27、37‧‧‧輔助光學元件
18、28、38‧‧‧成像訊號處理元件
19‧‧‧使用者介面
19a‧‧‧觸控螢幕
19b‧‧‧按鍵
77‧‧‧電路板
78‧‧‧連接器
11、21a、21b、31a、31b、31c、41、51‧‧‧攝影模組
13‧‧‧電子感光元件
12、22a、22b、32a、32b、32c、100‧‧‧鏡片組驅動裝置
110‧‧‧固定基座
111‧‧‧開孔
112‧‧‧端子
120、220、320‧‧‧金屬外殼
121‧‧‧通孔
122‧‧‧弧形階差部
123、223、323‧‧‧平面結構
124、224、324‧‧‧凸弧狀結構
125‧‧‧角落
130‧‧‧載體
131‧‧‧物端部
132‧‧‧物端中心開孔
133‧‧‧內部空間
133a、133b、133c、133d、133e、133f‧‧‧內緣面
134‧‧‧環形側壁
135、136‧‧‧傾斜平面
137‧‧‧尖端結構
138‧‧‧物端外表面
140‧‧‧鏡片組
141、142、143、144、145、146‧‧‧透鏡
146a‧‧‧最像側透鏡的外徑面
150‧‧‧磁體組
151、251、351‧‧‧磁體
152、252、352‧‧‧凹弧結構
153、154、253、254、353、354‧‧‧端
160、260、360‧‧‧線圈
161、261、361‧‧‧凸弧結構
171‧‧‧第一彈性元
172‧‧‧第二彈性元
172a‧‧‧彈簧
226‧‧‧凹槽
O‧‧‧光軸
a‧‧‧部位
N1‧‧‧金屬外殼中平面結構的數量
N2‧‧‧金屬外殼中凸弧狀結構的數量
N‧‧‧金屬外殼中平面結構與凸弧狀結構的數量總和
β‧‧‧角落的夾角
0‧‧‧物端中心開孔的直徑
1、2、3、4、5、6‧‧‧內緣面的直徑
A1、A2‧‧‧傾斜平面與光軸的夾角
α‧‧‧尖端結構的夾角
Zy‧‧‧金屬外殼的高度
Zc‧‧‧載體的高度
d1、d2、d3、d4、d5、d6‧‧‧透鏡的外徑
P‧‧‧凹弧中心
θ‧‧‧凹弧結構的二端與凹弧中心連線的夾角
h‧‧‧線圈與物端外表面於平行光軸的距離
H‧‧‧載體由物端外表面算起的最大高度
Δh‧‧‧線圈於平行光軸的長度
第1A圖繪示依照本發明第一實施方式的鏡片組驅動裝置的立體示意圖；第1B圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置的另一立體示意圖；第1C圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置的爆炸示意圖；第1D圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置的另一爆炸示意圖；第1E圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置的俯視示意圖；第1F圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置的側視示意圖；第1G圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置的仰視示意圖；第1H圖係第1E圖中鏡片組驅動裝置沿割面線1H-1H的剖面示意圖； 第1I圖係第1H圖中載體與線圈的組合剖面示意圖；第1J圖係第1I圖中a部位的放大圖；第1K圖係第1H圖中鏡片組的剖面示意圖；第1L圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置參數θ及β示意圖；第2圖繪示依照本發明第二實施方式的鏡片組驅動裝置的金屬外殼、磁體組與線圈的組合示意圖；第3圖繪示依照本發明第三實施方式的鏡片組驅動裝置的金屬外殼、磁體組與線圈的組合示意圖；第4A圖繪示依照本發明第四實施方式的電子裝置的示意圖；第4B圖繪示第4A圖中電子裝置的另一示意圖；第4C圖繪示第4A圖中電子裝置的方塊圖；第5圖繪示本依照發明第五實施方式的電子裝置的示意圖；第6圖繪示本依照發明第六實施方式的電子裝置的示意圖；第7圖繪示依照發明第七實施方式的電子裝置的示意圖；以及第8圖繪示依照發明第八實施方式的電子裝置的示意圖。
<第一實施方式>
配合參照第1A圖至第1G圖，第1A圖繪示依照本發明第一實施方式的鏡片組驅動裝置100的立體示意圖，第1B圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置100的另一立體示意圖，第1C圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置100的爆炸示意圖，第1D圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置100的另一爆炸示意圖，第1E圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置100的俯視示意圖，第1F圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置100的側視示意圖，第1G圖係第1A圖中鏡片組驅動裝置100的仰視示意圖。如第1A圖至第1G圖所示，鏡片組驅動裝置100包含固定基座110、金屬外殼120、載體130、鏡片組140(細節可參見第1H圖及第1K圖)、磁體組150、線圈160及至少一彈性件(未另標號)。具體來說，金屬外殼120與固定基座110耦合，而形成一容置空間(未另標號)供載體130、鏡片組140、磁體組150、線圈160及彈性件設置。另外，本發明中，統一於線圈160的外表面加上斜線，係為有利於辨識出線圈160，而非代表剖面線或其他特殊含義。
配合參照第1C圖，固定基座110具有開孔111。金屬外殼120具有通孔121。載體130可移動地設置於金屬外殼120內，載體130包含物端部131，物端部131具有物端中心開孔132。
鏡片組140耦合於載體130內，且鏡片組140以載體130的移動方式相對於固定基座110作動。鏡片組140具有光軸O(可參見第1H圖)，光軸O對應物端中心開孔132，此處對應是指光軸O與物端中心開孔132在功能上彼 此對應，具體來說，光軸O與物端中心開孔132在功能的對應可使光線通過物端中心開孔132而進入鏡片組140，例如，光軸O通過物端中心開孔132，或者，物端中心開孔132可與光軸O同軸。
磁體組150包含複數個磁體151，各磁體151相對固定於金屬外殼120內部，各磁體151包含一凹弧結構152。藉由磁體組150包含複數個磁體151，可避免採用單一圓環狀磁體磁通量分布不均及組裝位置不穩定的缺失。此外，藉由磁體151包含凹弧結構152，對於線圈160有較大的包覆範圍，可滿足磁通量較密集的需求，有助於減少磁體151的使用數量，另外，線圈160的繞線數量也可減少，而可達到縮減體積及低功耗的功效。第一實施方式中，磁體組150僅包含二磁體151，然而，本發明並不以此為限。
線圈160環繞固定於載體130的外部(可參見第1H圖)，且線圈160與所述二磁體151對應。
第一實施方式中，彈性件包含第一彈性元171以及第二彈性元172，其中彈性件中的第二彈性元172分別與載體130以及固定基座110耦合。在第一實施方式中，彈性件二個彈性元(即第一彈性元171及第二彈性元172)，然而，本發明並不以此為限，彈性件係用於提供載體130移動所需的自由度與回復力，因此，只要可達到上述功能的彈性件皆可。
具體來說，鏡片組驅動裝置100可根據被攝物(圖未揭示)進入鏡片組140中的光線，獲得一電子訊號，並 將電子訊號傳送至電子驅動元件(圖未揭示)，讓所述電子驅動元件提供一電流至線圈160，藉由磁體組150與線圈160交互作用所產生的電磁作用力，可驅動載體130帶動鏡片組140沿光軸O的方向移動，而達到鏡片組140對焦的功效。在前述對焦的過程中，當載體130帶動鏡片組140移動時，第一彈性元171以及第二彈性元172可提供載體130與鏡片組140沿光軸O方向移動的自由度，且第一彈性元171以及第二彈性元172會隨著載體130的移動而變形，並在載體130欲回歸原位時，提供一回復力。
藉由上述結構，有利於提升磁通量分布的均勻性及組裝精度，並可縮減鏡片組驅動裝置的體積，有利於應用於小型化的電子裝置。
以下係針對第一實施方式的鏡片組驅動裝置100，進行更詳細的說明。
配合參照第1C圖，固定基座110可選擇性地包含複數個端子112，用以與電路板(圖未繪示)電性連接，關於端子112的數量及設置位置可依實際需求調整，本發明並不以此為限。
配合參照第1C圖，金屬外殼120的側壁(未另標號)可包含至少一平面結構123與至少一凸弧狀結構124，金屬外殼120中平面結構123與凸弧狀結構124的數量總和為N，其可滿足下列條件：3<N<7。藉此，可將金屬外殼120的側壁結構簡化，且可將金屬外殼120側壁所包含的結構數量簡化，有利於在小體積的前提下，維持較佳的製造 性。具體來說，金屬外殼120中平面結構123的數量為N1，金屬外殼120中凸弧狀結構124的數量為N2，N=N1+N2，以第一實施方式為例，金屬外殼120中平面結構123的數量為2(N1=2)，金屬外殼120中凸弧狀結構124的數量為2(N2=2)，則金屬外殼120中平面結構123與凸弧狀結構124的數量總和為4(N=4)，然而，本發明並不以此為限，例如在其他實施方式中，金屬外殼可僅具有單一的凸弧狀結構(N1=0，N2=1，N=1)，又例如，金屬外殼中平面結構的數量為3、凸弧狀結構的數量為3((N1=3，N2=3，N=6)。
配合參照第1C圖，金屬外殼120可為鐵磁性金屬外殼，藉此，磁體151可直接吸附在金屬外殼120上，有利於提升組裝精度。
配合參照第1C圖及第1E圖，金屬外殼120靠近通孔121周圍可設置有弧形階差部122，弧形階差部122的數量可對應磁體151的數量。以第一實施方式為例，第一實施方式中磁體151的數量僅為二，因此弧形階差部122的數量亦僅為二，且二弧形階差部122分別與二磁體151的凹弧結構152對應，藉此，有利於調整磁體151與線圈160對應的密合度，可提升電磁作用的效率，進而可減少額外調整零件的使用。另外，第1E圖中，為強調磁體151及弧形階差部122的對應關係，以虛線描繪出隱藏在金屬外殼120內的磁體151。
配合參照第1L圖，其係第1A圖中鏡片組驅動裝置100參數θ及β的示意圖。金屬外殼120的側壁(未另標號)可包含至少一平面結構123與至少一凸弧狀結構124，平面結構123與凸弧狀結構124可形成至少四個角落125，各角落125的夾角為β，其可滿足下列條件：95度<β<175度。藉此，角落125的夾角為鈍角，可在已經縮小鏡片組驅動裝置100體積的情況下，繼續縮小鏡片組驅動裝置100的體積，且可維持製造的可行性，並滿足大量生產的良率需求。此外，角落125的夾角為鈍角，有利於降低與金屬外殼120相對應之固定基座110的設計難度，可放寬固定基座110射出成型的條件，而有利於固定基座110的製造。以第一實施方式為例，平面結構123與凸弧狀結構124形成四個角落125，然而，本發明並不以此為限，在其他實施方式中，平面結構與凸弧狀結構所形成之角落的數量可大於四個。
配合參照第1H圖及第1I圖，第1H圖係第1E圖中鏡片組驅動裝置100沿割面線1H-1H的剖面示意圖，第1I圖係第1H圖中載體130與線圈160的組合剖面示意圖。載體130可包含至少三內緣面(133a~133f)，各內緣面具有一直徑(1~6)，所述至少三內緣面的直徑彼此不相等，且各內緣面的直徑可大於物端中心開孔132的直徑0。以第一實施方式為例，載體130包含六個內緣面，分別為內緣面133a、內緣面133b、內緣面133c、內緣面133d、內緣面133e以及內緣面133f，內緣面133a的直徑為1，內緣面133b的直徑為2，內緣面133c的直徑為3，內緣面133d的直徑為 4，內緣面133e的直徑為5，內緣面133f的直徑為6，物端中心開孔132的直徑為0，如第1I圖所示，六內緣面133a~133f的直徑1~6彼此不相等，且皆大於物端中心開孔132的直徑0。此外，如第1H圖及第1I圖所示，載體130的物端中心開孔132與內緣面133a~133f形成一鏡筒結構(未另標號)，內緣面133a~133f定義出一內部空間133供鏡片組140直接容置其中。習用的驅動裝置，其載體與鏡筒為二個獨立的結構，本發明的載體130可配置為直接容置鏡片組140的一體式載體，可大幅縮減鏡片組驅動裝置100的體積，另外，由於不需要額外的鏡筒，可省去傳統載體與鏡筒組合的公差與粉塵問題，可大量增加生產效率，減少射出成型的原料成本。另外，第一實施方式中內緣面(133a~133f)的數量僅為例示，本發明並不以此為限，內緣面的數量可依據鏡片組140中透鏡的數量相應調整。
配合參照第1H圖，載體130被線圈160環繞的部分可設置於金屬外殼120內部，載體130的物端部131可外露於金屬外殼120外。具體來說，在組裝載體130時，係使物端部131由金屬外殼120的內部穿過金屬外殼120的通孔121，而使物端部131外露於金屬外殼120外。藉此，有利於縮小金屬外殼120的高度，可縮短金屬外殼120與磁體151的距離，可在不新增零件的情形下，調整磁體151與彈性件的相對位置與固定方式，而可有效縮減鏡片組驅動裝置100的體積。
配合參照第1I圖及第1J圖，第1J圖係第1I圖中a部位的放大圖。載體130的物端部131可更包含環形側壁134，環形側壁134環繞物端中心開孔132。環形側壁134可包含由傾斜平面135及傾斜平面136形成的尖端結構137，傾斜平面135與光軸O的夾角為A1，A1大於0度且小於90度，傾斜平面136與光軸O的夾角為A2，A2大於0度且小於90度，藉此，尖端結構137可有效減少面反射，而可避免雜散光的產生，進而可維持較高的光學成像品質。尖端結構137的夾角為α，其可滿足下列條件：35度<α<145度，藉此，可維持射出成型的製造效率，提高生產良率，減少廢品。較佳地，其可滿足下列條件：55度<α<115度。
配合參照第1H圖以及第1I圖，金屬外殼120的高度為Zy，載體130的高度為Zc，其可滿足下列條件：1.40<Zc/Zy<1.80，藉此，可進一步限縮金屬外殼120的高度，能在無漏磁的前提下，取得較佳的體積縮減範圍。
配合參照第1H圖以及第1K圖，第1K圖係第1H圖中鏡片組140的剖面示意圖。鏡片組140可包含至少三片透鏡(141~146)，各透鏡(141~146)具有一外徑(d1~d6)，所述至少三片透鏡的外徑可彼此不相等。以第一實施方式為例，鏡片組140包含六片透鏡，由物側(未另標號)至像側(未另標號)依序為透鏡141、透鏡142、透鏡143、透鏡144、透鏡145、透鏡146，透鏡141的外徑為d1，透鏡142的外徑為d2，透鏡143的外徑為d3，透鏡144的外徑為d4，透鏡145的外徑為d5，透鏡146的外徑為d6。具體來說，透鏡 141~146的外徑d1~d6可配合內緣面133a~133f的直徑1~6，有利於將鏡片組140直接容置載體130中。另外，第一實施方式中透鏡(141~146)的數量及構造僅為例示，本發明並不以此為限，鏡片組140中透鏡的數量及構造可依據所需的光學性能彈性調整。
配合參照第1L圖。第1L圖中，為強調磁體151及弧形階差部122的對應關係，以及說明參數θ定義，以虛線描繪出隱藏在金屬外殼120內的磁體151。各磁體151的凹弧結構152具有一凹弧中心P，各磁體151中，凹弧結構152的二端153、154與凹弧中心P連線的夾角為θ，當磁體組150僅包含二磁體151時可滿足下列條件：95度<θ<175度，藉此，可增加磁體組150與線圈160間電磁作用的效率，可進一步減少線圈160的繞線數量，而可強化縮小體積及降低功耗的效果，並可避免磁體151數量過多而出現磁通量分散不密集的缺失。在第一實施方式中，凹弧結構152為圓弧形的凹狀結構，此時，凹弧中心P為凹弧結構曲率半徑的中心，在其他實施方式中，凹弧結構可為包含多邊的凹狀結構(可參見第3圖)，此時，凹弧中心P為凹弧結構對應多邊形的外接圓的圓心。
配合參照第1C圖，線圈160可具有一凸弧結構161，線圈160的凸弧結構161可與各磁體151的凹弧結構152對應。再配合參照第1H圖，線圈160的凸弧結構161可與鏡片組140的最像側透鏡146的外徑面146a沿光軸O的垂直方向可具有重疊，藉此，線圈160可維持在鏡片組140靠 近像側的位置，可在縮小載體130物端體積的情況下，維持較大的線圈160表面積，使線圈160與磁體151之間的電磁作用力可穩定驅動鏡片組140。
配合參照第1I圖，載體130的物端部131可更包含物端外表面138，物端外表面138設置於載體130遠離固定基座110的一側，在第一實施方式中，物端外表面138設置於載體130的最物側，且為與光軸O垂直的平面，然而，本發明並不以此為限，例如，物端外表面138可設置為傾斜的表面，即與光軸的夾角不等於90度，且物端外表面138可不需設置於載體130的最物側。線圈160與物端外表面138於平行光軸O的距離為h，載體130由物端外表面138算起的最大高度為H，其可滿足下列條件：0.5<h/H<0.95，藉此，可進一步提供線圈160位置的設計特徵，有利於將載體130與固定基座110之間的歪斜情形控制在合適理想範圍內。另外，第一實施方式中，由於物端外表面138設置於載體130的最物側，因此載體的高度Zc與載體130由物端外表面138算起的最大高度H相等，然而，本發明並不以此為限，例如，當物端外表面138並非設置於載體130的最物側時，載體的高度Zc會大於載體130由物端外表面138算起的最大高度H。
配合參照第1I圖，線圈160於平行光軸O的長度為Δh，載體130由物端外表面138算起的最大高度為H，其可滿足下列條件：0.05<Δh/H<0.35。藉此，當磁體151 具有大弧度時，可在已優化電磁作用效率下，進一步減少線圈160的體積，並降低功耗。
配合參照第1C圖，彈性件(未另標號)包含第一彈性元171以及第二彈性元172，第一彈性元171耦合於載體130靠近金屬外殼120之通孔121的部分(即第一彈性元171耦合於載體130遠離固定基座110的部分)，第二彈性元172耦合於載體130靠近固定基座的部分。藉由第一彈性元171及第二彈性元172的彈力特性，可將載體130支撐在固定基座110上，再配合第一彈性元171及第二彈性元172的上下組合，可避免鏡片組140出現歪斜情形。另外，第二彈性元172可包含二彈簧172a，二彈簧172a彼此電性分離，且二彈簧172a設置於同一水平面上，藉此，二彈簧172a可作為導電媒介，用以傳輸線圈160所需要的電流驅動訊號。
另外，鏡片組驅動裝置100可為無螺牙(non-threaded)驅動裝置。前述無螺牙驅動裝置可指載體130本身可直接容置鏡片組140，或者載體130與鏡片組140之間的固定方式不需要使用到螺牙結構。較佳地，前述無螺牙驅動裝置可指鏡片組驅動裝置100整體皆不需要使用到螺牙結構作為內部各零件之間的固定方式。藉此，可大幅精簡零件數量以及提升組裝效率。此外，採用無螺牙設計則可減少傳統鏡筒與載體組裝常出現的扭力不符與摩擦掉屑的粉塵問題，同時對縮小體積也有助益。
第一實施方式中，參數N1、N2、N、β、0、1、2、3、4、5、6、A1、A2、α、Zy、Zc、Zc/Zy、 d1、d2、d3、d4、d5、d6、θ、h、H、h/H、Δh、Δh/H的數值記載於表一中。
<第二實施方式>
配合參照第2圖，其繪示依照本發明第二實施方式的鏡片組驅動裝置(未另標號)的金屬外殼220、磁體組(未另標號)與線圈260的組合示意圖，第2圖的視角為由上往下俯視，此外，第2圖係著重於金屬外殼220、磁體組與線圈260的對應關係，因此將其餘細節予以省略，在不產生矛盾的前提下，第二實施方式的鏡片組驅動裝置的其餘細節可與第一實施方式的鏡片組驅動裝置100相同，在此不另贅述。
第二實施方式中，金屬外殼220的側壁包含平面結構223與凸弧狀結構224，金屬外殼220中平面結構223的數量為N1，金屬外殼220中凸弧狀結構224的數量為N2，金屬外殼220中平面結構223與凸弧狀結構224的數量 總和為N，其滿足下列條件：N1=2；N2=4，N=6。另外，二相鄰的凸弧狀結構224可藉由於金屬外殼220加工形成凹槽226予以分隔，關於如何於金屬外殼220加工形成凹槽226為本領域所熟知，在此不予贅述。
第二實施方式中，磁體組包含四個磁體251，各磁體251相對固定於金屬外殼220內部，各磁體251包含一凹弧結構252。各磁體251的凹弧結構252具有一凹弧中心P，各磁體251中，凹弧結構252的二端253、254與凹弧中心P連線的夾角為θ，其滿足下列條件：θ<63.07度。
第二實施方式中，線圈260為圓環狀，線圈260具有凸弧結構261，線圈260的凸弧結構261與各磁體251的凹弧結構252對應。
另外，第2圖中於磁體251及線圈260加上斜線，係為有利於辨識出磁體251及線圈260，而非代表剖面線或其他特殊含義。
<第三實施方式>
配合參照第3圖，其繪示依照本發明第三實施方式的鏡片組驅動裝置(未另標號)的金屬外殼320、磁體組(未另標號)與線圈360的組合示意圖，第3圖的視角為由上往下俯視，此外，第3圖係著重於金屬外殼320、磁體組與線圈360的對應關係，因此將其餘細節予以省略，在不產生矛盾的前提下，第三實施方式的鏡片組驅動裝置的其餘細節可與第一實施方式的鏡片組驅動裝置100相同，在此不另贅述。
第三實施方式中，金屬外殼320的側壁包含平面結構323與凸弧狀結構324，金屬外殼320中平面結構323的數量為N1，金屬外殼320中凸弧狀結構324的數量為N2，金屬外殼320中平面結構323與凸弧狀結構324的數量總和為N，其滿足下列條件：N1=2；N2=2，N=4。
第三實施方式中，磁體組包含二個磁體351，各磁體351相對固定於金屬外殼320內部，各磁體351包含一凹弧結構352。各磁體351的凹弧結構352具有一凹弧中心P，各磁體351中，凹弧結構352的二端353、354與凹弧中心P連線的夾角為θ，其滿足下列條件：θ=120度。在第三實施方式中，凹弧結構352為包含多邊的凹狀結構，此時，凹弧中心P為凹弧結構352對應多邊形的外接圓的圓心。具體來說，凹弧結構352為六邊形(圖未繪示)的部分，因此，凹弧中心P為此六邊形的外接圓(圖未繪示)的圓心。
第三實施方式中，線圈360為六邊形，線圈360具有凸弧結構361，線圈360的凸弧結構361與各磁體351的凹弧結構352對應。具體來說，線圈360的六邊形與凹弧結構352所對應的六邊形為相似六邊形，換言之，凹弧結構352的凹弧中心P亦為線圈360之六邊形的外接圓圓心。
另外，第3圖中於磁體351及線圈360加上斜線，係為有利於辨識出磁體351及線圈360，而非代表剖面線或其他特殊含義。
<第四實施方式>
配合參照第4A圖及第4C圖，其中第4A圖繪示依照本發明第四實施方式的電子裝置10的示意圖，第4B圖繪示第4A圖中電子裝置10的另一示意圖，第4C圖繪示第四實施例中電子裝置10的方塊圖，且第4A圖及第4B圖特別是電子裝置10中的相機示意圖，第4C特別是電子裝置10中的相機方塊圖。由第4A圖及第4B圖可知，第四實施方式的電子裝置10係一智慧型手機，電子裝置10包含攝影模組11，其中攝影模組11包含依據本發明的鏡片組驅動裝置12及電子感光元件13，電子感光元件13設置於鏡片組驅動裝置12中鏡片組(未另標號)的成像面(圖未揭示)，以接收來自鏡片組的成像光線。藉此，有利於現今對電子裝置的小型化需求。
電子裝置10可更包含至少一感測元件16、至少一個輔助光學元件17、成像訊號處理元件(Image Signal Processor，ISP)18、使用者介面19、電路板77及連接器78，其中使用者介面19包含觸控螢幕19a及按鍵19b。
進一步來說，使用者透過電子裝置10的使用者介面19(觸控螢幕19a或按鍵19b)進入拍攝模式，此時鏡片組驅動裝置12匯集成像光線在電子感光元件13上，並輸出有關影像的電子訊號至成像訊號處理元件18。
輔助光學元件17可以是補償色溫的閃光燈模組、紅外線測距元件、雷射對焦模組等，感測元件16可具有感測物理動量與作動能量的功能，如加速計、陀螺儀、霍爾元件(Hall Effect Element)，以感知使用者的手部或外在環境施加的晃動及抖動，進而使攝影模組11配置的鏡片 組驅動裝置12發揮功能，以獲得良好的成像品質，有助於依據本發明的電子裝置10具備多種模式的拍攝功能，如優化自拍、低光源HDR(High Dynamic Range，高動態範圍成像)、高解析4K(4K Resolution)錄影等。此外，使用者可由觸控螢幕19a直接目視到相機的拍攝畫面，並在觸控螢幕19a上手動操作取景範圍，以達成所見即所得的自動對焦功能。
再者，由第4B圖可知，攝影模組11、感測元件16及輔助光學元件17可設置在電路板77(電路板77為軟性電路板)上，並透過連接器78電性連接成像訊號處理元件18等相關元件以執行拍攝流程。當前的電子裝置如智慧型手機具有輕薄的趨勢，在第四實施方式中，將攝影模組11與相關元件配置於軟性電路板77上，再利用連接器78將電路彙整至電子裝置10的主板，可滿足電子裝置10內部有限空間的機構設計及電路佈局需求並獲得更大的裕度，亦使得攝影模組11的自動對焦功能藉由電子裝置10的觸控螢幕19a獲得更靈活的控制。在其他實施例中(圖未揭示)，感測元件16及輔助光學元件17亦可依機構設計及電路佈局需求設置於電子裝置10的主板或是其他形式的載板上。
此外，電子裝置10可進一步包含但不限於無線通訊單元(Wireless Communication Unit)、控制單元(Control Unit)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)、唯讀儲存單元(ROM)或其組合。
<第五實施方式>
配合參照第5圖，其繪示本發明第五實施方式的電子裝置20的示意圖。由第5圖可知，第五實施方式的電子裝置20係一智慧型手機，電子裝置20包含攝影模組21a及攝影模組21b。攝影模組21a包含鏡片組驅動裝置22a及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置22a中鏡片組(未另標號)的成像面(圖未揭示)，以接收來自鏡片組的成像光線。攝影模組21b包含鏡片組驅動裝置22b及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置22b中鏡片組(未另標號)的成像面(圖未揭示)，以接收來自鏡片組的成像光線。
再者，鏡片組驅動裝置22a及鏡片組驅動裝置22b中至少一者為依據本發明的鏡片組驅動裝置，且鏡片組驅動裝置22a及鏡片組驅動裝置22b中鏡片組的光學特性可不相同。於電子裝置20的拍攝流程中，透過輔助光學元件27的輔助，可經由攝影模組21a及攝影模組21b擷取雙影像，再由電子裝置20配備的處理元件(如成像訊號處理元件28等)達成變焦、影像細膩等所需效果。
關於輔助光學元件27可參照第四實施方式中的輔助光學元件17，在此不另贅述。
<第六實施方式>
配合參照第6圖，其繪示本發明第六實施方式的電子裝置30的示意圖。由第6圖可知，第六實施方式的電子裝置30係一智慧型手機，電子裝置30包含攝影模組31a、攝影模組31b及攝影模組31c。攝影模組31a包含鏡片組驅動 裝置32a及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置32a中鏡片組(未另標號)的成像面(圖未揭示)，以接收來自鏡片組的成像光線。攝影模組31b包含鏡片組驅動裝置32b及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置32b中鏡片組(未另標號)的成像面(圖未揭示)，以接收來自鏡片組的成像光線。攝影模組31c包含鏡片組驅動裝置32c及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置32c中鏡片組(未另標號)的成像面(圖未揭示)，以接收來自鏡片組的成像光線。
再者，鏡片組驅動裝置32a、鏡片組驅動裝置32b及鏡片組驅動裝置32c中至少一者為依據本發明的鏡片組驅動裝置，且鏡片組驅動裝置32a、鏡片組驅動裝置32b及鏡片組驅動裝置32c中鏡片組的光學特性可不相同。於電子裝置30的拍攝流程中，透過輔助光學元件37的輔助，可經由攝影模組31a、攝影模組31b及攝影模組31c擷取三影像，再由電子裝置30配備的處理元件(如成像訊號處理元件38等)達成變焦、影像細膩等所需效果。
關於輔助光學元件37可參照第四實施方式中的輔助光學元件17，在此不另贅述。
<第七實施方式>
配合參照第7圖，第7圖繪示本發明第七實施方式的電子裝置40的示意圖。第七實施方式的電子裝置40係一平板電腦，電子裝置40包含攝影模組41，其中攝影模組41包含依據本發明的鏡片組驅動裝置(未另標號)及電子感 光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置中鏡片組的成像面(圖未揭示)，電子感光元件用以接收來自鏡片組的成像光線。
<第八實施方式>
配合參照第8圖，第8圖繪示本發明第八實施方式的電子裝置50的示意圖。第八實施方式的電子裝置50係一穿戴式裝置，電子裝置50包含攝影模組51，其中攝影模組51包含依據本發明的鏡片組驅動裝置(未另標號)及電子感光元件(圖未揭示)，電子感光元件設置於鏡片組驅動裝置中鏡片組的成像面(圖未揭示)，電子感光元件用以接收來自鏡片組的成像光線。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (25)

  1. 一種鏡片組驅動裝置，包含：一固定基座，具有一開孔；一金屬外殼，與該固定基座耦合，該金屬外殼具有一通孔；一載體，可移動地設置於該金屬外殼內，該載體包含：一物端部，具有一物端中心開孔；及至少三內緣面，各該內緣面具有一直徑，該些內緣面的該些直徑彼此不相等，且各該內緣面的該直徑大於該物端中心開孔的一直徑；一鏡片組，具有一光軸，該光軸對應該物端中心開孔，且該鏡片組包含至少三片透鏡，各該透鏡具有一外徑，該些透鏡的該些外徑彼此不相等，該鏡片組耦合於該載體內，且該鏡片組以該載體的移動方式相對於該固定基座作動；一磁體組，僅包含二磁體，該二磁體彼此相對且固定於該金屬外殼內部，各該磁體包含一凹弧結構；一線圈，環繞固定於該載體的外部，且該線圈與該二磁體對應；以及至少一彈性件，分別與該載體以及該固定基座耦合； 其中，各該磁體的該凹弧結構具有一凹弧中心，各該磁體中，該凹弧結構的二端與該凹弧中心連線的夾角為θ，其滿足下列條件：95度<θ<175度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該載體被該線圈環繞的部分設置於該金屬外殼內部，該載體的該物端部外露於該金屬外殼外。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的鏡片組驅動裝置，其中該金屬外殼的高度為Zy，該載體的高度為Zc，其滿足下列條件：1.40<Zc/Zy<1.80。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該線圈具有一凸弧結構，該線圈的該凸弧結構與各該磁體的該凹弧結構對應，且該線圈的該凸弧結構與該鏡片組的一最像側透鏡的外徑面沿該光軸的垂直方向具有重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該彈性件包含第一彈性元以及第二彈性元，其中該第一彈性元耦合於該載體靠近該金屬外殼之該通孔的部分，該第二彈性元耦合於該載體靠近該固定基座的部分。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的鏡片組驅動裝置，其中該第二彈性元包含二彈簧，該二彈簧彼此電性分離，且該二彈簧設置於同一水平面上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該金屬外殼為鐵磁性金屬外殼，且該金屬外殼靠近該通孔周圍設置有弧形階差部，該弧形階差部的數量僅為二，且該二弧形階差部分別與該二磁體的該凹弧結構對應。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該載體的該物端中心開孔與該些內緣面形成一鏡筒結構，該些內緣面定義出一內部空間供該鏡片組直接容置其中。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該載體的該物端部更包含一環形側壁環繞該物端中心開孔，該環形側壁包含由二傾斜平面形成的一尖端結構，各該傾斜平面與該光軸的夾角大於0度且小於90度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的鏡片組驅動裝置，其中該尖端結構的夾角為α，其滿足下列條件：35度<α<145度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該物端部更包含一物端外表面，該物端外表面設置於該載體遠離該固定基座的一側，其中該線圈與該物 端外表面於平行該光軸的距離為h，該載體由該物端外表面算起的最大高度為H，其滿足下列條件：0.5<h/H<0.95。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的鏡片組驅動裝置，其中該線圈於平行該光軸的長度為Δh，該載體由該物端外表面算起的最大高度為H，其滿足下列條件：0.05<Δh/H<0.35。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置，其中該金屬外殼的一側壁包含至少一平面結構與至少一凸弧狀結構，該平面結構與該凸弧狀結構形成至少四個角落，各該角落的夾角為β，其滿足下列條件：95度<β<175度。
  14. 一種攝影模組，包含：如申請專利範圍第1項所述的鏡片組驅動裝置。
  15. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第14項所述的攝影模組。
  16. 一種鏡片組驅動裝置，包含：一固定基座，具有一開孔；一金屬外殼，與該固定基座耦合，該金屬外殼具有一通孔，該金屬外殼的一側壁包含至少一平面結構與至少一凸弧狀結構； 一載體，可移動地設置於該金屬外殼內，該載體包含一物端部，該物端部具有一物端中心開孔；一鏡片組，具有一光軸，該光軸對應該物端中心開孔，且該鏡片組包含至少三片透鏡，各該透鏡具有一外徑，該些透鏡的該些外徑彼此不相等，該鏡片組耦合於該載體內，且該鏡片組以該載體的移動方式相對於該固定基座作動；一磁體組，包含複數個磁體，該些磁體相對固定於該金屬外殼內部，且各該磁體包含一凹弧結構；一線圈，環繞固定於該載體的外部，且該線圈與該些磁體對應；以及至少一彈性件，分別與該載體以及該固定基座耦合；其中，該鏡片組驅動裝置為一無螺牙驅動裝置，該金屬外殼中該平面結構與該凸弧狀結構的數量總和為N，其滿足下列條件：3<N<7。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的鏡片組驅動裝置，其中該載體的該物端部更包含一環形側壁環繞該物端中心開孔，該環形側壁包含由二傾斜平面形成的一尖端結構，各該傾斜平面與該光軸的夾角大於0度且小於90度。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的鏡片組驅動裝置，其中該尖端結構的夾角為α，其滿足下列條件： 35度<α<145度。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的鏡片組驅動裝置，其中該載體被該線圈環繞的部分設置於該金屬外殼內部，該載體的該物端部外露於該金屬外殼外。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的鏡片組驅動裝置，其中該金屬外殼的高度為Zy，該載體的高度為Zc，其滿足下列條件：1.40<Zc/Zy<1.80。
  21. 如申請專利範圍第16項所述的鏡片組驅動裝置，其中該金屬外殼為鐵磁性金屬外殼，且該金屬外殼靠近該通孔周圍設置有弧形階差部，且該弧形階差部與各該磁體的該凹弧結構對應。
  22. 如申請專利範圍第16項所述的鏡片組驅動裝置，其中該彈性件包含第一彈性元以及第二彈性元，其中該第一彈性元耦合於該載體的頂部，該第二彈性元耦合於該載體的底部。
  23. 如申請專利範圍第16項所述的鏡片組驅動裝置，其中該線圈具有一凸弧結構，該線圈的該凸弧結構與各該磁體的該凹弧結構對應，且該線圈的該凸弧結構與該鏡片組的一最像側透鏡的外徑面沿該光軸的垂直方向具有重疊。
  24. 如申請專利範圍第16項所述的鏡片組驅動裝置，其中該物端部更包含一物端外表面，該物端外表面設置於該載體遠離該固定基座的一側，其中該線圈與該物端外表面於平行該光軸的距離為h，該載體由該物端外表面算起的最大高度為H，其滿足下列條件：0.5<h/H<0.95。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的鏡片組驅動裝置，其中該線圈於平行該光軸的長度為Δh，該載體由該物端外表面算起的最大高度為H，其滿足下列條件：0.05<Δh/H<0.35。
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