TW202115476A - 光學系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光學系統,固定地設置於一電子設備上。前述光學系統包括一第一光學模組、一第二光學模組、以及一第三光學模組。第一光學模組用以調整一第一光線的行進方向由一第一移動方向變更為一第二移動方向,其中第一移動方向和第二移動方向不平行。第二光學模組用以接收沿著第二移動方向行進之第一光線。第一光線依序經過第一光學模組和第二光學模組入射至第三光學模組。第三光學模組包括一第一光電轉換器,用以將第一光線轉換為一第一影像訊號。
Description
本發明係有關於一種光學系統。更具體地來說,本發明有關於一種具有複數個光學模組的光學系統。
隨著科技的發展,現今許多電子裝置(例如平板電腦或智慧型手機)都配有鏡頭模組而具有照相或錄影的功能。這些電子裝置的使用越來越普遍,並朝著便利和輕薄化的設計方向進行發展,以提供使用者更多的選擇。然而,當需要將焦距較長的鏡頭設置於前述電子裝置中時,會造成電子裝置厚度的增加,進而不利於電子裝置的輕薄化。
為了解決上述習知之問題點,本發明提供一種光學系統,固定地設置於一電子設備上。前述光學系統包括一第一光學模組、一第二光學模組、以及一第三光學模組。第一光學模組用以調整一第一光線的行進方向由一第一移動方向變更為一第二移動方向,其中第一移動方向和第二移動方向不平行。第二光學模組用以接收沿著第二移動方向行進之第一光線。第一光線依序經過第一光學模組和第二光學模組入射至第三光學模組。第三光學模組包括一第一光電轉換器,用以將第一光線轉換為一第一影像訊號。
本發明一些實施例中,前述第一光學模組更包括一第一光路調整元件以及一第一驅動機構,第一驅動機構用以驅動第一光路調整元件相對於電子設備運動。第一驅動機構用以驅動第一光路調整元件相對於電子設備繞一第一軸向轉動。第一軸向和第一移動方向不平行。第一軸向垂直於第一移動方向。第一軸向和第二移動方向不平行。第一軸向垂直於第二移動方向。第一驅動機構用以驅動第一光路調整元件相對於電子設備繞一第二軸向轉動。第二軸向和第一軸向不平行。第二軸向和第一移動方向不平行。第二軸向和第二移動方向不平行。電子設備具有一板狀結構,且電子設備之厚度方向平行於第一移動方向。第一驅動機構和第一光路調整元件的排列方向平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第一驅動機構和第一光路調整元件重疊。第二光學模組包括一第一光學組件和一第二驅動機構,第一光學組件具有一第一光軸,且第二驅動機構用以驅動第一光學組件相對於電子設備運動。第二驅動機構用以驅動第一光學組件沿著第一光軸運動。第一光軸平行於第二移動方向。第一光學組件包括一第一鏡片。第一光學組件包括一第二鏡片。第一光線依序經過第一鏡片和第二鏡片入射至第三光學模組。第二驅動機構和第一光學組件的排列方向不平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第二驅動機構和第一光學組件不重疊。
本發明一些實施例中,前述光學系統更包括一第四光學模組,第一光線經由第四光學模組入射至第三光學模組。第一光線依序經過第一光學模組和第四光學模組入射至第三光學模組。第四光學模組包括一第二光學組件和一第三驅動機構,第二光學組件具有一第二光軸,且第三驅動機構用以驅動第二光學組件相對於電子設備運動。第三驅動機構用以驅動第二光學組件相對於電子設備沿著一第一平移方向運動,第一平移方向和第二光軸不平行。第三驅動機構用以驅動第二光學組件相對於電子設備沿著一第二平移方向運動,第二平移方向和第二光軸不平行。第一平移方向和第二移動方向不平行。第二光學組件包括一第三鏡片。第二光學組件包括一第四鏡片。第一光線依序經過第三鏡片和第四鏡片入射至第三光學模組。第三驅動機構和第二光學組件的排列方向不平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第三驅動機構和第二光學組件不重疊。
本發明一些實施例中,前述光學系統更包括一第五光學模組,第一光線經過第五光學模組入射至第三光學模組。第一光線依序經過第一光學模組和第五光學模組入射至第三光學模組。第五光學模組更包括一第三光學組件,且第三光學組件具有一第三光軸。第三光學組件包括一第五鏡片。第三光學組件包括一第六鏡片。第一光線依序經過第五鏡片和第六鏡片入射至第三光學模組。
本發明一些實施例中,前述光學系統更包括一第六光學模組,第一光線經過第六光學模組入射至第三光學模組。第一光線依序經過第一光學模組和第六光學模組入射至第三光學模組。第六光學模組用以將第一光線的行進方向由第二移動方向變更為一第三移動方向。該第二移動方向和第三移動方向不平行。第六光學模組包括一第二光路調整元件和一第四驅動機構,第四驅動機構用以驅動第二光路調整元件相對於電子設備運動。第四驅動機構用以驅動第二光路調整元件相對於電子設備繞一第三軸向轉動。第三軸向和第二移動方向不平行。第三軸向垂直於第二移動方向。第三軸向和第三移動方向不平行。第三軸向垂直於第三移動方向。第四驅動機構用以驅動第二光路調整元件相對於電子設備繞一第四軸向轉動。第四軸向和第三軸向不平行。第四軸向和第二移動方向不平行。第四軸向和第三移動方向不平行。
本發明一些實施例中,前述第四驅動機構和第二光路調整元件的排列方向平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第四驅動機構和第二光路調整元件重疊。第三移動方向和第一移動方向平行。
本發明一些實施例中,前述第四驅動機構和第二光路調整元件的排列方向不平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第四驅動機構和第二光路調整元件不重疊。第三移動方向和第一移動方向不平行。
本發明一些實施例中,前述光學系統更包括一第七光學模組,第一光線經過第七光學模組入射至第三光學模組。第一光線依序經過第一光學模組和第七光學模組入射至第三光學模組。第七光學模組包括一第四光學組件和一第五驅動機構,第四光學組件具有一第四光軸,且第五驅動機構用以驅動第四光學組件相對於電子設備運動。第五驅動機構用以驅動第四光學組件相對於電子設備沿著第四光軸運動。第四光學組件包括一第七鏡片。第四光學組件包括一第八鏡片。第一光線依序經過第七鏡片和第八鏡片入射至第三光學模組。第二光學組件相對於電子設備沿著第二光軸運動的最大運動範圍相異於第四光學組件相對於電子設備沿著第四光軸運動的最大運動範圍。
本發明一些實施例中,前述光學系統更包括一第八光學模組,第一光線經過第八光學模組入射至第三光學模組。第一光線依序經過第一光學模組和第八光學模組入射至第三光學模組。第八光學模組用以將第一光線的行進方向由第三移動方向變更為一第四移動方向。第三移動方向和第四移動方向不平行。第八光學模組包括一第三光路調整元件和一第六驅動機構,第六驅動機構用以驅動第三光路調整元件相對於電子設備運動。第六驅動機構用以驅動第三光路調整元件相對於電子設備繞一第五軸向轉動。第五軸向和第三移動方向不平行。第五軸向垂直於第三移動方向。第五軸向和第四移動方向不平行。第五軸向垂直於第四移動方向。第六驅動機構用以驅動第三光路調整元件相對於電子設備繞一第六軸向轉動。第六軸向和第五軸向不平行。第六軸向和第三移動方向不平行。第六軸向和第四移動方向不平行。
本發明一些實施例中,前述第六驅動機構和第三光路調整元件之排列方向平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第六驅動機構和第三光路調整元件重疊。第四移動方向與第一移動方向平行。
本發明一些實施例中,前述第六驅動機構和第三光路調整元件之排列方向不平行於第一移動方向。沿著第一移動方向觀察時,第六驅動機構和第三光路調整元件不重疊。第四移動方向與第一移動方向不平行。第四移動方向與第二移動方向平行。
本發明一些實施例中,前述第三光學模組更包括一第七驅動機構,用以驅動第一光電轉換器相對於電子設備運動。第一光電轉換器具有一接收表面和一第五光軸,接收表面用以接收第一光線,且第五光軸垂直於接收表面。第七驅動機構用以驅動第一光電轉換器相對於電子設備繞第五光軸轉動。第七驅動機構用以驅動第一光電轉換器相對於電子設備繞一第七軸向轉動,第七軸向垂直於第五光軸。第七驅動機構用以驅動第一光電轉換器相對於電子設備繞一第八軸向轉動,第八軸向垂直於第五光軸。第七軸向和第八軸向不平行。
本發明一些實施例中,前述第五光軸和第四移動方向平行。沿著垂直第四移動方向的方向觀察時,第七驅動機構和第八光學模組重疊。沿著第四移動方向觀察時,第一光電轉換器和第三光路調整元件重疊。沿著垂直第四移動方向的方向觀察時,第七驅動機構和第三光路調整元件重疊。
本發明一些實施例中,前述第五光軸和第三移動方向平行。沿著垂直第三移動方向的方向觀察時,第七驅動機構和第六光學模組重疊。沿著第三移動方向觀察時,第一光電轉換器和第二光路調整元件重疊。沿著垂直第三移動方向的方向觀察時,第七驅動機構和第二光路調整元件重疊。
本發明一些實施例中,前述光學系統更包括一第九光學模組,第一光線經過第九光學模組入射至第三光學模組。第一光線依序經過第一光學模組和第九光學模組入射至第三光學模組。第九光學模組包括一可變光圈和一第八驅動機構,可變光圈用以調整第一光線通過可變光圈之通過量,且第八驅動機構用以改變可變光圈之大小。可變光圈具有一第六光軸。沿第一移動方向觀察時,第八驅動機構和第六光軸不重疊。第六光軸和第一移動方向不平行。第六光軸和第二移動方向不平行。第六光軸和第四移動方向不平行。第六光軸平行於第三移動方向。
本發明一些實施例中,前述第一光線依序通過第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、第五鏡片、第六鏡片、第七鏡片、以及第八鏡片。第一鏡片的尺寸相異於第二鏡片的尺寸。第一鏡片的尺寸小於第二鏡片的尺寸。第二鏡片的尺寸相異於第三鏡片的尺寸。第二鏡片的尺寸小於第三鏡片的尺寸。第三鏡片的尺寸相異於第四鏡片的尺寸。第三鏡片的尺寸小於第四鏡片的尺寸。第四鏡片的尺寸相異於第五鏡片的尺寸。第四鏡片的尺寸小於第五鏡片的尺寸。第五鏡片的尺寸相異於第六鏡片的尺寸。第五鏡片的尺寸小於第六鏡片的尺寸。第六鏡片的尺寸相異於第七鏡片的尺寸。第六鏡片的尺寸小於第七鏡片的尺寸。第七鏡片的尺寸相異於第八鏡片的尺寸。第七鏡片的尺寸小於第八鏡片的尺寸。第一光線依序通過第一鏡片、可變光圈以及第八鏡片。
本發明一些實施例中,前述第八鏡片具有一切割平面。第一鏡片具有未被切割的一圓形結構。
本發明一些實施例中,前述第七光學模組更包括複數個第四光學組件,且前述第四光學組件分別具有不同焦距。第五驅動機構用以切換前述第四光學組件。
本發明一些實施例中,前述第一光學模組、第二光學模組和第三光學模組構成一光學裝置,且光學系統更包括一另一光學裝置,光學裝置和另一光學裝置相鄰,其中另一光學裝置包括一第二光電轉換器,用以將進入另一光學裝置的一第二光線轉換為一第二影像訊號。第一光電轉換器和第二光電轉換器之間形成不為零的間距。沿著垂直第一移動方向的所有方向觀察時,光學裝置和另一光學裝置重疊。
本發明一些實施例中,前述第一光學模組和第三光學模組分別為獨立個體。第一光學模組和第三光學模組之間形成不為零的間距。第一光學模組直接或間接地經由一第一接著元件相對於第三光學模組被調整到一預設位置,且經由第一接著元件固定地連接第三光學模組。第一光學模組經由一固定框架和第一接著元件固定地連接第三光學模組。第二光學模組和第三光學模組分別為獨立個體。第二光學模組和第三光學模組之間形成不為零的間距。第二光學模組直接或間接地經由一第二接著元件相對於第三光學模組被調整到一另一預設位置,且經由第二接著元件固定地連接第三光學模組。第二光學模組經由固定框架和第二接著元件固定地連接第三光學模組。
以下說明本發明之光學系統。然而,可輕易了解本發明提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明,並非用以侷限本發明的範圍。
除非另外定義,在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語,例如在通常使用的字典中定義的用語,應被解讀成具有一與相關技術及本發明的背景或上下文一致的意思,而不應以一理想化或過度正式的方式解讀,除非在此特別定義。
首先,請參考第1圖至第4B圖,其中第1圖是根據本發明一些實施例繪示的光學元件驅動機構1-100的示意圖,第2圖是光學元件驅動機構1-100的爆炸圖,第3圖是光學元件驅動機構1-100的俯視圖,第4A圖是沿第3圖中的線段1-A-1-A繪示的剖面圖,第4B圖是沿第3圖中的線段1-B-1-B繪示的剖面圖。
光學元件驅動機構1-100例如可為一光圈或一快門,並且主要可包括在一主軸1-O方向排列的外框1-10、底板1-20、框架1-30、葉片組件1-40、傳導元件1-50、底座1-60、支撐組件1-70、磁性元件1-80、線圈1-82、電路板1-90、電子組件1-92、感測元件1-94、接合元件1-96。
在一些實施例中,外框1-10、底板1-20、框架1-30、底座1-60、電路板1-90可合稱為固定部1-F。葉片組件1-40以及傳導元件1-50可合稱為活動部1-M,可相對於固定部1-F進行運動。磁性元件1-80與線圈1-82可合稱為驅動組件1-D,用以驅動傳導元件1-50相對於固定部1-F移動。
框架1-30可設置在外框1-10以及底板1-20之間,而葉片組件1-40可設置在框架1-30上。傳導元件1-50可設置在葉片組件1-40上,並且穿過外框1-10、框架1-30以及底座1-60。支撐組件1-70可設置在傳導元件1-50上,用以帶動傳導元件1-50相對於固定部1-F進行運動。
磁性元件1-80可設置在傳導元件1-50上,並且可隨著傳導元件1-50移動而進行移動。線圈1-82可設置在底座1-60上,其中線圈1-82通電時可與磁性元件1-80的磁場進行反應而產生一電磁驅動力,以推動傳導元件1-50(以及設置在傳導元件1-50上的葉片組件1-40)進行移動。在一些實施例中,磁性元件1-80以及線圈1-82的位置可進行互換。
電子組件1-92以及感測元件1-94可設置在線圈1-82中,以感測磁性元件1-80相對於固定部1-F的位置並進行控制。電子組件1-92中例如可包括各種控制元件或感測元件。前述感測元件1-94或電子組件1-92中的感測元件可包括霍爾效應感測器(Hall Sensor)、磁阻效應感測器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效應感測器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效應感測器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感測器(Fluxgate Sensor)。
在一些實施例中,電路板1-90上的電路電性連接設置於光學元件驅動機構1-100內部或外部的其他電子元件,從而用以控制光學元件驅動機構1-100。
在一些實施例中,如第1圖以及第3圖所示,外框1-10可包括第一接合部1-12,而框架1-30可包括第二接合部1-31,其中第一接合部1-12中具有開口,而第二接合部1-31可設置在此開口中,以固定外框1-10與框架1-30的相對位置。換句話說,沿主軸1-O的方向觀察,框架1-30的第二接合部1-31至少部分露出於外框1-10,而框架1-30的延伸部1-32與第一接合部1-12重疊。
如第4A圖所示,外框1-10包括第一開口表面1-10A、框架1-30包括第二開口表面1-30A,底座1-60包括第三開口表面1-60A,電路板1-90包括第四開口表面1-90A,而底板1-20包括第五開口表面1-20A,分別用以定義第一開口、第二開口、第三開口、第四開口、第五開口,例如可將前述開口定義為前述開口表面所圍繞的區域。
第一開口表面1-10A、第二開口表面1-30A、第三開口表面1-60A、第四開口表面1-90A、第五開口表面1-20A皆面朝主軸1-O。在一些實施例中,第一開口表面1-10A與主軸1-O平行,第二開口表面1-30A與主軸1-O不平行,第三開口表面1-60A與主軸1-O不平行,第四開口表面1-90A與主軸1-O平行,第五開口表面1-20A與主軸1-O平行。如第4A圖所示,從第一方向(Y方向)觀察,第一開口表面1-10A與第二開口表面1-30A不平行。在一些實施例中,第三開口表面1-60A、第四開口表面1-90A連續延伸,且構成一錐形面,以控制通過光學元件驅動機構1-100的光線的路徑。
第一開口、第二開口、第三開口、第四開口、第五開口的最小直徑分別為1-D1、1-D2、1-D3、1-D4、1-D5,用以讓一光線通過。應注意的是,第一開口比第二開口靠近此光線的光入射處(例如為第4A圖上方靠近外框1-10之處),第二開口比第三開口靠近此光線的光入射處,第三開口比第四開口靠近此光線的光入射處,第四開口比第五開口靠近此光線的光入射處,且主軸1-O依序穿過第一開口、第二開口、第三開口、第四開口、以及第五開口。
應注意的是,如第4A圖所示,第一開口的最小直徑1-D1大於第二開口的最小直徑1-D2,第二開口的最小直徑1-D2小於第三開口的最小直徑1-D3,第三開口的最小直徑1-D3小於第四開口的最小直徑1-D4,第四開口的最小直徑1-D4小於第五開口的最小直徑1-D5,且第一開口的最小直徑1-D1小於第三開口的最小直徑1-D3。在一些實施例中,第四開口的最小直徑1-D4亦可與第五開口的最小直徑1-D5相等。
外框1-10可具有一開口1-14,而傳導元件1-50可部分設置在開口1-14中,以穿過葉片組件1-40。磁性元件1-80可包括第一磁性元件1-80A、第二磁性元件1-80B、以及分隔元件1-80C。第一磁性元件1-80A以及第二磁性元件1-80B例如可為磁鐵,且其磁極方向可以不同,例如可具有相反的磁極。分隔元件1-80C可將第一磁性元件1-80A以及第二磁性元件1-80B彼此隔開。
在一些實施例中,如第4A圖所示,電子組件1-92的頂表面可低於線圈1-82的頂表面,也就是在Z方向上,電子組件1-92的頂表面與磁性元件1-80的距離大於線圈1-82的頂表面與磁性元件1-80的距離。藉此,可保護電子組件1-92免於碰撞。
第5A圖是光學元件驅動機構1-100省略外框1-10時的示意圖。如第5A圖所示,葉片組件1-40可包括第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D。第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D形成一光圈開口1-40E,用以讓光線通過光學元件驅動機構1-100。第一葉片1-40A包括第一葉片開口1-41A,第二葉片1-40B包括第二葉片開口1-41B,第三葉片1-40C包括第三葉片開口1-41C,第四葉片1-40D包括第四葉片開口1-41D,上述開口在Y方向上延伸。
其中一個傳導元件1-50的連接部1-53同時穿過第一葉片開口1-41A以及第二葉片開口1-41B,且另一個傳導元件1-50的連接部1-53同時穿過第三葉片開口1-41C以及第四葉片開口1-41D。在一些實施例中,第一葉片開口1-41A以及第二葉片開口1-41B可完全重疊,第三葉片開口1-41C以及第四葉片開口1-41D可完全重疊,例如具有相同的長度1-L2,而連接部1-53具有長度1-L1,其中長度1-L1小於長度1-L2。藉此,傳導元件1-50可藉由連接部1-53而在各葉片開口中相對於各葉片移動。
此外,各葉片還可具有朝向主軸1-O方向延伸的導引開口。舉例來說,第一葉片1-40A具有第一導引開口1-42A,第二葉片1-40B具有第二導引開口1-42B,第三葉片1-40C具有第三導引開口1-42C,第四葉片1-40D具有第四導引開口1-42D,而框架1-30的導引元件1-34可設置在第一導引開口1-42A、第二導引開口1-42B、第三導引開口1-42C、第四導引開口1-42D中,用以引導第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D相對於固定部1-F的移動方向。
前述第一導引開口1-42A、第二導引開口1-42B、第三導引開口1-42C、第四導引開口1-42D的延伸方向不同,從而可允許第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D在不同的方向上移動。舉例來說,第一導引開口1-42A與第三導引開口1-42C的延伸方向相反,而第二導引開口1-42B與第四導引開口1-42D的延伸方向相反。換句話說,第一葉片1-40A與第三葉片1-40C的移動方向相反,而第二葉片1-40B與第四葉片1-40D的移動方向相反。
此外,如第5A圖所示,第一葉片1-40A可具有邊緣1-43A以及邊緣1-44A,第二葉片1-40B可具有邊緣1-43B以及邊緣1-44B,第三葉片1-40C可具有邊緣1-43C以及邊緣1-44C,第四葉片1-40D可具有邊緣1-43D以及邊緣1-44D,其中邊緣1-43A、邊緣1-43B、邊緣1-43C、邊緣1-43D可在第一方向(X方向)上延伸,而邊緣1-44A、邊緣1-44B、邊緣1-44C、邊緣1-44D可在第二方向(Y方向)上延伸,其中第一方向與第二方向不同(例如為垂直)。
於光學元件驅動機構1-100的葉片組件1-40進行運動時,邊緣1-43A可與邊緣1-43D大致上重疊,而邊緣1-43B可與邊緣1-43C大致上重疊,邊緣1-44A可與邊緣1-44B大致上重疊,邊緣1-44C可與邊緣1-44D大致上重疊。藉此,可確保在各個方向上葉片的移動量大致上相同,以維持光圈開口1-40E的形狀。
在一些實施例中,第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D可具有板狀的形狀。第一葉片1-40A、第三葉片1-40C可大致上位於相同的平面,第二葉片1-40B、第四葉片1-40D可大致上位於相同的平面,且在俯視方向上,第一葉片1-40A、第三葉片1-40C皆覆蓋一部分的第二葉片1-40B、第四葉片1-40D。
第5B圖是第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D的剖面示意圖。第一葉片1-40A具有上表面1-40A1以及下表面1-40A2,第二葉片1-40B具有上表面1-40B1以及下表面1-40B2,第三葉片1-40C具有上表面1-40C1以及下表面1-40C2,第四葉片1-40D具有上表面1-40D1以及下表面1-40D2,其中上表面1-40A1與下表面1-40A2具有不同的粗糙度,上表面1-40B1與下表面1-40B2具有不同的粗糙度,上表面1-40C1與下表面1-40C2具有不同的粗糙度,上表面1-40D1與下表面1-40D2具有不同的粗糙度。舉例來說,上表面1-40A1的粗糙度可小於下表面1-40A2的粗糙度,上表面1-40B1的粗糙度可小於下表面1-40B2的粗糙度,上表面1-40C1的粗糙度可小於下表面1-40C2的粗糙度,上表面1-40D1的粗糙度可小於下表面1-40D2的粗糙度。換句話說,上表面1-40A1的反射率可大於下表面1-40A2的反射率,上表面1-40B1的反射率可大於下表面1-40B2的反射率,上表面1-40C1的反射率可大於下表面1-40C2的反射率,上表面1-40D1的粗糙度可大於下表面1-40D2的反射率。藉此,可避免雜散光產生。
第一葉片1-40A、第三葉片1-40C與第二葉片1-40B、第四葉片1-40D之間可藉由點接觸的方式彼此接觸,以降低接觸面積以及摩擦力。舉例來說,第二葉片1-40B、第四葉片1-40D可具有朝向第一葉片1-40A、第三葉片1-40C凹陷的點,且第二葉片1-40B、第四葉片1-40D藉由前述凹陷點接觸第一葉片1-40A、第三葉片1-40C,而第二葉片1-40B、第四葉片1-40D的葉片表面與第一葉片1-40A、第三葉片1-40C的葉片表面隔開。舉例來說,下表面1-40A2或下表面1-40C2與上表面1-40B1或上表面1-40D1之間具有大於零的一距離。然而,本發明並不以此為限,第一葉片1-40A、第三葉片1-40C亦可具有朝向第二葉片1-40B、第四葉片1-40D凹陷的點,取決於設計需求。在一些實施例中,每一葉片可具有至少三個凹陷點(三點構成一平面)。
第6圖是光學元件驅動機構1-100一些元件的示意圖,其中省略了外框1-10以及葉片組件1-40。框架1-30可具有開口1-33,用以設置傳導元件1-50。應注意的是,在X方向上,開口1-33的尺寸可大於傳導元件1-50的尺寸,以允許傳導元件1-50相對於框架1-30在X方向上移動。
第7A圖以及第7B圖是傳導元件1-50從不同方向觀察時的示意圖。傳導元件1-50可具有主體1-52、連接部1-53、延伸部1-54、第一凹槽1-55、第二凹槽1-56。連接部1-53可從主體1-52在Z方向上延伸,而延伸部1-54可從主體1-52在X方向上延伸。第一凹槽1-55可與主體1-52重疊,而第二凹槽1-56可與延伸部1-54重疊。
如第4B圖所示,磁性元件1-80可設置在第一凹槽1-55中,並且第一凹槽1-55在剖面圖中可具有階梯狀的形狀,以允許在磁性元件1-80以及第一凹槽1-55之間設置黏著材料(例如膠水),以固定磁性元件1-80以及傳導元件1-50。應注意的是,傳導元件1-50在X方向上並未直接接觸外框1-10、框架1-30、底座1-60,以避免直接接觸時所造成的摩擦力。
第8圖是光學元件驅動機構1-100一些元件的示意圖,其中相對於第6圖進一步省略了框架1-30以及傳導元件1-50。支撐組件1-70可包括兩個第一支撐元件1-72以及一個第二支撐元件1-74。第一支撐元件1-72以及第二支撐元件1-74可具有球形的形狀,其中第二支撐元件1-74的直徑可小於第一支撐元件1-72的直徑,並且可以設置在兩個第一支撐元件1-72之間,以降低兩個第一支撐元件1-72之間滾動時所造成的摩擦力。
如第4B圖以及第8圖所示,支撐組件1-70可部分設置在底座1-60的凹槽1-64中,並且可部分設置在第二凹槽1-56中,從而可降低傳導元件1-50與底座1-60之間的摩擦力,以使傳導元件1-50更輕易地相對於底座1-60進行移動。然而,本發明並不以此為限。亦可使用具有其他樣態的支撐組件,取決於設計需求。
如第4B圖以及第8圖所示,底座1-60可具有底座開口1-62,用以設置傳導元件1-50以及設置在傳導元件1-50上的磁性元件1-80,其中在第8圖中,線圈1-82、電子組件1-92、感測元件1-94至少部分露出於底座開口1-62,從而可對磁性元件1-80的磁場做出反應(例如產生電磁力或者感測磁場變化)。
如第8圖所示,可藉由接合元件1-96來接合底座1-60、電路板1-90、以及底板1-20。接合元件1-96例如為黏膠,可設置在底座1-60、電路板1-90、以及底板1-20的側面(例如設置在四個側邊),且在各側邊可具有不同數量的接合元件1-96。
第9A圖是葉片組件1-40關閉時,光學元件驅動機構1-100的俯視圖。第9B圖是第9A圖省略外框1-10時的示意圖。其中第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D分別朝向方向1-45A、方向1-45B、方向1-45C、方向1-45D進行移動,如第9B圖中的箭號所示。應注意的是,兩個傳導元件1-50皆朝向靠近主軸1-O的方向移動(彼此靠近),以帶動前述葉片。藉此,光圈開口1-40E可縮小,以調整由光學元件驅動機構1-100所形成的光圈的大小。
第9C圖是第9A圖的剖面圖。如第9C圖所示,此時光圈開口1-40E具有最小直徑1-DA’,其中最小直徑1-DA’小於第一開口的最小直徑1-D1以及第二開口的最小直徑1-D2。也就是說,此時光學元件驅動機構1-100所形成的光圈的大小可定義為光圈開口1-40E的最小直徑1-DA’。在一些實施例中,最小直徑1-DA’可等於零,此時的光學元件驅動機構1-100可作為一快門。
第10A圖是葉片組件1-40開啟時,光學元件驅動機構1-100的俯視圖。第10B圖是第10A圖省略外框1-10時的示意圖。其中第一葉片1-40A、第二葉片1-40B、第三葉片1-40C、第四葉片1-40D分別朝向方向1-46A、方向1-46B、方向1-46C、方向1-46D進行移動,如第10B圖中的箭號所示。應注意的是,兩個傳導元件1-50皆朝向遠離主軸1-O的方向移動(彼此遠離),以帶動前述葉片。藉此,光圈開口1-40E可放大,以調整由光學元件驅動機構1-100所形成的光圈的大小。
第10C圖是第10A圖的剖面圖。如第10C圖所示,此時光圈開口1-40E具有最大直徑1-DA’’,其中最大直徑1-DA’’大於第二開口的最小直徑1-D2。也就是說,此時光學元件驅動機構1-100所形成的光圈的大小可定義為第二開口的最小直徑1-D2。
雖然在前述光學元件驅動機構1-100中,係藉由電路板1-90來與外界的其他元件進行電性連接,但本發明並不以此為限。舉例來說,第11圖以及第12圖分別是本發明另一些實施例中的光學元件驅動機構1-100’的立體圖以及爆炸圖。光學元件驅動機構1-100’的元件大致上與前述光學元件驅動機構1-100類似或相同,而不同的是光學元件驅動機構1-100’的框架1-30’、底座1-60’、電路板1-90’具有不同的結構。
如第11圖以及第12圖所示,底座1-60’上可具有額外的導電元件1-98,可部分露出於框架1-30’的側開口1-35,並具有從框架1-30’另一側露出的端部,以與外界進行電性連接。應注意的是,導電元件1-98可至少部分內埋於框架1-30’,並且可增加框架1-30’的機械強度。
綜上所述,本發明提供一種光學元件驅動機構,包括固定部、第一葉片、傳導組件、驅動組件。第一葉片可相對固定部移動。傳導組件可相對固定部移動。驅動組件用以驅動傳導元件相對於固定部移動。傳導元件受到驅動組件所驅動時,傳導元件帶動第一葉片相對於固定部運動。
為了方便說明,在以下內容以及附圖中,可能使用第一方向2-D1(Y軸)、第二方向2-D2(Z軸)、第三方向2-D3(X軸)來描述方向或方位。第一方向2-D1、第二方向2-D2、第三方向2-D3各自不同且互相不平行。在一些實施例中,第一方向2-D1、第二方向2-D2、第三方向2-D3垂直或大致上互相垂直。以下談及元件的運動方向時,用以說明,只要與本揭露的精神不衝突,實質上只要是不同方式的運動,例如移動或轉動,以維度表示,皆包含在本揭露的範圍內。
第13圖是裝設有一光學元件驅動機構2-100的一電子裝置2-1的示意圖。電子裝置2-1可為平板電腦、智慧型手機等。光學元件驅動機構2-100通常設置於電子裝置2-1的頂部區域。光學元件驅動機構2-100可為潛望式機構。在一些實施例中,電子裝置2-1可進一步裝設另一光學元件驅動機構2-150X。光學元件驅動機構2-100以及光學元件驅動機構2-150X可分別成像,以提升電子裝置1的攝錄品質。
第14圖係顯示電子裝置2-1之一光路調整單元2-P與光學元件驅動機構2-100的示意圖。光路調整單元2-P可改變入射光2-LT的光路。具體而言,當來自外界的入射光(線) 2-LT沿主軸2-Q至光路調整單元2-P,光路調整單元2-P用以調整入射光線之入射方向以及出射方向,藉以改變光線2-LT的光路,使入射光2-LT能夠進入光學元件驅動機構2-100的光學元件2-LS,光學元件2-LS例如鏡頭元件或包含複數個鏡頭元件的鏡頭組件,設置於活動部2-30(見第15圖)。光軸2-O是通過光學元件2-LS的中心的虛擬軸線。前述光路調整單元2-P可為反射鏡(mirror)、折射稜鏡(prism)或分光鏡(beam splitter)等。當入射光2-LT進入光路調整單元2-P時,入射光2-LT大致上垂直於光軸2-O,如此入射光2-LT得以穿過之光學元件2-LS而至感光組件2-IMM,以獲取影像。其中,透過光學元件驅動機構2-100的驅動機制,光學元件2-LS與感光元件2-IM可相對活動,藉以達到光學變焦(Zooming)、自動對焦(Auto-Focusing,AF)或光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)。於一些實施例中,也可定義光學元件驅動機構2-100包含光路調整單元2-P。
前述光路調整單元2-P係固定地連接固定部2-10,如此可簡化主動對準(active alignment),以達方便組裝之功效。於一些實施例中,在第一方向2-D1上,光路調整單元2-P的最大尺寸大於光學元件驅動機構2-100的二分之一。於一些實施例中,在第一方向2-D1上;光路調整單元2-P的最大尺寸大於光學元件驅動機構2-100的三分之二。
感光組件2-IM包含一感光元件2-IMM與補正組件2-IMC。感光元件2-IMM例如圖像感測器(image sensor),用以接收光線。補正組件2-IMC用以驅動感光元件2-IMM相對固定部2-10運動,其中,補正組件2-IMC可用以驅動感光元件2-IMM相對固定部2-10沿著第二、第三維度運動。於一些實施例中,補正組件2-IMC可包含線圈與磁鐵,通過施加電流以產生驅動感光元件2-IMM的驅動力。於另一些實施例中,補正組件2-IMC可包含具金屬形狀記憶合金(Shape Memory Alloys,SMA)材質的偏壓元件,以產生對感光元件2-IMM的驅動力。
前述光軸2-O與主軸2-Q不平行。於一些實施例中,主軸2-Q與光軸2-O垂直。光學元件驅動機構2-100在主軸2-Q方向上的最大尺寸,是小於光學元件驅動機構2-100在光軸2-O方向上的尺寸。光學元件驅動機構2-100在主軸2-Q方向上的最大尺寸,是小於光學元件驅動機構2-100在第三方向2-D3上的尺寸。
以下將說明前述光學元件驅動機構2-100的詳細結構。
第15圖為光學元件驅動機構2-100的爆炸示意圖,第16圖則為光學元件驅動機構2-100組合後的示意圖。光學元件驅動機構2-100包括一固定部2-10、一活動部2-30、一驅動組件2-MC與一支撐組件2-SS。活動部用以連接一光學元件2-LS(例如鏡頭或鏡頭組件),驅動組件2-MC用以驅動活動部2-30相對固定部2-10運動,而活動部2-30經由支撐組件2-SS可以多個維度相對固定部2-10運動。
固定部2-10包含相互對應的外框2-11和底座2-12,兩者沿著一主軸2-Q(Y軸)排列,並構成一容納空間,以供活動部2-30、驅動組件2-MC與支撐組件2-SS設置,並可對其作保護。於一些實施例中,沿著主軸2-Q方向觀察時,固定部2-10具有多邊形結構。前述活動部2-30設置於底座2-12上。驅動組件2-MC則設置於活動部2-30和固定部2-10,用以驅動活動部2-30和光學元件2-LS以相對於固定部2-10移動,藉以調整活動部2-30、光學元件2-LS的姿態或位置,進而達光學變焦(Zooming)、自動對焦(Auto-Focusing,AF)或光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)之目的。
前述外框2-11包含一頂壁2-111與一側壁2-112,頂壁2-111具有板狀結構;且頂壁2-111與主軸2-Q不平行。於一些實施例中,頂壁與主軸2-Q垂直。側壁2-112具有板狀結構,且由頂壁2-111的邊緣延伸。頂壁2-111與側壁2-112不平行,側壁2-112與主軸2-Q平行。前述底座2-12具有板狀結構,且與主軸2-Q不平行,於一些實施例中底座2-12與主軸2-Q垂直。
參閱第15圖和第17圖,前述活動部2-30包含一光學元件承載座2-31與一驅動組件承載座2-32,光學元件承載座2-31用以連接光學元件2-LS,驅動組件承載座2-32連接至少部分驅動組件2-MC。驅動組件MC包含複數個線圈2-C1~2-C3與複數個磁性元件2-M1~2-M3,此部分將於後面詳述。驅動組件承載座2-32連接或承載至少部分驅動組件2-MC,例如連接驅動組件2-MC的第一、第二磁性元件2-M1、2-M2。
參閱第15圖、第18圖,關於驅動組件2-MC,其可為一電磁驅動組件(Electromagnetic Driving Assembly),包含數個線圈(包含第一、第二、第三線圈2-C1、2-C2、2-C3)和數個磁性元件(包含第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3)。
當對驅動組件2-MC施加一驅動訊號(例如藉由一外部電源施加電流至驅動線圈2-C),其磁性元件與線圈之間產生磁力,進而可帶動活動部2-30相對於固定部2-10移動。如此一來驅動組件2-MC即可驅動活動部2-30和光學元件沿其光軸2-O移動,或者在垂直於光軸2-O的平面移動,以達到光學影像防手震、自動對焦或改變焦距的功效。
透過驅動組件2-MC,光學元件承載座2-31可相對驅動組件承載座2-32運動,光學元件承載座2-31可相對固定部2-10運動,驅動組件承載座2-32可相對固定部2-10運動。驅動組件2-MC用以驅動光學元件承載座2-31相對驅動組件承載座2-32沿著一第一維度運動,例如透過第一線圈2-C1與第一磁性元件2-M1。驅動組件2-MC用以驅使驅動組件承載座32相對固定部2-10沿著一第二維度運動,例如透過第二線圈2-C2與第二磁性元件2-M2。驅動組件2-MC用以驅使驅動組件承載座2-32相對固定部2-10沿著一第三維度運動,例如透過第三線圈2-C3與第二磁性元件2-M2或第三磁性元件2-M3。前述第一、第二維度不同;第二、第三維度不同;第一維度可為平行第一方向2-D1之運動;第二維度可為平行第二方向2-D2之運動;第三維度可為平行第三方向2-D3之運動。第一、第二以及第三方向2-D1、2-D2、2-D3互相不平行;第一、第二以及第三方向互相垂直;第二維度與光學元件2-LS之光軸2-O平行。
於一些實施例中,每個第一磁性元件2-M1可包含兩個不同厚度(X軸方向)的第一、第二子磁性元件2-M11、2-M12,兩者在主軸2-Q方向排列。
繼續參閱第18圖,前述光學元件承載座2-31更包括一缺口2-311,缺口2-311與光軸2-O之排列方向,是與第三方向2-D3垂直。缺口2-311與光軸2-O的排列方向,是與第一方向2-D1平行。藉由缺口2-311,以利整體機構薄型化,且能夠提升增加光學品質。
參閱第19圖,驅動組件承載座2-32還包含一金屬強化組件2-321,可強化驅動組件承載座2-32之整體機械強度。金屬強化件2-321包含:一主體2-3210、一第一強化元件2-3211、一第二強化元件2-3212與一第三強化元件2-3213。主體2-3210具有非金屬材質。第一強化元件2-3211具有金屬材質且至少部分內埋在主體2-3210,並至少部分顯露於主體2-3210。第二強化元件2-3212至少部分內埋在主體2-3210,且至少部分顯露於主體2-3210。第一、第二強化元件2-3211、2-3212被主體顯露出的部分,是沿著第三方向平行2-D3延伸。第三強化元件2-3213具有導磁性金屬材質,並至少部分內埋在主體2-3210內,且至少部分顯露於主體2-3210,並面向或接觸第二磁性元件2-M2。由於第三強化元件2-3213具導磁性金屬材質,可讓磁性元件2-M1~2-M3與線圈2-C1~2-C3的之間的磁力往一既定方向集中,藉以強化驅動組件2-MC之驅動能力,且可降低磁干擾之作用,並增強驅動組件承載座2-32整體機械強度。於一些實施例中,第三強化元件2-3213可作為導磁元件(permeability element)。
驅動組件承載座2-32具有開口2-32H,開口2-32H具有一開口外部2-32H1、一開口內部2-32H2與開口斜面組2-32HS。開口內部2-32H2的開口面積是大於開口外部2-32H1的開口面積。開口斜面組2-32HS位在開口外部2-32H1與開口內部2-32H2之間,並連接此二者。於一些實施例中,連接開口外部2-32H1與開口內部2-32H2的開口斜面組2-32HS的斜面,其相對於參考面XZ平面(或頂壁2-111)傾斜25~30度。透過此開口斜面組2-32HS,可增加光學特性。
參閱第15圖和第18圖,前述支撐組件2-SS包括一第一彈性元件2-S1與一第二彈性元件2-S2,光學元件承載座2-31經由第一彈性元件2-S1活動的連接驅動組件承載座2-32。第一彈性元件2-S1具有板狀結構,其延伸方向與一第一假想平面(ZX平面)平行。光學元件承載座2-31經由第二彈性元件2-S2活動的連接驅動組件承載座2-32,第二彈性元件2-S2具有板狀結構;第二彈性元件2-S2之延伸方向與第一假想平面平行。第一、第二彈性元件2-S1、2-S2之中心沿著第三方向2-D3排列,第一假想平面通過第一、第二彈性元件2-S1、2-S2。前述第一假想平面與主軸2-Q垂直,第一假想平面與光軸2-O平行。
支撐組件2-SS還包括複數個第三彈性元件2-S3,活動部2-30經由第三彈性元件2-S3活動地連接固定部2-10。第三彈性元件2-S3具有長條形結構,其延伸方向與光軸2-O方向不平行,第三彈性元件2-S3與第一假想平面不平行,第三彈性元件2-S3與第一假想平面垂直。於一些實施例中,複數個第三彈性元件2-S3可被當作一彈性組件。於一些實施例中,支撐組件2-SS可包含一個第三彈性元件2-S3,即可使活動部2-30活動地連接固定部2-10。
支撐組件2-SS還包括一第四彈性元件2-S4與一第五彈性元件2-S5,設置於光學元件承載座2-31的底側,用以彈性地連接活動部2-30和固定部2-10。
參閱第15圖,於一些實施例中,光學元件驅動機構2-100更包括一感測組件2-N,用以感測活動部2-30相對固定部2-10運動。感測組件2-N包括:一第一感測元件2-N1,用以感測光學元件承載座2-31相對驅動組件承載座2-32之運動,第一感測元件2-N1用以感測光學元件承載座2-31相對驅動組件承載座2-32於第一維度之運動;一第二感測元件2-N2,用以感測驅動組件承載座2-32相對固定部2-30之運動,第二感測元件用以感測驅動組件承載座2-32相對固定部2-10於第二維度之運動;一第三感測元件2-33,用以感測驅動組件承載座2-32相對固定部2-10之運動,第三感測元件2-N3用以感測驅動組件承載座2-32相對固定部2-10於第三維度之運動。
第一控制單元2-CN電性連接驅動組件2-MC以及第二感測元件2-N2,並根據第二感測元件2-N2所輸出之感測訊號以控制驅動組件2-MC。第一控制單元2-CN與第二感測元件2-N2位於一封裝單元2-I中;第一、第三感測元件2-N1、2-N3以及驅動組件2-MC皆電性連接一外部控制單元2-OT,外部控制單元2-OT位於光學元件驅動機構2-100外。第一控制單元2-CN電性連接外部控制單元;封裝單元2-I位於光學元件驅動機構2-100中;第一、第三感測元件2-N1、2-N2位於光學元件驅動機構2-100中。
光學元件驅動機構2-100還包括一電路元件2-F,電性連接第一、第二以及第三感測元件2-N1、2-N2、2-N3;驅動組件2-MC與第一感測元件2-N1分別位於電路元件2-F之相反兩側(或上、下側),其中,驅動組件2-MC與第二、第三感測元件2-N2、2-N3分別位於電路元件2-F之相反側(上、下側)。前述底座2-12包括複數個容納部2-AP,對應第一~第三感測元件2-N1~2-N3。於第一方向2-D1上,容納部2-AP的最大尺寸大於第一、第二以及第三感測元件2-N1~2-N3之最大尺寸,如此底座2-12能夠保護感測元件2-N1~2-N3,以避免遭受撞擊而產生損壞。
參閱第20圖和第21圖,光學元件驅動機構2-100還包括一保護元件2-PR,例如為黏膠、凝膠或膠體,設置於容納部2-AP,用以保護第一~第三感測元件2-N1~2-N3。於本實施例中,保護元件2-PR直接接觸容納部與第一~第三感測元件2-N1~2-N3。此外,容納部2-AP的周圍形成有一限流結構2-UL,用以限制保護元件2-PR之設置範圍,如此可在施加保護元件2-PR時,避免保護元件2-PR溢流出。在於垂直第一方向2-D1之方向上,限流結構2-UL之最大尺寸大於容納部之最大尺寸。前述固定部2-10還包括一絕緣元件2-PV設置於底座2-12並直接接觸電性連接件2-B(第23圖,將於後述),以避免電性連接件2-B和其他電路短路(例如光學元件驅動機構2-100中的電性元件)。於一些實施例中,絕緣元件直接接觸底座2-12、直接接觸框架2-13、直接接觸外框2-11。
參閱第18圖和第22圖,前述底座2-12包括:一非金屬本體2-120與一第一金屬部2-121。非金屬本體2-120具有板狀結構。第一金屬部2-121具有金屬材質且至少部份埋藏於非金屬本體2-120,外框2-11具有金屬材質且與第一金屬部2-121經由焊接(例如焊錫、熔接或是電阻焊接等金屬連接加工方式)連接。第一金屬部2-121與外框2-11之最短距離(可為零)小於非金屬本體2-120與外框2-11之最短距離2-d1,確保外框外框2-11與第一金屬部2-121能夠確實接觸,以此提升焊接品質。
前述底座2-12還包括一第二金屬部2-122,具有金屬材質且至少部份埋藏於非金屬本體2-120;外框2-11與第二金屬部2-122經由焊接連接。相似地,第二金屬部2-122與外框2-11之最短距離(可為零)小於非金屬本體2-120與外框2-11之最短距離(如距離2-d1)。
參閱第15圖和第18圖,第一、第二金屬部2-121、2-122與外框2-11之焊接處位於固定部2-10之一側邊2-10S1。固定部2-10更包括一開口2-10H對應光線。沿著主軸2-Q方向觀察時,開口2-10H位於側邊2-10S1。外框2-11的側壁2-112具有複數個(至少兩個)凹槽2-1121、2-1122,分別對應第一、第二金屬部2-121、2-122。凹槽2-1121、2-1122與開口2-10H皆位於固定部2-10之側面2-10P1。側面2-10P1與光軸2-O垂直;側面2-10P1與主軸2-Q平行;外框2-11經由第一金屬部2-121電性連接一外部接地電路以接地。
參閱第23圖,前述固定部2-10包括的框架2-13,係固定地設置於外框2-11。框架2-13具有一延伸部2-130朝向底座2-12延伸,沿著主軸2-O方向觀察時,延伸部2-130係位於固定部2-10的角落。框架2-13還具有第一電路2-131電性連接驅動組件2-MC。第一電路2-131至少部分埋設於框架2-13中,且不顯露於框架2-13的外部。第一電路2-131至少部分位於或埋藏於延伸部2-130,第一電路2-131電性連接前述電路元件2-F,第一電路2-131經由一電性連接件2-B(例如焊錫)電性連接電路元件2-F。其中,第一電路2-131直接接觸電性連接件2-B之表面,是與電路元件2-F直接接觸電性連接件2-B之表面不平行。於一些實施例中,第一電路2-131直接接觸電性連接件2-B之表面,是與電路元件2-F直接接觸電性連接件2-B之表面互相垂直。
框架2-13的延伸部2-130對應外框2-11的側壁2-112,延伸部2-130具有凹陷結構2-1351以容納一接著元件2-AD,例如為黏膠、凝膠或膠體。接著元件2-AD直接接觸外框2-11以及框架2-13,且接著元件2-AD直接接觸底座2-12。
參閱第24圖,光學元件承載座2-31形成有一第一防止反射表面2-W1;驅動組件承載座2-32形成有一第二防止反射表面2-W2;框架2-13形成有第三、第四防止反射表面2-W3、2-W4。於一些實施例中,光學元件驅動機構2-100可定義為更包括一雜散光防止組件2-W,用以防止由光線反射時所產生之一雜散光進入、通過固定部2-10的(或外框2-11的)開口2-10H。雜散光防止組件2-W包括:第一防止反射表面2-W1、第二防止反射表面2-W2、第三防止反射表面2-W3與第四防止反射表面2-W4。
前述第一防止反射表面2-W1具有平面結構,並與光軸2-O不平行、不垂直。第一防止反射表面2-W1設置於光學元件承載座2-31。於本實施例中,第一防止反射表面2-W1之反射率是低於光學元件承載座2-31之一光學元件承載座表面2-317,且第一防止反射表面2-W1與光學元件承載座表面2-317不平行。第一防止反射表面2-W1之粗糙度與光學元件承載座表面2-317之粗糙度不同。第一防止反射表面2-W1具有防反射塗層。第一防止反射表面2-W1面朝開口2-10H。
前述第二防止反射表面2-W2具有平面結構,係設置於驅動組件承載座2-32,並與光軸2-O不平行、不垂直。第二防止反射表面2-W2之反射率低於驅動組件承載座2-32之一驅動組件承載座表面2-327。第二防止反射表面2-W2與驅動組件承載座表面2-327不平行。第二防止反射表面2-W2之粗糙度驅動組件承載座表面2-327之粗糙度不同。第二防止反射表面2-W2具有防反射塗層。第二防止反射表面2-W2面朝開口2-10H。沿著光軸2-O方向觀察時,第一防止反射表面2-W1與第二防止反射表面2-W2至少部分重疊。
前述第三防止反射表面2-W3具有平面結構,設置於框架2-13,並與光軸2-O不平行、不垂直。第三防止反射表面2-W3。第三防止反射表面2-W3之反射率低於框架2-13之一框架表面2-137。第三防止反射表面2-W3與框架表面2-137不平行。第三防止反射表面2-W3之粗糙度與框架表面2-137之粗糙度不同。第三防止反射表面2-W3具有防反射塗層。第三防止反射表面2-W3面朝開口2-10H。沿著光軸方向2-O觀察時,第二防止反射表面2-W2與第三防止反射表面2-W3至少部分重疊,而第一防止反射表面2-W1與第三防止反射表面2-W3至少部分重疊。
前述第四防止反射表面2-W4具有平面結構,設置框架2-13,並與光軸2-O不平行、不垂直。第四防止反射表面2-W4之反射率低於框架表面2-137。於一些實施例中,第三、第四防止反射表面2-W3、2-W4之反射率相同。第四防止反射表面2-W4與框架表面2-137不平行。第四防止反射表面2-W4之粗糙度與框架表面2-137之粗糙度不同。第四防止反射表面2-W4具有防反射塗層。第四防止反射表面2-W4面朝光學元件2-LS。沿著光軸2-O方向觀察時,第一防止反射表面2-W1與第四防止反射表面2-W4至少部分重疊,第二防止反射表面2-W2與第四防止反射表面2-W4至少部分重疊,而第三防止反射表面2-W3與第四防止反射表面2-W4至少部分重疊。
藉由上述雜散光防止組件2-W,可用以防止由光線在機構內部所產生的額外反射,或是將額外反射的雜散光遮蔽使雜散光不易進入固定部2-10的開口2-10H,大幅提升拍攝品質或是光學方面的品質。
綜上所述,本發明之實施例提供一種光學元件驅動機構,包括:一活動部,用以連接一光學元件;一固定部,其中活動部可相對固定部運動;一驅動組件,用以驅動活動部相對固定部運動;以及一支撐組件,其中活動部經由支撐組件可以多個維度相對固定部運動。
本發明實施例至少具有以下其中一個優點或功效,在潛望式光學系統中,透過在光學元件驅動機構內對光學元件作驅動,於三個維度運動,而將光路調整單元相對固定不動,如此不僅可簡化組件與組件之間的對準程序,進而提升組裝效率,且也能夠小型化整體機構。於一些實施例中,透過防止反射表面,能夠有效降低光線經由光路調整單元反射或折射時所產生的雜散光,以增進光學品質,且亦能夠經由進行變焦、對焦與光學防手震調整拍攝的範圍的廣泛程度,同時更能在有外部干擾要素時得到更優良的光學品質。
為了方便說明,在以下內容以及附圖中,可能使用第一方向3-D1(Y軸)、第二方向3-D2(Z軸)、第三方向3-D3(X軸)來描述方向或方位。第一方向3-D1、第二方向3-D2、第三方向3-D3各自不同且互相不平行。在一些實施例中,第一方向3-D1、第二方向3-D2、第三方向3-D3垂直或大致上互相垂直。
第25圖是本揭露一實施例之光學元件驅動機構3-100的示意圖。光學元件驅動機構3-100可裝設於平板電腦、智慧型手機等電子裝置中,作為驅動光學元件之機構。光學元件驅動機構3-100可為潛望式驅動機構。
設在光學元件驅動機構3-100中的光路調整單元3-P,可改變入射光3-LT的光路。具體而言,當來自外界的入射光(線) 3-LT沿主軸3-Q至光路調整單元3-P,光路調整單元3-P用以調整入射光線之入射方向以及出射方向,藉以改變光線3-LT的光路,使入射光3-LT能夠進入光學元件驅動機構3-100的光學元件3-LS,光學元件3-LS例如鏡頭元件或包含複數個鏡頭元件的鏡頭組件,設置於活動部3-30(見第26圖)。光軸3-O是通過光學元件3-LS的中心的虛擬軸線。前述光路調整單元3-P可為反射鏡(mirror)、折射稜鏡(prism)或分光鏡(beam splitter)等。當入射光3-LT進入光路調整單元3-P時,入射光3-LT大致上垂直於光軸3-O,如此入射光3-LT得以穿過之光學元件3-LS而至感光組件3-IMM,以獲取影像。其中,透過光學元件驅動機構3-100的驅動機制,光學元件3-LS與感光元件3-IM可相對活動,藉以達到光學變焦(Zooming)、自動對焦(Auto-Focusing,AF)或光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)。於一些實施例中,也可定義光學元件驅動機構3-100包含光路調整單元3-P。
前述光路調整單元3-P係固定地連接固定部3-10,如此可簡化主動對準(active alignment),以達方便組裝之功效。於一些實施例中,在第一方向3-D1上,光路調整單元3-P的最大尺寸大於光學元件驅動機構3-100的二分之一。於一些實施例中,在第一方向3-D1上;光路調整單元3-P的最大尺寸大於光學元件驅動機構3-100的三分之二。
感光組件3-IM包含一感光元件3-IMM與補正組件3-IMC。感光元件3-IMM例如圖像感測器(image sensor),用以接收光線。補正組件3-IMC用以驅動感光元件3-IMM相對固定部3-10運動,其中,補正組件3-IMC可用以驅動感光元件3-IMM相對固定部3-10在第二、第三維度運動。於一些實施例中,補正組件3-IMC可包含線圈與磁鐵,通過施加電流以產生驅動感光元件3-IMM的驅動力。於另一些實施例中,補正組件3-IMC可包含具金屬形狀記憶合金(Shape Memory Alloys,SMA)材質的偏壓元件,以產生對感光元件3-IMM的驅動力。
前述光軸3-O與主軸3-Q不平行。於一些實施例中,主軸3-Q與光軸3-O垂直。光學元件驅動機構3-100在主軸3-Q方向上的最大尺寸,是小於光學元件驅動機構3-100在光軸3-O方向上的尺寸。光學元件驅動機構3-100在主軸3-Q方向上的最大尺寸,是小於光學元件驅動機構3-100在第三方向3-D3上的尺寸。
以下將說明前述光學元件驅動機構3-100的詳細結構。
第26圖為光學元件驅動機構3-100的爆炸示意圖,第27圖則為光學元件驅動機構3-100組合後的示意圖。光學元件驅動機構3-100包括一固定部3-10、一活動部3-30、一驅動組件3-MC與一支撐組件3-SS。活動部用以連接一光學元件3-LS(例如鏡頭或鏡頭組件),驅動組件3-MC用以驅動活動部3-30相對固定部3-10運動,而活動部3-30經由支撐組件3-SS可以在多個維度上相對固定部3-10運動。
固定部3-10包含相互對應的外框3-11和底座3-12,兩者沿著一主軸3-Q(Y軸)排列,並構成一容納空間,以供活動部3-30、驅動組件3-MC與支撐組件3-SS設置,並可對其作保護。於一些實施例中,沿著主軸3-Q方向觀察時,固定部3-10具有多邊形結構。前述活動部3-30設置於底座3-12上。驅動組件3-MC則設置於活動部3-30和固定部3-10,用以驅動活動部3-30和光學元件3-LS以相對於固定部3-10移動,藉以調整活動部3-30、光學元件3-LS的姿態或位置,進而達光學變焦(Zooming)、自動對焦(Auto-Focusing,AF)或光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)之目的。
前述外框3-11包含一頂壁3-111與一側壁3-112,頂壁3-111具有板狀結構;且頂壁3-111與主軸3-Q不平行。於一些實施例中,頂壁與主軸3-Q垂直。側壁3-112具有板狀結構,且由頂壁3-111的邊緣延伸。頂壁3-111與側壁3-112不平行,側壁3-112與主軸3-Q平行。前述底座3-12具有板狀結構,且與主軸3-Q不平行,於一些實施例中底座3-12與主軸3-Q垂直。
參閱第26圖和第28圖,前述活動部3-30包含一光學元件承載座3-31與一驅動組件承載座3-32,光學元件承載座3-31用以連接光學元件3-LS,驅動組件承載座3-32連接至少部分驅動組件3-MC。驅動組件MC包含複數個線圈3-C1~3-C3與複數個磁性元件3-M1~3-M3,此部分將於後面詳述。驅動組件承載座3-32連接或承載至少部分驅動組件3-MC,例如連接驅動組件3-MC的第一、第二磁性元件3-M1、3-M2。
參閱第26圖、第29圖,關於驅動組件3-MC,其可為一電磁驅動組件(Electromagnetic Driving Assembly),包含數個線圈(包含第一、第二、第三線圈3-C1、3-C2、3-C3)和數個磁性元件(包含第一、第二、第三磁性元件3-M1、3-M2、3-M3)。
當對驅動組件3-MC施加一驅動訊號(例如藉由一外部電源施加電流至驅動線圈),其磁性元件與線圈之間產生磁力,進而可帶動活動部3-30相對於固定部3-10移動。如此一來驅動組件3-MC即可驅動活動部3-30和光學元件沿其光軸3-O移動,或者在垂直於光軸3-O的平面移動,以達到光學影像防手震、自動對焦或改變焦距的功效。
透過驅動組件3-MC,光學元件承載座3-31可相對驅動組件承載座3-32運動,光學元件承載座3-31可相對固定部3-10運動,驅動組件承載座3-32可相對固定部3-10運動。驅動組件3-MC用以驅動光學元件承載座3-31相對驅動組件承載座3-32沿著一第一維度運動,例如透過第一線圈3-C1與第一磁性元件3-M1。驅動組件3-MC用以驅使驅動組件承載座32相對固定部3-10沿著一第二維度運動,例如透過第二線圈3-C2與第二磁性元件3-M2。驅動組件3-MC用以驅使驅動組件承載座3-32相對固定部3-10沿著一第三維度運動,例如透過第三線圈3-C3與第二磁性元件3-M2或第三磁性元件3-M3。前述第一、第二維度不同;第二、第三維度不同;第一維度的運動可包含沿著平行第一方向3-D1之運動;在第二維度的運動可包含沿著平行第二方向3-D2之運動;第三維度可包含沿著平行第三方向3-D3之運動。第一、第二以及第三方向3-D1、3-D2、3-D3互相不平行;第一、第二以及第三方向互相垂直;第二維度與光學元件3-LS之光軸3-O平行。
於一些實施例中,每個第一磁性元件3-M1可包含兩個不同厚度(X軸方向)的第一、第二子磁性元件3-M11、3-M12,兩者在主軸3-Q方向排列。
繼續參閱第29圖,前述光學元件承載座3-31更包括一缺口3-311,缺口3-311與光軸3-O之排列方向,是與第三方向3-D3垂直。缺口3-311與光軸3-O的排列方向,是與第一方向3-D1平行。藉由缺口3-311,以利整體機構薄型化,且能夠提升增加光學品質。
參閱第30圖,驅動組件承載座3-32還包含一金屬強化組件3-321,可強化驅動組件承載座3-32之整體機械強度。金屬強化件3-321包含:一主體3-3210、一第一強化元件3-3211、一第二強化元件3-3212與一第三強化元件3-3213。主體3-3210具有非金屬材質。第一強化元件3-3211具有金屬材質且至少部分內埋在主體3-3210,並至少部分顯露於主體3-3210。第二強化元件3-3212至少部分內埋在主體3-3210,且至少部分顯露於主體3-3210。第一、第二強化元件3-3211、3-3212被主體顯露出的部分,是沿著第三方向平行3-D3延伸。第三強化元件3-3213具有導磁性金屬材質,並至少部分內埋在主體3-3210內,且至少部分顯露於主體3-3210,並面向或接觸第二磁性元件3-M2。由於第三強化元件3-3213具導磁性金屬材質,可讓磁性元件3-M1~3-M3與線圈3-C1~3-C3的之間的磁力往一既定方向集中,藉以強化驅動組件3-MC之驅動能力,且可降低磁干擾之作用,並增強驅動組件承載座3-32整體機械強度。於一些實施例中,第三強化元件3-3213可作為導磁元件(permeability element)。
驅動組件承載座3-32具有開口3-32H,開口3-32H具有一開口外部3-32H1、一開口內部3-32H2與開口斜面組3-32HS。開口內部3-32H2的開口面積是大於開口外部3-32H1的開口面積。開口斜面組3-32HS位在開口外部3-32H1與開口內部3-32H2之間,並連接此二者。於一些實施例中,連接開口外部3-32H1與開口內部3-32H2的開口斜面組3-32HS的斜面,其相對於參考面XZ平面(或頂壁3-111)傾斜25~30度。透過此開口斜面組3-32HS,可增加光學特性。
參閱第26圖和第29圖,前述支撐組件3-SS包括一第一彈性元件3-S1與一第二彈性元件3-S2,光學元件承載座3-31經由第一彈性元件3-S1活動的連接驅動組件承載座3-32。第一彈性元件3-S1具有板狀結構,其延伸方向與一第一假想平面(ZX平面)平行。光學元件承載座3-31經由第二彈性元件3-S2活動的連接驅動組件承載座3-32,第二彈性元件3-S2具有板狀結構;第二彈性元件3-S2之延伸方向與第一假想平面平行。第一、第二彈性元件3-S1、3-S2之中心沿著第三方向3-D3排列,第一假想平面通過第一、第二彈性元件3-S1、3-S2。前述第一假想平面與主軸3-Q垂直,第一假想平面與光軸3-O平行。
支撐組件3-SS還包括複數個第三彈性元件3-S3,活動部3-30經由第三彈性元件3-S3活動地連接固定部3-10。第三彈性元件3-S3具有長條形結構,其延伸方向與光軸3-O方向不平行,第三彈性元件3-S3與第一假想平面不平行,第三彈性元件3-S3與第一假想平面垂直。於一些實施例中,複數個第三彈性元件3-S3可被當作一彈性組件。於一些實施例中,支撐組件3-SS可包含一個第三彈性元件3-S3,即可使活動部3-30活動地連接固定部3-10。
支撐組件3-SS還包括一第四彈性元件3-S4與一第五彈性元件3-S5,設置於光學元件承載座3-31的底側,用以彈性地連接活動部3-30和固定部3-10。
參閱第26圖,於一些實施例中,光學元件驅動機構3-100更包括一感測組件3-N,用以感測活動部3-30相對固定部3-10運動。感測組件3-N包括:一第一感測元件3-N1,用以感測光學元件承載座3-31相對驅動組件承載座3-32之運動,第一感測元件3-N1用以感測光學元件承載座3-31相對驅動組件承載座3-32於第一維度之運動;一第二感測元件3-N2,用以感測驅動組件承載座3-32相對固定部3-30之運動,第二感測元件用以感測驅動組件承載座3-32相對固定部3-10於第二維度之運動;一第三感測元件3-33,用以感測驅動組件承載座3-32相對固定部3-10之運動,第三感測元件3-N3用以感測驅動組件承載座3-32相對固定部3-10於第三維度之運動。
第一控制單元3-CN電性連接驅動組件3-MC以及第二感測元件3-N2,並根據第二感測元件3-N2所輸出之感測訊號以控制驅動組件3-MC。第一控制單元3-CN與第二感測元件3-N2位於一封裝單元3-I中;第一、第三感測元件3-N1、3-N3以及驅動組件3-MC皆電性連接一外部控制單元3-OT,外部控制單元3-OT位於光學元件驅動機構3-100外。第一控制單元3-CN電性連接外部控制單元;封裝單元3-I位於光學元件驅動機構3-100中;第一、第三感測元件3-N1、3-N2位於光學元件驅動機構3-100中。
光學元件驅動機構3-100還包括一電路元件3-F,電性連接第一、第二以及第三感測元件3-N1、3-N2、3-N3;驅動組件3-MC與第一感測元件3-N1分別位於電路元件3-F之相反兩側(或上、下側),其中,驅動組件3-MC與第二、第三感測元件3-N2、3-N3分別位於電路元件3-F之相反側(上、下側)。前述底座3-12包括複數個容納部3-AP,對應第一~第三感測元件3-N1~3-N3。於第一方向3-D1上,容納部3-AP的最大尺寸大於第一、第二以及第三感測元件3-N1~3-N3之最大尺寸,如此底座3-12能夠保護感測元件3-N1~3-N3,以避免遭受撞擊而產生損壞。
參閱第29圖和第31圖,前述底座3-12包括:一非金屬本體3-120與一第一金屬部3-121。非金屬本體3-120具有板狀結構。第一金屬部3-121具有金屬材質且至少部份埋藏於非金屬本體3-120,外框3-11具有金屬材質且與第一金屬部3-121經由焊接(例如焊錫、熔接或是電阻焊接等金屬連接加工方式)連接。第一金屬部3-121與外框3-11之最短距離(可為零)小於非金屬本體3-120與外框3-11之最短距離3-d1,確保外框外框3-11與第一金屬部3-121能夠確實接觸,以此提升焊接品質。
前述底座3-12還包括一第二金屬部3-122,具有金屬材質且至少部份埋藏於非金屬本體3-120;外框3-11與第二金屬部3-122經由焊接連接。相似地,第二金屬部3-122與外框3-11之最短距離(可為零)小於非金屬本體3-120與外框3-11之最短距離(如距離3-d1)。
參閱第26圖和第29圖,第一、第二金屬部3-121、3-122與外框3-11之焊接處位於固定部3-10之一側邊3-10S1。固定部3-10更包括一開口3-10H對應光線。沿著主軸3-Q方向觀察時,開口3-10H位於側邊3-10S1。外框3-11的側壁3-112具有複數個(至少兩個)凹槽3-1121、3-1122,分別對應第一、第二金屬部3-121、3-122。凹槽3-1121、3-1122與開口3-10H皆位於固定部3-10之側面3-10P1。側面3-10P1與光軸3-O垂直;側面3-10P1與主軸3-Q平行;外框3-11經由第一金屬部3-121電性連接一外部接地電路以接地。
參閱第32圖,前述固定部3-10包括的框架3-13,係固定地設置於外框3-11。框架3-13具有一延伸部3-130朝向底座3-12延伸,沿著主軸3-O方向觀察時,延伸部3-130係位於固定部3-10的角落。框架3-13還具有第一電路3-131電性連接驅動組件3-MC。第一電路3-131至少部分埋設於框架3-13中,且不顯露於框架3-13的外部。第一電路3-131至少部分位於或埋藏於延伸部3-130,第一電路3-131電性連接前述電路元件3-F,第一電路3-131經由一電性連接件3-B(例如焊錫)電性連接電路元件3-F。其中,第一電路3-131直接接觸電性連接件3-B之表面,是與電路元件3-F直接接觸電性連接件3-B之表面不平行。於一些實施例中,第一電路3-131直接接觸電性連接件3-B之表面,是與電路元件3-F直接接觸電性連接件3-B之表面互相垂直。
框架3-13的延伸部3-130對應外框3-11的側壁3-112,延伸部3-130具有凹陷結構3-1351以容納一接著元件3-AD,例如為黏膠、凝膠或膠體。接著元件3-AD直接接觸外框3-11以及框架3-13,且接著元件3-AD直接接觸底座3-12。
參閱第33圖和第34圖,光學元件承載座3-31形成有一第一防止反射表面3-W1;驅動組件承載座3-32形成有一第二防止反射表面3-W2;框架3-13形成有第三、第四防止反射表面3-W3、3-W4。於一些實施例中,光學元件驅動機構3-100可定義為更包括一雜散光防止組件3-W,用以防止由光線反射時所產生之一雜散光進入、通過固定部3-10的(或外框3-11的)開口3-10H。雜散光防止組件3-W包括:第一防止反射表面3-W1、第二防止反射表面3-W2、第三防止反射表面3-W3與第四防止反射表面3-W4。
前述第一防止反射表面3-W1具有平面結構,並與光軸3-O不平行、不垂直。第一防止反射表面3-W1設置於光學元件承載座3-31。於本實施例中,第一防止反射表面3-W1之反射率是低於光學元件承載座3-31之一光學元件承載座表面3-317,且第一防止反射表面3-W1與光學元件承載座表面3-317不平行。第一防止反射表面3-W1之粗糙度與光學元件承載座表面3-317之粗糙度不同。第一防止反射表面3-W1具有防反射塗層。第一防止反射表面3-W1面朝開口3-10H。
前述第二防止反射表面3-W2具有平面結構,係設置於驅動組件承載座3-32,並與光軸3-O不平行、不垂直。第二防止反射表面3-W2之反射率低於驅動組件承載座3-32之一驅動組件承載座表面3-327。第二防止反射表面3-W2與驅動組件承載座表面3-327不平行。第二防止反射表面3-W2之粗糙度驅動組件承載座表面3-327之粗糙度不同。第二防止反射表面3-W2具有防反射塗層。第二防止反射表面3-W2面朝開口3-10H。沿著光軸3-O方向觀察時,第一防止反射表面3-W1與第二防止反射表面3-W2至少部分重疊。
前述第三防止反射表面3-W3具有平面結構,設置於框架3-13,並與光軸3-O不平行、不垂直。第三防止反射表面3-W3。第三防止反射表面3-W3之反射率低於框架3-13之一框架表面3-137。第三防止反射表面3-W3與框架表面3-137不平行。第三防止反射表面3-W3之粗糙度與框架表面3-137之粗糙度不同。第三防止反射表面3-W3具有防反射塗層。第三防止反射表面3-W3面朝開口3-10H。沿著光軸方向3-O觀察時,第二防止反射表面3-W2與第三防止反射表面3-W3至少部分重疊,而第一防止反射表面3-W1與第三防止反射表面3-W3至少部分重疊。
前述第四防止反射表面3-W4具有平面結構,設置框架3-13,並與光軸3-O不平行、不垂直。第四防止反射表面3-W4之反射率低於框架表面3-137。於一些實施例中,第三、第四防止反射表面3-W3、3-W4之反射率相同。第四防止反射表面3-W4與框架表面3-137不平行。第四防止反射表面3-W4之粗糙度與框架表面3-137之粗糙度不同。第四防止反射表面3-W4具有防反射塗層。第四防止反射表面3-W4面朝光學元件3-LS。沿著光軸3-O方向觀察時,第一防止反射表面3-W1與第四防止反射表面3-W4至少部分重疊,第二防止反射表面3-W2與第四防止反射表面3-W4至少部分重疊,而第三防止反射表面3-W3與第四防止反射表面3-W4至少部分重疊。
藉由上述雜散光防止組件3-W,可用以防止由光線在機構內部所產生的額外反射,或是將額外反射的雜散光遮蔽使雜散光不易進入固定部3-10的開口3-10H,大幅提升拍攝品質或是光學方面的品質。
綜上所述,本發明之實施例提供一種光學元件驅動機構,包括:一活動部,用以連接一光學元件;一固定部,其中活動部可相對固定部運動,並具有一開口,對應一入射光線;一驅動組件,用以驅動活動部相對固定部運動;以及一雜散光防止組件,用以防止由入射光線反射時所產生之一雜散光進入開口。
請參考第35圖,第35圖為根據本揭露一實施例之安裝於一可攜式電子裝置4-50上的一光學系統4-100之示意圖。可攜式電子裝置4-50可為任何可攜式裝置或手持裝置,例如是數位個人助理(PDA)、智慧型手機(smartphone)、平板電腦(tablet)、行動電話、行動上網裝置(Mobile Internet Device, MID)、筆記型電腦、車用電腦、數位相機、數位媒體播放器、遊戲裝置或任何類型的行動計算裝置,然而,本領域熟習技藝者應可理解本揭露並不限於此。
於此實施例中,光學系統4-100可為一具有長焦距的鏡頭系統,可以提供給使用者更好的拍攝效果,其中光線可經由開口4-1021進入光學系統4-100內以擷取影像。此外,於某一實施例中,光學系統4-100也可另包含一廣角鏡頭系統(圖中未表示),用以擷取較大範圍的影像,並且此影像可與長焦距鏡頭系統所獲取的影像透過可攜式電子裝置4-50的處理器進行影像處理以獲得更佳的最終影像。
請參考第36圖,第36圖為為根據本揭露一實施例之第35圖中光學系統4-100的剖面示意圖。其中,光學系統4-100包含一殼體4-102、一鏡片單元4-200、一光學元件驅動機構4-300以及一感測元件4-400。殼體4-102是設置於第35圖所示的可攜式電子裝置4-50中,並且鏡片單元4-200以及光學元件驅動機構4-300是設置於殼體4-102內。外部的光線4-L可沿著Z軸穿過殼體4-102上之開口4-1021而進入殼體4-102內。
光學元件驅動機構4-300包含一光學元件4-302,用以將沿Z軸入射的光線4-L沿-Y軸方向反射至鏡片單元4-200。鏡片單元4-200包含一或多個鏡頭(圖中未表示),用以將光線4-L導向感測元件4-400,並且感測元件4-400在接收光線4-L後會產生電子訊號以傳輸給可攜式電子裝置4-50的處理器,進而可產生一數位影像。
請參考第37圖以及第38圖,第37圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之立體圖,並且第38圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之爆炸圖。如圖所示,光學元件驅動機構4-300更包含一固定組件4-FA、一活動組件4-MA、一驅動組件4-DA、一彈性元件4-306、一電路組件4-314以及一補強構件4-316。活動組件4-MA可相對固定組件4-FA運動。驅動組件4-DA用以驅動活動組件4-MA相對固定組件4-FA運動。電路組件4-314是電性連接驅動組件4-DA。
於此實施例中,固定組件4-FA可包含一外框4-304以及一底座4-312。底座4-312與外框4-304是沿著一主軸4-AX排列,並且外框4-304是可固定地連接於底座4-312。活動組件4-MA可包含所述光學元件4-302、一強化元件4-330以及一承載件4-308,光學元件4-302是設置於承載件4-308上,並且強化元件4-330是設置於承載件4-308之底部‘。
驅動組件4-DA可包含一驅動磁鐵4-MG(磁性元件)以及一驅動線圈4-CL,驅動磁鐵4-MG可設置於強化元件4-330上,並且驅動線圈4-CL可設置於電路組件4-314上。補強構件4-316可連接於電路組件4-314,並且電路組件4-314可設置於底座4-312上。電路組件4-314為可撓式電路板,並且補強構件4-316為剛性材質製成,因此可用以支撐電路組件4-314。
請參考第37圖、第39圖至第41圖。第39圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之上視圖,第40圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之下視圖,並且第41圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300於另一視角的立體圖。
如第37圖所示,於此實施例中,外框4-304具有一頂面4-3041以及由頂面4-3041延伸之一側壁4-3043。其中頂面4-3041與側壁4-3043互相不平行。如第39圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,主軸4-AX穿過固定組件4-FA的一中心4-FC。
另外,如第40圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,外框4-304與主軸4-AX之最大距離4-MD1是大於底座4-312與主軸4-AX之最大距離4-MD2。
如第37圖與第39圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,固定組件4-FA具有矩形結構。當沿著主軸4-AX觀察時,固定組件4-FA更包括一第一側邊4-S1以及一第二側邊4-S2,第一側邊4-S1與第二側邊4-S2之延伸方向不同,例如第一側邊4-S1沿著Y軸方向延伸,而第二側邊4-S2沿著X軸方向延伸。如第39圖所示,第一側邊4-S1之長度與第二側邊4-S2之長度不同。
如第38圖、第40圖與第41圖所示,於此實施例中,電路組件4-314具有板狀結構,底座4-312具有一開口4-3121,並且電路組件4-314與驅動組件4-DA之驅動線圈4-CL是位於開口4-3121中。
如第41圖所示,底座4-312更包括一底座側壁4-3123,沿著主軸4-AX延伸。底座側壁4-3123可形成一內縮空間4-GS,對應於電路組件4-314上用以連接一外部電路之多個對外接點4-EC1。具體而言,多個對外接點4-EC1是位於內縮空間4-GS並暴露於外部環境。
再者,如第40圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,底座4-312重疊於對外接點4-EC1之至少一部分。當沿著主軸4-AX觀察時,外框4-304重疊於對外接點4-EC1之至少一部分。當沿著主軸4-AX觀察時,電路組件4-314未超出固定組件4-FA。當沿著主軸4-AX觀察時,電路組件4-314未超出側壁4-3043。當沿著主軸4-AX觀察時,電路組件4-314超出底座4-312。
基於上述結構設計,電路組件4-314不會容易被外部元件碰撞而造成損壞。
再者,如第39圖與第40圖所示,於此實施例中,第一側邊4-S1之長度小於第二側邊4-S2之長度。當沿著主軸4-AX觀察時,固定組件4-FA更包括一第三側邊4-S3,與第一側邊4-S1平行。當沿著主軸4-AX觀察時,對外接點4-EC1位於第二側邊4-S2。當沿著主軸4-AX觀察時,固定組件4-FA之中心4-FC與光學元件4-302之一中心4-OC具有不為零之間距4-GP。當沿著主軸4-AX觀察時,光學元件4-302之中心4-OC較固定組件4-FA之中心4-FC靠近第三側邊4-S3。
如第40圖與第41圖所示,電路組件4-314更包括一本體4-3140、一第一表面4-3141、一第二表面4-3142以及至少一測試接點4-EC2。本體4-3140具有非金屬材質,對外接點4-EC1是位於第一表面4-3141,而測試接點4-EC2配置以測試驅動組件4-DA之作動是否正常。第二表面4-3142與第一表面4-3141是面朝不同方向。測試接點4-EC2是位於第二表面4-3142。對外接點4-EC1具有金屬材質且露出於本體4-3140,並且測試接點4-EC2具有金屬材質且露出於本體4-3140。
請參考第42圖與第43圖,第42圖為根據本揭露一實施例之沿著第37圖之線段4-A-4-A之剖面圖,並且第43圖為根據本揭露一實施例之沿著第37圖之線段4-B-4-B之剖面圖。如第42圖所示,當沿著垂直主軸4-AX之一第一方向(X軸)觀察時,底座4-312之至少一部分是位於電路組件4-314與外框4-304之間。
再者,如第43圖所示,當沿著垂直於主軸4-AX以及第一方向之一第二方向(Y軸)觀察時,底座4-312之至少一部分位於電路組件4-314與外框4-304之間。另外,如第42圖與第40圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,底座4-312之至少一部分與電路組件4-314重疊。
請參考第44圖,第44圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300移除外框4-304的上視圖。如第44圖所示,活動組件4-MA的承載件4-308經由彈性元件4-306活動地連接固定組件4-FA之底座4-312。具體而言,活動組件4-MA的承載件4-308可經由彈性元件4-306繞一實際轉軸4-RX相對於固定組件4-FA之底座4-312轉動。
如第44圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,實際轉軸4-RX與光學元件4-302之中心4-OC不重疊。當沿著主軸4-AX觀察時,實際轉軸4-RX與光學元件4-302之中心4-OC具有不為零之間距。於此實施例中,彈性元件4-306可具有板狀結構,並且彈性元件4-306與主軸4-AX垂直,但不限於此。在其他實施例中,彈性元件4-306與主軸4-AX平行。
如第44圖所示,彈性元件4-306更包括四固定組件固定端4-3061、四穩定部4-3062、四活動組件固定端4-3063以及複數個彈性變形部4-3065。固定組件固定端4-3061固定地連接固定組件4-FA之底座4-312,穩定部4-3062是設置於固定組件固定端4-3061,用以增加固定組件固定端4-3061與固定組件4-FA之底座4-312之接觸面積。
具體而言,穩定部4-3062會承靠固定組件4-FA之底座4-312,並且穩定部4-3062是由固定組件固定端4-3061朝外延伸。活動組件固定端4-3063是固定地連接活動組件4-MA之承載件4-308。活動組件固定端4-3063是經由這些彈性變形部4-3065活動地連接固定組件固定端4-3061。這些彈性變形部4-3065分別具有封閉且最大尺寸介於0.05~0.2mm之的一穿孔4-306H。
活動組件固定端4-3063具有一連接部4-3066,沿著垂直於主軸4-AX之一方向(例如第一方向)延伸。具體而言,連接部4-3066連接於兩個活動組件固定端4-3063之間
請同時參考第42圖與第44圖。當沿著主軸4-AX觀察時,連接部4-3066位於第二側邊4-S2,並且連接部4-3066之延伸方向平行於第二側邊4-S2之延伸方向(X軸)。活動組件固定端4-3063與強化元件4-330是固定地結合。強化元件4-330具有金屬材質,並且如第42圖所示,彈性元件4-306之連接部4-3066是經由焊接固定地連接強化元件4-330。強化元件4-330之至少一部分是內埋且不露出於活動組件4-MA之承載件4-308。於此實施例中,承載件4-308具有塑膠材質,並且驅動組件4-DA之至少一部分(例如驅動磁鐵4-MG)是固定地連接強化元件4-330。
於此實施例中,光學元件驅動機構4-300可更包括一位置感測組件4-320,用以感測活動組件4-MA相對固定組件4-FA之運動。如第44圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,位置感測組件4-320重疊於光學元件4-302之至少一部分。當沿著主軸4-AX觀察時,位置感測組件4-320之中心4-3201與光學元件4-302之中心4-OC具有不為零之間距。當沿著主軸4-AX觀察時,位置感測組件4-320之中心4-3201與實際轉軸4-RX具有不為零之間距。
請參考第42圖與第45圖,並且第45圖為根據本揭露一實施例之承載件4-308與驅動磁鐵4-MG於另一視角的爆炸圖。驅動磁鐵4-MG(磁性元件)是對應驅動線圈4-CL驅動線圈,以產生電磁驅動力驅動承載件4-308與光學元件4-302繞實際轉軸4-RX旋轉,以進行對焦功能。如第42圖所示,驅動磁鐵4-MG是固定地連接於強化元件4-330。
具體而言,驅動磁鐵4-MG是經由一第一接著元件4-AD1固定地連接活動組件4-MA之承載件4-308與強化元件4-330,並且驅動磁鐵4-MG也可進一步經由一第二接著元件4-AD2固定地連接活動組件4-MA之強化元件4-330。於此實施例中,第一接著元件4-AD1與第二接著元件4-AD2具有不同材質。
舉例來說,第一接著元件4-AD1與第二接著元件4-AD2的固化條件不同。如第45圖所示,第一接著元件4-AD1露出於驅動磁鐵4-MG與活動組件4-MA之承載件4-308之間,並且第一接著元件4-AD1可經由照射光線進行固化。當驅動磁鐵4-MG固定於承載件4-308時,第二接著元件4-AD2不露出於驅動磁鐵4-MG與活動組件4-MA之承載件4-308,並且第二接著元件4-AD2可經由加熱進行固化。
第一接著元件4-AD1在未固化時的流動性與第二接著元件4-AD2在未固化時之流動性不同。舉例來說,第一接著元件4-AD1在未固化時的流動性小於第二接著元件4-AD2在未固化時之流動性。基於上述的設計,可以加強組裝的便利性以及精準度。
請繼續參考第43圖與第44圖。於此實施例中,光學元件驅動機構4-300更包括一止動組件4-340,用以限制活動組件4-MA相對固定組件4-FA於一極限範圍內運動。極限範圍可定義為活動組件4-MA相對固定組件4-FA的一最大可活動範圍。止動組件4-340更包括一第一止動元件4-341、一第二止動元件4-342以及一第三止動元件4-343。第一止動元件4-341具有突出結構朝向固定組件4-FA之外框4-304延伸,第二止動元件4-342具有突出結構朝向固定組件4-FA之外框4-304延伸,並且第三止動元件4-343具有突出結構朝向固定組件4-FA之外框4-304延伸。
值得注意的是,在其他實施例中,第一止動元件4-341、第二止動元件4-342及/或第三止動元件4-343可設置於外框4-304上,朝向承載件4-308延伸。
如第43圖與第44圖所示,第一止動元件4-341是沿著主軸4-AX(Z軸)延伸,並且當沿著主軸4-AX觀察時,第一止動元件4-341與一第一假想線4-IL1重疊,並且第一假想線4-IL1是平行於第二方向(Y軸)且穿過活動組件4-MA之中心4-MC。
第二止動元件4-342是沿著主軸4-AX延伸,並且當沿著主軸4-AX觀察時,第二止動元件4-342與第一假想線4-IL1不重疊。第三止動元件4-343沿著主軸4-AX延伸,並且當沿著主軸4-AX觀察時,第三止動元件4-343與第一假想線4-IL1不重疊。
如第44圖所示,當沿著主軸4-AX觀察時,第二止動元件4-342與第三止動元件4-343是沿著垂直於主軸4-AX之第一方向排列。當沿著主軸4-AX觀察時,第一止動元件4-341位於第二止動元件4-342與第三止動元件4-343之間。
另外,如第43圖所示,第一止動元件4-341具有一第一止動表面4-3411,用以接觸固定組件4-FA之外框4-304。第二止動元件4-342具有一第二止動表面4-3421,用以接觸固定組件4-FA之外框4-304。第三止動元件4-343具有一第三止動表面4-3431,用以接觸固定組件4-FA之外框4-304。第一止動元件4-341、第二止動元件4-342以及第三止動元件4-343彼此之間於X軸上具有不為零之間距。
另外,請參考第46圖,第46圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之部分結構的放大示意圖。於此實施例中,第一止動表面4-3411具一階梯結構4-3412。基於此結構設計,當承載件4-308與光學元件4-302繞實際轉軸4-RX旋轉時,可以避免第一止動元件4-341抵接於外框4-304時產生不必要的粒子的問題。相似地,第二止動表面4-3421與第三止動表面4-3431也具有相同的結構,在此不再贅述。
請參考第47圖,第47圖為根據本揭露另一實施例之光學元件驅動機構4-300之前視圖。於此實施例中,第一止動表面4-3411與第二止動表面4-3421不平行,第一止動表面4-3411與第三止動表面4-3431不平行,第二止動表面4-3421與第三止動表面4-3431不平行,並且第一止動表面4-3411與主軸4-AX垂直。因此,當承載件4-308因衝擊而繞Y軸旋轉時,第二止動表面4-3421或第三止動表面4-3431與外框4-304碰撞不會產生顆粒,進而影響光學元件驅動機構4-300的影像品質。
值得注意的是,根據本揭露止動組件4-340的設計,當活動組件4-MA位於極限範圍中之任意位置時,驅動磁鐵4-MG不會與驅動線圈4-CL直接接觸,因此可避免碰撞而產生損壞的問題。
請參考第42圖、第48圖與第49圖,第48圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之部分結構的爆炸圖,並且第49圖為根據本揭露一實施例之沿著第39圖中線段4-E-4-E的剖面圖。如第48圖所示,光學元件4-302具有一第一面4-3021,承載件4-308具有一第二面4-3081以及二凸起部4-3083,並且這些凸起部4-3083是抵接光學元件4-302。值得注意的是,如第42圖所示,其中第二面4-3081與第一面4-3021之間具有一間隔。
再者,如第48圖與第49圖所示,承載件4-308上形成有複數個容置槽4-3087,並且光學元件驅動機構4-300可更包含一黏接元件4-AD3,設置於這些容置槽4-3087以使光學元件4-302固定於承載件4-308。值得注意的是,黏接元件4-AD3不設置於第一面4-3021以及第二面4-3081之間。
本揭露提供一種光學元件驅動機構4-300,其中電路組件4-314是設置於底座4-312的底部並且具有對外接點4-EC1以及測試接點4-EC2。對外接點4-EC1以及測試接點4-EC2是設置在電路組件4-314的相反的二表面上。底座4-312形成有一內縮空間4-GS,藉以露出對外接點4-EC1,以方便外部電路電性連接於對外接點4-EC1。
另外,當沿著主軸4-AX觀察時,光學元件4-302的中心4-OC與固定組件4-FA的中心4-FC不重疊,因此可以有效地改善光學系統4-100拍攝品質。
第50圖是裝設有一光學元件驅動機構5-10的一電子裝置1的示意圖。電子裝置5-1可為平板電腦、智慧型手機等。光學元件驅動機構5-10通常設置於電子裝置5-1的頂部區域。光學元件驅動機構5-10可為潛望式機構。在一些實施例中,電子裝置5-1可進一步裝設另一光學元件驅動機構5-20。光學元件驅動機構5-10以及光學元件驅動機構5-20可分別成像,以提升電子裝置5-1的攝錄品質。
第51圖是包括一光路調整組件5-11的光學元件驅動機構5-10的立體圖。第52圖是光路調整組件5-11的示意圖。光學元件驅動機構5-10可包括光路調整組件5-11。光路調整組件5-11可改變一入射光5-L的光路。具體而言,光路調整組件5-11改變入射光5-L的光路後,入射光5-L進入包括一光軸5-O的一光學元件5-15。光軸5-O是通過光學元件5-15的中心的虛擬軸線。光路調整組件5-11包括一光路調整元件5-12以及一光路調整元件基座5-13。光路調整元件5-12設置於光路調整元件基座5-13。光路調整元件5-12可為反射鏡(mirror)、折射稜鏡(prism)或分光鏡(beam splitter)等。如第51圖所示,當入射光5-L進入光路調整組件5-11時,入射光5-L大致上垂直於光軸5-O。藉由光路調整元件5-12的轉動或移動來改變入射光5-L的光路。入射光5-L進入光學元件5-15後成為一出射光5-L’。出射光5-L’大致上平行於光軸5-O。
第53圖是省略光路調整組件5-11的光學元件驅動機構5-10的分解圖。光學元件驅動機構5-10包括一固定部5-I、一活動部5-M、一彈性組件5-E、一驅動組件5-D、一位置感測組件5-S。活動部5-M承載光學元件5-15。活動部5-M可相對於固定部5-I運動。驅動組件5-D驅動活動部5-M相對於固定部5-I運動。位置感測組件5-S感測活動部5-M相對於固定部5-I的運動。
為了方便說明,在以下內容以及附圖中,可能使用一第一方向5-A1(X軸)、一第二方向5-A2(Y軸)、光軸5-O(Z軸)來描述方向或方位。第一方向5-A1、第二方向5-A2、光軸5-O各自不同且互相不平行。在一些實施例中,第一方向5-A1、第二方向5-A2、光軸5-O大致上互相垂直。
在本實施例中,固定部5-I包括一外殼5-110、一固定框架5-120、一內埋電路5-130、一電路組件5-320、一底座5-330。活動部5-M包括一活動框架5-150以及一承載座5-160。彈性組件5-E包括至少一第一彈性元件5-140、至少一第二彈性元件5-240、至少一第三彈性元件5-250。驅動組件5-D包括一線圈單元5-CU以及一驅動磁性單元5-DMU。線圈單元5-CU包括至少一第一線圈5-170、至少一第二線圈5-180、至少一第三線圈5-190。驅動磁性單元5-DMU包括至少一第一驅動磁性元件5-200、至少一第二驅動磁性元件5-210、至少一導磁元件5-220、至少一第三驅動磁性元件5-230。位置感測組件5-S包括一參考磁性單元5-RMU以及一感測單元5-SU。參考磁性單元5-RMU包括一第一參考磁性元件5-260、一第二參考磁性元件5-270、一第三參考磁性元件5-280。感測單元5-SU包括一第一感測元件5-290、一第二感測元件5-300、一第三感測元件5-310。應理解的是,元件可依照使用者需求增添或刪減。以下將詳細說明固定部5-I、活動部5-M、彈性組件5-E、驅動組件5-D、位置感測組件5-S。
請一併參考第54圖至第58圖來了解固定部5-I。第54圖是外殼5-110的立體圖。第55圖是包括內埋電路5-130的固定框架5-120的立體圖,其中內埋電路5-130以虛線繪示。第56圖是電路組件5-320的立體圖。第57圖是底座5-330的立體圖。第58圖是光學元件驅動機構5-10的仰視圖,其中底座5-330以虛線繪示。固定部5-I的外殼5-110、固定框架5-120、電路組件5-320、底座5-330依序沿著第二方向5-A2排列。外殼5-110連接於底座5-330。外殼5-110與底座5-330連接之後內部形成的空間可容納活動部5-M、驅動組件5-D、位置感測組件5-S等元件。
外殼5-110可由金屬材料製成。如第54圖所示,外殼5-110具有一光線入口5-111、一光線出口5-112、一頂壁5-113、至少一側壁5-114。光線入口5-111形成於外殼5-110的其中一側。光線入口5-111可容納光路調整組件5-11。光線入口5-111可讓入射光5-L進入光學元件驅動機構5-10。光線出口5-112形成於光線入口5-111的相對側。光線出口可讓出射光5-L’穿出光學元件驅動機構5-10。頂壁113垂直於第二方向5-A2並平行於光軸5-O。側壁5-114由頂壁5-113的邊緣沿著第二方向5-A2延伸。
固定框架5-120設置於外殼5-110內。具體而言,固定框架5-120設置於外殼5-110的下方。固定框架5-120可由非金屬材料製成,例如:塑膠、樹脂。內埋電路5-130的部分以埋入成型(insert molding)等方式內埋於固定框架5-120。內埋電路5-130可由導電材料製成,例如:金屬。內埋電路5-130用於導電。
電路組件5-320設置於底座5-330的上方。電路組件5-320可為電路板,例如,軟性電路板(flexible printed circuit, FPC)或軟硬複合板等。如第56圖所示,電路組件5-320包括一電路組件本體5-321、一電路組件容納部5-322、一電路組件開口5-323、至少一第三彈性元件連接部5-324、一穿孔5-325、一缺口5-326、一外部電性連接部5-327。電路組件本體5-321為垂直於第二方向5-A2的板狀結構。電路組件容納部5-322可容納承載座5-160的至少部分。電路組件開口5-323可容納光路調整組件5-11的至少部分,包括容納整個光路調整組件5-11或僅容納光路調整元件基座5-13的部分等。第三彈性元件連接部5-324用於設置第三彈性元件250。穿孔5-325形成鄰近於電路組件開口5-323,且大致上呈L形。缺口5-326形成於電路組件5-320的一側,且與外殼5-110的光線出口5-112同一側。缺口5-326大致上呈狹縫形。光學元件驅動機構5-10經由外部電性連接部5-327通入電流。
如第57圖所示,底座5-330包括一底座本體5-331、一底座容納部5-332、至少一凸柱5-333、至少一凹槽5-334。底座本體5-331為垂直於第二方向5-A2的板狀結構。底座容納部5-332可容納承載座5-160的至少部分。凸柱5-333用於設置第三線圈5-190。凹槽5-334用於容納感測單元5-SU。具體而言,第57圖中的三個凹槽5-334分別容納第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310。在一些實施例中,凹槽5-334的深度大於第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310的每一者的高度,使得凹槽5-334可更佳地保護第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310。
如第58圖所示,外殼5-110的側壁5-114的不同角落分別透過電路組件5-320的穿孔5-325以及缺口5-326接觸底座5-330。缺口5-326的形狀不同於穿孔5-325的形狀。
請一併參考第59圖至第62圖來了解活動部5-M。第59圖是活動框架5-150的立體圖。第60圖是活動框架5-150的俯視圖。第61圖是承載座5-160的立體圖。第62圖是承載座5-160的俯視圖。
活動框架5-150設置於固定框架5-120與電路組件5-320之間。活動框架5-150大致上呈U字形,以圍繞承載座5-160。如第59圖以及第60圖所示,活動框架5-150包括至少一第一凹槽5-151、至少一第二凹槽5-152、至少一第三凹槽5-153、至少一第一彈性元件連接部5-154、至少一上止擋部5-155、至少一下止擋部5-156。
第一凹槽5-151朝向第一驅動磁性元件5-200以及第二驅動磁性元件5-210。第一凹槽5-151包括一上半部1511以及一下半部5-1512,且上半部5-1511的尺寸不同於下半部5-1512的尺寸。第一凹槽5-151的上半部1511可容納第一驅動磁性元件5-200的至少部分,而第一凹槽5-151的下半部5-1512可容納第二驅動磁性元件5-210的至少部分。第二凹槽5-152形成於第一凹槽151的邊緣。第二凹槽5-152包括一防溢流結構5-1521。防溢流結構5-1521大致上呈階梯狀。第三凹槽5-153可容納第三驅動磁性元件5-230的至少部分。第一彈性元件連接部5-154設置於活動框架5-150的頂面,用於連接第一彈性元件5-140。第一彈性元件連接部5-154可為突起。
上止擋部5-155是整個活動框架5-150最靠近外殼5-110的頂壁5-113的部分。上止擋部5-155沿著第二方向5-A2向上延伸。下止擋部5-156是整個活動框架5-150最靠近電路組件5-320的部分。下止擋部5-156沿著第二方向5-A2向下延伸。上止擋部5-155以及下止擋部5-156可限制活動框架5-150沿著第二方向5-A2的運動範圍。當活動框架5-150沿著第二方向5-A2向上運動到極限時,上止擋部5-155會接觸外殼5-110的頂壁5-113,使得活動框架5-150無法繼續向上運動。當活動框架5-150沿著第二方向5-A2向下運動到極限時,下止擋部5-156會接觸電路組件5-320,使得活動框架5-150無法繼續向下運動。
承載座5-160設置於活動框架5-150內。如第61圖以及第62圖所示,承載座5-160包括至少一第一制震元件設置部5-161、至少一第二制震元件設置部5-162、至少一第二線圈設置部5-163、至少一分隔元件5-164、至少一第二線圈引線設置部5-165。
第一制震元件設置部5-161沿著第一方向5-A1延伸。第二制震元件設置部5-162沿著光軸5-O延伸。換句話說,第一制震元件設置部5-161以及第二制震元件設置部5-162沿著不同方向延伸。二個第一制震元件設置部5-161的排列方向平行於第一方向5-A1。二個第二制震元件設置部5-162的排列方向也平行於第一方向5-A1。換句話說,第一制震元件設置部5-161的排列方向平行於第二制震元件設置部5-162的排列方向。
第二線圈設置部5-163設置於承載座5-160的側邊,用於設置第二線圈5-180。分隔元件5-164以及第二線圈引線設置部5-165鄰近於第二線圈設置部5-163。分隔元件5-164設置於二個第二線圈引線設置部5-165之間。
請一併參考第63圖至第65圖來了解彈性組件5-E。第63圖是第一彈性元件5-140的俯視圖。第64圖是第二彈性元件5-240的俯視圖。第65圖是第三彈性元件5-250的立體圖。第一彈性元件5-140以及第二彈性元件5-240由彈性材料製成。在本領域中,第一彈性元件5-140以及第二彈性元件5-240可能以「彈片」、「簧片」、「板簧片」等名稱為人所知。
第一彈性元件5-140設置於固定框架5-120與活動框架5-150之間。第一彈性元件5-140彈性地連接活動框架5-150與承載座5-160。如第63圖所示,每一個第一彈性元件5-140包括一活動框架連接部5-141、一承載座連接部5-142、一變形部5-143、一第三彈性元件連接部5-144。活動框架連接部5-141設置於活動框架5-150的頂面。活動框架連接部5-141可包括與活動框架5-150的第一彈性元件連接部5-154配合的一孔洞5-1411,以加強活動框架5-150與第一彈性元件5-140的連接。承載座連接部5-142設置於承載座5-160的頂面。變形部5-143連接活動框架連接部5-141與承載座連接部5-142。第三彈性元件連接部5-144用於設置第三彈性元件5-250。
第二彈性元件5-240設置於活動框架5-150與電路組件5-320之間。第二彈性元件5-240彈性地連接活動框架5-150與承載座5-160。如第64圖所示,每一個第二彈性元件5-240包括二個活動框架連接部5-241、一承載座連接部5-242、二個變形部5-243。活動框架連接部5-241設置於活動框架5-150的底面。活動框架連接部5-241也可包括與活動框架5-150相互配合的結構來加強活動框架5-150與第二彈性元件5-240的連接。承載座連接部5-242設置於承載座5-160的底面。變形部5-243連接活動框架連接部5-241與承載座連接部5-242。
透過變形部5-143以及變形部5-243的延長或縮短,第一彈性元件5-140以及第二彈性元件5-240可彈性地夾持承載座5-160,避免承載座5-160因為碰撞其他元件受到損壞。
如第65圖所示,每一個第三彈性元件5-250包括一上端5-251、一下端5-252、一中段5-253。上端5-251連接於第一彈性元件5-140的第三彈性元件連接部5-144,而下端5-252連接於電路組件5-320的第三彈性元件連接部5-324。中段5-253連接上端5-251與下端5-252。
因為第一彈性元件5-140連接活動框架5-150與承載座5-160,第三彈性元件5-250實質上是將活動框架5-150連同承載座5-160一起「懸吊」於固定部5-I的外殼5-110與底座5-330之間,使得活動框架5-150以及承載座5-160並未直接接觸外殼5-110以及底座5-330,減少了元件之間的碰撞並增加了光學元件驅動機構5-10的機械強度。
綜上所述,透過第一彈性元件5-140以及第二彈性元件5-240,承載座5-160活動地連接活動框架5-150,使得承載座5-160可相對於活動框架5-150運動。而且,透過第三彈性元件5-250,活動框架5-150活動地連接電路組件5-320,使得活動框架5-150連同其內的承載座5-160可相對於電路組件5-320運動。也就是說,活動部5-M可相對於固定部5-I運動。
請一併參考第66圖至第69圖來了解驅動組件5-D。第66圖是驅動組件5-D的立體圖。第67圖是驅動組件5-D的側視圖。第68圖是驅動組件5-D的前視圖。第69圖是驅動組件5-D的分解圖。第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190的排列方向平行於第二方向5-A2。沿著第二方向5-A2觀察時,第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190至少互相部分重疊。第一驅動磁性元件5-200、第二驅動磁性元件5-210、導磁元件5-220、第三驅動磁性元件5-230的排列方向也平行於第二方向5-A2。沿著第二方向5-A2觀察時,第一驅動磁性元件5-200、第二驅動磁性元件5-210、導磁元件5-220、第三驅動磁性元件5-230至少互相部分重疊。
第一線圈5-170設置於固定框架5-120與活動框架5-150之間。第一線圈5-170的一繞線軸5-171平行於第二方向5-A2。第一線圈5-170包括一第一線圈第一引線5-173以及一第一線圈第二引線5-174。第二線圈5-180設置於承載座5-160的第二線圈設置部5-163。第二線圈5-180的一繞線軸5-181平行於第一方向5-A1。第二線圈5-180包括一第二線圈第一引線5-183以及一第二線圈第二引線5-184。第三線圈5-190設置於電路組件5-320。第三線圈5-190的一繞線軸5-191平行於第二方向5-A2。綜上所述,第一線圈5-170的繞線軸5-171不平行於第二線圈5-180的繞線軸5-181,或者,第一線圈5-170的繞線軸5-171垂直於第二線圈5-180的繞線軸5-181。第一線圈5-170的繞線軸5-171平行於第三線圈5-190的繞線軸5-191。因此,第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190的設置方式可降低光學元件驅動機構5-10的整體厚度,達到輕量化、節能等效果。
第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190大致上具有長條形結構。在一些實施例中,第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190可能是長方形、多邊形、橢圓形。第一線圈5-170的長軸平行於光軸5-O,而第一線圈5-170的短軸平行於第一方向5-A1。第二線圈5-180的長軸平行於光軸5-O,而第二線圈5-180的短軸平行於第二方向5-A2。第三線圈5-190的長軸平行於第一方向5-A1,而第三線圈5-190的短軸平行於光軸5-O。綜上所述,第一線圈5-170的長軸平行於第二線圈5-180的長軸,而第一線圈5-170的長軸平行於第三線圈5-190的短軸。也就是說,第一線圈5-170的長軸不平行於第三線圈5-190的長軸。第一線圈5-170在平行於光軸O的方向上的最大尺寸大於第二線圈5-180在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸。也就是說,第一線圈5-170在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸不同於第二線圈5-180在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸。第一驅動磁性元件5-200、第二驅動磁性元件5-210、第三驅動磁性元件5-230可為永久磁鐵。第一驅動磁性元件5-200設置於活動框架5-150的第一凹槽5-151的上半部5-1511。第二驅動磁性元件5-210設置於活動框架5-150的第一凹槽5-151的下半部5-1512。導磁元件5-220設置於第三驅動磁性元件5-230的上方。具體而言,導磁元件5-220設置於第一驅動磁性元件5-200與第三驅動磁性元件230之間。導磁元件5-220由具有磁導率(magnetic permeability)的材料製成。導磁元件5-220的形狀輪廓配合第三驅動磁性元件5-230的形狀輪廓。導磁元件5-220用以調整磁場分布,可吸引、集中、提升驅動組件5-D所產生的電磁力。導磁元件5-220以及第三驅動磁性元件5-230設置於活動框架5-150的第三凹槽5-153。
第一驅動磁性元件5-200在第一方向5-A1上的最大尺寸大於第二驅動磁性元件5-210在第一方向5-A1上的最大尺寸。也就是說,第一驅動磁性元件5-200在第一方向5-A1上的最大尺寸不同於第二驅動磁性元件5-210在第一方向5-A1上的最大尺寸。第一驅動磁性元件5-200在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸小於第三驅動磁性元件5-230在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸。也就是說,第一驅動磁性元件5-200在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸不同於第三驅動磁性元件5-230在平行於光軸5-O的方向上的最大尺寸。
第一線圈5-170對應於第一驅動磁性元件5-200的一上表面5-201。第二線圈5-180同時對應於第一驅動磁性元件200的一側表面5-202以及第二驅動磁性元件5-210的一側表面5-212。第三線圈5-190對應於第三驅動磁性元件5-230的一下表面5-233。第一驅動磁性元件5-200的上表面5-201以及第一驅動磁性元件5-200的側表面202平行於光軸5-O。第一驅動磁性元件5-200的上表面5-201不平行於第一驅動磁性元件5-200的側表面202。第一驅動磁性元件5-200的側表面5-202平行於第二驅動磁性元件5-210的側表面212。第一驅動磁性元件5-200的上表面5-201平行於第三驅動磁性元件5-230的下表面5-233。
值得注意的是,在第69圖中,以斜線標示出第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190的「主要電流區域」。主要電流區域代表第一線圈5-170、第二線圈5-180、第三線圈5-190中主要可產生電磁力來驅動活動部5-M運動的區域。未以斜線標示的區域並非主要電流區域,其所產生的電磁力較弱,較難驅動活動部M運動。主要電流區域需要對應盡可能大的磁極面積,以產生盡可能大的電磁力。
舉例而言,第一線圈5-170的主要電流區域包括一左半部5-176以及一右半部5-177。左半部5-176與右半部5-177的電流流向相反。為了使左半部5-176與右半部5-177產生相同方向的電磁力,由描述電流、磁場、電磁力的關係的右手定則可得知,左半部5-176以及右半部5-177需要不同的磁場方向。因此,左半部5-176以及右半部5-177需要對應不同的磁極。也就是說,第一線圈5-170所對應的第一驅動磁性元件5-200的磁極排列方向應與第一線圈5-170的主要電流區域的排列方向相同。磁極排列方向指的是一對磁極(N極-S極)的排列方向。由於左半部5-176與右半部5-177的排列方向平行於第一方向5-A1,第一驅動磁性元件5-200的磁極排列方向也平行於第一方向5-A1。
當電流流入第一線圈5-170時,第一線圈5-170的主要電流區域(左半部5-176以及右半部5-177)與第一驅動磁性元件5-200產生第一方向5-A1上的電磁力,故可驅動活動部5-M相對於固定部5-I沿著第一方向5-A1運動。
類似地,第二線圈5-180的主要電流區域包括一上半部5-186以及一下半部5-187。上半部5-186與下半部5-187的電流流向相反。為了使上半部5-186以及下半部5-187產生相同方向的電磁力,上半部5-186以及下半部5-187需要不同的磁場方向。因此,上半部5-186以及下半部5-187需要對應不同的磁極。具體而言,上半部5-186所對應的第一驅動磁性元件5-200的側表面5-202所提供的磁場方向與下半部5-187所對應的第二驅動磁性元件5-210的側表面5-212所提供的磁場方向不同。也就是說,第二驅動磁性元件5-210的磁極排列方向平行於第一驅動磁性元件5-200的磁極排列方向,第二驅動磁性元件5-210的磁極排列方向也平行於第一方向5-A1。不過,第一驅動磁性元件5-200朝向第二線圈5-180的磁極與第二驅動磁性元件5-210朝向第二線圈5-180的磁極不同。在第69圖中,第一驅動磁性元件5-200的S極朝向第二線圈5-180,而第二驅動磁性元件5-210的N極朝向第二線圈5-180。不過,在一些其他實施例中,第一驅動磁性元件5-200的N極朝向第二線圈5-180,而第二驅動磁性元件5-210的S極朝向第二線圈5-180。
當電流流入第二線圈5-180時,第二線圈5-180的主要電流區域(上半部5-186以及下半部187)與第一驅動磁性元件5-200以及第二驅動磁性元件5-210產生第二方向5-A2上的電磁力,故可驅動活動部5-M相對於固定部5-I沿著第二方向5-A2運動。
類似地,第三線圈5-190的主要電流區域包括一前半部5-196以及一後半部5-197。前半部5-196與後半部5-197的電流流向相反。為了使前半部5-196以及後半部5-197產生相同方向的電磁力,前半部5-196以及後半部5-197需要不同的磁場方向。因此,第三驅動磁性元件5-230為多極磁鐵,且磁極排列方向平行於第二方向5-A2(如第73圖所示)。
當電流流入第三線圈5-190時,第三線圈5-190的主要電流區域(前半部5-196以及後半部5-197)與第三驅動磁性元件5-230產生平行於光軸5-O的方向上的電磁力,故可驅動活動部5-M相對於固定部5-I沿著光軸5-O運動。值得注意的是,相較於第一線圈5-170的主要電流區域以及第二線圈5-180的主要電流區域,第三線圈5-190的主要電流區域的範圍較小,故第三線圈5-190的數量多於第一線圈5-170的數量以及第二線圈5-180的數量。
綜上所述,第一驅動磁性元件5-200的磁極排列方向平行於第二驅動磁性元件5-210的磁極排列方向。不過,第一驅動磁性元件5-200的磁極排列方向不平行於第三驅動磁性元件5-230的磁極排列方向,或者,第一驅動磁性元件5-200的磁極排列方向垂直於第三驅動磁性元件5-230的磁極排列方向。
在一些實施例中,為了增加活動部5-M相對於固定部5-I運動時的穩定度,可設置一制震元件5-340(在第59圖至第62圖中繪示)。制震元件5-340也可被稱為阻尼(damping)元件。制震元件5-340為凝膠等可吸收衝擊的材料,具有抑制震動的效果。當光學元件驅動機構5-10受到外力衝擊時,制震元件5-340可避免承載座5-150與活動框架5-160之間及/或活動部5-M與固定部5-I之間發生過度猛烈的撞擊。又,制震元件5-340更可協助活動部5-M於受到衝擊時能快速地回到原本的位置。制震元件5-340可增加光學元件驅動機構5-10的機械強度。
制震元件5-340可設置於活動框架5-150的上止擋部5-155、活動框架5-150的下止擋部5-156、承載座5-160的第一制震元件設置部5-161、承載座5-160的第二制震元件設置部5-162。因此,上止擋部5-155以及下止擋部5-156可被稱為「活動框架制震元件設置部」。當制震元件5-340設置於活動框架5-150的上止擋部5-155時,制震元件5-340是設置於活動框架5-150與外殼5-110之間。當制震元件5-340設置於活動框架5-150的下止擋部5-156時,制震元件5-340是設置於活動框架5-150與電路組件5-320之間。當制震元件5-340設置於承載座5-160的第一制震元件設置部5-161及/或承載座5-160的第二制震元件設置部5-162時,制震元件5-340是設置於承載座5-160與活動框架5-150之間。
具體而言,當第一線圈5-170以及第一驅動磁性元件5-200驅動活動部5-M沿著第一方向5-A1運動時,設置於承載座5-160的第一制震元件設置部5-161的制震元件5-340可抑制承載座5-160與活動框架5-150之間在第一方向5-A1上的震動以及碰撞。當第二線圈5-180以及第二驅動磁性元件5-210驅動活動部5-M沿著第二方向5-A2向上運動時,設置於活動框架5-150的上止擋部5-155的制震元件5-340可抑制活動框架5-150與固定框架5-120之間在第一方向5-A1上的震動以及碰撞。類似地,當第二線圈5-180以及第二驅動磁性元件5-210驅動活動部5-M沿著第二方向5-A2向下運動時,設置於活動框架5-150的下止擋部5-156的制震元件5-340可抑制活動框架5-150與電路組件5-320之間在第一方向5-A1上的震動以及碰撞。除此之外,當第三線圈5-190以及第三驅動磁性元件5-230驅動活動部5-M沿著光軸5-O運動時,設置於承載座5-160的第二制震元件設置部5-162的制震元件5-340可抑制承載座5-160與活動框架5-150之間在平行於光軸O的方向上的震動以及碰撞,且因有適當的阻尼效果可大幅提升控制的速度以及準確度,另外因本揭露提供了以上特殊的配置方式,不但使制震元件5-340設置的穩定度更高、更不易脫離,同時充分利用空間使整體達到小型化。
請一併參考第70圖至第73圖來了解位置感測組件5-S。第70圖是電路組件5-320以及位置感測組件5-S的示意圖,其中電路組件5-320以虛線繪示。第71圖是第一參考磁性元件5-260以及第一感測元件5-290的示意圖。第72圖是第二參考磁性元件5-270以及第二感測元件5-300的示意圖。第73圖是第三參考磁性元件5-280以及第三感測元件5-310的示意圖。
第一參考磁性元件5-260、第二參考磁性元件5-270、第三參考磁性元件5-280可為永久磁鐵。第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310可為霍爾感測器(Hall Sensor)、巨磁阻(Giant Magneto Resistance, GMR)感測器或穿隧磁阻(Tunneling Magneto Resistance, TMR)感測器等。
欲說明的是,在一些實施例中,可使用驅動磁性元件作為參考磁性元件,而不須額外設置參考磁性元件,以簡化製程並降低成本。例如,在本實施例中,左側的第三驅動磁性元件5-230可作為第三參考磁性元件5-280。當閱讀以下內容時,應理解第三參考磁性元件5-280就是左側的第三驅動磁性元件5-230,兩者指的是同一個元件。
第一參考磁性元件5-260設置於活動框架5-150。第一感測元件5-290設置於電路組件5-320的底面並電性連接於電路組件5-320。第一參考磁性元件5-260以及第一感測元件5-290位於電路組件5-320的不同側。第一感測元件5-290對應於第一參考磁性元件5-260,以感測活動框架5-150相對於電路組件5-320沿著第一方向5-A1的運動,也就是感測活動部5-M相對於固定部5-I沿著第一方向5-A1的運動。
如第71圖所示,第一參考磁性元件5-260包括至少一對磁極,且為多極磁鐵。第一參考磁性元件5-260的複數對磁極沿著第一方向5-A1排列。第一參考磁性元件5-260包括至少二個磁區(magnetic domain)5-261、5-262以及位於磁區5-261與磁區5-262之間的一空乏區5-263。在製造多極磁鐵時,僅會對磁區5-261以及磁區5-262進行充磁,故形成空乏區5-263。磁區5-261以及磁區5-262分別具有一對N極以及S極,且磁極的排列方向平行於第二方向5-A2。
藉由將第一參考磁性元件5-260設計為具有多個磁區的多極磁鐵,使得第一參考磁性元件5-260的磁力線更加緊密,在不增加第一參考磁性元件5-260的體積的情況下,可更進一步地提升感測的精準度。藉此亦可縮小第一參考磁性元件5-260的尺寸,進而降低光學元件驅動機構5-10的耗電量,且能夠達到小型化的效果。
磁區5-261的S極朝向第一感測元件5-290,而磁區5-262的N極朝向第一感測元件5-290。不過,在一些其他實施例中,磁區5-261的N極朝向第一感測元件5-290,而磁區5-262的S極朝向第一感測元件5-290。
由於磁力線從N極指向S極,藉由磁力線指向可大致將第一感測元件5-290所在的區域分為一第一區5-R1、一第二區5-R2以及一第三區5-R3。當第一感測元件5-290位於第一區5-R1時,感測到的磁力線是從磁區5-261的N極指向磁區5-261的S極。當第一感測元件5-290位於第二區5-R2時,感測到的磁力線是從磁區5-262的N極指向磁區5-261的S極。當第一感測元件5-290位於第三區5-R3時,感測到的磁力線是從磁區5-262的N極指向磁區5-262的S極。而且,在第一區5-R1、第二區5-R2以及第三區5-R3中磁力線疏密程度不同。
當活動框架5-150沿著第一方向5-A1運動時,設置於活動框架5-150的第一參考磁性元件5-260亦相對於第一感測元件5-290沿著第一方向5-A1運動,使得第一感測元件5-290感測到具變化的磁力線密度及/或磁力線方向。透過第一感測元件5-290所感測到的磁力線密度變化及/或磁力線方向變化,可精確得知活動框架5-150沿著第一方向5-A1的運動。
第二參考磁性元件5-270設置於承載座5-160。第二感測元件5-300設置於電路組件5-320的底面並電性連接於電路組件5-320。第二參考磁性元件5-270以及第二感測元件5-300位於電路組件5-320的不同側。第二感測元件5-300對應於第二參考磁性元件5-270,以感測承載座5-160相對於電路組件5-320沿著第二方向5-A2的運動,也就是感測活動部5-M相對於固定部5-I沿著第二方向5-A2的運動。
如第72圖所示,第二參考磁性元件5-270包括至少一對磁極,但並非多極磁鐵,即第二參考磁性元件5-270的磁極對的數量不同於第一參考磁性元件5-260的磁極對的數量。第二參考磁性元件5-270的磁極排列方向平行於第二方向5-A2。也就是說,第二參考磁性元件5-270的磁極排列方向不平行於第一方向5-A1。
第二參考磁性元件5-270的S極朝向第二感測元件5-300。值得注意的是,在一些其他實施例中,第二參考磁性元件5-270的N極朝向第二感測元件5-300。由於第二參考磁性元件5-270僅包括一對磁極對,第二感測元件5-300僅能感測到相同方向的磁力線。相較於第一感測元件5-290,第二感測元件5-300僅能感測到磁力線密度變化,而無法感測到磁力線方向變化。
當承載座5-160沿著第二方向5-A2運動時,設置於承載座5-160的第二參考磁性元件5-270亦相對於第二感測元件5-300沿著第二方向5-A2運動,使得第二感測元件5-300感測到具變化的磁力線密度。透過第二感測元件5-300所感測到的磁力線密度變化,可精確得知承載座5-160沿著第二方向5-A2的運動。
如前所述,第三驅動磁性元件5-230設置於活動框架5-150,即第三參考磁性元件5-280設置於活動框架5-150。第三感測元件5-310設置於電路組件5-320的底面並電性連接於電路組件5-320。在一些實施例中,第三感測元件5-310設置於第三線圈5-190中,以節省空間,達到小型化。第三參考磁性元件5-280以及第三感測元件5-310位於電路組件5-320的不同側。第三感測元件5-310對應於第三參考磁性元件5-280,以感測活動框架5-150相對於電路組件5-320沿著光軸5-O的運動,也就是感測活動部5-M相對於固定部5-I沿著光軸5-O的運動。如前所述,第三驅動磁性元件5-230的磁極排列方向平行於第二方向5-A2,即第三參考磁性元件5-280的磁極排列方向平行於第二方向5-A2。也就是說,第三參考磁性元件5-280的磁極排列方向不平行於第一方向5-A1以及光軸O。
如第73圖所示,第三參考磁性元件5-280包括至少一對磁極,且為多極磁鐵,即第三參考磁性元件5-280的磁極對的數量不同於第二參考磁性元件5-270的磁極對的數量。第三參考磁性元件5-280的複數對磁極沿著光軸O排列。第三參考磁性元件5-280包括三個磁區5-281、5-282、5-283、位於磁區5-281與磁區5-282之間的一空乏區5-284、位於磁區5-282與磁區5-283之間的一空乏區5-285。欲說明的是,因為磁區5-282同時對應二個第三線圈5-190的主要電流區域,而磁區5-281、5-283僅對應一個第三線圈5-190的主要電流區域,所以磁區5-282的範圍大於磁區5-281、5-283的範圍。例如,磁區5-282的體積大致上為磁區5-281、5-283的二倍。
磁區5-281的S極以及磁區5-283的S極朝向第三感測元件5-310,而磁區5-282的N極朝向第三感測元件5-310。不過,在一些其他實施例中,磁區5-281的N極以及磁區5-283的N極朝向第三感測元件5-310,而磁區5-282的S極朝向第三感測元件5-310。
因為第三參考磁性元件5-280具有多於一對的磁極,類似於第一感測元件5-290,第三感測元件5-310也可感測到磁力線密度變化以及磁力線方向變化。當活動框架5-150沿著光軸5-O運動時,設置於活動框架5-150的第三參考磁性元件5-280亦相對於第三感測元件5-310沿著光軸5-O運動,使得第三感測元件5-310感測到具變化的磁力線密度及/或磁力線方向。透過第三感測元件5-310所感測到的磁力線密度變化及/或磁力線方向變化,可精確得知活動框架5-150沿著光軸5-O的運動。由於前述特徵,可以改善第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310之間互相產生干擾的問題,並可使整體達到更進一步地小型化。除此之外,更藉由凹槽5-334保護第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310,使得第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310不易受到撞擊造成損壞,故大幅提升光學元件驅動機構5-10的穩定性。
綜上所述,本揭露的光學元件驅動機構5-10透過驅動組件5-D即可達到至少三軸的驅動,且透過位置感測組件5-S可感測至少三軸的運動,並可進一步修正驅動信號,以達到閉路(closed-loop)回饋。
前面描述了光學元件驅動機構5-10的各個組件、各個元件的特徵,接下來將描述如何組裝光學元件驅動機構5-10。描述順序不代表組裝的先後次序。
將纏繞好的第一線圈5-170安裝至固定框架5-120的底面。將第一驅動磁性元件5-200以及第二驅動磁性元件5-210安裝到活動框架5-150的第一凹槽5-151。將導磁元件5-220以及第三驅動磁性元件5-230安裝到活動框架5-150的第三凹槽5-153。將第一參考磁性元件5-260安裝到活動框架5-150。將纏繞好的第二線圈5-180安裝到承載座5-160的第二線圈設置部5-163。將第二參考磁性元件5-270安裝到承載座5-160。將纏繞好的第三線圈5-190、第一感測元件5-290、第二感測元件5-300、第三感測元件5-310安裝到電路組件5-320,並將電路組件5-320安裝到底座5-330上。
利用第一彈性元件5-140以及第二彈性元件5-240連接活動框架5-150與承載座5-160。利用第三彈性元件5-250將活動框架5-150安裝到底座5-330上的電路組件5-320。最後,安裝外殼5-110以及固定框架5-120。
在一些實施例中,在組裝光學元件驅動機構5-10時,為了加強各個元件之間的連接,可設置一黏著元件5-350。請搭配第74圖以及第75圖來了解黏著元件5-350。第74圖是省略部分元件的光學元件驅動機構5-10的立體圖。第75圖是省略部分元件的光學元件驅動機構5-10的俯視圖。
黏著元件5-350可黏著不同的元件。黏著元件5-350可為黏接材料或絕緣材料,例如:樹脂材料。樹脂材料可包括光固化(UV curable)樹脂以及熱固化(heat curable)樹脂。光固化樹脂透過照射紫外(ultraviolet, UV)光而固化,而熱固化樹脂透過加熱而固化。除此之外,黏著元件5-350通常具有良好的彈性以及包覆力,施加黏著元件5-350至元件上可保護元件,並降低粉塵、水氣等雜質進入元件的機率。若黏著元件5-350為絕緣材料時,可達到絕緣效果。施加黏著元件5-350的操作一般稱為「點膠」,可透過人工以及機械兩種方式進行。
舉例而言,在將第一驅動磁性元件5-200以及第二驅動磁性元件5-210安裝到活動框架5-150的第一凹槽5-151之前,可先施加黏著元件5-350至第一凹槽5-151,使得第一凹槽5-151容納黏著元件5-350的至少部分。之後,再將第一驅動磁性元件5-200以及第二驅動磁性元件5-210安裝到第一凹槽5-151,使得黏著元件5-350直接接觸活動框架5-150、第一驅動磁性元件5-200、第二驅動磁性元件5-210。
又,可進一步將黏著元件5-350 施加至第二凹槽5-152,使得第二凹槽5-152容納黏著元件5-350。在第二凹槽5-152中的黏著元件5-350直接接觸活動框架5-150以及第一驅動磁性元件5-200。除此之外,第二凹槽5-152的防溢流結構5-1521可防止黏著元件5-350外溢。
值得注意的是,施加到第一凹槽5-151的黏著元件5-350與施加到第二凹槽5-152的黏著元件5-350可能不同。例如,第一凹槽5-151中的黏著元件5-350為熱固化樹脂,而第二凹槽5-152中的黏著元件5-350為光固化樹脂。可視需要選擇所需的黏著元件5-350。
除此之外,如第75圖所示,一溝槽5-168形成於承載座5-160與第二線圈5-180之間,也可將黏著元件5-350設置於溝槽5-168,使得黏著元件5-350直接接觸承載座5-160以及第二線圈5-180,以加強承載座5-160與第二線圈5-180的連接。
最後,請參考第76圖至第77圖來了解光學元件驅動機構5-10的通電方式。第76圖是省略部分元件的光學元件驅動機構5-10的立體圖。第77圖是省略部分元件的光學元件驅動機構10的俯視圖。
欲說明的是,為了清楚顯示內埋在固定框架5-120中的內埋電路5-130,在第76圖以及第77圖中省略了固定框架5-120。如第76圖至第77圖所示,第一線圈第一引線5-173以及第一線圈第二引線5-174電性連接於內埋電路5-130。第二線圈第一引線5-183以及第二線圈第二引線5-184設置於承載座5-160的第二線圈引線設置部5-165,且電性連接於第一彈性元件5-140的其中二者。值得注意的是,承載座5-160的分隔元件5-164設置於第二線圈第一引線5-183與第二線圈第二引線5-184之間,以避免第二線圈第一引線5-183接觸第二線圈第二引線5-184造成短路。
又,因為第三彈性元件5-250的上端5-251連接於第一彈性元件5-140,而下端5-252連接於電路組件5-320,使得第三彈性元件5-250可將經由電路組件5-320的外部電性連接部5-327通入的電流傳輸至第一彈性元件5-140。在本實施例中,第二彈性元件5-240並未通電,主要執行支撐功能。
如前所述,第一線圈5-170透過內埋於固定框架5-120中的內埋電路5-130電性連接於電路組件5-320。第二線圈5-180透過第一彈性元件5-140以及第三彈性元件5-250電性連接於電路組件5-320。也就是說,位於承載座5-160二側的二個第二線圈5-180經由第一彈性元件5-140、第三彈性元件5-250以及電路組件5-320彼此電性連接。電路組件5-320可達到導線整合的功能。
基於本揭露,提供了一種透過驅動組件即可達到至少三軸的驅動的光學元件驅動機構。驅動組件以及位置感測組件包括經過設計的配置,可達到位移修正、位移補償。電路組件可達到導線整合的功能。除此之外,本揭露的光學元件驅動機構易於組裝,並具有良好的機械強度。
請參閱第78圖,本揭露一實施例之一光學元件驅動機構7-10可裝設於一電子裝置7-1內,用以照相或攝影,其中前述電子裝置7-1例如可為智慧型手機或是數位相機,但本揭露不限於此。應注意的是,第78圖中所示的光學元件驅動機構7-10與電子裝置7-1的位置及大小關係僅為一示例,而非限制光學元件驅動機構7-10與電子裝置7-1的位置及大小關係。實際上,光學元件驅動機構7-10可根據不同的需求而裝設在電子裝置7-1中的不同位置。
請參閱第79圖,光學元件驅動機構7-10承載一光學元件7-O。光學元件驅動機構7-10的外部可設置有一透鏡模組7-20。透鏡模組7-20位於光學元件驅動機構7-10的光入射處的下游。一光線7-L之一光軸7-OA沿一第一方向7-D1入射到光學元件驅動機構7-10中的光學元件7-O後,被光學元件7-O反射,並沿不平行於(或垂直於)第一方向7-D1的一第二方向7-D2穿過透鏡模組7-20,以進行成像。
請參閱第80圖及第81圖,光學元件驅動機構7-10包括一固定部7-110、一活動部7-120、一第一驅動組件7-130、一第二驅動組件7-140、一第一支撐組件7-150、一第二支撐組件7-160、一第一抑制組件7-170、一第二抑制組件7-180、一第一連接組件7-190以及一第二連接組件7-200。
活動部7-120經由第一支撐組件7-150可相對固定部7-110在一第一維度上於一第一極限範圍內運動。其中,第一維度為以一第一轉軸7-AX1為軸心之轉動。活動部7-120經由第二支撐組件7-160可相對固定部7-110在一第二維度上於一第二極限範圍內運動。其中,第二維度為以一第二轉軸7-AX2為一軸心之一轉動。第一轉軸7-AX1及第二轉軸7-AX2不平行。因此,第一維度及第二維度不同。
請繼續參閱第80圖及第81圖,固定部7-110包括一外框7-111、一底座7-112、一框架7-113、一第一側邊7-114以及一第二側邊7-115。活動部7-120包括一承載座7-121。第一驅動組件7-130包括一第一線圈7-131以及一第一磁性元件7-132。第二驅動組件7-140包括一第二線圈7-141以及一第二磁性元件7-142。第一支撐組件7-150包括一第一中間元件7-151、一第二中間元件7-152a、一第三中間元件7-152b、一第四中間元件7-152c、一第一支撐元件7-153、一第一承載單元7-154、一第一強化單元7-155、一第一容納單元7-156、一第二支撐元件7-157、一第二強化單元7-158以及一第二容納單元7-159。第二支撐組件7-160包括複數個第二支撐單元7-161。第一抑制組件7-170包括一第一抑制元件7-171、一第二抑制元件7-172以及一第一制震元件7-173。第二抑制組件7-180包括複數個第二制震元件7-181。第一連接組件7-190包括一第一彈性元件7-191以及一第二彈性元件7-192。第二連接組件7-200包括一第三彈性元件7-201。
請參閱第82圖,固定部7-110的外框7-111包括一頂面7-1111、一外框側壁7-1112以及兩個外框連接部7-1113。頂面7-1111不平行於第一方向7-D1。外框側壁7-1112平行於第一方向7-D1,且從頂面7-1111之一邊緣7-1111a延伸。外框側壁7-1112位於固定部7-110的第一側邊7-114(第80圖)。外框連接部7-1113具有一板狀結構,且位於外框側壁7-1112上。
請參閱第83圖和第84圖,固定部7-110的底座7-112包括一底板7-1121、一第一底座側壁7-1122、兩個底座連接部7-1123、兩個底座連接部凹陷7-1124。固定部7-110的底板7-1121不平行於第一方向7-D1,且具有一塑膠材質。第一底座側壁7-1122平行於第一方向7-D1,且從底板7-1121延伸。第一底座側壁7-1122位於固定部7-110的第一側邊7-114(第80圖)。由於外框側壁7-1112也平行於第一方向7-D1,因此,第一底座側壁7-1122平行於外框側壁7-1112。沿著第一方向7-D1觀察時,第一底座側壁7-1122比外框側壁7-1112更靠近活動部7-120(未表示在第83圖和第84圖)。
請參閱第84圖和第85圖,底座連接部7-1123具有一板狀結構。底座連接部7-1123位於底板7-1121上,且底座連接部7-1123至少部分內埋在底板7-1121中。底座連接部7-1123設置在底座連接部凹陷7-1124中。沿垂直於第一方向7-D1及第二方向7-D2之一第三方向7-D3觀察時,底座連接部7-1123顯露於底座連接部凹陷7-1124。沿著第一方向7-D1觀察時,外框連接部7-1113遮蔽底座連接部7-1123。在一實施例中,外框連接部7-1113固定地連接到底座連接部7-1123,而且外框連接部7-1113與底座連接部7-1123互相不平行。在一實施例中,外框連接部7-1113垂直於底座連接部7-1123,且外框連接部7-1113經由焊接而固定地連接到底座連接部7-1123。如此一來,可以使光學元件驅動機構7-10的結構更強化。
請參閱第86圖,活動部7-120接觸並連接到光學元件7-O,且可相對固定部7-110運動。具體地說,活動部7-120的承載座7-121承載並連接到光學元件7-O。承載座7-121可以具有任何合適於承載並連接到光學元件7-O的形狀。舉例來說,承載座7-121可以是具有至少一凹陷(可以參考第81圖)。
請參閱第87圖,第一驅動組件7-130驅動活動部7-120相對固定部7-110運動。沿著第一方向7-D1觀察時,第一驅動組件7-130位於第一側邊7-114(未表示在第87圖)。第一驅動組件7-130的第一線圈7-131具有一第一段部7-1311。第一段部7-1311沿著第三方向7-D3延伸。第一線圈7-131之一繞線軸7-131a平行於第二方向7-D2。第一線圈7-131與第一磁性元件7-132沿第一方向7-D1排列。第一驅動組件7-130的第一磁性元件7-132對應第一段部7-1311,以產生一第一驅動力。第一驅動力的方向係平行於第一方向7-D1。
第二驅動組件7-140驅動承載座7-121相對框架7-113運動。沿著第一方向7-D1觀察時,第二驅動組件7-140位於第二側邊7-115(未表示在第87圖)。第二驅動組件7-140的第二線圈7-141具有一第二段部7-1411。第二段部7-1411也沿著第三方向7-D3延伸。因此,第一段部7-1311及第二段部7-1411之延伸方向互相平行。第二線圈7-141之一繞線軸7-141a平行於第一方向7-D1。因此,第一線圈7-131之繞線軸7-131a與第二線圈7-141之繞線軸7-141a不平行。第二線圈7-141與第二磁性元件7-142沿第二方向7-D2排列。因此,第一線圈7-131與第一磁性元件7-132之排列方向與第二線圈7-141與第二磁性元件7-142之排列方向不同。第二驅動組件7-140的第二磁性元件7-142對應第二段部7-1411,以產生一第二驅動力。
應注意的是,前述的第一驅動力及第二驅動力之方向不同。第一驅動力係可驅動活動部7-120相對於固定部7-110在第一維度上於第一極限範圍內運動。而第二驅動力係可驅動活動部7-120相對於固定部7-110在第二維度上於第二極限範圍內運動。
請參閱第86圖及第88圖,第一支撐組件7-150的第一中間元件7-151、第二中間元件7-152a、第三中間元件7-152b及第四中間元件7-152c位於固定部7-110與活動部7-120之間。
第一中間元件7-151具有金屬材質,且第一中間元件7-151具有一球體結構。因此,固定部7-110或活動部7-120可相對第一中間元件7-151運動。第一轉軸7-AX1穿過第一中間元件7-151。
第二中間元件7-152a具有金屬材質,且第二中間元件7-152a具有一球體結構。固定部7-110或活動部7-120可相對第二中間元件7-152a運動。第二中間元件7-152a可相對第一中間元件7-151運動。第二中間元件7-152a可相對固定部7-110移動,且第二中間元件7-152a可相對活動部7-120移動。第二中間元件7-152a與第一轉軸7-AX1之一最短距離7-S1與第一中間元件7-151與第一轉軸7-AX1之一最短距離7-S2不同。第二中間元件7-152a與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S1大於第一中間元件7-151與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S2。
第三中間元件7-152b具有金屬材質,且第三中間元件7-152b具有一球體結構。固定部7-110或活動部7-120可相對第三中間元件7-152b運動。第三中間元件7-152b可相對第一中間元件7-151運動。第三中間元件7-152b與第一轉軸7-AX1之一最短距離7-S3與第一中間元件7-151與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S2不同。第三中間元件7-152b與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S3大於第一中間元件7-151與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S2。第三中間元件7-152b與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S3大致等於第二中間元件7-152a與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S1。
第四中間元件7-152c具有金屬材質,且第四中間元件7-152c具有一球體結構。固定部7-110或活動部7-120可相對第四中間元件7-152c運動。第四中間元件7-152c可相對第一中間元件7-151運動。第四中間元件7-152c與第一轉軸7-AX1之一最短距離7-S4與第一中間元件7-151與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S2不同。第四中間元件7-152c與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S4大於第一中間元件7-151與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S2。第四中間元件7-152c與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S4大致等於第二中間元件7-152a與第一轉軸7-AX1之最短距離7-S1。
沿著第一轉軸7-AX1方向觀察時,第一轉軸7-AX1穿過第二中間元件7-152a、第三中間元件7-152b及第四中間元件7-152c所形成之一三角形7-T(虛線表示)。在平行於第一轉軸7-AX1之方向上,第一中間元件7-151之一中心7-151a與第二中間元件7-152a之一中心7-152a’具有不為零之一間距7-S5。在平行於第二轉軸7-AX2之方向上,第四中間元件7-152c之一中心7-152c’與第三中間元件7-152b之一中心7-152b’之一距離大約為零。一第一假想平面7-P1穿過第一中間元件7-151、第二中間元件7-152a、第三中間元件7-152b及第四中間元件7-152c。
請回到第86圖,第一支撐組件7-150的第一支撐元件7-153直接接觸第一中間元件7-151,並包括一第一基底7-1531。第一基底7-1531具有一第一表面7-1531a。第一承載單元7-154對應第一中間元件7-151,並包括一第一開口7-154a。第一強化單元7-155設置於第一基底7-1531,並包括一第二表面7-155a。第一容納單元7-156設置於第一基底7-1531,並包括一第三表面7-156a。第二支撐元件7-157直接接觸第一中間元件7-151,並包括一第二基底7-1571。第二基底7-1571具有一第四表面7-1571a、第一容納部7-1571b以及第二容納部7-1571c。第二強化單元7-158設置於第一基底7-1531,並包括一第二承載單元7-1581以及一第五表面7-158a。第二容納單元7-159設置於第一基底7-1531,並包括一第六表面7-159a以及一第三開口7-159b。
第一支撐元件7-153直接接觸第二中間元件7-152a。第一表面7-1531a與一第二假想平面7-P2重疊且平行。第一表面7-1531a面朝第一中間元件7-151。第一基底7-1531具有塑膠材質。第一開口7-154a容納至少部分之第一中間元件7-151。第一開口7-154a之一邊緣7-154a’具有一第一強化結構7-154a’’。 第一強化結構7-154a’’直接接觸第一中間元件7-151。第一強化結構7-154a’’可以具有一弧形結構或與第一表面7-1531a不平行且不垂直之一斜面結構,以避免損害第一中間元件7-151。
第一承載單元7-154凸出於第一表面7-1531a。第一中間元件7-151固定地連接第一承載單元7-154。第二表面7-155a面朝第二中間元件7-152a。第一強化單元7-155之楊氏模數與第一基底7-1531之楊氏模數不同。第一強化單元7-155具有金屬材質。第二表面7-155a與第二假想平面7-P2平行。第二表面7-155a與第二假想平面7-P2重疊。沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第二表面7-155a不重疊。沿著平行第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第二表面7-155a至少部分重疊。第二中間元件7-152a與第二表面7-155a具有不為零之間距7-S6。
第三表面7-156a面朝第二中間元件7-152a。第一容納單元7-156之楊氏模數與第一基底7-1531之楊氏模數不同。第一容納單元7-156具有金屬材質。第一容納單元7-156具有一第二開口7-156a,以容納至少部分第二中間元件7-152a。第二開口7-156a並未容納第三中間元件7-152b及第四中間元件7-152c。第二開口7-156a位於第三表面7-156a。第二開口7-156a之一邊緣7-156a’具有一第二強化結構7-156a’’。第二強化結構7-156a’’直接接觸第二中間元件7-152a。第二強化結構7-156a’’具有與有一弧形結構或與第三表面7-156a不平行且不垂直之一斜面結構,以避免損害第二中間元件7-152a。
沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第三表面7-156a至少部分重疊。沿著平行第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第三表面7-156a至少部分重疊。第二支撐元件7-157直接接觸第二中間元件7-152a。沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第一中間元件7-151位於第一支撐元件7-153及第二支撐元件7-157之間。沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a位於第一支撐元件7-153及第二支撐元件7-157之間。
第四表面7-1571a與一第三假想平面7-P3重疊且平行。第四表面7-1571a面朝之方向與第一表面7-1531a面朝之方向相同。第一容納部7-1571b容納至少部分第一中間元件7-151。第一容納部7-1571b未直接接觸第一中間元件7-151。第二容納部7-1571c容納至少部分第二中間元件。第二容納部7-1571c未直接接觸第二中間元件7-152a。第二基底7-1571具有塑膠材質。
第五表面7-158a面朝第二中間元件7-152a。第二強化單元7-158之楊氏模數與第二基底7-1571之楊氏模數不同。第二承載單元7-1581容納至少部分第一中間元件7-151。第二承載單元7-1581容納至少部分第一中間元件7-151。第二承載單元7-1581具有一凹陷結構7-1581a。第一中間元件7-151可相對第二承載單元7-1581運動。第二承載單元7-1581位於第五表面7-158a。沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第一中間元件7-151與第五表面7-158a至少部分重疊。沿著平行第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第一中間元件7-151與第五表面7-158a至少部分重疊。沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第五表面7-158a不重疊。沿著平行第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第五表面7-158a至少部分重疊。第二中間元件7-152a與第五表面7-158a具有不為零之一間隙7-S7。
第六表面7-159a面朝第二中間元件7-152a。第二容納單元7-159設置於第四表面7-1571a。第二容納單元7-159之楊氏模數與第一基底7-1531之楊氏模數不同。第二容納單元7-159具有金屬材質。第三開口7-159b容納至少部分第二中間元件7-152a(第88圖)。第三開口7-159b容納至少部分第三中間元件7-152b(第88圖)。第三開口7-159b容納至少部分第四中間元件7-152c(第88圖)。第三開口7-159b位於第六表面7-159a。第三開口7-159b之一邊緣7-159b’具有一第三強化結構7-159b’’。第三強化結構7-159b’’直接接觸第二中間元件7-152a。第三強化結構7-159b’’具有一弧形結構或與第六表面7-159a不平行且不垂直之一斜面結構,以避免損害第二中間元件7-152a。沿著垂直第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第六表面7-159a至少部分重疊。沿著平行第一轉軸7-AX1之方向觀察時,第二中間元件7-152a與第六表面7-159a至少部分重疊。
藉由設置強化結構,可以避免中間元件受到損害,進而避免對光學元件驅動機構造成不利影響。
請參閱第89圖,第一抑制組件7-170抑制活動部7-120相對固定部7-110之一異常運動或振動,以提升驅動精度。第二抑制元件7-172對應第一抑制元件7-171。第一制震元件7-173設置於第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172之間。第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172之楊氏模數不同。第一抑制元件7-171具有金屬材質。第二抑制元件7-172具有塑膠材質。第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172分別設置於活動部7-120及固定部7-110。第一抑制元件7-171具有朝向第二抑制元件7-172延伸之一突出結構7-1711。第二抑制元件7-172具有容納至少部分之第一抑制元件7-171之一凹陷結構7-172a。第一制震元件7-173具有軟性樹脂材質。第一抑制元件7-171之突出結構1711沿著第一方向7-D1延伸。於第一抑制元件7-171之突出結構7-1711之一延伸方向(可以是第一方向7-D1)上,第一抑制元件7-171之一最大尺寸7-171a小於第二抑制元件7-172之凹陷結構7-172a之一深度7-172b。第一制震元件7-173直接接觸第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172。
當活動部7-120位於第一極限範圍內之一任意位置時,第一抑制元件7-171不直接接觸第二抑制元件7-172。沿著第一抑制元件7-171之突出結構7-1711之延伸方向(可以是第一方向7-D1)觀察時,固定部7-110具有一矩形結構且第一抑制元件7-171位於固定部7-110之第一側邊7-114(可參考第80圖)。沿著第一抑制元件7-171之突出結構7-1711之延伸方向(可以是第一方向7-D1)觀察時,固定部7-110的第二側邊7-115與第一側邊7-114不平行。第一側邊7-114之一長度7-114a與第二側邊7-115之一長度7-115a不同。第一側邊7-114之長度7-114a小於第二側邊7-115之長度7-115a(可參考第80圖)。
請參閱第90圖,第二抑制組件7-180抑制承載座7-121相對框架7-113之一異常運動或振動,以提升驅動精度。第二抑制組件7-180的第二制震元件7-181具有軟性樹脂材質。第二制震元件7-181直接接觸承載座7-121(未表示)及框架7-113。沿著一第一方向觀察時,第二制震元件7-181分別位於固定部7-110之不同角落。一第四假想平面7-P4穿過第二制震元件7-181。第四假想平面7-P4與第一方向7-D1垂直。
請參閱第86圖及第90圖,承載座7-121經由第二支撐組件7-160可相對框架7-113在第二維度上於第二極限範圍內運動。沿著第一方向7-D1觀察時,第二支撐組件7-160的第二支撐單元7-161沿著平行於第二側邊7-115之一延伸方向(可以是第三方向7-D3)而排列。第一彈性元件7-191具有板狀結構。第二彈性元件7-192具有板狀結構。
框架7-113經由第一連接組件7-190活動地連接到固定部7-110。第一彈性元件7-191之厚度方向與第三方向7-D3垂直。第一彈性元件7-191平行於第一轉軸7-AX1。第一彈性元件7-191包括複數個第一彈性單元7-1911。第一彈性單元7-1911沿著第四方向7-D4排列。第二側邊7-115平行於第四方向7-D4。
第二彈性元件7-192之厚度方向與第三方向7-D3垂直。第二彈性元件7-192平行第一轉軸7-AX1。第二彈性元件7-192更包括複數個第二彈性單元7-1921。第二彈性單元7-1921沿著第四方向7-D4排列。
於第三方向7-D3上,第一彈性元件7-191及第二彈性元件7-192具有不為零之間距7-S8。
承載座7-121(未表示在第90圖)經由第二連接組件7-200活動地連接框架7-113。第三彈性元件7-201具有板狀結構。第三彈性元件7-201之一厚度方向與一第五方向7-D5垂直。第三彈性元件7-201不平行於第一轉軸7-AX1。第三彈性元件7-201垂直第一轉軸7-AX1。第三彈性元件7-201更包括複數個第三彈性單元7-2011。第三彈性單元7-2011沿著第四方向7-D4排列。沿著第一方向7-D1觀察時,第三彈性元件7-201位於第一彈性元件7-191及第二彈性元件7-192之間。
總的來說,本揭露的光學元件驅動機構7-10的活動部7-120可以經由第一支撐組件7-150及第二支撐組件7-160而相對於固定部7-110運動。如此一來,可以使活動部7-120及光學元件7-O更順暢地相對於固定部7-110運動。而且,可以藉由驅動光學元件7-O來達到更好的成像效果。再者,由於第一支撐組件7-150及第二支撐組件7-160包括有球狀結構,可以使光學元件驅動機構7-10的第一支撐組件7-150及第二支撐組件7-160最小化,進而達到使光學元件驅動機構7-10小型化的功效。
請參考第91圖。第91圖是本揭露一些實施例中的光學元件驅動機構8-100的示意圖。光學元件驅動機構8-100主要可包括固定部8-F、活動部8-M、驅動組件8-D、控制組件8-C。光學元件驅動機構8-100用以承載光學元件8-O,並且可在一光學系統(例如手機、相機等)中使用。活動部8-M、驅動組件8-D、控制組件8-C可設置在固定部8-F中。活動部8-M用以連接光學元件8-O,以帶動光學元件8-O相對固定部8-F進行移動。
在一些實施例中,驅動組件8-D可包括第一驅動元件8-D1以及第二驅動元件8-D2,分別設置在固定部8-F上以及活動部8-M上。第一驅動元件8-D1與第二驅動元件8-D2之間可產生一驅動力(例如電磁驅動力),以驅動活動部8-M相對於固定部8-F進行移動。驅動組件8-D以及控制組件8-C可彼此電性連接,控制組件8-C用以輸出控制訊號以控制驅動組件8-D。
第92圖是本揭露一些實施例中的校正步驟8-200的流程圖,而第94圖是使用校正步驟8-200來校正光學元件驅動機構8-100時的示意圖。校正步驟8-200用以將包括活動部8-M相對於固定部8-F的運動與控制訊號的關係之第一預設資料記錄至控制組件8-C。
校正步驟8-200從操作8-210開始,其中將光學元件驅動機構8-100設置於校正設備8-310(第94圖)上,以進行校正。接著,在操作8-220,使用校正設備8-310對光學元件8-O提供一光線8-410,光線8-410通過光學元件8-O轉換為一光學資訊8-420(如影像),接著再將光學資訊8-420輸出至影像處理單元8-320進行處理。在一些實施例中,影像處理單元8-320可電性連接光學元件驅動機構8-100,可設置在光學元件驅動機構8-100之中或之外,取決於設計需求。
在操作8-230中,透過影像處理單元8-320來處理光學資訊8-420,以得到對焦位置資訊。第93圖是在一些實施例中,操作8-230的詳細流程圖。操作8-230首先從操作8-231開始,其中使用光學元件8-O拍攝一第一靜物。接著,在操作8-232中,使用光學元件驅動機構8-100將光學元件8-O移動到不同的多個位置,並在移動光學元件8-O的時候繼續拍攝第一靜物。接著,在操作8-233中,將前述位置與各位置所感測到的影像的清晰度的關係記錄至對焦位置資訊。
在操作8-234中,使用光學元件8-O拍攝一第二靜物。第一靜物與光學元件驅動機構8-100的距離和第二靜物與光學元件驅動機構8-100的距離不同。接著,在操作8-235中,使用光學元件驅動機構8-100將光學元件8-O移動到不同的多個位置,並在移動光學元件8-O的時候繼續拍攝第二靜物。接著,在操作8-236中,將前述位置與各位置所感測到的影像的清晰度的關係記錄至對焦位置資訊。在一些實施例中,可將對焦位置資訊儲存到控制組件8-C。
應注意的是,影像處理單元8-320可經由空間傅立葉轉換法(space Fourier transform)或者影像比較法以計算光學資訊8-420的清晰度。
接著,在操作8-240中,影像處理單元8-320根據對焦位置資訊,以輸出第一驅動控制訊號8-430給第一驅動單元8-330。在操作8-250中,第一驅動單元8-330根據此第一驅動控制訊號8-430提供第一驅動訊號8-440給光學元件驅動機構8-100的驅動組件8-D,從而控制光學元件驅動機構8-100的驅動組件8-D。舉例來說,若第一驅動元件8-D1為線圈,則可使用此第一驅動訊號8-440來控制提供給第一驅動元件8-D1的電流,以控制驅動組件8-D所產生的驅動力大小。
第95圖是校正步驟8-500的流程圖。校正步驟8-500可用以計算出一重力補正資訊,用以補正不同的重力方向對光學元件驅動機構8-100的影響。校正步驟8-500從操作8-510開始,其中將光學元件驅動機構8-100以一第一姿態設置在校正設備8-310上(例如以特定的角度擺放光學元件驅動機構8-100)。接著,在操作8-520中,使用控制組件8-C中的慣性感測元件來量測於第一姿態時,光學元件驅動機構8-100的第一角加速度以及第一重力方向。
在接下來的操作8-530中,將光學元件驅動機構8-100以一第二姿態設置在校正設備8-310上。在操作8-540中,使用控制組件8-C中的慣性感測元件來量測於第二姿態時,光學元件驅動機構8-100的第二角加速度以及第二重力方向。應注意的是,第一姿態與第二姿態不同,從而第一角加速度可與第二角加速度不同,或者第一重力方向可與第二重力方向不同。從而可得到在不同姿態下,重力方向對所感測到的訊號的影響。
接著,在操作8-550中,根據第一角加速度、第二角加速度、第一重力方向、第二重力方向來計算出重力補正資訊。重力補正資訊可用以與前述對焦位置資訊配合,以進一步修正重力方向對光學元件驅動機構8-100的影響,從而得到較準確的感測訊號。
第96圖是校正步驟8-600的流程圖,而第97圖是使用校正步驟8-600來校正光學元件驅動機構8-100時的示意圖。校正步驟8-600首先從使用第一震動的操作8-610開始。操作8-610包括操作8-611、操作8-612、操作8-613。在操作8-611中,透過校正設備8-310使用具有第一頻率以及第一振幅的第一震動(震動8-450的一部分)來震動光學元件驅動機構8-100。接著,在操作8-612中,使用控制組件8-C的慣性感測元件來感測光學元件驅動機構8-100在第一震動之下所感測到的第一慣性資訊(慣性資訊8-460的一部分)。在操作8-613中,參考前述第一慣性資訊以及光學元件驅動機構8-100所設置在的光學系統的光學特性,使用一計算單元8-340來計算出第一補償資訊,並將此第一補償資訊記錄在防手震資訊8-470中。
接著,校正步驟8-600繼續到使用第二震動的操作8-620。操作8-620包括操作8-621、操作8-622、操作8-623。在操作8-621中,透過校正設備8-310使用具有第二頻率以及第一振幅的第二震動(震動8-450的一部分)來震動光學元件驅動機構8-100。接著,在操作8-622中,使用控制組件8-C的慣性感測元件來感測光學元件驅動機構8-100在第二震動之下所感測到的第二慣性資訊(慣性資訊8-460的一部分)。在操作8-623中,參考前述第二慣性資訊以及光學元件驅動機構8-100所設置在的光學系統的光學特性,來計算出第二補償資訊,並將此第二補償資訊記錄在防手震資訊8-470中。
接著,校正步驟8-600繼續到使用第三震動的操作8-630。操作8-630包括操作8-631、操作8-632、操作8-633。在操作8-631中,透過校正設備8-310使用具有第一頻率以及第二振幅的第三震動(震動8-450的一部分)來震動光學元件驅動機構8-100。接著,在操作8-632中,使用控制組件8-C的慣性感測元件來感測光學元件驅動機構8-100在第三震動之下所感測到的第三慣性資訊(慣性資訊8-460的一部分)。在操作8-613中,參考前述第三慣性資訊以及光學元件驅動機構8-100所設置在的光學系統的光學特性,來計算出第三補償資訊,並將此第三補償資訊記錄在防手震資訊8-470中。
應注意的是,第一震動與第二震動具有相同的第一振幅,但是分別具有不同的第一頻率以及第二頻率。此外,第一震動與第三震動具有相同的第一頻率,但分別具有不同的第一振幅以及第二振幅。藉由比較第一震動與第二震動所造成的第一補償資訊以及第二補償資訊,可得到震動頻率對光學元件驅動機構8-100的影響。藉由比較第一震動與第三震動所造成的第一補償資訊以及第三補償資訊,可得到震動的振幅對光學元件驅動機構8-100的影響。
此外,若光學元件驅動機構8-100中額外設置彈性元件以活動地連接活動部8-M以及固定部8-F,則可能會產生共振。前述第一頻率與第二頻率與光學元件8-O、光學元件驅動機構8-100、或光學系統整體的共振頻率不同,例如與前述任一共振頻率的差異大於10%,藉此可達到有效的震動。在一些實施例中,當外界對光學元件驅動機構8-100所施加的震動接近其共振頻率時(例如差異小於10%),則可透過控制組件8-C對驅動組件8-D施加額外的電流,以調整振動頻率而避免共振。在一些實施例中,亦可使用額外的阻尼元件(例如凝膠)來調整光學元件驅動機構8-100的共振頻率,例如阻尼元件可活動地連接活動部8-M以及固定部8-F,從而調整共振頻率。
在一些實施例中,可過濾掉特定頻率的震動。舉例來說,一般使用者使用光學系統(例如為手機)時,手震所造成的頻率大致上介於1Hz至10Hz。因此,可將高於一特定頻率(例如為10Hz)的震動視為雜訊,而在記錄震動對光學元件驅動機構8-100的影響時不紀錄高於特定頻率的震動對光學元件驅動機構8-100的影響,從而可達到更精確的補償結果。
接著,校正步驟8-600繼續進行到操作8-640,其中利用一方程式來對第一補償資訊、第二補償資訊、第三補償資訊進行換算,以得到一總體補償資訊,並將其記錄於防手震資訊8-470中。換句話說,防手震資訊8-470中具有未換算的第一補償資訊、第二補償資訊、第三補償資訊、以及換算過的總體補償資訊。前述用以換算出總體補償資訊的方程式例如可包括指數方程式、對數方程式、或多項式,取決於設計需求。在一些實施例中,可將防手震資訊8-470紀錄在光學元件驅動機構8-100中的控制組件8-C中,或者亦可紀錄在光學元件驅動機構8-100之外的其他儲存單元,取決於設計需求。
接著,在操作8-650中,以第二驅動單元8-350根據前述慣性資訊8-460以及防手震資訊8-470,提供第二驅動訊號8-480給光學元件驅動機構8-100的驅動組件8-D。應注意的是,第一驅動訊號8-440與第二驅動訊號8-480係提供給驅動組件8-D中不同的元件。舉例來說,驅動組件8-D中可具有一第一線圈以及一第二線圈,分別用以與一第一磁性元件以及一第二磁性元件對應以產生一第一驅動力以及一第二驅動力,第一驅動力與第二驅動力具有不同的方向,而第一驅動訊號8-440以及第二驅動訊號8-480可分別提供給第一線圈以及第二線圈,以分開控制各個不同方向上的驅動力。此外,不同方向上的驅動力所需考量的校正因素不同,因此使用不同的驅動訊號可更精確的地對光學元件驅動機構8-100進行校正。
藉由使用前述校正步驟8-200、校正步驟8-500、校正步驟8-600來校正光學元件驅動機構8-100,可根據對焦位置資訊、重力補正資訊、防手震資訊8-470、慣性資訊8-460來對應修正光學元件驅動機構8-100中光學元件8-O的位置,以達到光學防手震或自動對焦的功能,而不須在光學元件驅動機構8-100中安裝額外的位置感測元件來感測光學元件8-O在光學元件驅動機構8-100中的位置,可降低光學元件驅動機構8-100所需的元件數目,以降低成本並達到小型化。
在一些實施例中,可先執行前述校正步驟8-200、校正步驟8-500,以先讓光學元件驅動機構8-100中的光學元件8-O進行對焦,再執行校正步驟8-600以達到光學防手震的功效,可進一步增加光學元件驅動機構8-100的精確度。
綜上所述,本揭露提供一種控制方法,該控制方法用以控制使用於光學系統之光學元件驅動機構,光學元件驅動機構包括活動部、固定部、驅動組件、控制組件。活動部用以連接光學元件。活動部可相對固定部運動。驅動組件用以驅動活動部相對固定部運動。控制組件用以輸出控制訊號以控制驅動組件。控制方法包括校正步驟,校正步驟將第一預設資料紀錄至控制組件,第一預設資料包括活動部相對固定部之運動與控制訊號之關係。
藉由使用前述控制方法,可不須在光學元件驅動機構8-100中安裝額外的位置感測元件來感測光學元件8-O在光學元件驅動機構8-100中的位置,可降低光學元件驅動機構8-100所需的元件數目,以降低成本並達到小型化。
本揭露所揭露各元件的特殊相對位置、大小關係不但可使光學元件驅動機構達到特定方向的薄型化、整體的小型化,另外經由搭配不同的光學模組使系統更進一步提升光學品質(例如拍攝品質或是深度感測精度等),更進一步地利用各光學模組達到多重防震系統以大幅提升防手震的效果。
請參閱第98圖,本揭露一實施例之一光學元件驅動機構9-100可裝設於一電子裝置9-1內,用以照相或攝影,其中前述電子裝置9-1例如可為智慧型手機或是數位相機,但本揭露不限於此。應注意的是,第98圖中所示的光學元件驅動機構9-100與電子裝置9-1的位置及大小關係僅為一示例,而非限制光學元件驅動機構9-100與電子裝置9-1的位置及大小關係。實際上,光學元件驅動機構9-100可根據不同的需求而裝設在電子裝置9-1中的不同位置。
請參閱第99圖,光學元件驅動機構9-100承載一光學元件9-110。光學元件驅動機構9-100的外部可設置有一透鏡模組9-200。透鏡模組9-200位於光學元件驅動機構9-100的光入射處的下游。一光線9-L沿一第一方向9-D1入射到光學元件驅動機構9-100中的光學元件9-110後,被光學元件9-110反射,並沿不平行於(或垂直於)第一方向9-D1的一第二方向9-D2穿過透鏡模組9-200,以進行成像。
請參閱第100圖及第101圖,光學元件驅動機構9-100包括一固定部9-10、一活動部9-20、一驅動組件9-30、一支撐組件9-40、彈性組件9-50、電路組件9-60、複數個接著元件9-70以及複數個制震元件9-80。活動部9-20經由彈性組件9-50活動地連接到固定部9-10。而且,活動部9-20可相對固定部9-10運動。更具體地說,活動部9-20經由支撐組件9-40可相對固定部9-10於一運動範圍(將在下方詳述)中運動。
固定部9-10包括一外框9-11、一底座9-12、一固定部接觸元件9-13、一突起結構9-14以及一空洞結構9-15(詳見第106圖)。活動部9-20包括一光學元件承載座9-21、一活動部接觸元件9-22以及一凹陷結構9-23(詳見第106圖)。驅動組件9-30包括一第一線圈9-31、兩個第二線圈9-32、一第一磁性元件9-33、兩個第二磁性元件9-34。支撐組件9-40包括一支點元件9-41以及一潤滑元件9-42。彈性組件9-50包括一固定部固定端9-51、一活動部固定端9-52以及一彈性部9-53。電路組件9-60包括一電路元件9-61、兩個補強元件9-62以及一接地電路9-63。
請參考第100圖及第102圖,固定部9-10的外框9-11包括一頂面9-111、一外框側壁9-112以及兩個外框連接部9-113。頂面9-111不平行於第一方向9-D1。外框側壁9-112平行於第一方向9-D1,且從頂面9-111之一邊緣9-111a延伸。外框連接部9-113具有一板狀結構,且位於外框側壁9-112上。
請參考第103圖及第104圖,固定部9-10的底座9-12包括一底板9-121、一第一底座側壁9-122、兩個第二底座側壁9-123、兩個底座連接部9-124、兩個底座連接部凹陷9-125、一底座外周9-126、一底座電性連接部9-127、兩個溢膠槽9-128以及一電路構件9-129。
底板9-121不平行於第一方向9-D1,且具有一塑膠材質。第一底座側壁9-122及第二底座側壁9-123平行於第一方向9-D1,且從底板9-121延伸。而且,第一底座側壁9-122大致上垂直於第二底座側壁9-123。由於外框側壁9-112也平行於第一方向9-D1,因此,第一底座側壁9-122平行於外框側壁9-112。沿著第一方向9-D1觀察時,第一底座側壁9-122比外框側壁9-112更靠近活動部9-20。
底座連接部9-124具有一板狀結構。底座連接部9-124位於底板9-121上,且底座連接部9-124至少部分內埋在底板9-121中。底座連接部9-124設置在底座連接部凹陷9-125中。沿垂直於第一方向9-D1及第二方向9-D2之一第三方向9-D3觀察時,底座連接部9-124並未顯露於底座連接部凹陷9-125。沿著第一方向9-D1觀察時,外框連接部9-113遮蔽底座連接部9-124。在一實施例中,外框連接部9-113固定地連接到底座連接部9-124,而且外框連接部9-113與底座連接部9-124互相不平行。在一實施例中,外框連接部9-113垂直於底座連接部9-124(可以參考第105圖),且外框連接部9-113經由焊接而固定地連接到底座連接部9-124。如此一來,可以使光學元件驅動機構9-100的結構更強化。
請繼續參閱第104圖,沿著第一方向9-D1觀察時,底座連接部9-124之一底座連接部邊界9-124a位於外框連接部9-113之一外框連接部邊界9-113a與活動部9-20之間。底座連接部9-124與外框連接部9-113之一最短距離9-S1小於底板9-121與外框連接部9-113之一最短距離9-S2,此結構能提升底座與外框的組裝精度並且可使底座連接部與外框連接部確實地接觸以提升焊接精度及強度。
請參閱第105圖,底座外周9-126大致上圍繞底板9-121。而且,沿垂直於第一方向9-D1之方向觀察時,底座連接部9-124高於底座外周9-126。底座電性連接部9-127內埋在底座9-12的第二底座側壁9-123中(第103圖)。
請參閱第106圖,在一實施例中,固定部接觸元件9-13可以具有一板狀結構,且具有一金屬材質。突起結構9-14沿著第二方向9-D2延伸,且連接到固定部接觸元件9-13。空洞結構9-15可以沿著第二方向9-D2延伸。空洞結構9-15對應固定部接觸元件9-13。也就是說,空洞結構9-15從第一底座側壁9-122延伸到固定部接觸元件9-13。空洞結構9-15可以有助於定位固定部接觸元件9-13,且可以使降低光學元件驅動機構9-100的重量,進而使光學元件驅動機構9-100小型化。
活動部9-20接觸並連接到光學元件9-110。具體地說,活動部9-20的光學元件承載座9-21承載並連接到光學元件9-110。光學元件承載座9-21可以具有任何合適於承載並連接到光學元件9-110的形狀。舉例來說,光學元件承載座9-21可以是具有一凹陷的一表面(可以參考第101圖)。
活動部9-20的活動部接觸元件9-22可以具有一板狀結構且具有一金屬材質。活動部接觸元件9-22可以對應於固定部接觸元件9-13。活動部9-20的凹陷結構9-23具有一凹陷結構表面9-23a。凹陷結構表面9-23a沿著第二方向9-D2凹陷,且垂直於第二方向9-D2。也就是說,凹陷結構表面9-23a面朝固定部9-10。
請參考第107圖,驅動組件9-30的第一線圈9-31對應於第一磁性元件9-33,且第二線圈9-32對應於第二磁性元件9-34。第一線圈9-31可透過與第一磁性元件9-33的磁場產生作用,並產生電磁驅動力以驅使活動部9-20的光學元件承載座9-21和光學元件9-110圍繞第一方向9-D1運動。第二線圈9-32可透過與第二磁性元件9-34的磁場產生作用,並產生電磁驅動力以驅使活動部9-20的光學元件承載座9-21和光學元件9-110圍繞第三方向9-D3運動。因此,活動部9-20的光學元件承載座9-21和光學元件9-110可以在運動範圍中(圍繞第一方向9-D1或圍繞第三方向9-D3)運動。第一線圈9-31包括一第一引線9-311,且第二線圈9-32之一者包括一第二引線9-321,而此將在稍後描述。
請回到第106圖,支撐組件9-40的支點元件9-41位於固定部9-10與活動部9-20之間。支點元件9-41設置於固定部9-10的突起結構9-14上,且至少部分設置於活動部9-20的凹陷結構9-23中。具體地說,支點元件9-41設置於突起結構9-14及凹陷結構9-23之間。沿著第一方向9-D1觀察時,支點元件9-41之一中心9-41a與凹陷結構9-23重疊。而且,沿著第二方向9-D2觀察時,活動部9-20與支點元件9-41至少部分重疊。如此一來,可以使支點元件9-41盡可能地接近活動部9-20,經由此結構使轉軸的位置更靠近該活動部,因此在進行轉動時不會因轉軸距離光學元件過於遙遠導致光學品質下降(例如影像扭曲或色散等影響),且可以提升位置感側的精度以增加驅動精度。
支點元件9-41直接接觸固定部9-10及活動部9-20。在一實施例中,支點元件9-41固定地連接活動部9-20,且可相對於固定部9-10而運動。在一實施例中,支點元件9-41固定地連接固定部9-10,可相對於活動部9-20而運動。具體地說,支點元件9-41直接接觸固定部接觸元件9-13及活動部接觸元件9-22。在一實施例中,在支點元件9-41及固定部9-10(具體地說,固定部接觸元件9-13)之間設置有潤滑元件9-42。因此,在前述的實施例中,潤滑元件9-42直接接觸固定部9-10,且潤滑元件9-42直接接觸支點元件9-41及固定部接觸元件9-13。在一實施例中,在支點元件9-41及活動部9-20 (具體地說,活動部接觸元件9-22)之間設置有潤滑元件9-42(未表示在圖中)。因此,在前述的實施例中,潤滑元件9-42直接接觸活動部9-20,且潤滑元件9-42直接接觸支點元件9-41及活動部接觸元件9-22。
如第108圖所示,在一實施例中,固定部接觸元件9-13可以包括一彈簧9-13a以及一環9-13b。彈簧9-13a可以將支點元件9-41壓靠在環9-13b上,以使支點元件9-41接觸活動部9-20的活動部接觸元件9-22。
請回到第106圖,由於支點元件9-41具有一球狀結構(也就是說,支點元件9-41具有一弧形表面),因此支點元件9-41可以相對於固定部9-10(固定部接觸元件9-13)或者活動部9-20(活動部接觸元件9-22)而運動(或是轉動)。因此,活動部9-20的光學元件承載座9-21和光學元件9-110可以在運動範圍中(如上所述的,圍繞第一方向9-D1運動或圍繞第三方向9-D3)運動。
請參閱第106圖及第109圖,彈性組件9-50具有一板狀結構,且彈性組件9-50垂直於第二方向9-D2。彈性組件9-50之一延伸方向(舉例來說,可以是第一方向9-D1或是第三方向9-D3)平行於凹陷結構表面9-23a。在固定部9-10及彈性組件9-50之間可以設置有制震元件9-80。在活動部9-20及彈性組件9-50之間可以設置有制震元件9-80。以避免彈性組件9-50在運動時,撞擊固定部9-10或活動部9-20而造成損壞。
彈性組件9-50的固定部固定端9-51固定地連接到固定部9-10,而彈性組件9-50的活動部固定端9-52固定地連接到活動部9-10。活動部固定端9-52係經由彈性部9-53而可相對固定部固定端9-51運動。沿著第一方向9-D1觀察時,固定部固定端9-51與活動部固定端9-52不重疊。換句話說,在垂直於彈性組件9-50之一方向(舉例來說,可以是第二方向9-D2)上,固定部固定端9-51之一中心9-51a與活動部固定端9-52之一中心9-52a之一間距9-S3大於零。其結果是,彈性組件9-50可以具有一預壓力,以推壓支點元件9-41朝向活動部9-20,以確保支點元件在任何環境下都能確實的接觸活動部。
請參閱第110圖及第111圖,電路組件9-60電性連接到驅動組件9-30。電路組件9-60的電路元件9-61包括一電路元件表面9-611、一第一電路元件容納部9-612、一第二電路元件容納部9-613、一電路元件顯露部9-614以及一電路元件電極9-615。
請再次參考第106圖,電路元件9-61位於補強元件9-62與底板9-121之間,且電路元件9-61具有一板狀結構。沿垂直於第一方向9-D1觀察時,電路元件9-61與接著元件9-70至少部分重疊。具體地說,電路元件9-61及底座9-12之間設置有接著元件9-70,以將電路元件9-61固定在底座9-12上。
如第110圖及第111圖所示,沿著電路元件9-61之一延伸方向(舉例來說,可以是第一方向9-D1或是第三方向9-D3)觀察時,電路元件9-61與第一引線9-311至少部分重疊。第一線圈9-31可以直接電性連接到電路組件9-60的電路元件9-61。
電路構件9-129電性連接到電路元件9-61。因此,第二線圈9-32經由底座電性連接部9-127及電路構件9-129,而電性連接到電路組件9-60的電路元件9-61。
電路元件9-61的電路元件表面9-611面朝第一線圈9-31,且面朝活動部9-20(未表示在第110圖及第111圖中)。第一線圈9-31及第一電路元件容納部9-612設置於電路元件表面9-611上。而且,第一電路元件容納部9-612具有一開口結構9-612a,以容納第一引線9-311。
第二電路元件容納部9-613及第二引線9-321鄰近於第二底座側壁9-123(未表示在第110圖及第111圖中)。第二電路元件容納部9-613對應於第二引線9-321。而且,第二電路元件容納部9-613具有一開口結構9-613a,以容納第二引線9-321。
電路元件電極9-615設置於電路元件表面9-611上,且第一引線9-311電性連接到電路元件電極9-615,以將第一線圈9-31電性連接到電路元件9-61。
補強元件9-62具有一板狀結構,且補強元件9-62具有一金屬材質。補強元件9-62固定地設置於電路元件9-61上。應注意的是,補強元件9-62不具有導磁性物質,以避免對電路元件9-61或電磁驅動組件造成不利影響。
請回到第104圖,底座連接部9-124電性連接到接地電路9-63,以將光學元件驅動機構9-100接地。
請參閱第112圖,沿第一方向9-D1觀察時,底座9-12的底板9-121部份顯露於電路元件9-61。電路元件顯露部9-614顯露於補強元件9-62。沿第一方向9-D1觀察時,電路元件顯露部9-614由接著元件9-70所覆蓋。沿著第一方向9-D1觀察時,電路元件9-61之一電路元件邊界9-61a位於補強元件9-62之一補強元件邊界9-62a及底板9-121之一底板邊界9-121a之間。沿著第一方向9-D1觀察時,補強元件邊界9-62a、電路元件邊界9-61a及底板邊界9-121a互相不重疊。底板邊界9-121a位於溢膠槽9-128上,且溢膠槽9-128可以限制接著元件9-70之一設置範圍。接著元件9-70直接接觸補強元件邊界9-62a、電路元件邊界9-61a及底板邊界9-121a。如此一來,可以增強光學元件驅動機構9-100的結構強度。
總的來說,本揭露的光學元件驅動機構9-100的活動部9-20可以經由支點元件9-41而相對於固定部9-10運動。如此一來,可以使活動部9-20及光學元件9-110更順暢地相對於固定部9-10運動。而且,可以藉由驅動光學元件9-110來達到更好的成像效果。再者,由於支點元件9-41具有球狀結構,可以使光學元件驅動機構9-100的支撐組件9-40最小化,進而達到使光學元件驅動機構9-100小型化的功效。
請參考第113圖至第117圖,其中第113圖是根據本發明一些實施例繪示的光學元件驅動機構10-100的立體圖,第114圖是光學元件驅動機構10-100的爆炸圖,第115圖是光學元件驅動機構10-100的俯視圖,第116圖是光學元件驅動機構10-100的仰視圖,第117圖是第116圖的放大圖。
光學元件驅動機構10-100主要可包括外框10-10、底座10-20、活動部10-30、線圈10-40、框架10-50、磁性元件10-60、第一彈性元件10-70、第二彈性元件10-72、電子組件10-80。光學元件驅動機構10-100可用以驅動光學元件進行運動,以達成自動對焦(AF)或光學防手震(OIS)的效果。
第118圖、第119圖、第120圖、第121圖、第122圖分別是沿第115圖中的線段10-A-10-A、10-B-10-B、10-C-10-C、10-D-10-D、以及第113圖中的線段10-E-10-E繪示的剖面圖。第123圖是光學元件驅動機構10-100一些元件的示意圖,第124圖是光學元件驅動機構10-100一些元件的俯視圖,第125圖是光學元件驅動機構10-100一些元件的前視圖,第126圖是光學元件驅動機構10-100一些元件的後視圖,第127圖是第124圖的放大圖,其中省略了外框10-10以進一步顯示內部的結構。第128圖以及第129圖是光學元件驅動機構10-100另一些元件從不同角度觀察時的示意圖。第130圖是底座10-20以及設置在底座10-20上的一些元件的示意圖,第131圖是第130圖的放大圖,第132圖是底座10-20以及設置在底座10-20上的一些元件的俯視圖。第133圖與第134圖是活動部10-30以及線圈10-40從不同角度觀察時的示意圖,第135A圖是活動部10-30以及線圈10-40的側視圖,第135B圖是活動部10-30以及線圈10-40的俯視圖。第136圖是活動部10-30的示意圖,第137圖是活動部10-30的側視圖,第138圖是第136圖的放大圖。第139圖是光學元件驅動機構10-100一些元件的示意圖。第140圖是框架10-50的示意圖,第141圖是框架10-50的前視圖。
外框10-10以及底座10-20可合稱為固定部10-F。活動部10-30活動地連接固定部10-F,亦即活動部10-30可相對於固定部10-F進行移動。再者,線圈10-40以及磁性元件10-60可合稱為驅動組件10-D,其係用以驅動活動部10-30相對於固定部10-F進行移動。第一彈性元件10-70以及第二彈性元件10-72可合稱為支撐組件10-U,活動部10-30經由支撐組件10-U可相對固定部10-F運動。
外框10-10可具有頂壁10-10A以及從頂壁10-10A的邊緣延伸的側壁10-10B。底座10-20可與外框10-10在主軸10-M的方向排列。如第116圖、第130圖至第132圖所示,底座10-20可包括擋牆10-21以及底板10-22,其中擋牆10-21可從底板10-22的側邊朝Z方向延伸,而底板10-22可位在XY平面上,並且擋牆10-21以及底板10-22皆可具有板狀的結構。換句話說,擋牆10-21與底板10-22不平行。
在一些實施例中,擋牆10-21以及底板10-22可包括不同的材料,並且亦可具有不同的楊式模數(Young’s modulus)。舉例來說,底板10-22的楊式模數可大於擋牆10-21的楊式模數。在一些實施例中,底座10-20中可內埋一強化元件10-88,例如可內埋在擋牆10-21或者底板10-22中。此外,如第117圖所示,強化元件10-88可直接接觸外框10-10,並且強化元件10-88與外框10-10皆可包括金屬材料。舉例來說,強化元件10-88與外框10-10可至少部分具有相同的材質,並且可藉由焊接、熔接等金屬加工的方式將外框10-10與強化元件10-88彼此固定。此外,強化元件10-88可從底座10-20的凹槽10-29露出,但在X方向上不超出外框10-10,以避免強化元件10-88與外界發生碰撞而造成損壞。可在凹槽10-29中設置接著材料(未繪示),以將底座10-20與外框10-10進行固定。
此外,如第131圖所示,底座10-20上可包括凹槽10-23,用以設置磁性元件10-60。此外,在凹槽10-23側邊可具有膠槽10-24A以及閃避槽10-24B。可在膠槽10-24A以及閃避槽10-24B中設置黏著材料,以固定磁性元件10-60以及底座10-20。此外,線圈10-40的引線可設置在閃避槽10-24B中,以保護線圈10-40的引線。
在一些實施例中,如第132圖所示,可在底座10-20上提供額外的補強元件10-28(如斜線處所示)。補強元件10-28可包括高分子材料,並且可直接接觸強化元件10-88以及底座10-20。補強元件10-28具有不導電的性質,因此可保護露出於底座10-20的強化元件10-88,以避免強化元件10-88與其他元件之間發生短路。此外,如第116圖以及第118圖所示,底座10-20可具有背對於外框10-10的底座表面10-20A,底座表面10-20A可與主軸10-M垂直,並與光軸10-O平行。在主軸10-M的方向上,底座表面10-20A與頂壁10-10A之最大距離10-H1大於補強元件10-28與頂壁10-10A之最大距離10-H2。
在一些實施例中,底座10-20上可具有額外的電路,其電性連接設置於光學元件驅動機構10-100內部或外部的其他電子元件,用以執行自動對焦(AF)及光學防手震(OIS)等功能。
在一些實施例中,可藉由多個步驟來形成底座10-20。舉例來說,可藉由表面黏著技術(Surface Mount Technology),將強化元件10-88內埋於底板10-22。接著再形成底板10-22兩側的擋牆10-21。藉此,擋牆10-21與底板10-22可具有不同的材料性質(例如楊式模數),可降低底座10-20成形時的變形量。
在一些實施例中,主軸10-M可垂直於光軸10-O。前述外框10-10與底座10-20可相互結合而構成光學元件驅動機構10-100之外殼。舉例來說,底座10-20可固定地連接外框10-10。外框10-10具有兩個開口,具有光軸10-O的光線可從遠離框架10-50的開口進入光學元件驅動機構10-100,並且從靠近框架10-50的開口離開光學元件驅動機構10-100。可在框架10-50的另一側設置影像感測元件(未繪示)。據此,設置於光學元件驅動機構10-100中之光學元件可在光軸10-O方向與影像感測元件進行對焦。
應了解的是,藉由磁性元件10-60與線圈10-40之間的作用,可產生磁力迫使活動部10-30相對於固定部10-F沿光軸10-O方向移動,進而達到快速對焦的效果。
在本實施例中,活動部10-30及其內之光學元件係活動地(movably)設置於固定部10-F內。更具體而言,活動部10-30可藉由金屬材質的支撐組件10-U(包括第一彈性元件10-70及第二彈性元件10-72)連接底座10-20並懸吊於固定部10-F內(第3圖)。當前述線圈10-40通電時,線圈10-40會和磁性元件10-60的磁場產生作用,並產生一電磁驅動力(electromagnetic force)以驅使活動部10-30和前述光學元件相對於固定部10-F沿光軸10-O方向移動,以達到自動對焦的效果。在一些實施例中,亦可使用具有球狀或棒狀的支撐組件。
如第120圖、第121圖、第124圖、第127圖、第133圖、第134圖、第135A圖、第135B圖所示,活動部10-30可包括第一止動結構10-31以及第二止動結構10-32,用以限制活動部10-30相對固定部10-F於一可動範圍內運動。第一止動結構10-31以及第二止動結構10-32朝向X方向(第一方向)延伸,並且分別具有面對固定部10-F(例如外框10-10或底座10-20)的第一止動表面10-31A、第二止動表面10-32A。在一些實施例中,第一止動表面10-31A與第二止動表面10-32A可為互相平行的兩個表面。如第127圖所示,第一止動表面10-31A與底座10-20(固定部10-F)具有距離10-L1,第二止動表面10-32A與底座10-20(固定部10-F)具有距離10-L2,且距離10-L1與距離10-L2可不同。舉例來說,在一些實施例中,距離10-L1可大於距離10-L2。
此外,如第133圖、第134圖所示,在第二止動表面10-32A上具有第一輕量化結構10-33。第一輕量化結構10-33例如可為凹槽,並且可用以減輕活動部10-30的重量,以降低驅動組件10-D所需要提供給活動部10-30的推力,從而可進一步採用體積較小的驅動組件10-D,而達到小型化。
此外,如第121圖、第133圖至第135B圖所示,在第二止動結構10-32的根部具有加強結構10-34。加強結構10-34在如第121圖的剖面視角中具有相對於第二止動表面10-32A傾斜的表面。藉此,可進一步加強第二止動結構10-32的機械強度,以避免第二止動結構10-32在活動部10-30進行運動時發生損壞。
在一些實施例中,線圈10-40可固定在第一止動結構10-31上,例如可纏繞在第一止動結構10-31上,並進一步藉由黏著材料進行固定。此外,如第124圖所示,第一止動表面10-31A與底座10-20(固定部10-F)之最短距離10-L1小於線圈10-40與底座10-20(固定部10-F)之最短距離10-L3。藉此,當活動部10-30於X方向上移動時,在線圈10-40接觸固定部10-F之前,第一止動結構10-31會先接觸固定部10-F,以避免線圈10-40與固定部10-F直接接觸而發生損壞。此外,如第135A圖所示,在第一止動結構10-31的兩側可具有膠槽10-35,可在膠槽10-35中填入膠水,以固定線圈10-40與活動部10-30。
在一些實施例中,如第136圖、第137圖、第138圖所示,線圈10-40可設置在活動部10-30的容置部10-39,而容置部10-39的線圈設置表面10-39A面朝線圈10-40。在容置部10-39與第一止動結構10-31之間可具有引線容納結構10-39B,從容置部10-39的線圈設置表面10-39A凹陷,而第一止動結構10-31從線圈設置表面10-39A突出。藉此,線圈10-40的引線可容納於引線容納結構10-39B之中,以保護線圈10-40的引線。
在一些實施例中,活動部10-30還可進一步包括線圈支撐結構10-39C,從線圈設置表面10-39A突出並對應線圈10-40。舉例來說,如第127圖以及第133圖所示,線圈10-40可直接接觸線圈支撐結構10-39C,並且在X方向上至少部分重疊,以在活動部10-30進行運動時維持線圈10-40的形狀。此外,如第127圖所示,磁性元件10-60與第一止動表面10-31A在X方向上至少部分重疊。藉此,第一止動表面10-31A可在活動部10-30於X方向上移動時接觸磁性元件10-60,以定義活動部10-30在X方向上可移動的最大範圍。
在一些實施例中,如第133圖以及第134圖所示,線圈10-40的引線10-41、10-42可纏繞在活動部10-30的繞線部10-36上,以固定引線10-41、10-42的位置。此外,如第123圖所示,線圈10-40的引線10-41、10-42可在繞線部10-36分別直接接觸第一彈性元件10-70以及第二彈性元件10-72,從而可藉由第一彈性元件10-70以及第二彈性元件10-72對線圈10-40通電。應注意的是,繞線部10-36可從活動部10-30在Z方向上延伸,即多個繞線部10-36可設置在活動部10-30的同一側。
如第133圖至第135A圖所示,活動部10-30可具有上表面10-30A、10-30B以及下表面10-30C。上表面10-30A、10-30B可位於相同的平面,並且可為活動部10-30在Z方向上距離外框10-10最近的部分。此外,活動部10-30還可具有下表面10-30D,雖然在第135A圖中,下表面10-30D與光軸10-O的距離大於下表面10-30C與光軸10-O的距離,但由於底座10-20具有用以設置補強元件10-28的凹陷部分,故下表面10-30D與底座10-20的距離會大於下表面10-30C與底座10-20的距離。換句話說,下表面10-30C可為活動部10-30在Z方向上距離底座10-20最近的部分,從而當活動部10-30相對於固定部10-F在Z方向上移動時,上表面10-30A、10-30B以及下表面10-30C可直接接觸固定部10-F,以限制活動部10-30的可動位置,並且可防止活動部10-30的其他部分在Z方向上與固定部10-F發生碰撞而損壞。
在一些實施例中,如第125圖以及第126圖所示,第一彈性元件10-70可包括彼此分隔的第一部份10-70A以及第二部分10-70B,而第二彈性元件10-72可具有一體成形的結構。藉此,可調整光學元件驅動機構10-100的電性連接方式。
在一些實施例中,如第118圖、第130圖、第131圖、第134圖、第139圖所示,電子組件10-80可設置於底板10-22的第一容置空間10-25之中。此外,活動部10-30可具有第二容置空間10-37,具有凹陷的結構對應於第一容置空間10-25,並且可在第二容置空間10-37中設置感應磁性元件10-82(例如為磁鐵),而電子組件10-80內可包括一感測元件(未繪示),可對感應磁性元件10-82的磁場進行感測,從而可得到活動部10-30相對於底座10-20(固定部10-F)的位置。
舉例來說,在主軸10-M的方向(Z方向)上,第一容置空間10-25與第二容置空間10-37完全重疊,且第二容置空間10-37不超出第一容置空間10-25。此外,在主軸10-M的方向上,當活動部10-30於其活動範圍內進行任意運動時,第一容置空間10-25與第二容置空間10-37完全重疊,且第二容置空間10-37不超出第一容置空間10-25。藉此,可保證活動部10-30移動到任意位置時,電子組件10-80皆可感測到感應磁性元件10-82的磁場,從而得到活動部10-30相對於固定部10-F的位置。
應注意的是,如第139圖所示,磁性元件10-60與感應磁性元件10-82可位在活動部10-30的不同側,以避免彼此之間發生干擾,而影響光學元件驅動機構10-100運作時的準確度。
如第130圖、第132圖所示,還可在底座10-20上提供額外的第三容置空間10-26、第四容置空間10-27,以容納額外的電子組件10-84、10-86。應注意的是,如第119圖所示,電子組件10-80、10-84、10-86的高度分別小於第一容置空間10-25、第三容置空間10-26、第四容置空間10-27的深度,以在光學元件驅動機構10-100運作時防止活動部10-30直接接觸電子組件10-80、10-84、10-86而損壞電子組件10-80、10-84、10-86。此外,電子組件10-80、10-84、10-86可電性連接內埋在底座10-20中的線路,以與外界的其他設備連接。
電子組件10-80、10-84、10-86例如可包括感測元件或者控制元件。前述感測元件可包括霍爾效應感測器(Hall Sensor)、磁阻效應感測器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效應感測器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效應感測器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感測器(Fluxgate Sensor)。
在一些實施例中,可在活動部10-30與固定部10-F(例如底座10-20)之間設置阻尼元件10-90,以吸收活動部10-30相對於固定部10-F運動時的震動。阻尼元件10-90例如可為凝膠,並且可設置在活動部10-30的容置部10-38A上。舉例來說,如第128圖以及第129圖所示,活動部10-30在前側以及後側分別可具有四個容置部10-38A,以允許設置多個阻尼元件10-90,以進一步降低活動部10-30運作時所產生的震動。在一些實施例中,如第133圖以及第134圖所示,容置部10-38A可具有內凹的形狀,以允許阻尼元件10-90設置於容置部10-38A中。
此外,活動部10-30還可具有彈性元件限位結構10-38B,用以限制第一彈性元件10-70、第二彈性元件10-72的運動範圍。彈性元件限位結構10-38B可從活動部10-30突出,並且可設置在兩個容置部10-38A之間。沿著光軸10-O的方向觀察時,第一彈性元件10-70或第二彈性元件10-72至少部分與彈性元件限位結構10-38B重疊,從而當活動部10-30在光軸10-O的方向移動時,第一彈性元件10-70或第二彈性元件10-72可接觸彈性元件限位結構10-38B,以限制第一彈性元件10-70或第二彈性元件10-72的位置。應注意的是,當活動部10-30於其活動範圍之任意位置時,彈性元件限位結構10-38B皆不與固定部10-F直接接觸,以避免損壞彈性元件限位結構10-38B。在一些實施例中,如第135B圖所示,彈性元件限位結構10-38B在X方向的長度大於容置部10-38A的長度。
在一些實施例中,如第114圖、第118圖、第122圖、第10A圖、第10B圖所示,框架10-50可與活動部10-30沿著光軸10-O的方向(Y方向)排列。框架10-50可具有面朝外框10-10的第一框架表面10-50A以及第二框架表面10-50B。在一些實施例中,如第118圖以及第122圖所示,第一框架表面10-50A以及第二框架表面10-50B面朝不同的方向(例如相反的方向),並且第一框架表面10-50A面朝側壁10-10B,而第二框架表面10-50B面朝頂壁10-10A。換句話說,在光軸10-O的方向上,第一框架表面10-50A與側壁10-10B至少部分重疊,而第二框架表面10-50B與頂壁10-10A至少部分重疊。此外,第一框架表面10-50A以及第二框架表面10-50B與光軸10-O延伸的方向(Y方向)不平行,例如可垂直於光軸10-O。
在光軸10-O的方向上,第一框架表面10-50A與外框10-10可具有最短距離10-D1,而第二框架表面10-50B與外框10-10可具有最短距離10-D2,其中最短距離10-D1與最短距離10-D2不同。在一些實施例中,最短距離10-D1可大於最短距離10-D2,但並不以此為限。藉此,可容納更大的零件外型誤差,以提升組裝的成功率。
在一些實施例中,框架10-50還可進一步具有第三框架表面10-50C和第四框架表面10-50D,其中第三框架表面10-50C面朝活動部10-30,而第四框架表面10-50D面朝底座10-20的擋牆10-21。在一些實施例中,第三框架表面10-50C和第四框架表面10-50D皆可與光軸10-O垂直。換句話說,在光軸10-O的方向上,第三框架表面10-50C與活動部10-30至少部分重疊,而第四框架表面10-50D與擋牆10-21至少部分重疊。此外,第一框架表面10-50A與第三框架表面10-50C、第四框架表面10-50D面朝不同的方向(例如相反的方向)。
如第122圖、第140圖、第141圖所示,可在第三框架表面10-50C上設置第二輕量化結構10-53,並且可在第四框架表面10-50D上設置第三輕量化結構10-54。第二輕量化結構10-53與第三輕量化結構10-54例如可為凹槽,以降低框架10-50的重量,並且分別可具有不同的深度。舉例來說,第二輕量化結構10-53的深度可小於第三輕量化結構10-54的深度。在一些實施例中,如第141圖所示,框架10-50可具有多邊形的結構(例如矩形的形狀),並且可具有第一框架側10-51以及第二框架側10-52。第一框架側10-51沿著第一方向(X方向)延伸,而第二框架側10-52沿著第二方向(Z方向)延伸。沿著光軸10-O的方向(Y方向)觀察時,第一框架側10-51在Z方向上的寬度為10-T1,而第二框架側10-52在X方向上的寬度為10-T2,其中寬度10-T1小於寬度10-T2。藉此,第二輕量化結構10-53與第三輕量化結構10-54可設置在具有較大寬度10-T2的第二框架側10-52。應注意的是,第一框架側10-51延伸的第一方向(X方向)與第二框架側10-52延伸的第二方向(Z方向)彼此不平行,並且與光軸10-O的方向(Y方向)垂直。
在一些實施例中,框架10-50還可包括第一降噪表面10-55A以及第二降噪表面10-55B。第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B不平行,且可在光軸10-O的方向排列,但與光軸10-O不平行也不垂直。可在第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B上設置與框架10-50不同的材料,例如可設置一低反射率的材料,如吸光材料。或者可改變第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B的粗糙度,以得到一粗糙結構,其中第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B的粗糙度皆大於第三框架表面10-50C與第四框架表面10-50D的粗糙度,且第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B的反射率皆小於第三框架表面10-50C與第四框架表面10-50D的反射率。換句話說,相較於第三框架表面10-50C與第四框架表面10-50D,第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B較不易反射光線,從而可降低光線通過光學元件驅動機構10-100時所產生的雜散光,以改善所得影像的品質。
在一些實施例中,亦可在框架10-50上提供額外的抗反射元件,以進一步降低雜散光。第142圖是在框架10-50上設置抗反射元件10-56的示意圖,第143圖以及第144圖是在光學元件驅動機構10-100上額外設置抗反射元件10-56時的剖面圖,第145圖是在光學元件驅動機構10-100上額外設置抗反射元件10-56時的後視圖。
如第142圖至第145圖所示,可在前述第三框架表面10-50C上設置具有板狀形狀的抗反射元件10-56,例如可完全覆蓋第三框架表面10-50C。抗反射元件10-56中可具有一開口,且在X方向上,此開口的尺寸10-S1可小於框架10-50的最小開口的尺寸10-S2;在Z方向上,此開口的尺寸10-S3可小於框架10-50的最小開口的尺寸10-S4。換句話說,如第145圖所示,抗反射元件10-56露出於框架10-50的開口。
然而,本發明並不以此為限。舉例來說,在一些實施例中,尺寸10-S3亦可等同於或者大於尺寸10-S4,但尺寸10-S1仍維持小於尺寸10-S2。由於尺寸10-S2小於尺寸10-S4,因此雜散光較易在此方向上(Z方向)產生,故將尺寸10-S1設計為小於尺寸10-S2可避免雜散光,而改善所得影像的品質。
抗反射元件10-56可具有較低的反射率。舉例來說,抗反射元件10-56的反射率可小於框架10-50各表面的反射率,例如可小於第三框架表面10-50C的反射率,或者在一些實施例中亦可小於第一降噪表面10-55A與第二降噪表面10-55B的反射率。從而可進一步降低雜散光,而改善所得影像的品質。
綜上所述,本發明一種光學元件驅動機構,包括活動部、固定部、驅動組件、支撐組件。活動部用以連接光學元件。活動部可相對固定部運動。驅動組件用以驅動活動部相對固定部運動。活動部經由支撐組件可相對固定部運動。
本發明所揭露各元件的特殊相對位置、大小關係不但可使光學元件驅動機構達到特定方向的薄型化、整體的小型化,另外經由搭配不同的光學模組使系統更進一步提升光學品質(例如拍攝品質或是深度感測精度等),更進一步地利用各光學模組達到多重防震系統以大幅提升防手震的效果。
第146圖是裝設有一光學元件驅動機構11-10的一電子裝置11-1的示意圖。電子裝置11-1可為平板電腦、智慧型手機等。光學元件驅動機構11-10通常設置於電子裝置11-1的頂部區域。光學元件驅動機構11-10可為潛望式機構。在一些實施例中,電子裝置11-1可進一步裝設另一光學元件驅動機構11-20。光學元件驅動機構11-10以及光學元件驅動機構11-20可分別成像,以提升電子裝置11-1的攝錄品質。
第147圖是搭配一光路調整組件11-11的光學元件驅動機構11-10的立體圖,且在第147圖中以相當簡略的方式繪示光路調整組件11-11。第148圖是光路調整組件11-11的示意圖。光路調整組件11-11包括一光路調整元件11-12以及一光路調整元件基座11-13。光路調整元件11-12設置於光路調整元件基座11-13。光路調整元件11-12可為反射鏡(mirror)、折射稜鏡(prism)或分光鏡(beam splitter)等。藉由光路調整元件11-12的轉動或移動,光路調整組件11-11可改變一入射光11-L的光路並使其成為一出射光11-L’。入射光11-L大致上垂直於出射光11-L’。
接下來,請參考第149圖至第154圖,以了解光學元件驅動機構11-10。第149圖是光學元件驅動機構11-10的分解圖。第150圖至第152圖是光學元件驅動機構11-10從不同角度觀看的立體圖。第153圖是光學元件驅動機構11-10的前視圖。第154圖是光學元件驅動機構11-10的側視圖。光學元件驅動機構11-10包括一固定部11-I、一第一活動部11-M1、一第二活動部11-M2、一第一驅動組件11-D1、一第二驅動組件11-D2、一第一感測組件11-S1、一第二感測組件11-S2、一引導組件11-G。第一活動部11-M1可相對於該固定部11-I運動,並用於連接包括一第一光軸11-O1的一第一光學元件11-110。第一光軸11-O1是通過第一光學元件11-110的中心的虛擬軸線。第二活動部11-M2也可相對於該固定部11-I運動,並用於連接包括一第二光軸11-O2的一第二光學元件11-120。第二光軸11-O2是通過第二光學元件11-120的中心的虛擬軸線。第一光軸11-O1以及第二光軸11-O2大致上平行於Z軸。在一些實施例中,第一光軸11-O1大致上與第二光軸11-O2重合。第一光學元件11-110以及第二光學元件11-120可為一鏡頭或多個鏡頭形成的鏡頭組。鏡頭或鏡頭組可為透鏡。而且,鏡頭或鏡頭組可由塑膠或玻璃製成。
第一驅動組件11-D1用於驅動第一活動部11-M1相對於固定部11-I運動。第二驅動組件11-D2用於驅動第二活動部11-M2相對於固定部11-I運動。第一感測組件11-S1用於感測第一活動部11-M1相對於固定部11-I的運動。第二感測組件11-S2用於感測第二活動部11-M2相對於固定部11-I的運動。引導組件11-G用於引導第一活動部11-M1以及第二活動部11-M2在一第一維度的運動。
在本實施例中,固定部11-I包括一外殼11-200、一電路組件11-370、一底座11-380。第一活動部11-M1包括一第一承載件11-210以及一第一容納件11-230。第二活動部11-M2包括一第二承載件11-220以及一第二容納件11-240。第一驅動組件11-D1包括一第一磁性元件11-270以及一第一驅動線圈11-280。第二驅動組件11-D2包括一第二磁性元件11-290以及一第二驅動線圈11-300。第一感測組件11-S1包括一第一參考元件11-310、一第二參考元件11-320、一第一感測元件11-350。第二感測組件11-S2包括一第三參考元件11-330、一第四參考元件11-340、一第二感測元件11-360。引導組件11-G包括一接觸單元11-250以及一引導單元11-260。詳細來說,接觸單元11-250可分為位於第一活動部11-M1中的至少一第一接觸單元11-251以及位於第二活動部11-M2中的至少一第二接觸單元11-252。引導單元11-260包括左側的一第一引導元件11-261以及右側的一第二引導元件11-262。應理解的是,元件可依照使用者需求增添或刪減。
除了第149圖至第154圖之外,請一併參考第155圖以及第156圖來了解固定部11-I。第155圖是外殼11-200的立體圖。第156圖是電路組件11-370以及底座11-380的立體圖。外殼11-200連接於底座11-380。外殼11-200與底座11-380連接之後內部形成的空間可容納並保護第一活動部11-M1、第二活動部11-M2、第一驅動組件11-D1、第二驅動組件11-D2、第一感測組件11-S1、第二感測組件11-S2、引導組件11-G等。因此,透過固定部11-I的保護,光學元件驅動機構11-10具有良好的機械強度。
值得注意的是,第一光學元件11-110以及第二光學元件11-120是偏心結構(eccentric structure),第一光學元件11-110以及第二光學元件11-120並非位於光學元件驅動機構11-10的正中央。沿著Z軸觀察時,固定部11-I的輪廓大致上為矩形,包括一第一側11-I-1(頂側、矩形長邊)、一第二側11-I-2(左側、矩形短邊)、相對於第一側11-I-1的一第三側11-I-3(底側、矩形長邊)、相對於第二側11-I-2的一第四側11-I-4(右側、矩形短邊)(僅標示於第155圖)。第一驅動組件11-D1以及第二驅動組件11-D2位於第二側11-I-2。底座11-380位於第三側11-I-3。
第一光學元件11-110的第一光軸11-O1位於第一側11-I-1與第三側11-I-3之間,並位於第二側11-I-2與第四側11-I-4之間。第一光軸11-O1與第一側11-I-1的最短距離與第一光軸11-O1與第三側11-I-3的最短距離不同。而且,第一光軸11-O1與第二側11-I-2的最短距離與第一光軸11-O1與第四側11-I-4的最短距離不同。詳細來說,第一光學元件11-110較靠近第一側11-I-1以及第四側11-I-4,使得第一光軸11-O1與第一側的11-I-1最短距離小於第一光軸11-O1與第三側11-I-3的最短距離,並使得第一光軸11-O1與第二側11-I-2的最短距離大於第一光軸11-O1與第四側11-I-4的最短距離。
外殼11-200可由金屬材料製成。如第155圖所示,外殼11-200具有一光線入口11-201、一光線出口11-202、一頂壁11-203、至少一側壁11-204。光線入口11-201形成於外殼11-200的其中一側。光線入口11-201可對應於光路調整組件11-11。光線入口11-201可讓離開光路調整組件11-11的出射光11-L’進入光學元件驅動機構11-10。光線出口11-202形成於光線入口11-201的相對側。光線出口可讓出射光11-L’穿出光學元件驅動機構11-10。具體地,出射光11-L’依序通過光線入口11-201、第二光學元件11-120、第一光學元件11-110、光線出口11-202。頂壁11-203垂直於Y軸。側壁11-204由頂壁11-203的邊緣沿著Y軸延伸。在第150圖至第154圖中,為了清楚顯示其他元件,而省略了外殼11-200。
電路組件11-370設置於底座11-380上。電路組件11-370可為一電路板,例如,軟性電路板(flexible printed circuit, FPC)或軟硬複合板等。可視情形裁切出所需的電路板11-370的形狀。電路組件11-370包括一電性連接部11-371,且光學元件驅動機構11-10經由電性連接部11-371通入電流。在一些實施例中,可省略電路組件11-370,並將電路以模內成形(insert molding)的方式形成於底座11-380中。
如第156圖所示,底座11-380包括一底座本體11-381、至少一底座支撐部11-382、一底座前側設置部11-383、一底座後側設置部11-384。底座本體11-381為垂直於Y軸的板狀結構。底座支撐部11-382大致上呈柱狀。每一個底座支撐部11-382包括一底座支撐部凹槽(也可被稱為固定部凹槽)11-3821。第二引導元件11-262藉由穿過底座支撐部凹槽11-3821來設置於底座支撐部11-382。底座前側設置部11-383以及底座後側設置部11-384大致上呈L形。底座前側設置部11-383以及底座後側設置部11-384皆位於底座11-380的左側。底座前側設置部11-383可固定第二驅動線圈11-300,而底座後側設置部11-384可固定第一驅動線圈11-280。因為在本實施例中,第一驅動線圈11-280的高度大於第二驅動線圈11-300的高度,使得底座後側設置部11-384的高度也大於底座前側設置部11-383的高度,但本揭露不限於此。
除了第149圖至第154圖之外,請一併參考第157圖至第160圖來了解第一活動部11-M1以及第二活動部11-M2。第157圖是第一承載件11-210的立體圖。第158圖是第一承載件11-210的前視圖。第159圖是第二承載件11-220的立體圖。第160圖是第二承載件11-220的前視圖。第一承載件11-210的結構以及設計類似於第二承載件11-220的結構以及設計,但仍可能存在差異,例如,第一承載件11-210與第二承載件11-220在Z軸上的尺寸並不相同等。在第151圖以及第152圖中,為了清楚顯示其他元件,省略了第一承載件11-210以及第二承載件11-220。
第一承載件11-210包括一第一承載件本體11-211、一第一承載件開口11-212、一第一承載件設置部11-213、一第一承載件凹槽(也可被稱為第一活動部凹槽)11-214、至少一第一承載件容納部11-215。在一些實施例中,第一承載件11-210進一步包括至少一第一容置件11-216。
第一承載件本體11-211為中空的,用於承載第一容納件11-230。第一容納件11-230進一步容納第一光學元件11-110。第一承載件開口11-212位於第一承載件本體11-211的左側。沿著Z軸觀察時,第一承載件開口11-212大致上為多邊形或略多邊形等形狀,例如,三角形或略三角形。第一承載件設置部11-213位於第一承載件開口11-212的左側。第一承載件設置部11-213用於固定第一磁性元件11-270。第一承載件凹槽11-214用於容納第二引導元件11-262的至少部分。在本實施例中,第一承載件容納部11-215的數量為二個,分別用於容納第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320。值得注意的是,第一承載件容納部11-215的表面並非水平的,而是略為傾斜的。第一容置件11-216可容納引導組件11-G的接觸單元11-250的至少部分,將在關於引導組件11-G的內容中進一步描述第一容置件11-216。
類似地,第二承載件11-220包括一第二承載件本體11-221、一第二承載件開口11-222、一第二承載件設置部11-223、一第二承載件凹槽(也可被稱為第二活動部凹槽)11-224、至少一第二承載件容納部11-225。在一些實施例中,第二承載件11-220進一步包括至少一第二容置件11-226。
第二承載件本體11-221為中空的,用於承載第二容納件11-240。第二容納件11-240進一步容納第二光學元件11-120。第二承載件開口11-222位於第二承載件本體11-221的左側。沿著Z軸觀察時,第二承載件開口11-222大致上為多邊形或略多邊形等形狀,例如,三角形或略三角形。第二承載件設置部11-223位於第二承載件開口11-222的下方。第二承載件設置部11-223用於固定第二磁性元件11-290。第二承載件凹槽11-224用於容納第二引導元件11-262的至少部分。在本實施例中,不同於第一承載件容納部11-215的數量,第二承載件容納部11-225的數量為一個,用於同時容納第三參考元件11-330以及第四參考元件11-340。而且,不同於第一承載件容納部11-215的表面,第二承載件容納部11-225的表面為水平的。第二容置件11-226可容納引導組件11-G的接觸單元11-250的至少部分。
接下來,請參考第149圖至第154圖,以了解第一驅動組件11-D1以及第二驅動組件11-D2。第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290包括長條形結構且沿著一第一方向11-A1(在本實施例中,第一方向11-A1大致上平行於Z軸)延伸。第一驅動線圈11-280以及第二驅動線圈11-300大致上呈中空圓柱形且沿著第一方向11-A1延伸。第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290的磁極沿著第一方向11-A1排列。值得注意的是,在此所定義的磁極為N極及/或S極。
第一驅動線圈11-280的一繞線軸11-281平行於第一方向11-A1。第一驅動線圈11-280對應於第一磁性元件11-270。具體地,第一磁性元件11-270的至少部分位於第一驅動線圈11-280中。當電流通入第一驅動線圈11-280時,第一磁性元件11-270與第一驅動線圈11-280之間可產生平行於第一方向11-A1的磁力,進而驅動第一活動部11-M1及在其內的第一光學元件11-110沿著第一方向11-A1於一第一極限範圍運動,以達成變焦或對焦。
類似地,第二驅動線圈11-300的一繞線軸11-301平行於第一方向11-A1。第二驅動線圈11-300對應於第二磁性元件11-290。具體地,第二磁性元件11-290的至少部分位於第二驅動線圈11-300中。當電流通入第二驅動線圈11-300時,第二磁性元件11-290與第二驅動線圈11-300之間可產生平行於第一方向11-A1的磁力,進而驅動第二活動部11-M2及在其內的第二光學元件11-120沿著第一方向11-A1於一第二極限範圍運動,以達成變焦或對焦。
值得注意的是,第一極限範圍與第二極限範圍不同。在一些實施例中,第一極限範圍大於第二極限範圍。通常地,若第一極限範圍大於第二極限範圍,則第一驅動組件11-D1可被稱為對焦組件,而第二驅動組件11-D2可被稱為變焦組件,但對焦、變焦等用語並不構成限制。
除此之外,雖然第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290皆沿著第一方向11-A1延伸,不過第一磁性元件11-270與第二磁性元件11-290在第一方向11-A1上並非重疊地設置。沿著第一方向11-A1觀察時,第一磁性元件11-270的中心與第二磁性元件11-290的中心相隔一不為零的間隙。又,沿著第一方向11-A1觀察時,第一驅動線圈11-280的中心與第二驅動線圈11-300的中心相隔一不為零的間隙。
又,在一些實施例中,可採用大致上呈長方體的第一磁性元件及/或第二磁性元件,並採用大致上呈橢圓形的第一驅動線圈及/或第二驅動線圈。不過,本實施例的大致上呈長條形的第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290與大致上呈中空圓柱體的第一驅動線圈11-280以及第二驅動線圈11-290的搭配可較有效地利用空間,故可產生較大的磁力,使得第一活動部11-M1以及第二活動部11-M2可產生較大的運動行程(stroke)。
接下來,除了第149圖至第154圖之外,請一併參考第161圖以及第162圖,以了解第一感測組件11-S1以及第二感測組件11-S2。第161圖是第一感測組件11-S1的示意圖。第162圖是第二感測組件11-S2的示意圖。
第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320包括磁性材料。例如,第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320可為一磁鐵、一永久磁鐵等。第一感測元件11-350設置於電路組件11-370上。第一感測元件11-350經由感測第一參考元件11-310及/或第二參考元件11-320而感測第一活動部11-M1相對於固定部11-I的運動。
如前所述,第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320設置於第一承載件11-210的第一承載件容納部11-215。第二參考元件11-320與第一參考元件11-310相隔一不為零的間隙。第一參考元件11-310的磁極沿著一第二方向11-A2排列,而第二參考元件11-320的磁極沿著一第三方向11-A3排列。第二方向11-A2與第一方向11-A1不垂直也不平行。第三方向11-A3與第一方向11-A1不垂直也不平行。第三方向11-A3與第二方向11-A2不垂直也不平行。不過,第一參考元件11-310的中心與第二參考元件11-320的中心的連線平行於第一方向11-A1。簡單來說,如第154圖以及第161圖所示,第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320並非完全水平地設置。第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320與水平線之間的夾角可為約0度至約10度。例如,第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320與水平線之間的夾角可為約8度。如前所述,第一活動部11-M1的第一極限範圍可能大於第二活動部11-M2的第二極限範圍,為了更佳地感測第一活動部11-M1的運動,非水平地設置的第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320可增加第一參考元件11-310以及第二參考元件11-320所產生的磁場的線性度,從而提升第一感測組件11-S1的感測精度。
第三參考元件11-330以及第四參考元件11-340包括磁性材料。例如,第三參考元件11-330以及第四參考元件11-340可為一磁鐵、一永久磁鐵等。第二感測元件11-360設置於電路組件11-370上。第二感測元件11-360經由感測第三參考元件11-330及/或第四參考元件11-340而感測第二活動部11-M2相對於固定部11-I的運動。
如前所述,第三參考元件11-330以及第四參考元件11-340設置於第二承載件11-220的第二承載件容納部11-225。第三參考元件11-330的磁極沿著一第四方向11-A4排列,而第四參考元件11-340的磁極沿著一第五方向11-A5排列。第四方向11-A4垂直於第一方向11-A1。第四方向11-A4與第二方向11-A2不垂直也不平行。第四方向11-A4與第三方向11-A3不垂直也不平行。第五方向11-A5垂直於第一方向11-A1。第五方向11-A5與第二方向11-A2不垂直也不平行。第五方向11-A5與第三方向11-A3不垂直也不平行。第五方向11-A5平行於第四方向11-A4。簡單來說,如第154圖以及第162圖所示,第三參考元件11-330以及第四參考元件11-340是大致上水平地設置。因此,第三參考元件11-330的中心與第四參考元件11-340的中心的連線平行第一方向11-A1。不過,在一些實施例中,也可根據實際需求傾斜地設置第三參考元件11-330以及第四參考元件11-340。在一些實施例中,第三參考元件11-330與第四參考元件11-340由一體化的方式製成。例如,第三參考元件11-330與第四參考元件11-340為包括至少二對(至少四個)磁極的一多極磁鐵。
接下來,請先參考第163圖,以了解引導組件11-G。第163圖是引導組件11-G的示意圖。如前所述,位於第一活動部11-M1中的接觸單元11-250被定義為第一接觸單元11-251,而位於第二活動部11-M2中的接觸單元11-250被定義為第二接觸單元11-252。在本實施例中,接觸單元11-250包括二組第一接觸單元11-251以及二組第二接觸單元11-252。第一接觸單元11-251與第二接觸單元11-252沿著第一方向11-A1排列。第一接觸單元11-251包括複數個第一接觸元件11-2511。第二接觸單元11-252包括複數個第二接觸元件11-2521。
位於光學元件驅動機構11-10左側的第一引導元件11-261直接接觸第一接觸單元11-251以及第二接觸單元11-252,而位於光學元件驅動機構11-10右側的第二引導元件11-262並不會接觸第一接觸單元11-251以及第二接觸單元11-252。第一引導元件11-261以及第二引導元件11-262為長條形結構並沿著第一方向11-A1延伸,例如,桿狀。第一引導元件11-261以及第二引導元件11-262包括金屬材料但不包括導磁性材料。導磁性材料指的是具有磁導率(magnetic permeability)的材料。
第二引導元件11-262穿過第一承載件凹槽11-214、第二承載件凹槽11-224、底座支撐部凹槽11-3821。如第157圖以及第159圖所示,第一承載件凹槽11-214以及第二承載件凹槽11-224可定義為朝向X軸凹陷,即,第一承載件凹槽11-214以及第二承載件凹槽11-224的凹陷方向在X軸上。如第156圖所示,底座支撐部凹槽11-3821可定義為朝向Z軸凹陷,即,底座支撐部凹槽11-3821的凹陷方向在Z軸上。因此,穿過第一承載件凹槽11-214、第二承載件凹槽11-224、底座支撐部凹槽11-3821的第二引導元件11-262可使得第一活動部11-M1及/或第二活動部11-M2在Y軸上保持固定。換句話說,第一承載件凹槽11-214以及第二承載件凹槽11-224的凹陷方向與底座支撐部凹槽11-3821的凹陷方向不同。在一些實施例中,第一承載件凹槽11-214以及第二承載件凹槽11-224與底座支撐部凹槽11-3821的凹陷方向互相垂直。又,在一些實施例中,底座支撐部凹槽11-3821在X軸上的尺寸可能設計成略大於第二引導元件11-262在X軸上的尺寸,使得第二引導元件11-262在X軸上仍有些許移動的空間,利於調整第一活動部11-M1及/或第二活動部11-M2的位置。
接下來,除了第163圖之外,請一併參考第164圖至第166圖,以進一步了解引導組件11-G的第一接觸單元11-251以及第一引導元件11-261。第164圖是第一容置件11-216、第一接觸單元11-251、第一引導元件11-261的立體圖。第165圖以及第166圖是第一容置件11-216、第一接觸單元11-251、第一引導元件11-261的前視圖以及後視圖。值得注意的是,第一容置件11-216與第二容置件11-226可能完全相同或大致上相同,第一接觸單元11-251與第二接觸單元11-252也可能完全相同或大致上相同。為了簡化,在以下內容中主要討論第一容置件11-216以及第一接觸單元11-251,但第二容置件11-226以及第二接觸單元11-252也可包括大致上相同或類似的特徵。
在本實施例中,第一容置件11-216的數量為二個。二個第一容置件11-216彼此面對,故可保護內部的第一接觸元件11-2511。每一個第一容置件11-216皆包括一第一容置空間11-2161以及一第一容置件開口11-2162。沿著Z軸觀察時,第一容置件開口11-2162大致上為橢圓形或圓形等形狀。引導組件11-G的第一引導元件11-261穿過第一承載件開口11-212以及第一容置件開口11-2162。沿著Z軸觀察時,第一承載件開口11-212的面積與第一容置件開口11-2162的面積不同。在本實施例中,沿著Z軸觀察時,第一承載件開口11-212的面積(大致上呈三角形)大於第一容置件開口11-2162的面積(大致上呈圓形)。
在本實施例中,第一接觸元件11-2511的數量為六個。不過,第一接觸元件11-2511的數量或形狀等特徵可根據第一容置件11-216的形狀或結構等特徵進行調整。舉例來說,在本實施例中,第一容置件11-216大致上呈三角形,故搭配三個第一接觸元件11-2511。在其他實施例中,第一容置件11-216可能為四邊形,並搭配四個第一接觸元件11-2511。或者,在一些實施例中,可省略第一容置件11-216,而將第一接觸元件11-2511設置成直接接觸第一承載件11-210。在這樣的情形下,第一接觸元件11-2511的數量可根據第一承載件開口11-212的形狀或結構等特徵進行調整。第一接觸元件11-2511包括陶瓷材料或金屬材料。
第一接觸元件11-2511固定於第一容置空間11-2161中,固定方式可包括焊接或膠水黏著等。第一接觸元件11-2511分別位於第一容置空間11-2161的不同角落。如第164圖至第166圖所示,第一引導元件11-261直接接觸第一接觸元件11-2511,並可達成緊密配合(close fit)。因此,透過第一接觸單元11-251,第一活動部11-M1不會直接接觸第一引導元件11-261,可降低第一活動部11-M1相對於固定部11-I運動時與其他元件的接觸面積,故可降低第一活動部11-M1相對於固定部11-I運動時所產生的摩擦力。
除此之外,在本實施例中,第一接觸元件11-2511固定地設置於第一活動部11-M1。不過,在其他實施例中,第一接觸元件11-2511可能固定地設置於固定部11-I,例如,第一接觸元件11-2511可能固定地設置於底座支撐部凹槽(固定部凹槽)11-3821中。任何第一引導元件11-261可直接接觸第一接觸元件11-2511而降低摩擦力的方式皆被包括在本揭露的範疇內。
綜合來說,第一引導元件11-261與第一接觸單元11-251及/或第二接觸單元11-252之間的接觸可降低第一活動部11-M1以及第二活動部11-M2相對於固定部11-I運動時與其他元件的接觸面積,故可降低摩擦力。而且,第二引導元件11-262可協助固定第一活動部11-M1。因此,引導組件11-G可有效避免第一活動部11-M1以及第二活動部11-M2的不想要的晃動、旋轉、傾斜等。值得注意的是,因為第一活動部11-M1在第一方向11-A1上的尺寸大於第二活動部11-M2在第一方向11-A1上的尺寸,故二組第一接觸單元11-251之間的距離大於二組第二接觸單元11-252之間的距離。因此,第一活動部11-M1相較於第二活動部11-M2具有較大的調整範圍或調整容許值。也就是說,第一活動部11-M1相較於第二活動部11-M2更容易避免不想要的晃動、旋轉、傾斜等。
如前所述,本揭露提供一種可作為潛望式機構的光學元件驅動機構,故可達到微型化。本揭露的光學元件驅動機構易於組裝,並具有良好的機械強度。透過第一活動部及/或第二活動部的運動,可容納複數個光學元件,並可達到對焦及/或變焦。選用特殊形狀的驅動組件可增加第一活動部及/或第二活動部的運動行程。引導組件可引導第一活動部及/或第二活動部在某一維度的運動範圍。而且,透過引導組件可降低第一活動部以及第二活動部相對於固定部運動時與其他元件的接觸面積,故可降低摩擦力,並避免第一活動部以及第二活動部產生不想要的晃動、旋轉、傾斜等。
為了方便說明,在以下內容以及附圖中,可能使用第一方向12-D1(X軸)、第二方向12-D2(Y軸)、第三方向12-D3(Z軸)來描述方向或方位。第一方向12-D1、第二方向12-D2、第三方向12-D3各自不同且互相不平行。在一些實施例中,第一方向12-D1、第二方向12-D2、第三方向12-D3垂直或大致上互相垂直。
第167圖是本揭露一實施例之一光學系統12-1的示意圖。光學系統12-1可裝設於為平板電腦、智慧型手機等。光學系統12-1可為潛望式光學系統。以下將說明前述光學系統12-1的詳細結構。
光學系統12-1包括一第一光學模組12-100與一第二光學模組12-200。第一光學模組12-100用以承載一光學組件,如一或複數個光學元件(如第168圖中之第一、第二光學元件12-LS1、12-LS2)。第二光學模組12-200承載有一第三光學元件12-L3,其可為一光路調整單元,可改變入射光12-LT的光路。具體而言,當來自外界的入射光(線) 12-LT沿主軸12-Q至第三光學元件12-L3,第三光學元件12-L3用以調整入射光線12-LT之入射方向以及出射方向,藉以改變光線12-LT的光路,使入射光12-LT能夠至光學元件12-LS1、2LS2。光學元件12-LS1、12-LS2例如為鏡頭元件或包含複數個鏡頭元件的鏡頭組件。第一光軸12-O1是通過光學元件12-LS1、12-LS2的中心的虛擬軸線。前述第三光學元件12-L3可為反射鏡(mirror)、折射稜鏡(prism)或分光鏡(beam splitter)等。當入射光12-LT進入第二光學模組200時,入射光12-LT大致上垂直於第一光軸12-O1,經由第三光學元件12-L3反射或折射後,使入射光12-LT得以穿過之光學元件12-LS1、12-LS2而可至一感光組件,以獲取影像。其中,透過光學系統12-100內部的驅動機制,使設在內部的光學元件能夠活動,藉以達到光學變焦(Zooming)、自動對焦(Auto-Focusing,AF)或光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)。
參閱第168圖和第169圖,係顯示了光學系統12-1處於不同模式的示意圖。光學系統12-1可藉由驅動機制,來帶動設置於其中的光學元件12-LS1、12-LS2,藉以達光學變焦、自動對焦或光學防手震。舉例而言,於第168圖中,兩個光學元件12-LS1、12-LS2之間的距離較大,光學系統12-1係呈現望遠模式;而於第169圖兩個光學元件12-LS1、12-LS2相對於第168圖是沿著第一光軸12-O1往右(+Z軸方向)移動,且之間的距離較小,光學系統12-1呈現廣角模式。
參閱第170圖,前述第一光學模組12-100,用以驅動光學組件運動,如驅動第一、第二光學元件12-LS1、12-LS2運動。第一光學模組12-100包括:一第一固定部12-10、一第一活動部12-30(可包含鏡筒、鏡座)、一第二活動部12-40(可包含鏡筒、鏡座)、一第一驅動組件12-MC1、一第二驅動組件12-MC2與一引導組件12-GU。第一活動部12-30用以連接第一光學元件12-LT1,第一驅動組件12-MC1用以驅動第一活動部12-30相對第一固定部12-10運動。第二活動部12-40用以連接第一光學元件12-LS2,第二驅動組件12-MC2用以驅動第二活動部12-40相對第一固定部12-10運動。引導組件12-GU則可用以引導第一、第二活動部12-30、12-40在第一維度上運動。於一些實施例中,在第一維度的運動是沿著第一光軸12-O1之運動。
第一固定部12-10包含一外殼12-11、一側板12-12與一套筒12-13,側板12-12與套筒12-13設置於外殼12-11內,且側板12-12包含電路板組件12-PF。外殼12-11具有容納空間,供第一活動部12-30、第一驅動組件12-MC1、引導組件12-GU、第二活動部12-40與第二驅動組件12-MC2設置於其中,以作保護。沿著第一光學元件12-LS1之一第一光軸12-O1觀察時,第一固定部12-10具有多邊形結構。
參閱第167圖、第168圖和第170圖,第一固定部12-10包括沿著一第一方向12-D1延伸之一第一側邊12-10S1以及沿著一第二方向12-D2延伸之一第二側邊12-10S2。於一些實施例中,第一方向12-D1和第二方向12-D2皆與第一光軸12-O1垂直。第一、第二側邊12-10S1、12-10S2之長度不同。於本實施例中,第一側邊12-10S1的長度大於第二側邊12-10S2的長度。參閱第168圖,沿著第一光軸12-O1方向觀察時,第一驅動組件12-MC1位於第二側邊12-10S2。沿著第一光軸12-O1方向觀察時,引導組件12-GU位於第二側邊12-10S2,且第一光學模組12-100的第一、第二位置感測組件12-SN1、12-SN2也位於第二側邊12-10S2。
參閱第170圖和第171圖,前述引導組件12-GU為沿第一光軸12-O1延伸之一長桿,並穿過第一、第二活動部12-30、12-40,使得第一、第二活動部12-30、12-40可在其上活動或滑動。於一些實施例中,引導組件12-GU的一端可與第二光學模組2-200固定。
參閱第171圖與第172圖,前述第一驅動組件12-MC1用以驅動第一活動部12-30,包括一第一壓電元件12-J1與一第一接觸元件12-K1,兩者相互對應。第一壓電元件12-J1具有壓電材料(piezoelectric material)。於一些實施例中,第一壓電元件12-J1具有碳化矽材料。第一壓電元件12-K1與第一接觸元件12-K1分別固定地設置於第一活動部12-30以及第一固定部12-10。在垂直於第一光軸12-O1之方向觀察時,第一壓電元件12-J1與第一接觸元件12-K1至少部分重疊。
類似地,前述第二驅動組件12-MC2用以驅動第二活動部12-40,包括一第二壓電元件12-J2與一第二接觸元件12-K2,兩者相互對應。第二壓電元件12-J2具有壓電材料。第二壓電元件12-J2與第二接觸元件12-K2分別固定地設置於第二活動部12-40以及第一固定部12-10。沿著垂直第一光軸12-O之方向觀察時,第二壓電元件12-J2與第二接觸元件12-K2至少部分重疊。沿著第一光軸12-O1方向觀察時,第一、第二壓電元件12-J1、12-J2至少部分重疊。沿著第一光軸12-O1之方向觀察時,第一、第二接觸元件12-K1、12-K2至少部分重疊。沿著第二方向12-D2觀察時,第一、第二接觸元件12-K1、12-K2不重疊。
如此一來,透過第一、第二驅動組件12-MC1、12-MC2與引導組件12-GU,可讓第一、第二活動部12-30、12-40相對於第一固定部12-10移動,來達到光學對焦、變焦以及防手震之效果。
前述第一位置感測組件12-SN1,係用以感測第一活動部12-30相對第一固定部12-10之運動;第一光學模組12-100更包括:第二活動部12-40、第二驅動組件12-MC2與第二位置感測組件12-SN2,第二活動部12-40用以連接第二光學元件12-LS2。第二驅動組件12-MC2,用以驅動第二活動部12-MC2相對第一固定部12-10運動;第二位置感測組件12-SN2用以感測第二活動部12-40相對第一固定部12-10之運動。
前述其中第一、第二位置感測組件12-SN1、12-SN2皆具有一對相互對應的感測元件:一對感測元件12-SN11與12-SN12相互對應,以及一對感測元件12-SN21與12-SN22相互對應。感測元件12-SN11、12-SN21設置於側板12-12,而感測元件12-SN12、12-SN22分別設在第一、第二活動部12-30、12-40。於部分實施例中,感測元件12-SN11(或12-SN21)可為一永久磁鐵與一霍爾效應檢測器(Hall Effect Sensor)其中之一,而感測元件12-SN12(或12-SN22)則為前述兩者之中的其中另一,霍爾效應檢測器可通過檢測永久磁鐵的磁場變化,以判斷永久磁鐵的位置,借此可感測第一、第二活動部12-30、12-40相對於第一固定部12-10的活動。沿著第一光軸12-O1方向觀察時,第二位置感測組件12-SN2位於第二側邊12-10S2,且第一、第二位置感測組件12-SN1、12-SN2至少部分重疊。
第一光學模組12-100更包括一第一施壓組件12-T1,用以對第一活動部12-30產生一第一預壓力12-F1,使第一活動部12-30經由第一預壓力12-F1穩定且可動地連接引導組件12-GU。
前述第一施壓組件12-T1包括一第一磁性元件12-M1與第二磁性元件12-M2,分別設置於第一活動部12-30與第一固定部12-10,且兩者相互對應以產生第一預壓力12-F1。如此可以引導組件12-GU為中心,推壓而穩定第一活動部12-30。第一預壓力12-F1的方向由第一活動部12-30朝向第二側邊12-10S2延伸,且第一預壓力12-F1之一第一延伸假想線12-FL1未穿過引導組件12-GU。於本實施例中,第一磁性元件12-M1具有長條形結構,其可為長條桿之導磁元件,具有導磁材質(Permeability material),第二磁性元件12-M2則為永磁性磁鐵。於另一些實施例中,可第一磁性元件12-M1可為永磁性磁鐵,第二磁性元件12-M2則為導磁元件。
於一些實施例中,前述第一位置感測組件12-SN1可經由感測第一磁性元件12-M1或第二磁性元件12-M2相對位置,以感測第一活動部12-30相對第一固定部12-10相對運動。於一些實施例中,第一位置感測組件12-SN1可變更位置,且取第一位置感測組件12-SN1的感測元件12-SN11與12-SN12其中之一(另一則可省略)放置在位置12-X1(如第171圖所示),透過位置感測組件12-SN1與第一、第二磁性元件12-M1、12-M2,以感測第一活動部2-30的活動。這樣的配置方式,使得在第一、第二磁性元件12-M1、12-M2之中心排列方向上,第一位置感測組件12-SN1與第一磁性元件12-M1或第二磁性元件12-M2至少部分重疊,從而可減少元件設置與節省空間。
繼續參閱第170圖、第171圖和第172圖,前述第一光學模組12-10還包括一第二施壓組件12-T2。類似地,第二施壓組件12-T2用以對第二活動部12-40產生一第二預壓力12-F2第二活動部12-40經由第二預壓力12-F2穩定且可動地連接引導組件12-GU。需說明的是,為了簡單清楚起見,在第171圖中亦一併標示了第二預壓力12-F2,實際上第二預壓力12-F2是施加在第一活動部12-30後方的第二活動部12-40上,此部分對照第168圖、第171圖和第172圖可理解。
第二預壓力12-F2方向由第二活動部12-40朝向第二側邊12-10S2延伸,且第二預壓力2-F2之一第二延伸假想線12-FL2未穿過引導組件12-GU。第二施壓組件12-T2包括一第三磁性元件12-M3與一第四磁性元件12-M4。第三磁性元件12-M3具有長條形結構。第四磁性元件12-M4對應第三磁性元件12-M3以產生第二預壓力12-F2。第三、第四磁性元件12-M3、12-M4至少一者具有永磁性磁鐵。第三、第四磁性元件12-M3、12-M4分別設置於第二活動部12-40與第一固定部12-10。
第一、第三磁性元件12-M1、12-M3具有長條結構,亦具有引導第一、第二活動部12-30、12-40活動的功能於一些實施例中,第一、第三磁性元件12-M1、12-M3可為一體成形的長條桿。於一些實施例中,第一、第三磁性元件12-M1、12-M3則可為相互獨立的長條桿。
於一些實施例中,第二位置感測組件12-SN2可經由感測第三磁性元件12-M3或第四磁性元件12-M4以感測第二活動部12-40相對第一固定部12-10之運動。於一些實施例中,第二位置感測組件12-SN2可如前述第一位置感測組件12-SN1般地改變位置,放在沿著第三、第四磁性元件12-M3、12-M4之中心排列方向上。
第173圖為本揭露另一實施例之光學系統12-1’的剖面圖(外殼省略)。相較於第171圖之光學系統12-1,光學系統12-1’的施壓組件12-T1’不同於光學系統12-1中的施壓組件12-T1。在本實施例中,施壓組件12-T1’包含第一磁性元件12-M1’與第二磁性元件12-M2’,分別設置在第一活動部2-30與第一固定部2-10的電路板組件2-PF。相似於前述施壓組件12-T1,透過第一磁性元件12-M1’、12-M2’產生第一預壓力12-F1’,施加在第一活動部12-30上,使得第一活動部12-30可穩固地在引導組件12-GU上活動。前述第二施壓組件12-T2也可替換為類似於第一施壓組件12-T1’的配置,來穩固住第二活動部12-40。
參閱第167圖,於一些實施例中,第二光學模組12-200包括一第三活動部12-50、一第二固定部20與一第三驅動組件12-MC3。第三活動部12-50用以連接第三光學元件12-LS3。第三驅動組件用以驅動第三活動部12-50相對第二固定部12-20運動。於一些實施例中,第三驅動組件12-MC3,可為前述實施例之包含線圈、磁性元件的電磁式驅動組件,用以驅動第三活動部12-50相對第二固定部12-20在一第二維度上運動,第二維度與前述第一維度不同。於一些實施例中,在第二維度上的運動是繞一軸心的轉動,此軸心是在第三方向12-D3(Z軸)延伸。
第174圖係表示本揭露另一實施例之光學系統12-2的示意圖。本實施例中之光學系統12-2,相較於前述實施例之光學系統12-1,還包括了一第三光學模組12-300。其他元件/組件與詳細結構相同於或者相對應至前述第167圖光學系統12-1,合先敘明。於一些實施例中,第二光學模組12-200位於第一、第三光學模組12-100、12-300之間。
第三光學模組12-300係用以連接一具有一第二光軸之一第四光學元件12-LS4。來自外界光線12-LT可通過第四光學元件12-LS4,以進入第二光學模組12-200。其中,第一、第二光軸12-O1、12-O2不平行。
於一些實施例中,第四光學元件12-LS4包括複數個光學鏡片,第一光學元件12-LS1包括至少一光學鏡片。於一些實施例中,第四光學元件12-LS4之光學鏡片之數量大於第一光學元件12-LS1之光學鏡片之數量。
前述第三光學模組12-300包括一第三固定部12-301、一第四活動部12-302與一第四驅動組件12-MC4。第四活動部12-302用以連接第四光學元件12-LS4。於一些實施例中,第四驅動組件12-MC4,可為前述實施例之包含線圈、磁性元件的電磁式驅動組件,用以驅動第四活動部12-302相對第三固定部12-301運動。於一些實施例中,第四驅動組件12-MC4用以驅動第四活動部12-302相對第三固定部12-301在一第三維度上運動。於一些實施例中,第三維度與前述第一維度不同。於一些實施例中,第三維度與前述第二維度不同。
綜上所述,本發明之實施例提供一種光學系統,包括一第一光學模組,用以驅動一光學組件運動。第一光學模組包括:一第一活動部、一第一固定部、第一驅動組件與一引導組件。第一活動部用以連接一第一光學元件,並可相對第一固定部運動。第一驅動組件用以驅動第一活動部相對第一固定部運動。引導組件用以引導第一活動部在一第一維度上運動。
本發明實施例至少具有以下其中一個優點或功效,透過設置在光學系統的側邊的驅動組件與引導組件,來對光學元件座引導與驅動,讓光學系統得到更優良的光學品質,並能夠增加變焦、對焦與光學防手震調整拍攝的範圍的廣泛程度,也可節省配置空間,有利於小型化。於一些實施例中,透過施壓組件,可穩定光學元件或者可穩定移動中的光學元件,大幅增加光學品質。
請參閱第175圖和第176圖,本發明一實施例之光學系統13-10可裝設於一電子設備13-20內,用以照相或攝影,前述電子設備13-20例如可為智慧型手機、平板電腦、或是數位相機。光學系統13-10可包括兩個光學裝置13-11、13-12,兩者彼此相鄰且可分別接收一第一光線13-L1和一第二光線13-L2。其中,光學裝置13-11的焦距會大於光學裝置13-12的焦距,因此光學裝置13-11可為一望遠端攝像裝置,而光學裝置13-12則可為一廣角端攝像裝置。
第177圖、第178圖和第179圖係表示前述光學裝置13-11的示意圖。如圖所示,光學裝置13-11主要包括一第一光學模組13-100、一第二光學模組13-200、一第三光學模組13-300、一第四光學模組13-400、一第五光學模組13-500、一第六光學模組13-600、一第七光學模組13-700、一第八光學模組13-800、以及一第九光學模組13-900。前述第一光線13-L1在通過光學裝置13-11的開口13-11A進入光學裝置13-11內後,可依序經過第一光學模組13-100、第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第六光學模組13-600、第九光學模組13-900、第八光學模組13-800、第五光學模組13-500、以及第七光學模組13-700而入射至第三光學模組13-300。以下將分別對前述各元件進行說明。
第一光學模組13-100可包括一第一光路調整元件13-110和一第一驅動機構13-120。第一光路調整元件13-110例如可為一稜鏡或一反射鏡,其反射面可面朝光學裝置13-11的開口13-11A。當第一光線13-L1沿著一第一移動方向13-D1(於圖式中為-Z軸方向)穿過開口13-11A後,第一光線13-L1將會被第一光路調整元件13-110的反射面反射而朝向一第二移動方向13-D2(於圖式中為X軸方向)移動。換言之,第一光路調整元件13-110可將第一光線13-L1的行進方向由第一移動方向13-D1變更為第二移動方向13-D2,且前述第一移動方向13-D1和第二移動方向13-D2不平行。
第一驅動機構13-120可驅動第一光路調整元件13-110旋轉,以微調第一光線13-L1的第二移動方向13-D2來達到晃動補償(Optical Image Stabilization, OIS)的目的。舉例而言,第一驅動機構13-120可驅動第一光路調整元件13-110相對於電子設備13-20繞一第一軸向13-AX1及一第二軸向13-AX2轉動,其中第一軸向13-AX1大致垂直於第一移動方向13-D1和第二移動方向13-D2,而第二軸向13-AX2則不垂直也不平行於第一移動方向13-D1和第二移動方向13-D2。
第一驅動機構13-120例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一光路調整元件13-110,另一者則可連接電子設備13-20,第一光路調整元件13-110可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。於本實施例中,電子設備13-20具有一板狀結構,且電子設備13-20之厚度方向與第一移動方向13-D1平行,第一驅動機構13-120和第一光路調整元件13-110的排列方向亦與第一移動方向13-D1平行。因此,沿著第一移動方向13-D1觀察時,第一驅動機構13-120將會和第一光路調整元件13-110重疊,如此一來,可使光學裝置13-11、13-12更為靠近,進而提升光學系統13-10的光學效能。
第一光學模組13-100的詳細結構例如可參考第35圖至第49圖的光學元件驅動機構4-300、第78圖至第90圖的光學元件驅動機構7-10、或第98圖至第112圖的光學元件驅動機構9-100,故於此不再贅述。
第二光學模組13-200包括一第一光學組件13-210和一第二驅動機構13-220。第一光線13-L1被第一光路調整元件13-110反射後,可沿第二移動方向13-D2行進並被第二光學模組13-200的第一光學組件13-210接收。如第177圖和第178圖所示,第一光學組件13-210包括一第一鏡片13-211和一第二鏡片13-212,且第一鏡片13-211設置於第一光路調整元件13-110和第二鏡片13-212之間。因此,被第一光路調整元件13-110反射後的第一光線13-L1會依序穿過第一鏡片13-211和第二鏡片13-212。於本實施例中,第一鏡片13-211和第二鏡片13-212皆具有圓形結構,且第一鏡片13-211的尺寸小於第二鏡片13-212的尺寸。
第一光學組件13-210可具有一第一光軸13-OP1,且此第一光軸13-OP1平行於第二移動方向13-D2。由於在本實施例中,第二光學模組13-200是用來對焦,因此第二驅動機構13-220可驅動第一光學組件13-210相對於電子設備13-20沿著第一光軸13-OP1移動。於一些實施例中,第二驅動機構13-220和第一光學組件13-210的排列方向不平行於第一移動方向13-D1,且沿著第一移動方向13-D1觀察時,第二驅動機構13-220和第一光學組件13-210不重疊。
第二驅動機構13-220例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一光學組件13-210,另一者則可連接電子設備13-20,第一光學組件13-210可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。第二光學模組13-200的詳細結構例如可參考第13圖至第24圖的光學元件驅動機構2-100、第25圖至第34圖的光學元件驅動機構3-100、第50圖至第77圖的光學元件驅動機構5-10、第113圖至第145圖的光學元件驅動機構10-100、或第146圖至第166圖的光學元件驅動機構11-10,故於此不再贅述。於一些實施例中,第二光學模組13-200亦可使用壓電式驅動機構,其詳細結構例如可參考第167圖至第174圖的第一光學模組12-100。
第四光學模組13-400包括一第二光學組件13-410和一第三驅動機構13-420。穿過第二光學模組13-200的第一光線13-L1將繼續沿第二移動方向13-D2行進並被第四光學模組13-400的第二光學組件13-410接收。如第177圖和第178圖所示,第二光學組件13-410包括一第三鏡片13-411和一第四鏡片13-412,且第三鏡片13-411設置於第二鏡片13-212和第四鏡片13-412之間。因此,進入第二光學組件13-410的第一光線13-L1會依序穿過第三鏡片13-411和第四鏡片13-412。於本實施例中,第二鏡片13-212的尺寸小於第三鏡片13-411的尺寸,且第三鏡片13-411的尺寸小於第四鏡片13-412的尺寸。
第二光學組件13-410可具有一第二光軸13-OP2,此第二光軸13-OP2亦平行於第二移動方向13-D2。在本實施例中,第四光學模組13-400是用於晃動補償,因此第三驅動機構13-420可驅動第二光學組件13-410相對於電子設備13-20沿著一第一平移方向13-M1(於圖式中為Y軸方向)及/或一第二平移方向13-M2(於圖式中為Z軸方向)移動,前述第一平移方向13-M1大致垂直於第二平移方向13-M2,且兩者皆大致垂直於第二光軸13-OP2。於一些實施例中,第二光軸13-OP2不平行也不垂直於第一平移方向13-M1和第二平移方向13-M2。於一些實施例中,第三驅動機構13-420和第二光學組件13-410的排列方向不平行於第一移動方向13-D1,且沿著第一移動方向13-D1觀察時,第三驅動機構13-420和第二光學組件13-410不重疊。
第三驅動機構13-420例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第二光學組件13-410,另一者則可連接電子設備13-20,第二光學組件13-410可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。第四光學模組13-400的詳細結構例如可參考第13圖至第24圖的光學元件驅動機構2-100、第25圖至第34圖的光學元件驅動機構3-100、或第50圖至第77圖的光學元件驅動機構5-10,故於此不再贅述。
請繼續參閱第177圖和第178圖,第六光學模組13-600包括一第二光路調整元件13-610和一第四驅動機構13-620,第二光路調整元件13-610例如可為一稜鏡或一反射鏡。第一光線13-L1在穿過第四光學模組13-400後,會被第二光路調整元件13-610反射而朝向一第三移動方向13-D3(於圖式中為Y軸方向)移動。換言之,第二光路調整元件13-610可將第一光線13-L1的行進方向由第二移動方向13-D2變更為第三移動方向13-D3,且前述第二移動方向13-D2和第三移動方向13-D3不平行。
第四驅動機構13-620可驅動第二光路調整元件13-610旋轉,以微調第一光線13-L1的第三移動方向13-D3來達到晃動補償的目的。舉例而言,第四驅動機構13-620可驅動第二光路調整元件13-610相對於電子設備13-20繞一第三軸向13-AX3及一第四軸向13-AX4轉動,其中第三軸向13-AX3大致垂直於第二移動方向13-D2和第三移動方向13-D3,而第四軸向13-AX4則不垂直也不平行於第二移動方向13-D2和第三移動方向13-D3。
於本實施例中,第二光路調整元件13-610是將第一光線13-L1往側邊反射,因此第三移動方向13-D3將不平行於第一移動方向13-D1。在這種實施例中,第四驅動機構13-620和第二光路調整元件13-610的排列方向將不平行於第一移動方向13-D1,且沿著第一移動方向13-D1觀察時,第四驅動機構13-620和第二光路調整元件13-610不重疊。
第四驅動機構13-620例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第二光路調整元件13-610,另一者則可連接電子設備13-20,第二光路調整元件13-610可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。第六光學模組13-600的詳細結構例如可參考第35圖至第49圖的光學元件驅動機構4-300、第78圖至第90圖的光學元件驅動機構7-10、或第98圖至第112圖的光學元件驅動機構9-100,故於此不再贅述。
請參閱第177圖和第179圖,第八光學模組13-800包括一第三光路調整元件13-810和一第六驅動機構13-820,第三光路調整元件13-810例如可為一稜鏡或一反射鏡。被第二光路調整元件13-610反射的第一光線13-L1可抵達第八光學模組13-800,再被第三光路調整元件13-810反射而朝向一第四移動方向13-D4(於圖式中為-X軸方向)移動。換言之,第三光路調整元件13-810可將第一光線13-L1的行進方向由第三移動方向13-D3變更為第四移動方向13-D4,且前述第三移動方向13-D3和第四移動方向13-D4不平行。
第六驅動機構13-820可驅動第三光路調整元件13-810旋轉,以微調第一光線13-L1的第四移動方向13-D4來達到晃動補償的目的。舉例而言,第六驅動機構13-820可驅動第三光路調整元件13-810相對於電子設備13-20繞一第五軸向13-AX5及一第六軸向13-AX6轉動,其中第五軸向13-AX5大致垂直於第三移動方向13-D3和第四移動方向13-D4,而第六軸向13-AX6則不垂直也不平行於第三移動方向13-D3和第四移動方向13-D4。
第六驅動機構13-820例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第三光路調整元件13-810,另一者則可連接電子設備13-20,第三光路調整元件13-810可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。在本實施例中,第四移動方向13-D4是與第二移動方向13-D2平行,因此第六驅動機構13-820和第三光路調整元件13-810之排列方向將不平行於第一移動方向13-D1,且沿著第一移動方向13-D1觀察時,第六驅動機構13-820和第三光路調整元件13-810不重疊。
於一些實施例中,第四移動方向13-D4是與第一移動方向13-D1平行,因此第六驅動機構13-820和第三光路調整元件13-810之排列方向將平行於第一移動方向13-D1,且沿著第一移動方向13-D1觀察時,第六驅動機構13-820和第三光路調整元件13-810重疊。
前述第八光學模組13-800的詳細結構例如可參考第35圖至第49圖的光學元件驅動機構4-300、第78圖至第90圖的光學元件驅動機構7-10、或第98圖至第112圖的光學元件驅動機構9-100,故於此不再贅述。
第五光學模組13-500包括一第三光學組件13-510。第一光線13-L1被第三光路調整元件13-810反射後,可沿第四移動方向13-D4行進並被第五光學模組13-500的第三光學組件13-510接收。第三光學組件13-510包括一第五鏡片13-511和一第六鏡片13-512,且第五鏡片13-511設置於第三光路調整元件13-810和第六鏡片13-512之間。因此,被第三光路調整元件13-810反射後的第一光線13-L1會依序穿過第五鏡片13-511和第六鏡片13-512。於本實施例中,第四鏡片13-412的尺寸小於第五鏡片13-511的尺寸,且第五鏡片13-511的尺寸小於第六鏡片13-512的尺寸。
第三光學組件13-510具有一第三光軸13-OP3,且此第三光軸13-OP3大致平行於第四移動方向13-D4。於本實施例中,第五光學模組13-500的位置是相對於電子設備13-20固定的。
第七光學模組13-700包括一第四光學組件13-710和一第五驅動機構13-720。穿過第五光學模組13-500的第一光線13-L1將繼續沿第四移動方向13-D4行進並被第七光學模組13-700的第四光學組件13-710接收。如第177圖和第179圖所示,第四光學組件13-710包括一第七鏡片13-711和一第八鏡片13-712,且第七鏡片13-711設置於第六鏡片13-512和第八鏡片13-712之間。因此,進入第七光學模組13-700的第一光線13-L1會依序穿過第七鏡片13-711和第八鏡片13-712。於本實施例中,第六鏡片13-512的尺寸小於第七鏡片13-711的尺寸,且第七鏡片13-711的尺寸小於第八鏡片13-712的尺寸。
特別的是,為了使電子設備13-20的輕薄化,在電子設備13-20之厚度方向上,第七鏡片13-711和第八鏡片13-712的端部可被裁切而形成切割平面13-711A、13-712A。由於裁切部分是位於第七鏡片13-711和第八鏡片13-712的端部,因此將不會影響光學裝置13-11的整體光學性質。相對於第七鏡片13-711和第八鏡片13-712,第一鏡片13-211、第二鏡片13-212、第三鏡片13-411、第四鏡片13-412、第五鏡片13-511和第六鏡片13-512皆具有未被切割的圓形結構。
第四光學組件13-710可具有一第四光軸13-OP4,且此第四光軸13-OP4平行於第四移動方向13-D4。由於在本實施例中,第七光學模組13-700是用來變焦(zoom),因此第五驅動機構13-720可驅動第四光學組件13-710相對於電子設備13-20沿著第四光軸13-OP4移動,且第四光學組件13-710相對於電子設備13-20沿著第四光軸13-OP4運動的最大運動範圍大於第二光學組件13-410相對於電子設備13-20沿著第二光軸13-OP2運動的最大運動範圍。
第五驅動機構13-720例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第四光學組件13-710,另一者則可連接電子設備13-20,第四光學組件13-710可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。第七光學模組13-700的詳細結構例如可參考第13圖至第24圖的光學元件驅動機構2-100、第25圖至第34圖的光學元件驅動機構3-100、第50圖至第77圖的光學元件驅動機構5-10、第113圖至第145圖的光學元件驅動機構10-100、或第146圖至第166圖的光學元件驅動機構11-10,故於此不再贅述。於一些實施例中,第七光學模組13-700亦可使用壓電式驅動機構,其詳細結構例如可參考第167圖至第174圖的第一光學模組12-100。
第三光學模組13-300包括一第一光電轉換器13-310和一第七驅動機構13-320。第一光線13-L1在穿過第七光學模組13-700後將入射至第一光電轉換器13-310。第一光電轉換器13-310會將第一光線13-L1轉換成一第一影像訊號,再將第一影像訊號傳送至電子設備13-20的處理單元(未圖式),藉由處理單元進行影像的後處理。
第一光電轉換器13-310接收第一光線13-L1的表面為一接收表面13-311,且第一光電轉換器13-310具有第五光軸13-OP5,平行於第四移動方向13-D4且垂直於前述接收表面13-311。第七驅動機構13-320可驅動第一光電轉換器13-310相對於電子設備13-20繞第五光軸13-OP5轉動,以達到晃動補償的目的。於本實施例中,第七驅動機構13-320更可驅動第一光電轉換器13-310相對於電子設備13-20繞一第七軸向13-AX7(於圖式中為Y軸)和一第八軸向13-AX8(於圖式中為Z軸)轉動,第七軸向13-AX7和第八軸向13-AX8皆大致垂直於第五光軸13-OP5,且第七軸向13-AX7和第八軸向13-AX8彼此不平行。
第七驅動機構13-320例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一光電轉換器13-310,另一者則可連接電子設備13-20,第一光電轉換器13-310可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。
如第177圖所示,於本實施例中,第九光學模組13-900是設置於第六光學模組13-600和第八光學模組13-800之間。第九光學模組13-900包括一可變光圈13-910和一第八驅動機構13-920,其中可變光圈13-910是用來調整第一光線13-L1通過可變光圈13-910之通過量,而第八驅動機構13-920則是用來改變可變光圈13-910之大小。
可變光圈13-910具有一第六光軸13-OP6。由於本實施例中第九光學模組13-900是設置於第六光學模組13-600和第八光學模組13-800之間,因此前述第六光軸13-OP6將平行於第三移動方向13-D3,而不會平行於第一移動方向13-D1、第二移動方向13-D2、以及第四移動方向13-D4。
雖然本實施例中的第九光學模組13-900是設置於第六光學模組13-600和第八光學模組13-800之間,但第九光學模組13-900的位置可依使用需求改變。舉例而言,第九光學模組13-900可設置於開口13-11A和第一光學模組13-100之間、第一光學模組13-100和第二光學模組13-200之間、第二光學模組13-200和第四光學模組13-400之間、第四光學模組13-400和第六光學模組13-600之間、第八光學模組13-800和第五光學模組13-500之間、或第五光學模組13-500和第七光學模組13-700之間。當第九光學模組13-900設置於第一光學模組13-100和第二光學模組13-200之間、第二光學模組13-200和第四光學模組13-400之間、第四光學模組13-400和第六光學模組13-600之間時,沿第一移動方向13-D1觀察,第八光學模組13-800和第六光軸13-OP6將不會重疊。
請回到第175圖和第176圖,光學裝置13-12可包括一鏡片13-12B和一第二光電轉換器13-12C。第二光線13-L2在通過光學裝置13-12的開口13-12A後,可穿過鏡片13-12B而抵達第二光電轉換器13-12C。第二光電轉換器13-12C可將第二光線13-L2轉換為一第二影像訊號,再將第二影像訊號傳送至電子設備13-20的處理單元,藉由處理單元進行影像的後處理。
光學裝置13-11的第一光電轉換器13-310和光學裝置13-12的第二光電轉換器13-12C之間形成有不為零的間距,且沿著垂直第一移動方向13-D1的所有方向觀察時,光學裝置13-11和光學裝置13-12彼此重疊。藉此,可有效地使用電子設備13-20內的空間。
在前述實施例中,第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、以及第七光學模組13-700分別用來對焦、晃動補償、以及變焦,但並不限定於此。於一些實施例中,第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第五光學模組13-500、以及第七光學模組13-700中的一或多個可以用來對焦,第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第五光學模組13-500、以及第七光學模組13-700中的一或多個可以用來晃動補償,且第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第五光學模組13-500、以及第七光學模組13-700中的一或多個可以用來變焦。於一些實施例中,第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第五光學模組13-500、以及第七光學模組13-700的位置可依需求調整,例如可設置於開口13-11A和第一光學模組13-100之間、第一光學模組13-100和第六光學模組13-600之間、第六光學模組13-600和第八光學模組13-800之間、或第八光學模組13-800和第三光學模組13-300之間。應注意的是,無論第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第五光學模組13-500、以及第七光學模組13-700放置的位置於何處,第二光學模組13-200、第四光學模組13-400、第五光學模組13-500和第七光學模組13-700應依順序擺放於第一光線13-L1的光路上。
請參閱第180圖,於本發明另一實施例中,第九光學模組13-900設置於第二光學模組13-200和第四光學模組13-400之間,且第五光學模組13-500和第七光學模組13-700被省略。第一光電轉換器13-310的第五光軸13-OP5平行於第四移動方向13-D4,且沿著第四移動方向13-D4觀察時,第一光電轉換器13-310和第三光路調整元件13-810重疊。由於第三光學模組13-300緊鄰於第八光學模組13-800,因此從垂直第四移動方向13-D4之方向觀察時,第三光學模組13-300的第七驅動機構13-320將與第三光路調整元件13-810重疊。
請參閱第181圖,於本發明另一實施例中,第九光學模組13-900設置於第二光學模組13-200和第四光學模組13-400之間,且第五光學模組13-500、第七光學模組13-700、以及第八光學模組13-800被省略。第六光學模組13-600將第一光線13-L1朝向電子設備13-20的厚度方向反射,因此,第三移動方向13-D3將平行於第一移動方向13-D1,且第四驅動機構13-620和第二光路調整元件13-610的排列方向平行於第一移動方向13-D1。從第一移動方向13-D1觀察時,第四驅動機構13-620和第二光路調整元件13-610重疊。
第一光電轉換器13-310的第五光軸13-OP5平行於第三移動方向13-D3,且沿著第三移動方向13-D3觀察時,第一光電轉換器13-310和第二光路調整元件13-610重疊。由於第三光學模組13-300緊鄰於第六光學模組13-600,因此從垂直第三移動方向13-D3之方向觀察時,第三光學模組13-300的第七驅動機構13-320將與第二光路調整元件13-610重疊。
在此實施例中,因為第一光電轉換器13-310是水平設置於電子設備13-20中,因此可減少電子設備13-20的厚度,有利於電子設備13-20的小型化。
請參閱第182圖和第183圖,於本發明另一實施例中,第七光學模組13-700’可包括複數個第四光學組件13-710’。這些第四光學組件13-710’可分別具有不同的焦距,且可設置於一框體13-730’上。第七光學模組13-700’的第五驅動機構13-720’可驅動框體13-730’沿著垂直第四移動方向13-D4的方向移動,以使不同的第四光學組件13-710’位於第一光線13-L1的光路上。舉例而言,第五驅動機構13-720’可包括線圈和磁鐵,線圈和磁鐵的一者可連接框體13-730’,另一者則可連接電子設備13-20,框體13-730’可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。
請參閱第184圖,於一些實施例中,光學裝置13-11中的元件可藉由固定框架及/或接著元件固定。如圖所示,第一光學模組13-100可通過第一接著元件13-11C固定至固定框架13-11B上,第二光學模組13-200可通過第二接著元件13-11D固定至固定框架13-11B上,且第三光學模組13-300可通過第三接著元件13-11E固定至固定框架13-11B上。第一光學模組13-100、第二光學模組13-200和第三光學模組13-300彼此之間皆具有不為零的間距。
第一接著元件13-11C、第二接著元件13-11D、以及第三接著元件13-11E可為光固化或熱固化膠體。在組裝時,使用者可在第一接著元件13-11C和第二接著元件13-11D固化前,調整第一光學模組13-100和第二光學模組13-200至各自的預設位置,使第一光軸13-OP1在X軸方向上對齊第一軸向13-AX1。同樣的,使用者亦可在第三接著元件13-11E固化前,調整第三光學模組13-300的位置至其預設位置。第四光學模組13-400、第五光學模組13-500、第六光學模組13-600、第七光學模組13-700、第八光學模組13-800和第九光學模組13-900亦可以相同方式設置於固定框架13-11B上,故於此不再贅述。待光學裝置13-11中的元件的位置調整完畢後,即可藉由光線或熱能使接著元件固化。
於一些實施例中,固定框架13-11B可被省略。第一接著元件13-11C可直接接觸第一光學模組13-100和第三光學模組13-300,且第二接著元件13-11D可直接接觸第二光學模組13-200和第三光學模組13-300,藉此來使光學裝置13-11中的元件彼此固定。
綜上所述,本發明提供一種光學系統,固定地設置於一電子設備上。前述光學系統包括一第一光學模組、一第二光學模組、以及一第三光學模組。第一光學模組用以調整一第一光線的行進方向由一第一移動方向變更為一第二移動方向,其中第一移動方向和第二移動方向不平行。第二光學模組用以接收沿著第二移動方向行進之第一光線。第一光線依序經過第一光學模組和第二光學模組入射至第三光學模組。第三光學模組包括一第一光電轉換器,用以將第一光線轉換為一第一影像訊號。本發明所揭露各元件的特殊相對位置、大小關係不但可使光學系統達到特定方向的薄型化、整體的小型化。另外,經由搭配不同的光學模組可使系統更進一步提升光學品質(例如拍攝品質或是深度感測精度等),更進一步地利用各光學模組達到多重防震系統以大幅提升防手震之效果。
請參閱第185圖和第186圖,本發明一實施例之光學系統14-10可裝設於一電子設備14-20內,用以照相或攝影,前述電子設備14-20例如可為智慧型手機、平板電腦、或是數位相機。光學系統14-10可包括兩個光學裝置14-11、14-12,兩者彼此相鄰且可分別接收一第一光線14-L1和一第二光線14-L2。其中,光學裝置14-11的焦距會大於光學裝置14-12的焦距,因此光學裝置14-11可為一望遠端攝像裝置,而光學裝置14-12則可為一廣角端攝像裝置。
第187圖、第188圖和第189圖係表示前述光學裝置14-11的示意圖。如圖所示,光學裝置14-11主要包括一第一光學模組14-100、一第二光學模組14-200、一第三光學模組14-300、一第四光學模組14-400、一第五光學模組14-500、一第六光學模組14-600、一第七光學模組14-700、一第八光學模組14-800、以及一第九光學模組14-900。前述第一光線14-L1在通過光學裝置14-11的開口14-11A進入光學裝置14-11內後,可依序經過第一光學模組14-100、第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第六光學模組14-600、第九光學模組14-900、第八光學模組14-800、第五光學模組14-500、以及第七光學模組14-700而入射至第三光學模組14-300。以下將分別對前述各元件進行說明。
第一光學模組14-100可包括一第一光路調整元件14-110和一第一驅動機構14-120。第一光路調整元件14-110例如可為一稜鏡或一反射鏡,其反射面可面朝光學裝置14-11的開口14-11A。當第一光線14-L1沿著一第一移動方向14-D1(於圖式中為-Z軸方向)穿過開口14-11A後,第一光線14-L1將會被第一光路調整元件14-110的反射面反射而朝向一第二移動方向14-D2(於圖式中為X軸方向)移動。換言之,第一光路調整元件14-110可將第一光線14-L1的行進方向由第一移動方向14-D1變更為第二移動方向14-D2,且前述第一移動方向14-D1和第二移動方向14-D2不平行。
第一驅動機構14-120可驅動第一光路調整元件14-110旋轉,以微調第一光線14-L1的第二移動方向14-D2來達到晃動補償(Optical Image Stabilization, OIS)的目的。舉例而言,第一驅動機構14-120可驅動第一光路調整元件14-110相對於電子設備14-20繞一第一軸向14-AX1及一第二軸向14-AX2轉動,其中第一軸向14-AX1大致垂直於第一移動方向14-D1和第二移動方向14-D2,而第二軸向14-AX2則不垂直也不平行於第一移動方向14-D1和第二移動方向14-D2。
第一驅動機構14-120例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一光路調整元件14-110,另一者則可連接電子設備14-20,第一光路調整元件14-110可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。於本實施例中,電子設備14-20具有一板狀結構,且電子設備14-20之厚度方向與第一移動方向14-D1平行,第一驅動機構14-120和第一光路調整元件14-110的排列方向亦與第一移動方向14-D1平行。因此,沿著第一移動方向14-D1觀察時,第一驅動機構14-120將會和第一光路調整元件14-110重疊,如此一來,可使光學裝置14-11、14-12更為靠近,進而提升光學系統14-10的光學效能。
第一光學模組14-100的詳細結構例如可參考第35圖至第49圖的光學元件驅動機構4-300、第78圖至第90圖的光學元件驅動機構7-10、或第98圖至第112圖的光學元件驅動機構9-100,故於此不再贅述。
第二光學模組14-200包括一第一光學組件14-210和一第二驅動機構14-220。第一光線14-L1被第一光路調整元件14-110反射後,可沿第二移動方向14-D2行進並被第二光學模組14-200的第一光學組件14-210接收。如第187圖和第188圖所示,第一光學組件14-210包括一第一鏡片14-211和一第二鏡片14-212,且第一鏡片14-211設置於第一光路調整元件14-110和第二鏡片14-212之間。因此,被第一光路調整元件14-110反射後的第一光線14-L1會依序穿過第一鏡片14-211和第二鏡片14-212。於本實施例中,第一鏡片14-211的尺寸大於第二鏡片14-212的尺寸。
第一光學組件14-210可具有一第一光軸14-OP1,且此第一光軸14-OP1平行於第二移動方向14-D2。由於在本實施例中,第二光學模組14-200是用來對焦,因此第二驅動機構14-220可驅動第一光學組件14-210相對於電子設備14-20沿著第一光軸14-OP1移動。於一些實施例中,第二驅動機構14-220和第一光學組件14-210的排列方向不平行於第一移動方向14-D1,且沿著第一移動方向14-D1觀察時,第二驅動機構14-220和第一光學組件14-210不重疊。
第二驅動機構14-220例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一光學組件14-210,另一者則可連接電子設備14-20,第一光學組件14-210可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。第二光學模組14-200的詳細結構例如可參考第13圖至第24圖的光學元件驅動機構2-100、第25圖至第34圖的光學元件驅動機構3-100、第50圖至第77圖的光學元件驅動機構5-10、第113圖至第145圖的光學元件驅動機構10-100、或第146圖至第166圖的光學元件驅動機構11-10,故於此不再贅述。於一些實施例中,第二光學模組14-200亦可使用壓電式驅動機構,其詳細結構例如可參考第167圖至第174圖的第一光學模組12-100。
第四光學模組14-400包括一第二光學組件14-410和一第三驅動機構14-420。穿過第二光學模組14-200的第一光線14-L1將繼續沿第二移動方向14-D2行進並被第四光學模組14-400的第二光學組件14-410接收。如第187圖和第188圖所示,第二光學組件14-410包括一第三鏡片14-411和一第四鏡片14-412,且第三鏡片14-411設置於第二鏡片14-212和第四鏡片14-412之間。因此,進入第二光學組件14-410的第一光線14-L1會依序穿過第三鏡片14-411和第四鏡片14-412。於本實施例中,第二鏡片14-212的尺寸大於第三鏡片14-411的尺寸,且第三鏡片14-411的尺寸大於第四鏡片14-412的尺寸。
第二光學組件14-410可具有一第二光軸14-OP2,此第二光軸14-OP2亦平行於第二移動方向14-D2。在本實施例中,第四光學模組14-400是用於晃動補償,因此第三驅動機構14-420可驅動第二光學組件14-410相對於電子設備14-20沿著一第一平移方向14-M1(於圖式中為Y軸方向)及/或一第二平移方向14-M2(於圖式中為Z軸方向)移動,前述第一平移方向14-M1大致垂直於第二平移方向14-M2,且兩者皆大致垂直於第二光軸14-OP2。於一些實施例中,第二光軸14-OP2不平行也不垂直於第一平移方向14-M1和第二平移方向14-M2。於一些實施例中,第三驅動機構14-420和第二光學組件14-410的排列方向不平行於第一移動方向14-D1,且沿著第一移動方向14-D1觀察時,第三驅動機構14-420和第二光學組件14-410不重疊。
第三驅動機構14-420例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第二光學組件14-410,另一者則可連接電子設備14-20,第二光學組件14-410可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。第四光學模組14-400的詳細結構例如可參考第13圖至第24圖的光學元件驅動機構2-100、第25圖至第34圖的光學元件驅動機構3-100、或第50圖至第77圖的光學元件驅動機構5-10,故於此不再贅述。
請繼續參閱第187圖和第188圖,第六光學模組14-600包括一第二光路調整元件14-610和一第四驅動機構14-620,第二光路調整元件14-610例如可為一稜鏡或一反射鏡。第一光線14-L1在穿過第四光學模組14-400後,會被第二光路調整元件14-610反射而朝向一第三移動方向14-D3(於圖式中為Y軸方向)移動。換言之,第二光路調整元件14-610可將第一光線14-L1的行進方向由第二移動方向14-D2變更為第三移動方向14-D3,且前述第二移動方向14-D2和第三移動方向14-D3不平行。
第四驅動機構14-620可驅動第二光路調整元件14-610旋轉,以微調第一光線14-L1的第三移動方向14-D3來達到晃動補償的目的。舉例而言,第四驅動機構14-620可驅動第二光路調整元件14-610相對於電子設備14-20繞一第三軸向14-AX3及一第四軸向14-AX4轉動,其中第三軸向14-AX3大致垂直於第二移動方向14-D2和第三移動方向14-D3,而第四軸向14-AX4則不垂直也不平行於第二移動方向14-D2和第三移動方向14-D3。
於本實施例中,第二光路調整元件14-610是將第一光線14-L1往側邊反射,因此第三移動方向14-D3將不平行於第一移動方向14-D1。在這種實施例中,第四驅動機構14-620和第二光路調整元件14-610的排列方向將不平行於第一移動方向14-D1,且沿著第一移動方向14-D1觀察時,第四驅動機構14-620和第二光路調整元件14-610不重疊。
第四驅動機構14-620例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第二光路調整元件14-610,另一者則可連接電子設備14-20,第二光路調整元件14-610可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。第六光學模組14-600的詳細結構例如可參考第35圖至第49圖的光學元件驅動機構4-300、第78圖至第90圖的光學元件驅動機構7-10、或第98圖至第112圖的光學元件驅動機構9-100,故於此不再贅述。
請參閱第187圖和第189圖,第八光學模組14-800包括一第三光路調整元件14-810和一第六驅動機構14-820,第三光路調整元件14-810例如可為一稜鏡或一反射鏡。被第二光路調整元件14-610反射的第一光線14-L1可抵達第八光學模組14-800,再被第三光路調整元件14-810反射而朝向一第四移動方向14-D4(於圖式中為-X軸方向)移動。換言之,第三光路調整元件14-810可將第一光線14-L1的行進方向由第三移動方向14-D3變更為第四移動方向14-D4,且前述第三移動方向14-D3和第四移動方向14-D4不平行。
第六驅動機構14-820可驅動第三光路調整元件14-810旋轉,以微調第一光線14-L1的第四移動方向14-D4來達到晃動補償的目的。舉例而言,第六驅動機構14-820可驅動第三光路調整元件14-810相對於電子設備14-20繞一第五軸向14-AX5及一第六軸向14-AX6轉動,其中第五軸向14-AX5大致垂直於第三移動方向14-D3和第四移動方向14-D4,而第六軸向14-AX6則不垂直也不平行於第三移動方向14-D3和第四移動方向14-D4。
第六驅動機構14-820例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第三光路調整元件14-810,另一者則可連接電子設備14-20,第三光路調整元件14-810可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。在本實施例中,第四移動方向14-D4是與第二移動方向14-D2平行,因此第六驅動機構14-820和第三光路調整元件14-810之排列方向將不平行於第一移動方向14-D1,且沿著第一移動方向14-D1觀察時,第六驅動機構14-820和第三光路調整元件14-810不重疊。
於一些實施例中,第四移動方向14-D4是與第一移動方向14-D1平行,因此第六驅動機構14-820和第三光路調整元件14-810之排列方向將平行於第一移動方向14-D1,且沿著第一移動方向14-D1觀察時,第六驅動機構14-820和第三光路調整元件14-810重疊。
前述第八光學模組14-800的詳細結構例如可參考第35圖至第49圖的光學元件驅動機構4-300、第78圖至第90圖的光學元件驅動機構7-10、或第98圖至第112圖的光學元件驅動機構9-100,故於此不再贅述。
第五光學模組14-500包括一第三光學組件14-510。第一光線14-L1被第三光路調整元件14-810反射後,可沿第四移動方向14-D4行進並被第五光學模組14-500的第三光學組件14-510接收。第三光學組件14-510包括一第五鏡片14-511和一第六鏡片14-512,且第五鏡片14-511設置於第三光路調整元件14-810和第六鏡片14-512之間。因此,被第三光路調整元件14-810反射後的第一光線14-L1會依序穿過第五鏡片14-511和第六鏡片14-512。於本實施例中,第四鏡片14-412的尺寸大於第五鏡片14-511的尺寸,且第五鏡片14-511的尺寸小於第六鏡片14-512的尺寸。
第三光學組件14-510具有一第三光軸14-OP3,且此第三光軸14-OP3大致平行於第四移動方向14-D4。於本實施例中,第五光學模組14-500的位置是相對於電子設備14-20固定的。
第七光學模組14-700包括一第四光學組件14-710和一第五驅動機構14-720。穿過第五光學模組14-500的第一光線14-L1將繼續沿第四移動方向14-D4行進並被第七光學模組14-700的第四光學組件14-710接收。如第187圖和第189圖所示,第四光學組件14-710包括一第七鏡片14-711和一第八鏡片14-712,且第七鏡片14-711設置於第六鏡片14-512和第八鏡片14-712之間。因此,進入第七光學模組14-700的第一光線14-L1會依序穿過第七鏡片14-711和第八鏡片14-712。於本實施例中,第六鏡片14-512的尺寸小於第七鏡片14-711的尺寸,且第七鏡片14-711的尺寸小於第八鏡片14-712的尺寸。
特別的是,為了使電子設備14-20的輕薄化,在電子設備14-20之厚度方向上,第一鏡片14-211和第二鏡片14-212的端部可被裁切而形成切割平面14-211A、14-212A,且第七鏡片14-711和第八鏡片14-712的端部可被裁切而形成切割平面14-711A、14-712A。由於裁切部分是位於前述鏡片的端部,因此將不會影響光學裝置14-11的整體光學性質。相對於前述鏡片,第三鏡片14-411、第四鏡片14-412、第五鏡片14-511和第六鏡片14-512皆具有未被切割的圓形結構。另外,在本實施例中,第一鏡片14-211的尺寸更大於第八鏡片14-712的尺寸。
第四光學組件14-710可具有一第四光軸14-OP4,且此第四光軸14-OP4平行於第四移動方向14-D4。由於在本實施例中,第七光學模組14-700是用來變焦(zoom),因此第五驅動機構14-720可驅動第四光學組件14-710相對於電子設備14-20沿著第四光軸14-OP4移動,且第四光學組件14-710相對於電子設備14-20沿著第四光軸14-OP4運動的最大運動範圍大於第二光學組件14-410相對於電子設備14-20沿著第二光軸14-OP2運動的最大運動範圍。
第五驅動機構14-720例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第四光學組件14-710,另一者則可連接電子設備14-20,第四光學組件14-710可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。第七光學模組14-700的詳細結構例如可參考第13圖至第24圖的光學元件驅動機構2-100、第25圖至第34圖的光學元件驅動機構3-100、第50圖至第77圖的光學元件驅動機構5-10、或第113圖至第145圖的光學元件驅動機構10-100,故於此不再贅述。於一些實施例中,第七光學模組14-700亦可使用壓電式驅動機構,其詳細結構例如可參考第167圖至第174圖的第一光學模組12-100。
第三光學模組14-300包括一第一光電轉換器14-310和一第七驅動機構14-320。第一光線14-L1在穿過第七光學模組14-700後將入射至第一光電轉換器14-310。第一光電轉換器14-310會將第一光線14-L1轉換成一第一影像訊號,再將第一影像訊號傳送至電子設備14-20的處理單元(未圖式),藉由處理單元進行影像的後處理。
第一光電轉換器14-310接收第一光線14-L1的表面為一接收表面14-311,且第一光電轉換器14-310具有第五光軸14-OP5,平行於第四移動方向14-D4且垂直於前述接收表面14-311。第七驅動機構14-320可驅動第一光電轉換器14-310相對於電子設備14-20繞第五光軸14-OP5轉動,以達到晃動補償的目的。於本實施例中,第七驅動機構14-320更可驅動第一光電轉換器14-310相對於電子設備14-20繞一第七軸向14-AX7(於圖式中為Y軸)和一第八軸向14-AX8(於圖式中為Z軸)轉動,第七軸向14-AX7和第八軸向14-AX8皆大致垂直於第五光軸14-OP5,且第七軸向14-AX7和第八軸向14-AX8彼此不平行。
第七驅動機構14-320例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一光電轉換器14-310,另一者則可連接電子設備14-20,第一光電轉換器14-310可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生旋轉。
如第187圖所示,於本實施例中,第九光學模組14-900是設置於第六光學模組14-600和第八光學模組14-800之間。第九光學模組14-900包括一可變光圈14-910和一第八驅動機構14-920,其中可變光圈14-910是用來調整第一光線14-L1通過可變光圈14-910之通過量,而第八驅動機構14-920則是用來改變可變光圈14-910之大小。
可變光圈14-910具有一第六光軸14-OP6。由於本實施例中第九光學模組14-900是設置於第六光學模組14-600和第八光學模組14-800之間,因此前述第六光軸14-OP6將平行於第三移動方向14-D3,而不會平行於第一移動方向14-D1、第二移動方向14-D2、以及第四移動方向14-D4。
雖然本實施例中的第九光學模組14-900是設置於第六光學模組14-600和第八光學模組14-800之間,但第九光學模組14-900的位置可依使用需求改變。舉例而言,第九光學模組14-900可設置於開口14-11A和第一光學模組14-100之間、第一光學模組14-100和第二光學模組14-200之間、第二光學模組14-200和第四光學模組14-400之間、第四光學模組14-400和第六光學模組14-600之間、第八光學模組14-800和第五光學模組14-500之間、或第五光學模組14-500和第七光學模組14-700之間。當第九光學模組14-900設置於第一光學模組14-100和第二光學模組14-200之間、第二光學模組14-200和第四光學模組14-400之間、第四光學模組14-400和第六光學模組14-600之間時,沿第一移動方向14-D1觀察,第八光學模組14-800和第六光軸14-OP6將不會重疊。
請回到第185圖和第186圖,光學裝置14-12可包括一鏡片14-12B和一第二光電轉換器14-12C。第二光線14-L2在通過光學裝置14-12的開口14-12A後,可穿過鏡片14-12B而抵達第二光電轉換器14-12C。第二光電轉換器14-12C可將第二光線14-L2轉換為一第二影像訊號,再將第二影像訊號傳送至電子設備14-20的處理單元,藉由處理單元進行影像的後處理。
光學裝置14-11的第一光電轉換器14-310和光學裝置14-12的第二光電轉換器14-12C之間形成有不為零的間距,且沿著垂直第一移動方向14-D1的所有方向觀察時,光學裝置14-11和光學裝置14-12彼此重疊。藉此,可有效地使用電子設備14-20內的空間。
在前述實施例中,第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、以及第七光學模組14-700分別用來對焦、晃動補償、以及變焦,但並不限定於此。於一些實施例中,第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、以及第七光學模組14-700中的一或多個可以用來對焦,第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、以及第七光學模組14-700中的一或多個可以用來晃動補償,且第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、以及第七光學模組14-700中的一或多個可以用來變焦。於一些實施例中,第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、以及第七光學模組14-700的位置可依需求調整,例如可設置於開口14-11A和第一光學模組14-100之間、第一光學模組14-100和第六光學模組14-600之間、第六光學模組14-600和第八光學模組14-800之間、或第八光學模組14-800和第三光學模組14-300之間。應注意的是,無論第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、以及第七光學模組14-700放置的位置於何處,第二光學模組14-200、第四光學模組14-400、第五光學模組14-500和第七光學模組14-700應依順序擺放於第一光線14-L1的光路上。
請參閱第190圖,於本發明另一實施例中,第九光學模組14-900設置於第二光學模組14-200和第七光學模組14-700之間,且第四光學模組14-400和第五光學模組14-500被省略。第一光電轉換器14-310的第五光軸14-OP5平行於第四移動方向14-D4,且沿著第四移動方向14-D4觀察時,第一光電轉換器14-310和第三光路調整元件14-810重疊。由於第三光學模組14-300緊鄰於第八光學模組14-800,因此從垂直第四移動方向14-D4之方向觀察時,第三光學模組14-300的第七驅動機構14-320將與第三光路調整元件14-810重疊。
請參閱第191圖,於本發明另一實施例中,第九光學模組14-900設置於第二光學模組14-200和第七光學模組14-700之間,且第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、以及第八光學模組14-800被省略。第六光學模組14-600將第一光線14-L1朝向電子設備14-20的厚度方向反射,因此,第三移動方向14-D3將平行於第一移動方向14-D1,且第四驅動機構14-620和第二光路調整元件14-610的排列方向平行於第一移動方向14-D1。從第一移動方向14-D1觀察時,第四驅動機構14-620和第二光路調整元件14-610重疊。
第一光電轉換器14-310的第五光軸14-OP5平行於第三移動方向14-D3,且沿著第三移動方向14-D3觀察時,第一光電轉換器14-310和第二光路調整元件14-610重疊。由於第三光學模組14-300緊鄰於第六光學模組14-600,因此從垂直第三移動方向14-D3之方向觀察時,第三光學模組14-300的第七驅動機構14-320將與第二光路調整元件14-610重疊。
在此實施例中,因為第一光電轉換器14-310是水平設置於電子設備14-20中,因此可減少電子設備14-20的厚度,有利於電子設備14-20的小型化。
請參閱第192圖和第193圖,於本發明另一實施例中,第七光學模組14-700’可包括複數個第四光學組件14-710’。這些第四光學組件14-710’可分別具有不同的焦距,且可設置於一框體14-730’上。第七光學模組14-700’的第五驅動機構14-720’可驅動框體14-730’沿著垂直第四移動方向14-D4的方向移動,以使不同的第四光學組件14-710’位於第一光線14-L1的光路上。舉例而言,第五驅動機構14-720’可包括線圈和磁鐵,線圈和磁鐵的一者可連接框體14-730’,另一者則可連接電子設備14-20,框體14-730’可通過線圈和磁鐵之間的磁推力產生移動。
請參閱第194圖,於一些實施例中,光學裝置14-11中的元件可藉由固定框架及/或接著元件固定。如圖所示,第一光學模組14-100可通過第一接著元件14-11C固定至固定框架14-11B上,第二光學模組14-200可通過第二接著元件14-11D固定至固定框架14-11B上,且第三光學模組14-300可通過第三接著元件14-11E固定至固定框架14-11B上。第一光學模組14-100、第二光學模組14-200和第三光學模組14-300彼此之間皆具有不為零的間距。
第一接著元件14-11C、第二接著元件14-11D、以及第三接著元件14-11E可為光固化或熱固化膠體。在組裝時,使用者可在第一接著元件14-11C和第二接著元件14-11D固化前,調整第一光學模組14-100和第二光學模組14-200至各自的預設位置,使第一光軸14-OP1在X軸方向上對齊第一軸向14-AX1。同樣的,使用者亦可在第三接著元件14-11E固化前,調整第三光學模組14-300的位置至其預設位置。第四光學模組14-400、第五光學模組14-500、第六光學模組14-600、第七光學模組14-700、第八光學模組14-800和第九光學模組14-900亦可以相同方式設置於固定框架14-11B上,故於此不再贅述。待光學裝置14-11中的元件的位置調整完畢後,即可藉由光線或熱能使接著元件固化。
於一些實施例中,固定框架14-11B可被省略。第一接著元件14-11C可直接接觸第一光學模組14-100和第三光學模組14-300,且第二接著元件14-11D可直接接觸第二光學模組14-200和第三光學模組14-300,藉此來使光學裝置14-11中的元件彼此固定。
綜上所述,本發明提供一種光學系統,固定於一電子設備上且用以接收一第一光線。前述光學系統包括一第一光學模組、一第二光學模組、以及一第三光學模組。第三光學模組包括一第一光電轉換器,用以將第一光線轉換為一第一影像訊號。在第一光線的光路上,第二光學模組位於第一光學模組第三光學模組之間。當第一光線經過第一光學模組時,第一光學模組將第一光線的行進方向由一第一移動方向變更為一第二移動方向,其中第一移動方向不平行於第二移動方向。本發明所揭露各元件的特殊相對位置、大小關係不但可使光學系統達到特定方向的薄型化、整體的小型化。另外,經由搭配不同的光學模組可使系統更進一步提升光學品質(例如拍攝品質或是深度感測精度等),更進一步地利用各光學模組達到多重防震系統以大幅提升防手震之效果。
請參閱第195圖,本發明一實施例之光學系統15-10可裝設於一電子設備15-20內,用以照相或攝影,其中前述電子設備15-20例如可為智慧型手機、平板電腦、或是數位相機。在照相或攝影時,光學系統15-10可接收光線並成像,前述成像可傳送至設置於電子設備15-20中的處理器(未圖示),藉由前述處理器進行影像的後處理。
第196圖係表示前述光學系統15-10的示意圖。如第195圖和第196圖所示,光學系統15-10主要包括一反射模組15-100、一第一光路調整模組15-200、一第二光路調整模組15-300、一光學模組15-400、一光電轉換模組15-500、以及一光量控制模組15-600。以下將分別對前述各元件進行說明。
反射模組15-100例如可包括一反射元件15-110。當光線15-L由光學系統15-10的開口15-11進入光學系統15-10後,反射元件15-110可反射前述光線15-L,使光線15-L沿著一第一方向15-D1移動。於本實施例中,電子設備15-20具有一板狀結構,光線15-L是沿著電子設備15-20的厚度方向(圖中為Z軸方向)進入光學系統15-10中,且反射元件15-110可將光線15-L朝向電子設備15-20的長度或寬度方向反射。藉此,可將低電子設備15-20的厚度,有利於電子設備15-20的輕薄化。
光線15-L被反射元件15-110反射後,將可沿著第一方向15-D1抵達第一光路調整模組15-200。第一光路調整模組15-200包括一第一光路調整元件15-210、一第一驅動機構15-220、以及一第一中空框體15-230,其中第一光路調整元件15-210和第一驅動機構15-220容置於第一中空框體15-230中。
第一光路調整元件15-210包括一第一本體15-211、一第一穿透部15-212、一第二穿透部15-213、一第一反射部15-214、以及一第二反射部15-215。第一本體15-211可由可透光的固體或液體構成(例如玻璃或壓克力),且其具有一第一側15-2111、一第二側15-2112、以及一第三側15-2113,其中第一側15-2111面朝反射模組15-100,第二側15-2112相反於第一側15-2111,且第三側15-2113連接第一側15-2111和第二側15-2112。
第一穿透部15-212設置於第一本體15-211的第一側15-2111上,其可具有一增透材料(第一增透材料),以提升光線15-L的穿透率。當被反射元件15-110反射之光線15-L抵達第一光路調整模組15-200後,所述光線15-L可由第一穿透部15-212進入第一本體15-211中。需特別說明的是,光線15-L是由第一穿透部15-212上的第一穿透表面15-212A進入第一本體15-211,且第一穿透表面15-212A不垂直且不平行於第一方向15-D1。因此,光線15-L進入第一本體15-211後,將會產生折射而朝向一第三方向15-D3行進,且第三方向15-D3和第一方向15-D1不平行。
第一反射部15-214設置於第一本體15-211的第二側15-2112上,且其可具有一反射材料(例如金屬鍍膜) ,以提升對光線15-L的反射率。當光線15-L在第一本體15-211中沿著第三方向15-D3移動至第一本體15-211的第二側15-2112時,光線15-L將會接觸第一反射部15-214,並被第一反射部15-214反射而朝向一第四方向15-D4移動。由於第一反射部15-214上反射光線15-L的第一反射表面15-214A不垂直且不平行於第三方向15-D3,因此第四方向15-D4將不平行於第三方向15-D3。
第二反射部15-215位於第一本體15-211的第一側15-2111上。被第一反射部15-214反射後的光線15-L將沿著第四方向15-D4再次朝向第一本體15-211的第一側15-2111移動並抵達第二反射部15-215。在光線15-L接觸第二反射部15-215後,其會被第二反射部15-215再次反射。
與第一反射部15-214不同的是,第二反射部15-215上並未設有反射材料,光線15-L在接觸第二反射部15-215後,是藉由全反射(Total Internal Reflection)的方式將光線15-L朝向一第五方向15-D5反射。由於第二反射部15-215上反射光線15-L的第二反射表面15-215A不垂直且不平行於第四方向15-D4,因此第五方向15-D5將不平行於第四方向15-D4。
第二穿透部15-213設置於第一本體15-211的第三側15-2113上。被第二反射部15-215反射後的光線15-L將沿著第五方向15-D5朝向第一本體15-211的第三側15-2113移動並抵達第二穿透部15-213。第二穿透部15-213亦具有一增透材料(第二增透材料)。因此,當光線15-L抵達第二穿透部15-213,將可穿過第二穿透部15-213而離開第一本體15-211。由於第二穿透部15-213的第二穿透表面15-213A不垂直且不平行於第五方向15-D5,光線15-L在穿過第二穿透部15-213後將會會折射而沿著一第二方向15-D2移動,第二方向15-D2亦不垂直且不平行於第二穿透表面15-213A。於本實施例中,第二方向15-D2不平行於第一方向15-D1。於一些實施例中,第二方向15-D2亦可被調整為與第一方向15-D1平行。
於本實施例中,第一穿透部15-212的增透材料(第一增透材料)可與第二穿透部15-213的增透材料(第二增透材料)相同,且相異於第一本體15-211本身的材質。第一反射部15-214的反射材料也與第一本體15-211的材質不同。於一些實施例中,第一穿透部15-212和第二穿透部15-213可使用不同的增透材料。
於一些實施例中,第一反射部15-214可以全反射的方式反射光線15-L(未設有反射材料),而第二反射部15-215處設有反射材料。於一些實施例中,第一反射部15-214和第二反射部15-215上皆設有反射材料。於一些實施例中,第一反射部15-214和第二反射部15-215皆是以全反射的方式反射光線15-L。
應注意的是,由於光線15-L在第一本體15-211中多次的折射和反射皆會使光線15-L收束或發散,因此第一光路調整模組15-200的焦距的絕對值將會大於零且小於無限大。
第一驅動機構15-220是配置來驅動第一本體15-211相對於電子設備15-20運動,以達到對焦(focus)、晃動補償(Optical Image Stabilization, OIS)、及/或變焦(zoom)的目的。舉例而言,第一驅動機構15-220可驅動第一本體15-211相對於電子設備15-20沿著第一方向15-D1移動、可驅動第一本體15-211相對於電子設備15-20沿著垂直第一方向15-D1之方向移動、及/或可驅動第一本體15-211相對於電子設備15-20繞第一方向15-D1旋轉。
第一驅動機構15-220例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第一本體15-211,另一者則可連接第一中空框體15-230或電子設備15-20,通過線圈和磁鐵之間的磁推力,第一本體15-211可相對於電子設備15-20產生移動及/或旋轉。
請繼續參閱第196圖,光線15-L沿著第二方向15-D2離開第一光路調整模組15-200後,將會抵達第二光路調整模組15-300。沿著第一方向15-D1觀察時,第二光路調整模組15-300的尺寸會大於第一光路調整模組15-200的尺寸。換言之,沿著第一方向15-D1觀察時,至少部分的第二光路調整模組15-300未與第一光路調整模組15-200重疊。
第二光路調整模組15-300包括一第二光路調整元件15-310、一第二驅動機構15-320、以及一第二中空框體15-330,其中第二光路調整元件15-310和第二驅動機構15-320容置於第二中空框體15-330中。
第二光路調整元件15-310包括一第二本體15-311、一第三穿透部15-312、一第四穿透部15-313、一第三反射部15-314、以及一第四反射部15-315。第二本體15-311可由可透光的固體或液體構成(例如玻璃或壓克力),且其具有一第四側15-3111、一第五側15-3112、以及一第六側15-2113,其中第四側15-3111面朝第一光路調整模組15-200,第五側15-3112相反於第四側15-3111,且第六側15-3113連接第四側15-3111和第五側15-3112。
第三穿透部15-312設置於第二本體15-311的第四側15-3111上,其可具有一第一增透層,以提升光線15-L的穿透率。當光線15-L離開第一光路調整模組15-200並進入第二光路調整模組15-300時,所述光線15-L可由第三穿透部15-312進入第二本體15-311中。需特別說明的是,光線15-L是由第三穿透部15-312上的第三穿透表面15-312A進入第二本體15-311,且第三穿透表面15-312A不垂直且不平行於第二方向15-D2。因此,光線15-L進入第二本體15-311後,將會產生折射而朝向一第七方向15-D7行進,且第七方向15-D7和第二方向15-D2不平行。
第三反射部15-314設置於第二本體15-311的第六側15-3113上,且其可具有一第一反射層,以提升對光線15-L的反射率。當光線15-L在第二本體15-311中沿著第七方向15-D7移動至第二本體15-311的第六側15-3113時,光線15-L將會接觸第三反射部15-314,並被第三反射部15-314反射而朝向一第八方向15-D8移動。由於第三反射部15-314上反射光線15-L的第三反射表面15-314A不垂直且不平行於第七方向15-D7,因此第八方向15-D8將不平行於第七方向15-D7。
第四反射部15-315位於第二本體15-311的第四側15-3111上。被第三反射部15-314反射後的光線15-L將沿著第八方向15-D8再次朝向第二本體15-311的第四側15-3111移動並抵達第四反射部15-315。在光線15-L接觸第四反射部15-315後,其會被第四反射部15-315再次反射。
類似於第三反射部15-314,第四反射部15-315具有一第二反射層以提升對光線15-L的反射率。當光線15-L接觸第四反射部15-315後,光線15-L會被第四反射部15-315反射而朝向一第九方向15-D9移動。由於第四反射部15-315上反射光線15-L的第四反射表面15-315A不垂直且不平行於第八方向15-D8,因此第九方向15-D9將不平行於第八方向15-D8。
第四穿透部15-313設置於第二本體15-311的第五側15-3112上。被第四反射部15-315反射後的光線15-L將沿著第九方向15-D9朝向第二本體15-311的第五側15-3112移動並抵達第四穿透部15-313。第四穿透部15-313具有一第二增透層,以提升光線15-L的穿透率。因此,當光線抵達第四穿透部15-313,將可穿過第四穿透部15-313而離開第二本體15-311。由於第四穿透部15-313的第四穿透表面15-313A不垂直且不平行於第九方向15-D9,光線15-L在穿過第四穿透部15-313後將會會折射而沿著一第六方向15-D6移動,第六方向15-D6亦不垂直且不平行於第四穿透表面15-313A。於本實施例中,第六方向15-D6不平行於第一方向15-D1及第二方向15-D2。於一些實施例中,第六方向15-D6亦可被調整為與第一方向15-D1平行。
於本實施例中,第三穿透部15-312的第一增透層和第四穿透部15-313的第二增透層可具有相同材質,且相異於第二本體15-311的材質。第三反射部15-314的第一反射層和第四反射部15-315的第二反射層可具有相同材質,且相異於第二本體15-311的材質。於一些實施例中,第三穿透部15-312的第一增透層和第四穿透部15-313的第二增透層可具有相異材質,且第三反射部15-314的第一反射層和第四反射部15-315的第二反射層可具有相異材質。
由於光線15-L在第二本體15-311中多次的折射和反射皆會使光線15-L收束或發散,因此第二光路調整元件15-310的焦距的絕對值將會大於零且小於無限大。
第二驅動機構15-320是配置來驅動第二本體15-311相對於電子設備15-20運動,以達到對焦、晃動補償、及/或變焦的目的。舉例而言,第二驅動機構15-320可驅動第二本體15-311相對於電子設備15-20沿著第六方向15-D6移動、可驅動第二本體15-311相對於電子設備15-20沿著垂直第六方向15-D6之方向移動、及/或可驅動第二本體15-311相對於電子設備15-20繞第六方向15-D6旋轉。
第二驅動機構15-320例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接第二本體15-311,另一者則可連接第二中空框體15-330或電子設備15-20,通過線圈和磁鐵之間的磁推力,第二本體15-311可相對於電子設備15-20產生移動及/或旋轉。
如第196圖所示,光線15-L沿著第六方向15-D6離開第二光路調整模組15-300後,將會抵達光學模組15-400。光學模組15-400是用來調整光學系統15-10的焦距,其包括至少一光學元件15-410、一第三驅動機構15-420、以及一第三中空框體15-430。光學元件15-410和第三驅動機構15-420容置於第三中空框體15-430中,光學元件15-410可為透鏡,且第三驅動機構15-420可用以驅動光學元件15-410相對於電子設備15-20運動。
舉例而言,第三驅動機構15-420可驅動光學元件15-410相對於電子設備15-20沿著光學元件15-410的光軸15-411及/或垂直光軸15-411之方向移動,其中所述光軸15-411平行於第一方向15-D1或第六方向15-D6,且不平行於第二方向15-D2。
第三驅動機構15-420例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接光學元件15-410,另一者則可連接第三中空框體15-430或電子設備15-20,通過線圈和磁鐵之間的磁推力,光學元件15-410可相對於電子設備15-20產生移動。
光線15-L在穿過光學模組15-400後,將可抵達光電轉換模組15-500。光電轉換模組15-500包括一光電轉換元件15-510、一第五驅動機構15-520、以及一第五中空框體15-530。光電轉換元件15-510和第五驅動機構15-520容置於第五中空框體15-530中,光電轉換元件15-510可將接收到的光線15-L轉換為一電子訊號,且第五驅動機構15-520可用以驅動光電轉換元件15-510相對於電子設備15-20運動。
舉例而言,第五驅動機構15-520可驅動光電轉換元件15-510相對於電子設備15-20沿著光軸15-411及/或垂直光軸15-411之方向移動。第五驅動機構15-520例如可包括線圈和磁鐵。線圈和磁鐵的一者可連接光電轉換元件15-510,另一者則可連接第五中空框體15-530或電子設備15-20,通過線圈和磁鐵之間的磁推力,光電轉換元件15-510可相對於電子設備15-20產生移動。
請繼續參閱第196圖,於本實施例中,光量控制模組15-600是設置於反射模組15-100和第一光路調整模組15-200之間,用以控制光線15-L通過光量控制模組15-600後的總量。光量控制模組15-600包括一可變光圈15-610、一第四驅動機構15-620、以及一第四中空框體15-630。其中,可變光圈15-610和第四驅動機構15-620容置於第四中空框體15-630中,且第四驅動機構15-620是用來調整可變光圈15-610的大小。
於一些實施例中,光量控制模組15-600亦可設置於開口15-11和反射模組15-100之間、第一光路調整模組15-200和第二光路調整模組15-300之間、或第二光路調整模組15-300和光學模組15-400之間。
綜上所述,本發明提供一種光學系統,包括一第一光路調整模組。第一光路調整模組包括一第一光路調整元件,用以將一光線的行進方向由一第一方向調整為一第二方向,且第一方向和第二方向不平行。前述第一光路調整元件的焦距之絕對值大於零且小於無限大。通過前述光學系統,可在有限的空間內使光路增加,進而增加了光學系統的焦距,有利於在小型化的電子設備內設置長焦段的望遠鏡頭。
雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上,但應該瞭解的是,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作更動、替代與潤飾。此外,本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟,任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟,只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此,本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外,每一申請專利範圍構成個別的實施例,且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許之更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。此外,每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例,且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。
1-10:外框
1-12:第一接合部
1-14:開口
1-20:底板
1-30,1-30’:框架
1-30A:第二開口表面
1-31:第二接合部
1-32:延伸部
1-33:開口
1-34:導引元件
1-35:側開口
1-40:葉片組件
1-40A:第一葉片
1-40B:第二葉片
1-40C:第三葉片
1-40D:第四葉片
1-40E:光圈開口
1-40A1,1-40B1,1-40C1,1-40D1:上表面
1-40A2,1-40B2,1-40C2,1-40D2:下表面
1-41A:第一葉片開口
1-41B:第二葉片開口
1-41C:第三葉片開口
1-41D:第四葉片開口
1-42A:第一導引開口
1-42B:第二導引開口
1-42C:第三導引開口
1-42D:第四導引開口
1-43A,1-43B,1-43C,1-43C1-44A,1-44B,1-44C,1-44D:邊緣
1-45A,1-45B,1-45C1-45D,1-46A,1-46B,1-46C,1-46D:方向
1-50:傳導元件
1-52:主體
1-53:連接部
1-54:延伸部
1-55:第一凹槽
1-56:第二凹槽
1-60,1-60’:底座
1-60A:第三開口表面
1-62:底座開口
1-64:凹槽
1-70:支撐組件
1-72:第一支撐元件
1-74:第二支撐元件
1-80:磁性元件
1-80A:第一磁性元件
1-80B:第二磁性元件
1-80C:分隔元件
1-90,1-90’:電路板
1-90A:第四開口表面
1-92:電子組件
1-94:感測元件
1-96:接合元件
1-98:導電元件
1-100,1-100’:光學元件驅動機構
1-A-1-A,1-B-1-B:線段
1-D:驅動組件
1-D1,1-D2,1-D3,1-D4,1-D5:最小直徑
1-DA:直徑
1-DA’:最小直徑
1-DA’’:最大直徑
1-F:固定部
1-L1,1-L2:長度
1-M:活動部
1-O:主軸
2-1:電子裝置
2-100、2-150X:光學元件驅動機構
2-10:固定部
2-10H:固定部的(或外框的)開口
2-10P1:側面
2-10S1:側邊
2-11:外框
2-12:底座
2-120:非金屬本體
2-121、2-122:第一金屬部、第二金屬部
2-13:框架
2-130:延伸部
2-131:第一電路
2-1351:凹陷結構
2-137:框架表面
2-30:活動部
2-31:光學元件承載座
2-317:承載座表面
2-32:驅動組件承載座
2-32H:開口
2-32H1:開口外部
2-32H2:開口內部
2-32HS:開口斜面組
2-3210:主體
2-3211、2-3212、2-3213:強化元件
2-327:驅動組件承載座表面
2-A-2-A’、2-B-2-B’:線段
2-AD:接著元件
2-AP:容納部
2-B:電性連接件
2-CN:第一控制單元
2-C1、2-C2、2-C3:線圈
2-D1、2-D2、2-D3:方向
2-F:電路元件
2-I:封裝單元
2-IM:感光組件
2-IMC:補正組件
2-IMM:感光元件
2-LS:光學元件
2-LT:入射光
2-M1、2-M2、2-M3:磁性元件
2-M11、2-M12:子磁性元件
2-N:感測組件
2-N1、2-N2、2-N3:感測元件
2-O:光軸
2-OT:外部控制單元
2-P:光路調整單元
2-PR:保護元件
2-PV:絕緣元件
2-Q:主軸
2-SS:支撐組件
2-S1、2-S2、2-S3、32-S4、2-S5:彈性元件
2-UL:限流結構
2-W:雜散光防止組件
2-W1、2-W2、2-W3、2-W4:防止反射表面
2-d1:距離
3-100:光學元件驅動機構
3-10:固定部
3-10H:固定部的(或外框的)開口
3-10P1:側面
3-10S1:側邊
3-11:外框
3-12:底座
3-120:非金屬本體
3-121、3-122:第一金屬部、第二金屬部
3-13:框架
3-130:延伸部
3-131:第一電路
3-1351:凹陷結構
3-137:框架表面
3-30:活動部
3-31:光學元件承載座
3-317:承載座表面
3-32:驅動組件承載座
3-32H:開口
3-32H1:開口外部
3-32H2:開口內部
3-32HS:開口斜面組
3-3210:主體
3-3211、3-3212、3-3213:強化元件
3-327:驅動組件承載座表面
3-A-3-A’、3-B-3-B’、3-C-3C’:線段
3-AD:接著元件
3-AP:容納部
3-B:電性連接件
3-CN:第一控制單元
3-C1、3-C2、3-C3:線圈
3-D1、3-D2、3-D3:方向
3-F:電路元件
3-I:封裝單元
3-IM:感光組件
3-IMC:補正組件
3-IMM:感光元件
3-LS:光學元件
3-LT:入射光
3-M1、3-M2、3-M3:磁性元件
3-M11、3-M12:子磁性元件
3-N:感測組件
3-N1、3-N2、3-N3:感測元件
3-O:光軸
3-OT:外部控制單元
3-P:光路調整單元
3-Q:主軸
3-SS:支撐組件
3-S1、3-S2、3-S3、33-S4、3-S5:彈性元件
3-W:雜散光防止組件
3-W1、3-W2、3-W3、3-W4:防止反射表面
3-d1:距離
4-50:可攜式電子裝置
4-100:光學系統
4-102:殼體
4-1021:開口
4-200:鏡片單元
4-300:光學元件驅動機構
4-302:光學元件
4-3021:第一面
4-304:外框
4-3041:頂面
4-3043:側壁
4-306:彈性元件
4-3061:固定組件固定端
4-3062:穩定部
4-3063:活動組件固定端
4-3065:彈性變形部
4-3066:連接部
4-308:承載件
4-3081:第二面
4-3083:凸起部
4-3087:容置槽
4-312:底座
4-3121:開口
4-3123:底座側壁
4-314:電路組件
4-3140:本體
4-3141:第一表面
4-3142:第二表面
4-316:補強構件
4-320:位置感測組件
4-3201:中心
4-330:強化元件
4-340:止動組件
4-341:第一止動元件
4-3411:第一止動表面
4-3412:階梯結構
4-342:第二止動元件
4-3421:第二止動表面
4-343:第三止動元件
4-3431:第三止動表面
4-400:感測元件
4-AD1:第一接著元件
4-AD2:第二接著元件
4-AD3:黏接元件
4-AX:主軸
4-CL:驅動線圈
4-DA:驅動組件
4-EC1:對外接點
4-EC2:測試接點
4-FA:固定組件
4-FC:中心
4-GP:間距
4-GS:內縮空間
4-IL1:第一假想線
4-L:光線
4-MA:活動組件
4-MC:中心
4-MD1:最大距離
4-MD2:最大距離
4-MG:驅動磁鐵
4-OC:中心
4-RX:實際轉軸
4-S1:第一側邊
4-S2:第二側邊
4-S3:第三側邊
5-1:電子裝置
5-10,5-20:光學元件驅動機構
5-11:光路調整組件
5-12:光路調整元件
5-13:光路調整元件基座
5-15:光學元件
5-110:外殼
5-111:光線入口
5-112:光線出口
5-113:頂壁
5-114:側壁
5-120:固定框架
5-130:內埋電路
5-140:第一彈性元件
5-141,5-241:活動框架連接部
5-142,5-242:承載座連接部
5-143,5-243:變形部
5-144:第三彈性元件連接部
5-150:活動框架
5-151:第一凹槽
5-152:第二凹槽
5-153:第三凹槽
5-154:第一彈性元件連接部
5-155:上止擋部
5-156:下止擋部
5-160:承載座
5-161:第一制震元件設置部
5-162:第二制震元件設置部
5-163:第二線圈設置部
5-164:分隔元件
5-165:第二線圈引線設置部
5-168:溝槽
5-170:第一線圈
5-171,5-181,5-191:繞線軸
5-173:第一線圈的左半部
5-174:第一線圈的右半部
5-176:第一線圈第一引線
5-177:第一線圈第二引線
5-180:第二線圈
5-183:第二線圈第一引線
5-184:第二線圈第二引線
5-186:第二線圈的上半部
5-187:第二線圈的下半部
5-190:第三線圈
5-196:第三線圈的前半部
5-197:第三線圈的後半部
5-200:第一驅動磁性元件
5-201:第一驅動磁性元件的上表面
5-202:第一驅動磁性元件的側表面
5-210:第二驅動磁性元件
5-212:第二驅動磁性元件的側表面
5-220:導磁元件
5-230:第三驅動磁性元件
5-233:第三驅動磁性元件的下表面
5-240:第二彈性元件
5-250:第三彈性元件
5-251:上端
5-252:下端
5-253:中段
5-260:第一參考磁性元件
5-261,5-262,5-281,5-282,5-283:磁區
5-263,5-284,5-285:空乏區
5-270:第二參考磁性元件
5-280:第三參考磁性元件
5-290:第一感測元件
5-300:第二感測元件
5-310:第三感測元件
5-320:電路組件
5-321:電路組件本體
5-322:電路組件容納部
5-323:電路組件開口
5-324:第三彈性元件連接部
5-325:穿孔
5-326:缺口
5-327:外部電性連接部
5-330:底座
5-331:底座本體
5-332:底座容納部
5-333:凸柱
5-334:凹槽
5-340:制震元件
5-350:黏著元件
5-1411:孔洞
5-1511:上半部
5-1512:下半部
5-1521:防溢流結構
5-A1:第一方向
5-A2:第二方向
5-CU:線圈單元
5-D:驅動組件
5-DMU:驅動磁性單元
5-E:彈性組件
5-I:固定部
5-L:入射光
5-L':出射光
5-M:活動部
5-O:光軸
5-R1:第一區
5-R2:第二區
5-R3:第三區
5-RMU:參考磁性單元
5-S:位置感測組件
5-SU:感測單元
7-1:電子裝置
7-10:光學元件驅動機構
7-20:透鏡模組
7-110:固定部
7-111:外框
7-112:底座
7-113:框架
7-114:第一側邊
7-114a:長度
7-115:第二側邊
7-115a:長度
7-120:活動部
7-121:承載座
7-130:第一驅動組件
7-131:第一線圈
7-131a:繞線軸
7-132:第一磁性元件
7-140:第二驅動組件
7-141:第二線圈
7-141a:繞線軸
7-142:第二磁性元件
7-150:第一支撐組件
7-151:第一中間元件
7-151a:中心
7-152a:第二中間元件
7-152a':中心
7-152b:第三中間元件
7-152b':中心
7-152c:第四中間元件
7-153:第一支撐元件
7-154:第一承載單元
7-154a:第一開口
7-154a':邊緣
7-154a'':第一強化結構
7-155:第一強化單元
7-155a:第二表面
7-156:第一容納單元
7-156a:第三表面
7-156a':邊緣
7-156a'':第二強化結構
7-157:第二支撐元件
7-158:第二強化單元
7-158a:第五表面
7-159:第二容納單元
7-159a:第六表面
7-159b:第三開口
7-159b':邊緣
7-159b'':第三強化結構
7-160:第二支撐組件
7-161:第二支撐單元
7-170:第一抑制組件
7-171:第一抑制元件
7-171a:最大尺寸
7-172:第二抑制元件
7-172a:凹陷結構
7-172b:深度
7-173:第一制震元件
7-180:第二抑制組件
7-181:第二制震元件
7-190:第一連接組件
7-191:第一彈性元件
7-192:第二彈性元件
7-200:第二連接組件
7-201:第三彈性元件
7-1111:頂面
7-1111a:邊緣
7-1112:外框側壁
7-1113:外框連接部
7-1121:底板
7-1122:第一底座側壁
7-1123:底座連接部
7-1124:底座連接部凹陷
7-1311:第一段部
7-1411:第二段部
7-1531:第一基底
7-1531a:第一表面
7-1571:第二基底
7-1571a:第四表面
7-1571b:第一容納部
7-1571c:第二容納部
7-1581:第二承載單元
7-1581a:凹陷結構
7-1711:突出結構
7-1911:第一彈性單元
7-1921:第二彈性單元
7-2011:第三彈性單元
7-AX1:第一轉軸
7-AX2:第二轉軸
7-D1:第一方向
7-D2:第二方向
7-D3:第三方向
7-D4:第四方向
7-D5:第五方向
7-L:光線
7-O:光學元件
7-OA:光軸
7-P1:第一假想平面
7-P2:第二假想平面
7-P3:第三假想平面
7-P4:第四假想平面
7-S1:最短距離
7-S2:最短距離
7-S3:最短距離
7-S4:最短距離
7-S5:間距
7-S6:間距
7-S7:間隙
7-S8:間距
7-T:三角形
8-100:光學元件驅動機構
8-200,8-500,8-600:校正步驟
8-210,8-220,8-230,8-231,8-232,8-233,8-234,8-235,8-236,8-240,8-250,8-510,8-520,8-530,8-540,8-550,8-610,8-611,8-612,8-613,8-620,8-621,8-622,8-623,8-630,8-631,8-632,8-633,8-640,8-650:操作
8-310:校正設備
8-320:影像處理單元
8-330:第一驅動單元
8-340:計算單元
8-350:第二驅動單元
8-410:光線
8-420:光學資訊
8-430:第一驅動控制訊號
8-440:第一驅動訊號
8-450:震動
8-460:慣性資訊
8-470:防手震資訊
8-480:第二驅動訊號
8-C:控制組件
8-D:驅動組件
8-D1:第一驅動元件
8-D2:第二驅動元件
8-F:固定部
8-M:活動部
8-O:光學元件
9-1:電子裝置
9-10:固定部
9-11:外框
9-12:底座
9-13:固定部接觸元件
9-13a:彈簧
9-13b:環
9-14:突起結構
9-15:空洞結構
9-20:活動部
9-21:光學元件承載座
9-22:活動部接觸元件
9-23:凹陷結構
9-23a:凹陷結構表
9-30:驅動組件
9-31:第一線圈
9-32:第二線圈
9-33:第一磁性元件
9-34:第二磁性元件
9-40:支撐組件
9-41:支點元件
9-41a:中心
9-42:潤滑元件
9-50:彈性組件
9-51:固定部固定端
9-51a:中心
9-52:活動部固定端
9-52a:中心
9-53:彈性部
9-60:電路組件
9-61:電路元件
9-61a:電路元件邊界
9-62:補強元件
9-62a:補強元件邊界
9-63:接地電路
9-70:接著元件
9-80:制震元件
9-100:光學元件驅動機構
9-110:光學元件
9-111:頂面
9-111a:邊緣
9-112:外框側壁
9-113:外框連接部
9-113a:外框連接部邊界
9-121:底板
9-121a:底板邊界
9-122:第一底座側壁
9-123:第二底座側壁
9-124:底座連接部
9-124a:底座連接部邊界
9-125:底座連接部凹陷
9-126:底座外周
9-127:底座電性連接部
9-128:溢膠槽
9-129:電路構件
9-200:透鏡模組
9-311:第一引線
9-321:第二引線
9-611:電路元件表面
9-612:第一電路元件容納部
9-612a:開口結構
9-613:第二電路元件容納部
9-613a:開口結構
9-614:電路元件顯露部
9-615:電路元件電極
9-D1:第一方向
9-D2:第二方向
9-D3:第三方向
9-L:光線
9-S1:距離
9-S2:距離
9-S3:間距
10-10:外框
10-10A:頂壁
10-10B:側壁
10-20:底座
10-20A:底座表面
10-21:擋牆
10-22:底板
10-23,10-29:凹槽
10-24A,10-35:膠槽
10-24B:閃避槽
10-25:第一容置空間
10-26:第三容置空間
10-27:第四容置空間
10-28:補強元件
10-30:活動部
10-30A,10-30B:上表面
10-30C:下表面
10-31:第一止動結構
10-31A:第一止動表面
10-32:第二止動結構
10-32A:第二止動表面
10-33:第一輕量化結構
10-34:加強結構
10-36:繞線部
10-37:第二容置空間
10-38A:容置部
10-38B:彈性元件限位結構
10-39:容置部
10-39A:線圈設置表面
10-39B:引線容納結構
10-39C:線圈支撐結構
10-40:線圈
10-41,10-42:引線
10-50:框架
10-50A:第一框架表面
10-50B:第二框架表面
10-50C:第三框架表面
10-50D:第四框架表面
10-51:第一框架側
10-52:第二框架側
10-53:第二輕量化結構
10-54:第三輕量化結構
10-55A:第一降噪表面
10-55B:第二降噪表面
10-56:抗反射元件
10-60:磁性元件
10-70:第一彈性元件
10-70A:第一部份
10-70B:第二部分
10-72:第二彈性元件
10-80:電子組件
10-82:感應磁性元件
10-84,10-86:電子組件
10-88:強化元件
10-90:阻尼元件
10-100:光學元件驅動機構
10-A-10-A,10-B-10-B,10-C-10-C,10-D-10-D,10-E-10-E:線段
10-D:驅動組件
10-D1,10-D2:最短距離
10-F:固定部
10-H1,10-H2:最大距離
10-L1,10-L2,10-L3:距離
10-M:主軸
10-O:光軸
10-S1,10-S2,10-S3,10-S4:尺寸
10-T1,10-T2:寬度
10-U:支撐組件
11-1:電子裝置
11-10,11-20:光學元件驅動機構
11-11:光路調整組件
11-12:光路調整元件
11-13:光路調整元件基座
11-110:第一光學元件
11-120:第二光學元件
11-200:外殼
11-201:光線入口
11-202:光線出口
11-203:頂壁
11-204:側壁
11-210:第一承載件
11-211:第一承載件本體
11-212:第一承載件開口
11-213:第一承載件設置部
11-214:第一承載件凹槽,第一活動部凹槽
11-215:第一承載件容納部
11-216:第一容置件
11-2161:第一容置空間
11-2162:第一容置件開口
11-220:第二承載件
11-221:第二承載件本體
11-222:第二承載件開口
11-223:第二承載件設置部
11-224:第二承載件凹槽,第二活動部凹槽
11-225:第二承載件容納部
11-226:第二容置件
11-230:第一容納件
11-240:第二容納件
11-250:接觸單元
11-251:第一接觸單元
11-2511:第一接觸元件
11-252:第二接觸單元
11-2521:第二接觸元件
11-260:引導單元
11-261:第一引導元件
11-262:第二引導元件
11-270:第一磁性元件
11-280:第一驅動線圈
11-281:第一驅動線圈的繞線軸
11-290:第二磁性元件
11-300:第二驅動線圈
11-301:第二驅動線圈的繞線軸
11-310:第一參考元件
11-320:第二參考元件
11-330:第三參考元件
11-340:第四參考元件
11-350:第一感測元件
11-360:第二感測元件
11-370:電路組件
11-371:電性連接部
11-380:底座
11-381:底座本體
11-382:底座支撐部
11-3821:底座支撐部凹槽,固定部凹槽
11-383:底座前側設置部
11-384:底座後側設置部
11-A1:第一方向
11-A2:第二方向
11-A3:第三方向
11-A4:第四方向
11-A5:第五方向
11-D1:第一驅動組件
11-D2:第二驅動組件
11-E:彈性組件
11-G:引導組件
11-I:固定部
11-I-1:第一側
11-I-2:第二側
11-I-3:第三側
11-I-4:第四側
11-L:入射光
11-L':出射光
11-M1:第一活動部
11-M2:第二活動部
11-O1:第一光軸
11-O2:第二光軸
11-S1:第一感測組件
11-S2:第二感測組件
12-1、12-1’、12-2:光學系統
12-100:第一光學模組
12-200:第二光學模組
12-300:第三光學膜組
12-10:固定部
12-10S1:第一側邊
12-10S2:第二側邊
12-11:外殼
12-12;側板
12-13:套筒
12-30:第一活動部
12-40:第二活動部
12-50:第三活動部
12-301:第三固定部
12-302:第四活動部
12-A-12-A’:線段
12-D1、12-D2、12-D3:方向
12-F1、12-F1’、12-F2:預壓力
12-FL1、12-FL1’、12-FL2:延伸假想線
12-LS1:第一光學元件
12-LS2:第二光學元件
12-LS3:第三光學元件
12-LS4:第四光學元件
12-LT:入射光
12-GU:引導組件
12-J1、12J2:壓電元件
12-K1、12-K2:接觸元件
12-MC1、12-MC2、12-MC3、12-MC4:驅動組件
12-M1、12-M1’、12-M2’、12-M2、12-M3、12-M4:磁性元件
12-O1、12-O2:光軸
12-PF:電路板
12-SN1、12-SN2:位置感測組件
12-SN11、12-SN12、12-SN21、12-SN22:感測元件
12-T1、12-T1’、12-T2:施壓組件
12-X1:位置
13-10:光學系統
13-11:光學裝置
13-11A:開口
13-11B:固定框架
13-11C:第一接著元件
13-11D:第二接著元件
13-11E:第三接著元件
13-12:光學裝置
13-12A:開口
13-12B:鏡片
13-12C:第二光電轉換器
13-20:電子設備
13-100:第一光學模組
13-110:第一光路調整元件
13-200:第二光學模組
13-210:第一光學組件
13-211:第一鏡片
13-212:第二鏡片
13-220:第二驅動機構
13-300:第三光學模組
13-310:第一光電轉換器
13-311:接收表面
13-320:第七驅動機構
13-400:第四光學模組
13-410:第二光學組件
13-411:第三鏡片
13-412:第四鏡片
13-420:第三驅動機構
13-500:第五光學模組
13-510:第三光學組件
13-511:第五鏡片
13-512:第六鏡片
13-600:第六光學模組
13-610:第二光路調整元件
13-620:第四驅動機構
13-700、13-700’:第七光學模組
13-710、13-710’:第四光學組件
13-711:第七鏡片
13-711A:切割平面
13-712:第八鏡片
13-712A:切割平面
13-720、13-720’:第五驅動機構
13-730’:框體
13-800:第八光學模組
13-810:第三光路調整元件
13-820:第六驅動機構
13-900:第九光學模組
13-910:可變光圈
13-920:第八驅動機構
13-AX1:第一軸向
13-AX2:第二軸向
13-AX3:第三軸向
13-AX4:第四軸向
13-AX5:第五軸向
13-AX6:第六軸向
13-AX7:第七軸向
13-AX8:第八軸向
13-D1:第一移動方向
13-D2:第二移動方向
13-D3:第三移動方向
13-D4:第四移動方向
13-L1:第一光線
13-L2:第二光線
13-M1:第一平移方向
13-M2:第二平移方向
13-OP1:第一光軸
13-OP2:第二光軸
13-OP3:第三光軸
13-OP4:第四光軸
13-OP5:第五光軸
13-OP6:第六光軸
14-10:光學系統
14-11:光學裝置
14-11A:開口
14-11B:固定框架
14-11C:第一接著元件
14-11D:第二接著元件
14-11E:第三接著元件
14-12:光學裝置
14-12A:開口
14-12B:鏡片
14-12C:第二光電轉換器
14-20:電子設備
14-100:第一光學模組
14-110:第一光路調整元件
14-200:第二光學模組
14-210:第一光學組件
14-211:第一鏡片
14-211A:切割平面
14-212:第二鏡片
14-212A:切割平面
14-220:第二驅動機構
14-300:第三光學模組
14-310:第一光電轉換器
14-311:接收表面
14-320:第七驅動機構
14-400:第四光學模組
14-410:第二光學組件
14-411:第三鏡片
14-412:第四鏡片
14-420:第三驅動機構
14-500:第五光學模組
14-510:第三光學組件
14-511:第五鏡片
14-512:第六鏡片
14-600:第六光學模組
14-610:第二光路調整元件
14-620:第四驅動機構
14-700、14-700’:第七光學模組
14-710、14-710’:第四光學組件
14-711:第七鏡片
14-711A:切割平面
14-712:第八鏡片
14-712A:切割平面
14-720、14-720’:第五驅動機構
14-730’:框體
14-800:第八光學模組
14-810:第三光路調整元件
14-820:第六驅動機構
14-900:第九光學模組
14-910:可變光圈
14-920:第八驅動機構
14-AX1:第一軸向
14-AX2:第二軸向
14-AX3:第三軸向
14-AX4:第四軸向
14-AX5:第五軸向
14-AX6:第六軸向
14-AX7:第七軸向
14-AX8:第八軸向
14-D1:第一移動方向
14-D2:第二移動方向
14-D3:第三移動方向
14-D4:第四移動方向
14-L1:第一光線
14-L2:第二光線
14-M1:第一平移方向
14-M2:第二平移方向
14-OP1:第一光軸
14-OP2:第二光軸
14-OP3:第三光軸
14-OP4:第四光軸
14-OP5:第五光軸
14-OP6:第六光軸
15-10:光學系統
15-11:開口
15-20:電子設備
15-100:反射模組
15-110:反射元件
15-200:第一光路調整模組
15-211:第一本體
15-212:第一穿透部
15-212A:第一穿透表面
15-213:第二穿透部
15-213A:第二穿透表面
15-214:第一反射部
15-214A:第一反射表面
15-215:第二反射部
15-215A:第二反射表面
15-220:第一驅動機構
15-230:第一中空框體
15-300:第二光路調整模組
15-310:第二光路調整元件
15-311:第二本體
15-312:第三穿透部
15-312A:第三穿透表面
15-313:第四穿透部
15-313A:第四穿透表面
15-314:第三反射部
15-314A:第三反射表面
15-315:第四反射部
15-315A:第四反射表面
15-320:第二驅動機構
15-330:第二中空框體
15-400:光學模組
15-410:光學元件
15-411:光軸
15-420:第三驅動機構
15-430:第三中空框體
15-500:光電轉換模組
15-510:光電轉換元件
15-520:第五驅動機構
15-530:第五中空框體
15-600:光量控制模組
15-610:可變光圈
15-620:第四驅動機構
15-630:第四中空框體
15-2111:第一側
15-2112:第二側
15-2113:第三側
15-3111:第四側
15-3112:第五側
15-3113:第六側
15-D1:第一方向
15-D2:第二方向
15-D3:第三方向
15-D4:第四方向
15-D5:第五方向
15-D6:第六方向
15-D7:第七方向
15-D8:第八方向
15-D9:第九方向
15-L:光線
第1圖是根據本發明一些實施例繪示的光學元件驅動機構的示意圖。
第2圖是光學元件驅動機構的爆炸圖。
第3圖是光學元件驅動機構的俯視圖。
第4A圖是沿第3圖中的線段1-A-1-A繪示的剖面圖。
第4B圖是沿第3圖中的線段1-B-1-B繪示的剖面圖。
第5A圖是光學元件驅動機構省略外框時的示意圖。
第5B圖是第一葉片、第二葉片、第三葉片、第四葉片的剖面示意圖。
第6圖是光學元件驅動機構一些元件的示意圖。
第7A圖以及第7B圖是傳導元件從不同方向觀察時的示意圖。
第8圖是光學元件驅動機構一些元件的示意圖。
第9A圖是葉片組件關閉時,光學元件驅動機構的俯視圖。
第9B圖是第9A圖省略外框時的示意圖。
第9C圖是第9A圖的剖面圖。
第10A圖是葉片組件開啟時,光學元件驅動機構的俯視圖。
第10B圖是第10A圖省略外框時的示意圖。
第10C圖是第10A圖的剖面圖。
第11圖以及第12圖分別是本發明另一些實施例中的光學元件驅動機構的立體圖以及爆炸圖。
第13圖係表示本發明一實施例之電子裝置的示意圖。
第14圖係表示本發明一實施例之光學元件驅動機構的示意圖。
第15圖係表示光學元件驅動機構的爆炸示意圖。
第16圖係表示光學元件驅動機構的組合示意圖。
第17圖係表示沿第15圖中之線段2-A-2-A’的剖面示意圖。
第18圖係表示光學元件驅動機構(省略外框、框架和驅動組件承載座)的組合示意圖。
第19圖係表示驅動組件承載座的示意圖。
第20圖係表示光學元件驅動機構(省略外框)的組合示意圖。
第21圖係表示光學元件驅動機構的仰視示意圖。
第22圖係表示外框與底座的局部剖面示意圖。
第23圖係表示光學元件驅動機構之框架、第一電路和電性連接件的爆炸示意圖。
第24圖係表示沿第15圖中之線段2-B-2-B’的剖面示意圖。
第25圖係表示本發明一實施例之光學元件驅動機構的示意圖。
第26圖係表示光學元件驅動機構的爆炸示意圖。
第27圖係表示光學元件驅動機構的組合示意圖。
第28圖係表示沿第27圖中之線段3-A-3-A’的剖面示意圖。
第29圖係表示光學元件驅動機構(省略外框、框架和驅動組件承載座)的組合示意圖。
第30圖係表示驅動組件承載座的示意圖。
第31圖係表示外框與底座的局部剖面示意圖。
第32圖係表示光學元件驅動機構之框架、第一電路和電性連接件的爆炸示意圖。
第33圖係表示沿第27圖中之線段3-B-3-B’的剖面示意圖。
第34圖係表示沿第27圖中之線段3-C-3-C’的剖面示意圖(省略外框)。
第35圖為根據本揭露一實施例之安裝於一可攜式電子裝置4-50上的一光學系統4-100之示意圖。
第36圖為根據本揭露一實施例之第35圖中光學系統4-100的剖面示意圖。
第37圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之立體圖。
第38圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之爆炸圖。
第39圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之上視圖。
第40圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之下視圖。
第41圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300於另一視角的立體圖。
第42圖為根據本揭露一實施例之沿著第37圖之線段4-A-4-A之剖面圖。
第43圖為根據本揭露一實施例之沿著第37圖之線段4-B-4-B之剖面圖。
第44圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300移除外框4-304的上視圖。
第45圖為根據本揭露一實施例之承載件4-308與驅動磁鐵4-MG於另一視角的爆炸圖。
第46圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之部分結構的放大示意圖。
第47圖為根據本揭露另一實施例之光學元件驅動機構4-300之前視圖。
第48圖為根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構4-300之部分結構的爆炸圖。
第49圖為根據本揭露一實施例之沿著第39圖中線段4-E-4-E的剖面圖。
第50圖是裝設有光學元件驅動機構的電子裝置的示意圖。
第51圖是包括光路調整組件的光學元件驅動機構的立體圖。
第52圖是光路調整組件的示意圖。
第53圖是省略光路調整組件的光學元件驅動機構的分解圖。
第54圖是外殼的立體圖。
第55圖是包括內埋電路的固定框架的立體圖,其中內埋電路以虛線繪示。
第56圖是電路組件的立體圖。
第57圖是底座的立體圖。
第58圖是光學元件驅動機構的仰視圖,其中底座以虛線繪示。
第59圖是活動框架的立體圖。
第60圖是活動框架的俯視圖。
第61圖是承載座的立體圖。
第62圖是承載座的俯視圖。
第63圖是第一彈性元件的俯視圖。
第64圖是第二彈性元件的俯視圖。
第65圖是第三彈性元件的立體圖。
第66圖是驅動組件的立體圖。
第67圖是驅動組件的側視圖。
第68圖是驅動組件的前視圖。
第69圖是驅動組件的分解圖。
第70圖是電路組件以及位置感測組件的示意圖,其中電路組件以虛線繪示。
第71圖是第一參考磁性元件以及第一感測元件的示意圖。
第72圖是第二參考磁性元件以及第二感測元件的示意圖。
第73圖是第三參考磁性元件以及第三感測元件的示意圖。
第74圖是省略部分元件的光學元件驅動機構的立體圖。
第75圖是省略部分元件的光學元件驅動機構的俯視圖。
第76圖是省略部分元件的光學元件驅動機構的立體圖。
第77圖是省略部分元件的光學元件驅動機構的俯視圖。
第78圖係表示根據本揭露一實施例之具有一光學元件驅動機構之一電子裝置之示意圖。
第79圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構及一透鏡模組之示意圖。
第80圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構及一光學元件之立體圖。
第81圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之爆炸圖。
第82圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一外框之立體圖。
第83圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一底座之立體圖。
第84圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之外框及底座之底視圖。
第85圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之外框及底座之立體圖。
第86圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構及光學元件沿第80圖之7-A-7-A剖面線之剖視圖。
第87圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一第一驅動組件及一第二驅動組件之立體圖。
第88圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一第一中間元件、一第二中間元件、一第三中間元件及一第四中間元件之示意圖。
第89圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一第一抑制組件之示意圖。
第90圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一第二支撐組件、一第二抑制組件、一第一連接組件及一第二連接組件之示意圖。
第91圖是本揭露一些實施例中的光學元件驅動機構的示意圖。
第92圖是本揭露一些實施例中的校正步驟的流程圖。
第93圖是在一些實施例中的詳細流程圖。
第94圖是使用校正步驟來校正光學元件驅動機構時的示意圖。
第95圖是校正步驟的流程圖。
第96圖是校正步驟的流程圖。
第97圖是使用校正步驟來校正光學元件驅動機構時的示意圖。
第98圖係表示根據本揭露一實施例之具有一光學元件驅動機構之一電子裝置之示意圖。
第99圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構及一透鏡模組之示意圖。
第100圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構及一光學元件之立體圖。
第101圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之爆炸圖。
第102圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一外框之立體圖。
第103圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一底座之立體圖。
第104圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之外框、底座及一接地電路之底視圖,其中外框以虛線表示。
第105圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之外框及底座之立體圖。
第106圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構及光學元件沿第100圖之9-A-9-A剖面線之剖視圖。
第107圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之底座、一驅動組件及一電路元件之立體圖,其中底座以虛線表示。
第108圖係表示根據本揭露另一實施例之光學元件驅動機構沿第100圖之9-A-9-A剖面線之剖視圖。
第109圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一彈性組件及制震元件之示意圖。
第110圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之一第一線圈、一第二線圈、電路元件及一補強元件之示意圖,其中第一線圈、第二線圈及補強元件以虛線表示。
第111圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之電路元件及補強元件之示意圖,其中補強元件以虛線表示。
第112圖係表示根據本揭露一實施例之光學元件驅動機構之底視圖。
第113圖是根據本發明一些實施例繪示的光學元件驅動機構的立體圖。
第114圖是光學元件驅動機構的爆炸圖。
第115圖是光學元件驅動機構的俯視圖。
第116圖是光學元件驅動機構的仰視圖。
第117圖是第116圖的放大圖。
第118圖、第119圖、第120圖、第121圖、第122圖分別是沿第115圖中的線段10-A-10-A、10-B-10-B、10-C-10-C、10-D-10-D、以及第113圖中的線段10-E-10-E繪示的剖面圖。
第123圖是光學元件驅動機構一些元件的示意圖。
第124圖是光學元件驅動機構一些元件的俯視圖。
第125圖是光學元件驅動機構一些元件的前視圖。
第126圖是光學元件驅動機構一些元件的後視圖。
第127圖是第124圖的放大圖。
第128圖以及第129圖是光學元件驅動機構另一些元件從不同角度觀察時的示意圖。
第130圖是底座以及設置在底座上的一些元件的示意圖。
第131圖是第130圖的放大圖。
第132圖是底座以及設置在底座上的一些元件的俯視圖。
第133圖與第134圖是活動部以及線圈從不同角度觀察時的示意圖。
第135A圖是活動部以及線圈的側視圖。
第135B圖是活動部以及線圈的俯視圖。
第136圖是活動部的示意圖。
第137圖是活動部的側視圖。
第138圖是第136圖的放大圖。
第139圖是光學元件驅動機構一些元件的示意圖。
第140圖是框架的示意圖。
第141圖是框架的前視圖。
第142圖是在框架上設置抗反射元件的示意圖。
第143圖以及第144圖是在光學元件驅動機構上額外設置抗反射元件時的剖面圖。
第145圖是在光學元件驅動機構上額外設置抗反射元件時的後視圖。
第146圖是裝設有光學元件驅動機構的電子裝置的示意圖。
第147圖是搭配光路調整組件的光學元件驅動機構的立體圖。
第148圖是光路調整組件的示意圖。
第149圖是光學元件驅動機構的分解圖。
第150圖至第152圖是光學元件驅動機構從不同角度觀看的立體圖。
第153圖是光學元件驅動機構的前視圖。
第154圖是光學元件驅動機構的側視圖。
第155圖是外殼的立體圖。
第156圖是電路組件以及底座的立體圖。
第157圖是第一承載件的立體圖。
第158圖是第一承載件的前視圖。
第159圖是第二承載件的立體圖。
第160圖是第二承載件的前視圖。
第161圖是第一感測組件的示意圖。
第162圖是第二感測組件的示意圖。
第163圖是引導組件的示意圖。
第164圖是第一容置件、第一接觸單元、第一引導元件的立體圖。
第165圖以及第166圖是第一容置件、第一接觸單元、第一引導元件的前視圖以及後視圖。
第167圖係表示本發明一實施例之光學系統的示意圖。
第168圖係表示光學系統的示意圖。
第169圖係表示光學系統的示意圖。
第170圖係表示光學系統的爆炸示意圖。
第171圖係表示第168圖中之線段12-A-12-A’的剖面示意圖。
第172圖係表示光學系統的一部分的俯視立體意圖。
第173圖係表示另一實施例之光學系統的示意圖。
第174圖係表示另一實施例之光學系統的示意圖。
第175圖係表示本發明一實施例之光學系統和電子設備的示意圖。
第176圖係表示本發明一實施例之光學系統和電子設備的示意圖。
第177圖係表示本發明一實施例中之光學裝置的示意圖。
第178圖係表示本發明一實施例中之光學裝置的示意圖。
第179圖係表示本發明一實施例中之光學裝置的示意圖。
第180圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第181圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第182圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第183圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第184圖係表示本發明一些實施例中,第一光學模組、第二光學模組、第三光學模組固定於固定框架上的示意圖。
第185圖係表示本發明一實施例之光學系統和電子設備的示意圖。
第186圖係表示本發明一實施例之光學系統和電子設備的示意圖。
第187圖係表示本發明一實施例中之光學裝置的示意圖。
第188圖係表示本發明一實施例中之光學裝置的示意圖。
第189圖係表示本發明一實施例中之光學裝置的示意圖。
第190圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第191圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第192圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第193圖係表示本發明另一實施例中之光學裝置的示意圖。
第194圖係表示本發明一些實施例中,第一光學模組、第二光學模組、第三光學模組固定於固定框架上的示意圖。
第195圖係表示本發明一實施例之電子設備的示意圖。
第196圖係表示本發明一實施例之光學系統的示意圖。
13-11:光學裝置
13-100:第一光學模組
13-110:第一光路調整元件
13-200:第二光學模組
13-210:第一光學組件
13-211:第一鏡片
13-212:第二鏡片
13-220:第二驅動機構
13-300:第三光學模組
13-310:第一光電轉換器
13-311:接收表面
13-320:第七驅動機構
13-400:第四光學模組
13-410:第二光學組件
13-411:第三鏡片
13-412:第四鏡片
13-420:第三驅動機構
13-500:第五光學模組
13-510:第三光學組件
13-511:第五鏡片
13-512:第六鏡片
13-600:第六光學模組
13-610:第二光路調整元件
13-620:第四驅動機構
13-700:第七光學模組
13-710:第四光學組件
13-711:第七鏡片
13-712:第八鏡片
13-720:第五驅動機構
13-800:第八光學模組
13-810:第三光路調整元件
13-820:第六驅動機構
13-900:第九光學模組
13-910:可變光圈
13-920:第八驅動機構
13-AX1:第一軸向
13-AX3:第三軸向
13-AX4:第四軸向
13-AX5:第五軸向
13-AX6:第六軸向
13-AX7:第七軸向
13-D2:第二移動方向
13-D3:第三移動方向
13-D4:第四移動方向
13-L1:第一光線
13-M1:第一平移方向
13-OP1:第一光軸
13-OP2:第二光軸
13-OP3:第三光軸
13-OP4:第四光軸
13-OP5:第五光軸
13-OP6:第六光軸
Claims (20)
- 一種光學系統,固定地設置於一電子設備上,該光學系統包括: 一第一光學模組,用以調整一第一光線的行進方向由一第一移動方向變更為一第二移動方向,其中該第一移動方向和該第二移動方向不平行; 一第二光學模組,用以接收沿著該第二移動方向行進之該第一光線;以及 一第三光學模組,該第一光線依序經過該第一光學模組和該第二光學模組入射至該第三光學模組; 其中,該第三光學模組包括一第一光電轉換器,用以將該第一光線轉換為一第一影像訊號。
- 如請求項1之光學系統,其中: 該第一光學模組更包括一第一光路調整元件以及一第一驅動機構,該第一驅動機構用以驅動該第一光路調整元件相對於該電子設備運動; 該第一驅動機構用以驅動該第一光路調整元件相對於該電子設備繞一第一軸向轉動; 該第一軸向和該第一移動方向不平行; 該第一軸向垂直於該第一移動方向; 該第一軸向和該第二移動方向不平行; 該第一軸向垂直於該第二移動方向; 該第一驅動機構用以驅動該第一光路調整元件相對於該電子設備繞一第二軸向轉動; 該第二軸向和該第一軸向不平行; 該第二軸向和該第一移動方向不平行; 該第二軸向和該第二移動方向不平行; 該電子設備具有一板狀結構,且該電子設備之厚度方向平行於該第一移動方向; 該第一驅動機構和該第一光路調整元件的排列方向平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第一驅動機構和該第一光路調整元件重疊; 該第二光學模組包括一第一光學組件和一第二驅動機構,該第一光學組件具有一第一光軸,且該第二驅動機構用以驅動該第一光學組件相對於該電子設備運動; 該第二驅動機構用以驅動該第一光學組件沿著該第一光軸運動; 該第一光軸平行於該第二移動方向; 該第一光學組件包括一第一鏡片; 該第一光學組件包括一第二鏡片; 該第一光線依序經過該第一鏡片和該第二鏡片入射至該第三光學模組; 該第二驅動機構和該第一光學組件的排列方向不平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第二驅動機構和該第一光學組件不重疊。
- 如請求項2之光學系統,其中該光學系統更包括一第四光學模組,該第一光線經由該第四光學模組入射至該第三光學模組; 該第一光線依序經過該第一光學模組和該第四光學模組入射至該第三光學模組; 該第四光學模組包括一第二光學組件和一第三驅動機構,該第二光學組件具有一第二光軸,且該第三驅動機構用以驅動該第二光學組件相對於該電子設備運動; 該第三驅動機構用以驅動該第二光學組件相對於該電子設備沿著一第一平移方向運動,該第一平移方向和該第二光軸不平行; 該第三驅動機構用以驅動該第二光學組件相對於該電子設備沿著一第二平移方向運動,該第二平移方向和該第二光軸不平行; 該第一平移方向和該第二移動方向不平行; 該第二光學組件包括一第三鏡片; 該第二光學組件包括一第四鏡片; 該第一光線依序經過該第三鏡片和該第四鏡片入射至該第三光學模組; 該第三驅動機構和該第二光學組件的排列方向不平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第三驅動機構和該第二光學組件不重疊。
- 如請求項3之光學系統,其中該光學系統更包括一第五光學模組,該第一光線經過該第五光學模組入射至該第三光學模組; 該第一光線依序經過該第一光學模組和該第五光學模組入射至該第三光學模組; 該第五光學模組更包括一第三光學組件,且該第三光學組件具有一第三光軸; 該第三光學組件包括一第五鏡片; 該第三光學組件包括一第六鏡片; 該第一光線依序經過該第五鏡片和該第六鏡片入射至該第三光學模組。
- 如請求項4之光學系統,其中該光學系統更包括一第六光學模組,該第一光線經過該第六光學模組入射至該第三光學模組; 該第一光線依序經過該第一光學模組和該第六光學模組入射至該第三光學模組; 該第六光學模組用以將該第一光線的行進方向由該第二移動方向變更為一第三移動方向; 該第二移動方向和該第三移動方向不平行; 該第六光學模組包括一第二光路調整元件和一第四驅動機構,該第四驅動機構用以驅動該第二光路調整元件相對於該電子設備運動; 該第四驅動機構用以驅動該第二光路調整元件相對於該電子設備繞一第三軸向轉動; 該第三軸向和該第二移動方向不平行; 該第三軸向垂直於該第二移動方向; 該第三軸向和該第三移動方向不平行; 該第三軸向垂直於該第三移動方向; 該第四驅動機構用以驅動該第二光路調整元件相對於該電子設備繞一第四軸向轉動; 該第四軸向和該第三軸向不平行; 該第四軸向和該第二移動方向不平行; 該第四軸向和該第三移動方向不平行。
- 如請求項5之光學系統,其中該第四驅動機構和該第二光路調整元件的排列方向平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第四驅動機構和該第二光路調整元件重疊; 該第三移動方向和該第一移動方向平行。
- 如請求項5之光學系統,其中該第四驅動機構和該第二光路調整元件的排列方向不平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第四驅動機構和該第二光路調整元件不重疊; 該第三移動方向和該第一移動方向不平行。
- 如請求項5之光學系統,其中該光學系統更包括一第七光學模組,該第一光線經過該第七光學模組入射至該第三光學模組; 該第一光線依序經過該第一光學模組和該第七光學模組入射至該第三光學模組; 該第七光學模組包括一第四光學組件和一第五驅動機構,該第四光學組件具有一第四光軸,且該第五驅動機構用以驅動該第四光學組件相對於該電子設備運動; 該第五驅動機構用以驅動該第四光學組件相對於該電子設備沿著該第四光軸運動; 該第四光學組件包括一第七鏡片; 該第四光學組件包括一第八鏡片; 該第一光線依序經過該第七鏡片和該第八鏡片入射至該第三光學模組; 該第二光學組件相對於該電子設備沿著該第二光軸運動的最大運動範圍相異於該第四光學組件相對於該電子設備沿著該第四光軸運動的最大運動範圍。
- 如請求項8之光學系統,其中該光學系統更包括一第八光學模組,該第一光線經過該第八光學模組入射至該第三光學模組; 該第一光線依序經過該第一光學模組和該第八光學模組入射至該第三光學模組; 該第八光學模組用以將該第一光線的行進方向由該第三移動方向變更為一第四移動方向; 該第三移動方向和該第四移動方向不平行; 該第八光學模組包括一第三光路調整元件和一第六驅動機構,該第六驅動機構用以驅動該第三光路調整元件相對於該電子設備運動; 該第六驅動機構用以驅動該第三光路調整元件相對於該電子設備繞一第五軸向轉動; 該第五軸向和該第三移動方向不平行; 該第五軸向垂直於該第三移動方向; 該第五軸向和該第四移動方向不平行; 該第五軸向垂直於該第四移動方向; 該第六驅動機構用以驅動該第三光路調整元件相對於該電子設備繞一第六軸向轉動; 該第六軸向和該第五軸向不平行; 該第六軸向和該第三移動方向不平行; 該第六軸向和該第四移動方向不平行。
- 如請求項9之光學系統,其中該第六驅動機構和該第三光路調整元件之排列方向平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第六驅動機構和該第三光路調整元件重疊; 該第四移動方向與該第一移動方向平行。
- 如請求項9之光學系統,其中該第六驅動機構和該第三光路調整元件之排列方向不平行於該第一移動方向; 沿著該第一移動方向觀察時,該第六驅動機構和該第三光路調整元件不重疊; 該第四移動方向與該第一移動方向不平行; 該第四移動方向與該第二移動方向平行。
- 如請求項9之光學系統,其中該第三光學模組更包括一第七驅動機構,用以驅動該第一光電轉換器相對於該電子設備運動; 該第一光電轉換器具有一接收表面和一第五光軸,該接收表面用以接收該第一光線,且該第五光軸垂直於該接收表面; 該第七驅動機構用以驅動該第一光電轉換器相對於該電子設備繞該第五光軸轉動; 該第七驅動機構用以驅動該第一光電轉換器相對於該電子設備繞一第七軸向轉動,該第七軸向垂直於該第五光軸; 該第七驅動機構用以驅動該第一光電轉換器相對於該電子設備繞一第八軸向轉動,該第八軸向垂直於該第五光軸; 該第七軸向和該第八軸向不平行。
- 如請求項12之光學系統,其中該第五光軸和該第四移動方向平行; 沿著垂直該第四移動方向的方向觀察時,該第七驅動機構和該第八光學模組重疊; 沿著該第四移動方向觀察時,該第一光電轉換器和該第三光路調整元件重疊; 沿著垂直該第四移動方向的方向觀察時,該第七驅動機構和該第三光路調整元件重疊。
- 如請求項12之光學系統,其中該第五光軸和該第三移動方向平行; 沿著垂直該第三移動方向的方向觀察時,該第七驅動機構和該第六光學模組重疊; 沿著該第三移動方向觀察時,該第一光電轉換器和該第二光路調整元件重疊; 沿著垂直該第三移動方向的方向觀察時,該第七驅動機構和該第二光路調整元件重疊。
- 如請求項12之光學系統,其中該光學系統更包括一第九光學模組,該第一光線經過該第九光學模組入射至該第三光學模組; 該第一光線依序經過該第一光學模組和該第九光學模組入射至該第三光學模組; 該第九光學模組包括一可變光圈和一第八驅動機構,該可變光圈用以調整該第一光線通過該可變光圈之通過量,且該第八驅動機構用以改變該可變光圈之大小; 該可變光圈具有一第六光軸; 沿該第一移動方向觀察時,該第八驅動機構和該第六光軸不重疊; 該第六光軸和該第一移動方向不平行; 該第六光軸和該第二移動方向不平行; 該第六光軸和該第四移動方向不平行; 該第六光軸平行於該第三移動方向。
- 如請求項9之光學系統,其中該第一光線依序通過該第一鏡片、該第二鏡片、該第三鏡片、該第四鏡片、該第五鏡片、該第六鏡片、該第七鏡片、以及該第八鏡片; 該第一鏡片的尺寸相異於該第二鏡片的尺寸; 該第一鏡片的尺寸小於該第二鏡片的尺寸; 該第二鏡片的尺寸相異於該第三鏡片的尺寸; 該第二鏡片的尺寸小於該第三鏡片的尺寸; 該第三鏡片的尺寸相異於該第四鏡片的尺寸; 該第三鏡片的尺寸小於該第四鏡片的尺寸; 該第四鏡片的尺寸相異於該第五鏡片的尺寸; 該第四鏡片的尺寸小於該第五鏡片的尺寸; 該第五鏡片的尺寸相異於該第六鏡片的尺寸; 該第五鏡片的尺寸小於該第六鏡片的尺寸; 該第六鏡片的尺寸相異於該第七鏡片的尺寸; 該第六鏡片的尺寸小於該第七鏡片的尺寸; 該第七鏡片的尺寸相異於該第八鏡片的尺寸; 該第七鏡片的尺寸小於該第八鏡片的尺寸; 該第一光線依序通過該第一鏡片、一可變光圈以及該第八鏡片。
- 如請求項16之光學系統,其中該第八鏡片具有一切割平面; 該第一鏡片具有未被切割的一圓形結構。
- 如請求項9之光學系統,其中該第七光學模組更包括複數個第四光學組件,且該些第四光學組件分別具有不同焦距; 該第五驅動機構用以切換該些第四光學組件。
- 如請求項1之光學系統,其中該第一光學模組、該第二光學模組和該第三光學模組構成一光學裝置,且該光學系統更包括一另一光學裝置,該光學裝置和該另一光學裝置相鄰,其中該另一光學裝置包括一第二光電轉換器,用以將進入該另一光學裝置的一第二光線轉換為一第二影像訊號; 該第一光電轉換器和該第二光電轉換器之間形成不為零的間距; 沿著垂直該第一移動方向的所有方向觀察時,該光學裝置和該另一光學裝置重疊。
- 如請求項1之光學系統,其中該第一光學模組和該第三光學模組分別為獨立個體; 該第一光學模組和該第三光學模組之間形成不為零的間距; 該第一光學模組直接或間接地經由一第一接著元件相對於該第三光學模組被調整到一預設位置,且經由該第一接著元件固定地連接該第三光學模組; 該第一光學模組經由一固定框架和該第一接著元件固定地連接該第三光學模組; 該第二光學模組和該第三光學模組分別為獨立個體; 該第二光學模組和該第三光學模組之間形成不為零的間距; 該第二光學模組直接或間接地經由一第二接著元件相對於該第三光學模組被調整到一另一預設位置,且經由該第二接著元件固定地連接該第三光學模組; 該第二光學模組經由該固定框架和該第二接著元件固定地連接該第三光學模組。
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