TWI514022B - 光學機構 - Google Patents

Description

光學機構

本發明係有關於一種光學機構，特別是有關於一種可調整群框之承靠位置的光學機構。

對於現有的攝影裝置而言，當相機被開啟使用時，相機的鏡頭會伸出機身，以接收被拍攝物的影像；當相機被關閉時，鏡頭的各透鏡組會彼此疊合而使鏡頭縮回機身中。由於相機越來越輕變化，整體結構的要求也越來越精巧，因此鏡頭的透鏡組設計成可翻轉的結構，使各透鏡組疊合後的總體積更小，如此可翻轉的透鏡組通常設計成可在一工作位置與一退避位置之間移動並穩定地成像於影像感測元件，當相機開啟時，該透鏡組翻轉移動至該工作位置時，光線通過該透鏡組而成像於影像感測元件，當相機關閉時，該透鏡組再度翻轉移動至退避位置，以便於各元件收納於機身。

當透鏡組自退避位置復歸至工作位置時，承載透鏡的內框體可抵接於一外框體，以便達到定位的目的，使通過透鏡組的光線成像於影像感測元件。以下說明一習知的光學鏡頭中，內框體承靠抵接於外框體的情形。

請參閱第1、3圖，一外框體10設置於一基座(未圖示)上，該基座承載一影像感測元件(未圖示)，外框體10位於該影像感測元件的上方並 具有一通孔12以及一凹部14，一內框體20藉由一轉軸30可旋轉地設置於外框體10上，一透鏡組(未圖示)可承載於內框體20上。內框體20可在一工作位置以及一退避位置之間旋轉，當內框體20旋轉至上述退避位置時，內框體20被容納於凹部14中且內框體20垂直於外框體10設置，如第1圖所示，如此其他承載透鏡組的框體可以重疊而收納，而內框體20的一擺臂22的一承靠面24大體上平行於外框體10，如第2圖所示。當內框體20旋轉至上述工作位置時，內框體20大體上平行於外框體10。當內框體20旋轉至上述工作位置時，如第3圖所示，外部的光線可以通過承載於內框體20的透鏡而成像於影像感測元件，此時藉由內框體20的擺臂22的承靠面24抵接承靠於設置在外框體10上的一凸台40，而使內框體20定位於此工作位置，如第4圖所示。

但是由於光學鏡頭要求高感度光學系統以及輕薄化的設計，使擺臂機構有薄型化優勢，但是由於光學系統的光學感度會仰賴上述內框體20定位於工作位置的精度來決定，即擺臂22的承靠面24抵接承靠於凸台40的定位精度來決定，因此承靠面24與凸台40的尺寸精度決定了光學系統的光學感度，但是以目前的製造能力而言，承靠面24與凸台40的尺寸精度相對於光學系統的要求而言，還是具有某程度的誤差。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種光學機構，其擺臂與凸台的承靠關係是可以調整的，藉此可以調整鏡群間的位置誤差與傾斜度變異，減少構件成形及組裝配合的誤差，滿足光學感度，提高良率。

本發明的光學機構的一較佳實施例包括一基座、一影像感測元件、一第一框體、一第二框體、一透鏡組以及一位置調整模組。影像感 測元件係設置於該基座，第一框體係設置於該基座並具有一凹部，第二框體係設於該第一框體上並可繞一第一軸在一第一位置與一第二位置之間旋轉，透鏡組係設於該第二框體上，位置調整模組係設於該第一框體上，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該第二框體承靠於該位置調整模組且該位置調整模組調整該第二框體的位置，使通過該透鏡組的光成像於該影像感測元件上，當該第二框體旋轉至該第二位置時，該第二框體容納於該凹部。

在上述較佳實施例中，該位置調整模組包括一凸台以及一偏心柱，凸台設於該第一框體，偏心柱係設於該凸台並可繞一第二軸旋轉，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該偏心柱的外周面接觸於該第二框體，該偏心柱旋轉並推移該第二框體而調整該第二框體的位置，該第二軸係平行於該第一軸。

在上述較佳實施例中，該偏心柱具有一支持部以及一偏心部，該支持部由該凸台所支持並可繞該第二軸旋轉，該偏心部連接於該支持部，一第三軸通過該偏心部的中心，該第三軸與該第二軸係平行設置且相隔一距離，該偏心部接觸於該第二框體。

在上述較佳實施例中，該偏心柱更具有一第一調整部，連接於該支持部，供結合於一調整工具。

在上述較佳實施例中，該位置調整模組包括一凸台以及一旋柱，凸台設於該第一框體，旋柱設於該凸台，該旋柱可繞一第三軸旋轉並同時沿該第三軸移動，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該旋柱的一端面接觸於該第二框體，該旋柱旋轉並推移該第二框體而調整該第二框體的 位置，該第三軸係垂直於該第一軸。

在上述較佳實施例中，該旋柱具有一公螺紋部，該凸台形成一母螺紋部，該旋柱藉由該公螺紋部螺合於該母螺紋部而可旋轉地設於該凸台。

在上述較佳實施例中，該旋柱更具有一第二調整部，連接於該公螺紋部，供結合於一調整工具。

在上述較佳實施例中，該位置調整模組包括一凸台以及一壓電元件，凸台設於該第一框體，壓電元件設置於該凸台，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該壓電元件的一端面接觸於該第二框體，該壓電元件產生形變並推移該第二框體而調整該第二框體的位置。

在上述較佳實施例中，該位置調整模組包括一凸台以及一滑動件。凸台設於該第一框體，一滑動件可滑動地設於該凸台，該滑動件可沿一第五軸移動，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該滑動件的一端面接觸於該第二框體，該滑動件沿該第五軸移動並推移該第二框體而調整該第二框體的位置，該第五軸係垂直於該第一軸。

在上述較佳實施例中，該位置調整模組包括一凸台、一磁鐵以及一線圈組。凸台設於該第一框體，磁鐵設於該凸台，線圈組係可滑動地設於該凸台，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該線圈組的一端面接觸於該第二框體，使電流通過該線圈組並與該磁鐵產生的磁場交互作用而移動該線圈組，而調整該第二框體的位置。

在上述較佳實施例中，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該第二框體平行於該第一框體，當該第二框體旋轉至該第二位置時，該第 二框體垂直於該第一框體。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出實施例並配合所附圖式作詳細說明。

10‧‧‧外框體

12‧‧‧通孔

14‧‧‧凹部

20‧‧‧內框體

22‧‧‧擺臂

24‧‧‧承靠面

30‧‧‧轉軸

40‧‧‧凸台

100‧‧‧第一框體

140‧‧‧凹部

200‧‧‧第二框體

220‧‧‧擺臂

240‧‧‧承靠面

300‧‧‧轉軸

400‧‧‧位置調整機構

420‧‧‧凸台

422‧‧‧通孔

440‧‧‧偏心柱

441‧‧‧溝槽

442‧‧‧調整部

444‧‧‧支持部

446‧‧‧偏心部

500‧‧‧位置調整模組

520‧‧‧凸台

540‧‧‧旋柱

600‧‧‧位置調整模組

620‧‧‧凸台

640‧‧‧壓電元件

700‧‧‧位置調整模組

720‧‧‧凸台

722‧‧‧槽道

740‧‧‧滑動件

800‧‧‧位置調整模組

820‧‧‧凸台

840‧‧‧磁鐵

860‧‧‧線圈組

L1‧‧‧第一軸

L2‧‧‧第二軸

L3‧‧‧第三軸

L4‧‧‧第四軸

L5‧‧‧第五軸

O‧‧‧光學中心

第1圖為習知的光學鏡頭中的光學機構的立體圖。

第2圖為第1圖中A部分的放大圖。

第3圖為習知的光學鏡頭中的光學機構的立體圖。

第4圖為第3圖中B部分的放大圖。

第5圖為本發明的光學機構的一實施例的立體圖。

第6圖為本發明的光學機構的位置調整模組的立體圖。

第7圖為第6圖中偏心柱的前視圖。

第8A圖及第8B圖表示第5圖的光學機構以位置調整模組調整位置偏差的示意圖。

第9A圖及第9B圖表示第5圖的光學機構以位置調整模組調整位置偏差的示意圖。

第10圖表示第5圖的光學機構以位置調整模組調整後的示意圖。

第11圖為本發明的光學機構的另一實施例的立體圖。

第12圖為第11圖的前視圖。

第13圖表示第11圖的光學機構以位置調整模組調整位置偏差的示意圖。

第14圖表示第11圖的光學機構以位置調整模組調整位置偏 差的示意圖。

第15圖表示第11圖的光學機構以位置調整模組調整後的示意圖。

第16圖為本發明的光學機構的另一實施例的立體圖。

第17圖為本發明的光學機構以第16圖的位置調整模組調整位置偏差的示意圖。

第18圖為本發明的光學機構的另一實施例的立體圖。

第19圖為本發明的光學機構以第18圖的位置調整模組調整位置偏差的示意圖。

第20圖為本發明的光學機構的另一實施例的立體圖。

第21圖為本發明的光學機構以第20圖的位置調整模組調整位置偏差的示意圖。

請參閱第5圖，本發明的光學機構的一實施例主要包括一第一框體100、一第二框體200、一轉軸300以及一位置調整機構400。在第一框體100設置於一基座(未圖示)，在基座上設置影像感測元件(未圖示)。第二框體200經由一擺臂220連接於轉軸300，轉軸300可旋轉地設置於第一框體100並可繞一第一軸L1旋轉，如此第二框體200可在一第一位置與一第二位置之間旋轉，當第二框體200旋轉至第一位置時(如第5圖所示)，第二框體200平行於第一框體100且擺臂220的一承靠面240抵接於位置調整機構400，光線經過由第二框體200承載的透鏡組可以成像於影像感測元件上，而當第二框體200旋轉至第二位置時，第二框體200被容納於第一框體100的一凹部 140。

請參閱第6圖，位置調整機構400包括一凸台420以及一偏心柱440，凸台420設置於第一框體100上，在凸台420上形成一通孔422，偏心柱440可旋轉地設置於通孔422中並繞一第二軸L2旋轉，第二軸L2係平行於第一軸L1。請參閱第7圖，偏心柱440包括一調整部442、一支持部444以及一偏心部446。支持部444呈圓柱狀且可旋轉地設置於通孔422中，通孔422的內壁面配合支持部444的外周壁且第二軸L2通過支持部444的中心，偏心部446也呈圓柱狀，一第三軸L3通過偏心部446的中心，而且第三軸L3平行於第二軸L2並相隔一既定的距離，如此當支持部444繞第二軸L2旋轉時，偏心部446係偏心地旋轉，而擺臂220的承靠面240係承靠於偏心部446的外周面。調整部442上有一溝槽441(參閱第6圖)，供調整工具例如螺絲起子旋轉調整部442以旋轉偏心柱440。

請參閱第8A圖，從調整部442的方向觀看，當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於偏心柱440的偏心部446時，第二框體200的位置較光學中心O偏向左方，如此會產生光學特性的變異，此時可順時針旋轉偏心柱440加以消除，請參閱第8B圖，其是從偏心部446的方向觀看，因此偏心柱440是反時針方向轉動，偏心部446朝右方推移第二框體200，而使第二框體200調整至光學中心O，如第10圖所示。請參閱第9A圖，從調整部442的方向觀看，當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於偏心柱440的偏心部446時，第二框體200的位置較光學中心O偏向右方，如此會產生光學特性的變異，此時可反時針旋轉偏心柱440加以消除，請參閱第9B圖，其是從偏心部446的方向觀看，因此偏心柱440是順時針方向轉動，偏心部446朝左方推移 第二框體200，而使第二框體200調整至光學中心O，如第10圖所示。

請參閱第11、12圖，其表示位置調整模組的另一實施例。位置調整模組500包括一凸台520以及一旋柱540。凸台520上形成一螺孔(未標示)，在螺孔中形成母螺紋，旋柱540上形成公螺紋，旋柱540藉由公螺紋螺合於螺孔的母螺紋而可繞一第四軸L4旋轉並使旋柱540沿著第四軸L4移動，第四軸L4垂直於第一軸L1。在本實施例中，旋柱540的端部接觸於擺臂220的接觸面240。

請參閱第13圖，當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於旋柱540的端部時，如果第二框體200的位置較光學中心O偏向左方，如此會產生光學特性的變異，此時順時針旋轉旋柱540，使旋柱540朝右方推移第二框體200，而使第二框體200調整至光學中心O，如第15圖所示。請參閱第14圖，當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於旋柱540的端部時，如果第二框體200的位置較光學中心O偏向右方，如此會產生光學特性的變異，此時逆時針旋轉旋柱540，使旋柱540朝左方推移第二框體200，而使第二框體200調整至光學中心O，如第15圖所示。

請參閱第16、17圖，其表示本發明的位置調整模組的另一實施例。位置調整模組600包括一凸台620以及一壓電元件640，壓電元件640設置於凸台620的一端。當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於壓電元件640時，對壓電元件640供電，使壓電元件640產生形變而推移第二框體200，使第二框體200調整至光學中心O。

請參閱第18、19圖，其表示本發明的位置調整模組的另一實施例。位置調整模組700包括一凸台720以及一滑動件740，凸台720上設有 一槽道722，滑動件740可滑動地設於槽道722中，並可沿一第五軸L5移動，其中第五軸L5係垂直於第一軸L1。當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於滑動件740的一端時，調整該滑動件740，使滑動件740沿著第五軸L5移動，而推移第二框體200，使第二框體200調整至光學中心O。

請參閱第20、21圖，其表示本發明的位置調整模組的另一實施例。位置調整模組800包括一凸台820、一線圈組860以及一磁鐵(位於線圈組860下方，無法顯示)。磁鐵固設於凸台820上，線圈組860設於磁鐵的上方，當對線圈組860供電時，根據佛萊明左手定則電流通過線圈組860並與磁鐵的產生的磁場交互作用而移動線圈組860，當第二框體200旋轉至第一位置並承靠於線圈組860的一端時，線圈組860推移第二框體200，使第二框體200調整至光學中心O。

藉由本發明的位置調整機構400、500、600、700、800，在第二框體200承靠於第一框體100時，可以調整其位置，使整體光學系統達到所希望的光學感度，提升鏡頭的品質及良率，不需要依賴構件製造時的精度。

100‧‧‧第一框體

140‧‧‧凹部

200‧‧‧第二框體

220‧‧‧擺臂

240‧‧‧承靠面

300‧‧‧轉軸

400‧‧‧位置調整機構

L1‧‧‧第一軸

Claims (12)

1. 一種光學機構，包括：一基座；一影像感測元件，設置於該基座；一第一框體，設置於該基座，並具有一凹部；一第二框體，設於該第一框體上，並可繞一第一軸在一第一位置與一第二位置之間旋轉，該第一軸係延伸通過該第一框體；一透鏡組，設於該第二框體上；以及一位置調整模組，設於該第一框體上，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該第二框體承靠於該位置調整模組且該位置調整模組藉由移動該第二框體而調整該第二框體的位置，使通過該透鏡組的光成像於該影像感測元件上，當該第二框體旋轉至該第二位置時，該第二框體容納於該凹部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學機構，其中該位置調整模組包括：一凸台，設於該第一框體；以及一偏心柱，設於該凸台並可繞一第二軸旋轉，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該偏心柱的外周面接觸於該第二框體，該偏心柱旋轉並推移該第二框體而調整該第二框體的位置，該第二軸係平行於該第一軸。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學機構，其中該偏心柱具有一支持部以及一偏心部，該支持部由該凸台所支持並可繞該第二軸旋轉，該偏心部連接於該支持部，一第三軸通過該偏心部的中心，該第三軸與該第二軸係平行設置且相隔一距離，該偏心部接觸於該第二框體。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學機構，其中該偏心柱更具有一第一調整部，連接於該支持部，供結合於一調整工具。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學機構，其中該位置調整模組包括：一凸台，設於該第一框體；以及一旋柱，設於該凸台，該旋柱可繞一第三軸旋轉並同時沿該第三軸移動，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該旋柱的一端面接觸於該第二框體，該旋柱旋轉並推移該第二框體而調整該第二框體的位置，該第三軸係垂直於該第一軸。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學機構，其中該旋柱具有一公螺紋部，該凸台形成一母螺紋部，該旋柱藉由該公螺紋部螺合於該母螺紋部而可旋轉地設於該凸台。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學機構，其中該旋柱更具有一第二調整部，連接於該公螺紋部，供結合於一調整工具。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學機構，其中該位置調整模組包括：一凸台，設於該第一框體；以及一壓電元件，設置於該凸台，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該壓電元件的一端面接觸於該第二框體，該壓電元件產生形變並推移該第二框體而調整該第二框體的位置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學機構，其中該位置調整模組包括：一凸台，設於該第一框體；以及一滑動件，可滑動地設於該凸台，該滑動件可沿一第五軸移動，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該滑動件的一端面接觸於該第二框體，該 滑動件沿該第五軸移動並推移該第二框體而調整該第二框體的位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光學機構，其中該第五軸係垂直於該第一軸。
11. 如申請專利範圍第1項所述之光學機構，其中該位置調整模組包括：一凸台，設於該第一框體；一磁鐵，設於該凸台；以及一線圈組，可滑動地設於該凸台，當該第二框體旋轉至該第一位置時，該線圈組的一端面接觸於該第二框體，使電流通過該線圈組並與該磁鐵產生的磁場交互作用而移動該線圈組，而調整該第二框體的位置。
12. 如申請專利範圍第1項所述之光學機構，其中當該第二框體旋轉至該第一位置時，該第二框體平行於該第一框體，當該第二框體旋轉至該第二位置時，該第二框體垂直於該第一框體。