TWI636313B - 鏡頭系統 - Google Patents

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TWI636313B
TWI636313B TW106106970A TW106106970A TWI636313B TW I636313 B TWI636313 B TW I636313B TW 106106970 A TW106106970 A TW 106106970A TW 106106970 A TW106106970 A TW 106106970A TW I636313 B TWI636313 B TW I636313B
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范振賢
游証凱
翁智偉
陳樹山
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台灣東電化股份有限公司
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    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本發明提供一種鏡頭系統，包括一望遠端鏡頭模組。前述望遠端鏡頭模組包括一第一影像感測器、一第一組件和一第二組件，其中第二組件設置於第一影像感測器和第一組件之間。第一組件包括一反射元件。第二組件包括一第一鏡頭和一第二驅動元件，且第二驅動元件可驅動第一鏡頭沿第三軸向移動。當一第一外部光線沿第一軸向進入望遠端鏡頭模組時，第一外部光線被反射元件反射，並大致沿第三軸向穿過第一鏡頭抵達第一影像感測器，其中該第一軸向與該第三軸向不平行。

Description

鏡頭系統
本發明係有關於一種鏡頭系統。更具體地來說，本發明有關於一種具有望遠端鏡頭模組的鏡頭系統。
隨著科技的發展，現今許多電子裝置(例如相機或智慧型手機)皆具有照相或錄影的功能。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，不利於電子裝置的輕薄化。
為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種鏡頭系統，包括一望遠端鏡頭模組。前述望遠端鏡頭模組包括一第一影像感測器、一第一組件和一第二組件，其中第二組件設置於第一影像感測器和第一組件之間。第一組件包括一反射元件。第二組件包括一第一鏡頭和一第二驅動元件，且第二驅動元件可驅動第一鏡頭沿第三軸向移動。當一第一外部光線沿第一軸向進入望遠端鏡頭模組時，第一外部光線被反射元件反射，並大致沿第三軸向穿過第一鏡頭抵達第一影像感測器，其中該第一軸向與該第三軸向不平行。
本發明一實施例中，前述第一組件更包括一第一驅動元件，可驅動反射元件繞第二軸向旋轉，其中第二軸向、第一 軸向和第三軸向互不平行。
本發明一實施例中，前述第一驅動結構包括連接反射元件的第一承載件、兩個第一磁性元件、以及兩個第一線圈。第一磁性元件分別設置於第一承載件的相反面上，且第一線圈對應於前述第一磁性元件。
本發明一實施例中，前述第一驅動元件更可驅動反射元件繞第一軸向旋轉。
本發明一實施例中，前述第一驅動結構更包括複數個第一磁性元件和複數個第一線圈。第一磁性元件圍繞第一承載件，且第一線圈圍繞第一磁性元件。
本發明一實施例中，前述第一驅動結構更包括一第一框架、設置於第一框架上之一第一印刷電路板、以及連接第一承載件和第一框架的一第一彈性元件。前述第一線圈設置於第一印刷電路板上，且前述反射元件設置於第一彈性元件上。
本發明一實施例中，前述第一驅動結構更包括複數個第一位置偵測器，設置於第一印刷電路板上。
本發明一實施例中，前述第二驅動元件包括一第二承載件、兩個第三軸向線圈、以及兩個第三軸向磁性元件。第三軸向線圈設置於第二承載件上並位於第二承載件的相反側。第三軸向磁性元件對應於前述第三軸向線圈。
本發明一實施例中，前述第二驅動元件更包括具有一中空部之第二框架以及兩個第二彈性元件。第二承載件可活動地容置於中空部中，且第三軸向磁性元件設置於第二框架上。第二彈性元件連接第二承載件和第二框架，且第二框架設置於前述 第二彈性元件之間。
本發明一實施例中，前述第二驅動元件更包括一第三軸向感測物、一第三軸向印刷電路板、以及一第三軸向位置偵測器，其中第三軸向感測物設置於該第二框架上，第三軸向印刷電路板設置於第二承載件上，且第三軸向位置偵測器設置於第三軸向印刷電路板上並對應第三軸向感測物。
本發明一實施例中，前述第二驅動結構更包括一第二軸向線圈，其中當電流流經第二軸向線圈時，第二軸向線圈和第三軸向磁性元件之間產生電磁感應，使第一鏡頭沿第二軸向移動。
本發明一實施例中，前述第二驅動結構更包括一第二軸向印刷電路板和複數條吊環線，其中第二軸向線圈設置於第二軸向印刷電路板上，吊環線連接第二軸向印刷電路板和第二彈性元件，且吊環線具有一矩形剖面，前述矩形剖面沿第一軸向的長度大於矩形剖面沿第二軸向的寬度。
本發明一實施例中，前述第二驅動結構更包括一第二軸向印刷電路板和一第二軸向位置偵測器，其中第二軸向線圈和第二軸向位置偵測器設置於第二軸向印刷電路板上。
本發明一實施例中，前述第二驅動元件可驅動第一鏡頭沿第一軸向移動。
本發明一實施例中，前述第二驅動結構更包括一第一軸向線圈和複數個第一軸向磁性元件，其中第一軸向磁性元件設置於第二框架上並位於第一軸向線圈與第二承載件之間，且第二承載件設置於第一軸向線圈和第二軸向線圈之間。
本發明一實施例中，前述二驅動結構更包括一第一軸向印刷電路板和一第一軸向位置偵測器，其中該第一軸向線圈和該第一軸向位置偵測器設置於該第一軸向印刷電路板上。
本發明一實施例中，前述第一鏡頭包括兩個平面，且在第一軸向上，前述平面分別形成於第一鏡頭之相反側。
本發明一實施例中，前述鏡頭系統更包括一廣角端鏡頭模組，包括一第二鏡頭和一第二影像感測器，其中一第二外部光線沿第一軸向進入廣角端鏡頭模組，並穿過第二鏡頭抵達第二影像感測器。
10‧‧‧鏡頭系統
11‧‧‧望遠端鏡頭模組
12‧‧‧廣角端鏡頭模組
20‧‧‧電子裝置
1100‧‧‧反射元件
1200‧‧‧第一彈性元件
1210‧‧‧外圈段
1220‧‧‧內圈段
1300‧‧‧第一承載件
1400‧‧‧第一磁性元件
1500‧‧‧第一框架
1510‧‧‧孔洞
1600‧‧‧第一線圈
1700‧‧‧第一位置偵測器
1800‧‧‧第一印刷電路板
2110‧‧‧頂蓋
2111‧‧‧穿孔
2120‧‧‧外殼
2130‧‧‧底蓋
2131‧‧‧穿孔
2210‧‧‧第一軸向位置偵測器
2220‧‧‧第一軸向印刷電路板
2230‧‧‧第一軸向線圈
2240‧‧‧第一軸向磁性元件
2310‧‧‧第二軸向位置偵測器
2320‧‧‧第二軸向印刷電路板
2330‧‧‧第二軸向線圈
2400‧‧‧第二彈性元件
2410‧‧‧凹陷部
2500‧‧‧吊環線
2600‧‧‧第二框架
2610‧‧‧中空部
2700‧‧‧第二承載件
2800‧‧‧第一鏡頭
2810‧‧‧平面
2910‧‧‧第三軸向位置偵測器
2920‧‧‧第三軸向印刷電路板
2930‧‧‧第三軸向線圈
2940‧‧‧第三軸向磁性元件
2950‧‧‧第三軸向感測物
3100‧‧‧第二鏡頭
3200‧‧‧彈性連接件
3300‧‧‧鏡頭保持器
3400‧‧‧驅動線圈
3500‧‧‧框架
3600‧‧‧第二磁性元件
3700‧‧‧吊環線
3800‧‧‧基座
3810‧‧‧線圈平板
3820‧‧‧電路板
3830‧‧‧底蓋
3900‧‧‧位置偵測器
3910‧‧‧X軸方向位置偵測器
3920‧‧‧Z軸方向位置偵測器
B‧‧‧基板
C、C1、C2‧‧‧殼體
L1‧‧‧第一外部光線
L2‧‧‧第二外部光線
M1、M1’、M1”‧‧‧第一組件
M2、M2’、M2”‧‧‧第二組件
O‧‧‧開口
R‧‧‧容置空間
S1‧‧‧第一影像感測器
S2‧‧‧第二影像感測器
W1‧‧‧長度
W2‧‧‧寬度
第1圖係表示本發明一實施例之電子裝置示意圖。
第2圖係表示本發明一實施例之望遠端鏡頭模組示意圖。
第3圖係表示本發明一實施例之第一組件的爆炸圖。
第4圖係表示本發明一實施例之第二組件的爆炸圖。
第5圖係表示本發明另一實施例之望遠端鏡頭模組示意圖。
第6圖係表示本發明另一實施例之第一組件的爆炸圖。
第7圖係表示本發明另一實施例之第二組件的爆炸圖。
第8圖係表示本發明另一實施例之望遠端鏡頭模組示意圖。
第9圖係表示本發明另一實施例之第二組件的爆炸圖。
第10A圖係表示本發明一實施例中，吊環線連接第二彈性元件之示意圖。
第10B圖係表示本發明另一實施例中，吊環線連接第二彈性 元件之示意圖。
第11圖係表示本發明一實施例之第一鏡頭示意圖。
第12圖係表示本發明一實施例之廣角端鏡頭模組示意圖。
第13圖係表示本發明一實施例之廣角端鏡頭模組的爆炸圖。
第14A圖係表示本發明一實施例中，第二磁性元件之配置示意圖。
第14B圖係表示本發明另一實施例中，第二磁性元件之配置示意圖。
第15圖係表示本發明另一實施例之鏡頭系統示意圖。
以下說明本發明實施例之鏡頭系統。然而，可輕易了解本發明實施例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揭露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。
首先請參閱第1圖，本發明一實施例之鏡頭系統10可裝設於一電子裝置20內，用以照相或攝影，其中前述電子裝置20例如可為智慧型手機或是數位相機。鏡頭系統10具有兩個鏡頭模 組，包括一望遠端鏡頭模組11以及一廣角端鏡頭模組12。在照相或攝影時，這兩個鏡頭模組會分別接收光線並成像，前述成像可傳送至設置於電子裝置20中的處理器(未圖示)，並藉由處理器進行影像的後處理。
如第2圖所示，前述望遠端鏡頭模組11包括有一殼體C1、一第一組件M1、一第二組件M2、以及一第一影像感測器S1。殼體C1之內部形成有一容置空間R，且其壁面上形成有與容置空間R連通的開口O。第一組件M1、第二組件M2和第一影像感測器S1設置於容置空間R中，第二組件M2位於第一組件M1和第一影像感測器S1之間，且前述開口O形成於第一組件M1旁。
當一第一外部光線L1沿Y軸方向(第一軸向)穿過開口O並進入望遠端鏡頭模組11的容置空間R時，第一外部光線L1會被第一組件M1反射，被反射後的第一外部光線L1將大致沿Z軸方向(第三軸向)穿過第二組件M2並抵達第一影像感測器S1，第一影像感測器S1可藉此成像。
第3圖係表示本發明一實施例中之第一組件M1的爆炸圖。請一併參閱第2、3圖，於本實施例中，第一組件M1包括一反射元件1100和一第一驅動結構，其中前述第一驅動結構包括一第一彈性元件1200、一第一承載件1300、複數個第一磁性元件1400、一第一框架1500、複數個第一線圈1600、複數個第一位置偵測器1700、以及一第一印刷電路板1800。
第一彈性元件1200具有一外圈段1210和一內圈段1220，其中第一框架1500連接前述外圈段1210，且反射元件1100和第一承載件1300分別固定於內圈段1220的相反面上。換言之， 反射元件1100和前述第一承載件1300是藉由第一彈性元件1200彼此相連。此外，第一磁性元件1400係固定於第一承載件1300上並圍繞第一承載件1300。
第一印刷電路板1800固定於殼體C1上，且第一框架1500、第一線圈1600和第一位置偵測器1700固定於第一印刷電路板1800上。第一線圈1600和第一位置偵測器1700可穿過第一框架1500上的孔洞1510，對應並圍繞前述第一磁性元件1400，其中第一位置偵測器1700可偵測第一磁性元件1400的位置。
藉由前述第一彈性元件1200，反射元件1100和第一承載件1300懸掛於第一框架1500上。當使用者將電流通入第一線圈1600時，第一線圈1600和第一磁性元件1400間會產生電磁感應，使反射元件1100和第一承載件1300可相對於第一框架1500繞Y軸方向(第一軸向)及/或X軸方向(第二軸向)旋轉，藉以微調第一外部光線L1抵達第一影像感測器S1位置。
第4圖係表示本實施例中之第二組件M2的爆炸圖。如第2、4圖所示，第二組件M2主要包括一頂蓋2110、一外殼2120、一底蓋2130、一第一鏡頭2800、以及一第二驅動結構，其中前述第二驅動結構包括兩個第二彈性元件2400、一第二框架2600、一第二承載件2700、一第三軸向位置偵測器2910、一第三軸向印刷電路板2920、兩個第三軸向線圈2930、兩個第三軸向磁性元件2940、以及一第三軸向感測物2950。
前述兩個第二彈性元件2400連接第二框架2600和第二承載件2700，並分別位於第二承載件2700的相反側，以使第二承載件2700可活動地懸吊於第二框架2600的中空部2610中。第一 鏡頭2800設置於第二承載件2700中並被第二承載件2700所支持。第三軸向線圈2930和第三軸向磁性元件2940分別設置於第二承載件2700和第二框架2600上，且彼此相互對應。在X軸方向，兩個第三軸向線圈2930係位於第二承載件2700之相反側，兩個第三軸向磁性元件2940係設置於第二框架2600相對的內表面上。當電流流入第三軸向線圈2930時，第三軸向線圈2930和第三軸向磁性元件2940之間會產生電磁感應，第二承載件2700和第一鏡頭2800可因此相對於第二框架2600沿Z軸方向(第三軸向)移動。
第三軸向感測物2950固定於第二框架2600上。第三軸向印刷電路板2920固定於第二承載件2700上，第三軸向位置偵測器2910則設置於第三軸向印刷電路板2920上，故當第二承載件2700移動時，第三軸向印刷電路板2920和第三軸向位置偵測器2910亦會隨之移動。當第二承載件2700移動時，第三軸向位置偵測器2910可偵測第三軸向感測物2950與其之相對位置。
前述第三軸向位置偵測器2910可為霍爾效應感測器(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)、光學感測器(Optical Encoder)、或紅外線感測器(Infrared Sensor)。當使用霍爾效應感測器、磁阻效應感測器、巨磁阻效應感測器、或穿隧磁阻效應感測器作為第三軸向位置偵測器2910時，第三軸向感測物2950可為一磁鐵。當使用光學感測器或紅外線感測器作為第三軸向位置偵測器2910時，第三軸向感測物2950可為一反射片。
請繼續參閱第4圖，頂蓋2110和底蓋2130可設置於外殼2120的兩側並與其組合，以形成一盒狀結構，前述第二彈性元件2400、第二框架2600、第二承載件2700、第一鏡頭2800、第三軸向位置偵測器2910、第三軸向印刷電路板2920、第三軸向線圈2930、第三軸向磁性元件2940和第三軸向感測物2950皆容置於此盒狀結構中。
由於本實施例中之頂蓋2110、外殼2120和底蓋2130是由非導體材料構成，因此可避免第一組件M1和第二組件M2之間產生短路或干擾的情形。應注意的是，頂蓋2110和底蓋2130上分別形成有位置對應的穿孔2111、2131，因此被第一組件M1反射而沿Z軸方向(第三軸向)移動的第一外部光線L1可順利地穿過底蓋2130的穿孔2131而抵達第一鏡頭2800，並可順利地穿過頂蓋2110的穿孔2111而抵達第一影像感測器S1。
在本實施例中，因為第一組件M1的第一驅動結構可驅動反射元件1100繞Y軸方向(第一軸向)和X軸方向(第二軸向)旋轉，故可調整第一外部光線L1抵達第一影像感測器S1之位置，以達到光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的效果。又因為第二組件M2的第二驅動結構可驅動第一鏡頭2800沿Z軸方向(第三軸向)移動，因此可調整第一鏡頭2800和第一影像感測器S1之間的距離，以達到自動對焦(Auto Focus,AF)的效果。再者，更因為第二組件M2之第二承載件2700在Y軸方向上未設有磁性元件，因此可大幅縮減第二組件M2以及望遠端鏡頭模組11在Y軸方向的厚度。
第5圖係表示本發明另一實施例之望遠端鏡頭模組 11示意圖，而第6、7圖則分別表示本實施例中之第一組件M1’和第二組件M2’的爆炸圖。如第5、6圖所示，第一組件M1’包括一反射元件1100和一第一驅動結構，前述第一驅動結構包括一第一彈性元件1200、一第一承載件1300、兩個第一磁性元件1400、一第一框架1500、兩個第一線圈1600、複數個第一位置偵測器1700、以及一第一印刷電路板1800。
第一彈性元件1200具有一外圈段1210和一內圈段1220，其中第一框架1500連接前述外圈段1210，且反射元件1100和第一承載件1300分別固定於內圈段1220的相反面上。換言之，反射元件1100和前述第一承載件1300是藉由第一彈性元件1200彼此相連。此外，第一磁性元件1400係固定於第一承載件1300上，並位於第一承載件1300之相反面。
第一印刷電路板1800固定於殼體C1上，且第一框架1500、第一線圈1600和第一位置偵測器1700固定於第一印刷電路板1800上。第一線圈1600和第一位置偵測器1700可穿過第一框架1500上的孔洞1510，以對應前述第一磁性元件1400，其中第一位置偵測器1700可偵測第一磁性元件1400的位置。
藉由前述第一彈性元件1200，反射元件1100和第一承載件1300懸掛於第一框架1500上。當使用者將電流通入第一線圈1600時，第一線圈1600和第一磁性元件1400間會產生電磁感應，使反射元件1100和第一承載件1300可相對於第一框架1500繞X軸方向(第二軸向)旋轉，藉以微調第一影像感測器S1上之第一外部光線L1在Y軸方向(第一軸向)的位置。
請參閱第5、7圖，於本實施例中，第二組件M2’主要 包括一頂蓋2110、一外殼2120、一底蓋2130、一第一鏡頭2800、以及一第二驅動結構，其中前述第二驅動結構包括一第二軸向位置偵測器2310、一第二軸向印刷電路板2320、一第二軸向線圈2330、兩個第二彈性元件2400、複數條吊環線2500、一第二框架2600、一第二承載件2700、一第三軸向位置偵測器2910、一第三軸向印刷電路板2920、兩個第三軸向線圈2930、兩個第三軸向磁性元件2940、以及一第三軸向感測物2950。
前述兩個第二彈性元件2400連接第二框架2600和第二承載件2700，並分別位於第二承載件2700的相反側，以使第二承載件2700可活動地懸吊於第二框架2600的中空部2610中。第一鏡頭2800設置於第二承載件2700中並被第二承載件2700所支持。第三軸向線圈2930和第三軸向磁性元件2940分別設置於第二承載件2700和第二框架2600上，且彼此相互對應。在X軸方向，兩個第三軸向線圈2930係位於第二承載件2700之相反側，兩個第三軸向磁性元件2940係設置於於第二框架2600相對的內表面上。當電流流入第三軸向線圈2930時，第三軸向線圈2930和第三軸向磁性元件2940之間會產生電磁感應，第二承載件2700和第一鏡頭2800可因此相對於第二框架2600沿Z軸方向(第三軸向)移動。
第三軸向感測物2950固定於第二框架2600上。第三軸向印刷電路板2920固定於第二承載件2700上，第三軸向位置偵測器2910則設置於第三軸向印刷電路板2920上，故當第二承載件2700移動時，第三軸向印刷電路板2920和第三軸向位置偵測器2910亦會隨之移動。當第二承載件2700移動時，第三軸向位置偵測器2910可偵測第三軸向感測物2950與其在Z軸方向上之相對位 置。
第二軸向印刷電路板2320和第二軸向線圈2330設置於底蓋2130和第二承載件2700之間，且第二軸向位置偵測器2310和第二軸向線圈2330設置於第二軸向印刷電路板2320上，第二軸向位置偵測器2310係用以偵測第三軸向磁性元件2940於X軸方向上的位置。前述吊環線2500則連接第二軸向印刷電路板2320和第二彈性元件2400。
當電流流入第二軸向線圈2330時，第二軸向線圈2330和第三軸向磁性元件2940之間會產生電磁感應，使第二框架2600、第二承載件2700和第一鏡頭2800相對於第二軸向印刷電路板2320沿X軸方向(第二軸向)移動。
前述第二軸向位置偵測器2310和第三軸向位置偵測器2910可為霍爾效應感測器、磁阻效應感測器、巨磁阻效應感測器或穿隧磁阻效應感測器，且第三軸向位置偵測器2910更可為光學感測器、或紅外線感測器。當使用霍爾效應感測器、磁阻效應感測器、巨磁阻效應感測器、或穿隧磁阻效應感測器作為第三軸向位置偵測器2910時，第三軸向感測物2950可為一磁鐵。當使用光學感測器或紅外線感測器作為第三軸向位置偵測器2910時，第三軸向感測物2950可為一反射片。
如第7圖所示，頂蓋2110和底蓋2130可設置於外殼2120的兩側並與其組合，以形成一盒狀結構，前述第二軸向位置偵測器2310、第二軸向印刷電路板2320、第二軸向線圈2330、第二彈性元件2400、吊環線2500、第二框架2600、第二承載件2700、第一鏡頭2800、第三軸向位置偵測器2910、第三軸向印刷電路板 2920、第三軸向線圈2930、第三軸向磁性元件2940和第三軸向感測物2950皆容置於此盒狀結構中。
因為頂蓋2110、外殼2120和底蓋2130是由非導體材料構成，故可避免第一組件M1’和第二組件M2’之間產生短路或干擾的情形。應注意的是，頂蓋2110和底蓋2130上分別形成有位置對應的穿孔2111、2131，因此被第一組件M1’反射而沿Z軸方向(第三軸向)移動的第一外部光線L1可順利地穿過底蓋2130的穿孔2131而抵達第一鏡頭2800，並可順利地穿過頂蓋2110的穿孔2111而抵達第一影像感測器S1。
在本實施例中，因為第一組件M1’的第一驅動結構可驅動反射元件1100繞X軸方向(第二軸向)旋轉，故可調整第一影像感測器S1上之第一外部光線L1在Y軸方向(第一軸向)位置，且第二組件M2’的第二驅動結構可驅動第一鏡頭2800沿X軸方向(第二軸向)移動，因此可達到光學防手震的效果。又，第二組件M2’的第二驅動結構可驅動第一鏡頭2800沿Z軸方向(第三軸向)移動，因此可調整第一鏡頭2800和第一影像感測器S1之間的距離，達到自動對焦的效果。再者，由於第二組件M2’之第二承載件2700在Y軸方向上未設有磁性元件，因此可大幅縮減第二組件M2’以及望遠端鏡頭模組11在Y軸方向的厚度。
第8圖係表示本發明又一實施例之望遠端鏡頭模組11示意圖，於此實施例中，第一組件M1”僅包括固定於殼體C1上之一反射元件1100。沿Y軸方向(第一軸向)穿過開口O的第一外部光線L1被反射元件1100反射後，將大致沿Z軸方向(第三軸向)穿過第二組件M2並抵達第一影像感測器S1。
第9圖係表示此實施例中之第二組件M2”的爆炸圖。如第8、9圖所示，第二組件M2”主要包括一頂蓋2110、一外殼2120、一底蓋2130、一第一鏡頭2800、以及一第二驅動結構，其中前述第二驅動結構包括一第一軸向位置偵測器2210、一第一軸向印刷電路板2220、一第一軸向線圈2230、複數個第一軸向磁性元件2240、一第二軸向位置偵測器2310、一第二軸向印刷電路板2320、一第二軸向線圈2330、兩個第二彈性元件2400、複數條吊環線2500、一第二框架2600、一第二承載件2700、一第三軸向位置偵測器2910、一第三軸向印刷電路板2920、兩個第三軸向線圈2930、兩個第三軸向磁性元件2940、以及一第三軸向感測物2950。
前述兩個第二彈性元件2400連接第二框架2600和第二承載件2700，並分別位於第二承載件2700的相反側，以使第二承載件2700可活動地懸吊於第二框架2600的中空部2610中。第一鏡頭2800設置於第二承載件2700中並被第二承載件2700所支持。第三軸向線圈2930和第三軸向磁性元件2940分別設置於第二承載件2700和第二框架2600上，且彼此相互對應。在X軸方向，兩個第三軸向線圈2930係位於第二承載件2700之相反側，兩個第三軸向磁性元件2940係設置於於第二框架2600相對的內表面上。當電流流入第三軸向線圈2930時，第三軸向線圈2930和第三軸向磁性元件2940之間會產生電磁感應，第二承載件2700和第一鏡頭2800可因此相對於第二框架2600沿Z軸方向(第三軸向)移動。
第三軸向感測物2950固定於第二框架2600上。第三軸向印刷電路板2920固定於第二承載件2700上，第三軸向位置偵 測器2910則設置於第三軸向印刷電路板2920上，故當第二承載件2700移動時，第三軸向印刷電路板2920和第三軸向位置偵測器2910亦會隨之移動。當第二承載件2700移動時，第三軸向位置偵測器2910可偵測第三軸向感測物2950與其載Z軸方向上之相對位置。
第二軸向印刷電路板2320和第二軸向線圈2330設置於底蓋2130和第二承載件2700之間，且第二軸向位置偵測器2310和第二軸向線圈2330設置於第二軸向印刷電路板2320上，第二軸向位置偵測器2310係用以偵測第三軸向磁性元件2940於X軸方向上的位置。前述吊環線2500則連接第二軸向印刷電路板2320和第二彈性元件2400。
當電流流入第二軸向線圈2330時，第二軸向線圈2330和第三軸向磁性元件2940之間會產生電磁感應，使第二框架2600、第二承載件2700和第一鏡頭2800相對於第二軸向印刷電路板2320沿X軸方向(第二軸向)移動。
第一軸向位置偵測器2210、第一軸向印刷電路板2220、第一軸向線圈2230和第一軸向磁性元件2240設置於第二框架2600/第二承載件2700的另一側。亦即，在Z軸方向上，第二框架2600/第二承載件2700設置於第一軸向線圈2230和第二軸向線圈2330之間。
第一軸向線圈2230和第一軸向磁性元件2240分別固定於第一軸向印刷電路板2220和第二框架2600上，且第一軸向磁性元件2240位於第一軸向線圈2230和第二框架2600之間。當電流流經第一軸向線圈2230時，第一軸向線圈2230和第一軸向磁性元 件2240之間會產生電磁感應，使第二框架2600、第二承載件2700和第一鏡頭2800相對於第一軸向印刷電路板2220沿Y軸方向(第一軸向)移動。
第一軸向位置偵測器2210設置於第一軸向印刷電路板2220上，用以偵測第一軸向磁性元件2240於Y軸方向上的位置。
前述第一軸向位置偵測器2210、第二軸向位置偵測器2310和第三軸向位置偵測器2910可為霍爾效應感測器、磁阻效應感測器、巨磁阻效應感測器或穿隧磁阻效應感測器，且第三軸向位置偵測器2910更可為光學感測器、或紅外線感測器。當使用霍爾效應感測器、磁阻效應感測器、巨磁阻效應感測器、或穿隧磁阻效應感測器作為第三軸向位置偵測器2910時，第三軸向感測物2950可為一磁鐵。當使用光學感測器或紅外線感測器作為第三軸向位置偵測器2910時，第三軸向感測物2950可為一反射片。
如第9圖所示，頂蓋2110和底蓋2130可設置於外殼2120的兩側並與其組合，以形成一盒狀結構，前述第一軸向位置偵測器2210、第一軸向印刷電路板2220、第一軸向線圈2230、第一軸向磁性元件2240、第二軸向位置偵測器2310、第二軸向印刷電路板2320、第二軸向線圈2330、第二彈性元件2400、吊環線2500、第二框架2600、第二承載件2700、第一鏡頭2800、第三軸向位置偵測器2910、第三軸向印刷電路板2920、第三軸向線圈2930、第三軸向磁性元件2940和第三軸向感測物2950皆容置於此盒狀結構中。
在本實施例中，第二組件M2”的第二驅動結構可驅動第一鏡頭2800沿Y軸方向(第一軸向)及X軸方向(第二軸向)移 動，因此可達到光學防手震的效果。又，第二驅動結構更可驅動第一鏡頭2800沿Z軸方向(第三軸向)移動，因此可調整第一鏡頭2800和第一影像感測器S1之間的距離，達到自動對焦的效果。再者，由於第二組件M2”之第二承載件2700在Y軸方向上未設有磁性元件，因此可大幅縮減第二組件M2”以及望遠端鏡頭模組11在Y軸方向的厚度。
需特別說明的是，只要能使望遠端鏡頭模組11同時達到光學防手震和自動對焦之效果，前述第一組件M1、M1’、M1”可選擇性地搭配第二組件M2、M2’、M2”，而不以前述實施例為限。具體而言，第一組件M1可搭配第二組件M2、M2’、M2”，第一組件M1’可搭配第二組件M2’、M2”，第一組件M1”可搭配M2”。較佳的是，望遠端鏡頭模組11之殼體C1中設有第一組件M1和第二組件M2”，如此可具有較多的調整手段。
請參閱第10A、10B圖，第二組件M2’、M2”中，因為第二框架2600、第二承載件2700在Y軸方向不移動，或是在Y軸方向之位移小於在X軸方向之位移，因此第二組件M2’、M2”中的吊環線2500可具有矩形剖面，且矩形剖面沿Y軸方向(第一軸向)的長度W1大於其沿X軸方向(第二軸向)的寬度W2。藉此，吊環線2500在Y軸方向(第一軸向)的撓性會大於X軸方向的撓性。
前述吊環線2500可進入第二彈性元件2400上的凹陷部2410中，且根據吊環線2500的進入方向，凹陷部2410的寬度和開口可改變。於第10A圖之實施例中，凹陷部2410之開口朝向X軸方向，且其寬度等於吊環線2500的長度W1。於第10B圖之實施例中，凹陷部2410之開口朝向Y軸方向，且其寬度等於吊環線2500 的寬度W2。
請參閱第11圖，於前述各實施例中，第一鏡頭2800包括兩個相互平行的平面2810。在Y軸方向上，前述平面2810形成於第一鏡頭2800的相反側，因此，第二組件M2”以及望遠端鏡頭模組11在Y軸方向的厚度可更為減少。前述平面2810可以切削加工之方式形成。
如第12、13圖所示，於前述實施例中，廣角端鏡頭模組12主要包括一殼體C2、一第二影像感測器S2、一第二鏡頭3100、兩個彈性連接件3200、一鏡頭保持器3300、一驅動線圈3400、一框架3500、複數個第二磁性元件3600、複數個吊環線3700、一基座3800、以及複數個位置偵測器3900，其中第一鏡頭2800之焦距係大於第二鏡頭3100之焦距。
彈性連接件3200連接鏡頭保持器3300和框架3500，並位於鏡頭保持器3300的相反側，以將鏡頭保持器3300懸掛於框架3500中。第二鏡頭3100和驅動線圈3400設置於鏡頭保持器3300上，且驅動線圈3400圍繞前述第二鏡頭3100。第二磁性元件3600則設置於框架3500上並圍繞驅動線圈3400。
當電流通入驅動線圈3400時，驅動線圈3400與第第二磁性元件3600之間將產生電磁感應，故可帶動鏡頭保持器3300和第二鏡頭3100相對於第二磁性元件3600沿Y軸方向移動，進而達成自動對焦之功效。
基座3800包括有一線圈平板3810、一電路板3820和一底蓋3830。線圈平板3810固定於電路板3820上並與電路板3820電性連接，且電路板3820固定於底蓋3830上。吊環線3700連接線 圈平板3810、電路板3820以及彈性連接件3200。此外，第二影像感測器S2設置於底蓋3830下方，並相對於基座200固定，因此，一第二外部光線L2可穿過前述第二鏡頭3100並在第二影像感測器S2上成像。
當電流流經線圈平板3810時，線圈平板3810和前述第二磁性元件3600之間將產生電磁感應，鏡頭保持器3300和框架3500可相對於基座3800沿X軸方向及/或Z軸方向移動，以達到光學防手震的效果。
位置偵測器3900包括有一X軸方向位置偵測器3910和一Z軸方向位置偵測器3920，兩者皆固定於底蓋3830上。X軸方向位置偵測器3910偵測第二磁性元件3600於X軸方向之位移，且Y軸方向位置偵測器3920偵測磁性元件3910於Y軸方向之位移。
殼體C2可與底蓋3830組裝，使前述第二影像感測器S2、第二鏡頭3100、彈性連接件3200、鏡頭保持器3300、驅動線圈3400、框架3500、第二磁性元件3600、吊環線3700、基座3800和位置偵測器3900設置於兩者之間。應注意的是，殼體C2可與底蓋38300上分別形成有對應於第二影像感測器S2的開口，因此第二外部光線L2可穿過這些開口而抵達第二鏡頭3100和第二影像感測器S2。
需特別說明的是，如第14A、14B圖所示，於一些實施例中，廣角端鏡頭模組12中，鄰近望遠端鏡頭模組11之第二磁性元件3600之配置可避開望遠端鏡頭模組11中鄰近廣角端鏡頭模組12之第一磁性元件1400，以避免磁干擾(magnetic interference)。
於一些實施例中，廣角端鏡頭模組12亦可省略使第 二鏡頭3100移動的驅動線圈3400、框架3500、第二磁性元件3600、吊環線3700、基座3800和複數個位置偵測器3900，使第二鏡頭3100相對於第二影像感測器S2固定。
如第15圖所示，於另一實施例中，殼體C1、C2可為一體成型而形成單一殼體C，亦即望遠端鏡頭模組11和廣角端鏡頭模組12設置於前述殼體C中，且兩者皆固定於前述殼體C的基板B上。如此一來，可省去調整望遠端鏡頭模組11和廣角端鏡頭模組12之相對高度的時間，並可避免組裝失誤的發生。
綜上所述，本發明提供一種鏡頭系統，藉由望遠端鏡頭模組中第一組件的反射元件可旋轉、以及/或第二組件的第一軸向磁性元件/第一軸向線圈和第二軸向線圈設置於第二框體之相反側，可有效地減少鏡頭系統在第一軸向上的厚度。應了解的是，前述各實施例中的第一、第二、第三軸向雖大致上相互垂直，惟其僅需滿足互不平行的條件即可，故第一、第二、第三軸向於實施時有可能不相互垂直也不相互平行。
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。

Claims (9)

  1. 一種鏡頭系統，包括：一望遠端鏡頭模組，包括：一第一影像感測器；一第一組件，包括一第一驅動結構以及一反射元件，該反射元件連接該第一驅動結構，且該第一驅動結構可驅動該反射元件繞一第一軸向和一第二軸向旋轉；以及一第二組件，設置於該第一組件和該第一影像感測器之間，包括一第二驅動結構以及一第一鏡頭，其中該第二驅動結構可驅動該第一鏡頭沿一第三軸向移動，且該第三軸向、該第一軸向和該第二軸向互不平行，當一第一外部光線沿該第一軸向進入該望遠端鏡頭模組時，該第一外部光線被該反射元件反射，並大致沿該第三軸向穿過該第一鏡頭而抵達該第一影像感測器；其中，該第二驅動結構包括：一第二承載件，支持該第一鏡頭；兩個第三軸向線圈，設置於該第二承載件上，並位於該第二承載件之相反側；兩個第三軸向磁性元件，分別對應該些第三軸向線圈；一第二框架，具有一中空部，其中該第二承載件可活動地容置於該中空部中，且該些第三軸向磁性元件設置於該第二框架上；兩個第二彈性元件，連接該第二承載件和該第二框架，且該第二框架設置於該些第二彈性元件之間；一第二軸向線圈，當一電流被施加至該第二軸向線圈時，該第二軸向線圈和該些第三軸向磁性元件之間產生電磁感應，使該第一鏡頭沿該第二軸向移動；以及一第一軸向線圈以及複數個第一軸向磁性元件，該些第一軸向磁性元件設置於該第一軸向線圈與該第二承載件之間，且該第二承載件設置於該第一軸向線圈和該第二軸向線圈之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鏡頭系統，其中該鏡頭系統更包括一廣角端鏡頭模組，該廣角端鏡頭模組包括一第二鏡頭和一第二影像感測器，其中一第二外部光線沿該第一軸向進入該廣角端鏡頭模組，並穿過該第二鏡頭而抵達該第二影像感測器。
  3. 一種鏡頭系統，包括：一望遠端鏡頭模組，包括：一第一影像感測器；一第一組件，包括一第一驅動結構以及一反射元件，其中該反射元件連接該第一驅動結構，且該第一驅動結構可驅動該反射元件繞一第二軸向旋轉；以及一第二組件，設置於該第一組件和該第一影像感測器之間，包括一第二驅動結構以及一第一鏡頭，且該第二驅動結構可驅動該第一鏡頭沿該第二軸向和一第三軸向移動，當一第一外部光線沿一第一軸向進入該望遠端鏡頭模組時，該第一外部光線被該反射元件反射，並大致沿該第三軸向穿過該第一鏡頭而抵達該第一影像感測器，其中該第一、第二、第三軸向互不平行；其中，該第二驅動結構包括：一第二承載件，支持該第一鏡頭；一第二框架，具有一中空部，其中該第二承載件可活動地容置於該中空部中；兩個第三軸向線圈，設置於該第二承載件上，並位於該第二承載件之相反側；兩個第三軸向磁性元件，設置於該第二框架上並分別對應該些第三軸向線圈；兩個第二彈性元件，連接該第二承載件和該第二框架，且該第二框架設置於該些第二彈性元件之間；一第二軸向線圈，其中當電流流經該第二軸向線圈時，該第二軸向線圈和該些第三軸向磁性元件之間產生電磁感應，使該第一鏡頭沿該第二軸向移動；一第三軸向感測物，設置於該第二框架上；一第三軸向印刷電路板，設置於該第二承載件上；以及一第三軸向位置偵測器，設置於該第三軸向印刷電路板上並對應該第三軸向感測物。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭系統，其中該第二驅動結構更包括一第一軸向線圈以及複數個第一軸向磁性元件，該些第一軸向磁性元件設置於該第二框架上並位於該第一軸向線圈與該第二承載件之間，且該第二承載件設置於該第一軸向線圈和該第二軸向線圈之間。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之鏡頭系統，其中該鏡頭系統更包括一廣角端鏡頭模組，該廣角端鏡頭模組包括一第二鏡頭和一第二影像感測器，其中一第二外部光線沿該第一軸向進入該廣角端鏡頭模組，並穿過該第二鏡頭抵達該第二影像感測器。
  6. 一種鏡頭系統，包括：一望遠端鏡頭模組，包括：一第一影像感測器；一第一組件，包括一反射元件；以及一第二組件，設置於該第一組件和該第一影像感測器之間，包括一第二驅動結構以及一第一鏡頭，其中該第二驅動結構可驅動該第一鏡頭沿一第一軸向、一第二軸向和一第三軸向移動，且該第一、第二、第三軸向互不平行，當一第一外部光線沿該第一軸向進入該望遠端鏡頭模組時，該第一外部光線被該反射元件反射，並大致沿該第三軸向穿過該第一鏡頭而抵達該第一影像感測器；其中，該第二驅動結構包括：一第二承載件，支持該第一鏡頭；一第二框架，具有一中空部，其中該第二承載件可活動地容置於該中空部內；兩個第三軸向線圈，設置於該第二承載件上，並位於該第二承載件之相反側；兩個第三軸向磁性元件，設置於該第二框架上並分別對應該些第三軸向線圈；兩個第二彈性元件，連接該第二承載件和該第二框架，且該第二框架設置於該些第二彈性元件之間；一第二軸向線圈；一第一軸向線圈；以及複數個第一軸向磁性元件，設置於該第二框架上並位於該第一軸向線圈與該第二承載件之間，且該第二承載件設置於該第一軸向線圈和該第二軸向線圈之間，其中當電流流經該第二軸向線圈時，該第二軸向線圈和該些第三軸向磁性元件之間產生電磁感應，使該第一鏡頭沿該第二軸向移動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭系統，其中該第二驅動結構更包括一第二軸向印刷電路板和複數條吊環線，其中該第二軸向線圈設置於該第二軸向印刷電路板上，該些吊環線連接該第二軸向印刷電路板和該些第二彈性元件，且該些吊環線具有一矩形剖面，該矩形剖面沿該第一軸向的長度大於該矩形剖面沿該第二軸向的寬度。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭系統，其中該第一鏡頭包括兩個平面，分別形成於該第一鏡頭之相反側。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之鏡頭系統，其中該鏡頭系統更包括一廣角端鏡頭模組，包括一第二鏡頭和一第二影像感測器，其中一第二外部光線沿該第一軸向進入該廣角端鏡頭模組，並穿過該第二鏡頭而抵達該第二影像感測器。
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