可切换光路径的光学防震机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可切换光路径的光学防震机构，设置于一光学系统中，该光学系统包括有两个入光窗以供定义有两不同方向的光路径。该光学系统包括有：一光学镜头模块、一影像撷取模块、一防震装置、以及一切换机构。该光学镜头模块与该影像撷取模块相对应。该切换机构包括一固定部、一旋转部以及一驱动装置。该旋转部枢接于该固定部上，该旋转部用以搭载该防震装置，并通过位于该固定部与该旋转部中央间隔处且固定于该固定部上的该驱动装置带动该旋转部旋动以进行切换运动，进而令两不同的光路径其中之一的光线可经由该光学镜头模块投射于该影像撷取模块上。
【专利说明】可切换光路径的光学防震机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可切换光路径的光学防震机构，尤指一种运用一切换机构驱动一防震装置进行切换，将两光路径其中之一经由该光学镜头模块投射于该影像撷取模块上。
【背景技术】
[0002]在一个由光学透镜组以及影像撷取模块所构成的光学系统中，例如相机或摄影机等的光学系统，常会因为外力因素或是手持相机或摄影机时的抖动，而造成光路径的震动偏移并使得影像撷取模块上的成像不稳定，进而导致所拍摄到的影像模糊不清。最常见的解决方式，就是对此类因震动所造成的影像模糊现象提供一补偿机制，来使所撷取到的影像清晰化，而此种补偿机制可以是数字补偿机制或是光学补偿机制。所谓的数字补偿机制，就是对影像撷取模块所撷取到的数字影像资料进行分析与处理，以获得较为清晰的数字影像，这样的方式也常被称为数字防震机制。至于光学补偿机制，则通常是在光学透镜组或是影像撷取模块上设置震动补偿装置而这样的方式也常被称为光学防震机制。所谓的震动补偿装置，主要是去侦测光学透镜组内的光学元件在震动过程中的偏移量，并使用一驱动装置去把这光路径调整回其最佳的状态，以避免影像因震动而模糊。
[0003]目前市面上贩售的一些3C产品，例如:笔记型电脑、平板电脑、以及智慧型手机等等，其内建的相机功能多半均以单一镜头为主，当然在某些高阶的3C产品上也会看到有双镜头的影像模块，而往往具有双镜头影像模块的3C产品其两镜头影像模块所位于不同的两光路径上，例如智慧型手机的前、后镜头或是平板电脑的前、后镜头，其影像撷取路径就使大致呈现180度反向不同的光路径，因此，往往必须要使用两组影像撷取模块分别负责不同的两路径所撷取的影像进行后续的影像处理，如此一来不仅无法达到轻、薄的新世代3C产品的特色要求，反而是为了达到双镜头的效果而增加了制造成本。
[0004]因此，如何将所撷取的影像经由一切换机构将两不同光路径所撷取的影像资料通过同一影像撷取模块进行影像处理，并同时结合一光学防震装置，可弥补拍照或摄影时相机震动所带来的偏移量误差，为本发明主要探索与改良的课题。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是在于提供一种可切换光路径的光学防震机构，凭借运用一切换机构驱动一防震装置将不同的光路径经由该光学镜片模块投射于该影像撷取模块上达到切换的目的。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]—种可切换光路径的光学防震装置，设置于一光学系统中，该光学系统包括有该光学防震装置、一光学镜头模块、一影像撷取模块对应于该光学镜头模块、以及至少两个不同的入光窗，凭借自该至少两个入光窗入射至该光学系统的光线可定义出至少两不同方向的光路径；其特征在于，该光学防震装置包括有:
[0008]一防震装置，包括有一光路调整元件，该光路调整元件对应于该光学镜头模块；以及，
[0009]一切换机构，用以搭载该防震装置以及将该防震装置连同其光路调整元件进行切换运动，使得位于该两不同方向的光路径的其中之一的光线可通过该光路调整元件进行折射切换，进而经由该光学镜头模块投射于该影像撷取模块上。
[0010]其中，该防震装置还包括有一双轴旋转元件以及一驱动模块；该光路调整元件设置于该双轴旋转元件上，能够分别将来自光路径上的光调整射向该光学镜头模块；该双轴旋转兀件至少能够在一第一轴向与一第二轴向上进行一有限幅度的枢转运动；该驱动模块连结于该双轴旋转元件，用以驱动该双轴旋转元件在该第一轴向与该第二轴向上进行该有限幅度的枢转运动；该切换机构包括一固定部、一旋转部以及一驱动装置；该旋转部枢接于该固定部上，该旋转部用以搭载该防震装置，并通过位于该固定部与该旋转部中央间隔处且固定于该固定部上的该驱动装置带动该旋转部旋动。
[0011]其中，该双轴旋转元件是一薄弹片，该薄弹片包括:一外框部、一中框部、以及一内板部；该内板部提供该光路调整元件予以结合，且在该内板部上定义了该第一轴向与该第二轴向；该中框部环绕于该内板部外周围，且在中框部与内板部之间设有环绕于内板部外周围的至少一第一贯穿沟以及位于该第一轴向上的两个第一连接端，该内板部以该两个第一连接端连结于中框部；该外框部环绕于该中框部外周围，且在外框部与中框部之间设有环绕于中框部外周围的至少一第二贯穿沟以及位于该第二轴向上的两个第二连接端，该中框部以该两个第二连接端连结于外框部。
[0012]其中，该驱动模块是一电磁驱动模块且至少包括有:一内承载架、一外承载架、至少一第一磁石、至少一第二磁石、至少一第一线圈、以及至少一第二线圈；
[0013]该内承载架结合在该内板部上并与其连动，且该外承载架结合在该外框部上并且是不动的元件；
[0014]该第一磁石与第一线圈两者的其中之一设置于该内承载架上、而另一则设置于该外承载架上；凭借对该第一线圈通电能够产生一电磁力推动该内承载架连同该内板部进行沿该第一轴向的枢转运动；以及，
[0015]该第二磁石与第二线圈两者的其中之一设置于该内承载架上、而另一则设置于该外承载架上；凭借对该第二线圈通电能够产生一电磁力推动该内承载架连同该内板部进行沿该第二轴向的枢转运动。
[0016]其中，该内承载架是一楔形框架结构，其具有矩形的一第一接触部其连接于该内板部、以及自该矩形第一接触部的四个边分别朝向远离该内板部的方向延伸的四个第一侧面；该四个第一侧面之中有两个侧面是呈相对应三角形且相互平行、而另两个侧面则是呈矩形且是相互呈垂直相接；并且，在各第一侧面上均分别设有一第一容置座；
[0017]该外承载架是一楔形框架结构，其具有矩形的一第二接触部其连接于该外框部、以及自该矩形第二接触部的四个边分别朝向远离该外框部的方向延伸的四个第二侧面；该四个第二侧面之中有两个侧面是呈相对应三角形且相互平行、而另两个侧面则是呈矩形且是相互呈垂直相接；并且，在各第二侧面上均分别设有一第二容置座；
[0018]该第一磁石是设置于该内承载架的三角形第一侧面的第一容置座上、该第一线圈则是通过一第一电路板而设置于该外承载架的三角形第二侧面的第二容置座上；以及，
[0019]该第二磁石是设置于该内承载架的矩形第一侧面的第一容置座上、该第二线圈则是通过一第二电路板而设置于该外承载架的矩形第二侧面的第二容置座上。
[0020]其中，该防震装置还包括有:
[0021]一震动侦测模块，设置于该光学镜头模块上，用以侦测该光学镜头模块的震动量;
[0022]一位置侦测模块，设置于该驱动模块上，用以侦测该双轴旋转元件于该第一轴向与第二轴向上的枢转量；以及，
[0023]一控制模块，连接于该震动侦测模块、位置侦测模块以及驱动模块，用以根据该震动侦测模块所侦测到的光学镜头模块震动量、以及根据位置侦测模块所侦测该双轴旋转元件的枢转量，来控制该驱动模块驱动该双轴旋转元件进行枢转进而达到补偿该光路径因光学镜头模块震动所造成的不稳状态。
[0024]其中，该位置侦测模块包括了设置在第一线圈中央且对应于第一磁石的一第一感磁元件、以及设置在第二线圈中央且对应于第二磁石的一第二感磁元件，该第一与第二感磁元件可侦测到磁力线的变化以供控制模块计算出该双轴旋转元件的枢转量；并且，该光路调整元件是下列其中之一:设置于内板部的该平面上的一楔形棱镜、设置于内板部的该平面上的一光反射层。
[0025]其中，于该固定部上设有圆弧状的一导引槽，并在该旋转部上设置突起的一定位块，且令该定位块嵌入于该导引槽的内，并在该导引槽中进行滑动，进而使该旋转部相对于该固定部上呈预设角度的旋动；其中，该定位块行进于该导引槽中的两末端点分别与两光路径的行经路线重叠；其中，该摩擦件可以是陶瓷材料所构成；其中，该固定部可以是具有一定磁吸力的功能的轭铁所构成；其中，该旋转部可以是磁石或具有该磁石的一载体所构成。
[0026]其中，该驱动装置还包括:至少一滚珠、一摩擦件、以及一压电元件；该滚珠位于该固定部与该旋转部中央间隔预设位置处，且分别与该固定部以及该摩擦件相接触；该摩擦件设置于该旋转部上，并与该固定部上所设置的该压电元件相对应，通过该压电元件带动该摩擦件进行线性运动，使该旋转部上的该防震装置产生转动时，进而将两不同的该光学镜头模块上的光路径通过该光路调整元件进行切换。
[0027]其中，该驱动装置还包括:至少一个磁石、以及复数个线圈；其中，该磁石由复数NS磁极所构成并设置于该旋转部上，而该复数个线圈也可由特殊制程变成单一部品设置于该固定部上并与该磁石相对应。
[0028]在一较佳实施例中，该驱动装置还包括:至少一滚珠、一摩擦件、以及一压电元件；该滚珠位于该固定部与该旋转部中央间隔预设位置处，且分别与该固定部以及该摩擦件相接触；该摩擦件设置于该旋转部上，并与该固定部上所设置的该压电元件相对应，通过该压电元件带动该摩擦件进行线性运动，使该旋转部上的该防震装置产生转动时，进而将两不同的光路径通过该光路调整元件进行切换。
[0029]在另一较佳实施例中，该驱动装置还包括:至少一个磁石、以及复数个线圈；该磁石由复数NS磁极所构成,该复数个线圈也可由特殊制程变成单一部品(如Fine PatternCoil)。该磁石分别环形设置于该旋转部上，而该些线圈则环形设置于该固定部上并分别与该些磁石相对应；其中，两相邻的磁石的磁性是相反极性。该些磁石因其分别对应的该些线圈输入电流所产生的磁力导致该些磁石产生旋转位移，且进而带动该旋转部以该中心柱为中心且相对于该固定部进行预设角度的旋转，如此达到切换不同两光路径折射于同一影像撷取模块的目的。
[0030]总而言之，本发明的可切换光路径的光学防震机构可将两光路径分别所投射的影像光与该光学镜头模块之间进一步加以切换，通过该切换机构将该固定端上枢接的该旋转部所搭载的该防震装置予以旋转180度，进而令该防震装置上所固定的该光路调整元件11 (楔形棱镜)旋转并朝向所对应折射的两光路径其中之一，进一步使两光路径其中之一凭借该光路调整元件(楔形棱镜)折射至该光学镜头模块，再凭借该光学镜头模块将所投射的影像光投射于该影像撷取模块上，达到两光路径通过该切换机构共用同一该光学镜头模块与该影像撷取模块且同时具有防震动的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例装设于一光学系统中的实施例图；
[0032]图2A是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例中的双轴定位元件、内承载架与磁石组合后的立体视图(底视方向)；
[0033]图2B是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例中的双轴定位元件、内承载架与磁石组合后的立体视图(顶视方向)；
[0034]图3是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的装设于一光学系统中于侧面方向上的透视示意图；
[0035]图4是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的磁石、线圈、电路板与感磁元件的相对应位置的示意图；
[0036]图5是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例所延伸的另一实施例装设于一光学系统中于侧面方向上的透视示意图；
[0037]图6是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的切换机构立体分解示意图；
[0038]图7是本发明可切换光路径的光学防震机构的第二较佳实施例的侧视示意图；
[0039]图8是本发明可切换光路径的光学防震机构的第二较佳实施例的切换机构立体分解示意图；
[0040]图9是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的应用状态示意图。
[0041]附图标记说明:l、la?可切换光路径的光学防震机构；2?光学镜头模块；3?影像撷取模块；10?防震装置；11?光路调整元件；12?双轴旋转元件；121?外框部；122?中框部；1221?第二贯穿沟；1222?第二连接端；123?内板部；1231?第一贯穿沟；1232?第一连接端；1239?光反射层；13?驱动模块；131?内承载架；1311?第一接触部；1312a、1312b?第一侧面；1313?容置座；132?外承载架；1321?第二接触部；1322a、1322b?第二侧面；1323?第二容置座；133?第一磁石；134?第二磁石；135?第一线圈；1351?第一电路板；136?第二线圈；1361?第二电路板；20、20a?切换机构；201?固定部；2011?中心柱；2012?导引槽；2013?弧面定位槽；20121、20122?末端点；202?旋转部；2021?枢接轴；2022?第一表面；2023?定位块；2024?第二表面；203、203a?驱动装置；2031?滚珠；2032?摩擦件；2033?压电元件；20331?电路板；2034?磁石；2035?线圈；20351?基板；30?震动侦测模块；40?位置侦测模块；41?第一感磁元件；42?第二感兀件磁；50?控制模块；81、82?入光窗；91?第一轴向；92?第二轴向；A、B?光路径。
【具体实施方式】
[0042]为了能更清楚地描述本发明所提出的可切换光路径的光学防震机构，以下将配合图式详细说明的。
[0043]本发明的可切换光路径的光学防震机构主要设置于一光学系统中，该光学系统包括有至少两个不同的入光窗，凭借自该至少两个入光窗入射至该光学系统的光线可定义出至少两不同方向的光路径。该光学防震机构运用一切换机构驱动一防震装置将自两不同的光路径的其中之一所入射的光，经由该光学镜片模块投射于该影像撷取模块上。
[0044]请参阅图1至图4所示，为本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例。其中，图1是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例装设于一光学系统中的实施例图；图2A是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的双轴定位元件、内承载架与磁石组合后的立体视图(底视方向)；图28是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例中的双轴定位元件、内承载架与磁石组合后的立体视图(顶视方向)；图3是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例装设于一光学系统中于侧面方向上的透视示意图；图4是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的磁石、线圈、电路板与感磁元件的相对应位置的示意图。
[0045]如图1所示，本发明可切换光路径的光学防震机构1，主要是设置于一光学系统中。该光学系统包括有:该光学防震机构1、至少一光学镜头模块2、一影像撷取模块3、以及至少两个位于不同方向的入光窗81、82。凭借自该至少两个入光窗81、82入射至该光学系统中的光线可定义有至少两组不同的光路径A、B,以分别提供不同位置的一外界物体的影像光撷取并经由该光学镜头模块2成像于该影像撷取模块3上。于本发明第一较佳实施例中，该光学镜头模块2可以是包含了复数个透镜的定焦或变焦镜头，而该影像撷取模块3则可包含了由例如电荷耦合元件(CCD)或是互补金属氧化物半导体(CMOS)等感光元件所构成的影像感测器。凭借该光学镜头模块2将两光路径A、B其中之一所投射的外界物体的影像成像于影像撷取模块3的感光元件上，并由影像撷取模块3将影像光转换为可供电脑判读的数字影像资料，而可提供数字相机或是数字摄影机的功能。由于此所述的该光学镜头模块2与影像撷取模块3均可以直接自现有现有技术中选用且非本发明的技术特征，所以不赘述其构成。
[0046]于本发明第一较佳实施例中，本发明的可切换光路径的光学防震机构I设置于两光路径A、B(入光窗81、82)与该光学镜头模块2之间。如图1所示，于本发明的可切换光路径的光学防震机构I的第一较佳实施例中，该可切换光路径的光学防震机构I包括有:一防震装置10、一切换机构20、一震动侦测模块30、一位置侦测模块40、以及一控制模块50。
[0047]该防震装置10包括有:一光路调整元件U、一双轴旋转元件12、以及一驱动模块13 ;该光路调整元件11分别位于两光路径A、B其中之一上以及对应于该光学镜头模块2，且该光路调整元件11是设置于该双轴旋转元件12上，可将来自光路径A、B其中之一上的影像光调整射向该光学镜头模块2进而成像投射于该影像撷取模块3上。该双轴旋转元件12是设置于光路径A、B其中之一上，其至少可在一第一轴向91与一第二轴92向上进行一有限幅度的枢转运动。
[0048]请参阅图2所示,于本发明第一较佳实施例中，该双轴旋转元件12是一矩形的薄弹片，该薄弹片具有四个侧边且包括有:一外框部121、一中框部122、以及一内板部123。该内板部123具有朝向其中之一光路径(入光窗)的一平面，且在该平面上定义了该第一轴向91与该第二轴向92。该中框部122环绕于该内板部123外周围，且在中框部122与内板部123之间设有环绕于内板部123外周围的至少一第一贯穿沟1231以及位于该第一轴向91上的两个第一连接端1232。该两个第一连接端1232分别位于内板部123的两个相对侧边上且实质上把第一贯穿沟1231分隔成两个U字形的第一贯穿沟1231，而该内板部123便是以该两个第一连接端1232连结于中框部122。该外框部121环绕于该中框部122外周围，且在外框部121与中框部122之间设有环绕于中框部122外周围的至少一第二贯穿沟1221以及位于该第二轴向92上的两个第二连接端1222。该两个第二连接端1222分别位于中框部122的两个相对侧边上且实质上把第二贯穿沟1221分隔成两个U字形的第二贯穿沟1221，而该中框部122便是以该两个第二连接端1222连结于外框部121。换句话说，该两个第一连接端1232与两个第二连接端1222是以两两相对的方式分别位在矩形薄弹片的四个侧边处；凭借薄弹片本身的弹性，不仅可让该内板部123以该两个第一连接端1232为轴进行相对于该外框部121在该第一轴向91上的小幅度枢转运动、也可以让该内板部123以该两个第二连接端1222为轴进行相对于该外框部121在该第二轴向92上的小幅度枢转运动，而达到双轴旋转元件12的功能。由此可知，本发明凭借在薄弹片上挖沟槽的方式形成特殊的多框架结构，确实提供了一结构简单、小体积、低成本且不需组装的双轴旋转元件12。
[0049]如图1至图4所示,该驱动模块13是连结于该双轴旋转元件12,用以驱动该双轴旋转元件12在该第一轴向91与该第二轴向92上进行该有限幅度的枢转运动。于本实施例中，该驱动模块13是一电磁驱动模块且至少包括有:一内承载架131、一外承载架132、至少一第一磁石133、至少一第二磁石134、至少一第一线圈135、以及至少一第二线圈136。
[0050]该内承载架131结合在该内板部123的底面上并与其连动，且该外承载架132结合在该外框部121的底面上并且是不动的元件。第一磁石133与第一线圈135两者的其中之一是设置于该内承载架131上、而另一则是设置于该外承载架132上。于本实施例中，在内承载架131邻近于两个第二连接端1222的两侧边上分别设置了一第一磁石133，且在外承载架132邻近于两个第二连接端1222的两侧边上且对应于第一磁石133的位置处分别设置了一第一线圈135。凭借对该两个第一线圈135通电可以产生一电磁力推动该内承载架131上的两个第一磁石133连同该内板部123进行沿该第一轴向91的枢转运动。
[0051]该第二磁石134与第二线圈136两者的其中之一是设置于该内承载架131上、而另一则是设置于该外承载架132上。于本实施例中，在内承载架131邻近于两个第一连接端1232的两侧边上分别设置了一第二磁石134，且在外承载架132邻近于两个第一连接端1232的两侧边上且对应于第二磁石134的位置处分别设置了一第二线圈136。凭借对该第二线圈136通电可以产生一电磁力推动该内承载架131上的两个第二磁石134连同该内板部123进行沿该第二轴向92的枢转运动。
[0052]该内承载架131是一楔形框架结构，其具有矩形的一第一接触部1311其连接于该内板部123的底面、以及自该矩形第一接触部1311的四个边分别朝向远离该内板部123的方向延伸的四个第一侧面1312a、1312b。该四个第一侧面之中有两个侧面1312a是呈相对应直角三角形且相互平行、而另两个侧面1312b则是呈矩形且是相互呈垂直相接。并且，于各第一侧面1312a、1312b上均分别设有一第一容置座1313。该外承载架132是一楔形框架结构，其具有矩形的一第二接触部1321其连接于该外框部121的底面、以及自该矩形第二接触部1321的四个边分别朝向远离该外框部121的方向延伸的四个第二侧面1322a、1322b。该四个第二侧面1322a、1322b之中有两个侧面1322a是呈相对应直角三角形且相互平行、而另两个侧面1322b则是呈矩形且是相互呈垂直相接。并且，于各第二侧面1322a、1322b上均分别设有一第二容置座1323。于本发明第一实施例中，该第一磁石133是设置于该内承载架131的三角形第一侧面1312a的第一容置座1313上、该第一线圈135则是通过一第一电路板1351而设置于该外承载架132的三角形第二侧面1322a的第二容置座1323上。该第二磁石134是设置于该内承载架131的矩形第一侧面1312b的第一容置座1313上、该第二线圈136则是通过一第二电路板1361而设置于该外承载架132的矩形第二侧面1322b的第二容置座1323上。由前述可知，本发明凭借前述的具有直角侧边的楔形框架独特的内、外承载架131、132结构来装设与定位该些永久磁石133、134与线圈135、136，不仅很容易被装置在例如数字相机或数字摄影机的光学系统中，且更提供了一结构简单、组装容易、小体积且低成本的电磁驱动装置。
[0053]于本发明第一较佳实施例中，该光路调整元件11是设置于双轴旋转元件12的内板部123的该平面上，可将两光路径A、B上的光分别调整射向该光学镜头模块2进而投射至该影像撷取模块3。如图1所示的第一较佳实施例中，该光路调整元件11是设置于内板部123的该平面上的一楔形棱镜，凭借该楔形棱镜可将来自左、右(前、后)两侧的两光路径A、B(入光窗81、82)其中之一的影像光转折90度角的方向后再投射至该光学镜头模块2并进一步将该影像光投射至该影像撷取模块3。
[0054]然而，请参阅图5所示，图5是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例所延伸的另一实施例装设于一光学系统中于侧面方向上的透视示意图。在本发明第一较佳实施例所延伸的另一实施例中，该光路调整元件11也可以是直接涂设于内板部123的该平面上的一光反射层1239，同样可凭借该光反射层1239把来自左、右(前、后)两侧的两光路径A、B(入光窗81、82)其中之一的影像光转折90度角的方向后再投射至该光学镜头模块2并进一步将该影像光投射至该影像撷取模块3，同样达到两光路径A、B切换调整的功能。
[0055]请参阅图6并配合图3所示，图6是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的切换机构立体分解示意图。该切换机构20包括:一固定部201、一旋转部202以及一驱动装置203。该固定部201可以是具有一定的磁吸力功能的轭铁所构成。该旋转部202可以是磁石或具有该磁石的一载体所构成，该旋转部202可通过一枢接轴2021枢接于该固定部201的一中心柱2011上,且该旋转部202的一第一表面2022用以搭载该防震装置10，并通过位于该固定部201与该旋转部202中央间隔处且固定于该固定部201上的该驱动装置203带动该旋转部202旋动，进而将两不同的光路径A、B经由该光学镜头模块2投射于该影像撷取模块3上进行光投射路径的切换。
[0056]于该固定部201上设有圆弧状的一导引槽2012，并在该旋转部202上位于该枢接轴2021的侧边设置有突起的一定位块2023，且令该定位块2023嵌入于该导引槽2012之中，并可于该导引槽2012中进行滑动，进一步带动该旋转部202以该中心柱2011为旋转中心相对于该固定部201做预设角度的旋动；其中，该定位块2023行进于该导引槽2012中的两末端点20121、20122时分别与两光路径A、B的行经路线重叠，所以，该导引槽2012的该两末端点20121、20122不仅可以控制该旋转部202的旋转最大角度，更可设定成两光路径A、B所间隔的角度，令该光路调整元件11可通过该切换机构20旋转至该光路径A、B上的目的。
[0057]于本发明第一较佳实施例中，当该定位块2023于该导引槽2012中的该端点20121时，该光路径A恰可通过该光路调整元件11将影像90度折射至该影像撷取模块3上；此夕卜，当该定位块2023通过该驱动装置203由该导引槽2012中的该端点20121行经至另一端点20122时，该旋转部202即相对于该固定部201旋转180度，此时，该光路调整元件11可将另一光路径B所撷取的影像90度折射至同一该影像撷取模块3上；相反之，当该定位块2023通过该驱动装置203由该导引槽2012中的该端点20122行进至另一端点20121时，可将该光路调整元件11逆向旋转180度，并由该光路径B切换成另一光路径A，如此达到于同一影像撷取模块3切换双光路径A、B的目的。
[0058]于本发明第一较佳实施例中，该切换机构20的该驱动装置203还包括:至少一滚珠2031、一摩擦件2032、以及一压电元件2033 ;其中，该滚珠2031设置于该固定部201上的至少一弧面定位槽2013中与该旋转部202之中央间隔预设位置处，且分别与该旋转部202上所设的该摩擦件2032相接触，使该旋转部202可平稳的于该固定部201上进行转动。由于该固定部201与该旋转部202两者本身都具有一定的磁吸力，因此更提供了该压电元件2033附着于该固定部201以及该些滚珠2031附着于该弧面定位槽2013中的磁吸力。于本发明第一较佳实施例中，该滚珠2031是两颗(甚至于是更多颗)分别设置于对应的两弧面定位槽2013中。进一步说，该两弧面定位槽2013分别用以定位两滚珠2031于该固定部201上，当该旋转部202枢接于该固定部201上的同时，会使各别的该滚珠2031位于该弧面定位槽2013的另一侧抵靠于该摩擦件2032上；其中，该弧面定位槽2013所设置的数量与该滚珠2031的数量相对应。于本发明第一较佳实施例中，该滚珠2031以及所结合的该弧面定位槽2013分别为两组，并与该压电元件2033大致间隔120度围绕该中心柱2011环形排列于该固定部201上。
[0059]该摩擦件2032是环形片状且设置于该旋转部202的一第二表面2024上，并与该固定部201上所分别设置的该压电元件2033以及该些滚珠2031相互接触，通过设置于一电路板20331上的该压电元件2033带动该摩擦件2032进行线性运动，使该旋转部202的该第一表面2022上所设置的该防震装置10产生转动，进而将不同的光路径A、B能通过该光路调整元件11进行切换。于本发明第一较佳实施例中，该摩擦件2032可以是陶瓷材料所构成。
[0060]也就是说，该防震装置10的通过成矩形的该第二侧面1322b其中之一固定于该切换机构20的该旋转部202的第一表面2022上，使该防震装置10上所设置的该光路调整元件11可随着该旋转部202经由该固定部201上的该驱动装置203 —起被带动旋转。换句话说，该光路调整元件11对应其中之一光路径A可通过该固定部201上的该压电元件2033将位于该旋转部202上的该摩擦件2032进行线性推动，使该旋转部202上的该光路调整元件11旋转180度(在本实施例中，两光路径A、B的位置恰呈180度角相互对应)与另一光路径B相对应，并将该影像光进一步90度折射至该光学镜片模块2且进而投射至该影像撷取模块3上。反之，也可由通过该压电元件2033将该旋转部202上的该光路调整元件11逆向旋转180度回到原先的该光路径A相对应，并将该影像光进一步90度折射至该光学镜片模块2且进而投射至该影像撷取模块3上。
[0061]于本发明第一较佳实施例中，该震动侦测模块30是设置于该光学镜头模块2上，用以各别侦测该光学镜头模块2的震动量，也就是侦测该光学镜头模块2因震动所导致的光路径A、B位置的偏移量。由于此所述的震动侦测模块30可以直接自现有现有技术中选用且非本发明的技术特征，所以不赘述其构成。
[0062]于本发明第一较佳实施例中，该位置侦测模块40是设置于该驱动模块13上，用以侦测该双轴旋转元件12于该第一轴向91与第二轴向92上的枢转量。如图4所示，该位置侦测模块40包括了分别设置在各第一线圈135中央且对应于第一磁石133的一第一感磁元件41、以及分别设置在第二线圈136中央且对应于第二磁石134的一第二感磁元件42。凭借该第一与第二感磁元件41、42可侦测到磁力线的变化以供控制模块50计算出该双轴旋转元件12的枢转量。
[0063]于本发明第一较佳实施例中，该控制模块50是连接于该震动侦测模块30、位置侦测模块40、以及驱动模块13，用以根据该震动侦测模块30所侦测到该光学镜头模块2震动量、以及根据位置侦测模块40所侦测该双轴旋转元件12的枢转量，来控制该驱动模块13驱动该双轴旋转元件12进行枢转，进而达到补偿光学镜头模块2震动所造成的不稳状态。由于此所述的控制模块50可以直接自现有现有技术中选用且非本发明的技术特征，所以不赘述其构成。
[0064]总而言之，本发明第一较佳实施例的可切换光路径的光学防震机构I可将两光路径A、B分别所投射的影像光与该光学镜头模块2之间进一步加以切换，通过该切换机构20将该固定端201上枢接的该旋转部202所搭载的该防震装置10予以旋转180度，进而令该防震装置10上所固定的该光路调整元件11 (楔形棱镜)旋转并朝向所对应折射的两光路径A、B其中之一，进一步使两光路径A、B其中之一凭借该光路调整元件11 (楔形棱镜)折射至该光学镜头模块2，再凭借该光学镜头模块2将所投射的影像光投射于该影像撷取模块3上，达到两光路径A、B通过该切换机构20共用同一该光学镜头模块2与该影像撷取模块3且同时具有防震动的目的。
[0065]请参阅图9所示，图9是本发明可切换光路径的光学防震机构的第一较佳实施例的应用状态示意图。其中，该光学系统可以是一智慧型手机(以下该光学系统称的为智慧型手机)的摄像模块，于该智慧型手机于其正、反两表面分别设有不同的光路径A、B (入光窗81、82)的来源，以分别提供不同位置的一外界物体的影像光撷取，并成像于该智慧型手机内部的该光学镜片模块2进而投射至该影像撷取模块3上。也就是说，本发明的可切换光路径的光学防震机构I设置于该智慧型手机内部且位于两光路径A、B与该光学镜头模块2之间。通过该切换机构20将该防震装置10上所固设的该光路调整元件11于两光路径A、B间进行旋转180度的切换，进而将两不同的光路径A、B所投射的影像光都可由同一个该光学镜头模块2投射于该影像撷取模块3上。
[0066]以下所述的本发明其他较佳实施例中，因大部份的元件相同或类似于前述实施例，故相同的元件与结构以下将不再赘述，且相同的元件将直接给予相同的名称及编号，并对于类似的元件则给予相同名称但在原编号后另增加一英文字母以资区别且不予赘述，合先叙明。
[0067]请参阅图7、图8所示，图7是本发明可切换光路径的光学防震机构的第二较佳实施例的侧视示意图；图8是本发明可切换光路径的光学防震机构的第二较佳实施例的切换机构立体分解不意图。其中，本发明一种可切换光路径的光学防震机构第二较佳实施例较前述第一较佳实施例的不同点在于，本发明第二较佳实施例的可切换光路径的光学防震机构Ia的该切换机构20a，其中，该驱动装置203a还包括:至少一个磁石2034、以及复数个线圈2035 ;其中，该磁石2034由复数NS磁极所构成，该复数个线圈2035也可由特殊制程变成单一部品(如Fine Pattern Coil)。该磁石2034分别环形设置于该旋转部202的该第二表面2024上。而该些线圈2035则环形设置于该固定部201上并分别与该磁石2034间隔一预设距离且相互对应。由于该固定部201与该旋转部202两者都具有一定的磁吸力，因此更提供了该磁石2034吸附于该旋转部202以及该些线圈2035吸附于该固定部201上的磁吸力。于本发明第二较佳实施例中，该些线圈2035可以环形设置于一基板20351上并相互电性连接，且该基板20351则以该中心柱2011为中心设置于该固定部201上，并令该些线圈2035与该旋转部202上所设置的该些磁铁2034间隔一预设距离相互对应。
[0068]也就是说，该驱动装置203a位于该固定部201与该旋转部202之中央间隔处，且该磁石2034以及该些线圈2035分别固定于该旋转部202与该固定部201上。于该旋转部202的该第二表面2024上设有以该枢接轴2021为中心环形设置且N极与S极相互交错的该些磁石2034。于本发明第二较佳实施例中，具有N/S磁极的磁石2034大致可为九组(也可依照不同规划设置与该线圈2035对应的组数)，且平均环形分布设置于该第二表面2024上。此外，于本发明第二较佳实施例中，于该固定部201上设有与该磁石2034相对应的复数个线圈2035，该些线圈2035是九组以该固定部201的该中心柱2011为中心环形平均设置于该基板20351上，而该基板20351则固设于该固定部201上，且各别的该线圈2035大致对应于其中一组具有N/S磁极的磁石2034。
[0069]换句话说，当针对该基板20351上所设置的该些线圈2035依序输入同方向的电流后，致使各别的该线圈2035依序产生同方向的磁力场，因此进一步使得各别该线圈2035所对应的该磁石2034间交互产生磁力的吸附或推斥的现象，而由于该旋转部202通过该枢接轴2021枢接于该固定部201的该中心柱2011上，故此，该磁石2034因其分别对应的该些线圈2035所产生的磁力导致该磁石2034产生旋转位移，且进而带动该旋转部202以该中心柱2011为中心且相对于该固定部201进行预设角度的旋转，利用近似于电磁式旋转马达的原理驱动该旋转部202上所设置的该光路调整元件11，如此达到切换不同两光路径A、B折射于同一影像撷取模块3的目的。
[0070]以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可切换光路径的光学防震装置，设置于一光学系统中，该光学系统包括有该光学防震装置、一光学镜头模块、一影像撷取模块对应于该光学镜头模块、以及至少两个不同的入光窗，凭借自该至少两个入光窗入射至该光学系统的光线可定义出至少两不同方向的光路径；其特征在于，该光学防震装置包括有: 一防震装置，包括有一光路调整元件，该光路调整元件对应于该光学镜头模块；以及， 一切换机构，用以搭载该防震装置以及将该防震装置连同其光路调整元件进行切换运动，使得位于该两不同方向的光路径的其中之一的光线可通过该光路调整元件进行折射切换，进而经由该光学镜头模块投射于该影像撷取模块上。
2.根据权利要求1所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，该防震装置还包括有一双轴旋转元件以及一驱动模块；该光路调整元件设置于该双轴旋转元件上，能够分别将来自光路径上的光调整射向该光学镜头模块；该双轴旋转元件至少能够在一第一轴向与一第二轴向上进行一有限幅度的枢转运动；该驱动模块连结于该双轴旋转元件，用以驱动该双轴旋转元件在该第一轴向与该第二轴向上进行该有限幅度的枢转运动；该切换机构包括一固定部、一旋转部以及一驱动装置；该旋转部枢接于该固定部上，该旋转部用以搭载该防震装置，并通过位于该固定部与该旋转部中央间隔处且固定于该固定部上的该驱动装置带动该旋转部旋动。
3.根据权利要求2所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，该双轴旋转元件是一薄弹片，该薄弹片包括:一外框部、一中框部、以及一内板部；该内板部提供该光路调整元件予以结合，且在该内板部上定义了该第一轴向与该第二轴向；该中框部环绕于该内板部外周围，且在中框部与内板部之间设有环绕于内板部外周围的至少一第一贯穿沟以及位于该第一轴向上的两个第一连接端，该内板部以该两个第一连接端连结于中框部；该外框部环绕于该中框部外周围，且在外框部与中框部之间设有环绕于中框部外周围的至少一第二贯穿沟以及位于该第二轴向上的两个第二连接端，该中框部以该两个第二连接端连结于外框部。
4.根据权利要求2所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于: 该驱动模块是一电磁驱动模块且至少包括有:一内承载架、一外承载架、至少一第一磁石、至少一第二磁石、至少一第一线圈、以及至少一第二线圈； 该内承载架结合在该内板部上并与其连动，且该外承载架结合在该外框部上并且是不动的元件； 该第一磁石与第一线圈两者的其中之一设置于该内承载架上、而另一则设置于该外承载架上；凭借对该第一线圈通电能够产生一电磁力推动该内承载架连同该内板部进行沿该第一轴向的枢转运动；以及， 该第二磁石与第二线圈两者的其中之一设置于该内承载架上、而另一则设置于该外承载架上；凭借对该第二线圈通电能够产生一电磁力推动该内承载架连同该内板部进行沿该第二轴向的枢转运动。
5.根据权利要求4所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于: 该内承载架是一楔形框架结构，其具有矩形的一第一接触部其连接于该内板部、以及自该矩形第一接触部的四个边分别朝向远离该内板部的方向延伸的四个第一侧面；该四个第一侧面之中有两个侧面是呈相对应三角形且相互平行、而另两个侧面则是呈矩形且是相互呈垂直相接；并且，在各第一侧面上均分别设有一第一容置座； 该外承载架是一楔形框架结构，其具有矩形的一第二接触部其连接于该外框部、以及自该矩形第二接触部的四个边分别朝向远离该外框部的方向延伸的四个第二侧面；该四个第二侧面之中有两个侧面是呈相对应三角形且相互平行、而另两个侧面则是呈矩形且是相互呈垂直相接；并且，在各第二侧面上均分别设有一第二容置座； 该第一磁石是设置于该内承载架的三角形第一侧面的第一容置座上、该第一线圈则是通过一第一电路板而设置于该外承载架的三角形第二侧面的第二容置座上；以及， 该第二磁石是设置于该内承载架的矩形第一侧面的第一容置座上、该第二线圈则是通过一第二电路板而设置于该外承载架的矩形第二侧面的第二容置座上。
6.根据权利要求4所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，该防震装置还包括有: 一震动侦测模块，设置于该光学镜头模块上，用以侦测该光学镜头模块的震动量； 一位置侦测模块，设置于该驱动模块上，用以侦测该双轴旋转元件于该第一轴向与第二轴向上的枢转量；以及， 一控制模块，连接于该震动侦测模块、位置侦测模块以及驱动模块，用以根据该震动侦测模块所侦测到的光学镜头模块震动量、以及根据位置侦测模块所侦测该双轴旋转元件的枢转量，来控制该驱动模块驱动该双轴旋转元件进行枢转进而达到补偿该光路径因光学镜头模块震动所造成的不稳状态。
7.根据权利要求6所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，该位置侦测模块包括了设置在第一线圈中央且对应于第一磁石的一第一感磁元件、以及设置在第二线圈中央且对应于第二磁石的一第二感磁元件，该第一与第二感磁元件可侦测到磁力线的变化以供控制模块计算出该双轴旋转元件的枢转量；并且，该光路调整元件是下列其中之一:设置于内板部的该平面上的一楔形棱镜、设置于内板部的该平面上的一光反射层。
8.根据权利要求2所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，于该固定部上设有圆弧状的一导引槽，并在该旋转部上设置突起的一定位块，且令该定位块嵌入于该导引槽的内，并在该导引槽中进行滑动，进而使该旋转部相对于该固定部上呈预设角度的旋动；其中，该定位块行进于该导引槽中的两末端点分别与两光路径的行经路线重叠；其中，该摩擦件可以是陶瓷材料所构成；其中，该固定部可以是具有一定磁吸力的功能的轭铁所构成；其中，该旋转部可以是磁石或具有该磁石的一载体所构成。
9.根据权利要求8所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，该驱动装置还包括:至少一滚珠、一摩擦件、以及一压电元件；该滚珠位于该固定部与该旋转部中央间隔预设位置处，且分别与该固定部以及该摩擦件相接触；该摩擦件设置于该旋转部上，并与该固定部上所设置的该压电元件相对应，通过该压电元件带动该摩擦件进行线性运动，使该旋转部上的该防震装置产生转动时，进而将两不同的该光学镜头模块上的光路径通过该光路调整元件进行切换。
10.根据权利要求8所述的可切换光路径的光学防震装置，其特征在于，该驱动装置还包括:至少一个磁石、以及复数个线圈；其中，该磁石由复数NS磁极所构成并设置于该旋转部上，而该复数个线圈也可由特殊制程变成单一部品设置于该固定部上并与该磁石相对应。
【文档编号】H04N5/232GK104280976SQ201410298438
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】胡朝彰, 翁智伟 申请人:台湾东电化股份有限公司