光学机构的补正方法与流程

本公开涉及一种光学机构的补正方法。更具体地来说，本公开涉及一种具有光学元件的光学机构的补正方法。

背景技术：

随着科技的发展，现今许多电子装置(例如平板电脑或智能手机)都配有镜头模块而具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。

当使用者使用配有镜头模块的电子装置时，镜头模块通常会被驱动而相对于电子装置内的感光元件移动，以进行对焦动作。然而前述镜头模块移动时，可能会因驱动力不均而相对于感光元件倾斜。如何解决前述问题始成一重要的课题。

技术实现要素：

为了解决上述现有的问题点，本公开提供一种光学机构的补正方法。前述光学机构包括一光学元件和一固定部，且补正方法包括：利用一外部设备测量光学元件的一光轴与固定部的一参考面之间的角度值；将光轴与参考面之间的角度值汇整为一数据；将前述数据输入至一控制模块；控制模块根据数据输出一信号至一驱动模块；以及当驱动模块接受前述信号时，驱动模块驱动光学元件相对于固定部转动或移动。其中，光学机构未包括用以感测光轴与参考面之间的角度的感测器。

本公开一实施例中，利用该外部设备测量光轴与固定部之间的角度值的步骤还包括测量光学元件与固定部于不同距离或角度时，光轴与参考面之间的角度值。

本公开一实施例中，将光轴与参考面之间的角度值汇整为数据的步骤还包括将光轴与参考面之间的角度值换算为一趋势线。此换算步骤可由一外部计算单元执行，且将光轴与参考面之间的角度值汇整为数据的步骤还包括计算趋势线与光轴与固定部之间的角度值的差值。于一些实施例中，换算步骤可在将该数据输入至该控制模块后，利用控制模块的中央处理器执行(控制模块可包括中央处理器和集成电路)。

本公开一实施例中，前述补正方法还包括利用一位置感测器感测光学元件与固定部之间的距离或角度；以及将光学元件与固定部之间的距离或角度对应光轴与参考面之间的角度值，并汇整至前述数据。

本公开一实施例中，前述补正方法还包括记录光学元件与固定部之间的距离或角度与流经驱动模块的电流之间的关系；以及将流经驱动模块的电流对应光轴与参考面之间的角度值，并汇整至该数据。于一些实施例中，前述补正方法还包括记录光轴和一重力方向之间的夹角改变时，光学元件与固定部之间的距离或角度与流经驱动模块的电流之间的关系；利用一姿势感测单元感测光轴和重力方向的关系；以及控制模块根据光轴和重力方向的关系进行补正。

本公开一实施例中，光学机构、控制模块以及姿势感测单元皆设置于一携带装置中。

附图说明

图1是表示本公开一实施例的电子装置的示意图。

图2是表示本公开一实施例的光学机构的爆炸图。

图3是表示本公开一实施例中的活动部、光学元件和驱动模块的示意图。

图4a是表示本公开一实施例中，光学元件和底板之间间隔距离a的示意图。

图4b是表示本公开一实施例中，光学元件和底板之间间隔距离b的示意图。

图4c是表示本公开一实施例中，光学元件和底板之间间隔距离c的示意图。

图5是表示本公开一实施例中的光学机构的补正方法的流程图。

图6a是表示本公开另一实施例的光学机构的爆炸图。

图6b是表示本公开另一实施例中的底板、活动部、弹性元件、驱动模块和控制模块的示意图。

图7a是表示本公开另一实施例的光学机构的示意图。

图7b是表示本公开另一实施例的光学机构的爆炸图。

其中，附图标记说明如下：

10、10′、10″光学机构

20电子装置

100固定部

110外框

120底板

130电路板

121参考面

200活动部

210光学元件承载座

211穿孔

300光学元件

310光轴

400第一弹性元件

410内圈段

420外圈段

400′、400″弹性元件

410″内圈段

420″外圈段

500第二弹性元件

510内圈段

520外圈段

600驱动模块

610对焦驱动组件

611电磁驱动元件

612电磁驱动元件

620补正驱动组件

621a、622a、623a、624a电磁驱动组件

621b、622b、623b、624b电磁驱动组件

700控制模块

800位置检测模块

810位置感测器

820被感测物

a、b、c距离

e导电体

o1、o2光学孔

p定位件

r1、r2旋转轴

s1-s7步骤

w偏压元件

α、β、γ角度

具体实施方式

以下说明本公开实施例的光学机构的补正方法。然而，可轻易了解本公开实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本公开，并非用以局限本公开的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

首先请参阅图1，本公开一实施例的光学机构10可装设于一电子装置20内，用以照相或摄影，其中前述电子装置20可为一携带装置(例如智能手机或数码相机)。在照相或摄影时，外部光线可穿过光学机构10，并于电子装置20中的感光元件(未图示)成像。

图2是表示前述光学机构10的爆炸图。如图所示，前述光学机构10主要包括一固定部100、一活动部200、一光学元件300、一第一弹性元件400、一第二弹性元件500、一驱动模块600、一控制模块700、以及一位置检测模块800。

前述固定部100包括一外框110和一底板120，两者可组合为矩形的中空盒体。光学元件300、第一弹性元件400、第二弹性元件500、驱动模块600、控制模块700和位置检测模块800可被外框110围绕而容置于此中空盒体中。

活动部200例如可为一光学元件承载座210，第一弹性元件400和第二弹性元件500分别设置于其相反侧，使光学元件承载座210位于第一弹性元件400和第二弹性元件500之间。第一弹性元件400的内圈段410连接光学元件承载座210，且第一弹性元件400的外圈段420连接外框110。第二弹性元件500的内圈段510连接光学元件承载座210，且第二弹性元件500的外圈段520连接底板120。如此一来，光学元件承载座210即可通过第一弹性元件400和第二弹性元件500而被悬挂于中空盒体中。

此外，光学元件承载座210的中央形成有一穿孔211，光学元件300可被设置于此穿孔211中，且外框110和底板120分别具有相互对应的光学孔o1、o2。当光学元件承载座210通过第一弹性元件400和第二弹性元件500而被悬挂于盒体中时，光学元件承载座210上的穿孔211可对应外框110和底板120上的光学孔o1、o2，因此，外部光线可依序通过光学孔o1、光学元件300、以及光学孔o2而抵达电子装置20中的感光元件。

请继续参阅图2，于本实施例中，驱动模块600包括一对焦驱动组件610，其包括彼此对应的至少一电磁驱动元件611和至少一电磁驱动元件612。电磁驱动元件611设置于光学元件承载座210上，而电磁驱动元件612则设置于固定部100(外框110或底板120)上。通过前述电磁驱动元件611和电磁驱动元件612之间的电磁作用，光学元件承载座210以及设置于其上的光学元件300可被驱动而相对于固定部100沿z轴方向移动。

举例而言，电磁驱动元件611可为驱动线圈，而电磁驱动元件612则可为磁性元件(例如磁铁)。当电流通入驱动线圈(电磁驱动元件611)时，驱动线圈和磁性元件之间产生的电磁作用可提供z轴方向的驱动力予光学元件承载座210，使光学元件承载座210及设置于其上的镜头单元300相对于固定部100沿z轴方向移动，进而相对于电子装置20中的感光元件沿z轴方向移动，以实现调整焦距的目的。

于一些实施例中，电磁驱动元件611可为磁性元件，而电磁驱动元件612则可为驱动线圈。

如图2所示，于本实施例中，驱动模块600还包括一补正驱动组件620，其包括了电磁驱动元件621a、621b、622a、622b、623a、623b、624a、624b。电磁驱动元件621a、622a、623a、624a设置于光学元件承载座210上，电磁驱动元件621b、622b、623b、624b设置于固定部100上，且电磁驱动元件621a、621b和电磁驱动元件622a、622b位于中空盒体的相反角隅处，电磁驱动元件623a、623b和电磁驱动元件624a、624b亦位于中空盒体的相反角隅处。

电磁驱动元件621a、622a、623a、624a例如可为驱动线圈，而电磁驱动元件621b、622b、623b、624b则例如可为磁性元件(例如磁铁)。如图3所示，当相异大小或方向的电流流过电磁驱动元件621a、622a时，电磁驱动元件621a、621b提供的驱动力会相异于电磁驱动元件622a、622b提供的驱动力，因此，光学元件承载座210以及设置于其上的光学元件300可因此被驱动而绕旋转轴r1旋转。同样的，当相异大小或方向的电流流过电磁驱动元件623a、624a时，电磁驱动元件623a、623b提供的驱动力会相异于电磁驱动元件624a、624b提供的驱动力，借此，光学元件承载座210以及设置于其上的光学元件300可因此被驱动而绕旋转轴r2旋转。

因为电磁驱动元件621a、621b、622a、622b、623a、623b、624a、624b是分别位于中空盒体的四个角隅，因此于本实施例中，前述旋转轴r1会垂直于旋转轴r2。

于一些实施例中，电磁驱动元件621a、622a、623a、624a例如可为磁性元件，而电磁驱动元件621b、622b、623b、624b则可为驱动线圈。于一些实施例中，驱动模块600可利用提供相同电流予电磁驱动元件621a、622a及/或电磁驱动元件623a、623b来使光学元件承载座210水平地沿z轴移动，从而可将驱动模块600中的对焦驱动组件610省略，以缩小光学机构10的整体尺寸。

请回到图2，光学机构10中的控制模块700可设置于光学元件承载座210上，并与驱动模块600的驱动线圈电性连接，以控制供应至前述驱动线圈的电流大小。于本实施例中，控制模块700可包括中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、驱动集成电路(driverintegratedcircuit,diveric)、及/或存储器(例如电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasableprogrammableread-onlymemory,eeprom))。于一些实施例中，控制模块700可设置于光学机构10的固定部100上。

位置检测模块800包括有一位置感测器810和一被感测物820，其中位置感测器810设置于光学元件承载座210上，而被感测物820则设置于固定部100上。位置感测器810可通过检测位置感测器810和被感测物820之间的相对位移来确定光学元件300和底板120在z轴方向上的距离。举例而言，位置感测器810可为霍尔效应感测器(hallsensor)、磁阻效应感测器(magnetoresistanceeffectsensor,mrsensor)、巨磁阻效应感测器(giantmagnetoresistanceeffectsensor,gmrsensor)、穿隧磁阻效应感测器(tunnelingmagnetoresistanceeffectsensor,tmrsensor)、或磁通量感测器(fluxgate)，而被感测物820则可为一磁铁。

请一并参阅图4a-图5，以下说明前述光学机构10的补正方法。如图4a-图4c所示，在利用驱动模块600的对焦驱动组件610使光学元件承载座210和光学元件300相对于固定部100移动的过程中，光学元件承载座210可能会略为偏斜，造成光学元件300的光轴310相对于底板120的参考面121倾斜，而未垂直于前述参考面121。因此，使用者可首先利用位置感测器800测量光学元件300和底板120之间的距离(步骤s1)，并利用外部设备测量光学元件300的光轴310和参考面121之间的角度值(步骤s2)。接着，前述测量结果可被汇整成一数据(步骤s3)，并输入至控制模块700(步骤s4)。前述外部设备例如可为音圈马达的姿势检测设备。

举例而言，如图4a-图4c所示，通过位置感测器800和外部设备，使用者可测量到，当光学元件300和底板120之间的距离为a、b、c时，光轴310和参考面121之间的角度分别为α、β、γ。前述测量结果可被汇整为数据并输入至控制模块700中。

当控制模块700接收到前述数据后，可利用中央处理器将可将光轴310和参考面121之间的角度值换算为一趋势线，并将趋势线的方程式(例如一多项式方程式)存入驱动集成电路或存储器中(步骤s5)。

当驱动模块600的对焦驱动组件610驱动光学元件承载座210和光学元件300相对于固定部100沿z轴方向移动时，控制模块700可根据前述趋势线的数据输出一信号至驱动模块600(步骤s6)。驱动模块600接受信号后，可通过补正驱动组件620驱动光学元件300相对于固定部100转动(或移动)，使光轴310垂直于参考面121(步骤s7)。

于一些实施例中，将光轴310和参考面121之间的角度值换算为趋势线的步骤可在将数据并输入至控制模块700的步骤前执行。换而言之，换算为趋势线的步骤可由外部计算单元(例如电子计算机)执行，并将趋势线的方程式作为数据输入至控制模块700。如此一来，控制模块700可省略中央处理器而仅包括驱动集成电路或存储器。

于一些实施例中，将光轴310与参考面121之间的角度值汇整为数据的步骤可还包括计算趋势线与实际测量到的角度值的差值，此差值将作为输入至控制模块700的数据的一部分被存入控制模块700的驱动集成电路或存储器中，使补正效果更精准。于一些实施例中，可省略将光轴310和参考面121之间的角度值换算为趋势线的步骤，而直接将测量结果的数据存入控制模块700的驱动集成电路或存储器中。

于一些实施例中，光学机构10的补正方法还可包括记录光学元件300和底板120之间的距离与流经对焦驱动组件610的驱动线圈的电流之间的关系，并将此电流与光轴310与参考面121之间的角度值对应，汇整至数据。如此一来，可将光学机构10中的位置检测模块800省略，以利光学机构10的小型化。于这些实施例中，测量光学元件300和底板120之间的距离的步骤(步骤s1)可由外部的位置感测器来执行。

于一些实施例中，光学机构10的补正方法还可包括记录在光轴310和重力方向之间具有各种夹角的情况下，光学元件310与底板120之间的距离与流经驱动模块600的电流之间的关系。在这些实施例中，光学机构10上可设有一姿势感测单元，且前述补正方法可包括利用姿势感测单元感测光轴310和重力方向的关系，且控制模块700根据光轴310和重力方向的关系来进行补正。

举例而言，当使用者手持具有光学机构10的电子装置20(例如携带装置)时，可能会使底板120较靠近地面(相对于外框110)，或使外框110较靠近地面(相对于底板120)。在光学机构10处于不同状态下，驱动光学元件承载座210移动预定距离所需的电流大小也有所差异。因此，光学元件310与底板120之间的距离与流经驱动模块600的电流之间的关系可在光轴310和重力方向之间具有不同夹角的情况下被测量且汇整至数据中，使控制模块700利用这些数据来进行补正。

请参阅图6a、图6b，于本公开另一实施例中，光学机构10′包括一固定部100、一活动部200、一光学元件300、多个弹性元件400′、一驱动模块600、以及一控制模块700。固定部100包括一外框110和一底板120，两者可组合为矩形的中空盒体。活动部200则可为一光学元件承载座210，光学元件300可被设置于其中央的穿孔211中。

弹性元件400′连接固定部100的底板120和光学元件承载座210，使得光学元件承载座210以可活动的方式与固定部100连接。驱动模块600包括多个偏压元件w，前述偏压元件w可利用定位件p设置于底板120的四个侧边上，且每一个偏压元件w的两端分别固定于底板120和光学元件承载座210上(例如可以卡合或粘着的方式固定)。此外，于本实施例中，弹性元件400′为具有金属材质的簧片，因此偏压元件w则可与弹性元件400′电性连接。

请参阅图6b，于本实施例中，固定部100的底板120上设有多个导电体e(例如导线)，电性连接弹性元件400′与偏压元件w以形成四个独立的回路。控制模块700可通过导电体e与驱动模块600的偏压元件w电性连接，并对偏压元件w施加驱动信号(例如电流)，使偏压元件w的长度改变。

具体而言，当施加相同的驱动信号至偏压元件w时，各个偏压元件w的长度变化量相同，进而可带动光学元件承载座210和光学元件300沿着光轴310相对于底板120移动。当施加不同的驱动信号至偏压元件w时，各个偏压元件w的长度变化量相异，可使光学元件承载座210和光学元件300相对于固定部100旋转。因此，前述光学机构的补正方法(步骤s1-s7)亦可应用于这种光学机构10′上。

需特别说明的是，前述导电体e是通过嵌入成型或模塑互联物件技术的方式形成底板120上，例如激光直接成型(laserdirectstructuring,lds)、微体积化制程技术(microscopicintegratedprocessingtechnology,miptec)、激光诱导金属化技术(laserinducedmetallization,lim)、激光印刷重组技术(laserrestructuringprint,lrp)、气悬胶喷印制程(aerosoljetprocess)、或双料射出(two-shotmoldingmethod)等。如此一来，可减少光学机构10′的整体零件数，并大幅缩小其体积。

请参阅图7a、图7b，于本公开另一实施例中，光学机构10″包括一固定部100、一活动部200、一光学元件300、一弹性元件400″、一驱动模块600、以及一控制模块700。固定部100包括一外框110和一电路板130，且活动部200为一光学元件承载座210。

弹性元件400″的外圈段420″固定于外框110上，内圈段410″则与光学元件300和光学元件承载座210连接。应注意的是，于本实施例中，光学元件300为一棱镜，且光学元件300和光学元件承载座210分别固定于弹性元件400″的内圈段410″的相反面上，故外部光线可被光学元件300反射并抵达电子装置20中的感光元件。

控制模块700设置于电路板130上，并与驱动模块600电性连接。驱动模块600包括了电磁驱动元件621a、621b、622a、622b、623a、623b、624a、624b。电磁驱动元件621a、622a、623a、624a设置于光学元件承载座210上，电磁驱动元件621b、622b、623b、624b设置于电路板130上。于本实施例中，电磁驱动元件621a、622a、623a、624a为磁性元件(例如磁铁)，而电磁驱动元件621b、622b、623b、624b为驱动线圈。于一些实施例中，电磁驱动元件621a、622a、623a、624a可为驱动线圈，且电磁驱动元件621b、622b、623b、624b可为磁性元件(例如磁铁)。

当相异大小或方向的电流流过电磁驱动元件621b、622b时，电磁驱动元件621a、621b提供的驱动力会相异于电磁驱动元件622a、622b提供的驱动力，光学元件承载座210以及设置于其上的光学元件300可因此被驱动而绕一旋转轴旋转。同样的，当相异大小或方向的电流流过电磁驱动元件623b、624b时，电磁驱动元件623a、623b提供的驱动力会相异于电磁驱动元件624a、624b提供的驱动力，光学元件承载座210以及设置于其上的光学元件300可因此被驱动而绕另一旋转轴旋转。

因此，前述光学机构的补正方法(步骤s1-s7)亦可应用于这种光学机构10″上。需说明的是，在正常运行下，驱动模块600仅会驱动棱镜(光学元件300)旋转，因此步骤s1会调整为测量光学元件300和固定部100之间的角度(步骤s1)，且步骤s2中用外部设备测量光学元件300的光轴310和参考面121之间的角度值也会在前述各角度下执行。

综上所述，本公开提供一种光学机构的补正方法。前述光学机构包括一光学元件和一固定部，且补正方法包括：利用一外部设备测量光学元件的一光轴与固定部的一参考面之间的角度值；将光轴与参考面之间的角度值汇整为一数据；将前述数据输入至一控制模块；控制模块根据数据输出一信号至一驱动模块；以及当驱动模块接受前述信号时，驱动模块驱动光学元件相对于固定部转动或移动。其中，由于光学机构未包括用以感测光轴与参考面之间的角度的感测器，故光学机构的尺寸可缩小，有利于电子装置的小型化。

虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本公开的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本公开公开内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本公开使用。因此，本公开的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然本公开以前述数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本公开。本公开所属技术领域中技术人员，在不脱离本公开的构思和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此本公开的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本公开的范围内。