本实用新型涉及一种光学系统，特别涉及一种具有与平板线圈一体成形的电路板的光学系统。
背景技术：
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能手机或平板电脑)皆具有照相或录影的功能。通过设置于电子装置上的摄像模块，使用者可以操作电子装置来撷取各式各样的照片。
现今具有照相功能的电子装置的发展趋势不断地朝向超薄化的方向前进。一般来说，摄像模块中是由镜头承载件、多个磁铁、多个线圈以及电路板等元件或组件所组成，并且这些元件或组件是沿着同一个方向彼此堆叠设置，例如沿着镜头的光轴方向堆叠。然而，这样的堆叠方式会增加摄像模块的整体高度，使得为了微型化的目的而需要减少电子装置的厚度时，摄像模块的高度会无法进一步减少。
因此，如何能减少摄像模块的厚度以达到微型化的目的，便是现今值得探讨与解决的课题。
技术实现要素：
有鉴于此，本公开提出一种光学系统，以解决上述的问题。
本公开的实施例公开了一种光学系统，包含一固定部、一活动部、一驱动线圈、一电路回路以及一磁性元件。固定部包含一底座以及一电路板，且活动部包含一光学元件承载件，配置以承载一光学元件。该磁性元件对应该驱动线圈，配置以产生一电磁驱动力驱使该光学元件承载件相对于该底座移动。其中，该驱动线圈与该电路回路一体成形于该电路板上，且沿着垂直于该光学元件的一光轴的方向观察时，该驱动线圈与该电路回路部分重叠。
在部分实施例中，沿着该光轴方向观看时，该电路回路的线路与该驱动线圈不重叠。
在部分实施例中，该电路板的厚度略小于或等于该驱动线圈的厚度。
在部分实施例中，该驱动线圈包含多个绕线层，并且该些绕线层的一部分包含于该电路回路内。
在部分实施例中，该光学系统还包含一位置感测器，设置于该电路板上，且由垂直于该光轴的方向观察时，该位置感测器与该驱动线圈部分重叠。
在部分实施例中，该底座包含一容置槽，配置以容置该位置感测器与该驱动线圈。
在部分实施例中，该底座包含一挡墙，设置于该容置槽且位于该位置感测器与该驱动线圈之间。
在部分实施例中，该光学元件承载件还包含一金属抵接件，以限制该光学元件承载件于一极限位置。
综上所述，本公开提供一种光学系统，包含一电路回路、一电路板以及平板线圈。其中，平板线圈与电路回路是一体成形于电路板内，因此可以减少平板线圈与电路板在Z轴方向的整体高度，进而减少光学系统于Z轴方向上的高度，以达到微型化的目的。
另外，在某些实施例中，平板线圈的绕线层的一部分是包含于电路回路内。意即电路板中的电路回路是与平板线圈的部分绕线层共用平板线圈内的区域，因此可以减少电路板于X轴方向与Y轴方向的长度，进一步使光学系统达到微型化的目的。
本公开中的额外的功能及优点将会在后面说明中公开，且部分可由后述说明书中清楚了解，或是可由所公开的原则经由练习而学得。本公开的功能及优点可由后述权利要求中所特别指出的仪器或装置的组合而实现及获得。本公开的这些及其他特点会由后述的说明书及权利要求而变得更清楚、或是可由本公开所公开的原则经由练习而学得。
附图说明
图1为本公开一实施例的一光学系统的示意图。
图2为本公开一实施例的光学系统的元件分解图。
图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。
图4为示出沿本公开实施例图1中B-B’线段的剖视图。
图5为根据本公开另一实施例的底座、电路板以及平板线圈的剖面示意图。
图6为根据本公开另一实施例的底座、电路板以及平板线圈的剖面示意图。
图7为根据本公开另一实施例的一光学系统的剖面示意图。
附图标记说明：
100、100A 光学系统
102 壳体
1021 壳体开孔
1023 容置空间
104 框架
1041 凹槽
1043 中央开口
1045 凸出部
106 上簧片
108 光学元件承载件
1081 贯穿孔
110 下簧片
112 底座
1121 底座开孔
1123 容置槽
1125 挡墙
114、114A 电路板
1141 电路回路
1143 电性接点
116 第二弹性元件
118 位置感测器
120 金属抵接件
DCL 平板线圈
L1～L8 绕线层
MEG1 第一磁性元件
MEG2 第二磁性元件
O 光轴
T1、T2 厚度
具体实施方式
为了让本公开的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示做详细说明。其中，实施例中的各元件的配置为说明之用，并非用以限制本公开。且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本公开。
此外，实施例中可能使用相对性的用语，例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”，以描述图示的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是，如果将图示的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。
在此，“约”、“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，优选是10％之内，且优选是5％之内。在此给定的数量为大约的数量，意即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”、“大约”的含义。
请参考图1至图3，图1为本公开一实施例的一光学系统100的示意图，图2为本公开一实施例的一光学系统100的元件分解图，且图3显示沿图1中A-A’线段的剖视图。光学系统100可为具有一光学驱动组件的摄像系统，用以承载一光学元件(例如一镜头，图中未表示)，且光学系统100是可安装于各种电子装置或便携式电子装置(例如智能手机或平版电脑)，供使用者执行影像撷取的功能。于此实施例中，所述光学驱动组件可为具备自动对焦(AF)功能的音圈马达(VCM)，但不限于此。在一些实施例中，光学系统100的光学驱动组件亦可具备自动对焦(Auto Focusing,AF)及光学防手震(Optical Image Stabilization，OIS)功能。
请继续参考图2，图2显示了本公开实施例的光学系统100的分解图。其中，光学系统100包含一壳体102、一框架104、一上簧片106、一光学元件承载件108、一第一磁性元件MEG1、四个第二磁性元件MEG2、一下簧片110、一底座112、一电路板114。其中，底座112是可固定地连接于壳体102以定义为一固定部，其连接方式可为铆接、卡合或是熔接等方式，但不限于此，只要是可使底座112固定地连接于壳体102皆落在本公开的范围内。其中，所述固定部可于其他实施例中包含其他的元件，例如电路板114。再者，光学元件承载件108与框架104可定义为一活动部，相对于所述固定部移动。
前述壳体102具有一中空结构，并且其上形成有一壳体开孔1021，底座112上形成有一底座开孔1121，壳体开孔1021的中心是对应于光学元件承载件108所承载的一光学元件(图未示)的光轴O，并且底座开孔1121是对应于设置在底座112下方的一影像感测元件(图中未表示)。壳体102可具有一容置空间1023，用以容置前述框架104、上簧片106、光学元件承载件108、第一磁性元件MEG1、该些第二磁性元件MEG2以及下簧片110。另外，壳体102亦可容置电路板114以及底座112。再者，第一磁性元件MEG1与对应于第一磁性元件MEG1的该些第二磁性元件MEG2可定义为前述的光学驱动组件，电性连接于电路板114并可驱动光学元件承载件108相对于底座112沿着光轴O方向移动。
如图2所示，光学元件承载件108具有一中空环状结构，并且具有一贯穿孔1081，其中贯穿孔1081与所述光学元件之间配置有对应锁合的螺牙结构(图未示)，可令所述光学元件锁固于贯穿孔1081内。于此实施例中，第一磁性元件MEG1是环绕设置于光学元件承载件108上。另外，框架104具有多个凹槽1041以及一中央开口1043。于此实施例中，框架104具有四个凹槽1041，用以容置前述四个第二磁性元件MEG2，但凹槽1041与第二磁性元件MEG2的数量不限于此实施例。于此实施例中，第二磁性元件MEG2的形状可为长条形，但不限于此，例如在其他实施例中可具有不同的形状。
光学元件承载件108与前述光学元件是设置于中央开口1043内并可相对于框架104移动。更具体而言，如图3所示，光学元件承载件108是可通过上簧片106与下簧片110连接于框架104而悬吊于中央开口1043内。当第一磁性元件MEG1通电时，四个第二磁性元件MEG2会与第一磁性元件MEG1产生电磁驱动力(electromagnetic force)，借此驱动光学元件承载件108相对于框架104与底座112沿光轴O(Z轴方向)移动，以进行自动对焦(Auto Focusing)。在某些实施例中，前述第二磁性元件MEG2中可包含至少一个多极磁铁(multipole magnet)，用以和相对应的第一磁性元件MEG1进行感应并驱使光学元件承载件108沿光轴O方向移动以进行对焦。
应了解的是，上簧片106与下簧片110可分别为一第一弹性元件。于此实施例中，上簧片106可为分离的两个簧片，而下簧片110则可为一体成形，但不限于此。举例来说，上簧片106于其他实施例中亦可为一体成形。
如图2所示，电路板114是设置于底座112上，且于此实施例中，电路板114可为一软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，但不限于此。再者，光学系统100还包含一电路回路1141以及四个平板线圈DCL，设置于电路板114。于此实施例中，平板线圈DCL是可作为一驱动线圈，并且电路回路1141与四个平板线圈DCL是一体成形于电路板114上或内。于此实施例中，电路回路1141为电路板114上的导线，配置以电性连接平板线圈DCL与至少一电性接点1143。如图2所示，电路板114具有多个电性接点1143，配置以连接前述的电子装置的主电路板(图中未表示)。值得注意的是，四个平板线圈DCL是分别对应于该些第二磁性元件MEG2设置。
另外，如图2所示，光学系统100另包含四个第二弹性元件116，其中每一个第二弹性元件116皆具有长条形结构，例如为一柱状或线状结构，但不限于此。其中，每一个第二弹性元件116的一端是连接上簧片106，并且第二弹性元件116的另一端是连接于电路板114。通过前述结构配置，光学元件承载件108以及其所承载的光学元件(图未示)与框架104可通过可挠曲的四个第二弹性元件116而相对底座112沿着X-Y平面的方向移动。
于此实施例中，当电路板114内的平板线圈DCL通电时，会与相对应的第二磁性元件MEG2感应产生电磁驱动力，借此驱动光学元件承载件108、所述光学元件以及框架104沿着X-Y平面移动。因此，若当光学系统100受到晃动时，光学元件承载件108可被前述电磁驱动力所驱动而于X-Y平面上移动，以补偿光学系统100受到晃动时的移动，借此达到光学防手震(Optical Image Stabilization)的目的。另外，光学系统100也可包含有至少一个位置感测器118，配置以感测光学元件承载件108相对于底座112的位移。于此实施例中，光学系统100可包含两个位置感测器118，配置以分别感测光学元件承载件108相对于底座112的沿着X轴与沿着Y轴的位移。要注意的是，位置感测器118的数量不限于此实施例。
请同时参考图2至图4，图4表示沿本公开实施例图1中B-B’线段的剖视图。为了清楚表示，图4中仅表示底座112、电路板114、平板线圈DCL以及位置感测器118。如图2与图4所示，平板线圈DCL的一部分是沿着-Z轴方向凸出于电路板114的本体，并且底座112还可包含四个容置槽1123，配置以容置相对应的平板线圈DCL以及位置感测器118。
值得注意的是，如图4所示，当沿着垂直于光轴O的一方向观察时(例如沿着Y轴方向)，平板线圈DCL(驱动线圈)是与电路回路1141部分重叠，并且位置感测器118是与平板线圈DCL的一部分重叠。举例来说，如图4所示，平板线圈DCL包含有8个绕线层L1～L8，当沿着Y轴方向观察时，绕线层L1与L2是与电路回路1141重叠，而绕线层L3～L8与电路回路1141不重叠。此外，位置感测器118是与绕线层L3～L5重叠，而与绕线层L1、L2与L6～L8不重叠。
另一方面，当沿着光轴O的方向观看时，电路回路1141与平板线圈DCL并不重叠。意即，电路回路1141是形成于平板线圈DCL的区域外侧。通过这样的是设计配置，平板线圈DCL与相对应的第二磁性元件MEG2可提供较大的电磁驱动力。
再者，如图4所示，于此实施例中，电路板114具有一厚度T1，平板线圈DCL具有一厚度T2，并且电路板114的厚度T1是小于平板线圈DCL的厚度T2。然而，在其他实施例中，平板线圈DCL的厚度T2也可等于电路板114的厚度T1，其是可依照实际需求而定。
另外，由于平板线圈DCL是一体成形于电路板114内的设计，因此可以减少平板线圈DCL与电路板114在Z轴方向的整体高度，进而减少光学系统100于Z轴方向上的高度，以达到微型化的目的。
请参考图5，图5为根据本公开另一实施例的底座112、电路板114A以及平板线圈DCL的剖面示意图。此实施例与图4的实施例相似，其差异在于平板线圈DCL的绕线层的一部分是包含于电路回路1141内。如图5所示，平板线圈DCL的绕线层L1与L2是包含于电路回路1141内并电性连接于电路回路1141的线路。
由于电路板114中的电路回路1141是与平板线圈DCL的绕线层L1与L2共用平板线圈DCL内的区域(图5中的两条虚线之间的区域内)，因此这样的结构配置可以减少电路板114于X轴方向与Y轴方向的长度，进一步使光学系统100达到微型化的目的。
另外，请参考图6，图6为根据本公开另一实施例的底座112、电路板114A以及平板线圈DCL的剖面示意图。此实施例与图5的实施例相似，差异在于底座112还可包含一挡墙1125，设置于容置槽1123内且位于位置感测器118与平板线圈DCL之间。
请参考图7，图7为根据本公开另一实施例的一光学系统100A的剖面示意图。如图7所示，光学系统100A还可包含两个金属抵接件120，设置于光学元件承载件108的两侧。具体而言，金属抵接件120是以模内射出成形(inset molding)的方式形成于光学元件承载件108上。当光学元件承载件108受电磁驱动力沿着Z轴方向移动时，金属抵接件120可限制光学元件承载件108于一极限位置，例如与框架104的凸出部1045或是与第二磁性元件MEG2相互抵接而限制光学元件承载件108于一上极限位置或一下极限位置，以避免光学元件承载件108与光学系统100A内的其他元件碰撞而损坏。
由于金属抵接件120是由金属材质制成，因此金属抵接件120相较于塑胶可具有较高的强度，并且光学元件承载件108沿着Z轴方向的高度也可以进一步降低，使光学系统100A达到微型化的目的。
综上所述，本公开提供一种光学系统，包含一电路回路1141、一电路板114以及平板线圈DCL。其中，平板线圈DCL与电路回路1141是一体成形于电路板114内，因此可以减少平板线圈DCL与电路板114在Z轴方向的整体高度，进而减少光学系统100于Z轴方向上的高度，以达到微型化的目的。
另外，在某些实施例中，平板线圈DCL的绕线层的一部分是包含于电路回路1141内。意即电路板114中的电路回路1141是与平板线圈DCL的部分绕线层共用平板线圈DCL内的区域，因此可以减少电路板114于X轴方向与Y轴方向的长度，进一步使光学系统100达到微型化的目的。
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，在不脱离本公开的精神和范围内，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工艺、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工艺、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工艺、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。