TWI730637B - 相機模組與電子裝置 - Google Patents

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TWI730637B
TWI730637B TW109105900A TW109105900A TWI730637B TW I730637 B TWI730637 B TW I730637B TW 109105900 A TW109105900 A TW 109105900A TW 109105900 A TW109105900 A TW 109105900A TW I730637 B TWI730637 B TW I730637B
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Abstract

一種相機模組，其包含一成像鏡頭、一電子感光元件、一第一反射元件及一第一驅動機構。成像鏡頭用以將一成像光線匯聚於一成像面上。電子感光元件設置於成像面上。第一反射元件位於成像鏡頭的一像側，且第一反射元件用以轉折成像光線，並具有一第一平移自由度。第一反射元件安裝於第一驅動機構上，且第一驅動機構用以驅動第一反射元件沿第一平移自由度的方向移動。當第一反射元件接近成像鏡頭時，同時接近電子感光元件。當第一反射元件遠離成像鏡頭時，同時遠離電子感光元件。藉此，可擴大長焦鏡頭可對焦的範圍。

Description

相機模組與電子裝置
本揭示內容係關於一種相機模組，且特別是一種應用在可攜式電子裝置上的相機模組。
近年來，可攜式電子裝置發展快速，例如智慧型電子裝置、平板電腦等，已充斥在現代人的生活中，而裝載在可攜式電子裝置上的相機模組也隨之蓬勃發展。但隨著科技愈來愈進步，使用者對於相機模組的品質要求也愈來愈高。因此，發展一種可縮短對焦作動距離的相機模組遂成為產業上重要且急欲解決的問題。
本揭示內容提供一種相機模組與電子裝置，藉由設置第一驅動機構與第一反射元件達到縮短對焦作動距離的效果。
依據本揭示內容一實施方式提供一種相機模組，其包含一成像鏡頭、一電子感光元件、一第一反射元件及一第一驅動機構。成像鏡頭用以將一成像光線匯聚於一成像 面上。電子感光元件設置於成像面上。第一反射元件位於成像鏡頭的一像側，且第一反射元件用以轉折成像光線，並具有一第一平移自由度。第一反射元件安裝於第一驅動機構上，且第一驅動機構用以驅動第一反射元件沿第一平移自由度的方向移動。當第一反射元件接近成像鏡頭時，同時接近電子感光元件。當第一反射元件遠離成像鏡頭時，同時遠離電子感光元件。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一驅動機構可包含一支撐件、一移動件、至少一磁石及至少一磁性件。第一反射元件安裝於移動件，且支撐件與移動件之間可相對移動。磁石設置於移動件。磁性件設置於支撐件，並與磁石互相對應。磁石與磁性件之間產生一磁力。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中支撐件與移動件之間可包含一凹溝，凹溝沿第一平移自由度的方向延伸，且凹溝設置一滾動元件。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一驅動機構可包含一線圈，且線圈與磁石互相產生於第一平移自由度之方向的一驅動力。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一反射元件可具有一第二平移自由度，且第二平移自由度實質上與第一平移自由度正交。
依據前段所述實施方式的相機模組，可更包含一第二驅動機構，且第二驅動機構用以驅動第一反射元件沿第二平移自由度的方向移動。
依據前段所述實施方式的相機模組，可更包含一第二反射元件與一第三驅動機構，其中第二反射元件具有一旋轉自由度，且第三驅動機構用以驅動第二反射元件沿旋轉自由度的方向轉動。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一反射元件可包含至少二反射面，且反射面藉由第一驅動機構朝同一方向移動。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一反射元件可包含一入射面與一出射面，入射面與出射面中至少一者具有一非球面。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一反射元件於d光的折射係數為N，其可滿足下列條件：1.66
Figure 109105900-A0101-12-0003-38
N<2.5。另外，其可滿足下列條件：1.70
Figure 109105900-A0101-12-0003-39
N<2.5。
依據本揭示內容一實施方式提供一種電子裝置，包含前述實施方式之相機模組。
依據本揭示內容一實施方式提供一種相機模組，其包含一成像鏡頭、一電子感光元件、一第一反射元件及一第一驅動機構。成像鏡頭用以將一成像光線匯聚於一成像面上。電子感光元件設置於成像面上。第一反射元件位於成像鏡頭的一像側，且第一反射元件用以轉折成像光線。第一反射元件安裝於第一驅動機構上，且第一驅動機構包含一支撐件、一移動件、至少二磁石及至少二磁性件。第一反射元件安裝於移動件，且移動件與支撐件之間可相對移動。磁石設置於移動件上。磁性件設置於支撐件，且與 磁石互相對應。磁石與磁性件之間具有一磁力。第一反射元件包含至少二反射面。磁性件的數量與磁石的數量皆至少為二，反射面、磁性件及磁石皆互相對稱設置，且反射面、磁石及磁性件皆分別沿一對稱軸相互對稱設置。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中成像鏡頭與電子感光元件可具有固定的相對位置，且第一反射元件相對於成像鏡頭與電子感光元件移動。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一反射元件可具有二平移自由度，平移自由度實質上相互正交。
依據前段所述實施方式的相機模組，可更包含一第二驅動機構，且第一驅動機構與第二驅動機構分別用以驅動第一反射元件沿平移自由度的方向移動。
依據前段所述實施方式的相機模組，可更包含一第二反射元件與一第三驅動機構，其中第二反射元件具有一旋轉自由度，且第三驅動機構用以驅動第二反射元件沿旋轉自由度的方向轉動。
依據前段所述實施方式的相機模組，可更包含一第三反射元件與第三驅動機構，其中第三反射元件具有一旋轉自由度，且第三驅動機構用以驅動第三反射元件沿旋轉自由度的方向轉動。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中第一反射元件的厚度為H，其可滿足下列條件：3.00mm
Figure 109105900-A0101-12-0004-40
H
Figure 109105900-A0101-12-0004-41
10.00mm。
依據前段所述實施方式的相機模組，其中相機模組 的長度為L，相機模組的寬度為W，其可滿足下列條件：0.7<L/W<3.5。另外，其可滿足下列條件：0.8<L/W<2.5。
10,20,30,40:電子裝置
100,200,300,41:相機模組
110,210,310:成像鏡頭
120,220,320:電子感光元件
130,230,330:第一反射元件
131,231,331:反射面
140,240,340:第一驅動機構
141,241,341:支撐件
141a,141b,241a,241b,341a:凹溝
142,242,342:移動件
143,243,343:第一磁石
144,244,344:第一磁性件
145,245,345:第一線圈
146,246,346:第一滾動元件
147,247:基座
150,250,350:第二反射元件
160:第三反射元件
170,270:第二驅動機構
171,271:第二磁石
172,272:第二磁性件
173,273:第二線圈
174,274:第二滾動元件
180:第三驅動機構
41a:超廣角相機模組
41b:高畫素相機模組
41c:攝遠相機模組
42:使用者介面
43:成像訊號處理元件
44:光學防手震組件
45:感測元件
46:閃光燈模組
47:對焦輔助模組
A:入射面
B:出射面
X:對稱軸
F1:第一平移自由度
F2:第二平移自由度
R:旋轉自由度
W:相機模組的寬度
L:相機模組的長度
H:第一反射元件的厚度
N:第一反射元件於d光的折射係數
θ:夾角
第1A圖繪示依照本發明第一實施例中電子裝置的示意圖；
第1B圖繪示第1A圖第一實施例中相機模組的示意圖；
第1C圖繪示第1A圖第一實施例中相機模組的部分示意圖；
第1D圖繪示第1A圖第一實施例中第一反射元件、第一驅動機構及第二驅動機構的分解示意圖；
第1E圖繪示第1A圖第一實施例中相機模組的俯視示意圖；
第1F圖繪示第1A圖第一實施例中第三反射元件之旋轉自由度的示意圖；
第1G圖繪示第1A圖第一實施例中第一反射元件的參數示意圖；
第2A圖繪示依照本發明第二實施例中電子裝置的示意圖；
第2B圖繪示第2A圖第二實施例中相機模組的示意圖；
第2C圖繪示第2A圖第二實施例中相機模組的部分示意圖；
第2D圖繪示第2A圖第二實施例中第一反射元件、第一驅動機構及第二驅動機構的分解示意圖；
第2E圖繪示第2A圖第二實施例中相機模組的俯視示意圖；
第2F圖繪示第2A圖第二實施例中第二反射元件之旋轉自由度的示意圖；
第2G圖繪示第2A圖第二實施例中第一反射元件的參數示意圖；
第3A圖繪示依照本發明第三實施例中電子裝置的示意圖；
第3B圖繪示第3A圖第三實施例中相機模組的示意圖；
第3C圖繪示第3A圖第三實施例中相機模組的部分示意圖；
第3D圖繪示第3A圖第三實施例中第一反射元件與第一驅動機構的分解示意圖；
第3E圖繪示第3A圖第三實施例中相機模組的俯視示意圖；
第3F圖繪示第3A圖第三實施例中第二反射元件之旋轉自由度的示意圖；
第3G圖繪示第3A圖第三實施例中第一反射元件的參數示意圖；
第4A圖繪示依照本發明第四實施例中電子裝置的示意圖；
第4B圖繪示第4A圖第四實施例中電子裝置的另一示意 圖；
第4C圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置的方塊圖；
第4D圖繪示依照第4A圖第四實施例中超廣角相機模組拍攝的影像示意圖；
第4E圖繪示依照第4A圖第四實施例中高畫素相機模組拍攝的影像示意圖；以及
第4F圖繪示依照第4A圖第四實施例中攝遠相機模組拍攝的影像示意圖。
本揭示內容提供一種相機模組，其包含一成像鏡頭一電子感光元件、一第一反射元件及一第一驅動機構。成像鏡頭用以將一成像光線匯聚於一成像面上。電子感光元件設置於成像面上。第一反射元件位於成像鏡頭的一像側，且第一反射元件用以轉折成像光線。第一反射元件安裝於第一驅動機構上。藉此，提供一種具有可驅動第一反射元件的相機模組，且其配置方式可縮短第一驅動機構的作動距離，可更靈敏地控制影像。
第一反射元件可具有二平移自由度，平移自由度實質上相互正交，其中平移自由度可分別為一第一平移自由度與一第二平移自由度，即第二平移自由度實質上與第一平移自由度正交。具體來說，第一反射元件具有第一平移自由度表示其可於一特定平面上沿一特定方向移動。藉此， 提供第一反射元件於二維平面的移動能力，並可更靈活地控制成像光線。
第一驅動機構可用以驅動第一反射元件沿第一平移自由度的方向移動，其中第一驅動機構具有自動對焦與光學影像穩定的功能，且第一反射元件沿第一平移自由度方向的驅動位移量小於相機模組後焦的變化量。進一步來說，第一驅動機構可為一自動對焦驅動機構與一光學影像穩定驅動機構中至少一者，且成像鏡頭可為一長後焦攝遠鏡頭。透過第一反射元件使整體空間縮減，可達到較有效率的空間運用，並提供相機模組微型化的可行性。
當第一反射元件接近成像鏡頭時，同時接近電子感光元件。當第一反射元件遠離成像鏡頭時，同時遠離電子感光元件。藉此，解決長焦鏡頭焦距變化量較高而不易達成長距離驅動的問題，即可擴大長焦鏡頭可對焦的範圍。
第一驅動機構可包含一支撐件、一移動件、至少一磁石及至少一磁性件。進一步來說，第一驅動機構可包含至少二磁石與至少二磁性件，但並不以此為限。第一反射元件安裝於移動件，而移動件與支撐件之間可相對移動。磁石設置於移動件上。磁性件設置於支撐件，且與磁石互相對應。磁石與磁性件之間產生一磁力，具體來說，磁石與磁性件之間的磁力為互相吸引的力。藉此，提供移動件與支撐件之間的預載力，有助於提升第一驅動機構的結構穩定度。
第一反射元件可包含至少二反射面，且反射面藉由 第一驅動機構朝同一方向移動。藉此，二次反射的結構可大幅減少相機模組的體積。
磁性件的數量與磁石的數量可皆至少為二，反射面、磁性件及磁石皆互相對稱設置，且反射面、磁石及磁性件皆分別沿一對稱軸相互對稱設置。藉此，可簡化相機模組組裝難度，且可避免相機模組組裝與製造時產生歪斜的情況，提升相機模組整體的製造良率。
支撐件與移動件之間可包含一凹溝，凹溝沿第一平移自由度的方向延伸，且凹溝設置一滾動元件。藉此，改善第一驅動機構可能會產生的歪斜情況，且增加移動的線性穩定度。
第一驅動機構可包含一線圈，且線圈與磁石互相產生於第一平移自由度之方向的一驅動力。藉此，實現相機模組自動對焦的功能。
相機模組可更包含一第二驅動機構，且第二驅動機構用以驅動第一反射元件沿第二平移自由度的方向移動。藉此，達到光學影像穩定的效果。
相機模組可更包含一第二反射元件與一第三驅動機構，其中第二反射元件具有一旋轉自由度，且第三驅動機構用以驅動第二反射元件沿旋轉自由度的方向轉動。藉此，達到相機模組於另一維度上光學影像穩定的效果。
第一反射元件可包含一入射面與一出射面，入射面與出射面中至少一者具有一非球面。藉此，第一反射元件可具備光線屈折力，可用以補正光學像差。
成像鏡頭與電子感光元件可具有固定的相對位置，且第一反射元件相對於成像鏡頭與電子感光元件移動。藉此，可降低組裝程序的複雜程度，並提高裝配效率。
相機模組可更包含一第三反射元件，而第三反射元件具有一旋轉自由度，且第三驅動機構用以驅動第三反射元件沿旋轉自由度的方向轉動。藉此，達到相機模組於另一維度上光學影像穩定的效果。
第一反射元件於d光的折射係數為N，其可滿足下列條件：1.66
Figure 109105900-A0101-12-0010-42
N<2.5。進一步來說，第一反射元件可為塑膠材質或玻璃材質。藉此，增加反射角度的範圍，且有助於減小第一反射元件的體積。另外，其可滿足下列條件：1.70
Figure 109105900-A0101-12-0010-43
N<2.5。
第一反射元件的厚度為H，其可滿足下列條件：3.00mm
Figure 109105900-A0101-12-0010-45
H
Figure 109105900-A0101-12-0010-44
10.00mm。上述之條件範圍為於有限的空間下，第一反射元件可穩定成像光線的厚度範圍。藉此，使微型化下的相機模組可保有良好的光學品質。
相機模組的長度為L，相機模組的寬度為W，其可滿足下列條件：0.7<L/W<3.5。進一步來說，相機模組的長度計算為根據成像鏡頭的光軸方向，而相機模組的寬度計算為根據垂直光軸方向。藉此，可有效縮減狹長形攝遠相機模組的比例範圍。另外，其可滿足下列條件：0.8<L/W<2.5。藉此，可更縮減攝遠相機模組整體體積的比例範圍。
上述本揭示內容相機模組中的各技術特徵皆可組 合配置，而達到對應之功效。
本揭示內容提供一種電子裝置，包含前述之相機模組。
根據上述實施方式，以下提出具體實施例並配合圖式予以詳細說明。
<第一實施例>
第1A圖繪示依照本發明第一實施例中電子裝置10的示意圖，第1B圖繪示第1A圖第一實施例中相機模組100的示意圖。電子裝置10包含相機模組100，且相機模組100包含一成像鏡頭110、一電子感光元件120、一第一反射元件130、一第一驅動機構140(如第1D圖標示)、一第二驅動機構170(如第1D圖標示)、一第二反射元件150、一第三驅動機構180(如第1F圖標示)及一第三反射元件160，其中第三驅動機構180為一像側驅動機構，第二反射元件150為一物側反射元件，且第三反射元件160為一像側反射元件。第一驅動機構140可為自動對焦驅動機構與光學影像穩定驅動機構中至少一者，而成像鏡頭110可為長後焦攝遠鏡頭，但並不以此為限。
成像鏡頭110用以將一成像光線匯聚於一成像面(圖未標示)上，且電子感光元件120設置於成像面上。第一反射元件130位於成像鏡頭110的像側，並安裝於第一驅動機構140上，且用以轉折成像光線。具體來說，成像光線由第二反射元件150的一入射面(圖未標示)進入相機模組100，再經由成像鏡頭110聚焦至成像面。第一 驅動機構140具有自動對焦的功能，而第二驅動機構170與第三驅動機構180具有光學影像穩定的功能。
由第1B圖可知，成像鏡頭110與電子感光元件120具有固定的相對位置，且第一反射元件130相對於成像鏡頭110與電子感光元件120移動。藉此，可降低組裝程序的複雜程度，並提高裝配效率。
進一步來說，當第一反射元件130接近成像鏡頭110時，同時接近電子感光元件120；當第一反射元件130遠離成像鏡頭110時，同時遠離電子感光元件120。具體來說，本揭示內容提供一種可驅動第一反射元件130的相機模組100，且其配置方式可縮短第一驅動機構140、第二驅動機構170及第三驅動機構180的作動距離，可更靈敏地控制影像。
透過第一反射元件130可使整體空間縮減，可達到較有效率的空間運用，並提供相機模組100微型化的可行性。藉此，解決長焦鏡頭焦距變化量較高而不易達成長距離驅動的問題，即可擴大長焦鏡頭可對焦的範圍。
第1C圖繪示第1A圖第一實施例中相機模組100的部分示意圖。由第1C圖可知，第一反射元件130包含一入射面A、一出射面B及至少二反射面131(如第1E圖標示)，其中成像光線可從入射面A轉折至出射面B，且反射面131透過第一驅動機構140朝同一方向移動。藉此，二次反射的結構可大幅減少相機模組100的體積。具體來說，第一反射元件130可為塑膠材質或玻璃材質，於 第一實施例中，第一反射元件130為塑膠材質，但並不以此為限。藉此，於光學設計的考量下較具設計彈性，有助於高折射率塑膠材料的開發，並有助於降低開發雙重反射面的光學元件的門檻。
第一驅動機構140可包含一支撐件141、一移動件142、至少一磁石、至少一磁性件、一線圈、複數滾動元件及一基座147。第1D圖繪示第1A圖第一實施例中第一反射元件130、第一驅動機構140及第二驅動機構170的分解示意圖。由第1D圖可知，第一實施例中，第一驅動機構140包含支撐件141、移動件142、第一磁石143、第一磁性件144、第一線圈145、第一滾動元件146及基座147，且第二驅動機構170包含第二磁石171、第二磁性件172、第二線圈173及第二滾動元件174。
第一實施例中，第一磁石143的數量為二，第一磁性件144的數量為二，第一線圈145的數量為二，第一滾動元件146的數量為四，第二磁石171的數量為二，第二磁性件172的數量為二，第二線圈173的數量為二，第二滾動元件174的數量為四，但並不以此為限。
詳細來說，第一反射元件130安裝於移動件142，且移動件142與支撐件141之間可相對移動。磁石設置於移動件142。磁性件設置於支撐件141，並與磁石互相對應，且磁石與磁性件之間產生一磁力。具體來說，第一實施例中，第一磁石143與第二磁石171分別設置於移動件142與支撐件141，第一磁性件144與第二磁性件172 分別設置於支撐件141與基座147，第一磁石143與第一磁性件144互相對應，第二磁石171與第二磁性件172互相對應，且第一磁石143與第一磁性件144之間產生磁力，第二磁石171與第二磁性件172之間產生磁力，而第一磁石143與第一磁性件144之間的磁力和第二磁石171與第二磁性件172之間的磁力皆為互相吸引的力。藉此，提供移動件142與支撐件141之間的預載力，有助於提升第一驅動機構140與第二驅動機構170的結構穩定度。
第1E圖繪示第1A圖第一實施例中相機模組100的俯視示意圖。由第1D圖與第1E圖可知，第一驅動機構140與第二驅動機構170分別用以驅動第一反射元件130沿二平移自由度的方向移動，且二平移自由度分別為一第一平移自由度F1與一第二平移自由度F2。藉此，達到相機模組100光學影像穩定的效果。具體來說，自由度可包含前後(surge)、左右(sway)、上下(heave)、俯仰(pitch)、偏擺(yaw)及翻滾(roll)，其中前後、左右及上下屬於平移(translational)自由度，而俯仰、偏擺及翻滾屬於旋轉(rotational)自由度。
詳細來說，第一反射元件130具有第一平移自由度F1，且第一驅動機構140用以驅動第一反射元件130沿第一平移自由度F1的方向移動。換言之，第一反射元件130具有第一平移自由度F1表示其可於一特定平面上沿一特定方向移動，且第一反射元件130沿第一平移自由度F1方向的驅動位移量小於相機模組100後焦的變化量。 進一步來說，支撐件141與移動件142之間提供第一平移自由度F1，且線圈與磁石互相產生於第一平移自由度F1之方向的一驅動力。具體而言，第一實施例中，第一線圈145與第一磁石143互相產生於第一平移自由度F1之方向的驅動力。藉此，實現相機模組100自動對焦的功能。
第一反射元件130具有第二平移自由度F2，且第二平移自由度F2實質上與第一平移自由度F1正交。藉此，提供第一反射元件130於二維平面的移動能力，並可更靈活地控制成像光線。進一步來說，支撐件141與基座147之間提供第二平移自由度F2，且第二驅動機構170用以驅動第一反射元件130沿第二平移自由度F2的方向移動。藉此，可達到光學影像穩定的效果。
由第1D圖與第1E圖可知，支撐件141與移動件142之間包含凹溝。具體來說，第一實施例中，支撐件141與移動件142之間包含凹溝141a，支撐件141與基座147之間包含凹溝141b。第一實施例中，凹溝141a的數量為四，而凹溝141b的數量為四，但並不以此為限。
進一步來說，凹溝141a沿第一平移自由度F1的方向延伸，凹溝141b沿第二平移自由度F2的方向延伸，且各凹溝141a與各凹溝141b皆設置滾動元件。第一實施例中，各凹溝141a設置第一滾動元件146，各凹溝141b設置第二滾動元件174。藉此，改善第一驅動機構140與第二驅動機構170可能會產生的歪斜情況，且增加移動的線性穩定度。
由第1E圖可知，反射面131、磁石及磁性件皆分別沿一對稱軸X相互對稱設置。具體來說，第一實施例中，反射面131、第一磁石143、第一磁性件144、第二磁石171及第二磁性件172皆分別沿對稱軸X相互對稱設置。藉此，可簡化相機模組100組裝難度，且可避免相機模組100組裝與製造時產生歪斜的情況，提升相機模組100整體的製造良率。
第1F圖繪示第1A圖第一實施例中第三反射元件160之旋轉自由度R的示意圖。由第1F圖可知，第三反射元件160具有旋轉自由度R，且第三驅動機構180用以驅動第三反射元件160沿旋轉自由度R的方向轉動。具體來說，第三驅動機構180用以驅動第三反射元件160沿垂直入光光路與出光光路的軸向轉動。藉此，提供相機模組100另一維度上光學影像穩定的效果。
第1G圖繪示第1A圖第一實施例中第一反射元件130的參數示意圖。請參照第1A圖與第1G圖，第一實施例中，第一反射元件130於d光的折射係數為N，d光波長為587.6奈米，第一反射元件130的厚度為H，相機模組100的長度為L，相機模組100的寬度為W，而所述參數滿足下列表一條件。
Figure 109105900-A0101-12-0016-1
<第二實施例>
第2A圖繪示依照本發明第二實施例中電子裝置20的示意圖，第2B圖繪示第2A圖第二實施例中相機模組200的示意圖。電子裝置20包含相機模組200，且相機模組200包含一成像鏡頭210、一電子感光元件220、一第一反射元件230、一第一驅動機構240(如第2D圖標示)、一第二驅動機構270(如第2D圖標示)、一第二反射元件250、一第三驅動機構(圖未繪示)，其中第三驅動機構為一物側驅動機構，第二反射元件250為一物側反射元件。第一驅動機構240可為自動對焦驅動機構與光學影像穩定驅動機構中至少一者，而成像鏡頭210可為長後焦攝遠鏡頭，但並不以此為限。
成像鏡頭210用以將一成像光線匯聚於一成像面(圖未標示)上，且電子感光元件220設置於成像面上。第一反射元件230位於成像鏡頭210的像側，並安裝於第一驅動機構240上，且用以轉折成像光線。具體來說，成像光線由第二反射元件250的一入射面(圖未標示)進入相機模組200，再經由成像鏡頭210聚焦至成像面。第一驅動機構240具有自動對焦的功能，而第二驅動機構270與第三驅動機構具有光學影像穩定的功能。
由第2B圖可知，成像鏡頭210與電子感光元件220具有固定的相對位置，且第一反射元件230相對於成像鏡頭210與電子感光元件220移動。藉此，可降低組裝程序的複雜程度，並提高裝配效率。
進一步來說，當第一反射元件230接近成像鏡頭 210時，同時接近電子感光元件220；當第一反射元件230遠離成像鏡頭210時，同時遠離電子感光元件220。具體來說，本揭示內容提供一種可驅動第一反射元件230的相機模組200，且其配置方式可縮短第一驅動機構240、第二驅動機構270及第三驅動機構的作動距離，可更靈敏地控制影像。
透過第一反射元件230使整體空間縮減，可達到較有效率的空間運用，並提供相機模組200微型化的可行性。藉此，解決長焦鏡頭焦距變化量較高而不易達成長距離驅動的問題，即可擴大長焦鏡頭可對焦的範圍。
第2C圖繪示第2A圖第二實施例中相機模組200的部分示意圖。由第2C圖可知，第一反射元件230包含一入射面A、一出射面B及至少二反射面231(如第2E圖標示)，其中成像光線可從入射面A轉折至出射面B，且反射面231透過第一驅動機構240朝同一方向移動。藉此，二次反射的結構可大幅減少相機模組200的體積。具體來說，第一反射元件230可為塑膠材質或玻璃材質，於第二實施例中，第一反射元件230為玻璃材質，但並不以此為限。
第一驅動機構240可包含一支撐件241、一移動件242、至少一磁石、至少一磁性件、一線圈、複數滾動元件及一基座247。第2D圖繪示第2A圖第二實施例中第一反射元件230、第一驅動機構240及第二驅動機構270的分解示意圖。由第2D圖可知，第二實施例中，第 一驅動機構240包含支撐件241、移動件242、第一磁石243、第一磁性件244、第一線圈245、第一滾動元件246及基座247，且第二驅動機構270包含第二磁石271、第二磁性件272、第二線圈273及第二滾動元件274。
第二實施例中，第一磁石243的數量為二，第一磁性件244的數量為二，第一線圈245的數量為二，第一滾動元件246的數量為四，第二磁石271的數量為二，第二磁性件272的數量為二，第二線圈273的數量為二，第二滾動元件274的數量為四，但並不以此為限。
詳細來說，第一反射元件230安裝於移動件242，且移動件242與支撐件241之間可相對移動。磁石設置於移動件242。磁性件設置於支撐件241，並與磁石互相對應，且磁石與磁性件之間產生一磁力。具體來說，第二實施例中，第一磁石243與第二磁石271分別設置於支撐件241與移動件242，第一磁性件244與第二磁性件272分別設置於基座247與支撐件241，第一磁石243與第一磁性件244互相對應，第二磁石271與第二磁性件272互相對應，且第一磁石243與第一磁性件244之間產生磁力，第二磁石271與第二磁性件272之間產生磁力，而第一磁石243與第一磁性件244之間的磁力和第二磁石271與第二磁性件272之間的磁力皆為互相吸引的力。藉此，提供移動件242與支撐件241之間的預載力，有助於提升第一驅動機構240與第二驅動機構270的結構穩定度。
第2E圖繪示第2A圖第二實施例中相機模組200 的俯視示意圖。由第2D圖與第2E圖可知，第一驅動機構240與第二驅動機構270分別用以驅動第一反射元件230沿二平移自由度的方向移動，且二平移自由度分別為一第一平移自由度F1與一第二平移自由度F2。藉此，達到相機模組200光學影像穩定的效果。具體來說，自由度可包含前後(surge)、左右(sway)、上下(heave)、俯仰(pitch)、偏擺(yaw)及翻滾(roll)，其中前後、左右及上下屬於平移(translational)自由度，而俯仰、偏擺及翻滾屬於旋轉(rotational)自由度。
詳細來說，第一反射元件230具有第一平移自由度F1，且第一驅動機構240用以驅動第一反射元件230沿第一平移自由度F1的方向移動。換言之，第一反射元件230具有第一平移自由度F1表示其可於一特定平面上沿一特定方向移動，且第一反射元件230沿第一平移自由度F1方向的驅動位移量小於相機模組200後焦的變化量。進一步來說，支撐件241與基座247之間提供第一平移自由度F1，且線圈與磁石互相產生於第一平移自由度F1之方向的一驅動力。具體而言，第二實施例中，第一線圈245與第一磁石243互相產生於第一平移自由度F1之方向的驅動力。藉此，實現相機模組200自動對焦的功能。
第一反射元件230具有第二平移自由度F2，且第二平移自由度F2實質上與第一平移自由度F1正交。藉此，提供第一反射元件230於二維平面的移動能力，並可更靈活地控制成像光線。進一步來說，支撐件241與移動件242 之間提供第二平移自由度F2，且第二驅動機構270用以驅動第一反射元件230沿第二平移自由度F2的方向移動。藉此，可達到光學影像穩定的效果。
由第2D圖與第2E圖可知，支撐件241與移動件242之間包含凹溝。具體來說，第二實施例中，支撐件241與移動件242之間包含凹溝241a，支撐件241與基座247之間包含凹溝241b。第二實施例中，凹溝241a的數量為四，而凹溝241b的數量為四，但並不以此為限。
進一步來說，凹溝241b沿第一平移自由度F1的方向延伸，凹溝241a沿第二平移自由度F2的方向延伸，且各凹溝241a與各凹溝241b皆設置滾動元件。第二實施例中，各凹溝241b設置第一滾動元件246，各凹溝241a設置第二滾動元件274。藉此，改善第一驅動機構240與第二驅動機構270可能會產生的歪斜情況，且增加移動的線性穩定度。
由第2E圖可知，反射面231、磁石及磁性件皆分別沿一對稱軸X相互對稱設置。具體來說，第二實施例中，反射面231、第一磁石243、第一磁性件244、第二磁石271及第二磁性件272皆分別沿對稱軸X相互對稱設置。藉此，可簡化相機模組200組裝難度，且可避免相機模組200組裝與製造時產生歪斜的情況，提升相機模組200整體的製造良率。
進一步來說，入射面A與對稱軸X及出射面B與對稱軸X各具有一夾角θ，夾角θ為45度，但並不以此 為限。
第2F圖繪示第2A圖第二實施例中第二反射元件250之旋轉自由度R的示意圖。由第2F圖可知，第二反射元件250具有旋轉自由度R，且第三驅動機構用以驅動第二反射元件250沿旋轉自由度R的方向轉動。具體來說，第三驅動機構用以驅動第二反射元件250沿垂直入光光路與出光光路的軸向轉動。藉此，提供相機模組200另一維度上光學影像穩定的效果。
第2G圖繪示第2A圖第二實施例中第一反射元件230的參數示意圖。請參照第2A圖與第2G圖，第二實施例中，第一反射元件230於d光的折射係數為N，d光波長為587.6奈米，第一反射元件230的厚度為H，相機模組200的長度為L，相機模組200的寬度為W，而所述參數滿足下列表二條件。
Figure 109105900-A0101-12-0022-2
<第三實施例>
第3A圖繪示依照本發明第三實施例中電子裝置30的示意圖，第3B圖繪示第3A圖第三實施例中相機模組300的示意圖。電子裝置30包含相機模組300，且相機模組300包含一成像鏡頭310、一電子感光元件320、一第一反射元件330、一第一驅動機構340、一第二反射元件350、一第三驅動機構(圖未繪示)，其中第三驅動 機構為一物側驅動機構，第二反射元件350為一物側反射元件。第一驅動機構340可為自動對焦驅動機構與光學影像穩定驅動機構中至少一者，而成像鏡頭310可為長後焦攝遠鏡頭，但並不以此為限。
成像鏡頭310用以將一成像光線匯聚於一成像面(圖未標示)上，且電子感光元件320設置於成像面上。第一反射元件330位於成像鏡頭310的像側，並安裝於第一驅動機構340上，且用以轉折成像光線。具體來說，成像光線由第二反射元件350的一入射面(圖未標示)進入相機模組300，再經由成像鏡頭310聚焦至成像面。第一驅動機構340具有自動對焦的功能，而第三驅動機構具有光學影像穩定的功能。
由第3B圖可知，成像鏡頭310與電子感光元件320具有固定的相對位置，且第一反射元件330相對於成像鏡頭310與電子感光元件320移動。藉此，可降低組裝程序的複雜程度，並提高裝配效率。
進一步來說，當第一反射元件330接近成像鏡頭310時，同時接近電子感光元件320；當第一反射元件330遠離成像鏡頭310時，同時遠離電子感光元件320。具體來說，本揭示內容提供一種可驅動第一反射元件330的相機模組300，且其配置方式可縮短第一驅動機構340及第三驅動機構的作動距離，可更靈敏地控制影像。
透過第一反射元件330使整體空間縮減，可達到較有效率的空間運用，並提供相機模組300微型化的可行 性。藉此，解決長焦鏡頭焦距變化量較高而不易達成長距離驅動的問題，即可擴大長焦鏡頭可對焦的範圍。
第3C圖繪示第3A圖第三實施例中相機模組300的部分示意圖。由第3C圖可知，第一反射元件330包含一入射面A、一出射面B及至少二反射面331(如第3E圖標示)，其中成像光線可從入射面A轉折至出射面B，且反射面331透過第一驅動機構340朝同一方向移動。藉此，二次反射的結構可大幅減少相機模組300的體積。具體來說，第一反射元件330可為塑膠材質或玻璃材質，於第三實施例中，第一反射元件330為塑膠材質，但並不以此為限。藉此，於光學設計的考量下較具設計彈性，有助於高折射率塑膠材料的開發，並有助於降低開發雙重反射面的光學元件的門檻。
進一步來說，第一反射元件330的入射面A與出射面B中至少一者具有一非球面。第三實施例中，入射面A與出射面B皆具有非球面，但並不以此為限。藉此，第一反射元件330可具備光線屈折力，可用以補正光學像差。
第一驅動機構340包含一支撐件341、一移動件342、至少一磁石、至少一磁性件、一線圈及複數滾動元件。第3D圖繪示第3A圖第三實施例中第一反射元件330與第一驅動機構340的分解示意圖。由第3D圖可知，第三實施例中，第一驅動機構340包含支撐件341、移動件342、第一磁石343、第一磁性件344、第一線圈345及 第一滾動元件346，其中支撐件341同時具有基座的功能。
第三實施例中，第一磁石343的數量為二，第一磁性件344的數量為二，第一線圈345的數量為二，第一滾動元件346的數量為四，但並不以此為限。
詳細來說，第一反射元件330安裝於移動件342，且移動件342與支撐件341之間可相對移動。磁石設置於移動件342。磁性件設置於支撐件341，並與磁石互相對應，且磁石與磁性件之間產生一磁力。具體來說，第三實施例中，第一磁石343設置於移動件342，第一磁性件344設置於支撐件341，並與第一磁石343互相對應，且第一磁石343與第一磁性件344之間產生磁力，而第一磁石343與第一磁性件344之間的磁力為互相吸引的力。藉此，提供移動件342與支撐件341之間的預載力，有助於提升第一驅動機構340的結構穩定度。
第3E圖繪示第3A圖第三實施例中相機模組300的俯視示意圖。由第3D圖與第3E圖可知，第一驅動機構340用以驅動第一反射元件330沿一第一平移自由度F1的方向移動。藉此，達到相機模組300光學影像穩定的效果。具體來說，自由度可包含前後(surge)、左右(sway)、上下(heave)、俯仰(pitch)、偏擺(yaw)及翻滾(roll)，其中前後、左右及上下屬於平移(translational)自由度，而俯仰、偏擺及翻滾屬於旋轉(rotational)自由度。
詳細來說，第一反射元件330具有第一平移自由 度F1，且第一驅動機構340用以驅動第一反射元件330沿第一平移自由度F1的方向移動。換言之，第一反射元件330具有第一平移自由度F1表示其可於一特定平面上沿一特定方向移動，且第一反射元件330沿第一平移自由度F1方向的驅動位移量小於相機模組300後焦的變化量。進一步來說，支撐件341與移動件342之間提供第一平移自由度F1，且線圈與磁石互相產生於第一平移自由度F1之方向的一驅動力。具體而言，第三實施例中，第一線圈345與第一磁石343互相產生於第一平移自由度F1之方向的驅動力。藉此，實現相機模組300自動對焦的功能。
由第3D圖與第3E圖可知，支撐件341與移動件342分別包含複數凹溝。具體來說，第三實施例中，支撐件341與移動件342之間包含凹溝341a。第三實施例中，凹溝341a的數量為四，但並不以此為限。
進一步來說，凹溝341a沿第一平移自由度F1的方向延伸，且各凹溝341a設置滾動元件。第三實施例中，各凹溝341a設置第一滾動元件346。藉此，改善第一驅動機構340可能會產生的歪斜情況，且增加移動的線性穩定度。
由第3E圖可知，反射面331、磁石及磁性件皆分別沿一對稱軸X相互對稱設置。具體來說，第三實施例中，反射面331、第一磁石343及第一磁性件344皆分別沿對稱軸X相互對稱設置。藉此，可簡化相機模組300組裝難度，且可避免相機模組300組裝與製造時產生歪斜的情況， 提升相機模組300整體的製造良率。
第3F圖繪示第3A圖第三實施例中第二反射元件350之旋轉自由度R的示意圖。由第3F圖可知，第二反射元件350具有旋轉自由度R，且第三驅動機構用以驅動第二反射元件350沿旋轉自由度R的方向轉動。具體來說，第三驅動機構用以驅動第二反射元件350沿垂直入光光路與出光光路的軸向轉動。藉此，提供相機模組300另一維度上光學影像穩定的效果。
第3G圖繪示第3A圖第三實施例中第一反射元件330的參數示意圖。請參照第3A圖與第3G圖，第三實施例中，第一反射元件330於d光的折射係數為N，d光波長為587.6奈米，第一反射元件330的厚度為H，相機模組300的長度為L，相機模組300的寬度為W，而所述參數滿足下列表三條件。
Figure 109105900-A0101-12-0027-3
<第四實施例>
第4A圖繪示依照本發明第四實施例中電子裝置40的示意圖，第4B圖繪示第4A圖第四實施例中電子裝置40的另一示意圖。由第4A圖與第4B圖可知，第四實施例的電子裝置40係一智慧型手機，電子裝置40包含相機模組41(如第4C圖標示)，其中相機模組41中包含超廣角相機模組41a、高畫素相機模組41b及攝遠相機模 組41c，且攝遠相機模組41c可為第一實施例至第三實施例中任一相機模組，但不以其為限。藉此，有助於滿足現今電子裝置市場對於搭載於其上的相機模組的量產及外觀要求。
進一步來說，使用者透過電子裝置40的使用者介面42進入拍攝模式，其中第四實施例中使用者介面42可為觸控螢幕，其用以顯示畫面並具備觸控功能，且可用以手動調整拍攝視角以切換不同的相機模組41。此時相機模組41之一成像鏡頭(圖未繪示)匯集成像光線在一電子感光元件(圖未繪示)上，並輸出有關影像的電子訊號至成像訊號處理元件(Image Signal Processor，ISP)43。
第4C圖繪示依照第4A圖第四實施例中電子裝置40的方塊圖。由第4B圖與第4C圖可知，因應電子裝置40的相機規格，電子裝置40可更包含光學防手震組件44，進一步地，電子裝置40可更包含至少一個對焦輔助模組47及至少一個感測元件45。對焦輔助模組47可以是補償色溫的閃光燈模組46、紅外線測距元件、雷射對焦模組等，感測元件45可具有感測物理動量與作動能量的功能，如加速計、陀螺儀、霍爾元件(Hall Effect Element)，以感知使用者的手部或外在環境施加的晃動及抖動，進而有利於電子裝置40中成像鏡頭配置的自動對焦功能及光學防手震組件44的發揮，以獲得良好的成像品質，有助於依據本揭示內容的電子裝置40具備多種模式的拍攝功能，如優化自拍、低光源HDR(High Dynamic Range，高動 態範圍成像)、高解析4K(4K Resolution)錄影等。此外，使用者可由使用者介面42直接目視到相機的拍攝畫面，並在使用者介面42上手動操作取景範圍，以達成所見即所得的自動對焦功能。
進一步來說，成像鏡頭、電子感光元件、光學防手震組件44、感測元件45及對焦輔助模組47可設置在一軟性電路板(Flexible Printed Circuitboard，FPC)(圖未標示)上，並透過一連接器(圖未繪示)電性連接成像訊號處理元件43等相關元件以執行拍攝流程。當前的電子裝置如智慧型手機具有輕薄的趨勢，將成像鏡頭與相關元件配置於軟性電路板上，再利用連接器將電路彙整至電子裝置的主板，可滿足電子裝置內部有限空間的機構設計及電路佈局需求並獲得更大的裕度，亦使得其成像鏡頭的自動對焦功能藉由電子裝置的觸控螢幕獲得更靈活的控制。在第四實施例中，電子裝置40可包含複數感測元件45及複數對焦輔助模組47，感測元件45及對焦輔助模組47設置在軟性電路板及另外至少一個軟性電路板(圖未繪示)，並透過對應的連接器電性連接成像訊號處理元件43等相關元件以執行拍攝流程。在其他實施例中(圖未繪示)，感測元件及輔助光學元件亦可依機構設計及電路佈局需求設置於電子裝置的主板或是其他形式的載板上。
此外，電子裝置40可進一步包含但不限於顯示單元(Display)、控制單元(Control Unit)、儲存單元(Storage Unit)、暫儲存單元(RAM)、唯讀儲存單元 (ROM)或其組合。
第4D圖繪示依照第4A圖第四實施例中超廣角相機模組41a拍攝的影像示意圖。由第4D圖可知，以超廣角相機模組41a可拍攝到較大範圍的影像，具有容納更多景色的功能。
第4E圖繪示依照第4A圖第四實施例中高畫素相機模組41b拍攝的影像示意圖。由第4E圖可知，以高畫素相機模組41b可拍攝一定範圍且兼具高畫素的影像，具有高解析低變形的功能。
第4F圖繪示依照第4A圖第四實施例中攝遠相機模組41c拍攝的影像示意圖。由第4F圖可知，以攝遠相機模組41c具有高倍數的放大功能，可拍攝遠處的影像並放大至高倍。
由第4D圖至第4F圖可知，由具有不同焦距的相機模組41進行取景，並搭配影像處理的技術，可於電子裝置40實現變焦的功能。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:相機模組
110:成像鏡頭
120:電子感光元件
130:第一反射元件
150:第二反射元件
160:第三反射元件

Claims (20)

  1. 一種相機模組，包含：一成像鏡頭，其用以將一成像光線匯聚於一成像面上；一電子感光元件，其設置於該成像面上；一第一反射元件，其位於該成像鏡頭的一像側，且該第一反射元件用以轉折該成像光線，並具有一第一平移自由度；一第一驅動機構，該第一反射元件安裝於該第一驅動機構上，且該第一驅動機構用以驅動該第一反射元件沿該第一平移自由度的方向移動；一第二反射元件，其具有一旋轉自由度；以及一第三驅動機構，其用以驅動該第二反射元件沿該旋轉自由度的方向轉動；其中，當該第一反射元件接近該成像鏡頭時，同時接近該電子感光元件；其中，當該第一反射元件遠離該成像鏡頭時，同時遠離該電子感光元件。
  2. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一驅動機構包含：一支撐件；一移動件，該第一反射元件安裝於該移動件，且該支撐件與該移動件之間可相對移動；至少一磁石，其設置於該移動件；及 至少一磁性件，其設置於該支撐件，並與該至少一磁石互相對應；其中，該至少一磁石與該至少一磁性件之間產生一磁力。
  3. 如請求項2所述之相機模組，其中該支撐件與該移動件之間包含一凹溝，該凹溝沿該第一平移自由度的方向延伸，且該凹溝設置一滾動元件。
  4. 如請求項2所述之相機模組，其中該第一驅動機構包含：一線圈，其與該至少一磁石互相產生於該第一平移自由度之方向的一驅動力。
  5. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一反射元件具有一第二平移自由度，該第二平移自由度實質上與該第一平移自由度正交。
  6. 如請求項5所述之相機模組，更包含：一第二驅動機構，其用以驅動該第一反射元件沿該第二平移自由度的方向移動。
  7. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一反射元件包含： 至少二反射面，其藉由該第一驅動機構朝同一方向移動。
  8. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一反射元件包含一入射面與一出射面，該入射面與該出射面中至少一者具有一非球面。
  9. 如請求項1所述之相機模組，其中該第一反射元件於d光的折射係數為N，其滿足下列條件：1.66
    Figure 109105900-A0305-02-0037-1
    N<2.5。
  10. 如請求項9所述之相機模組，其中該第一反射元件於d光的折射係數為N，其滿足下列條件：1.70
    Figure 109105900-A0305-02-0037-2
    N<2.5。
  11. 一種電子裝置，包含：如請求項1所述的相機模組。
  12. 一種相機模組，包含：一成像鏡頭，其用以將一成像光線匯聚於一成像面上；一電子感光元件，其設置於該成像面上；一第一反射元件，其位於該成像鏡頭的一像側，且該第一反射元件用以轉折該成像光線；以及一第一驅動機構，該第一反射元件安裝於該第一驅動機 構上，且該第一驅動機構包含：一支撐件；一移動件，該第一反射元件安裝於該移動件，且該移動件與該支撐件之間可相對移動；至少二磁石，其設置於該移動件上；及至少二磁性件，其設置於該支撐件，且與該至少二磁石互相對應；其中，該至少二磁石與該至少二磁性件之間具有一磁力；其中，該第一反射元件包含至少二反射面；其中，該至少二反射面、該至少二磁性件及該至少二磁石皆互相對稱設置，且該至少二反射面、該至少二磁石及該至少二磁性件皆分別沿一對稱軸相互對稱設置。
  13. 如請求項12所述之相機模組，其中該成像鏡頭與該電子感光元件具有固定的相對位置，且該第一反射元件相對於該成像鏡頭與該電子感光元件移動。
  14. 如請求項12所述之相機模組，其中該第一反射元件具有二平移自由度，該二平移自由度實質上相互正交。
  15. 如請求項14所述之相機模組，更包含：一第二驅動機構，該第一驅動機構與該第二驅動機構分 別用以驅動該第一反射元件沿該二平移自由度的方向移動。
  16. 如請求項15所述之相機模組，更包含：一第二反射元件，其具有一旋轉自由度；及一第三驅動機構，其用以驅動該第二反射元件沿該旋轉自由度的方向轉動。
  17. 如請求項13所述之相機模組，更包含：一第三反射元件，其具有一旋轉自由度；及一第三驅動機構，其用以驅動該第三反射元件沿該旋轉自由度的方向轉動。
  18. 如請求項12所述之相機模組，其中該第一反射元件的厚度為H，其滿足下列條件：3.00mm
    Figure 109105900-A0305-02-0039-3
    H
    Figure 109105900-A0305-02-0039-4
    10.00mm。
  19. 如請求項12所述之相機模組，其中該相機模組的長度為L，該相機模組的寬度為W，其滿足下列條件：0.7<L/W<3.5。
  20. 如請求項19所述之相機模組，其中該相機模組的長度為L，該相機模組的寬度為W，其滿足下列條 件：0.8<L/W<2.5。
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