光学系统的制作方法

1.本公开涉及一种光学系统，特别涉及一种采用双料射出成形技术的光学系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，现今许多电子装置(例如笔记本电脑、智能手机或数码相机)都具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，除了便利和轻薄化的设计，亦需要发展出更稳定且更良好的光学品质，以提供使用者更多的选择。
3.前述具有照相或录影功能的电子装置通常包括一或多个镜头，以达到对焦、变焦及/或光学防手震(optical image stabilization，ois)的功能。然而，在将镜头外部的镜筒接着至其他构件(例如：光圈、承载座、驱动机构等)时，经常需要通过高温来固化接着用的胶水，而此高温容易使镜筒与其他构件之间产生热膨胀变形，使镜筒内的镜头产生位移，影响光学分辨率。因此如何不影响光学系统的整体结构强度且有效地提升其光学品质始成为一重要的课题。


技术实现要素：

4.本公开提供一种光学系统，包括：一固定部以及一活动部。活动部可相对固定部运动。活动部包括：一光学调整组件以及一第一光学元件。光学调整组件具有一外框且具有一光轴。第一光学元件具有一第一壳体，第一壳体连接光学调整组件的外框。第一光学元件与光学调整组件沿着光轴排列。
5.在一些实施例中，外框包括：一第一主体以及一第一连接部。第一主体具有一第一材质。第一连接部连接第一壳体具有一第二材质。第一材质与第二材质不同。在一些实施例中，第一材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数不同。
6.在一些实施例中，沿着垂直光轴的方向观察，第一主体、第一连接部以及第一光学元件的第一壳体至少部分地重叠。
7.在一些实施例中，第一壳体具有一第三材质，第三材质与第二材质相似。在一些实施例中，第三材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数相似。
8.在一些实施例中，光学系统还包括一接着元件。第一壳体与第一连接部之间具有一间隙，接着元件设置于间隙中，使得第一壳体固定地连接第一连接部。
9.在一些实施例中，接着元件具有一第四材质，第四材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数相似。
10.在一些实施例中，第一材质包括塑胶材料，且第二材质包括塑胶材料。
11.在一些实施例中，第一材质包括塑胶材料，且第二材质包括金属材料。在一些实施例中，第二材质所包括的金属材料的热膨胀系数接近于零。
12.在一些实施例中，活动部还包括：一第二光学元件以及一承载座。第二光学元件具有一第二壳体。承载座连接第二壳体。
13.在一些实施例中，承载座包括：一第二主体以及一第二连接部。第二主体具有一第
五材质。第二连接部具有一第六材质。第五材质与第六材质不同。在一些实施例中，第五材质的热膨胀系数与第六材质的热膨胀系数不同。
14.在一些实施例中，第二壳体具有一第七材质，第七材质与第六材质相似。在一些实施例中，第七材质的热膨胀系数与第六材质的热膨胀系数相似。
15.在一些实施例中，第六材质与第二材质相似。在一些实施例中，第六材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数相似。
16.在一些实施例中，第五材质包括塑胶材料，且第六材质包括金属材料。在一些实施例中，第六材质所包括的金属材料的热膨胀系数接近于零。
附图说明
17.本公开可通过之后的详细说明并配合图示而得到清楚的了解。要强调的是，按照业界的标准做法，各种特征并没有按比例绘制，并且仅用于说明的目的。事实上，为了能够清楚的说明，因此各种特征的尺寸可能会任意地放大或者缩小。
18.图1示出根据本公开一些实施例的光学系统的示意图。
19.图2示出根据本公开另一些实施例的光学系统的示意图。
20.图3示出根据本公开又另一些实施例的光学系统的示意图。
21.附图标记说明：
22.10、10a、10b：光学系统
23.100：固定部
24.200：活动部
25.210：第一光学元件
26.215：第一壳体
27.220：光学调整组件
28.222：外框
29.225：第一主体
30.226：第一连接部
31.230：第二光学元件
32.235：第二壳体
33.240：承载座
34.245：第二主体
35.246：第二连接部
36.250：第三光学元件
37.255：第三壳体
38.300：接着元件
39.o：光轴
具体实施方式
40.以下说明本公开实施例的光学系统。然而，可轻易了解本公开实施例提供许多合适的实用新型概念而可实施于广泛的各种特定背景。所披露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。
41.除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此公开所属的技术领域的技术人员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。
42.本公开提供一种光学系统。光学系统中包括一或多个光学元件以及与光学元件组合的至少一种构件(例如：承载座、光学调整组件、驱动组件等)。利用双料射出成形技术，使得与光学元件组合的构件至少包括两种材质。并且，上述构件在与光学元件组合的连接处的材质，与光学元件的外部壳体材质类似(例如：具有类似的热膨胀系数)。如此一来，可在上述构件及光学元件暴露在高温环境下时，避免光学元件内部的结构(例如：包含在内部的一或多个镜片)因为热膨胀变形而产生位移，维持良好的分辨率。
43.首先，请参照图1。图1示出根据本公开一些实施例，光学系统10的示意图。如图1所示，光学系统10主要包括一固定部100及一活动部200。活动部200可动地设置在固定部100中。在一些实施例中，活动部200可连接至一驱动组件(图未示)，驱动组件用以驱动活动部200相对固定部100运动。在图1的实施例中，活动部200包括一第一光学元件210及一光学调整组件220。在一些实施例中，第一光学元件210可例如为一镜筒，其中设置有一或多个镜片。在图1所示的实施例中，第一光学元件210中设置有三个镜片，但镜片的数量并非意欲以限制。在其他实施例中，第一光学元件210可设置任何适合数量的镜片，以实现所需的光学效果。在一些实施例中，第一光学元件210具有一第一壳体215，且光学调整组件220具有一外框222及一光轴o。第一壳体215连接光学调整组件220的外框222。在一些实施例中，光学调整组件220可例如为一光圈，用以调整光学系统10的进光量。如图1所示，第一光学元件210与光学调整组件220沿着光轴o排列。
44.在一些实施例中，光学调整组件220的外框222包括一第一主体225及一第一连接部226。第一连接部226位于较靠近第一光学元件210的一侧。在一些实施例中，第一主体225与第一连接部226通过双料射出成形技术而同时形成，因此第一主体225及第一连接部226一体成形。光学调整组件220的外框222通过第一连接部226而与第一光学元件210的第一壳体215连接。沿着垂直光轴o的方向观察时，第一主体225、第一连接部226以及第一光学元件210的第一壳体215至少部分地重叠。
45.在本公开的一些实施例中，第一主体225具有一第一材质，第一连接部226具有一第二材质，且第一壳体215具有一第三材质。在一些实施例中，第一材质与第二材质不同(例如：第一材质的热膨胀系数与第二材质的热膨胀系数不同)。在一些实施例中，第一主体225的第一材质可包括塑胶材料，例如：液晶高分子(liquid crystal polymer，lcp)等材料。在一些实施例中，第一壳体215的第三材质可包括塑胶材料，例如：聚碳酸酯(polycarbonate，pc)等材料，且第一连接部226的第二材质可选用与第三材质相似或相同的材料。在一些实施例中，上述相似或相同的材料表示第二材质与第三材质具有相似或相同的热膨胀系数。也就是说，第一壳体215与第一连接部226可具有相似或相同的热膨胀系数，避免光学元件210内部的结构(例如：一或多个镜片)因为热膨胀变形而产生位移，维持良好的分辨率。
46.在一些实施例中，光学系统10还包括一接着元件300，设置于第一壳体215与第一连接部226之间的一间隙中。第一壳体215通过接着元件300而与第一连接部226固定地连
接，且因此，第一光学元件210与光学调整组件220固定地连接，且可一起相对于固定部100运动。在一些实施例中，接着元件300可具有一第四材质，第四材质可为胶水，例如：紫外线固化胶(uv胶)或热固胶等。应注意的是，接着元件300的第四材质的热膨胀系数可与第一连接部226的第二材质及第一壳体215的第三材质的热膨胀系数相似或相同。在一些其他实施例中，光学系统10可不包括接着元件300(本公开未示出不包括接着元件300的实施例)。在此种实施例中，第一壳体215与第一连接部226可通过热熔结构的方式来固定。
47.在一些实施例中，第一主体225的第一材质包括塑胶材料，且第一连接部226的第二材质亦包括塑胶材料(例如：聚碳酸酯(pc)等材料)。在另外一些实施例中，第一主体225的第一材质包括塑胶材料，但第一连接部226的第二材质可包括金属材料(例如：热膨胀系数接近于零的特殊金属材料)。应注意的是，无论第一连接部226的第二材质为塑胶或金属，都能实现不被热膨胀变形影响，而不干扰第一光学元件210内部镜片的效果。
48.接着请参照图2。图2示出根据本公开另一些实施例，光学系统10a的示意图。如图2所示，光学系统10a主要包括一固定部100以及一活动部200，活动部200可相对于固定部100运动。与图1示出的光学系统10不同的是，光学系统10a的活动部200包括一第一光学元件210、一光学调整组件220、一第二光学元件230以及一承载座240。光学系统10a中的第一光学元件210及光学调整组件220的设置位置及结构都与图1相似，在此不再重复叙述。在图2的实施例中，第二光学元件230设置于第一光学元件210的另一侧，举例来说，第一光学元件210可较靠近光学系统10a的光出射侧，而第二光学元件230可较靠近光学系统10a的光入射侧。类似于第一光学元件210，第二光学元件230可例如为一镜筒，其中设置有一或多个镜片。在图2所示的实施例中，第二光学元件230中设置有两个镜片，但镜片的数量并非意欲以限制。在其他实施例中，第二光学元件230可设置任何适合数量的镜片，以实现所需的光学效果。在一些实施例中，第二光学元件230具有一第二壳体235，第二壳体235连接承载座240。如图2所示，第一光学元件210、光学调整组件220、第二光学元件230及承载座240沿着光轴o排列。
49.在一些实施例中，承载座240包括一第二主体245及一第二连接部246。第二连接部246位于较靠近第二光学元件230的一侧。在一些实施例中，第二主体245与第二连接部246通过双料射出成形技术而同时形成，因此第二主体245及第二连接部246一体成形。承载座240通过第二连接部246而与第二光学元件230的第二壳体235连接。沿着垂直光轴o的方向观察时，第二主体245、第二连接部246以及第二光学元件230的第二壳体235至少部分地重叠。
50.在本公开的一些实施例中，第二主体245具有一第五材质，第二连接部246具有一第六材质，且第二壳体235具有一第七材质。在一些实施例中，第五材质与第六材质不同(例如：第五材质的热膨胀系数与第六材质的热膨胀系数不同)。在一些实施例中，第二主体245的第五材质可包括塑胶材料，例如：液晶高分子(lcp)等材料。在一些实施例中，第二壳体235的第七材质可包括塑胶材料，例如：聚碳酸酯(pc)等材料，且第二连接部246的第六材质可选用与第七材质相似或相同的材料。在一些实施例中，上述相似或相同的材料表示第六材质与第七材质具有相似或相同的热膨胀系数。也就是说，第二壳体235与第二连接部246可具有相似或相同的热膨胀系数，避免第二光学元件230内部的结构(例如：一或多个镜片)因为热膨胀变形而产生位移，维持良好的分辨率。
51.在一些实施例中，第二主体245的第五材质包括塑胶材料，且第二连接部246的第六材质亦包括塑胶材料(例如：聚碳酸酯(pc)等材料)。在另外一些实施例中，第二主体245的第五材质包括塑胶材料，但第二连接部246的第六材质可包括金属材料(例如：热膨胀系数接近于零的特殊金属材料)。应注意的是，无论第二连接部246的第六材质为塑胶或金属，都能实现不被热膨胀变形影响，而不干扰第二光学元件230内部镜片的效果。
52.应注意的是，在一些实施例中，第二连接部246的第六材质可与第一连接部226的第二材质相似或相同。也就是说，第六材质的热膨胀系数可与第二材质的热膨胀系数相似或相同。进一步地，第二材质、第三材质、第六材质及第七材质都具有相似或相同的热膨胀系数，以避免热膨胀变形对光学元件造成干扰。
53.此外，第二光学元件230与承载座240之间的连接方式可相似于第一光学元件210与光学调整组件220之间的连接方式。例如：利用一接着元件或利用结构热熔的方式。在此不再重复叙述。
54.接下来请参照图3。图3示出根据本公开另一些实施例，光学系统10b的示意图。如图3所示，光学系统10b主要包括一固定部100以及一活动部200，活动部200可相对于固定部100运动。与图1示出的光学系统10不同的是，光学系统10b的活动部200包括一第一光学元件210、一光学调整组件220以及一第三光学元件250。光学系统10b中的第一光学元件210及光学调整组件220的设置位置及结构都与图1相似，在此不再重复叙述。在图3的实施例中，第三光学元件250设置于与光学调整组件220不同，第一光学元件210的另一侧。举例来说，光学调整组件220可设置于第一光学元件210的光入射侧，而第三光学元件250可设置于第一光学元件210的光出射侧。类似于第一光学元件210，第三光学元件250可例如为一镜筒，其中设置有一或多个镜片。在图3所示的实施例中，第三光学元件250中设置有两个镜片，但镜片的数量并非意欲以限制。在其他实施例中，第三光学元件250可设置任何适合数量的镜片，以实现所需的光学效果。在一些实施例中，第三光学元件250具有一第三壳体255，第三壳体255连接第一光学元件210的第一壳体215。如图3所示，第一光学元件210、光学调整组件220及第三光学元件250沿着光轴o排列。
55.在一些实施例中，第三光学元件250的第三壳体255可具有一第八材质。在一些实施例中，第八材质可包括塑胶材料，例如：聚碳酸酯(pc)等材料，亦即，与第一壳体215的第三材质相似或相同的材料。在一些实施例中，上述相似或相同的材料表示第八材质与第三材质具有相似或相同的热膨胀系数。也就是说，第三壳体255与第一壳体215可具有相似或相同的热膨胀系数，避免光学元件210及第三光学元件250内部的结构(例如：一或多个镜片)因为热膨胀变形而产生位移，维持良好的分辨率。
56.应注意的是，在本公开附图中所示出的光学调整组件220位置并非为限定，使用者可依据所需的光学效果，将光学调整组件220设置于光学系统中任何适合的位置。举例来说，光学调整组件220可设置于比光学系统中所有光学元件更靠近光入射侧的位置。或者，光学调整组件220可设置于比光学系统中所有光学元件更靠近光出射侧的位置。或者，光学调整组件220可设置于多个光学元件之间，亦即，光学调整组件220的前侧(较靠近光入射侧的一侧)可设置有一或多个光学元件，且光学调整组件220的后侧(较靠近光出射侧的一侧)亦可设置有一或多个光学元件。
57.此外，如前文所述，本公开实施例中的活动部200可连接至一驱动组件(图未示)，
可驱动活动部200相对于固定部100运动，而实现光学防手震(ois)的效果。此驱动组件与活动部200的连接处(例如：与第一光学元件210的连接处)亦可设置与上述第一连接部226或第二连接部246相似的连接部。换句话说，驱动组件亦可利用双料射出成形技术，在与活动部200的连接处形成与上述第二材质、第三材质、第六材质、第七材质、第八材质相似或相同的材料，而具有相似或相同的热膨胀系数。如此一来，当光学系统暴露于高温环境下时，不会受到热膨胀变形的影响，可提升成像分辨率。
58.综上所述，利用双料射出成形技术，使得与光学系统中一或多个光学元件(例如：第一光学元件210、第二光学元件230、或第三光学元件250等)组合的构件(例如：光学调整组件220、承载座240、驱动组件等)至少包括两种材质。并且，上述构件在与光学元件组合的连接处的材质，与光学元件的外部壳体材质类似(例如：具有类似的热膨胀系数)。如此一来，可在光学系统10(或光学系统10a或光学系统10b)暴露在高温环境下时，避免光学元件内部的结构(例如：包含在内部的一或多个镜片)因为热膨胀变形而产生位移，除了不影响光学系统本身的结构强度之外，还可维持良好的分辨率。
59.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的技术人员，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的技术人员可从本公开披露的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都可根据本实用新型使用。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。

技术特征：
1.一种光学系统，其特征在于，所述光学系统包括：一固定部；以及一活动部，可相对该固定部运动，包括：一光学调整组件，具有一外框且具有一光轴；以及一第一光学元件，具有一第一壳体，该第一壳体连接该光学调整组件的该外框，其中该第一光学元件与该光学调整组件沿着该光轴排列。2.如权利要求1所述的光学系统，其特征在于，该外框包括：一第一主体，具有一第一材质；以及一第一连接部，具有一第二材质，其中该第一材质与该第二材质不同。3.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该第一材质的热膨胀系数与该第二材质的热膨胀系数不同。4.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，沿着垂直该光轴的方向观察，该第一主体、该第一连接部以及该第一光学元件的该第一壳体至少部分地重叠。5.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该第一壳体具有一第三材质，该第三材质与该第二材质相似。6.如权利要求5所述的光学系统，其特征在于，该第三材质的热膨胀系数与该第二材质的热膨胀系数相似。7.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统还包括一接着元件，其中该第一壳体与该第一连接部之间具有一间隙，该接着元件设置于该间隙中，使得该第一壳体固定地连接该第一连接部。8.如权利要求7所述的光学系统，其特征在于，该接着元件具有一第四材质，该第四材质的热膨胀系数与该第二材质的热膨胀系数相似。9.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该第一材质包括塑胶材料，且该第二材质包括塑胶材料。10.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该第一材质包括塑胶材料，且该第二材质包括金属材料。11.如权利要求10所述的光学系统，其特征在于，该第二材质所包括的金属材料的热膨胀系数接近于零。12.如权利要求2所述的光学系统，其特征在于，该活动部还包括：一第二光学元件，具有一第二壳体；以及一承载座，连接该第二壳体。13.如权利要求12所述的光学系统，其特征在于，该承载座包括：一第二主体，具有一第五材质；以及一第二连接部，具有一第六材质，其中该第五材质与该第六材质不同。14.如权利要求13所述的光学系统，其特征在于，该第五材质的热膨胀系数与该第六材质的热膨胀系数不同。15.如权利要求13所述的光学系统，其特征在于，该第二壳体具有一第七材质，该第七材质与该第六材质相似。16.如权利要求15所述的光学系统，其特征在于，该第七材质的热膨胀系数与该第六材
质的热膨胀系数相似。17.如权利要求15所述的光学系统，其特征在于，该第六材质与该第二材质相似。18.如权利要求17所述的光学系统，其特征在于，该第六材质的热膨胀系数与该第二材质的热膨胀系数相似。19.如权利要求13所述的光学系统，其特征在于，该第五材质包括塑胶材料，且该第六材质包括金属材料。20.如权利要求19所述的光学系统，其特征在于，该第六材质所包括的金属材料的热膨胀系数接近于零。

技术总结
本公开提供一种光学系统，包括：一固定部以及一活动部。活动部可相对固定部运动。活动部包括：一光学调整组件以及一第一光学元件。光学调整组件具有一外框且具有一光轴。第一光学元件具有一第一壳体，第一壳体连接光学调整组件的外框。第一光学元件与光学调整组件沿着光轴排列。光轴排列。光轴排列。


技术研发人员：翁智伟 王照熙 蔡昆旺 陈姿颖
受保护的技术使用者：台湾东电化股份有限公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/3/8