CN110780415A - 光学元件驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种光学元件驱动机构,用以驱动具有一光轴的一光学元件。光学元件驱动机构包括一固定部、一活动部、一第一弹性元件以及一驱动组件。活动部承载光学元件,且经由第一弹性元件可活动地连接固定部。驱动组件可驱动活动部相对于固定部沿着光轴于一移动范围内移动。前述移动范围包括一第一极限移动范围和一第二极限移动范围,第一极限移动范围为活动部朝向光入射端移动的最大距离,且第二极限移动距离为活动部朝向光出射端移动的最大距离。当活动部相对于固定部位于一默认位置时,第一极限移动范围大于第二极限移动范围。
Description
技术领域
本公开涉及一种光学元件驱动机构。更具体地来说,本公开尤其涉及一种具有驱动组件的光学元件驱动机构。
背景技术
随着科技的发展,现今许多电子装置(例如平板计算机或智能型手机)都配有镜头模块而具有照相或录像的功能。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。
然而,电子装置中的镜头模块在对焦或调整镜头位置时往往需要一定时间,因此如何加快对焦或调整镜头位置的速度始成一重要的课题。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题点,本公开提供一种光学元件驱动机构,用以驱动具有一光轴的一光学元件。光学元件驱动机构包括一固定部、一活动部、一第一弹性元件以及一驱动组件。活动部承载光学元件,且经由第一弹性元件可活动地连接固定部。驱动组件可驱动活动部相对于固定部沿着光轴于一移动范围内移动。前述移动范围包括一第一极限移动范围和一第二极限移动范围,第一极限移动范围为活动部朝向光入射端移动的最大距离,且第二极限移动距离为活动部朝向光出射端移动的最大距离。当活动部相对于固定部位于一默认位置时,第一极限移动范围大于第二极限移动范围。
于本公开一些实施例中,第一极限移动范围和第二极限移动范围的比值大于或等于1.5,且第二极限移动范围介于10μm~50μm。
于本公开一些实施例中,光学元件驱动机构还包括一控制模块,将一驱动信号群输入至驱动组件,其中前述驱动信号群包括一主要信号和一稳定信号。主要信号用以驱动该活动部前往一目标位置,而稳定信号则是用以加速该活动部达到稳定状态。主要信号较稳定信号先输入至驱动组件。
于本公开一些实施例中,当主要信号输入至驱动组件且活动部前往目标位置时,活动部产生一自然震荡,且当稳定信号输入至驱动组件时,驱动组件提供一反向驱动力予活动部,以抵销前述自然震荡。反向驱动力的波形的频率与自然震荡的频率相同,且主要信号的持续时间大于稳定信号的持续时间,稳定信号经过一默认时间后即停止输入至驱动组件。前述预设时间根据自然震荡的衰减期决定。
于本公开一些实施例中,光学元件驱动机构还包括一惯性感测组件,用以量测光学元件驱动机构的一重力信息。控制模块可根据此重力信息和活动部的重量信息输入一补正信号至驱动组件。
于本公开一些实施例中,光学元件驱动机构还包括一吸震组件,设置于固定部和活动部之间。
附图说明
图1为一实施例的一光学元件驱动机构的立体示意图。
图2为根据本公开图1的实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图3表示沿图1中1-A-1-A’线段的立体剖视图。
图4为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的部分结构示意图。
图5为根据本公开一实施例的图4的上视图。
图6为根据本公开一实施例的图5的局部放大示意图。
图7为根据本公开一实施例的图4的一侧视图。
图8为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的上视图。
图9为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的下视图。
图10为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构安装于一外部电路板的剖面示意图。
图11表示本公开一实施例的一驱动系统与第一、第二光学元件2-L1、2-L2组合后的立体图。
图12表示图11中的第一、第二模块2-1、2-2移除外壳2-H1、2-H2以及图像感测单元2-Q1、2-Q2后的立体图。
图13表示第一、第二光学元件2-L1、2-L2与第一、第二模块2-1、2-2的外壳2-H1、2-H2及其内部的第一、第二磁性元件2-M1、2-M2组合后的相对位置关系示意图。
图14表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二光学元件2-L1、2-L2结合后的侧视图。
图15表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二光学元件2-L1、2-L2、2-L3结合后的立体图。
图16表示第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3内部的第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3于组合后的相对位置关系示意图。
图17表示本公开另一实施例的第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3内部的第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3于组装后的相对位置关系示意图。
图18表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3组合后的侧视图。
图19表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3组合后设置在一固定架2-B内部的立体图。
图20则表示图19中的固定架2-B示意图。
图21表示固定架2-B以及第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3内部的第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3和电路板2-C于组合后的相对位置关系示意图。
图22表示本公开一实施例的电子装置的示意图。
图23表示本公开一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图24表示本公开一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图25表示图23中沿3-A-3-A方向的剖视图。
图26表示本公开一实施例中,控制模块输入主要信号后光学元件承载座产生的自然震荡的示意图。
图27表示本公开一实施例中,控制模块输入稳定信号后驱动组件提供的反向驱动力的示意图。
图28表示本公开一实施例中,光学元件承载座受到反向驱动力后的震荡的示意图。
图29表示本公开另一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图30表示本公开另一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图31表示图29中沿3-B-3-B方向的剖视图。
图32显示为根据本公开一实施例的光学模块的立体图。
图33显示为根据本公开一实施例的光学模块的爆炸图。
图34显示为根据本公开一实施例的内埋于底座的电路构件的示意图。
图35显示为根据本公开一实施例的电路构件的立体图。
图36显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。
图37显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。
图38显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。
图39显示为根据本公开一实施例的电路基板的立体图。
图40显示为图32的光学模块沿着4-A-4-A’线的剖面图。
图41显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。
图42显示为沿图32中4-B-4-B’线段切开的光学模块的部分结构的立体图。
图43显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构的上视图。
图44显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。
图45显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。
图46显示为运用本公开一实施例的光学模块的双光学模块结构示意图。
图47显示为根据本公开一实施例的光学模块的示意图。
图48显示为根据本公开一实施例的光学模块的示意图。
图49是根据本公开一些实施例所绘示的光学模块的立体图。
图50是图49的光学模块的爆炸图。
图51是沿图49的线段5-A-5-A’绘示的剖面图。
图52是光学模块中一些组件的示意图。
图53是光学模块一些组件的俯视图
图54以及图55是图53中的区域5-R1于不同角度的放大图。
图56是光学模块一些组件的示意图。
图57是沿图56中的线段5-B-5-B’的剖面图。
图58是图57中区域5-R2的放大图。
图59是本公开一些实施例中的光学模块一些组件的仰视图。
图60以及图61是图59中区域5-R3的放大图。
图62是图59中区域5-R4的放大图。
图63是本公开一些实施例的光学模块一些组件的侧视图。
图64是图63的放大图。
图65是本公开一些实施例的光学模块一些组件的侧视图。
图66是图65的放大图。
图67是本公开一些实施例的光学模块一些组件的侧视图。
图68是图67的放大图。
图69是本公开一些实施例的光学模块的俯视图。
图70是根据本公开一些实施例所绘示的驱动机构的立体图。
图71是根据本公开一些实施例所绘示的驱动机构的爆炸图。
图72是沿图70的线段6-A-6-A’绘示的剖面图。
图73是本公开一些实施例的驱动机构部分组件的俯视图。
图74是沿图73的线段6-B-6-B’绘示的剖面图。
图75是沿图73的线段6-C-6-C’绘示的剖面图。
图76是沿图73的线段6-D-6-D’绘示的剖面图。
图77是本公开一些实施例的驱动机构一些组件的示意图。
图78是图77的驱动机构一些组件的局部放大图。
图79是图77的驱动机构的侧视图。
图80是根据本公开一些实施例所绘示的驱动机构的俯视图。
图81是本公开一些实施例的框架的俯视图。
图82是本公开一些实施例的驱动机构一些组件的示意图。
图83以及图84是本公开一些实施例的驱动机构一些组件的俯视图。
图85是本公开一些实施例的承载座以及第一驱动线圈的示意图。
图86是图85的局部放大图。
图87是沿图73的线段6-E-6-E’绘示的剖面图。
图88是沿图73的线段6-F-6-F’绘示的剖面图。
图89以及图90是图77中的框架从X方向以及Y方向观察时的侧视图。
图91是本公开一些实施例的驱动机构一些组件的仰视图。
图92是图91的局部放大图。
图93表示本公开一实施例的电子装置的示意图。
图94表示本公开一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图95表示本公开一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图96表示图94中沿7-A-7-A方向的剖视图。
图97表示图94中沿7-B-7-B方向的剖视图。
图98表示图94中沿7-C-7-C方向的剖视图。
图99表示本公开另一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图100表示本公开一实施例中的电路板件的示意图。
图101表示本公开另一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图102表示本公开另一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图103表示图101中沿7-A’-7-A’方向的剖视图。
图104表示本公开一实施例的光学元件8-L设置于一驱动机构8-1内部的立体图。
图105表示图104中的驱动机构8-1移除外壳8-H后的立体图。
图106表示图105中的电路板8-C与底座8-B于组装后的相对位置关系示意图。
图107表示底座8-B、磁性元件8-M以及承载件8-LH于组装后的俯视图。
图108表示沿图104中8-X1-8-X1线段的局部剖视放大图。
图109表示被感测物8-H与线圈8-W设置于承载件8-LH上的示意图。
图110表示被感测物8-HM插设于承载件8-LH的一凹孔8-Q内的局部放大示意图。
图111表示图104中的驱动机构8-1的局部剖视放大图。
图112表示本公开一实施例的光学元件9-L1、9-L2、9-L3结合于一驱动系统中的立体图。
图113表示图112中的驱动系统的立体图。
图114表示图112中的驱动系统移除外壳9-H1、9-H2、9-H3后的立体图。
图115~图117分别表示图113中的驱动系统移除外壳9-H1~9-H3、框架9-F1~9-F3以及承载件9-LH1~9-LH3后于不同视角的立体图以及上视图。
图118表示第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3的侧视图。
图119~图125分别表示第一、第二、第三连接部9-P1~9-P3和第一、第二、第三磁性元件9-M1~9-M3以及第一、第二、第三电路板9-C1~9-C3于驱动系统中的各种不同配置方式示意图。
图126、图127表示本公开另一实施例的驱动系统于不同视角的示意图。
图128表示本公开的光学元件驱动机构的立体示意图。
图129表示本公开的光学元件驱动机构的爆炸图。
图130表示本公开的光学元件驱动机构的固定部、活动部及下簧片的示意图。
图131表示省略框架及外框的本公开的光学元件驱动机构的示意图。
图132表示本公开的光学元件驱动机构的内部电性连接部及驱动组件的局部示意图。
图133表示本公开的光学元件驱动机构的沿图128的10-A-10-A线的剖视图。
图134表示本公开的光学元件驱动机构的沿图128的10-B-10-B线的剖视图。
图135表示本公开的光学元件驱动机构的活动部、立壁及位置感测组件的上视图。
图136表示本公开的光学元件驱动系统的立体图。
图137表示省略外框及光学元件的本公开的光学元件驱动系统的立体图。
图138表示本公开一实施例的携带装置的示意图。
图139表示本公开另一实施例的携带装置的示意图。
图140表示本公开另一实施例的携带装置的示意图。
附图标记说明如下:
1-100 光学元件驱动机构
1-102 外壳
1-1021 外壳开孔
1-1023 容置空间
1-104 框架
1-106 第一弹性元件
1-108 承载座
1-108P 凸柱
1-110 第二弹性元件
1-1101 外连接部
1-1102 内连接部
1-1103 弦线
1-112 底座
1-1121 底座开孔
1-1125 第一面
1-1126 第二面
1-1127 凹部
1-114 电路组件
1-1142 外部连接部
1-1144 内部连接部
1-1145 第一连接处
1-1146 转折部
1-1147 第二连接处
1-114F 自由端
1-116 感测组件
1-118 电子组件
1-120 透明板
1-130 感光元件
1-150 外部电路板
1-A1 第一方向
1-A2 第二方向
1-AD 胶水
1-C1 第一立柱
1-C2 第二立柱
1-C3 第三立柱
1-CC 容置凹部
1-CL 中线
1-D1 径向长度
1-D2 径向长度
1-DCL 驱动线圈
1-M11 第一磁铁
1-M12 第二磁铁
1-MS1 第一边
1-MS2 第二边
1-O 光轴
1-S1 第一侧边
1-S2 第二侧边
1-TA 厚度
1-TB 厚度
2-1 第一模块
2-2 第二模块
2-3 第三模块
2-A1 端面
2-A2 端面
2-A3 端面
2-B 固定架
2-B1 第一间隙
2-B2 第二间隙
2-B3 第三间隙
2-BP 凸出部
2-C 电路板
2-C1 电子组件(位置传感器)
2-C2 滤波元件
2-d1 第一距离
2-d2 第二距离
2-d3 第三距离
2-E 电子组件
2-F1 框架
2-F2 框架
2-H1 外壳
2-H2 外壳
2-H3 外壳
2-H11 顶面
2-H21 顶面
2-H31 顶面
2-L1 第一光学元件
2-L2 第二光学元件
2-L3 第三光学元件
2-LH1 承载件
2-LH2 承载件
2-LH3 承载件
2-Q1 图像感测单元
2-Q2 图像感测单元
2-Q3 图像感测单元
2-R1 簧片
2-R2 簧片
2-M1 第一磁性元件
2-M2 第二磁性元件
2-M3 第三磁性元件
2-P1 第一连接部
2-P2 第二连接部
2-P3 第三连接部
2-S1 第一侧
2-S2 第二侧
2-S3 第三侧
2-S4 第四侧
2-S5 第五侧
2-S6 第六侧
2-T1 长度
2-T2 长度
2-T3 长度
3-10 光学元件驱动机构
3-11 光入射端
3-12 光出射端
3-20 电子装置
3-30 光学元件
3-100 固定部
3-110 外框
3-111 顶壁
3-120 底座
3-130 框架
3-200 活动部
3-210 光学元件承载座
3-220 容置孔
3-300 第一弹性元件
3-310 内圈段
3-320 外圈段
3-400 第二弹性元件
3-410 内圈段
3-420 外圈段
3-500 驱动组件
3-510 第一电磁驱动组件
3-520 第二电磁驱动组件
3-600 控制模块
3-700 惯性感测组件
3-800 吸震组件
3-D1 间隙(第一极限移动距离)
3-D2 间隙(第二极限移动距离)
O 光轴
3-O1 光学孔
3-O2 光学孔
4-1 光学模块
4-100 活动部
4-110 承载座
4-111 贯穿孔
4-112 突出脚
4-120 光学元件
4-200 固定部
4-210 底座
4-211 底座开口
4-212 止动凹口
4-220 电路构件
4-221 外部电性连接部
4-222 内部电性连接部
4-223 驱动电性连接部
4-224 凹陷段部
4-230 外框
4-231 外框开孔
4-232 顶面
4-233 侧壁
4-240 框架
4-241 框架开口
4-242 凸柱
4-243 容纳凹口
4-300 驱动部
4-310 驱动磁性元件
4-320 驱动线圈
4-400 位置感测部
4-410 位置感测组件
4-420 电子组件
4-500 电路基板
4-510 凹槽
4-511 侧表面
4-520 齿状结构
4-600 第一弹性元件
4-700 第二弹性元件
4-800 焊接部
4-900 胶状接着组件
4-C 端子
4-D 距离
4-P1 第一表面
4-S1 第一侧
4-S2 第二侧
4-O 光轴
5-10 外框
5-12 外框开孔
5-20 底座
5-22 底座开孔
5-24 电路构件
5-26 散热孔
5-30 承载座
5-31 电性连接突起
5-32 立体电路
5-33 凹槽
5-40 第一驱动线圈
5-50 框架
5-51、5-52 定位部
5-53 吸震组件设置处
5-54、5-58 止动部
5-54A 表面
5-55 开口
5-55A、5-55B 部份
5-56 突起
5-57 定位柱
5-60 磁性元件
5-62 第一磁性元件
5-64 第二磁性元件
5-70 第一弹性元件
5-72 第二弹性元件
5-74 第三弹性元件
5-80 电路基板
5-82 第二驱动线圈
5-90 吸震组件
5-92 接着组件
5-94 接着材料
5-100、5-200、5-300 光学模块
5-A-5-A’、5-B-5-B’ 线段
5-C1、5-C2 中心
5-D 驱动组件
5-D1、5-D2 磁极方向
5-F 固定部
5-L1、5-L2 高度
5-M 活动部
5-O 光轴
5-P1 光入射端
5-P2 光出射端
5-R1、5-R2、5-R3、5-R4 区域
5-W 轴心
5-θ1、5-θ2 角度
6-10 外框
6-12 外框开孔
6-14 顶面
6-16 侧壁
6-18 表面
6-20 底座
6-22 底座开孔
6-30 承载座
6-31 第一承载座表面
6-32 电性连接部
6-33 电性连接面
6-34 第二承载座表面
6-35 沟槽
6-40 第一驱动线圈
6-42 第一段部
6-50 框架
6-50A 框架顶壁
6-50B 框架侧壁(第一侧壁)
6-50C 框架侧壁(第二侧壁)
6-50D 第三框架表面
6-50E 第四框架表面
6-50F 定位部
6-50G 定位表面
6-51 第一框架表面
6-52 第二框架表面
6-53 突起部
6-54 连接处
6-55 制震材设置部
6-56 制震材定位结构
6-57 开口
6-58 第一侧边
6-59 第二侧边
6-60 磁性元件(第一磁性元件)
6-62 磁性元件(第二磁性元件)
6-70 第一弹性元件
6-72 第二弹性元件
6-74 悬吊线
6-80 电路基板
6-82 第二驱动线圈
6-82A 第一线圈
6-82B 第二线圈
6-90 制震材
6-100 驱动机构
6-A-6-A’、6-B-6-B’、6-C-6-C’、6-D-6-D’、6-E-6-E’、6-F-6-F’ 线段
6-D1 第一驱动组件
6-D2 第二驱动组件
6-G 方向
6-H1、6-H2 高度
6-L1、6-L2 长度
6-O 光轴
6-R1、6-R2、6-R3、6-R4、6-R5 区域
6-S 止动部
6-S1、6-S2、6-S3 最短距离
6-T1、6-T2 厚度
6-W1、6-W2 宽度
X、Y、Z 方向
7-10 光学元件驱动机构
7-20 电子装置
7-30 光学元件
7-100 固定部
7-110 外框
7-111 侧壁
7-112 弯折部
7-113 光学孔
7-114 外框表面
7-115 凹陷
7-120 底座
7-121 底面
7-122 顶面
7-123 光学孔
7-124 支撑部
7-130 框架
7-131 框架表面
7-132 凸起
7-140 间隙
7-200 活动部
7-210 光学元件承载座
7-220 容置孔
7-221 光滑段部
7-222 螺纹段部
7-223 连接段部
7-300 第一弹性元件
7-310 内圈段
7-320 外圈段
7-400 第二弹性元件
7-470 内圈段
7-420 外圈段
7-500 驱动组件
7-510 第一电磁驱动组件
7-511 第一导线
7-512 第二导线
7-520 第二电磁驱动组件
7-600、7-600’ 电路板件
7-610、7-610’ 平板部
7-611、7-611’ 第一面
7-612、7-612’ 第二面
7-620、7-620’ 凸出部
7-621 凹槽
7-700 感测组件
7-710 电子组件
7-720 感测组件
7-730 感测物
7-O 光轴
7-R 倒角
8-1 驱动机构
8-B 底座
8-B1 第一凸柱
8-B2 第二凸柱
8-B3 第三凸柱
8-B4 第四凸柱
8-B11 第一外侧平面
8-B21 第二外侧平面
8-C 电路板
8-C1 位置感测组件
8-C2 滤波元件
8-C3 开口部
8-C4 导电部
8-C5 线路
8-d 距离
8-F 框架
8-G 黏着剂
8-H 外壳
8-HM 被感测物
8-L 光学元件
8-LH 承载件
8-M 磁性元件
8-O 光轴
8-P 连接端子
8-Q 凹孔
8-R1、8-R2 簧片
8-S1 外侧面
8-S2 内侧面
8-W 线圈
9-1 第一模块
9-2 第二模块
9-3 第三模块
9-C1 第一电路板
9-C2 第二电路板
9-C3 第三电路板
9-CF 滤波元件
9-F1、9-F2、9-F3 框架
9-H1、9-H2、9-H3 外壳
9-H11 第一顶面
9-H21 第二顶面
9-H31 第三顶面
9-HS 位置感测组件
9-L1、9-L2、9-L3 光学元件
9-LH1、9-LH2、9-LH3 承载件
9-M1 第一磁性元件
9-M2 第二磁性元件
9-M3 第一磁性元件
9-P1 第一连接部
9-P2 第二连接部
9-P3 第三连接部
9-R1、9-R2、9-R3 簧片
9-S1 第一侧边
9-S2 第二侧边
9-S3、9-S3'、9-S3” 第三侧边
9-S4 第四侧边
9-S5 第五侧边
9-S6 第六侧边
9-S7 第七侧边
9-S8 第八侧边
9-S9 第九侧边
10-10 固定部
10-11 底座
10-12 框架
10-13 外框
10-20 活动部
10-21 贯穿孔
10-22 螺牙结构
10-30 金属构件
10-31 内部电性连接部
10-32 外部电性连接部
10-40 驱动组件
10-41 驱动磁性元件
10-42 线圈
10-50 弹性元件
10-51 上簧片
10-52 下簧片
10-60 位置感测组件
10-61 感测磁铁
10-70 连接件
10-100 光学元件驱动机构
10-110 光学元件
10-111 第一侧边
10-112 第二侧边
10-113 立壁
10-114 底座开孔
10-121 框架开口
10-122 框边
10-131 外框开孔
10-200 光学元件驱动系统
10-210 侧边
10-1131 内侧壁
10-1132 突出部
10-O 光轴
11-100 光学元件驱动机构
11-110 感光元件
11-111 感光元件长边
11-112 感光元件短边
11-200 携带装置
11-210 携带装置长边
11-220 携带装置短边
11-300 光学元件
11-310 光轴
具体实施方式
以下说明本公开实施例的光学元件驱动机构。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。所揭示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。
请参考图1至图3,图1为一实施例的一光学元件驱动机构1-100的立体示意图,图2为根据本公开图1的实施例的光学元件驱动机构1-100的爆炸图,且图3表示沿图1中1-A-1-A’线段的立体剖视图。光学元件驱动机构1-100可为一光学摄像机构,配置以承载并驱动一光学元件(图中未表示),且光学元件驱动机构1-100是可安装于各种电子装置或可携式电子装置,例如设置于智能型手机或平板计算机,以供用户执行图像提取的功能。于此实施例中,光学元件驱动机构1-100可为具有具备自动对焦(AF)功能的音圈马达(VCM),但本公开不以此为限。在其他实施例中,光学元件驱动机构1-100也可具备自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)功能。
如图1至图3所示,在本实施例中,光学元件驱动机构1-100主要包括有一固定组件(可包含一外壳1-102、一框架1-104、以及一底座1-112)、一第一弹性元件1-106、一活动组件(包含一承载座1-108)、一驱动组件(可包含一第一磁铁1-M11、一第二磁铁1-M12以及一驱动线圈1-DCL)、一第二弹性元件1-110、一电路组件1-114以及一感测组件1-116。
承载座1-108是可相对于固定组件运动,承载座1-108是用以承载一光学元件(图中未表示),例如一镜头,并且所述光学元件定义有一光轴1-O。要注意的是,在其他实施例中,固定组件中的组件也可根据实际需求调整为可活动的(意即包含于活动组件)。
如图2所示,前述外壳1-102具有一中空结构,并且其上形成有一外壳开孔1-1021,底座1-112上形成有一底座开孔1-1121,外壳开孔1-1021的中心是对应于所述光学元件的光轴1-O,并且底座开孔1-1121是对应于设置在底座1-112下方的图像感测组件(图中未表示)。外部光线可由外壳开孔1-1021进入外壳1-102且经过所述光学元件与底座开孔1-1121后由前述图像感测组件(图未示)所接收,以产生一数字图像信号。
再者,外壳1-102可具有一容置空间1-1023,用以容置前述框架1-104、承载座1-108、第一弹性元件1-106、第一磁铁1-M11、第二磁铁1-M12、驱动线圈1-DCL以及电路组件1-114等组件。于此实施例中,电路组件1-114可为一电路板,而驱动组件是电性连接于电路组件1-114并可驱动承载座1-108相对于固定组件移动,例如相对于底座1-112移动。
于此实施例中,光学元件驱动机构1-100包含两个驱动磁性元件(第一磁铁1-M11与第二磁铁1-M12),并且每一驱动磁性元件的形状可为长条形,但其数量与形状不限于此,例如在其他实施例中可具有不同的形状。此外,第一磁铁1-M11或第二磁铁1-M12可为一多极磁铁。于一实施例中,第一磁铁1-M11具有一第一边1-MS1及一第二边1-MS2,第一边1-MS1不平行于第二边1-MS2,并且第一边1-MS1与第二边1-MS2均垂直于光轴1-O。于一实施例中,第一边1-MS1与第二边1-MS2的长度比例的比值大于或等于8。由于驱动磁性元件具有大体积,因此可以增幅磁力并降低热减磁的问题。
如图2与图3所示,框架1-104是固定地设置于外壳1-102的内壁面上,并且所述第一磁铁1-M11与第二磁铁1-M12也可固定地设置于框架1-104上以及外壳1-102的内壁面上。如图2与图3所示,于此实施例中,驱动线圈1-DCL可为绕线线圈,环绕设置于承载座1-108上,并且驱动线圈1-DCL是对应于第一磁铁1-M11以及第二磁铁1-M12。当驱动线圈1-DCL通电时,可与第一磁铁1-M11以及第二磁铁1-M12产生电磁驱动力(electromagnetic force),以驱动承载座1-108以及所述光学元件相对于底座1-112沿着光轴1-O的方向(Z轴方向)移动。
再者,如图2与图3所示,于此实施例中,第一弹性元件1-106的外侧部分是固定于框架1-104上。相似地,第二弹性元件1-110的外侧部分是固定于底座1-112的四个角落。此外,第一弹性元件1-106以及第二弹性元件1-110的内侧部分是分别连接于承载座1-108的上下两侧,以使承载座1-108借由第一弹性元件1-106以及第二弹性元件1-110活动地连接于框架1-104,从而承载座1-108能以悬吊的方式设置于框架1-104内(如图3所示)。因此,驱动组件可驱动承载座1-108相对于框架1-104移动。
请参考图4以及图5,图4为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构1-100的部分结构示意图,而图5为根据本公开一实施例的图4的上视图。如图4与图5所示,光学元件驱动机构1-100定义有一第一侧边1-S1以及一第二侧边1-S2,电路组件1-114是沿光轴1-O的方向延伸,并且电路组件1-114是以可挠曲的方式设置于第一侧边1-S1以及第二侧边1-S2。其中,第一侧边1-S1与第二侧边1-S2不平行,例如第一侧边1-S1垂直于第二侧边1-S2。
具体而言,电路组件1-114可包含有一外部连接部1-1142及一内部连接部1-1144,外部连接部1-1142与内部连接部1-1144分别位于第一侧边1-S1与第二侧边1-S2。基于这样的结构配置,可以提升光学元件驱动机构1-100与其他外部组件配合的灵活性,并且也可以方便进行组装。
驱动磁性元件可以设置于第一侧边1-S1或第二侧边1-S2,于此实施例中,如图5所示,第一磁铁1-M11是设置于第一侧边1-S1,并且当沿着光轴1-O的方向观察时,第一磁铁1-M11与电路组件1-114部分重叠,以达到小型化的目的。
再者,如图5所示,当沿光轴1-O的方向观察时,电路组件1-114与承载座1-108不重叠,而电路组件1-114与底座1-112部分重叠,也可进一步达到小型化的目的。
值得注意的是,于一实施例中,如图5所示,电路组件1-114的长度大于光学元件驱动机构1-100的一外周长度的40%以上。基于此长度设计,可以提升设置电路组件1-114的稳固性。
另外,如图5所示,光学元件驱动机构1-100还包含一感测组件,感测组件可包含感测组件1-116及一电子组件1-118,并且感测组件设置于电路组件1-114上并位于电路组件1-114以及活动组件(承载座1-108)之间。感测组件1-116是配置以感测设置在承载座1-108上的一磁性元件(图中未表示)的磁场,借以获得承载座1-108相对于底座1-112的位置。电子组件1-118可为一信号过滤器,并且感测组件1-116经由电子组件1-118电性连接于外部连接部1-1142。由于电路组件1-114是以L形设置于底座1-112上,并且驱动磁性元件以及感测组件是分别设置于第一侧边1-S1与第二侧边1-S2,因此可以避免感测组件受到磁干扰。
接着请参考图6,图6为根据本公开一实施例的图5的局部放大示意图。于此实施例中,外部连接部1-1142或内部连接部1-1144可为电路组件1-114的一直线部,电路组件1-114可还包含一转折部1-1146,并且转折部1-1146的一厚度1-TB小于外部连接部1-1142或内部连接部1-1144的一厚度1-TA。因此,电路组件1-114可以较容易弯折,并且也可以达到小型化的目的。
接着请参考图7,图7为根据本公开一实施例的图4的一侧视图。于此实施例中,内部连接部1-1144配置以与第二弹性元件1-110电性连接。具体而言,内部连接部1-1144具有一第一连接处1-1145及一第二连接处1-1147,第二弹性元件1-110具有板状结构,并且第一连接处1-1145以及第二连接处1-1147的表面均不平行于第二弹性元件1-110的延伸方向(例如X方向或Y方向),以缩减第一连接处1-1145以及第二连接处1-1147的面积,以达到小型化的目的
再者,如图7所示,当沿着垂直光轴1-O的方向观察时,第一连接处1-1145以及第二连接处1-1147具有不同结构。举例来说,第一连接处1-1145为U形结构,而第二连接处1-1147大致上为L形结构,因此可进一步缩小内部连接部1-1144的长度,以达到小型化的目的。
值得注意的是,第二弹性元件1-110是利用焊锡(图中未表示)连接于第一连接处1-1145以及第二连接处1-1147,并且在焊接后,可进一步利用胶水1-AD将外壳1-102与底座1-112固定(如图1所示),并且胶水1-AD可以覆盖第一连接处1-1145以及第二连接处1-1147上的焊锡,以避免短路,并且也可以避免灰尘进入光学元件驱动机构1-100中。
请参考图8,图8为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构1-100的部分结构的上视图。于此实施例中,底座1-112具有一第一立柱1-C1及一第二立柱1-C2,第一立柱1-C1设置于第一侧边1-S1与第二侧边1-S2的交接处,并且第一立柱1-C1与电路组件1-114相接触。当沿着光轴1-O的方向观察时,第一立柱1-C1与第二立柱1-C2的尺寸不同。具体而言,如图8所示,第一立柱1-C1具有一径向长度1-D1,第二立柱1-C2具有一径向长度1-D2,为了放置电路组件1-114,径向长度1-D1是设计为小于径向长度1-D2,以缩减第一立柱1-C1的体积,并可同时达成小型化的目的。
再者,底座1-112可更具有一第三立柱1-C3,第一立柱1-C1与电路组件1-114的转折部1-1146接触,并且第三立柱1-C3与电路组件1-114的外部连接部1-1142(直线部)接触。其中,第三立柱1-C3具有一容置凹部1-CC,并且电路组件1-114的一自由端1-114F容置于容置凹部1-CC中,以协助电路组件1-114定位,并增进电路组件1-114的稳固性以及达到小型化的目的。
于此实施例中,光学元件驱动机构1-100可定义有一第一方向1-A1及一第二方向1-A2,第一方向1-A1与第二方向1-A2是相互垂直,并且第一方向1-A1以及第二方向1-A2均垂直于光轴1-O。当沿着第一方向1-A1或第二方向1-A2观察时,电路组件1-114与第一立柱1-C1、第二立柱1-C2以及第三立柱1-C3部分重叠,以达到小型化的目的。
另外,如图7与图8所示,当沿着第二方向1-A2(Y轴方向)观察时,电路组件1-114的外部连接部1-1142(沿着1-A2方向延伸)与驱动磁性元件(第一磁铁1-M11)部分重叠。
此外,如图8所示,光学元件驱动机构1-100可定义有一中线1-CL,中线1-CL垂直于光轴1-O并通过承载座1-108的中心。承载座1-108可具有一或二个凸柱1-108P,凸柱1-108P沿中线1-CL的方向(Y轴方向)延伸,中线1-CL与第一侧边1-S1平行,凸柱1-108P是设置于中线1-CL以及第一侧边1-S1之间并且较靠近中线1-CL。
请参考图9,图9为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构1-100的部分结构的下视图。如图9所示,第二弹性元件1-110包括至少一外连接部1-1101、至少一内连接部1-1102以及至少一弦线1-1103。外连接部1-1101是固定地连接固定组件(例如框架1-104),内连接部1-1102是固定地连接承载座1-108,并且外连接部1-1101是经由弦线1-1103活动地连接内连接部1-1102。当沿着光轴1-O的方向观察时,弦线1-1103未与第一磁铁1-M11或第二磁铁1-M12重叠,以避免光学元件驱动机构1-100运作时,弦线1-1063与驱动磁性元件相接触而造成短路的问题。
请参考图10,图10为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构1-100安装于一外部电路板1-150的剖面示意图。如图10所示,底座1-112具有一第一面1-1125及一第二面1-1126,第一面1-1125及第二面1-1126位于底座1-112的相反侧。第一面1-1125面朝承载座1-108,第二面1-1126形成有一凹部1-1127,并且当沿着光轴1-O的方向观察时,承载座1-108于第二面1-1126的投影是位于凹部1-1127的范围内。
另外,如图10所示,光学元件驱动机构1-100可还包含一透明板1-120,设置于凹部1-1127内,透明板1-120可为一滤光板。当沿着垂直光轴1-O的方向(X轴方向)观察时,透明板1-120完全重叠于凹部1-1127。此外,外部电路板1-150上设置有一感光元件1-130,并且感光元件1-130也是容置于凹部1-1127内。
基于上述的结构设计,感光元件1-130以及透明板1-120是可容置于凹部1-1127内,而不需要设置额外的保护盖,因此可进一步使光学元件驱动机构1-100达成小型化的目的。
本公开提供一种光学元件驱动机构,具有一可挠曲的电路组件1-114,配置以安装于底座1-112上。其中,电路组件1-114是弯折成L形状,并且电路组件1-114的外部连接部1-1142以及内部连接部1-1144是分别设置在底座1-112的第一侧边1-S1以及第二侧边1-S2。基于此结构配置,使得光学元件驱动机构1-100可借由外部连接部1-1142方便地组装于外部电路板1-150。
再者,由于驱动磁性元件是设置于第一侧边1-S1,而电路组件1-114上的感测组件1-116是设置于第二侧边1-S2,因此可降低磁干扰的问题。
请一并参阅图11、图12,其中图11表示本公开一实施例的一驱动系统与第一、第二光学元件2-L1、2-L2组合后的立体图,图12表示图11中的第一、第二模块2-1、2-2移除外壳2-H1、2-H2以及图像感测单元2-Q1、2-Q2后的立体图。
如图11、图12所示,本实施例的驱动系统主要包含有沿X轴方向(第一轴向)相邻设置的第一、第二模块2-1、2-2,其中第一模块2-1底侧设有一图像感测单元2-Q1、第二模块2-2底侧则设有一图像感测单元2-Q2。举例而言,前述第一、第二模块2-1、2-2在Z轴方向上可具有不同的厚度,并可用以分别承载第一、第二光学元件2-L1、2-L2,其中前述第一、第二光学元件2-L1、2-L2例如为具有不同光学有效直径(optical effective diameter)或质量的光学镜头(optical lens)。
本实施例的驱动系统可与前述第一、第二光学元件2-L1、2-L2组成一双镜头的摄像单元,其中前述摄像单元可设置于一携带式电子装置内部(例如移动电话或平板计算机),用以执行照相或摄影等功能。
举例而言,前述第一、第二模块2-1、2-2可包含一音圈马达(VCM,Voice CoilMotor),用以驱使第一、第二光学元件2-L1、2-L2分别相对于外壳2-H1、2-H2移动,从而达成自动对焦(auto-focusing,AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的功能。
由图12可以看出,在第一、第二模块2-1、2-2中分别设有固定于外壳2-H1、2-H2内侧的框架2-F1、2-F2,其中前述框架2-F1、2-F2可分别通过簧片2-R1、2-R2而与承载件2-LH1、2-LH2连接。组装时,可将第一、第二光学元件2-L1、2-L2设置于承载件2-LH1、2-LH2(第一、第二活动部)内,组装后的第一、第二光学元件2-L1、2-L2和承载件2-LH1、2-LH2可相对于框架2-F1、2-F2以及外壳2-H1、2-H2(第一、第二固定部)移动。
另一方面,在第一、第二模块2-1、2-2内部更分别设有与框架2-F1、2-F2相互固定的至少一第一磁性元件2-M1以及一第二磁性元件2-M2。于本实施例中,前述第一、第二磁性元件2-M1、2-M2例如为磁铁,当一外部电路通入电流到设置在承载件2-LH1、2-LH2上的线圈(未图示)时,承载件2-LH1上的线圈可和第一磁性元件2-M1产生电磁驱动力以驱使承载件2-LH1相对于外壳2-H1及框架2-F1运动;同理,且承载件2-LH2上的线圈可和第二磁性元件2-M2产生电磁驱动力以驱使承载件2-LH2相对于外壳2-H2及框架2-F2运动,借此能使第一、第二模块2-1、2-2均具有自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)等功能。
另外,在本实施例中的第一、第二模块2-1、2-2底侧分别设有一第一连接部2-P1以及一第二连接部2-P2,其中前述第一连接部2-P1位于第一模块2-1的第一侧2-S1,用以将承载件2-LH1上的线圈电性连接至一外部电路,前述第二连接部2-P2则位于第二模块2-2的第二侧2-S2,用以将承载件2-LH2上的线圈电性连接至该外部电路。
需特别说明的是,本实施例借由使前述第一、第二侧2-S1、2-S2彼此相邻且位在驱动系统的相同侧,第一、第二连接部2-P1、2-P2便可于同一电性连接程序(例如通过焊接、焊接或导电胶等)中和外部电路进行电性接合,而不需要将驱动系统转向,从而能大幅提升驱动系统的组装效率。
接着请参阅图13,其中图13表示第一、第二光学元件2-L1、2-L2与第一、第二模块2-1、2-2的外壳2-H1、2-H2及其内部的第一、第二磁性元件2-M1、2-M2组合后的相对位置关系示意图。
如图13所示,前述第一、第二模块2-1、2-2内部分别设有一对第一磁性元件2-M1以及一对第二磁性元件2-M2,其中第一磁性元件2-M1可和设置于承载件2-LH1上的线圈构成一第一驱动组件,第二磁性元件2-M2则可和设置于承载件2-LH2上的线圈构成一第二驱动组件,用以分别通过磁力驱使承载件2-LH1、2-LH2以及设置于其内的第一、第二光学元件2-L1、2-L2移动。
从图13中可以看出,第一模块2-1内部另设有一L形的电路板2-C,且在电路板2-C上设有一电子组件2-C1以及一滤波元件2-C2,其中前述电子组件2-C1以及滤波元件2-C2位于第一模块2-1的一第三侧2-S3。
举例而言,前述电子组件2-C1可为一位置传感器、一惯性传感器、一集成电路组件或一被动组件;在本实施例中,前述电子组件2-C1为一霍尔效应传感器(Hall effectsensor),用以感测承载件2-LH1(第一活动部)相对于外壳2-H1(第一固定部)的运动,由于第二光学元件2-L2的质量小于第一光学元件2-L1的质量,因此通过在第一模块2-1内部设置霍尔效应传感器可有助于对质量较大的第一光学元件2-L1进行准确的闭回路控制(closed-loop control)。
于实际应用中,亦可使电子组件2-C1电性连接到一控制电路(未图标),其中控制电路可输出不同的驱动信号到承载件2-LH1、2-LH2上的线圈(第一、第二驱动组件),借以控制承载件2-LH1、2-LH2相对于外壳2-H1、2-H2的运动。
需特别说明的是,前述第一模块2-1的第三侧2-S3面朝第二模块2-2的一第四侧2-S4,其中第一磁性元件2-M1设置在第一模块2-1中不同于第三侧2-S3的另一侧,第二磁性元件2-M2则是设置在第二模块2-2中不同于第四侧2-S4的另一侧。如此一来,可使电子组件2-C1位于第一、第二光学元件2-L1、2-L2之间以有效利用空间,同时也能防止其受到第一、第二磁性元件2-M1、2-M2或驱动系统外部的电子组件所产生的电磁干扰。
接着请参阅图14,其中图14表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二光学元件2-L1、2-L2结合后的侧视图。如图14所示,本实施例主要在第一模块2-1底侧的图像感测单元2-Q1上设置一电子组件2-C3,其中该电子组件2-C3电性连接图像感测单元2-Q1,且沿一水平方向(Y轴方向)观察时,前述电子组件2-C3与第一、第二模块2-1、2-2互不重叠。
此外,当沿一垂直方向(Z轴方向)观察时,前述电子组件2-C3则会与第一模块2-1或第二模块2-2部分重叠,借此能充分利用第一模块2-1或第二模块2-2下方的空间,从而能达成驱动系统的微型化,其中该垂直方向平行于第一、第二光学元件2-L1、2-L2的光轴。举例而言,前述电子组件2-C3可为位置传感器(例如霍尔效应传感器)、惯性传感器、集成电路组件或被动组件。
再请参阅图15,其中图15表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二光学元件2-L1、2-L2、2-L3结合后的立体图。图15的实施例与图11的实施例的主要不同之处在于:图15中更额外设有一第三模块2-3以及一第三光学元件2-L3,其中第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3沿X轴方向(第一轴向)排列,且第二光学元件2-L2的光学有效直径大于第三光学元件2-L3的光学有效直径。
如图15所示,前述第三模块2-3具有一外壳2-H3以及用以承载第三光学元件2-L3的一承载件2-LH3,此外在外壳2-H3下方更设有一图像感测单元2-Q3;其中,承载件2-LH3可通过簧片与外壳2-H3连接,此外在外壳2-H3内部设有至少一第三磁性元件2-M3(如图16所示),前述第三磁性元件2-M3可和设置在承载件2-LH3上的线圈(未图示)构成一第三驱动组件。
应了解的是,当一外部电路通入电流至承载件2-LH3上的线圈时,承载件2-LH3上的线圈和第三磁性元件2-M3可产生一电磁驱动力,以驱使承载件2-LH3(第三活动部)相对于外壳2-H3(第三固定部)运动,从而使得第三模块2-3可具有自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的功能。
在本实施例中,于第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3的侧边分别设有用以电性连接外部电路的一第一连接部2-P1、一第二连接部2-P2以及一第三连接部2-P3,其中前述第一、第二、第三连接部2-P1、2-P2、2-P3位在驱动系统的相同侧;如此一来,第一、第二、第三连接部2-P1、2-P2、2-P3便可于同一电性连接程序(例如通过钎接、焊接或导电胶等)中和外部电路进行电性接合,而不必再将驱动系统转向,从而能大幅提升驱动系统的组装效率。
接着请参阅图16,其中图16表示第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3内部的第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3于组合后的相对位置关系示意图。如图16所示,第一模块2-1的第三侧2-S3面朝第二模块2-2的第四侧2-S4,第三模块2-3的第五侧2-S5则面朝第二模块2-2的第六侧2-S6,其中第三模块2-3的第五侧2-S5与第一模块2-1的第三侧2-S3相互平行。
需特别说明的是,设有电子组件2-C1及滤波元件2-C2的电路板2-C设置在第一模块2-1的第三侧2-S3,两个第一磁性元件2-M1则是设置在第一模块2-1中不同于第三侧2-S3的另外两个侧边,借此能有效防止电路板2-C受到第一磁性元件2-M1的磁干扰。
同理,从图16也可以看出,两个第二磁性元件2-M2设置在第二模块2-2中不同于第四侧2-S4的另外两个侧边,借以防止电路板2-C受到第二磁性元件2-M2的磁干扰。
应了解的是,由于在第二模块2-2的第六侧2-S6并未设有磁性元件,因此第三磁性元件2-M3可设置在第三模块2-3的任何一侧。于本实施例中,四个第三磁性元件2-M3分别设置于第三模块2-3的四个侧边,借此可提升其对承载件2-LH3以及第三光学元件2-L3的电磁驱动力。
再请参阅图17,其中图17表示本公开另一实施例的第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3内部的第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3于组装后的相对位置关系示意图。图17的实施例与图16的实施例的主要差异在于:第一模块2-1的位置介于第二、第三模块2-2、2-3之间,且设有电子组件2-C1及滤波元件2-C2的电路板2-C位在第一模块2-1的第三侧2-S3(面朝第二模块2-2的第四侧)。
如图17所示,由于第一磁性元件2-M1并未设置在第一模块2-1的第三侧2-S3,且第二磁性元件2-M2并未设置在第二模块2-2的第四侧2-S4,如此同样可有效防止电路板2-C受到第一、第二磁性元件2-M1、2-M2的磁干扰。另一方面,第三磁性元件2-M3则可设置于第三模块2-3的第五侧2-S5而不会受到第一磁性元件2-M1的磁干扰,其中第三模块的第五侧2-S5面朝第一模块2-1。
接着请参阅图18,其中图18表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3组合后的侧视图。如图18所示,电子组件2-E可设置于第一、第二光学元件2-L1、2-L2之间,或者亦可设置于第二、第三光学元件2-L2、2-L3之间,以充分利用空间。
于本实施例中,当沿着X轴方向(第一轴向)观察时,电子组件2-E会与第一光学元件2-L1、第二光学元件2-L2或第三光学元件2-L3至少部分重叠。举例而言,前述电子组件2-E可包括一霍尔效应传感器、一惯性传感器、一集成电路组件、一发光组件(例如闪光灯)或一被动组件。
应了解的是,本实施例的图像感测单元2-Q1、2-Q2、2-Q3分别固定于外壳2-H1、2-H2、2-H3的底侧,且对应于第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3,其中第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3的端面2-A1、2-A2、2-A3分别凸出于外壳2-H1、2-H2、2-H3的顶面2-H11、2-H21、2-H31,且大致位在Z轴方向(垂直方向)上的相同高度(高度差小于0.5mm);然而,图像感测单元2-Q1、2-Q2、2-Q3在Z轴方向上的高度位置则并不相同,其中借由使具有不同长度2-T1、2-T2、2-T3的第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3的端面2-A1、2-A2、2-A3齐平,能大幅降低拍摄图像时所产生的像差。
此外,从图18中可以看出外壳2-H1、2-H2、2-H3的顶面2-H11、2-H21、2-H31的高度位置亦不相同,其中第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3的端面2-A1、2-A2、2-A3到外壳2-H1、2-H2、2-H3的顶面2-H11、2-H21、2-H31之间分别具有一第一距离2-d1、一第二距离2-d2以及一第三距离2-d3,其中2-d2<2-d1<2-d3。
接着请参阅图19、图20,其中图19表示本公开另一实施例的驱动系统与第一、第二、第三光学元件2-L1、2-L2、2-L3组合后设置在一固定架2-B内部的立体图,图20则表示图19中的固定架2-B示意图。
如图19所示,本实施例的第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3采取L形的排列方式,其中驱动系统还包括一固定架2-B,前述固定架2-B形成有围绕第一模块2-1的一第一框体、围绕第二模块2-2的一第二框体以及围绕第三模块2-3的一第三框体,其中该第一框体与第一模块2-1之间形成有一第一间隙2-B1,该第二框体与第二模块2-2之间形成有一第二间隙2-B2,该第三框体与第三模块2-3之间则形成有一第三间隙2-B3。
组装时,可先将第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3分别放置在固定架2-B的第一、第二、第三框体内部,接着可对图像感测单元2-Q1、2-Q2、2-Q3的感光面进行角度校准并使其相互平行,然后再于第一、第二、第三间隙2-B1、2-B2、2-B3内填入接着剂,以使第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3能够稳固地定位在固定架2-B内,从而能确保图像感测单元2-Q1、2-Q2、2-Q3提供良好的成像质量。
再请一并参阅图20、图21,其中图21表示固定架2-B以及第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3内部的第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3和电路板2-C于组合后的相对位置关系示意图。
如图20、图21所示,在本实施例的固定架2-B内侧形成有多个凸出部2-BP,这些凸出部2-BP分别朝第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3方向凸出,组装时可通过这些凸出部2-BP分别抵接第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3,以利于彼此之间的定位。
此外,在本实施例的第一模块2-1内部设有一电路板2-C,且在电路板2-C上设有一电子组件2-C1以及一滤波元件2-C2,其中该电子组件2-C1例如为一位置传感器,可用以感测第一模块2-1内部的承载件2-LH1(第一活动部)相对于外壳2-H1(第一固定部)的运动。
需特别说明的是,当沿凸出部2-BP的凸出方向观察时可以看出,凸出部2-BP的边缘与位置传感器2-C1以及滤波元件2-C2均不重叠,如此一来可防止位置传感器2-C1或滤波元件2-C2受到凸出部2-BP的尖锐边缘挤压而损坏。
另一方面,从图21中也可以看出,第一模块2-1的第三侧2-S3面朝第二模块2-2的第四侧2-S4,第三模块2-3的第五侧2-S5则面朝第二模块2-2的第六侧2-S6,其中设有电子组件2-C1及滤波元件2-C2的电路板2-C设置在第一模块2-1中远离第二模块2-2的一侧,第三模块2-3的第五侧2-S5则是平行于第一模块2-1的第一侧2-S1,其中第一模块2-1的第一侧2-S1以及第二模块2-2的第二侧2-S2分别设有如图11中所示的第一、第二连接部2-P1、2-P2。
应了解的是,因为在第三模块2-3的第五侧2-S5上设有第三磁性元件2-M3,所以第二磁性元件2-M2设置于第二模块2-2中不同于第六侧2-S6的另一侧(例如第四侧2-S4),以避免第二、第三磁性元件2-M2、2-M3因距离过近而导致彼此间的磁干扰。
于一实施例中,亦可仅设置第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3中的其中两个模块而省略另一个,或使第一、第二、第三模块2-1、2-2、2-3以直线排列于固定架2-B的内部。
请参阅图22,本公开一实施例的光学元件驱动机构3-10可装设于一电子装置3-20内,以承载并驱动一光学元件3-30。光学元件3-30可因此相对于电子装置3-20中的感光元件(未图标)移动,进而达到调整焦距的目的。前述电子装置3-20例如可为具有照相或摄影功能的智能型手机或是数字相机,而光学元件3-30则例如可为一镜头。光学元件3-30的光轴3-O的方向大致平行于图式中的Z轴方向,且垂直于电子装置3-20中的感光元件。
图23和图24分别表示前述光学元件驱动机构3-10的示意图和爆炸图,图25则表示图23中沿3-A-3-A方向的剖视图。如图23~图25所示,光学元件驱动机构3-10主要包括一固定部3-100、一活动部3-200、一第一弹性元件3-300、一第二弹性元件3-400、一驱动组件3-500、一控制模块3-600以及一惯性感测组件3-700。
固定部3-100包括一外框3-110、一底座3-120、以及一框架3-130,其中框架3-130固定于底座3-120上,且外框3-110和底座3-120可组合为一中空盒体。前述框架3-130、活动部3-200、第一弹性元件3-300、第二弹性元件3-400、驱动组件3-500、控制模块3-600以及惯性感测组件3-700可容置于此中空盒体中。
活动部3-200包括一光学元件承载座3-210,其中央形成有一容置孔3-220。前述光学元件3-30可被固定地设置于此容置孔3-220中,且固定部3-100的外框3-110和底座3-120分别具有对应容置孔3-220的光学孔3-O1、3-O2。因此,外部光线可依序通过光学孔3-O1、光学元件3-30、以及光学孔3-O2,从光学元件驱动机构3-10的光入射端3-11抵达其光出射端3-12,最后在电子装置3-20中的感光元件上成像。
第一弹性元件3-300和第二弹性元件3-400分别设置于光学元件承载座3-210的相反侧,且第一弹性元件3-300的内圈段3-310和外圈段3-320分别连接光学元件承载座3-210的上表面和框架3-130,第二弹性元件3-400的内圈段3-410和外圈段3-420分别连接光学元件承载座3-210的下表面和底座3-120。借此,光学元件承载座3-210可通过第一弹性元件3-300和第二弹性元件3-400被悬挂于前述中空盒体中。
驱动组件3-500包括至少一第一电磁驱动组件3-510和至少一第二电磁驱动组件3-520,其中第一电磁驱动组件3-510设置于光学元件承载座3-210上,而第二电磁驱动组件3-520则设置于固定部3-100的底座3-120或框架3-130上。通过第一电磁驱动组件3-510和第二电磁驱动组件3-520之间的电磁作用,光学元件承载座3-210以及设置于其上的光学元件3-30可被驱动而相对于固定部3-100在一移动范围内沿Z轴方向移动(即光学元件3-30的光轴3-O方向)。
举例而言,第一电磁驱动组件3-510可为线圈模块,而第二电磁驱动组件3-520则可包括磁性元件(例如磁铁)。当电流通入线圈模块(第一电磁驱动组件3-510)时,线圈模块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3-210,使光学元件承载座3-210及设置于其上的光学元件3-30相对于固定部3-100沿Z轴方向移动,进而相对于电子装置3-20中的感光元件沿Z轴方向移动,以达成调整焦距的目的。
于一些实施例中,第一电磁驱动组件3-510可为磁性元件,而第二电磁驱动组件3-520则可为线圈模块。
需特别说明的是,在驱动组件3-500尚未提供驱动力时,光学元件承载座3-210将通过前述第一弹性元件3-300和第二弹性元件3-400悬挂于一默认位置,光学元件承载座3-210与外框3-110的顶壁3-111之间将形成间隙3-D1,且光学元件承载座3-210与底座3-120之间将形成间隙3-D2。又,在间隙3-D1、3-D2中未设有其他组件,因此间隙3-D1即为光学元件承载座3-210可朝向光入射端3-11移动的最大距离(以下称第一极限移动范围),而间隙3-D2则为光学元件承载座3-210可朝向光出射端3-12移动的最大距离(以下称第二极限移动范围)。光学元件承载座3-210的移动范围为第一极限移动范围和第二极限移动范围的总和。
于本实施例中,第一极限移动范围大于第二极限移动范围,且第一极限移动范围和第二极限移动范围的比值大于或等于1.5,第二极限移动范围介于10μm~100μm之间(例如10μm~50μm)。由于光学元件承载座3-210是悬挂在常用的对焦位置上(例如拍摄人像的对焦位置),因此在大多数情况下,驱动组件3-500仅需小幅驱动光学元件承载座3-210移动,进而有效地达到省电的目的。
请回到图24,控制模块3-600与驱动组件3-500电性连接,以传送驱动信号群至前述驱动组件3-500,进而控制驱动组件3-500提供至活动部3-200的驱动力大小。其具体的控制方式将于以下说明。
当用户欲使光学元件承载座3-210从默认位置移动至一目标位置时,控制模块3-600可首先传送驱动信号群中的主要信号至驱动组件3-500。驱动组件3-500接收到前述主要信号时,会提供驱动力使光学元件承载座3-210前往目标位置。
如图26所示,光学元件承载座3-210被驱动抵达目标位置后,可能会因为惯性等因素无法马上停止,而会移动至超过目标位置处(0表示目标位置),光学元件承载座3-210会产生自然震荡,需通过目标位置数次后方能达到稳定状态。
因此,如图27所示,控制模块3-600在传送前述主要信号之后,会再提供一稳定信号至驱动组件3-500,使驱动组件3-500提供一反向驱动力来抵销前述自然震荡。为了使光学元件承载座3-210能快速地进入稳定状态且避免产生反向震荡,反向驱动力的波形的频率基本上会与自然震荡的频率相同,且反向驱动力亦会随时间衰减。
反向驱动力的大小和持续时间可根据活动部3-200的重量、第一弹性元件3-300和第二弹性元件3-400的弹性系数、光学元件驱动机构3-10的重力状态等条件来决定。具体而言,前述自然震荡的振幅和时间可利用外部设备量测,驱动组件3-500再根据量测结果提供适当的反向驱动力。
如图28所示,通过前述反向驱动力的输入,光学元件承载座3-210可快速地在一预设时间内达到稳定状态、停止于目标位置。前述预设时间根据自然震荡的衰减期决定。
光学元件承载座3-210达到稳定状态之后,将不需要再提供反向驱动力,因此,控制模块3-600在经过前述预设时间后将停止输入前述稳定信号至驱动组件3-500。相对于此,为了使光学元件承载座3-210保持于目标位置,主要信号则是会持续地输入至驱动组件3-500。换言之,输入主要信号的持续时间将会大于输入稳定信号的持续时间。
请回到图24,于本实施例中,惯性感测组件3-700可与控制模块3-600电性连接,并用以量测光学元件驱动机构3-10的重力信息。具体而言,当电子装置3-20摆放方位不同(例如光入射端3-11朝向地面或光出射端3-12朝向地面)、或是电子装置3-20受到外力撞击时,光学元件驱动机构3-10的重力均会受到影响。控制模块3-600可根据惯性感测组件3-700量测到的重力信息以及活动部3-200的重量信息输入一补正信号,以调整不同重力状态下所需的反向驱动力。
请参阅图29~图31,与本公开另一实施例中,光学元件驱动机构3-10可还包括至少一吸震组件3-800,设置于光学元件承载座3-210和外框3-110之间、或是光学元件承载座3-210和框架3-130之间并接触两者。吸震组件3-800可为阻尼组件,用以减缓活动部3-200的自然震荡,使活动部3-200的移动更为平顺。
加入吸震组件3-800后,活动部3-200产生的自然震荡可能为次阻尼型态、过阻尼型态、或是临界阻尼型态,惟无论是哪一种型态,控制模块3-600均可输入主要信号和稳定信号至驱动组件3-500,加速活动部3-200达到稳定状态。
于一些实施例中,吸震组件3-800亦可设置于光学元件承载座3-210和第一弹性元件3-300之间、光学元件承载座3-210和第二弹性元件3-400之间、固定部3-100和第一弹性元件3-300之间、或固定部3-100和第二弹性元件3-400之间且接触两者。
综上所述,本公开提供一种光学元件驱动机构,用以驱动具有一光轴的一光学元件。光学元件驱动机构包括一固定部、一活动部、一第一弹性元件、以及一驱动组件。活动部承载光学元件,且经由第一弹性元件可活动地连接固定部。驱动组件可驱动活动部相对于固定部沿着光轴于一移动范围内移动。前述移动范围包括一第一极限移动范围和一第二极限移动范围,第一极限移动范围为活动部朝向光入射端移动的最大距离,且第二极限移动距离为活动部朝向光出射端移动的最大距离。当活动部相对于固定部位于一默认位置时,第一极限移动范围大于第二极限移动范围。
请参考图32至图33,图32显示为根据本公开一实施例的光学模块的立体图,图33显示为根据本公开图32的实施例的光学模块的爆炸图。如图32、图33所示,在本实施例中,光学模块4-1具有一第一侧4-S1,朝X方向延伸,以及与第一侧4-S1朝不同方向延伸(Y方向)的一第二侧4-S2。光学模块4-1主要包括有一活动部4-100、一固定部4-200、一驱动部4-300、一位置感测部4-400、一电路基板4-500、一第一弹性元件4-600以及一第二弹性元件4-700。
活动部4-100包括一承载座4-110,承载座4-110具有一贯穿孔4-111以及多个突出脚4-112。承载座4-110可相对于固定部4-200运动,且用以承载一光学元件4-120,例如在本实施例中为一镜头,并且光学元件4-120具有一光轴4-O。要注意的是,在其他实施例中,固定部中的组件也可根据实际需求调整为活动部。
接着请参考图33、图34以及图35,图34显示为根据本公开一实施例的内埋于底座的电路构件的示意图,图35显示为根据本公开一实施例的电路构件的立体图。如图33所示,固定部4-200包括底座4-210、电路构件4-220、外框4-230以及框架4-240。底座4-210具有一底座开孔4-211、以及多个止动凹口4-212。如图34所示,在本实施例中,电路构件4-220内埋于底座4-210中,并且如图35所示,电路构件4-220具有一外部电性连接部4-221、一内部电性连接部4-222、一驱动电性连接部4-223、以及配合止动凹口4-212凹陷的一凹陷段部4-224。外部电性连接部4-221以及内部电性连接部4-222各具有多个端子4-C。
接着请参考图36、图37,图36、图37显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。承载座4-110在靠近底座4-210那一面具有四个突出脚4-112,而四个止动凹口4-212以对应前述的突出脚4-112的方式配置于底座4-210上。止动凹口4-212用以当承载座4-110活动时,若突出脚4-112碰触到止动凹口4-212,承载座4-110即停止活动,避免活动部4-100超过可活动的范围。相较于现有技术在底座上配置突出结构以止动的方式,在本实施例中,在底座4-210上配置凹陷结构的止动凹口4-212以止动的方式,可以使得活动部4-100在平行光轴4-O的方向上,活动的范围更大,或也可达到光学模块的小型化。
接着请参考图38,图38显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。由于底座4-210上具有止动凹口4-212,在光轴4-O方向上,若内埋于底座4-210中的电路构件4-220与止动凹口4-212重叠的部分,与其他未重叠的部分于底座4-210内埋的高度相同的话,因重叠的部分的电路构件4-220至止动凹口4-212的距离4-D太小,在一般塑料成型的底座4-210中,会因为厚度(距离4-D)太薄而难以制成,因此在本实施例中,在光轴4-O方向上电路构件4-220与止动凹口4-212重叠的部分,将电路构件4-220的此部分也对应凹陷,即前述凹陷段部4-224,以克服底座4-210工艺上的限制。
接着回到图33。外框4-230具有一外框开孔4-231、一顶面4-232以及由顶面4-232的边缘沿着光轴4-O延伸的四个侧壁4-233。外框4-230与底座4-210可相互结合而构成光学模块4-1的外壳。应了解的是,外框开孔4-231中心对应于光学元件4-120的光轴4-O,而底座开孔4-211则对应于设置在光学模块4-1之外的图像感测组件(未图标),外部光线可由外框开孔4-231进入外框4-230,接着经过光学元件4-120与底座开孔4-211后由前述图像感测组件(未图标)所接收,以产生一数字图像信号。
框架4-240具有一框架开口4-241、以及沿着光轴4-O延伸的多个凸柱4-242以及多个容纳凹口4-243。在本实施例中,承载座4-110及其内的光学元件4-120活动地(movably)设置于框架4-240内。更具体而言,承载座4-110可借由金属材质的第一弹性元件4-600及第二弹性元件4-700悬吊于框架4-240的中心。
驱动部4-300包括驱动磁性元件4-310以及驱动线圈4-320,其中驱动部4-300可固定于框架4-240上或可相对于框架4-240移动。应了解的是,借由驱动磁性元件4-310与驱动线圈4-320之间的作用,可产生磁力迫使承载座4-110相对于框架4-240沿光轴4-O方向移动,进而达到快速对焦的效果。
位置感测部4-400包括位置感测组件4-410以及电子组件4-420,并且位置感测部4-400设置于电路基板4-500上,并位于电路基板4-500以及活动部4-100(承载座4-110)之间。位置感测组件4-410是用以感测活动部4-100相对于固定部4-200的位置,具体而言,位置感测组件4-410例如可为霍尔传感器(Hall effect sensor)、磁敏电阻传感器(MRsensor)、或磁通量传感器(Fluxgate)等,设置以感测在承载座4-110上的一磁性元件(未图标)的磁场,借以获得承载座4-110相对于底座4-210的位置。电子组件4-420可为信号过滤器或驱动IC等。
接着请参考图39至图41,图39显示为根据本公开一实施例的电路基板的立体图,图40显示为图32的光学模块沿着4-A-4-A’线的剖面图,图41显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图。如图39所示,电路基板4-500具有一第一表面4-P1,而第一表面4-P1上具有两个凹槽4-510,凹槽4-510可用以设置位置感测组件4-410或电子组件4-420,凹槽4-510具有四个侧表面4-511,与第一表面4-P1不平行且面朝设置于凹槽4-510内的位置感测组件4-410或电子组件4-420,部分位于凹槽4-510内的位置感测组件4-410或电子组件4-420被前述四个侧表面4-511围绕,故如图40所示,沿着垂直光轴4-O方向观察时,电路基板4-500与位置感测组件4-410部分重叠。
如图40所示,电路基板4-500设置于外框4-230的侧壁4-233与框架4-240的凸柱4-242之间,沿着垂直光轴4-O方向观察时,凸柱4-242、侧壁4-233以及电路基板4-500部分重叠。又如图41所示,位置感测组件4-410部分设置于电路基板4-500的凹槽4-510中,并容纳于框架4-240的容纳凹口4-243中,且框架4-240的凸柱4-242较位置感测部4-400更靠近活动部4-100(如图40所示),借由这样的设置,光学模块4-1在受到外力的冲击下,设置于凹槽4-510中的位置感测组件4-410以及电子组件4-420相对较安定,且框架4-240的凸柱4-242可限制活动部4-100晃动,避免位置感测组件4-410或电子组件4-420直接受到活动部4-100的撞击而损坏。
接着请参考图42至图44,图42显示为沿图32中4-B-4-B’线段切开的光学模块的部分结构的立体图,图43显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构的上视图,图44显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构的示意图。如图42所示,电路构件4-220的驱动电性连接部4-223位于光学模块4-1的第一侧4-S1,且由光轴4-O方向看,较内部电性连接部4-222更靠近承载座4-110。驱动电性连接部4-223与第二弹性元件4-700连接,并沿着内埋于底座4-210的电路构件4-220,延伸连接至内部电性连接部4-222的其中一端子4-C(如图34所示)。借由电性连接,电路基板4-500上的位置感测部4-400若感测到活动部4-100相对于固定部4-200的偏移,电路基板4-500可产生并提供电信号经由电路构件4-220传至第二弹性元件4-700,再由第二弹性元件4-700传送至驱动线圈4-320,并借由驱动线圈4-320与驱动磁性元件4-310之间所产生的电磁驱动力,以驱使框架4-240沿着垂直于光轴4-O方向(平行于XY平面)移动来补偿位置偏移,进而实现光学防手震(OIS)的功能。
如前所述,驱动电性连接部4-223与电路基板4-500均设置于光学模块4-1的第一侧4-S1,除了使电路较简化之外,如图43所示,设置于不同侧的驱动线圈4-320更可以因此设计成较长的尺寸,增强驱动能力。此外,沿着垂直光轴4-O方向观察时,如图44所示,位置感测组件4-410与驱动电性连接部4-223不重叠,驱动电性连接部4-233配置于位置感测组件4-410下方的空间,提高光学模块4-1内部的使用效率,进而达成模块小型化。
接着请参考图45至图46,图45显示为根据本公开一实施例的光学模块的部分结构示意图,图46显示为运用本公开一实施例的光学模块的双光学模块结构示意图。如图45所示,电路基板4-500具有一齿状结构4-520,设置于光学模块4-1的第一侧4-S1。齿状结构4-520用以容纳电路构件4-220的内部电性连接部4-222,使得电路基板4-500与内部电性连接部4-222在后续连接固定时可较稳定。
位于光学模块4-1的第一侧4-S1的内部电性连接部4-222具有六个端子4-C,其中四个端子4-C配合底座4-210的形状而延伸至位于模块第二侧4-S2的外部电性连接部4-221(如图3所示),应理解的是,端子数目仅为示例而非限定,可应需求增加或减少。相较于现有技术的电路基板与外部电性连接时,通常是借由电路基板延伸穿过底座,以同时作为外部电性连接部的方式,在本实施例中,位于模块第一侧4-S1的电路基板4-500连接至同一侧的内部电性连接部4-222,再经由内埋于底座4-210的电路构件4-220,连接至位于模块第二侧4-S2的外部电性连接部4-221,借由上述这样的配置,配合底座4-210的形状延伸的电路构件4-220不但可以强化底座4-210的结构,此外,由于电路基板4-500与外部电性连接时不需穿过底座4-210,换句话说,底座4-210不需设置一个容纳电路基板4-500延伸插入的空间,因此在配置电路基板4-500的第一侧4-S1,底座4-210的宽度可较现有技术来得小,加上位于第二侧4-S2的外部电性连接部4-221,因配置于驱动磁性元件4-310下方的空间,不会使得位于第二侧4-S2的底座4-210的宽度增加,如图45所示,沿着光轴4-O方向观察时,外部电性连接部4-221与驱动磁性元件4-310部分重叠,进而达到模块小型化的目的。
此外,电路基板4-500与外部电性连接部4-221位于不同侧,还可提升后续组装生产效率。举例来说,现有技术的光学模块若要搭配成双光学模块时,因为要避免两个光学模块内的磁性元件太接近,彼此产生磁干扰而导致镜头的对焦速度及准确度受到影响,两个光学模块必须以相反方向排列的方式组装,但由于两个光学模块的外部电性连接部位于不同方向,后续的组装焊接需要分次进行。而如图46所示,本实施例中的光学模块4-1搭配成双光学模块时,两个光学模块4-1可以相同方向排列的方式组装,不会有两个光学模块4-1内的磁性元件太接近而产生的磁干扰的问题,且因为两个光学模块4-1的外部电性连接部4-221位于同一方向,后续的组装焊接只需一次。
接着请参考图47至图48,图47、图48显示为根据本公开一实施例的光学模块的示意图。如图47所示,本实施例的光学模块还包括一焊接部4-800,固定电路基板4-500与内部电性连接部4-222,并且如图48所示,在焊接部4-800固定之后,将一胶状接着组件4-900覆盖于焊接部4-800之上,可防止焊接部4-800短路并且阻挡外部灰尘进入模块内部,保持内部清洁。
请参考图49至图51,其中图49是根据本公开一些实施例所绘示的光学模块5-100的立体图,图50是光学模块5-100的爆炸图,图51是沿图49的线段5-A-5-A’绘示的剖面图。如图49至图51所示,在本实施例中,上述光学模块5-100主要包括有一外框5-10、一底座5-20、一承载座5-30、一第一驱动线圈5-40、一框架5-50、多个磁性元件5-60(包括第一磁性元件5-62以及第二磁性元件5-64)、一第一弹性元件5-70、一第二弹性元件5-72、一组第三弹性元件5-74以及一电路基板5-80(其中埋设数个第二驱动线圈5-82)。光学模块5-100可用以驱动光学元件(未绘示)进行运动,以达成自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。其中外框5-10、底座5-20、以及电路基板5-80可合称为固定部5-F,而承载座5-30以及框架5-50可合称为活动部5-M,其中活动部5-M活动地连接固定部5-F,且可相对于固定部5-F进行移动。再者,第一驱动线圈5-40、磁性元件5-60、第二驱动线圈5-82可合称为驱动组件5-D,用以驱动活动部5-M相对于固定部5-F进行移动。
前述外框5-10与底座5-20可相互结合而构成光学模块5-100的外壳。应了解的是,外框5-10及底座5-20上分别形成有外框开孔5-12及底座开孔5-22,外框开孔5-12的中心对应于光学元件(未绘示)的光轴5-O,底座开孔5-22则对应于设置在光学模块5-100之外的图像感测组件(图未示);据此,设置于光学模块5-100中的光学元件(未绘示)可在光轴5-O方向与图像感测组件进行对焦。
前述承载座5-30具有一贯穿孔,其中光学元件可固定于贯穿孔内,前述第一驱动线圈5-40则环绕设置于承载座5-30的外侧表面。第一磁性元件5-60可固定于框架5-50上或可相对于框架5-50移动。应了解的是,借由第一磁性元件5-60与第一驱动线圈5-40之间的作用,可产生磁力迫使承载座5-30相对于框架5-50沿光轴5-O方向移动,进而达到快速对焦的效果。
在本实施例中,承载座5-30及其内的光学元件活动地(movably)设置于框架5-50内。更具体而言,承载座5-30可借由金属材质的第一弹性元件5-70及第二弹性元件5-72连接框架5-50并悬吊于框架5-50内(图51)。当前述第一驱动线圈5-40通电时,第一驱动线圈5-40会和第一磁性元件5-60的磁场产生作用,并产生一电磁驱动力(electromagneticforce)以驱使承载座5-30和前述光学元件相对于框架5-50沿光轴5-O方向移动,以达到自动对焦的效果。
前述电路基板5-80例如为可挠性印刷电路板(FPC),其可通过黏着方式固定于底座5-20上。于本实施例中,电路基板5-80电性连接设置于光学模块5-100内部或外部的其他电子组件,用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。电路基板5-80亦可通过第三弹性元件5-74及第一弹性元件5-70而传送电信号至第一驱动线圈5-40,借此可控制承载座5-30在X、Y或Z轴方向上的移动。此外,如图50所示,电路基板5-80中可埋设数个第二驱动线圈5-82,用以与第一磁性元件5-62或第二磁性元件5-64产生作用,以驱使承载座5-30移动。第一驱动线圈5-40以及第二驱动线圈5-82与磁性元件5-60作用时,可分别产生不同方向的驱动力,以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。
前述四个第三弹性元件5-74的一端固定于电路基板5-80,另一端则连接第一弹性元件5-70,借以将框架5-50连同设置于其内的承载座5-30和镜头悬吊于外框5-10内,其中前述第三弹性元件5-74例如可为悬吊线,且其材质例如可包括金属。
图52是光学模块5-100中一些组件的示意图。为了固定磁性元件5-60,会需要在光学模块5-100中设置对应的框架5-50,因此会使用一定的空间,且还可能导致活动部5-M在移动一定距离之后无法在正确的位置对应磁性元件5-60。此外,于光学模块5-100的下半部(靠近光出射端5-P2的一侧,-Z方向)还可能会产生磁极反向的问题,造成无法驱动活动部5-M,从而会限制活动部5-M的移动距离。因此,在一些实施例中,如图51所示,可将承载座5-30在Z方向的中心5-C1设计为比第一驱动线圈5-40在Z方向的中心5-C2靠近光入射端5-P1(远离光出射端5-P2),以确保承载座5-30具有更多的空间与光学元件(未绘示)进行结合,并且还可提高光学模块5-100的机械强度。
应注意的是,如图52所示,在这种实施例中,第一驱动线圈5-40的轴心5-W与光轴5-O的延伸方向不同,且第一驱动线圈5-40可为胶囊形的线圈,以允许将承载座5-30的中心5-C1设置为比第一驱动线圈5-40的中心5-C2靠近光入射端5-P1(远离光出射端5-P2)。因此,活动部5-M能够往更靠近光入射端5-P1的一侧移动。再者,还可借此增加第一磁性元件5-62或第二磁性元件5-64的尺寸,以增加驱动组件5-D的驱动力。
在一些实施例中,可将第一磁性元件5-62的磁极方向与第二磁性元件5-64的磁极方向设计为与光轴5-O的方向垂直。举例来说,如图51所示,第一磁性元件5-62的磁极方向5-D1朝向-X方向,第二磁性元件5-64的磁极方向5-D2朝向X方向,且均与光轴5-O的方向(Z方向)垂直。此外,在一些实施例中,亦可将第一磁性元件5-62的位置设计为较第二磁性元件5-64靠近光入射侧5-P1,以达到小型化的功效,如图51所示。
此外,在一些实施例中,可将磁性元件5-60设计为不对称,因此可使光学模块5-100的设计更有弹性。举例来说,如图51所示,磁性元件5-60包括第一磁性元件5-62以及第二磁性元件5-64,其中第二磁性元件5-64可对应第二驱动线圈5-82。在光轴5-O的方向上(Z方向),第一磁性元件5-62的高度5-L1与第二磁性元件5-64的高度5-L2不同。在一些实施例中,可将高度5-L1设计为小于高度5-L2,以进一步提升光学模块5-100的性能。再者,在一些实施例中,如图52所示,可将第一磁性元件5-62以及第二磁性元件5-64朝与光轴5-O相同的方向排列,亦可将第一磁性元件5-62以及第二磁性元件5-64朝与光轴5-O不同的方向排列,以满足各种不同方向上的驱动力需求。
图53是光学模块5-100一些组件的俯视图,而图54以及图55是图53中的区域5-R1于不同角度的放大图。如图53至图55所示,在一些实施例中,可在承载座5-30上设计电性连接突起5-31以及设置立体电路5-32,以利于驱动组件5-D(例如包括第一驱动线圈5-40、磁性元件5-60、第二驱动线圈5-82等)的电性连接。举例来说,一部份的第一驱动线圈5-40缠绕在电性连接突起5-31上,通过立体电路5-32以与光学模块5-100的其他组件进行电性连接。电性连接突起5-31可位于光学模块5-100的角落处,并且朝向与光轴5-O不同的方向延伸(例如朝向光学模块5-100的角落方向延伸),以利用光学模块5-100角落的空间,从而可进一步使光学模块5-100小型化。此外,还可在框架5-50上对应电性连接突起5-31周围之处设计止动部5-54,止动部5-54具有面朝承载座5-30的表面5-54A,以限制承载座5-30的活动范围,避免电性连接突起与框架5-50的其他部分接触而造成损坏。
一般来说,若要在光学模块中设置一组以上的驱动组件(例如磁性元件与驱动线圈的组合),则需要使用连接引线来连接不同的驱动组件。但连接引线有脆弱、需要使用较大的空间等问题。在本实施例中,若欲在光学模块5-100中使用一组以上的驱动组件5-D,可利用承载座5-30上的电性连接突起5-31以及立体电路5-32进行连接,以避免使用额外的连接引线所造成的问题。在一些实施例中,光学模块5-100中的电性连接突起5-31的数量为至少两个,驱动线圈5-40的数量亦为至少两个,各个驱动线圈5-40的一部分分别缠绕在电性连接突起5-31上,且驱动线圈5-40与固定部5-F(例如为底座5-20或电路基板5-80)电性连接,以进一步增加驱动力。在这种状况下,可以在底座5-20中设置额外的电路构件5-24(例如可内埋在底座5-20内),以允许驱动线圈5-40通过电路构件5-24与外界的其他组件电性连接。此外,还可在底座5-20上形成散热孔5-26,以将电路构件5-24运作时的热量排出。
此外,还可在承载座5-30以及框架5-50之间的吸震组件设置处5-53设置吸震组件5-90,以稳定承载座5-30的活动,并避免承载座5-30活动时所发生的不必要的震动。此外,吸震组件5-90此时亦设置在电性连接突起5-31上,以达到小型化的功效。吸震组件5-90例如可为凝胶等可吸收震动的组件。
在一些实施例中,如图53所示可在框架5-50上提供定位部5-51以及定位部5-52,以允许在将框架5-50与其他组件组装时进行定位。举例来说,可将定位部5-51与定位部5-52设计为具有不同的形状,以防止组装时发生错误。在一些实施例中,如图53所示,沿光轴5-O的方向观察时,定位部5-51可具有圆形的形状,而定位部5-52可具有长条形的形状,以避免各个组件的制造公差造成组装上的问题。
图56是光学模块5-100一些组件的示意图,图57是沿图56中的线段5-B-5-B’的剖面图,而图58是图57中区域5-R2的放大图。在一些实施例中,如图56至图58所示,可在框架5-50上提供开口5-55,并且还可在开口5-55中设置接着组件5-92(图58),以利于固定框架5-50与一部分驱动组件5-D(例如为第一磁性元件5-62及/或第二磁性元件5-64)的相对位置。光轴5-O并未通过开口5-55,而开口5-55可增加接着组件5-92与框架5-50的接触面积,并且还可允许从框架5-50的外侧(远离光轴5-O的一侧)提供接着组件5-92,以简化组合光学模块5-100时的步骤。由于驱动组件5-D设置在框架5-50朝向光轴5-O的一侧(内侧),因此和驱动组件5-D(例如第一磁性元件5-62、第二磁性元件5-64等)相比,开口5-55会离光轴较远,亦即开口5-55与光轴5-O间的距离会大于驱动组件5-D与光轴5-O间的距离。
此外,可在框架5-50的侧壁上提供多个朝向外框5-10(固定部5-F的一部份)的突起5-56,以作为框架5-50与外框5-10的接触部分,进而限制框架5-50的移动范围,避免框架5-50过度移动而造成光学模块5-100损坏。因此,突起5-56与外框5-10的最短距离会小于开口5-55与外框5-10的最短距离,以确保若框架5-50与外框5-10发生碰撞时是以突起5-56发生碰撞,而非以其他部份发生碰撞。此外,突起5-56还可避免设置在开口5-55中的接着组件5-92与外框5-10直接接触。在一些实施例中,突起5-56的数量为至少两个,且开口5-55可设置在上述突起5-56之间,以进一步利用框架5-50的空间。
如图58所示,开口5-55在剖面图中可具有外宽内窄的形状(例如为阶梯状),其中远离光轴5-O的一侧宽度(例如为Z方向上的尺寸)较大,接着组件5-92可设置在开口中宽度较小的部分5-55B,而开口中宽度较大的部份5-55A可用以防止接着组件5-92溢流到开口5-55之外,进而可控制接着组件5-92的位置。此外,将开口5-55设计成具有外宽内窄的形状还可进一步强化框架5-50与磁性元件5-60的固定强度(例如可借由卡勾的方式来固定)。再者,在垂直光轴5-O的方向(X方向)上,开口5-55与第一磁性元件5-62以及第二磁性元件5-64部分重叠,以允许设置在开口5-55中的接着组件5-92可同时接触第一磁性元件5-62以及第二磁性元件5-64。
图59是本公开一些实施例中的光学模块5-100一些组件的仰视图,而图60以及图61是图59中区域5-R3的放大图。与图60相比,图61还增加了接着材料5-94。可在承载座5-30上设计凹槽5-33,朝向光轴5-O的方向凹陷,以同时对应驱动组件5-D与具有板状形状的第二弹性元件5-72(或第一弹性元件5-70)。因此,如图61所示,接着材料5-94可同时接触三个零件(承载座5-30、第一驱动线圈5-40、第二弹性元件5-72)并固定其相对位置。应注意的是,此时第一驱动线圈5-40的轴心5-W(图52)的方向(X方向)与第二弹性元件5-72的厚度方向(Z方向)不同。因此,可具有小型化的功效,并且还可简化组装时的工艺。
图62是图59中区域5-R4的放大图。如图62所示,可使第二弹性元件5-72的弦线部5-72A与电性连接突起5-31在光轴5-O的方向上部分重叠,以降低进行电性连接所需要的距离,进而达到小型化的目的。
在一些实施例中,框架5-50上可具有定位柱5-57,且第一弹性元件5-70或第二弹性元件5-72可具有对应于定位柱5-57的孔洞,以在组装光学模块5-100时定位框架5-50以及第一弹性元件5-70或第二弹性元件5-72的相对位置(如图59所示)。此外,在框架5-50的角落还可具有止动部5-58,从框架5-50上朝向Z方向延伸。借由在框架5-50的角落形成止动部5-58,可限制承载座5-30以及框架5-50进行移动的位置,进而可防止承载座5-30以及框架5-50其他部分与其他组件发生碰撞。
接着,请参考图63至图68,其中图63、图65、图67是本公开一些实施例的光学模块5-100、5-200、5-300一些组件的侧视图,而图64、图66、图68分别是图63、图65、图67的放大图。在图63以及图64中,光学模块5-100的第三弹性元件5-74大致上沿与光轴5-O平行的方向延伸,并且连接第一弹性元件5-70以及第二弹性元件5-72。然而,本公开并不以此为限。在图65至图68中,光学模块5-200或光学模块5-300的第三弹性元件5-74与第一弹性元件5-70的两个连接处的距离与第三弹性元件5-74与第二弹性元件5-72的两个连接处的距离不同。举例来说,在图65中,光学模块5-200的第三弹性元件5-74与第一弹性元件5-70的两个连接处的距离小于第三弹性元件5-74与第二弹性元件5-72的两个连接处的距离。而在图67中,光学模块5-300的第三弹性元件5-74与第一弹性元件5-70的两个连接处的距离大于第三弹性元件5-74与第二弹性元件5-72的两个连接处的距离。亦即,第三弹性元件5-74可朝接近光轴5-O或远离光轴5-O的方向倾斜。在一些实施例中,第三弹性元件5-74的可倾斜角度(如图66的角度5-θ1或者图68的角度5-θ2)可介于正负10度之间。因此,可增加设计时的弹性。
图69是本公开一些实施例的光学模块(例如为前述光学模块5-100、光学模块5-200、或光学模块5-300)的俯视图。为了允许第三弹性元件5-74进行倾斜,第一弹性元件5-70在角落处的弦线部5-70A可具有向外(远离光轴5-O)的凹口,以允许第三弹性元件5-74在弦线部5-70A的凹口处进行移动。此外,如图69所示,弦线部5-70A在四个角落的凹口处可朝向不同的方向,以平衡第一弹性元件5-70所受的应力。
综上所述,本公开提供了一种光学模块,具有在光轴方向上尺寸不同的第一磁性元件以及第二磁性元件。借此,可增加光学模块的设计弹性,并且还可达成小型化以及增加光学模块驱动力的功效。
请参考图70至图72,其中图70是根据本公开一些实施例所绘示的驱动机构6-100的立体图,图71是驱动机构6-100的爆炸图,图72是沿图70的线段6-A-6-A’绘示的剖面图。如图70至图72所示,在本实施例中,上述驱动机构6-100主要包括有一外框6-10、一底座6-20、一承载座6-30、第一驱动组件6-D1(包括第一驱动线圈6-40、多个第一磁性元件6-60、多个第二磁性元件6-62)、一框架6-50、一第一弹性元件6-70、一第二弹性元件6-72、一组悬吊线6-74、以及一电路基板6-80。驱动机构6-100可用以驱动光学元件(未绘示)进行运动,以达成自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。
前述外框6-10与底座6-20可相互结合而构成驱动机构6-100的外壳。应了解的是,外框6-10及底座6-20上分别形成有外框开孔6-12及底座开孔6-22,外框开孔6-12的中心对应于光学元件(未绘示)的光轴6-O,底座开孔6-22则对应于设置在驱动机构6-100之外的图像感测组件(图未示);据此,设置于驱动机构6-100中的光学元件(未绘示)可在光轴6-O方向与图像感测组件进行对焦。
前述承载座6-30具有一贯穿孔,其中光学元件可固定于贯穿孔内,前述第一驱动线圈6-40则环绕设置于承载座6-30的外侧表面。前述框架6-50具有一开口6-52,其中第一磁性元件6-60可固定于框架6-50上或可相对于框架6-50移动。应了解的是,借由第一磁性元件6-60与第一驱动线圈6-40之间的作用,可产生磁力迫使承载座6-30相对于框架6-50沿光轴6-O方向移动,进而达到快速对焦的效果。
在本实施例中,承载座6-30及其内的光学元件活动地(movably)设置于框架6-50内。更具体而言,承载座6-30可借由金属材质的第一弹性元件6-70及第二弹性元件6-72连接框架6-50并悬吊于框架6-50内(图72)。当前述第一驱动线圈6-40通电时,第一驱动线圈6-40会和第一磁性元件6-60的磁场产生作用,并产生一电磁驱动力(electromagneticforce)以驱使承载座6-30和前述光学元件相对于框架6-50沿光轴6-O方向移动,以达到自动对焦的效果。
前述电路基板6-80例如为可挠性印刷电路板(FPC),其可通过黏着方式固定于底座6-20上。于本实施例中,电路基板6-80电性连接设置于驱动机构6-100内部或外部的其他电子组件,用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。电路基板6-80亦可通过悬吊线6-74及第一弹性元件6-70而传送电信号至第一驱动线圈6-40,借此可控制承载座6-30在X、Y或Z轴方向上的移动。此外,如图71所示,电路基板6-80中可埋设数个第二驱动线圈6-82,用以与第一磁性元件6-60或第二磁性元件6-62产生作用,以驱使承载座6-30移动。
前述四个悬吊线6-74的一端固定于电路基板6-80,另一端则连接第一弹性元件6-70,借以将框架6-50连同设置于其内的承载座6-30和镜头悬吊于外框6-10内,其中前述悬吊线6-74的材质例如可包括金属。
接着,请参考图73以及图74,其分别为本公开一些实施例的驱动机构6-100部分组件的俯视图以及沿图73的线段6-B-6-B’绘示的剖面图。承载座6-30具有面朝Z方向的第一承载座表面6-31,且框架6-50具有面朝Z方向的第一框架表面6-51。在图74中,第一承载座表面6-31与第一弹性元件6-70的最短距离6-S1与第一框架表面6-51与第一弹性元件6-70的最短距离6-S2不同。在一些实施例中,最短距离6-S1大于最短距离6-S2。且如图73所示,沿着光轴6-O方向观察时,第一弹性元件6-70分别与第一承载座表面6-31以及第一框架表面6-51部分重叠。换句话说,第一承载座表面6-31以及第一框架表面6-51均面朝第一弹性元件6-70,而未接触第一弹性元件6-70。
由于承载座6-30属于驱动机构6-100的活动部(会相对外框6-10以及底座6-20活动的部分),所以会造成第一承载座表面6-31与第一弹性元件6-70的距离变化较大。有鉴于此,本公开的第一承载座表面6-31与第一框架表面6-51均与第一弹性元件6-70间存在一间隙,因此可避免承载座6-30以及框架6-50在第一承载座表面6-31以及第一框架表面6-51处与第一弹性元件6-70发生碰撞,并且还可达成小型化的功效。在承载座6-30活动时,第一承载座表面6-31以及第一框架表面6-51与第一弹性元件6-70间的间距改变量不同,因此为了降低零件之间碰撞造成损坏,还可视设计需求而个别调整第一承载座表面6-31以及第一框架表面6-51与第一弹性元件6-70间的间距。
在一些实施例中,当承载座6-30相对框架6-50沿着光轴6-O进行运动时,承载座6-30于朝向第一弹性元件6-70的方向(+Z方向)的可动距离与远离第一弹性元件6-70的方向(-Z方向)的可动距离不同。举例来说,在一些实施例中,承载座6-30在+Z方向的可动距离可大于在-Z方向的可动距离。借此,可进一步增强驱动机构6-100的效能。
接着,请参考图73、图75、以及图76,其中图75以及图76分别是沿图73的线段6-C-6-C’以及线段6-D-6-D’绘示的驱动机构6-100的剖面图。框架6-50还具有第二框架表面6-52以及突起部6-53,第二框架表面6-52与第一框架表面6-51面朝相同的方向,而突起部6-53沿着光轴6-O的方向(Z方向)延伸,设置于第一框架表面6-51以及第二框架表面6-52上,并横跨第一框架表面6-51以及第二框架表面6-52。
此外,在图76中,第一框架表面6-51比第二框架表面6-52更靠近框架6-50与第一弹性元件6-70的连接处6-54。也就是说,第一框架表面6-51与连接处6-54间的距离小于第二框架表面6-52与连接处6-54间的距离。
在图75中,第一承载座表面6-31与第一弹性元件6-70的最短距离6-S1大于第二框架表面6-52与第一弹性元件6-70的最短距离6-S3(即6-S1>6-S3)。而且在图76中,第二框架表面6-52与第一弹性元件6-70的最短距离6-S3大于第一框架表面6-51与第一弹性元件6-70的最短距离6-S2(即6-S3>6-S2)。换句话说,6-S1>6-S3>6-S2。由于第一弹性元件6-70在对应第一框架表面6-51以及对应第二框架表面6-52处于承载座6-30进行活动时的变形量不同(例如第一弹性元件6-70在对应第一框架表面6-51处的变形量小于对应第二框架表面6-52处的变形量),将最短距离6-S3设计为大于最短距离6-S2可进一步增加第二框架表面6-52与第一弹性元件6-70间的间距。因此,可进一步避免在驱动机构6-100运作时,第一弹性元件6-70在变形量较大之处(对应第二框架表面6-52处)与框架6-50发生碰撞,并且还可达成使驱动机构6-100小型化的功效。再者,在框架6-50上提供突起部6-53还可增加框架6-50整体的机械强度,以提升框架6-50的耐用性。
接着,请参考图77至图79,其中图77是本公开一些实施例的驱动机构6-100一些组件的示意图(省略了外框6-10),图78是驱动机构6-100一些组件的局部放大图(如区域6-R1所示),而图79是图74中的驱动机构6-100的侧视图。在图77中,框架6-50还包含制震材设置部6-55,朝向底座6-20延伸,且制震材设置部6-55上具有制震材定位结构6-56,制震材定位结构6-56位于制震材设置部6-55靠近底座6-20的一侧。此外,制震材定位结构6-56上还具有开口6-57,朝向远离光轴6-O的方向凹陷。
在图77以及图79中,在框架6-50与底座6-20之间可设置制震材6-90(于图78中省略了悬吊线6-74以及制震材6-90),并且一部分的制震材6-90可设置于制震材定位结构6-56上,并固定于开口6-57中。制震材6-90例如可为凝胶等阻尼材料。制震材定位结构6-56具有凹陷的结构,以允许例如借由点胶的方式来设置制震材6-90。
在图79中,沿着垂直光轴6-O的方向观察,制震材6-90与埋设在电路基板6-80中的第二驱动线圈6-82部分重叠(请一并参考图71)。借由在驱动机构6-100上设置制震材6-90,可抑制驱动机构6-100的震动或晃动(例如可防止共振)。此外,借由在制震材定位结构6-56上形成开口6-57,可进一步增加制震材6-90与框架6-50的接触面积,使得制震材6-90可更稳定地设置于底座6-20及框架6-50之间,并达到使得驱动机构6-100小型化的功效。
此外,如图77所示,在框架6-50的角落具有止动部6-S,位于第一弹性元件6-70以及承载座6-30之间,并从框架6-50上朝向Z方向延伸。借由在框架6-50的角落形成止动部6-S,可限制承载座6-30进行移动的位置,进而可防止承载座6-30与其他组件发生碰撞。此外,借由将止动部6-S设置在第一弹性元件6-70以及承载座6-30之间,可防止第一弹性元件6-70与承载座6-30在角落处直接接触,进而增加第一弹性元件6-70的耐用度。具体来说,从光轴6-O的方向观察,第一弹性元件6-70露出止动部6-S的一侧,而非包围止动部6-S。
接着,请一并参考图77以及图80,其中图80是驱动机构6-100的俯视图。承载座6-30还具有多个电性连接部6-32,沿着Z方向延伸。电性连接部6-32具有电性连接面6-33,第一驱动线圈6-40与第一弹性元件6-70于电性连接面6-33上经由焊接、熔接或是导电胶等等进行电性连接。应注意的是,各个电性连接部6-32上的电性连接面6-33均面朝相同方向,例如图77以及图80中的方向6-G。此外,沿着光轴6-O的方向观察时,电性连接部6-32从外框6-10露出。如此,将电性连接部6-32设计成平行于光轴6-O,可达到小型化的功效,且将电性连接部6-32从外框6-10露出以及将电性连接面6-33设计为面朝相同方向均可便于组装驱动机构6-100。
图81是本公开一些实施例的框架6-50的俯视图。框架6-50具有第一侧边6-58以及第二侧边6-59,朝向与光轴6-O垂直的方向延伸,且第一侧边6-58以及第二侧边6-59的延伸方向不同。举例来说,第一侧边6-58可在Y方向上延伸,而第二侧边6-59可在X方向上延伸。此外,在一些实施例中,第一侧边6-58于第一侧边6-58的延伸方向(Y方向)上的长度6-L1大于第二侧边6-59于第二侧边6-59的延伸方向(X方向)上的长度6-L2,且第一侧边6-58的宽度6-W1小于第二侧边6-59的宽度6-W2。因此,可降低框架6-50于特定方向上的尺寸大小(例如在本实施例中的X方向),以更有效地利用驱动机构6-100的空间,并且还可增加驱动机构6-100的效能。
请参考图82至图84,其中图82是本公开一些实施例的驱动机构6-100一些组件的示意图,而图83以及图84是驱动机构6-100一些组件的俯视图。第二驱动组件6-D2包含第一磁性元件6-60、第二磁性元件6-62、以及埋设在电路基板6-80中的第二驱动线圈6-82(包括第一线圈6-82A及第二线圈6-82B)。在图82中,第一磁性元件6-60设置于框架6-50的第一侧边6-58且对应埋设在电路基板6-80中的第一线圈6-82A(例如在Z方向上部分重叠),第二磁性元件6-62设置于框架6-50的第二侧边6-59且对应埋设在电路基板6-80中的第二线圈6-82B(例如在Z方向上部分重叠)。且在图83中,第一磁性元件6-60在X方向上的厚度6-T1小于第二磁性元件6-62在Y方向上的厚度6-T2。
在驱动机构6-100中提供第二驱动组件6-D2可增加承载座6-30进行活动的维度,例如可允许承载座6-30进行移动或转动等。此外,第一线圈6-82A的最大设置范围如图84中的区域6-R2所示,第二线圈6-82B的最大设置范围如图84中的区域6-R3所示,其中区域6-R2在X方向的宽度可小于区域6-R3在Y方向的宽度,而区域6-R2在Y方向的长度可大于区域6-R3在X方向的长度。
在一些实施例中,可将第一线圈6-82A的圈数设计为少于第二线圈6-82B的圈数,以缩减第一线圈6-82A在X方向上的宽度。此外,还可允许将对应第一线圈6-82A的第一磁性元件6-60设计为具有较大尺寸,并将对应第二线圈6-82B的第二磁性元件6-62设计为具有较小尺寸,以调整驱动机构6-100的驱动力。再者,第一线圈6-82A与第二线圈6-82B可在垂直光轴6-O的方向上部分重叠。在本实施例中,可将磁性元件6-60、6-62以及第一线圈6-82A、第二线圈6-82B设计成具有不同的尺寸,进而可使得驱动机构6-100具有长方形的形状,以进一步利用驱动机构6-100在特定方向上的空间。
接着,请参考图85至图88,其中图85是本公开一些实施例的承载座6-30以及第一驱动线圈6-40的示意图,图86是图85的区域6-R4从不同角度观察的局部放大图,而图87是沿图73的线段6-E-6-E’绘示的剖面图,图88是沿图73的线段6-F-6-F’绘示的剖面图。在图85到图88中,承载座6-30具有第二承载座表面6-34,面朝第一驱动线圈6-40的第一段部6-42,且具有对应第一段部6-42的沟槽6-35。在一些实施例中,可在沟槽6-35中提供接着剂(未绘示),以接着承载座6-30及第一段部6-42,其中沟槽6-35可储存接着剂,以防止接着剂溢流到其他组件上。
如图87所示,第二弹性元件6-72与驱动线圈6-40的第一段部6-42在Z方向上直接相对,亦即第二弹性元件6-72与驱动线圈6-40在Z方向上并未间隔其他的组件。如此,可降低第二弹性元件6-72与其他组件碰撞的风险。此外,在承载座6-30上提供沟槽6-35还可增加承载座6-30的结构强度以及减少承载座6-30的重量。
请回头参照图74以及图82,其中框架6-50具有大致上垂直光轴6-O的框架顶壁6-50A以及大致上平行光轴6-O的框架侧壁6-50B、6-50C。如图74所示,框架顶壁6-50A具有第三框架表面6-50D,且框架侧壁6-50B、6-50C具有第四框架表面6-50E,第三框架表面6-50D以及第四框架表面6-50E均面朝磁性元件6-60,且第三框架表面6-50D与第四框架表面6-50E朝向不同方向。举例来说,在一些实施例中,第三框架表面6-50D可与光轴6-O垂直,而第四框架表面6-50E可与光轴6-O平行。此外,外框6-10还具有顶面6-14以及由顶面6-14的边缘沿着光轴6-O方向延伸的侧壁6-16,其中第四框架表面平行6-50E于侧壁6-16的表面6-18。
此外,框架侧壁6-50B、6-50C可分为第一侧壁6-50B及第二侧壁6-50C两部分,朝向不同的方向延伸,且于光轴6-O的方向上(Z方向),第一侧壁6-50B的尺寸与第二侧壁6-50C的尺寸不同。举例来说,图89以及图90是框架6-50从X方向以及Y方向观察时的侧视图,其中第一侧壁6-50B在Z方向的高度6-H1大于第二侧壁6-50C在Z方向的高度6-H2。如此,可增加框架6-50与第一磁性元件6-60以及第二磁性元件6-62的接触面积,进而增强固定能力以及机械强度。此外,还可借由将驱动机构6-100设计成于X方向和Y方向上不对称,进而可在特定方向上驱动机构6-100使小型化。此外,如图74所示,在Z方向上,由于一部份的第一框架表面6-51不与框架侧壁6-50B、6-50C重叠,因此可增加第一弹性元件6-70的设计空间,进而降低驱动机构6-100的设计难度。
接着,请参考图91以及图92,其中图91是驱动机构6-100一些组件的仰视图,而图92是图91中的区域6-R5的局部放大图。框架6-50还包括定位部6-50F,定位部6-50F具有定位表面6-50G,面朝第一磁性元件6-60或第二磁性元件6-62,与对应的第四框架表面6-50E不垂直,并且平行于光轴6-O。因此,定位部6-50F与第一磁性元件6-60或第二磁性元件6-62接触,以在组装驱动机构6-100时定位第一磁性元件6-60或第二磁性元件6-62的位置。在一些实施例中,定位表面6-50G与光轴6-O的距离小于第四框架表面6-50E与光轴6-O的距离。如此,可进一步地增加框架6-50与磁性元件的接触面积,从而增强框架6-50与磁性元件6-60、6-62的连接强度。
此外,在一些实施例中,可在第三框架表面6-50D或第四框架表面6-50E与磁性元件6-60、6-62之间提供接着材料(未绘示)。由于将接着材料设置于不同方向的表面上,可增加磁性元件6-60、6-62以及框架6-50在不同方向上的接着以及固定能力。
综上所述,本公开提供了一种驱动机构,可用以承载光学元件并且驱动光学元件进行活动。借由将驱动机构的框架与承载座设计为具有与弹性元件不同的距离,可增加驱动机构的耐用性,并且还可降低驱动组件的尺寸,达到小型化的功效。
请参阅图93,本公开一实施例的光学元件驱动机构7-10可装设于一电子装置7-20内,以承载并驱动一光学元件7-30。光学元件7-30可因此相对于电子装置7-20中的感光元件(未图标)移动,进而达到调整焦距的目的。前述电子装置7-20例如可为具有照相或摄影功能的智能型手机或是数字相机,而光学元件7-30则例如可为一镜头。光学元件7-30的光轴7-O的方向大致平行于图式中的Z轴方向,且垂直于电子装置7-20中的感光元件。
图94和图95分别表示前述光学元件驱动机构7-10的示意图和爆炸图,且第96、97、98图分别表示图94中沿7-A-7-A、7-B-7-B、7-C-7-C方向的剖视图。如第94~98图所示,光学元件驱动机构7-10主要包括一固定部7-100、一活动部7-200、一第一弹性元件7-300、一第二弹性元件7-400、一驱动组件7-500、一电路板件7-600以及一感测组件7-700。
固定部7-100包括一外框7-110、一底座7-120、以及一框架7-130,其中外框7-110和底座7-120可组合为一中空盒体,前述框架7-130、活动部7-200、第一弹性元件7-300、第二弹性元件7-400、驱动组件7-500、电路板件7-600以及感测组件7-700可容置于此中空盒体中。框架7-130可固定于底座7-120上,且框架7-130和外框7-110的侧壁7-111之间将形成有一间隙7-140(如图96所示)。
请参阅图97,于本实施例中,外框7-110可更具有一弯折部7-112,连接前述侧壁7-111,且底座7-120的底面7-121会位于弯折部7-112和底座7-120的顶面7-122之间(顶面7-122为朝向活动部7-200的表面,且底面7-121则相反于顶面7-122)。由于外框7-110和底座7-120分别是由金属和非金属(例如塑料)制成,因此当光学元件驱动机构7-10设置于感光元件上时,弯折部7-112可接触感光元件而提供光学元件驱动机构7-10的支撑,避免造成底座7-120因压力而损坏。
如图98所示,在本实施例中,外框7-110的外框表面7-114上形成有一凹陷7-115,且框架7-130的框架表面7-131上形成有一凸起7-132,其中前述外框表面7-114和框架表面7-131大致垂直于光学元件7-30的光轴7-O,且外框表面7-114朝向框架表面7-131。当外框7-110和底座7-120组合为中空盒体时,凸起7-132将会容置于凹陷7-115中。因此,若光学元件驱动机构7-10受到外力作用导致框架7-130相对于外框7-110移动时,凸起7-132和凹陷7-115可限制框架7-130的移动范围,避免框架7-130因碰撞而变形。
如图94~图97所示,活动部7-200包括一光学元件承载座7-210,其中央形成有一容置孔7-220。光学元件7-30可被固定地设置于此容置孔7-220中,且固定部7-100的外框7-110和底座7-120分别具有对应容置孔7-220的光学孔7-113、7-123,因此,外部光线可依序通过光学孔7-113、光学元件7-30、以及光学孔7-123,最后抵达电子装置7-20中的感光元件,以在感光元件上成像。
容置孔7-220具有一光滑段部7-221、一螺纹段部7-222、以及一连接段部7-223,其中光滑段部7-221和螺纹段部7-222沿光学元件7-30的光轴7-O的方向排列,且连接段部7-223连接前述光滑段部7-221和螺纹段部7-222。光滑段部7-221的尺寸大于螺纹段部7-222的尺寸,因此会产生一段差,使光滑段部7-221的壁面大致平行于光轴7-O,而连接段部7-223的壁面则大致垂直于光轴7-O。当光学元件7-30被设置于容置孔7-220时,使用者可填充胶体于前述段差,如此一来,可增加胶体的接着面积,使光学元件7-30被更为稳固地固定。
第一弹性元件7-300和第二弹性元件7-400分别设置于光学元件承载座7-210的相反侧,且第一弹性元件7-300的内圈段7-310和外圈段7-320分别连接光学元件承载座7-210的上表面和框架7-130,第二弹性元件7-400的内圈段7-470和外圈段7-420则分别连接光学元件承载座7-210的下表面和底座7-120。如此一来,光学元件承载座7-210即可借由第一弹性元件7-300和第二弹性元件7-400而被悬挂于前述中空盒体中。
驱动组件7-500包括至少一第一电磁驱动组件7-510和至少一第二电磁驱动组件7-520,其中第一电磁驱动组件7-510设置于光学元件承载座7-210上,而第二电磁驱动组件7-520则设置于固定部7-100的底座7-120或框架7-130上。通过第一电磁驱动组件7-510和第二电磁驱动组件7-520之间的电磁作用,光学元件承载座7-210以及设置于其上的光学元件7-30可被驱动而相对于固定部7-100沿Z轴方向移动(即光学元件7-30的光轴7-O方向)。
举例而言,第一电磁驱动组件7-510可为线圈模块,而第二电磁驱动组件7-520则可包括磁性元件(例如磁铁)。当电流通入线圈模块(第一电磁驱动组件7-510)时,线圈模块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7-210,使光学元件承载座7-210及设置于其上的光学元件7-30相对于固定部7-100沿Z轴方向移动,进而相对于电子装置7-20中的感光元件沿Z轴方向移动,以达成调整焦距的目的。
如图96、图97所示,于本实施例中,线圈模块(第一电磁驱动组件7-510)可包括一第一导线7-511和一第二导线7-512,两者均贴附于光学元件承载座7-210上,且第一导线7-511设置于光学元件承载座7-210和第二导线7-512之间。第一导线7-511和第二导线7-512彼此并联,因此当电流通入线圈模块时,可产生较大的驱动力来推动光学元件承载座7-210。
特别的是,前述第一导线7-511和第二导线7-512均具有矩形剖面,且以相互对齐的方式设置于光学元件承载座7-210上。具体而言,从光轴7-O的方向(Z轴方向)观察时,堆栈的第一导线7-511的矩形剖面会彼此对齐,且堆栈的第二导线7-512的矩形剖面会彼此对齐;而从垂直光轴7-O的方向(X轴方向或Y轴方向)观察时,第一导线7-511的矩形剖面会对齐第二导线7-512的矩形剖面。
通过第一导线7-511和第二导线7-512的前述配置,可有效地减少线圈模块的宽度,以利光学元件驱动机构7-10的小型化。又由于导线利用了角落原本为空隙的空间,在相同的体积下可以有更低的阻抗,因此可更进一步地节省能源。
此外,于本实施例中,第一导线7-511和第二导线7-512的矩形剖面在角落处形成有倒角7-R,以避免组装时碰撞而损坏,且第一导线7-511和第二导线7-512的至少一者具有黏性,以便使用者组装和固定。
前述实施例中,第一导线7-511和第二导线7-512的矩形剖面的长度和宽度大致相同,但并不限定于此。请参阅图99,于一些实施例中,第一导线7-511和第二导线7-512的矩形剖面的长度和宽度亦可相异,例如光轴7-O的方向的长度可大于垂直光轴7-O方向的宽度,借以进一步地缩小光学元件驱动机构7-10的尺寸。
于一些实施例中,第一电磁驱动组件7-510可为磁性元件,而第二电磁驱动组件7-520则可为线圈模块。
请一并参阅图95、图96、图100,光学元件驱动机构7-10的电路板件7-600设置于框架7-130和外框7-110之间的间隙7-140中,并具有一平板部7-610和一凸出部7-620。平板部7-610具有一第一面7-611和一第二面7-612,第一面7-611朝向框架7-130,第二面7-612则朝向外框7-110。于本实施例中,凸出部7-620将位于框架7-130和第一面7-611之间,且凸出部7-620会接触框架7-130,平板部7-610的第二面7-612则会接触外框7-110。由于平板部7-610加上凸出部7-620的厚度将大致等同于间隙7-140的宽度,因此电路板件7-600可被紧密地设置于间隙7-140中且大致平行于光学元件7-30的光轴7-O。
由于凸出部7-620位于框架7-130和第一面7-611之间,且未延伸至底座7-120,因此沿X轴方向观察时,底座7-120将比框架7-130更为靠近平板部7-610,凸出部7-620和底座7-120也未彼此重叠。
此外,底座7-120的边缘可设有沿光轴7-O延伸的支撑部7-124,且平板部7-610的第一面7-611可依附于支撑部7-124,以避免电路板件7-600产生不必要的弯折。
感测组件7-700可包括一电子组件7-710、一感测组件7-720、以及一感测物7-730。电子组件7-710和感测组件7-720可设置于电路板件7-600上,且彼此电性连接。感测物7-730则可设置于光学元件承载座7-210上,并对应于感测组件7-720。
感测组件7-720可借由检测感测组件7-720和感测物7-730之间的相对位移来确定固定部7-100和活动部7-200之间的相对位置。举例而言,感测组件7-720可为霍尔效应传感器(Hall Sensor)、磁阻效应传感器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效应传感器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应传感器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量传感器(Fluxgate),而感测物7-730则可为一磁铁。
于本实施例中,电路板件7-600的凸出部7-620上形成有一或多个凹槽7-621,且电子组件7-710和感测组件7-720可设置于凹槽7-621中,故沿X轴方向观察时,凸出部7-620和电子组件7-710/感测组件7-720将有至少部分重叠。借此,可避免活动部7-200相对于固定部7-100移动时,电子组件7-710及/或感测组件7-720遭到撞击。
请参阅第101~103图,本公开另一实施例的光学元件驱动机构7-10’包括一固定部7-100、一活动部7-200、一第一弹性元件7-300、一第二弹性元件7-400、一驱动组件7-500、一电路板件7-600’、以及一感测组件7-700,其中固定部7-100、活动部7-200、第一弹性元件7-300、第二弹性元件7-400、驱动组件7-500和感测组件7-700的结构和配置与前述实施例相同,故于此不再赘述。
在本实施例中,电路板件7-600’亦设置于框架7-130和外框7-110之间的间隙7-140中,且同样具有一平板部7-610’和一凸出部7-620’。平板部7-610’的第一面7-611’和第二面7-612’分别朝向框架7-130和外框7-110。不同于前述实施例的是,凸出部7-620’是位于外框7-110和第二面7-612’之间,且凸出部7-620’会接触外框7-110,平板部7-610’的第一面7-611’则会接触框架7-130。
综上所述,本公开提供一种光学元件驱动机构,用以驱动具有一光轴的一光学元件。前述光学元件驱动机构包括一固定部、一活动部、一驱动组件、以及一电路板件。固定部包括一外框和一框架,且一间隙形成于外框和框架之间。活动部可活动地连接固定部,并用以承载光学元件。驱动组件可驱动活动部相对于固定部运动。电路板件设置于前述间隙中,并具有一平板部和一凸出部,其中凸出部位于平板部和固定部之间,以使电路板件紧密地设置于间隙中。
请一并参阅图104、图105,其中图104表示本公开一实施例的光学元件8-L设置于一驱动机构8-1内部的立体图,图105则表示图104中的驱动机构8-1移除外壳8-H后的立体图。
于图104中所示的光学元件8-L例如为一光学镜头(optical lens),其可与驱动机构8-1共同组成一照相镜头模块,并可设置于一携带式电子装置内部(例如移动电话或平板计算机),其中前述驱动机构8-1可包含一音圈马达(VCM,Voice Coil Motor),用以驱使光学元件8-L沿其光轴8-O方向或垂直于该光轴8-O的方向移动,以达成自动对焦(auto-focusing)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的功能,其中前述光轴8-O平行于Z轴方向。
如图104、图105所示,本实施例的驱动机构8-1主要包括一外壳8-H、一底座8-B以及一承载件8-LH,其中外壳8-H和底座8-B相互固定并构成驱动机构8-1的一固定部,承载件8-LH则可构成驱动机构8-1的一活动部,用以承载前述光学元件8-L,其中一框架8-F固定于外壳8-H的内侧表面,且承载件8-LH可通过簧片8-R1连接前述框架8-F,借以使得承载件8-LH能够相对于外壳8-H和底座8-B(固定部)移动。
需特别说明的是,至少一磁性元件8-M(例如磁铁)固定于框架8-F下方,借此可通过磁力驱使承载件8-LH相对于外壳8-H和底座8-B移动。另一方面,一L形的电路板8-C延伸于多边形底座8-B的至少两侧边,且在电路板8-C底侧设有多个连接端子8-P,用以电性连接一外部电路。
在本实施例中,前述电路板8-C采用具有可挠性的多层电路板(multilayerflexible printed circuit board)。
接着请一并参阅图104~图107,其中图106表示图105中的电路板8-C与底座8-B于组装后的相对位置关系示意图,图107表示底座8-B、磁性元件8-M以及承载件8-LH于组装后的俯视图。
如图106、图107所示,一位置感测组件8-C1以及一滤波元件8-C2设置于前述电路板8-C的内侧面,其中位置感测组件8-C1可感测设置在承载件8-LH内部的一被感测物8-HM(图107),借以得知承载件8-LH相对于外壳8-H和底座8-B的位置变化,其中前述位置感测组件8-C1例如为一霍尔效应传感器(Hall Effect Sensor),前述被感测物8-HM则例如为一磁铁。
由图107中可以看出,在承载件8-LH周围另设有一线圈8-W,对应于前述磁性元件8-M,其中线圈8-W和磁性元件8-M可构成一驱动组件,当一外部电路通入一电流至该线圈8-W时,线圈8-W和磁性元件8-M可产生一电磁驱动力,以驱使承载件8-LH相对于外壳8-H和底座8-B沿Z轴方向移动。需特别说明的是,当沿Z轴方向观察时,该电路板8-C与承载件8-LH彼此不重叠。
请继续参阅图106、图107,前述底座8-B的四个角落处形成有朝Z轴方向延伸的一第一凸柱8-B1、一第二凸柱8-B2、一第三凸柱8-B3以及一第四凸柱8-B4,其中仅第一凸柱8-B1与电路板8-C接触,且第二、第四凸柱8-B2、8-B4与电路板8-C之间相隔一距离,借此可助于电路板8-C的迅速组装与定位。
应了解的是,前述第一凸柱8-B1具有垂直于X轴方向的一第一外侧平面8-B11,第二凸柱8-B2具有垂直于X轴方向的一第二外侧平面8-B21,其中该第一外侧平面8-B11抵接电路板8-C的内侧面,且第一、第二外侧平面8-B11、8-B21在X轴方向上相隔一距离8-d,意即第一、第二外侧平面8-B11、8-B21位在X轴方向上的不同位置,借此可提供足够的容纳空间给前述电路板8-C。
接着请一并参阅图104~图108,其中图108表示沿图104中8-X1-8-X1线段的局部剖视放大图。如图104、图105、图108所示,前述承载件8-LH除了通过簧片8-R1与框架8-F连接外,亦通过另一簧片8-R2与底座8-B连接,其中前述簧片8-R2可为金属材质所制成的导电组件,其末端穿过电路板8-C底侧的一开口部8-C3(图108),且该簧片8-R2的末端可通过任何电性连接方式(例如钎接、焊接或导电胶)与电路板8-C底侧的一导电部8-C4相互电性连接,其中前述导电部8-C4显露于电路板8-C的外侧面8-S1,且邻接于开口部8-C3的边缘。
需特别说明的是,本实施例中的电路板8-C为一多层电路板,因此在电路板8-C内部可额外埋设有与位置感测组件8-C1电性连接的线路8-C5,其中该导电部8-C4与线路8-C5位于电路板8-C的不同层,且两者在X轴方向(水平方向)上部分重叠。
请继续参阅图108,本实施例中的簧片8-R2(导电组件)另可通过焊接或钎接的方式而与承载件8-LH上的线圈8-W电性连接,因此来自外部电路的一电信号可依序通过电路板8-C以及簧片8-R2而传送到承载件8-LH上的线圈8-W,从而能产生电磁驱动力以迫使承载件8-LH(活动部)相对于外壳8-H和底座8-B(固定部)移动。
从图108中可以看出,为了有效减少使驱动机构8-1在Z轴方向上的高度尺寸,因此位在电路板8-C内侧面8-S2上的位置感测组件8-C1与电路板8-C底侧的开口部8-C3距离甚近,且当沿Z轴方向观察时,位置感测组件8-C1会与簧片8-R2部分重叠。在此情况下,本实施例中的导电部8-C4仅会显露于电路板8-C的外侧面8-S1,而不会显露于电路板8-C的内侧面8-S2,借此能增加电路板8-C内部可供运用的线路空间,同时亦可避免开口部8-C3因为厚度过薄而导致焊锡由电路板8-C的外侧面8-S1溢入到电路板8-C的内侧面8-S2。
再请一并参阅图109、图110、图111,其中图109表示被感测物8-HM与线圈8-W设置于承载件8-LH上的示意图,图110表示被感测物8-HM插设于承载件8-LH的一凹孔8-Q内的局部放大示意图,图111则表示图104中的驱动机构8-1的局部剖视放大图。
如图110、图111所示,在承载件8-LH的一侧形成有一凹孔8-Q,其中前述凹孔8-Q自承载件8-LH的底面朝承载件8-LH的顶面方向延伸,组装时可将被感测物8-HM从承载件8-LH的底面朝承载件8-LH的顶面方向插入该凹孔8-Q内(如图110中的箭头方向所示),以防止被感测物8-HM受到磁性元件8-M或线圈8-W的磁力影响而从承载件8-LH上脱落。
于实际组装时,可先在凹孔8-Q内施加黏着剂8-G,然后将被感测物8-HM由下往上插入凹孔8-Q内,接着再将簧片8-R2装设于承载件8-LH底侧,借此可有利于组装程序的进行,同时能大幅提升组装效率;其中,前述凹孔8-Q可贯穿或不贯穿承载件8-LH,且被感测物8-HM于组装后可显露于承载件8-LH的底面。
首先请一并参阅图112~图114,其中图112表示本公开一实施例的光学元件9-L1、9-L2、9-L3结合于一驱动系统中的立体图,图113表示图112中的驱动系统的立体图,图114表示图112中的驱动系统移除外壳9-H1、9-H2、9-H3后的立体图。
如图112~图114所示,本实施例的驱动系统主要包含有沿X轴方向(第一轴向)相邻设置的一第一模块9-1、一第二模块9-2以及一第三模块9-3,用以分别承载三个光学元件9-L1、9-L2、9-L3,前述光学元件9-L1、9-L2、9-L3例如为具有不同焦距的光学镜头(opticallens),其可与第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3共同组成一照相镜头系统,并可设置于一携带式电子装置内部(例如移动电话或平板计算机)。
举例而言,前述第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3可包含一音圈马达(VCM,VoiceCoil Motor),用以驱使光学元件9-L1、9-L2、9-L3沿其光轴方向或垂直于该光轴的方向移动,以达成自动对焦(auto-focusing,AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的功能,其中前述光轴平行于Z轴方向。
从图114中可以看出,在第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3中分别设有固定于外壳9-H1、9-H2、9-H3内侧的框架9-F1、9-F2、9-F3,前述框架9-F1、9-F2、9-F3可分别通过簧片9-R1、9-R2、9-R3而与承载件9-LH1、9-LH2、9-LH3连接,其中光学元件9-L1、9-L2、9-L3设置于承载件9-LH1、9-LH2、9-LH3内,并可相对于前述框架9-F1、9-F2、9-F3以及外壳9-H1、9-H2、9-H3移动。
此外,在第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3内部另分别设有与框架9-F1、9-F2、9-F3相互固定的至少一第一磁性元件9-M1、一第二磁性元件9-M2以及一第一磁性元件9-M3。于本实施例中,前述第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3例如为磁铁,当一外部电路通入电流至承载件9-LH1、9-LH2、9-LH3上的线圈(未图示)时,前述线圈和第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3可产生一电磁驱动力,以驱使承载件9-LH1、9-LH2、9-LH3分别相对于外壳9-H1、9-H2、9-H3以及框架9-F1、9-F2、9-F3运动,借以达成自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的目的。
另一方面,在本实施例的第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3中更分别设有一第一电路板9-C1、一第二电路板9-C2以及一第三电路板9-C3,其中在第一、第二、第三电路板9-C1、9-C2、9-C3底侧分别形成有一第一连接部9-P1、一第二连接部9-P2以及一第三连接部9-P3,用以电性连接一外部电路。如第112、113图所示,前述第一连接部9-P1位于第一模块9-1的一第一侧边9-S1,前述第二连接部9-P2位于第二模块9-2的一第二侧边9-S2,前述第三连接部9-P3则位于该第三模块9-3的一第三侧边9-S3。于一实施例中,亦可将第一、第二、第三连接部9-P1、9-P2、9-P3直接嵌设于第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3的底座内,而不必设置前述第一、第二、第三电路板9-C1、9-C2、9-C3。
需特别说明的是,本公开借由使前述第一、第二、第三侧边9-S1、9-S2、9-S3的至少其中二者位在驱动系统的相同侧,如此一来第一、第二、第三连接部9-P1、9-P2、9-P3便可于同一电性连接程序(例如通过钎接、焊接或导电胶等)中和外部电路进行电性接合,而不必再将驱动系统转向,从而能大幅提升驱动系统的组装效率。
接着请一并参阅图115~图117,图115~图117分别表示图113中的驱动系统移除外壳9-H1~9-H3、框架9-F1~9-F3以及承载件9-LH1~9-LH3后于不同视角的立体图以及上视图。
如图115~图117所示,前述第一电路板9-C1具有L形结构,并从第一模块9-1的第一侧边9-S1延伸至第一模块9-1的一第四侧边9-S4(图116),第二电路板9-C2则仅延伸于第二模块9-2的第二侧边9-S2;此外,前述第三电路板9-C3同样具有L形结构,并从第三模块9-3的第三侧边9-S3延伸至第三模块9-3的一第五侧边9-S5(图116),其中第四侧边9-S4及该第五侧边9-S5位在该驱动系统的相反侧。
需特别说明的是,当沿光学元件9-L1、9-L2、9-L3的光轴方向(Z轴方向)观察时,前述第一磁性元件9-M1和第一电路板9-C1于第一侧边9-S1会部分重叠,且前述第三磁性元件9-M3和第三电路板9-C3于前述第三侧边9-S3也会部分重叠,借以使驱动系统内部的空间利用能达到优化。
于本实施例中,在前述第一、第二、第三电路板9-C1、9-C2、9-C3的内侧表面均设有位置感测组件9-HS以及滤波元件9-CF,其中前述位置感测组件9-C1例如为一霍尔效应传感器(Hall Effect Sensor),可用以感测承载件9-LH1、9-LH2、9-LH3相对于外壳9-H1、9-H2、9-H3的运动,从而能有利于进行闭回路控制(closed-loop control)。
此外,从图117中可看出,第一模块9-1的一第六侧边9-S6面朝第二模块9-2的一第七侧边9-S7,其中第一磁性元件9-M1设置于第一模块9-1中不同于第六侧边9-S1的一侧(例如第一侧边9-S1),一第二磁性元件9-M2则是设置在第七侧边9-S7,借此可避免第一、第二磁性元件9-M1、9-M2之间因距离过近而产生磁干扰。
同理,前述第二模块9-2的一第八侧边9-S8面朝第三模块9-3的一第九侧边9-S9,其中一第二磁性元件9-M2设置于该第八侧边9-S8,且前述第三磁性元件9-M3则是设置在第三模块9-3中不同于第九侧边9-S9的一侧(例如第三侧边9-S3),以避免第二、第三磁性元件9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。于本实施例中,长条形的第一、第三磁性元件9-M1平行于X轴方向(第一轴向),长条形的第二磁性元件9-M2则是平行于Y轴方向(第二轴向)。
再请参阅图118,其中图118表示第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3的侧视图。如图118所示,前述第一模块9-1的外壳9-H1具有一第一顶面9-H11,前述第二模块9-2的外壳9-H2具有一第二顶面9-H21,前述第三模块9-3的外壳9-H3则具有一第三顶面9-H31,其中前述第一、第二、第三顶面9-H11、9-H21、9-H31位于Z轴方向上的相同高度。
应了解的是,由于前述第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3于Z轴方向上具有不同的厚度,因此可搭配不同焦距的光学元件9-L1、9-L2、9-L3。于实际组装时,可以将第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3的第一、第二、第三顶面9-H11、9-H21、9-H31定位在Z轴方向上的相同高度,从而能有助于第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3之间的定位与组装作业。
图119~图125分别表示第一、第二、第三连接部9-P1~9-P3和第一、第二、第三磁性元件9-M1~9-M3以及第一、第二、第三电路板9-C1~9-C3于驱动系统中的各种不同配置方式示意图。在第119图的实施例中,可将第一磁性元件9-M1设置于第六侧边9-S6,并将第二磁性元件9-M2设置于第二模块9-2中不同于第七、第八侧边9-S7、9-S8的一侧(例如第二侧边9-S2);在此情况下,第三磁性元件9-M3可设置于第三模块9-3中的任何一侧(例如第九侧边9-S9或不同于第九侧边9-S9的一侧),以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。此外,在本实施例中可仅设置一个L形的第三电路板9-C3,而省略前述第一、第二电路板9-C1、9-C2。
如图120的实施例所示,可将第一磁性元件9-M1设置在第一模块9-1中不同于第六侧边9-S6的一侧(例如第一侧边9-S1),并将两个第二磁性元件9-M2分别设置于第二模块9-2中的第七、第八侧边9-S7、9-S8;在此情况下,第三磁性元件9-M3可设置于第三模块9-3中不同于第九侧边9-S9的一侧(例如第三侧边9-S3),以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。此外,在本实施例中可仅设置L形的第一、第三电路板9-C1、9-C3,而省略前述第二电路板9-C2。
如图121的实施例所示,可将第一磁性元件9-M1设置在第一模块9-1中不同于第六侧边9-S6的一侧(例如第一侧边9-S1),并将第二磁性元件9-M2设置在第二模块9-2中不同于第七、第八侧边9-S7、9-S8的一侧(例如第二边9-S2);在此情况下,第三磁性元件9-M3可设置于第三模块9-3中不同于第九侧边9-S9的一侧(例如第三侧边9-S3),以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。特别地是,在本实施例中亦可同时设置三个L形的第一、第二、第三电路板9-C1、9-C2、9-C3,其中第二电路板9-C2可延伸至第二模块9-2中的第七侧边9-S7或第八侧边9-S8,且位置感测组件9-HS不会受到第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3的磁干扰。
如图122的实施例所示,可将第一磁性元件9-M1设置在第一模块9-1中不同于第六侧边9-S6的一侧(例如第一侧边9-S1),并将两个第二磁性元件9-M2分别设置于第二模块9-2中的第七、第八侧边9-S7、9-S8;在此情况下,第三磁性元件9-M3可设置在第三模块9-3中不同于第九侧边9-S9的一侧(例如第三侧边9-S3),以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。特别地是,在本实施例中仅设有一个L形的第一电路板9-C1,而省略前述第二、第三电路板9-C2、9-C3,此外第三连接部9-P3则是位于第三模块9-3中的第五侧边9-S5。
如图123的实施例所示,可将四个三角形的第一磁性元件9-M1设置在第一模块9-1的四个角落处,同时将四个三角形的第三磁性元件9-M3设置在第三模块9-3的四个角落处,此外两个第二磁性元件9-M2则是分别设置在第二模块9-2中的第七、第八侧边9-S7、9-S8,以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。
如图124的实施例所示,可将四个三角形的第一磁性元件9-M1设置在第一模块9-1的四个角落处,同时将四个三角形的第三磁性元件9-M3设置在第三模块9-3的四个角落处,此外第二磁性元件9-M2则是设置于第二模块9-2中不同于第七、第八侧边9-S7、9-S8的一侧(例如第二边9-S2),以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。特别地是,在本实施例中可设置一L形的第二电路板9-C2,并使其延伸到第二模块9-2中的第七侧边9-S7或第八侧边9-S8,此时位置感测组件9-HS并不会受到第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3的磁干扰。
同理,如图125的实施例所示,可将一第一磁性元件9-M1设置在第一模块9-1的第六侧边9-S6,并将四个三角形的第二磁性元件9-M2设置在第二模块9-2的四个角落处,同时将一第三磁性元件9-M3设置于第三模块9-3中的第九侧边9-S9,以避免第一、第二、第三磁性元件9-M1、9-M2、9-M3之间因距离过近而产生磁干扰。
图126、图127表示本公开另一实施例的驱动系统于不同视角的示意图。如图126、图127所示,本公开另一实施例的第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3呈L形排列,其中设有第一连接部9-P1的第一侧边9-S1与设有第二连接部9-P2的第二侧边9-S2位在驱动系统的相同侧,而设有第三连接部9-P3的第三侧边9-S3则与前述第一、第二侧边9-S1、9-S2位在驱动系统的不同侧。
从图127中可以看出,前述第三侧边9-S3平行于第一、第二侧边9-S1、9-S2;然而,亦可将前述第三连接部9-P3设置于第127图中的另一侧(第三侧边9-S3'或S3”),其中该第三侧边9-S3'或S3”垂直于第一、第二侧边9-S1、9-S2。
应了解的是,本公开借由使第一、第二、第三连接部9-P1、9-P2、9-P3的其中至少二者位于驱动系统的相同侧,因此第一、第二、第三模块9-1、9-2、9-3在组装时可于同一电性连接程序(例如通过钎接、焊接或导电胶等)中和外部电路进行电性接合而不需转向,从而能大幅提升驱动系统的组装效率。
请先参阅图128,图128为根据本公开的一实施例的光学元件驱动机构10-100的立体示意图。如图128所示,光学元件驱动机构10-100承载具有一光轴10-O的一光学元件10-110。
图129为显示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构10-100的爆炸图。如图129所示,光学元件驱动机构10-100包括一固定部10-10、一活动部10-20、一金属构件10-30、一驱动组件10-40、一弹性元件10-50、一位置感测组件10-60及连接件10-70。
固定部10-10包括一底座10-11、一框架10-12及一外框10-13。底座10-11位于框架10-12及外框10-13下方,而框架10-12位于底座10-11及外框10-13之间。底座10-11包括一第一侧边10-111、一第二侧边10-112、一立壁10-113及一底座开孔10-114。第一侧边10-111不平行于第二侧边10-112。在一实施例中,第一侧边10-111垂直于第二侧边10-112,且第一侧边10-111及第二侧边10-112垂直于光轴10-O。立壁10-113设置于第一侧边10-111上,且立壁10-113沿光轴10-O延伸。立壁10-113具有一内侧壁10-1131及一突出部10-1132,且内侧壁10-1131朝向活动部10-20。突出部10-1132形成于内侧壁10-1131上。底座开孔10-114则对应于一设置在光学元件驱动机构10-100之外的图像感测组件(图未示)。框架10-12具有一框架开口10-121及框边10-122。外框10-13具有一外框开孔10-131,外框开孔10-131的中心对应于光学元件10-110的光轴10-O。据此,设置于光学元件驱动机构10-100中的光学元件10-110可在光轴10-O方向与图像感测组件进行对焦。
活动部10-20活动地连接至固定部10-10,且承载光学元件10-110。活动部10-20具有一中空环状结构,并具有一贯穿孔10-21。活动部10-20还具有一螺牙结构10-22,形成于贯穿孔10-21上。螺牙结构10-22可令光学元件10-110锁固于贯穿孔10-21内。在本实施例中,活动部10-20及光学元件10-110活动地设置于框架10-12内。
金属构件10-30设置于底座10-11上,且包括彼此连接的内部电性连接部10-31及外部电性连接部10-32。金属构件10-30由导电材料所制成,例如金属构件10-30可由可导电金属或可导电合金所制成。举例来说,金属构件10-30可由银、铜、金、铝、钨、铁、钛等可导电金属或其合金所制成。金属构件10-30从底座10-11的第二侧边10-112延伸至底座10-11的第一侧边10-111。金属构件10-30的内部电性连接部10-31沿光轴10-O向上突出,且金属构件10-30的外部电性连接部10-32沿光轴10-O向下突出。如此一来,可有利于内部电性连接部10-31与光学元件驱动机构10-100的其他组件连接,亦有利于外部电性连接部10-32与设置于光学元件驱动机构10-100外的外部电源(图未示)连接。内部电性连接部10-31的每一者与外部电性连接部10-32的每一者电性连接,以将一电流从外部电性连接部10-32导引至内部电性连接部10-31。
驱动组件10-40驱动活动部10-20相对于固定部10-10移动,且包括至少一驱动磁性元件10-41及线圈10-42。在一实施例中(例如图131所示的实施例),驱动组件10-40可包括至少二驱动磁性元件10-41,且驱动磁性元件10-41设置于底座10-11的相对的二侧边。也就是说,在此实施例中,驱动磁性元件10-41的每一者彼此不相邻。如此一来,可避免驱动磁性元件10-41的每一者之间产生磁干扰,进而提升光学元件驱动机构10-100的对焦速度及定位精度,且使光学元件驱动机构10-100小型化。而且,驱动磁性元件10-41固定于框架10-12的框边10-122上,以避免驱动磁性元件10-41相对于框架10-12而移动。驱动磁性元件10-41可为永久磁铁,且驱动磁性元件10-41形状可为长条形或三角形。
驱动组件10-40的线圈10-42卷绕于活动部10-20的外周面。当电流被施加至线圈10-42时,可通过和驱动磁性元件10-41的磁场产生作用,并产生一电磁驱动力,以驱使活动部10-20及光学元件10-110沿光轴10-O移动。
弹性元件10-50包括一上簧片10-51及一下簧片10-52。弹性元件10-50的上簧片10-51设置在活动部10-20上。弹性元件10-50弹性地连接固定部10-10及活动部10-20,以使活动部10-20能以悬吊的方式而设置。弹性元件10-50可由可导电金属或可导电合金所制成。举例来说,弹性元件10-50可由银、铜、金、铝、钨、铁、钛等可导电金属或其合金所制成。
位置感测组件10-60具有一感测磁铁10-61。位置感测组件10-60设置于第一侧边10-111上,而感测磁铁10-61设置于活动部10-20上。位置感测组件10-60可为霍尔效应传感器(Hall Effect Sensor)、磁阻效应传感器(Magnetoresistance Effect Sensor,MRSensor)、巨磁阻效应传感器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应传感器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量传感器(Fluxgate)。感测磁铁10-61可为永久磁铁。
连接件10-70可设置在组件之间,以固定各种组件,并使各种组件之间电性连接。连接件10-70可为由锡的合金所制成的焊锡,例如锡铅合金、锡银铜合金、锡铜合金、锡镍合金、锡铟合金、锡锑合金、锡银合金、锡金合金、锡钯合金及锡铂合金等。应了解的是,连接件10-70亦可为导电胶等其他可电性连接材料。
请参阅图130,图130为固定部10-10、活动部10-20及下簧片10-52的示意图。弹性元件10-50的下簧片10-52设置在活动部10-20下方,且下簧片10-52弹性地连接固定部10-10及活动部10-20,以使活动部10-20能以悬吊的方式而设置。更具体而言,活动部10-20可借由金属材质的弹性元件10-50悬吊于框架10-12的框架开口10-121中。
请参阅图131,图131为省略框架10-12及外框10-13的光学元件驱动机构10-100的示意图,其中活动部10-20以虚线绘制,以清楚表示各种组件之间的关系。金属构件10-30延伸邻近于立壁10-113。金属构件10-30的内部电性连接部10-31设置于底座10-11的第一侧边10-111,而外部电性连接部10-32设置于底座10-11的第二侧边10-112,如此一来,有利于光学元件驱动机构10-100及其他组件的组装。
如图131所示,驱动磁性元件10-41设置于第二侧边10-112及第二侧边10-112的相对侧边,而第一侧边10-111并未设置有驱动磁性元件10-41。应注意的是,在本实施例中,光学元件驱动机构10-100设置有两个驱动磁性元件10-41,而驱动磁性元件10-41将以上述的方法而设置。然而,在其他实施例中,当光学元件驱动机构10-100设置有三驱动磁性元件10-41时,可额外设置一配重块(图未示),以平衡光学元件驱动机构10-100的重量。
位置感测组件10-60设置于立壁10-113的内侧壁10-1131上。感测磁铁10-61设置于活动部10-20上。位置感测组件10-60借由设置在立壁10-113内的内部电路(图未示)与金属构件10-30的内部电性连接部10-31电性连接。下簧片10-52设置邻近于内部电性连接部10-31,且在内部电性连接部10-31及下簧片10-52之间设置有连接件10-70,以使内部电性连接部10-31及下簧片10-52电性连接。如此一来,借由位置感测组件10-60可检测感测磁铁10-61因移动而造成的磁场变化,以判断活动部10-20相对于底座10-11在光轴10-O方向上的位置偏移量。或者,位置感测组件10-60亦可判断活动部10-20相对于底座10-11在垂直于光轴10-O方向上的位置偏移量。
图132为内部电性连接部10-31及驱动组件10-40的局部示意图。如图132所示,驱动组件10-40的线圈10-42设置对应于驱动磁性元件10-41。而且,线圈10-42具有一线圈延伸部10-421,线圈延伸部10-421从线圈10-42延伸至金属构件10-30的内部电性连接部10-31及弹性元件10-50的下簧片10-52周围,且在内部电性连接部10-31、线圈延伸部10-421及下簧片10-52之间设置有连接件10-70,以使内部电性连接部10-31、线圈延伸部10-421及下簧片10-52电性连接,进而使内部电性连接部10-31、线圈10-42及下簧片10-52电性连接。因此,电流可从外部电性连接部10-32经由下簧片10-52流动至线圈10-42,使得驱动磁性元件10-41及线圈10-42驱动活动部10-20相对于固定部10-10移动。
请参阅图133,图133为沿图128的10-A-10-A线的剖视图。沿光轴10-O方向观察时,外部电性连接部10-32与驱动磁性元件10-41中的一者至少部分重叠。如此一来,有利于光学元件驱动机构10-100的组装,且可达到小型化的效果。
请参阅图134及图135,图134为沿图128的10-B-10-B线的剖视图,图135为活动部10-20、立壁10-113及位置感测组件10-60的上视图。立壁10-113的突出部10-1132与活动部10-20的一最短距离小于位置感测组件10-60与活动部10-20的一最短距离。也就是说,突出部10-1132比位置感测组件10-60更接近于活动部10-20。如此一来,在活动部10-20沿垂直于光轴10-O的方向移动时,活动部10-20将接触突出部10-1132而不接触位置感测组件10-60,以保护位置感测组件10-60,避免位置感测组件10-60由于与活动部10-20的接触而损伤。在不影响其他组件的条件之下,突出部10-1132沿第一侧边10-111的延伸长度越长,立壁10-113的结构强度越强。
图136为根据本公开的一实施例的光学元件驱动系统10-200的立体图,图137为省略外框10-13及光学元件10-110的光学元件驱动系统10-200的立体图。如图136及图137所示,光学元件驱动系统10-200包括至少二光学元件驱动机构10-100。由于光学元件驱动机构10-100的金属构件10-30从光学元件驱动机构10-100的底座10-11的第二侧边10-112延伸至底座10-11的第一侧边10-111,且金属构件10-30的内部电性连接部10-31的每一者与金属构件10-30的外部电性连接部10-32的每一者电性连接,使得部分组件可设置于第一侧边10-111上(例如位置感测组件10-60),且每一光学元件驱动机构10-100的外部电性连接部10-32可位于光学元件驱动系统10-200的同一侧边10-210。因此,设置于光学元件驱动机构10-100的第二侧边10-112及第二侧边10-112的相对侧边的驱动磁性元件10-41位于光学元件驱动系统10-200的同一侧边及其相对侧边。而且,驱动磁性元件10-41并未设置在光学元件驱动机构10-100的底座10-11相邻的侧边上。也就是说,光学元件驱动机构10-100之间并未设置驱动磁性元件10-41。如此一来,有利于光学元件驱动系统10-200的组装,且可避免相邻的光学元件驱动机构10-100的驱动磁性元件10-41之间的磁干扰,进而提升光学元件驱动系统10-200的对焦速度及定位精度,且使光学元件驱动系统10-200小型化。
请参阅图138~图140,本公开一些实施例中,光学元件驱动机构11-100设置于一携带装置11-200(例如智能型手机)上,用以驱动至少一光学元件11-300相对于携带装置11-200移动,其中前述光学元件11-300例如可为具有一光轴11-310的镜头。光学元件驱动机构11-100包括至少一固定部、至少一活动部、至少一驱动组件、以及至少一感光元件11-110,需特别说明的是,在这些实施例中,固定部、活动部和驱动组件可相同于第23、24图中的固定部3-100、活动部3-200、以及驱动组件3-500,故于此不再赘述。
感光元件11-110大致具有矩形结构,且包括一感光元件长边11-111和一感光元件短边11-112。携带装置11-200同样大致具有矩形结构,且包括一携带装置长边11-210和一携带装置短边11-220。其中,感光元件长边11-111与该携带装置长边11-210大致平行。
在图138~图140所示的实施例中,光学元件驱动机构11-100包括彼此对应的多个固定部、多个活动部、多个驱动组件以及多个感光元件11-110。每个感光元件11-110均大致具有矩形结构,并包括感光元件长边11-111和感光元件短边11-112。感光元件长边11-111与携带装置长边11-210大致平行。
由于感光元件长边11-111与携带装置长边11-210大致平行,因此可提升拍摄的效率,避免受到不必要的裁切,再者,更可搭配前述各实施例的结构以同时达到降低电磁干扰、小型化或提升结构强度等功效。
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具有通常知识者,在不脱离本公开的精神和范围内,当可作更动、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具有通常知识者可从本公开揭示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均可根据本公开使用。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。
虽然本公开以前述数个较佳实施例公开如上,然其并非用以限定本公开。本公开所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本公开的精神和范围内,当可做些许的更动与润饰。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均介于本公开的范围内。
Claims (20)
1.一种光学元件驱动机构,用以驱动具有一光轴的一光学元件,其中该光学元件驱动机构包括:
一固定部;
一活动部,承载该光学元件;
一第一弹性元件,连接该固定部和该活动部,使该活动部以可活动的方式连接该固定部;以及
一驱动组件,驱动该活动部相对于该固定部沿着该光轴于一移动范围内移动,其中该移动范围包括一第一极限移动范围和一第二极限移动范围,该第一极限移动范围为该活动部朝向该光学元件驱动机构的一光入射端移动的最大距离,且该第二极限移动距离为该活动部朝向该光学元件驱动机构的一光出射端移动的最大距离;
其中当该活动部相对于该固定部位于一默认位置时,该第一极限移动范围大于该第二极限移动范围。
2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构,其中该第一极限移动范围和该第二极限移动范围的比值大于或等于1.5。
3.如权利要求2所述的光学元件驱动机构,其中该第二极限移动范围介于10μm~50μm。
4.如权利要求1所述的光学元件驱动机构,其中光学元件驱动机构还包括一控制模块,将一驱动信号群输入至该驱动组件,其中该驱动信号群包括:
一主要信号,输入至该驱动组件以驱动该活动部前往一目标位置;以及一稳定信号,输入至该驱动组件以加速该活动部达到稳定状态,其中该主要信号较该稳定信号先输入至该驱动组件。
5.如权利要求4所述的光学元件驱动机构,其中当该主要信号输入至该驱动组件且该活动部前往该目标位置时,该活动部产生一自然震荡,其中当该稳定信号输入至该驱动组件时,该驱动组件提供一反向驱动力予该活动部,以抵销该自然震荡。
6.如权利要求5所述的光学元件驱动机构,其中该反向驱动力的波形的频率与该自然震荡的频率相同。
7.如权利要求4所述的光学元件驱动机构,其中该主要信号的持续时间大于该稳定信号的持续时间。
8.如权利要求5所述的光学元件驱动机构,其中该稳定信号经过一默认时间后停止输入至该驱动组件。
9.如权利要求8所述的光学元件驱动机构,其中该默认时间根据该自然震荡的衰减期决定。
10.如权利要求4所述的光学元件驱动机构,其中该光学元件驱动机构还包括一惯性感测组件,用以量测该光学元件驱动机构的一重力信息,该控制模块更根据该重力信息和该活动部的重量信息输入一补正信号至该驱动组件。
11.一种光学元件驱动机构,用以驱动具有一光轴的一光学元件,其中该光学元件驱动机构包括:
一固定部;
一活动部,承载该光学元件;
一驱动组件,驱动该活动部相对于该固定部运动;
一吸震组件,设置于该固定部和该活动部之间;以及
一控制模块,将一驱动信号群输入至该驱动组件,其中该驱动信号群包括:
一主要信号,输入至该驱动组件以驱动该活动部前往一目标位置;以及一稳定信号,输入至该驱动组件以加速该活动部达到稳定状态。
12.如权利要求11所述的光学元件驱动机构,其中该光学元件驱动机构还包括一第一弹性元件,连接该固定部和该活动部,使该活动部以可活动的方式连接该固定部。
13.如权利要求11所述的光学元件驱动机构,其中当该主要信号输入至该驱动组件且该活动部前往该目标位置时,该活动部产生一自然震荡,其中当该稳定信号输入至该驱动组件时,该驱动组件提供一反向驱动力予该活动部,以抵销该自然震荡。
14.如权利要求13所述的光学元件驱动机构,其中该反向驱动力的波形的频率与该自然震荡的频率相同。
15.如权利要求13所述的光学元件驱动机构,其中该反向驱动力随时间衰减。
16.如权利要求13所述的光学元件驱动机构,其中该自然震荡通过一外部设备量测。
17.如权利要求13所述的光学元件驱动机构,其中该稳定信号经过一默认时间后停止输入至该驱动组件。
18.如权利要求17所述的光学元件驱动机构,其中该默认时间根据该自然震荡的衰减期决定。
19.一种光学元件驱动机构,设置于一携带装置上,且用以驱动一光学元件,其中该光学元件驱动机构包括:
一固定部;
一活动部,连接该光学元件且可相对该固定部运动;
一驱动组件,驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一感光元件,具有矩形结构,且包括一感光元件长边和一感光元件短边,其中该携带装置具有矩形结构并包括一携带装置长边和一携带装置短边,且该感光元件长边与该携带装置长边平行。
20.如权利要求19所述的光学元件驱动机构,其中该光学元件驱动机构还包含多个感光元件,每个感光元件具有矩形结构且包括一感光元件长边和一感光元件短边,且所述多个感光元件长边与该携带装置长边平行。
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