CN112711112A - 光学系统、光学元件驱动机构以及控制方法 - Google Patents
光学系统、光学元件驱动机构以及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种光学系统,固定地设置于一电子设备上。前述光学系统包括一第一光学模块、一第二光学模块、以及一第三光学模块。第一光学模块用以调整一第一光线的行进方向由一第一移动方向变更为一第二移动方向,其中第一移动方向和第二移动方向不平行。第二光学模块用以接收沿着第二移动方向行进的第一光线。第一光线按序经过第一光学模块和第二光学模块入射至第三光学模块。第三光学模块包括一第一光电转换器,用以将第一光线转换为一第一影像信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学系统。更具体地来说,本发明有关于一种具有多个光学模块的光学系统。
背景技术
随着科技的发展,现今许多电子装置(例如平板电脑或智能手机)都配有镜头模块而具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍,并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展,以提供使用者更多的选择。然而,当需要将焦距较长的镜头设置于前述电子装置中时,会造成电子装置厚度的增加,进而不利于电子装置的轻薄化。
发明内容
为了解决上述现有的问题点,本发明提供一种光学系统,固定地设置于一电子设备上。前述光学系统包括一第一光学模块、一第二光学模块、以及一第三光学模块。第一光学模块用以调整一第一光线的行进方向由一第一移动方向变更为一第二移动方向,其中第一移动方向和第二移动方向不平行。第二光学模块用以接收沿着第二移动方向行进的第一光线。第一光线按序经过第一光学模块和第二光学模块入射至第三光学模块。第三光学模块包括一第一光电转换器,用以将第一光线转换为一第一影像信号。
本发明一些实施例中,前述第一光学模块还包括一第一光路调整元件以及一第一驱动机构,第一驱动机构用以驱动第一光路调整元件相对于电子设备运动。第一驱动机构用以驱动第一光路调整元件相对于电子设备绕一第一轴向转动。第一轴向和第一移动方向不平行。第一轴向垂直于第一移动方向。第一轴向和第二移动方向不平行。第一轴向垂直于第二移动方向。第一驱动机构用以驱动第一光路调整元件相对于电子设备绕一第二轴向转动。第二轴向和第一轴向不平行。第二轴向和第一移动方向不平行。第二轴向和第二移动方向不平行。电子设备具有一板状结构,且电子设备的厚度方向平行于第一移动方向。第一驱动机构和第一光路调整元件的排列方向平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第一驱动机构和第一光路调整元件重叠。第二光学模块包括一第一光学组件和一第二驱动机构,第一光学组件具有一第一光轴,且第二驱动机构用以驱动第一光学组件相对于电子设备运动。第二驱动机构用以驱动第一光学组件沿着第一光轴运动。第一光轴平行于第二移动方向。第一光学组件包括一第一镜片。第一光学组件包括一第二镜片。第一光线按序经过第一镜片和第二镜片入射至第三光学模块。第二驱动机构和第一光学组件的排列方向不平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第二驱动机构和第一光学组件不重叠。
本发明一些实施例中,前述光学系统还包括一第四光学模块,第一光线经由第四光学模块入射至第三光学模块。第一光线按序经过第一光学模块和第四光学模块入射至第三光学模块。第四光学模块包括一第二光学组件和一第三驱动机构,第二光学组件具有一第二光轴,且第三驱动机构用以驱动第二光学组件相对于电子设备运动。第三驱动机构用以驱动第二光学组件相对于电子设备沿着一第一平移方向运动,第一平移方向和第二光轴不平行。第三驱动机构用以驱动第二光学组件相对于电子设备沿着一第二平移方向运动,第二平移方向和第二光轴不平行。第一平移方向和第二移动方向不平行。第二光学组件包括一第三镜片。第二光学组件包括一第四镜片。第一光线按序经过第三镜片和第四镜片入射至第三光学模块。第三驱动机构和第二光学组件的排列方向不平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第三驱动机构和第二光学组件不重叠。
本发明一些实施例中,前述光学系统还包括一第五光学模块,第一光线经过第五光学模块入射至第三光学模块。第一光线按序经过第一光学模块和第五光学模块入射至第三光学模块。第五光学模块还包括一第三光学组件,且第三光学组件具有一第三光轴。第三光学组件包括一第五镜片。第三光学组件包括一第六镜片。第一光线按序经过第五镜片和第六镜片入射至第三光学模块。
本发明一些实施例中,前述光学系统还包括一第六光学模块,第一光线经过第六光学模块入射至第三光学模块。第一光线按序经过第一光学模块和第六光学模块入射至第三光学模块。第六光学模块用以将第一光线的行进方向由第二移动方向变更为一第三移动方向。该第二移动方向和第三移动方向不平行。第六光学模块包括一第二光路调整元件和一第四驱动机构,第四驱动机构用以驱动第二光路调整元件相对于电子设备运动。第四驱动机构用以驱动第二光路调整元件相对于电子设备绕一第三轴向转动。第三轴向和第二移动方向不平行。第三轴向垂直于第二移动方向。第三轴向和第三移动方向不平行。第三轴向垂直于第三移动方向。第四驱动机构用以驱动第二光路调整元件相对于电子设备绕一第四轴向转动。第四轴向和第三轴向不平行。第四轴向和第二移动方向不平行。第四轴向和第三移动方向不平行。
本发明一些实施例中,前述第四驱动机构和第二光路调整元件的排列方向平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第四驱动机构和第二光路调整元件重叠。第三移动方向和第一移动方向平行。
本发明一些实施例中,前述第四驱动机构和第二光路调整元件的排列方向不平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第四驱动机构和第二光路调整元件不重叠。第三移动方向和第一移动方向不平行。
本发明一些实施例中,前述光学系统还包括一第七光学模块,第一光线经过第七光学模块入射至第三光学模块。第一光线按序经过第一光学模块和第七光学模块入射至第三光学模块。第七光学模块包括一第四光学组件和一第五驱动机构,第四光学组件具有一第四光轴,且第五驱动机构用以驱动第四光学组件相对于电子设备运动。第五驱动机构用以驱动第四光学组件相对于电子设备沿着第四光轴运动。第四光学组件包括一第七镜片。第四光学组件包括一第八镜片。第一光线按序经过第七镜片和第八镜片入射至第三光学模块。第二光学组件相对于电子设备沿着第二光轴运动的最大运动范围相异于第四光学组件相对于电子设备沿着第四光轴运动的最大运动范围。
本发明一些实施例中,前述光学系统还包括一第八光学模块,第一光线经过第八光学模块入射至第三光学模块。第一光线按序经过第一光学模块和第八光学模块入射至第三光学模块。第八光学模块用以将第一光线的行进方向由第三移动方向变更为一第四移动方向。第三移动方向和第四移动方向不平行。第八光学模块包括一第三光路调整元件和一第六驱动机构,第六驱动机构用以驱动第三光路调整元件相对于电子设备运动。第六驱动机构用以驱动第三光路调整元件相对于电子设备绕一第五轴向转动。第五轴向和第三移动方向不平行。第五轴向垂直于第三移动方向。第五轴向和第四移动方向不平行。第五轴向垂直于第四移动方向。第六驱动机构用以驱动第三光路调整元件相对于电子设备绕一第六轴向转动。第六轴向和第五轴向不平行。第六轴向和第三移动方向不平行。第六轴向和第四移动方向不平行。
本发明一些实施例中,前述第六驱动机构和第三光路调整元件的排列方向平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第六驱动机构和第三光路调整元件重叠。第四移动方向与第一移动方向平行。
本发明一些实施例中,前述第六驱动机构和第三光路调整元件的排列方向不平行于第一移动方向。沿着第一移动方向观察时,第六驱动机构和第三光路调整元件不重叠。第四移动方向与第一移动方向不平行。第四移动方向与第二移动方向平行。
本发明一些实施例中,前述第三光学模块还包括一第七驱动机构,用以驱动第一光电转换器相对于电子设备运动。第一光电转换器具有一接收表面和一第五光轴,接收表面用以接收第一光线,且第五光轴垂直于接收表面。第七驱动机构用以驱动第一光电转换器相对于电子设备绕第五光轴转动。第七驱动机构用以驱动第一光电转换器相对于电子设备绕一第七轴向转动,第七轴向垂直于第五光轴。第七驱动机构用以驱动第一光电转换器相对于电子设备绕一第八轴向转动,第八轴向垂直于第五光轴。第七轴向和第八轴向不平行。
本发明一些实施例中,前述第五光轴和第四移动方向平行。沿着垂直第四移动方向的方向观察时,第七驱动机构和第八光学模块重叠。沿着第四移动方向观察时,第一光电转换器和第三光路调整元件重叠。沿着垂直第四移动方向的方向观察时,第七驱动机构和第三光路调整元件重叠。
本发明一些实施例中,前述第五光轴和第三移动方向平行。沿着垂直第三移动方向的方向观察时,第七驱动机构和第六光学模块重叠。沿着第三移动方向观察时,第一光电转换器和第二光路调整元件重叠。沿着垂直第三移动方向的方向观察时,第七驱动机构和第二光路调整元件重叠。
本发明一些实施例中,前述光学系统还包括一第九光学模块,第一光线经过第九光学模块入射至第三光学模块。第一光线按序经过第一光学模块和第九光学模块入射至第三光学模块。第九光学模块包括一可变光圈和一第八驱动机构,可变光圈用以调整第一光线通过可变光圈的通过量,且第八驱动机构用以改变可变光圈的大小。可变光圈具有一第六光轴。沿第一移动方向观察时,第八驱动机构和第六光轴不重叠。第六光轴和第一移动方向不平行。第六光轴和第二移动方向不平行。第六光轴和第四移动方向不平行。第六光轴平行于第三移动方向。
本发明一些实施例中,前述第一光线按序通过第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、以及第八镜片。第一镜片的尺寸相异于第二镜片的尺寸。第一镜片的尺寸小于第二镜片的尺寸。第二镜片的尺寸相异于第三镜片的尺寸。第二镜片的尺寸小于第三镜片的尺寸。第三镜片的尺寸相异于第四镜片的尺寸。第三镜片的尺寸小于第四镜片的尺寸。第四镜片的尺寸相异于第五镜片的尺寸。第四镜片的尺寸小于第五镜片的尺寸。第五镜片的尺寸相异于第六镜片的尺寸。第五镜片的尺寸小于第六镜片的尺寸。第六镜片的尺寸相异于第七镜片的尺寸。第六镜片的尺寸小于第七镜片的尺寸。第七镜片的尺寸相异于第八镜片的尺寸。第七镜片的尺寸小于第八镜片的尺寸。第一光线按序通过第一镜片、可变光圈以及第八镜片。
本发明一些实施例中,前述第八镜片具有一切割平面。第一镜片具有未被切割的一圆形结构。
本发明一些实施例中,前述第七光学模块还包括多个第四光学组件,且前述第四光学组件分别具有不同焦距。第五驱动机构用以切换前述第四光学组件。
本发明一些实施例中,前述第一光学模块、第二光学模块和第三光学模块构成一光学装置,且光学系统还包括一另一光学装置,光学装置和另一光学装置相邻,其中另一光学装置包括一第二光电转换器,用以将进入另一光学装置的一第二光线转换为一第二影像信号。第一光电转换器和第二光电转换器之间形成不为零的间距。沿着垂直第一移动方向的所有方向观察时,光学装置和另一光学装置重叠。
本发明一些实施例中,前述第一光学模块和第三光学模块分别为独立个体。第一光学模块和第三光学模块之间形成不为零的间距。第一光学模块直接或间接地经由一第一接着元件相对于第三光学模块被调整到一预设位置,且经由第一接着元件固定地连接第三光学模块。第一光学模块经由一固定框架和第一接着元件固定地连接第三光学模块。第二光学模块和第三光学模块分别为独立个体。第二光学模块和第三光学模块之间形成不为零的间距。第二光学模块直接或间接地经由一第二接着元件相对于第三光学模块被调整到一另一预设位置,且经由第二接着元件固定地连接第三光学模块。第二光学模块经由固定框架和第二接着元件固定地连接第三光学模块。
附图说明
图1是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构的示意图。
图2是光学元件驱动机构的爆炸图。
图3是光学元件驱动机构的俯视图。
图4A是沿图3中的线段1-A-1-A示出的剖面图。
图4B是沿图3中的线段1-B-1-B示出的剖面图。
图5A是光学元件驱动机构省略外框时的示意图。
图5B是第一叶片、第二叶片、第三叶片、第四叶片的剖面示意图。
图6是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图7A以及图7B是传导元件从不同方向观察时的示意图。
图8是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图9A是叶片组件关闭时,光学元件驱动机构的俯视图。
图9B是图9A省略外框时的示意图。
图9C是图9A的剖面图。
图10A是叶片组件开启时,光学元件驱动机构的俯视图。
图10B是图10A省略外框时的示意图。
图10C是图10A的剖面图。
图11以及图12分别是本发明另一些实施例中的光学元件驱动机构的立体图以及爆炸图。
图13是表示本发明一实施例的电子装置的示意图。
图14是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图15是表示光学元件驱动机构的爆炸示意图。
图16是表示光学元件驱动机构的组合示意图。
图17是表示沿图15中的线段2-A-2-A’的剖面示意图。
图18是表示光学元件驱动机构(省略外框、框架和驱动组件承载座)的组合示意图。
图19是表示驱动组件承载座的示意图。
图20是表示光学元件驱动机构(省略外框)的组合示意图。
图21是表示光学元件驱动机构的仰视示意图。
图22是表示外框与底座的局部剖面示意图。
图23是表示光学元件驱动机构的框架、第一电路和电性连接件的爆炸示意图。
图24是表示沿图15中的线段2-B-2-B’的剖面示意图。
图25是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图26是表示光学元件驱动机构的爆炸示意图。
图27是表示光学元件驱动机构的组合示意图。
图28是表示沿图27中的线段3-A-3-A’的剖面示意图。
图29是表示光学元件驱动机构(省略外框、框架和驱动组件承载座)的组合示意图。
图30是表示驱动组件承载座的示意图。
图31是表示外框与底座的局部剖面示意图。
图32是表示光学元件驱动机构的框架、第一电路和电性连接件的爆炸示意图。
图33是表示沿图27中的线段3-B-3-B’的剖面示意图。
图34是表示沿图27中的线段3-C-3-C’的剖面示意图(省略外框)。
图35为根据本公开一实施例的安装于一便携式电子装置4-50上的一光学系统4-100的示意图。
图36为根据本公开一实施例的图35中光学系统4-100的剖面示意图。
图37为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的立体图。
图38为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的爆炸图。
图39为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的上视图。
图40为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的下视图。
图41为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300于另一视角的立体图。
图42为根据本公开一实施例的沿着图37的线段4-A-4-A的剖面图。
图43为根据本公开一实施例的沿着图37的线段4-B-4-B的剖面图。
图44为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300移除外框4-304的上视图。
图45为根据本公开一实施例的承载件4-308与驱动磁铁4-MG于另一视角的爆炸图。
图46为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的部分结构的放大示意图。
图47为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构4-300的前视图。
图48为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的部分结构的爆炸图。
图49为根据本公开一实施例的沿着图39中线段4-E-4-E的剖面图。
图50是装设有光学元件驱动机构的电子装置的示意图。
图51是包括光路调整组件的光学元件驱动机构的立体图。
图52是光路调整组件的示意图。
图53是省略光路调整组件的光学元件驱动机构的分解图。
图54是外壳的立体图。
图55是包括内埋电路的固定框架的立体图,其中内埋电路以虚线示出。
图56是电路组件的立体图。
图57是底座的立体图。
图58是光学元件驱动机构的仰视图,其中底座以虚线示出。
图59是活动框架的立体图。
图60是活动框架的俯视图。
图61是承载座的立体图。
图62是承载座的俯视图。
图63是第一弹性元件的俯视图。
图64是第二弹性元件的俯视图。
图65是第三弹性元件的立体图。
图66是驱动组件的立体图。
图67是驱动组件的侧视图。
图68是驱动组件的前视图。
图69是驱动组件的分解图。
图70是电路组件以及位置感测组件的示意图,其中电路组件以虚线示出。
图71是第一参考磁性元件以及第一感测元件的示意图。
图72是第二参考磁性元件以及第二感测元件的示意图。
图73是第三参考磁性元件以及第三感测元件的示意图。
图74是省略部分元件的光学元件驱动机构的立体图。
图75是省略部分元件的光学元件驱动机构的俯视图。
图76是省略部分元件的光学元件驱动机构的立体图。
图77是省略部分元件的光学元件驱动机构的俯视图。
图78是表示根据本公开一实施例的具有一光学元件驱动机构的一电子装置的示意图。
图79是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构及一透镜模块的示意图。
图80是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构及一光学元件的立体图。
图81是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图82是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一外框的立体图。
图83是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一底座的立体图。
图84是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的外框及底座的底视图。
图85是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的外框及底座的立体图。
图86是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构及光学元件沿图80的7-A-7-A剖面线的剖视图。
图87是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一第一驱动组件及一第二驱动组件的立体图。
图88是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一第一中间元件、一第二中间元件、一第三中间元件及一第四中间元件的示意图。
图89是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一第一抑制组件的示意图。
图90是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一第二支撑组件、一第二抑制组件、一第一连接组件及一第二连接组件的示意图。
图91是本公开一些实施例中的光学元件驱动机构的示意图。
图92是本公开一些实施例中的校正步骤的流程图。
图93是在一些实施例中的详细流程图。
图94是使用校正步骤来校正光学元件驱动机构时的示意图。
图95是校正步骤的流程图。
图96是校正步骤的流程图。
图97是使用校正步骤来校正光学元件驱动机构时的示意图。
图98是表示根据本公开一实施例的具有一光学元件驱动机构的一电子装置的示意图。
图99是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构及一透镜模块的示意图。
图100是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构及一光学元件的立体图。
图101是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图102是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一外框的立体图。
图103是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一底座的立体图。
图104是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的外框、底座及一接地电路的底视图,其中外框以虚线表示。
图105是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的外框及底座的立体图。
图106是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构及光学元件沿图100的9-A-9-A剖面线的剖视图。
图107是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的底座、一驱动组件及一电路元件的立体图,其中底座以虚线表示。
图108是表示根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构沿图100的9-A-9-A剖面线的剖视图。
图109是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一弹性组件及制震元件的示意图。
图110是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的一第一线圈、一第二线圈、电路元件及一补强元件的示意图,其中第一线圈、第二线圈及补强元件以虚线表示。
图111是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的电路元件及补强元件的示意图,其中补强元件以虚线表示。
图112是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的底视图。
图113是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构的立体图。
图114是光学元件驱动机构的爆炸图。
图115是光学元件驱动机构的俯视图。
图116是光学元件驱动机构的仰视图。
图117是图116的放大图。
图118、图119、图120、图121、图122分别是沿图115中的线段10-A-10-A、10-B-10-B、10-C-10-C、10-D-10-D、以及图113中的线段10-E-10-E示出的剖面图。
图123是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图124是光学元件驱动机构一些元件的俯视图。
图125是光学元件驱动机构一些元件的前视图。
图126是光学元件驱动机构一些元件的后视图。
图127是图124的放大图。
图128以及图129是光学元件驱动机构另一些元件从不同角度观察时的示意图。
图130是底座以及设置在底座上的一些元件的示意图。
图131是图130的放大图。
图132是底座以及设置在底座上的一些元件的俯视图。
图133与图134是活动部以及线圈从不同角度观察时的示意图。
第135A图是活动部以及线圈的侧视图。
第135B图是活动部以及线圈的俯视图。
图136是活动部的示意图。
图137是活动部的侧视图。
图138是图136的放大图。
图139是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图140是框架的示意图。
图141是框架的前视图。
图142是在框架上设置抗反射元件的示意图。
图143以及图144是在光学元件驱动机构上额外设置抗反射元件时的剖面图。
图145是在光学元件驱动机构上额外设置抗反射元件时的后视图。
图146是装设有光学元件驱动机构的电子装置的示意图。
图147是搭配光路调整组件的光学元件驱动机构的立体图。
图148是光路调整组件的示意图。
图149是光学元件驱动机构的分解图。
图150至图152是光学元件驱动机构从不同角度观看的立体图。
图153是光学元件驱动机构的前视图。
图154是光学元件驱动机构的侧视图。
图155是外壳的立体图。
图156是电路组件以及底座的立体图。
图157是第一承载件的立体图。
图158是第一承载件的前视图。
图159是第二承载件的立体图。
图160是第二承载件的前视图。
图161是第一感测组件的示意图。
图162是第二感测组件的示意图。
图163是引导组件的示意图。
图164是第一容置件、第一接触单元、第一引导元件的立体图。
图165以及图166是第一容置件、第一接触单元、第一引导元件的前视图以及后视图。
图167是表示本发明一实施例的光学系统的示意图。
图168是表示光学系统的示意图。
图169是表示光学系统的示意图。
图170是表示光学系统的爆炸示意图。
图171是表示图168中的线段12-A-12-A’的剖面示意图。
图172是表示光学系统的一部分的俯视立体意图。
图173是表示另一实施例的光学系统的示意图。
图174是表示另一实施例的光学系统的示意图。
图175是表示本发明一实施例的光学系统和电子设备的示意图。
图176是表示本发明一实施例的光学系统和电子设备的示意图。
图177是表示本发明一实施例中的光学装置的示意图。
图178是表示本发明一实施例中的光学装置的示意图。
图179是表示本发明一实施例中的光学装置的示意图。
图180是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图181是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图182是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图183是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图184是表示本发明一些实施例中,第一光学模块、第二光学模块、第三光学模块固定于固定框架上的示意图。
图185是表示本发明一实施例的光学系统和电子设备的示意图。
图186是表示本发明一实施例的光学系统和电子设备的示意图。
图187是表示本发明一实施例中的光学装置的示意图。
图188是表示本发明一实施例中的光学装置的示意图。
图189是表示本发明一实施例中的光学装置的示意图。
图190是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图191是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图192是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图193是表示本发明另一实施例中的光学装置的示意图。
图194是表示本发明一些实施例中,第一光学模块、第二光学模块、第三光学模块固定于固定框架上的示意图。
图195是表示本发明一实施例的电子设备的示意图。
图196是表示本发明一实施例的光学系统的示意图。
附图标记列表
1-10 外框
1-12 第一接合部
1-14 开口
1-20 底板
1-30,1-30’ 框架
1-30A 第二开口表面
1-31 第二接合部
1-32 延伸部
1-33 开口
1-34 导引元件
1-35 侧开口
1-40 叶片组件
1-40A 第一叶片
1-40B 第二叶片
1-40C 第三叶片
1-40D 第四叶片
1-40E 光圈开口
1-40A1,1-40B1,1-40C1,1-40D1 上表面
1-40A2,1-40B2,1-40C2,1-40D2 下表面
1-41A 第一叶片开口
1-41B 第二叶片开口
1-41C 第三叶片开口
1-41D 第四叶片开口
1-42A 第一导引开口
1-42B 第二导引开口
1-42C 第三导引开口
1-42D 第四导引开口
1-43A,1-43B,1-43C,1-43C1-44A,1-44B,1-44C,1-44D 边缘
1-45A,1-45B,1-45C1-45D,1-46A,1-46B,1-46C,1-46D 方向
1-50 传导元件
1-52 主体
1-53 连接部
1-54 延伸部
1-55 第一凹槽
1-56 第二凹槽
1-60,1-60’ 底座
1-60A 第三开口表面
1-62 底座开口
1-64 凹槽
1-70 支撑组件
1-72 第一支撑元件
1-74 第二支撑元件
1-80 磁性元件
1-80A 第一磁性元件
1-80B 第二磁性元件
1-80C 分隔元件
1-90,1-90’ 电路板
1-90A 第四开口表面
1-92 电子组件
1-94 感测元件
1-96 接合元件
1-98 导电元件
1-100,1-100’ 光学元件驱动机构
1-A-1-A,1-B-1-B 线段
1-D 驱动组件
1-D1,1-D2,1-D3,1-D4,1-D5 最小直径
1-DA 直径
1-DA’ 最小直径
1-DA” 最大直径
1-F 固定部
1-L1,1-L2 长度
1-M 活动部
1-O 主轴
2-1:电子装置
2-100、2-150X:光学元件驱动机构
2-10:固定部
2-10H:固定部的(或外框的)开口
2-10P1:侧面
2-10S1:侧边
2-11:外框
2-12:底座
2-120:非金属本体
2-121、2-122:第一金属部、第二金属部
2-13:框架
2-130:延伸部
2-131:第一电路
2-1351:凹陷结构
2-137:框架表面
2-30:活动部
2-31:光学元件承载座
2-317:承载座表面
2-32:驱动组件承载座
2-32H:开口
2-32H1:开口外部
2-32H2:开口内部
2-32HS:开口斜面组
2-3210:主体
2-3211、2-3212、2-3213:强化元件
2-327:驱动组件承载座表面
2-A-2-A’、2-B-2-B’:线段
2-AD:接着元件
2-AP:容纳部
2-B:电性连接件
2-CN:第一控制单元
2-C1、2-C2、2-C3:线圈
2-D1、2-D2、2-D3:方向
2-F:电路元件
2-I:封装单元
2-IM:感光组件
2-IMC:补正组件
2-IMM:感光元件
2-LS:光学元件
2-LT:入射光
2-M1、2-M2、2-M3:磁性元件
2-M11、2-M12:子磁性元件
2-N:感测组件
2-N1、2-N2、2-N3:感测元件
2-O:光轴
2-OT:外部控制单元
2-P:光路调整单元
2-PR:保护元件
2-PV:绝缘元件
2-Q:主轴
2-SS:支撑组件
2-S1、2-S2、2-S3、32-S4、2-S5:弹性元件
2-UL:限流结构
2-W:杂散光防止组件
2-W1、2-W2、2-W3、2-W4:防止反射表面
2-d1:距离
3-100:光学元件驱动机构
3-10:固定部
3-10H:固定部的(或外框的)开口
3-10P1:侧面
3-10S1:侧边
3-11:外框
3-12:底座
3-120:非金属本体
3-121、3-122:第一金属部、第二金属部
3-13:框架
3-130:延伸部
3-131:第一电路
3-1351:凹陷结构
3-137:框架表面
3-30:活动部
3-31:光学元件承载座
3-317:承载座表面
3-32:驱动组件承载座
3-32H:开口
3-32H1:开口外部
3-32H2:开口内部
3-32HS:开口斜面组
3-3210:主体
3-3211、3-3212、3-3213:强化元件
3-327:驱动组件承载座表面
3-A-3-A’、3-B-3-B’、3-C-3C’:线段
3-AD:接着元件
3-AP:容纳部
3-B:电性连接件
3-CN:第一控制单元
3-C1、3-C2、3-C3:线圈
3-D1、3-D2、3-D3:方向
3-F:电路元件
3-I:封装单元
3-IM:感光组件
3-IMC:补正组件
3-IMM:感光元件
3-LS:光学元件
3-LT:入射光
3-M1、3-M2、3-M3:磁性元件
3-M11、3-M12:子磁性元件
3-N:感测组件
3-N1、3-N2、3-N3:感测元件
3-O:光轴
3-OT:外部控制单元
3-P:光路调整单元
3-Q:主轴
3-SS:支撑组件
3-S1、3-S2、3-S3、33-S4、3-S5:弹性元件
3-W:杂散光防止组件
3-W1、3-W2、3-W3、3-W4:防止反射表面
3-d1:距离
4-50:便携式电子装置
4-100:光学系统
4-102:壳体
4-1021:开口
4-200:镜片单元
4-300:光学元件驱动机构
4-302:光学元件
4-3021:第一面
4-304:外框
4-3041:顶面
4-3043:侧壁
4-306:弹性元件
4-3061:固定组件固定端
4-3062:稳定部
4-3063:活动组件固定端
4-3065:弹性变形部
4-3066:连接部
4-308:承载件
4-3081:第二面
4-3083:凸起部
4-3087:容置槽
4-312:底座
4-3121:开口
4-3123:底座侧壁
4-314:电路组件
4-3140:本体
4-3141:第一表面
4-3142:第二表面
4-316:补强构件
4-320:位置感测组件
4-3201:中心
4-330:强化元件
4-340:止动组件
4-341:第一止动元件
4-3411:第一止动表面
4-3412:阶梯结构
4-342:第二止动元件
4-3421:第二止动表面
4-343:第三止动元件
4-3431:第三止动表面
4-400:感测元件
4-AD1:第一接着元件
4-AD2:第二接着元件
4-AD3:黏接元件
4-AX:主轴
4-CL:驱动线圈
4-DA:驱动组件
4-EC1:对外接点
4-EC2:测试接点
4-FA:固定组件
4-FC:中心
4-GP:间距
4-GS:内缩空间
4-IL1:第一假想线
4-L:光线
4-MA:活动组件
4-MC:中心
4-MD1:最大距离
4-MD2:最大距离
4-MG:驱动磁铁
4-OC:中心
4-RX:实际转轴
4-S1:第一侧边
4-S2:第二侧边
4-S3:第三侧边
5-1:电子装置
5-10,5-20:光学元件驱动机构
5-11:光路调整组件
5-12:光路调整元件
5-13:光路调整元件基座
5-15:光学元件
5-110:外壳
5-111:光线入口
5-112:光线出口
5-113:顶壁
5-114:侧壁
5-120:固定框架
5-130:内埋电路
5-140:第一弹性元件
5-141,5-241:活动框架连接部
5-142,5-242:承载座连接部
5-143,5-243:变形部
5-144:第三弹性元件连接部
5-150:活动框架
5-151:第一凹槽
5-152:第二凹槽
5-153:第三凹槽
5-154:第一弹性元件连接部
5-155:上止挡部
5-156:下止挡部
5-160:承载座
5-161:第一制震元件设置部
5-162:第二制震元件设置部
5-163:第二线圈设置部
5-164:分隔元件
5-165:第二线圈引线设置部
5-168:沟槽
5-170:第一线圈
5-171,5-181,5-191:绕线轴
5-173:第一线圈的左半部
5-174:第一线圈的右半部
5-176:第一线圈第一引线
5-177:第一线圈第二引线
5-180:第二线圈
5-183:第二线圈第一引线
5-184:第二线圈第二引线
5-186:第二线圈的上半部
5-187:第二线圈的下半部
5-190:第三线圈
5-196:第三线圈的前半部
5-197:第三线圈的后半部
5-200:第一驱动磁性元件
5-201:第一驱动磁性元件的上表面
5-202:第一驱动磁性元件的侧表面
5-210:第二驱动磁性元件
5-212:第二驱动磁性元件的侧表面
5-220:导磁元件
5-230:第三驱动磁性元件
5-233:第三驱动磁性元件的下表面
5-240:第二弹性元件
5-250:第三弹性元件
5-251:上端
5-252:下端
5-253:中段
5-260:第一参考磁性元件
5-261,5-262,5-281,5-282,5-283:磁区
5-263,5-284,5-285:空乏区
5-270:第二参考磁性元件
5-280:第三参考磁性元件
5-290:第一感测元件
5-300:第二感测元件
5-310:第三感测元件
5-320:电路组件
5-321:电路组件本体
5-322:电路组件容纳部
5-323:电路组件开口
5-324:第三弹性元件连接部
5-325:穿孔
5-326:缺口
5-327:外部电性连接部
5-330:底座
5-331:底座本体
5-332:底座容纳部
5-333:凸柱
5-334:凹槽
5-340:制震元件
5-350:粘着元件
5-1411:孔洞
5-1511:上半部
5-1512:下半部
5-1521:防溢流结构
5-A1:第一方向
5-A2:第二方向
5-CU:线圈单元
5-D:驱动组件
5-DMU:驱动磁性单元
5-E:弹性组件
5-I:固定部
5-L:入射光
5-L':出射光
5-M:活动部
5-O:光轴
5-R1:第一区
5-R2:第二区
5-R3:第三区
5-RMU:参考磁性单元
5-S:位置感测组件
5-SU:感测单元
7-1:电子装置
7-10:光学元件驱动机构
7-20:透镜模块
7-110:固定部
7-111:外框
7-112:底座
7-113:框架
7-114:第一侧边
7-114a:长度
7-115:第二侧边
7-115a:长度
7-120:活动部
7-121:承载座
7-130:第一驱动组件
7-131:第一线圈
7-131a:绕线轴
7-132:第一磁性元件
7-140:第二驱动组件
7-141:第二线圈
7-141a:绕线轴
7-142:第二磁性元件
7-150:第一支撑组件
7-151:第一中间元件
7-151a:中心
7-152a:第二中间元件
7-152a':中心
7-152b:第三中间元件
7-152b':中心
7-152c:第四中间元件
7-153:第一支撑元件
7-154:第一承载单元
7-154a:第一开口
7-154a':边缘
7-154a″:第一强化结构
7-155:第一强化单元
7-155a:第二表面
7-156:第一容纳单元
7-156a:第三表面
7-156a':边缘
7-156a″:第二强化结构
7-157:第二支撑元件
7-158:第二强化单元
7-158a:第五表面
7-159:第二容纳单元
7-159a:第六表面
7-159b:第三开口
7-159b':边缘
7-159b″:第三强化结构
7-160:第二支撑组件
7-161:第二支撑单元
7-170:第一抑制组件
7-171:第一抑制元件
7-171a:最大尺寸
7-172:第二抑制元件
7-172a:凹陷结构
7-172b:深度
7-173:第一制震元件
7-180:第二抑制组件
7-181:第二制震元件
7-190:第一连接组件
7-191:第一弹性元件
7-192:第二弹性元件
7-200:第二连接组件
7-201:第三弹性元件
7-1111:顶面
7-1111a:边缘
7-1112:外框侧壁
7-1113:外框连接部
7-1121:底板
7-1122:第一底座侧壁
7-1123:底座连接部
7-1124:底座连接部凹陷
7-1311:第一段部
7-1411:第二段部
7-1531:第一基底
7-1531a:第一表面
7-1571:第二基底
7-1571a:第四表面
7-1571b:第一容纳部
7-1571c:第二容纳部
7-1581:第二承载单元
7-1581a:凹陷结构
7-1711:突出结构
7-1911:第一弹性单元
7-1921:第二弹性单元
7-2011:第三弹性单元
7-AX1:第一转轴
7-AX2:第二转轴
7-D1:第一方向
7-D2:第二方向
7-D3:第三方向
7-D4:第四方向
7-D5:第五方向
7-L:光线
7-O:光学元件
7-OA:光轴
7-P1:第一假想平面
7-P2:第二假想平面
7-P3:第三假想平面
7-P4:第四假想平面
7-S1:最短距离
7-S2:最短距离
7-S3:最短距离
7-S4:最短距离
7-S5:间距
7-S6:间距
7-S7:间隙
7-S8:间距
7-T:三角形
8-100:光学元件驱动机构
8-200,8-500,8-600:校正步骤
8-210,8-220,8-230,8-231,8-232,8-233,8-234,8-235,8-236,8-240,8-250,8-510,8-520,8-530,8-540,8-550,8-610,8-611,8-612,8-613,8-620,8-621,8-622,8-623,8-630,8-631,8-632,8-633,8-640,8-650:操作
8-310:校正设备
8-320:影像处理单元
8-330:第一驱动单元
8-340:计算单元
8-350:第二驱动单元
8-410:光线
8-420:光学信息
8-430:第一驱动控制信号
8-440:第一驱动信号
8-450:震动
8-460:惯性信息
8-470:防手震信息
8-480:第二驱动信号
8-C:控制组件
8-D:驱动组件
8-D1:第一驱动元件
8-D2:第二驱动元件
8-F:固定部
8-M:活动部
8-O:光学元件
9-1:电子装置
9-10:固定部
9-11:外框
9-12:底座
9-13:固定部接触元件
9-13a:弹簧
9-13b:环
9-14:突起结构
9-15:空洞结构
9-20:活动部
9-21:光学元件承载座
9-22:活动部接触元件
9-23:凹陷结构
9-23a:凹陷结构表
9-30:驱动组件
9-31:第一线圈
9-32:第二线圈
9-33:第一磁性元件
9-34:第二磁性元件
9-40:支撑组件
9-41:支点元件
9-41a:中心
9-42:润滑元件
9-50:弹性组件
9-51:固定部固定端
9-51a:中心
9-52:活动部固定端
9-52a:中心
9-53:弹性部
9-60:电路组件
9-61:电路元件
9-61a:电路元件边界
9-62:补强元件
9-62a:补强元件边界
9-63:接地电路
9-70:接着元件
9-80:制震元件
9-100:光学元件驱动机构
9-110:光学元件
9-111:顶面
9-111a:边缘
9-112:外框侧壁
9-113:外框连接部
9-113a:外框连接部边界
9-121:底板
9-121a:底板边界
9-122:第一底座侧壁
9-123:第二底座侧壁
9-124:底座连接部
9-124a:底座连接部边界
9-125:底座连接部凹陷
9-126:底座外周
9-127:底座电性连接部
9-128:溢胶槽
9-129:电路构件
9-200:透镜模块
9-311:第一引线
9-321:第二引线
9-611:电路元件表面
9-612:第一电路元件容纳部
9-612a:开口结构
9-613:第二电路元件容纳部
9-613a:开口结构
9-614:电路元件显露部
9-615:电路元件电极
9-D1:第一方向
9-D2:第二方向
9-D3:第三方向
9-L:光线
9-S1:距离
9-S2:距离
9-S3:间距
10-10:外框
10-10A:顶壁
10-10B:侧壁
10-20:底座
10-20A:底座表面
10-21:挡墙
10-22:底板
10-23,10-29:凹槽
10-24A,10-35:胶槽
10-24B:闪避槽
10-25:第一容置空间
10-26:第三容置空间
10-27:第四容置空间
10-28:补强元件
10-30:活动部
10-30A,10-30B:上表面
10-30C:下表面
10-31:第一止动结构
10-31A:第一止动表面
10-32:第二止动结构
10-32A:第二止动表面
10-33:第一轻量化结构
10-34:加强结构
10-36:绕线部
10-37:第二容置空间
10-38A:容置部
10-38B:弹性元件限位结构
10-39:容置部
10-39A:线圈设置表面
10-39B:引线容纳结构
10-39C:线圈支撑结构
10-40:线圈
10-41,10-42:引线
10-50:框架
10-50A:第一框架表面
10-50B:第二框架表面
10-50C:第三框架表面
10-50D:第四框架表面
10-51:第一框架侧
10-52:第二框架侧
10-53:第二轻量化结构
10-54:第三轻量化结构
10-55A:第一降噪表面
10-55B:第二降噪表面
10-56:抗反射元件
10-60:磁性元件
10-70:第一弹性元件
10-70A:第一部分
10-70B:第二部分
10-72:第二弹性元件
10-80:电子组件
10-82:感应磁性元件
10-84,10-86:电子组件
10-88:强化元件
10-90:阻尼元件
10-100:光学元件驱动机构
10-A-10-A,10-B-10-B,10-C-10-C,10-D-10-D,10-E-10-E:线段
10-D:驱动组件
10-D1,10-D2:最短距离
10-F:固定部
10-H1,10-H2:最大距离
10-L1,10-L2,10-L3:距离
10-M:主轴
10-O:光轴
10-S1,10-S2,10-S3,10-S4:尺寸
10-T1,10-T2:宽度
10-U:支撑组件
11-1:电子装置
11-10,11-20:光学元件驱动机构
11-11:光路调整组件
11-12:光路调整元件
11-13:光路调整元件基座
11-110:第一光学元件
11-120:第二光学元件
11-200:外壳
11-201:光线入口
11-202:光线出口
11-203:顶壁
11-204:侧壁
11-210:第一承载件
11-211:第一承载件本体
11-212:第一承载件开口
11-213:第一承载件设置部
11-214:第一承载件凹槽,第一活动部凹槽
11-215:第一承载件容纳部
11-216:第一容置件
11-2161:第一容置空间
11-2162:第一容置件开口
11-220:第二承载件
11-221:第二承载件本体
11-222:第二承载件开口
11-223:第二承载件设置部
11-224:第二承载件凹槽,第二活动部凹槽
11-225:第二承载件容纳部
11-226:第二容置件
11-230:第一容纳件
11-240:第二容纳件
11-250:接触单元
11-251:第一接触单元
11-2511:第一接触元件
11-252:第二接触单元
11-2521:第二接触元件
11-260:引导单元
11-261:第一引导元件
11-262:第二引导元件
11-270:第一磁性元件
11-280:第一驱动线圈
11-281:第一驱动线圈的绕线轴
11-290:第二磁性元件
11-300:第二驱动线圈
11-301:第二驱动线圈的绕线轴
11-310:第一参考元件
11-320:第二参考元件
11-330:第三参考元件
11-340:第四参考元件
11-350:第一感测元件
11-360:第二感测元件
11-370:电路组件
11-371:电性连接部
11-380:底座
11-381:底座本体
11-382:底座支撑部
11-3821:底座支撑部凹槽,固定部凹槽
11-383:底座前侧设置部
11-384:底座后侧设置部
11-A1:第一方向
11-A2:第二方向
11-A3:第三方向
11-A4:第四方向
11-A5:第五方向
11-D1:第一驱动组件
11-D2:第二驱动组件
11-E:弹性组件
11-G:引导组件
11-I:固定部
11-I-1:第一侧
11-I-2:第二侧
11-I-3:第三侧
11-I-4:第四侧
11-L:入射光
11-L':出射光
11-M1:第一活动部
11-M2:第二活动部
11-O1:第一光轴
11-O2:第二光轴
11-S1:第一感测组件
11-S2:第二感测组件
12-1、12-1’、12-2:光学系统
12-100:第一光学模块
12-200:第二光学模块
12-300:第三光学膜组
12-10:固定部
12-10S1:第一侧边
12-10S2:第二侧边
12-11:外壳
12-12;侧板
12-13:套筒
12-30:第一活动部
12-40:第二活动部
12-50:第三活动部
12-301:第三固定部
12-302:第四活动部
12-A-12-A’:线段
12-D1、12-D2、12-D3:方向
12-F1、12-F1’、12-F2:预压力
12-FL1、12-FL1’、12-FL2:延伸假想线
12-LS1:第一光学元件
12-LS2:第二光学元件
12-LS3:第三光学元件
12-LS4:第四光学元件
12-LT:入射光
12-GU:引导组件
12-J1、12J2:压电元件
12-K1、12-K2:接触元件
12-MC1、12-MC2、12-MC3、12-MC4:驱动组件
12-M1、12-M1’、12-M2’、12-M2、12-M3、12-M4:磁性元件
12-O1、12-O2:光轴
12-PF:电路板
12-SN1、12-SN2:位置感测组件
12-SN11、12-SN12、12-SN21、12-SN22:感测元件
12-T1、12-T1’、12-T2:施压组件
12-X1:位置
13-10:光学系统
13-11:光学装置
13-11A:开口
13-11B:固定框架
13-11C:第一接着元件
13-11D:第二接着元件
13-11E:第三接着元件
13-12:光学装置
13-12A:开口
13-12B:镜片
13-12C:第二光电转换器
13-20:电子设备
13-100:第一光学模块
13-110:第一光路调整元件
13-200:第二光学模块
13-210:第一光学组件
13-211:第一镜片
13-212:第二镜片
13-220:第二驱动机构
13-300:第三光学模块
13-310:第一光电转换器
13-311:接收表面
13-320:第七驱动机构
13-400:第四光学模块
13-410:第二光学组件
13-411:第三镜片
13-412:第四镜片
13-420:第三驱动机构
13-500:第五光学模块
13-510:第三光学组件
13-511:第五镜片
13-512:第六镜片
13-600:第六光学模块
13-610:第二光路调整元件
13-620:第四驱动机构
13-700、13-700’:第七光学模块
13-710、13-710’:第四光学组件
13-711:第七镜片
13-711A:切割平面
13-712:第八镜片
13-712A:切割平面
13-720、13-720’:第五驱动机构
13-730’:框体
13-800:第八光学模块
13-810:第三光路调整元件
13-820:第六驱动机构
13-900:第九光学模块
13-910:可变光圈
13-920:第八驱动机构
13-AX1:第一轴向
13-AX2:第二轴向
13-AX3:第三轴向
13-AX4:第四轴向
13-AX5:第五轴向
13-AX6:第六轴向
13-AX7:第七轴向
13-AX8:第八轴向
13-D1:第一移动方向
13-D2:第二移动方向
13-D3:第三移动方向
13-D4:第四移动方向
13-L1:第一光线
13-L2:第二光线
13-M1:第一平移方向
13-M2:第二平移方向
13-OP1:第一光轴
13-OP2:第二光轴
13-OP3:第三光轴
13-OP4:第四光轴
13-OP5:第五光轴
13-OP6:第六光轴
14-10:光学系统
14-11:光学装置
14-11A:开口
14-11B:固定框架
14-11C:第一接着元件
14-11D:第二接着元件
14-11E:第三接着元件
14-12:光学装置
14-12A:开口
14-12B:镜片
14-12C:第二光电转换器
14-20:电子设备
14-100:第一光学模块
14-110:第一光路调整元件
14-200:第二光学模块
14-210:第一光学组件
14-211:第一镜片
14-211A:切割平面
14-212:第二镜片
14-212A:切割平面
14-220:第二驱动机构
14-300:第三光学模块
14-310:第一光电转换器
14-311:接收表面
14-320:第七驱动机构
14-400:第四光学模块
14-410:第二光学组件
14-411:第三镜片
14-412:第四镜片
14-420:第三驱动机构
14-500:第五光学模块
14-510:第三光学组件
14-511:第五镜片
14-512:第六镜片
14-600:第六光学模块
14-610:第二光路调整元件
14-620:第四驱动机构
14-700、14-700’:第七光学模块
14-710、14-710’:第四光学组件
14-711:第七镜片
14-711A:切割平面
14-712:第八镜片
14-712A:切割平面
14-720、14-720’:第五驱动机构
14-730’:框体
14-800:第八光学模块
14-810:第三光路调整元件
14-820:第六驱动机构
14-900:第九光学模块
14-910:可变光圈
14-920:第八驱动机构
14-AX1:第一轴向
14-AX2:第二轴向
14-AX3:第三轴向
14-AX4:第四轴向
14-AX5:第五轴向
14-AX6:第六轴向
14-AX7:第七轴向
14-AX8:第八轴向
14-D1:第一移动方向
14-D2:第二移动方向
14-D3:第三移动方向
14-D4:第四移动方向
14-L1:第一光线
14-L2:第二光线
14-M1:第一平移方向
14-M2:第二平移方向
14-OP1:第一光轴
14-OP2:第二光轴
14-OP3:第三光轴
14-OP4:第四光轴
14-OP5:第五光轴
14-OP6:第六光轴
15-10:光学系统
15-11:开口
15-20:电子设备
15-100:反射模块
15-110:反射元件
15-200:第一光路调整模块
15-211:第一本体
15-212:第一穿透部
15-212A:第一穿透表面
15-213:第二穿透部
15-213A:第二穿透表面
15-214:第一反射部
15-214A:第一反射表面
15-215:第二反射部
15-215A:第二反射表面
15-220:第一驱动机构
15-230:第一中空框体
15-300:第二光路调整模块
15-310:第二光路调整元件
15-311:第二本体
15-312:第三穿透部
15-312A:第三穿透表面
15-313:第四穿透部
15-313A:第四穿透表面
15-314:第三反射部
15-314A:第三反射表面
15-315:第四反射部
15-315A:第四反射表面
15-320:第二驱动机构
15-330:第二中空框体
15-400:光学模块
15-410:光学元件
15-411:光轴
15-420:第三驱动机构
15-430:第三中空框体
15-500:光电转换模块
15-510:光电转换元件
15-520:第五驱动机构
15-530:第五中空框体
15-600:光量控制模块
15-610:可变光圈
15-620:第四驱动机构
15-630:第四中空框体
15-2111:第一侧
15-2112:第二侧
15-2113:第三侧
15-3111:第四侧
15-3112:第五侧
15-3113:第六侧
15-D1:第一方向
15-D2:第二方向
15-D3:第三方向
15-D4:第四方向
15-D5:第五方向
15-D6:第六方向
15-D7:第七方向
15-D8:第八方向
15-D9:第九方向
15-L:光线
具体实施方式
以下说明本发明的光学系统。然而,可轻易了解本发明提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明,并非用以局限本发明的范围。
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发明的背景或上下文一致的意思,而不应以一理想化或过度正式的方式解读,除非在此特别定义。
首先,请参考图1至图4B,其中图1是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构1-100的示意图,图2是光学元件驱动机构1-100的爆炸图,图3是光学元件驱动机构1-100的俯视图,图4A是沿图3中的线段1-A-1-A示出的剖面图,图4B是沿图3中的线段1-B-1-B示出的剖面图。
光学元件驱动机构1-100例如可为一光圈或一快门,并且主要可包括在一主轴1-O方向排列的外框1-10、底板1-20、框架1-30、叶片组件1-40、传导元件1-50、底座1-60、支撑组件1-70、磁性元件1-80、线圈1-82、电路板1-90、电子组件1-92、感测元件1-94、接合元件1-96。
在一些实施例中,外框1-10、底板1-20、框架1-30、底座1-60、电路板1-90可合称为固定部1-F。叶片组件1-40以及传导元件1-50可合称为活动部1-M,可相对于固定部1-F进行运动。磁性元件1-80与线圈1-82可合称为驱动组件1-D,用以驱动传导元件1-50相对于固定部1-F移动。
框架1-30可设置在外框1-10以及底板1-20之间,而叶片组件1-40可设置在框架1-30上。传导元件1-50可设置在叶片组件1-40上,并且穿过外框1-10、框架1-30以及底座1-60。支撑组件1-70可设置在传导元件1-50上,用以带动传导元件1-50相对于固定部1-F进行运动。
磁性元件1-80可设置在传导元件1-50上,并且可随着传导元件1-50移动而进行移动。线圈1-82可设置在底座1-60上,其中线圈1-82通电时可与磁性元件1-80的磁场进行反应而产生一电磁驱动力,以推动传导元件1-50(以及设置在传导元件1-50上的叶片组件1-40)进行移动。在一些实施例中,磁性元件1-80以及线圈1-82的位置可进行互换。
电子组件1-92以及感测元件1-94可设置在线圈1-82中,以感测磁性元件1-80相对于固定部1-F的位置并进行控制。电子组件1-92中例如可包括各种控制元件或感测元件。前述感测元件1-94或电子组件1-92中的感测元件可包括霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate Sensor)。
在一些实施例中,电路板1-90上的电路电性连接设置于光学元件驱动机构1-100内部或外部的其他电子元件,从而用以控制光学元件驱动机构1-100。
在一些实施例中,如图1以及图3所示,外框1-10可包括第一接合部1-12,而框架1-30可包括第二接合部1-31,其中第一接合部1-12中具有开口,而第二接合部1-31可设置在此开口中,以固定外框1-10与框架1-30的相对位置。换句话说,沿主轴1-O的方向观察,框架1-30的第二接合部1-31至少部分露出于外框1-10,而框架1-30的延伸部1-32与第一接合部1-12重叠。
如图4A所示,外框1-10包括第一开口表面1-10A、框架1-30包括第二开口表面1-30A,底座1-60包括第三开口表面1-60A,电路板1-90包括第四开口表面1-90A,而底板1-20包括第五开口表面1-20A,分别用以定义第一开口、第二开口、第三开口、第四开口、第五开口,例如可将前述开口定义为前述开口表面所围绕的区域。
第一开口表面1-10A、第二开口表面1-30A、第三开口表面1-60A、第四开口表面1-90A、第五开口表面1-20A皆面朝主轴1-O。在一些实施例中,第一开口表面1-10A与主轴1-O平行,第二开口表面1-30A与主轴1-O不平行,第三开口表面1-60A与主轴1-O不平行,第四开口表面1-90A与主轴1-O平行,第五开口表面1-20A与主轴1-O平行。如图4A所示,从第一方向(Y方向)观察,第一开口表面1-10A与第二开口表面1-30A不平行。在一些实施例中,第三开口表面1-60A、第四开口表面1-90A连续延伸,且构成一锥形面,以控制通过光学元件驱动机构1-100的光线的路径。
第一开口、第二开口、第三开口、第四开口、第五开口的最小直径分别为1-D1、1-D2、1-D3、1-D4、1-D5,用以让一光线通过。应注意的是,第一开口比第二开口靠近此光线的光入射处(例如为图4A上方靠近外框1-10的处),第二开口比第三开口靠近此光线的光入射处,第三开口比第四开口靠近此光线的光入射处,第四开口比第五开口靠近此光线的光入射处,且主轴1-O按序穿过第一开口、第二开口、第三开口、第四开口、以及第五开口。
应注意的是,如图4A所示,第一开口的最小直径1-D1大于第二开口的最小直径1-D2,第二开口的最小直径1-D2小于第三开口的最小直径1-D3,第三开口的最小直径1-D3小于第四开口的最小直径1-D4,第四开口的最小直径1-D4小于第五开口的最小直径1-D5,且第一开口的最小直径1-D1小于第三开口的最小直径1-D3。在一些实施例中,第四开口的最小直径1-D4亦可与第五开口的最小直径1-D5相等。
外框1-10可具有一开口1-14,而传导元件1-50可部分设置在开口1-14中,以穿过叶片组件1-40。磁性元件1-80可包括第一磁性元件1-80A、第二磁性元件1-80B、以及分隔元件1-80C。第一磁性元件1-80A以及第二磁性元件1-80B例如可为磁铁,且其磁极方向可以不同,例如可具有相反的磁极。分隔元件1-80C可将第一磁性元件1-80A以及第二磁性元件1-80B彼此隔开。
在一些实施例中,如图4A所示,电子组件1-92的顶表面可低于线圈1-82的顶表面,也就是在Z方向上,电子组件1-92的顶表面与磁性元件1-80的距离大于线圈1-82的顶表面与磁性元件1-80的距离。借此因此,可保护电子组件1-92免于碰撞。
图5A是光学元件驱动机构1-100省略外框1-10时的示意图。如图5A所示,叶片组件1-40可包括第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D。第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D形成一光圈开口1-40E,用以让光线通过光学元件驱动机构1-100。第一叶片1-40A包括第一叶片开口1-41A,第二叶片1-40B包括第二叶片开口1-41B,第三叶片1-40C包括第三叶片开口1-41C,第四叶片1-40D包括第四叶片开口1-41D,上述开口在Y方向上延伸。
其中一个传导元件1-50的连接部1-53同时穿过第一叶片开口1-41A以及第二叶片开口1-41B,且另一个传导元件1-50的连接部1-53同时穿过第三叶片开口1-41C以及第四叶片开口1-41D。在一些实施例中,第一叶片开口1-41A以及第二叶片开口1-41B可完全重叠,第三叶片开口1-41C以及第四叶片开口1-41D可完全重叠,例如具有相同的长度1-L2,而连接部1-53具有长度1-L1,其中长度1-L1小于长度1-L2。借此因此,传导元件1-50可通过连接部1-53而在各叶片开口中相对于各叶片移动。
此外,各叶片还可具有朝向主轴1-O方向延伸的导引开口。举例来说,第一叶片1-40A具有第一导引开口1-42A,第二叶片1-40B具有第二导引开口1-42B,第三叶片1-40C具有第三导引开口1-42C,第四叶片1-40D具有第四导引开口1-42D,而框架1-30的导引元件1-34可设置在第一导引开口1-42A、第二导引开口1-42B、第三导引开口1-42C、第四导引开口1-42D中,用以引导第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D相对于固定部1-F的移动方向。
前述第一导引开口1-42A、第二导引开口1-42B、第三导引开口1-42C、第四导引开口1-42D的延伸方向不同,从而可允许第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D在不同的方向上移动。举例来说,第一导引开口1-42A与第三导引开口1-42C的延伸方向相反,而第二导引开口1-42B与第四导引开口1-42D的延伸方向相反。换句话说,第一叶片1-40A与第三叶片1-40C的移动方向相反,而第二叶片1-40B与第四叶片1-40D的移动方向相反。
此外,如图5A所示,第一叶片1-40A可具有边缘1-43A以及边缘1-44A,第二叶片1-40B可具有边缘1-43B以及边缘1-44B,第三叶片1-40C可具有边缘1-43C以及边缘1-44C,第四叶片1-40D可具有边缘1-43D以及边缘1-44D,其中边缘1-43A、边缘1-43B、边缘1-43C、边缘1-43D可在第一方向(X方向)上延伸,而边缘1-44A、边缘1-44B、边缘1-44C、边缘1-44D可在第二方向(Y方向)上延伸,其中第一方向与第二方向不同(例如为垂直)。
于光学元件驱动机构1-100的叶片组件1-40进行运动时,边缘1-43A可与边缘1-43D大致上重叠,而边缘1-43B可与边缘1-43C大致上重叠,边缘1-44A可与边缘1-44B大致上重叠,边缘1-44C可与边缘1-44D大致上重叠。借此因此,可确保在各个方向上叶片的移动量大致上相同,以维持光圈开口1-40E的形状。
在一些实施例中,第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D可具有板状的形状。第一叶片1-40A、第三叶片1-40C可大致上位于相同的平面,第二叶片1-40B、第四叶片1-40D可大致上位于相同的平面,且在俯视方向上,第一叶片1-40A、第三叶片1-40C皆覆盖一部分的第二叶片1-40B、第四叶片1-40D。
图5B是第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D的剖面示意图。第一叶片1-40A具有上表面1-40A1以及下表面1-40A2,第二叶片1-40B具有上表面1-40B1以及下表面1-40B2,第三叶片1-40C具有上表面1-40C1以及下表面1-40C2,第四叶片1-40D具有上表面1-40D1以及下表面1-40D2,其中上表面1-40A1与下表面1-40A2具有不同的粗糙度,上表面1-40B1与下表面1-40B2具有不同的粗糙度,上表面1-40C1与下表面1-40C2具有不同的粗糙度,上表面1-40D1与下表面1-40D2具有不同的粗糙度。举例来说,上表面1-40A1的粗糙度可小于下表面1-40A2的粗糙度,上表面1-40B1的粗糙度可小于下表面1-40B2的粗糙度,上表面1-40C1的粗糙度可小于下表面1-40C2的粗糙度,上表面1-40D1的粗糙度可小于下表面1-40D2的粗糙度。换句话说,上表面1-40A1的反射率可大于下表面1-40A2的反射率,上表面1-40B1的反射率可大于下表面1-40B2的反射率,上表面1-40C1的反射率可大于下表面1-40C2的反射率,上表面1-40D1的粗糙度可大于下表面1-40D2的反射率。借此因此,可避免杂散光产生。
第一叶片1-40A、第三叶片1-40C与第二叶片1-40B、第四叶片1-40D之间可通过点接触的方式彼此接触,以降低接触面积以及摩擦力。举例来说,第二叶片1-40B、第四叶片1-40D可具有朝向第一叶片1-40A、第三叶片1-40C凹陷的点,且第二叶片1-40B、第四叶片1-40D通过前述凹陷点接触第一叶片1-40A、第三叶片1-40C,而第二叶片1-40B、第四叶片1-40D的叶片表面与第一叶片1-40A、第三叶片1-40C的叶片表面隔开。举例来说,下表面1-40A2或下表面1-40C2与上表面1-40B1或上表面1-40D1之间具有大于零的一距离。然而,本发明并不以此为限,第一叶片1-40A、第三叶片1-40C亦可具有朝向第二叶片1-40B、第四叶片1-40D凹陷的点,取决于设计需求。在一些实施例中,每一叶片可具有至少三个凹陷点(三点构成一平面)。
图6是光学元件驱动机构1-100一些元件的示意图,其中省略了外框1-10以及叶片组件1-40。框架1-30可具有开口1-33,用以设置传导元件1-50。应注意的是,在X方向上,开口1-33的尺寸可大于传导元件1-50的尺寸,以允许传导元件1-50相对于框架1-30在X方向上移动。
图7A以及图7B是传导元件1-50从不同方向观察时的示意图。传导元件1-50可具有主体1-52、连接部1-53、延伸部1-54、第一凹槽1-55、第二凹槽1-56。连接部1-53可从主体1-52在Z方向上延伸,而延伸部1-54可从主体1-52在X方向上延伸。第一凹槽1-55可与主体1-52重叠,而第二凹槽1-56可与延伸部1-54重叠。
如图4B所示,磁性元件1-80可设置在第一凹槽1-55中,并且第一凹槽1-55在剖面图中可具有阶梯状的形状,以允许在磁性元件1-80以及第一凹槽1-55之间设置粘着材料(例如胶水),以固定磁性元件1-80以及传导元件1-50。应注意的是,传导元件1-50在X方向上并未直接接触外框1-10、框架1-30、底座1-60,以避免直接接触时所造成的摩擦力。
图8是光学元件驱动机构1-100一些元件的示意图,其中相对于图6进一步省略了框架1-30以及传导元件1-50。支撑组件1-70可包括两个第一支撑元件1-72以及一个第二支撑元件1-74。第一支撑元件1-72以及第二支撑元件1-74可具有球形的形状,其中第二支撑元件1-74的直径可小于第一支撑元件1-72的直径,并且可以设置在两个第一支撑元件1-72之间,以降低两个第一支撑元件1-72之间滚动时所造成的摩擦力。
如图4B以及图8所示,支撑组件1-70可部分设置在底座1-60的凹槽1-64中,并且可部分设置在第二凹槽1-56中,从而可降低传导元件1-50与底座1-60之间的摩擦力,以使传导元件1-50更轻易地相对于底座1-60进行移动。然而,本发明并不以此为限。亦可使用具有其他样态的支撑组件,取决于设计需求。
如图4B以及图8所示,底座1-60可具有底座开口1-62,用以设置传导元件1-50以及设置在传导元件1-50上的磁性元件1-80,其中在图8中,线圈1-82、电子组件1-92、感测元件1-94至少部分露出于底座开口1-62,从而可对磁性元件1-80的磁场做出反应(例如产生电磁力或者感测磁场变化)。
如图8所示,可通过接合元件1-96来接合底座1-60、电路板1-90、以及底板1-20。接合元件1-96例如为粘胶,可设置在底座1-60、电路板1-90、以及底板1-20的侧面(例如设置在四个侧边),且在各侧边可具有不同数量的接合元件1-96。
图9A是叶片组件1-40关闭时,光学元件驱动机构1-100的俯视图。图9B是图9A省略外框1-10时的示意图。其中第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D分别朝向方向1-45A、方向1-45B、方向1-45C、方向1-45D进行移动,如图9B中的箭号所示。应注意的是,两个传导元件1-50皆朝向靠近主轴1-O的方向移动(彼此靠近),以带动前述叶片。借此因此,光圈开口1-40E可缩小,以调整由光学元件驱动机构1-100所形成的光圈的大小。
图9C是图9A的剖面图。如图9C所示,此时光圈开口1-40E具有最小直径1-DA’,其中最小直径1-DA’小于第一开口的最小直径1-D1以及第二开口的最小直径1-D2。也就是说,此时光学元件驱动机构1-100所形成的光圈的大小可定义为光圈开口1-40E的最小直径1-DA’。在一些实施例中,最小直径1-DA’可等于零,此时的光学元件驱动机构1-100可作为一快门。
图10A是叶片组件1-40开启时,光学元件驱动机构1-100的俯视图。图10B是图10A省略外框1-10时的示意图。其中第一叶片1-40A、第二叶片1-40B、第三叶片1-40C、第四叶片1-40D分别朝向方向1-46A、方向1-46B、方向1-46C、方向1-46D进行移动,如图10B中的箭号所示。应注意的是,两个传导元件1-50皆朝向远离主轴1-O的方向移动(彼此远离),以带动前述叶片。借此因此,光圈开口1-40E可放大,以调整由光学元件驱动机构1-100所形成的光圈的大小。
图10C是图10A的剖面图。如图10C所示,此时光圈开口1-40E具有最大直径1-DA”,其中最大直径1-DA”大于第二开口的最小直径1-D2。也就是说,此时光学元件驱动机构1-100所形成的光圈的大小可定义为第二开口的最小直径1-D2。
虽然在前述光学元件驱动机构1-100中,是通过电路板1-90来与外界的其他元件进行电性连接,但本发明并不以此为限。举例来说,图11以及图12分别是本发明另一些实施例中的光学元件驱动机构1-100’的立体图以及爆炸图。光学元件驱动机构1-100’的元件大致上与前述光学元件驱动机构1-100类似或相同,而不同的是光学元件驱动机构1-100’的框架1-30’、底座1-60’、电路板1-90’具有不同的结构。
如图11以及图12所示,底座1-60’上可具有额外的导电元件1-98,可部分露出于框架1-30’的侧开口1-35,并具有从框架1-30’另一侧露出的端部,以与外界进行电性连接。应注意的是,导电元件1-98可至少部分内埋于框架1-30’,并且可增加框架1-30’的机械强度。
综上所述,本发明提供一种光学元件驱动机构,包括固定部、第一叶片、传导组件、驱动组件。第一叶片可相对固定部移动。传导组件可相对固定部移动。驱动组件用以驱动传导元件相对于固定部移动。传导元件受到驱动组件所驱动时,传导元件带动第一叶片相对于固定部运动。
为了方便说明,在以下内容以及附图中,可能使用第一方向2-D1(Y轴)、第二方向2-D2(Z轴)、第三方向2-D3(X轴)来描述方向或方位。第一方向2-D1、第二方向2-D2、第三方向2-D3各自不同且互相不平行。在一些实施例中,第一方向2-D1、第二方向2-D2、第三方向2-D3垂直或大致上互相垂直。以下谈及元件的运动方向时,用以说明,只要与本公开的构思不冲突,实质上只要是不同方式的运动,例如移动或转动,以维度表示,皆包含在本公开的范围内。
图13是装设有一光学元件驱动机构2-100的一电子装置2-1的示意图。电子装置2-1可为平板电脑、智能手机等。光学元件驱动机构2-100通常设置于电子装置2-1的顶部区域。光学元件驱动机构2-100可为潜望式机构。在一些实施例中,电子装置2-1可进一步装设另一光学元件驱动机构2-150X。光学元件驱动机构2-100以及光学元件驱动机构2-150X可分别成像,以提升电子装置1的摄录品质。
图14是显示电子装置2-1的一光路调整单元2-P与光学元件驱动机构2-100的示意图。光路调整单元2-P可改变入射光2-LT的光路。具体而言,当来自外界的入射光(线)2-LT沿主轴2-Q至光路调整单元2-P,光路调整单元2-P用以调整入射光线的入射方向以及出射方向,借此改变光线2-LT的光路,使入射光2-LT能够进入光学元件驱动机构2-100的光学元件2-LS,光学元件2-LS例如镜头元件或包含多个镜头元件的镜头组件,设置于活动部2-30(见图15)。光轴2-O是通过光学元件2-LS的中心的虚拟轴线。前述光路调整单元2-P可为反射镜(mirror)、折射棱镜(prism)或分光镜(beam splitter)等。当入射光2-LT进入光路调整单元2-P时,入射光2-LT大致上垂直于光轴2-O,如此入射光2-LT得以穿过的光学元件2-LS而至感光组件2-IMM,以获取影像。其中,通过光学元件驱动机构2-100的驱动机制,光学元件2-LS与感光元件2-IM可相对活动,借此达到光学变焦(Zooming)、自动对焦(Auto-Focusing,AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)。于一些实施例中,也可定义光学元件驱动机构2-100包含光路调整单元2-P。
前述光路调整单元2-P是固定地连接固定部2-10,如此可简化主动对准(activealignment),以达方便组装的技术效果。于一些实施例中,在第一方向2-D1上,光路调整单元2-P的最大尺寸大于光学元件驱动机构2-100的二分之一。于一些实施例中,在第一方向2-D1上;光路调整单元2-P的最大尺寸大于光学元件驱动机构2-100的三分之二。
感光组件2-IM包含一感光元件2-IMM与补正组件2-IMC。感光元件2-IMM例如图像感测器(image sensor),用以接收光线。补正组件2-IMC用以驱动感光元件2-IMM相对固定部2-10运动,其中,补正组件2-IMC可用以驱动感光元件2-IMM相对固定部2-10沿着第二、第三维度运动。于一些实施例中,补正组件2-IMC可包含线圈与磁铁,通过施加电流以产生驱动感光元件2-IMM的驱动力。于另一些实施例中,补正组件2-IMC可包含具金属形状存储合金(Shape Memory Alloys,SMA)材质的偏压元件,以产生对感光元件2-IMM的驱动力。
前述光轴2-O与主轴2-Q不平行。于一些实施例中,主轴2-Q与光轴2-O垂直。光学元件驱动机构2-100在主轴2-Q方向上的最大尺寸,是小于光学元件驱动机构2-100在光轴2-O方向上的尺寸。光学元件驱动机构2-100在主轴2-Q方向上的最大尺寸,是小于光学元件驱动机构2-100在第三方向2-D3上的尺寸。
以下将说明前述光学元件驱动机构2-100的详细结构。
图15为光学元件驱动机构2-100的爆炸示意图,图16则为光学元件驱动机构2-100组合后的示意图。光学元件驱动机构2-100包括一固定部2-10、一活动部2-30、一驱动组件2-MC与一支撑组件2-SS。活动部用以连接一光学元件2-LS(例如镜头或镜头组件),驱动组件2-MC用以驱动活动部2-30相对固定部2-10运动,而活动部2-30经由支撑组件2-SS可以多个维度相对固定部2-10运动。
固定部2-10包含相互对应的外框2-11和底座2-12,两者沿着一主轴2-Q(Y轴)排列,并构成一容纳空间,以供活动部2-30、驱动组件2-MC与支撑组件2-SS设置,并可对其作保护。于一些实施例中,沿着主轴2-Q方向观察时,固定部2-10具有多边形结构。前述活动部2-30设置于底座2-12上。驱动组件2-MC则设置于活动部2-30和固定部2-10,用以驱动活动部2-30和光学元件2-LS以相对于固定部2-10移动,借此调整活动部2-30、光学元件2-LS的姿态或位置,进而达光学变焦(Zooming)、自动对焦(Auto-Focusing,AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的目的。
前述外框2-11包含一顶壁2-111与一侧壁2-112,顶壁2-111具有板状结构;且顶壁2-111与主轴2-Q不平行。于一些实施例中,顶壁与主轴2-Q垂直。侧壁2-112具有板状结构,且由顶壁2-111的边缘延伸。顶壁2-111与侧壁2-112不平行,侧壁2-112与主轴2-Q平行。前述底座2-12具有板状结构,且与主轴2-Q不平行,于一些实施例中底座2-12与主轴2-Q垂直。
参阅图15和图17,前述活动部2-30包含一光学元件承载座2-31与一驱动组件承载座2-32,光学元件承载座2-31用以连接光学元件2-LS,驱动组件承载座2-32连接至少部分驱动组件2-MC。驱动组件MC包含多个线圈2-C1~2-C3与多个磁性元件2-M1~2-M3,此部分将于后面详述。驱动组件承载座2-32连接或承载至少部分驱动组件2-MC,例如连接驱动组件2-MC的第一、第二磁性元件2-M1、2-M2。
参阅图15、图18,关于驱动组件2-MC,其可为一电磁驱动组件(ElectromagneticDriving Assembly),包含数个线圈(包含第一、第二、第三线圈2-C1、2-C2、2-C3)和数个磁性元件(包含第一、第二、第三磁性元件2-M1、2-M2、2-M3)。
当对驱动组件2-MC施加一驱动信号(例如通过一外部电源施加电流至驱动线圈2-C),其磁性元件与线圈之间产生磁力,进而可带动活动部2-30相对于固定部2-10移动。如此一来驱动组件2-MC即可驱动活动部2-30和光学元件沿其光轴2-O移动,或者在垂直于光轴2-O的平面移动,以达到光学影像防手震、自动对焦或改变焦距的技术效果。
通过驱动组件2-MC,光学元件承载座2-31可相对驱动组件承载座2-32运动,光学元件承载座2-31可相对固定部2-10运动,驱动组件承载座2-32可相对固定部2-10运动。驱动组件2-MC用以驱动光学元件承载座2-31相对驱动组件承载座2-32沿着一第一维度运动,例如通过第一线圈2-C1与第一磁性元件2-M1。驱动组件2-MC用以驱使驱动组件承载座32相对固定部2-10沿着一第二维度运动,例如通过第二线圈2-C2与第二磁性元件2-M2。驱动组件2-MC用以驱使驱动组件承载座2-32相对固定部2-10沿着一第三维度运动,例如通过第三线圈2-C3与第二磁性元件2-M2或第三磁性元件2-M3。前述第一、第二维度不同;第二、第三维度不同;第一维度可为平行第一方向2-D1的运动;第二维度可为平行第二方向2-D2的运动;第三维度可为平行第三方向2-D3的运动。第一、第二以及第三方向2-D1、2-D2、2-D3互相不平行;第一、第二以及第三方向互相垂直;第二维度与光学元件2-LS的光轴2-O平行。
于一些实施例中,每个第一磁性元件2-M1可包含两个不同厚度(X轴方向)的第一、第二子磁性元件2-M11、2-M12,两者在主轴2-Q方向排列。
继续参阅图18,前述光学元件承载座2-31还包括一缺口2-311,缺口2-311与光轴2-O的排列方向,是与第三方向2-D3垂直。缺口2-311与光轴2-O的排列方向,是与第一方向2-D1平行。通过缺口2-311,以利整体机构超薄化,且能够提升增加光学品质。
参阅图19,驱动组件承载座2-32还包含一金属强化组件2-321,可强化驱动组件承载座2-32的整体机械强度。金属强化件2-321包含:一主体2-3210、一第一强化元件2-3211、一第二强化元件2-3212与一第三强化元件2-3213。主体2-3210具有非金属材质。第一强化元件2-3211具有金属材质且至少部分内埋在主体2-3210,并至少部分显露于主体2-3210。第二强化元件2-3212至少部分内埋在主体2-3210,且至少部分显露于主体2-3210。第一、第二强化元件2-3211、2-3212被主体显露出的部分,是沿着第三方向平行2-D3延伸。第三强化元件2-3213具有导磁性金属材质,并至少部分内埋在主体2-3210内,且至少部分显露于主体2-3210,并面向或接触第二磁性元件2-M2。由于第三强化元件2-3213具导磁性金属材质,可让磁性元件2-M1~2-M3与线圈2-C1~2-C3的之间的磁力往一既定方向集中,借此强化驱动组件2-MC的驱动能力,且可降低磁干扰的作用,并增强驱动组件承载座2-32整体机械强度。于一些实施例中,第三强化元件2-3213可作为导磁元件(permeability element)。
驱动组件承载座2-32具有开口2-32H,开口2-32H具有一开口外部2-32H1、一开口内部2-32H2与开口斜面组2-32HS。开口内部2-32H2的开口面积是大于开口外部2-32H1的开口面积。开口斜面组2-32HS位在开口外部2-32H1与开口内部2-32H2之间,并连接此二者。于一些实施例中,连接开口外部2-32H1与开口内部2-32H2的开口斜面组2-32HS的斜面,其相对于参考面XZ平面(或顶壁2-111)倾斜25~30度。通过此开口斜面组2-32HS,可增加光学特性。
参阅图15和图18,前述支撑组件2-SS包括一第一弹性元件2-S1与一第二弹性元件2-S2,光学元件承载座2-31经由第一弹性元件2-S1活动的连接驱动组件承载座2-32。第一弹性元件2-S1具有板状结构,其延伸方向与一第一假想平面(ZX平面)平行。光学元件承载座2-31经由第二弹性元件2-S2活动的连接驱动组件承载座2-32,第二弹性元件2-S2具有板状结构;第二弹性元件2-S2的延伸方向与第一假想平面平行。第一、第二弹性元件2-S1、2-S2的中心沿着第三方向2-D3排列,第一假想平面通过第一、第二弹性元件2-S1、2-S2。前述第一假想平面与主轴2-Q垂直,第一假想平面与光轴2-O平行。
支撑组件2-SS还包括多个第三弹性元件2-S3,活动部2-30经由第三弹性元件2-S3活动地连接固定部2-10。第三弹性元件2-S3具有长条形结构,其延伸方向与光轴2-O方向不平行,第三弹性元件2-S3与第一假想平面不平行,第三弹性元件2-S3与第一假想平面垂直。于一些实施例中,多个第三弹性元件2-S3可被当作一弹性组件。于一些实施例中,支撑组件2-SS可包含一个第三弹性元件2-S3,即可使活动部2-30活动地连接固定部2-10。
支撑组件2-SS还包括一第四弹性元件2-S4与一第五弹性元件2-S5,设置于光学元件承载座2-31的底侧,用以弹性地连接活动部2-30和固定部2-10。
参阅图15,于一些实施例中,光学元件驱动机构2-100还包括一感测组件2-N,用以感测活动部2-30相对固定部2-10运动。感测组件2-N包括:一第一感测元件2-N1,用以感测光学元件承载座2-31相对驱动组件承载座2-32的运动,第一感测元件2-N1用以感测光学元件承载座2-31相对驱动组件承载座2-32于第一维度的运动;一第二感测元件2-N2,用以感测驱动组件承载座2-32相对固定部2-30的运动,第二感测元件用以感测驱动组件承载座2-32相对固定部2-10于第二维度的运动;一第三感测元件2-33,用以感测驱动组件承载座2-32相对固定部2-10的运动,第三感测元件2-N3用以感测驱动组件承载座2-32相对固定部2-10于第三维度的运动。
第一控制单元2-CN电性连接驱动组件2-MC以及第二感测元件2-N2,并根据第二感测元件2-N2所输出的感测信号以控制驱动组件2-MC。第一控制单元2-CN与第二感测元件2-N2位于一封装单元2-I中;第一、第三感测元件2-N1、2-N3以及驱动组件2-MC皆电性连接一外部控制单元2-OT,外部控制单元2-OT位于光学元件驱动机构2-100外。第一控制单元2-CN电性连接外部控制单元;封装单元2-I位于光学元件驱动机构2-100中;第一、第三感测元件2-N1、2-N2位于光学元件驱动机构2-100中。
光学元件驱动机构2-100还包括一电路元件2-F,电性连接第一、第二以及第三感测元件2-N1、2-N2、2-N3;驱动组件2-MC与第一感测元件2-N1分别位于电路元件2-F的相反两侧(或上、下侧),其中,驱动组件2-MC与第二、第三感测元件2-N2、2-N3分别位于电路元件2-F的相反侧(上、下侧)。前述底座2-12包括多个容纳部2-AP,对应第一~第三感测元件2-N1~2-N3。于第一方向2-D1上,容纳部2-AP的最大尺寸大于第一、第二以及第三感测元件2-N1~2-N3的最大尺寸,如此底座2-12能够保护感测元件2-N1~2-N3,以避免遭受撞击而产生损坏。
参阅图20和图21,光学元件驱动机构2-100还包括一保护元件2-PR,例如为粘胶、凝胶或胶体,设置于容纳部2-AP,用以保护第一~第三感测元件2-N1~2-N3。于本实施例中,保护元件2-PR直接接触容纳部与第一~第三感测元件2-N1~2-N3。此外,容纳部2-AP的周围形成有一限流结构2-UL,用以限制保护元件2-PR的设置范围,如此可在施加保护元件2-PR时,避免保护元件2-PR溢流出。在于垂直第一方向2-D1的方向上,限流结构2-UL的最大尺寸大于容纳部的最大尺寸。前述固定部2-10还包括一绝缘元件2-PV设置于底座2-12并直接接触电性连接件2-B(图23,将于后述),以避免电性连接件2-B和其他电路短路(例如光学元件驱动机构2-100中的电性元件)。于一些实施例中,绝缘元件直接接触底座2-12、直接接触框架2-13、直接接触外框2-11。
参阅图18和图22,前述底座2-12包括:一非金属本体2-120与一第一金属部2-121。非金属本体2-120具有板状结构。第一金属部2-121具有金属材质且至少部分埋藏于非金属本体2-120,外框2-11具有金属材质且与第一金属部2-121经由焊接(例如焊锡、熔接或是电阻焊接等金属连接加工方式)连接。第一金属部2-121与外框2-11的最短距离(可为零)小于非金属本体2-120与外框2-11的最短距离2-d1,确保外框外框2-11与第一金属部2-121能够确实接触,以此提升焊接品质。
前述底座2-12还包括一第二金属部2-122,具有金属材质且至少部分埋藏于非金属本体2-120;外框2-11与第二金属部2-122经由焊接连接。相似地,第二金属部2-122与外框2-11的最短距离(可为零)小于非金属本体2-120与外框2-11的最短距离(如距离2-d1)。
参阅图15和图18,第一、第二金属部2-121、2-122与外框2-11的焊接处位于固定部2-10的一侧边2-10S1。固定部2-10还包括一开口2-10H对应光线。沿着主轴2-Q方向观察时,开口2-10H位于侧边2-10S1。外框2-11的侧壁2-112具有多个(至少两个)凹槽2-1121、2-1122,分别对应第一、第二金属部2-121、2-122。凹槽2-1121、2-1122与开口2-10H皆位于固定部2-10的侧面2-10P1。侧面2-10P1与光轴2-O垂直;侧面2-10P1与主轴2-Q平行;外框2-11经由第一金属部2-121电性连接一外部接地电路以接地。
参阅图23,前述固定部2-10包括的框架2-13,是固定地设置于外框2-11。框架2-13具有一延伸部2-130朝向底座2-12延伸,沿着主轴2-O方向观察时,延伸部2-130是位于固定部2-10的角落。框架2-13还具有第一电路2-131电性连接驱动组件2-MC。第一电路2-131至少部分埋设于框架2-13中,且不显露于框架2-13的外部。第一电路2-131至少部分位于或埋藏于延伸部2-130,第一电路2-131电性连接前述电路元件2-F,第一电路2-131经由一电性连接件2-B(例如焊锡)电性连接电路元件2-F。其中,第一电路2-131直接接触电性连接件2-B的表面,是与电路元件2-F直接接触电性连接件2-B的表面不平行。于一些实施例中,第一电路2-131直接接触电性连接件2-B的表面,是与电路元件2-F直接接触电性连接件2-B的表面互相垂直。
框架2-13的延伸部2-130对应外框2-11的侧壁2-112,延伸部2-130具有凹陷结构2-1351以容纳一接着元件2-AD,例如为粘胶、凝胶或胶体。接着元件2-AD直接接触外框2-11以及框架2-13,且接着元件2-AD直接接触底座2-12。
参阅图24,光学元件承载座2-31形成有一第一防止反射表面2-W1;驱动组件承载座2-32形成有一第二防止反射表面2-W2;框架2-13形成有第三、第四防止反射表面2-W3、2-W4。于一些实施例中,光学元件驱动机构2-100可定义为还包括一杂散光防止组件2-W,用以防止由光线反射时所产生的一杂散光进入、通过固定部2-10的(或外框2-11的)开口2-10H。杂散光防止组件2-W包括:第一防止反射表面2-W1、第二防止反射表面2-W2、第三防止反射表面2-W3与第四防止反射表面2-W4。
前述第一防止反射表面2-W1具有平面结构,并与光轴2-O不平行、不垂直。第一防止反射表面2-W1设置于光学元件承载座2-31。于本实施例中,第一防止反射表面2-W1的反射率是低于光学元件承载座2-31的一光学元件承载座表面2-317,且第一防止反射表面2-W1与光学元件承载座表面2-317不平行。第一防止反射表面2-W1的粗糙度与光学元件承载座表面2-317的粗糙度不同。第一防止反射表面2-W1具有防反射涂层。第一防止反射表面2-W1面朝开口2-10H。
前述第二防止反射表面2-W2具有平面结构,是设置于驱动组件承载座2-32,并与光轴2-O不平行、不垂直。第二防止反射表面2-W2的反射率低于驱动组件承载座2-32的一驱动组件承载座表面2-327。第二防止反射表面2-W2与驱动组件承载座表面2-327不平行。第二防止反射表面2-W2的粗糙度驱动组件承载座表面2-327的粗糙度不同。第二防止反射表面2-W2具有防反射涂层。第二防止反射表面2-W2面朝开口2-10H。沿着光轴2-O方向观察时,第一防止反射表面2-W1与第二防止反射表面2-W2至少部分重叠。
前述第三防止反射表面2-W3具有平面结构,设置于框架2-13,并与光轴2-O不平行、不垂直。第三防止反射表面2-W3。第三防止反射表面2-W3的反射率低于框架2-13的一框架表面2-137。第三防止反射表面2-W3与框架表面2-137不平行。第三防止反射表面2-W3的粗糙度与框架表面2-137的粗糙度不同。第三防止反射表面2-W3具有防反射涂层。第三防止反射表面2-W3面朝开口2-10H。沿着光轴方向2-O观察时,第二防止反射表面2-W2与第三防止反射表面2-W3至少部分重叠,而第一防止反射表面2-W1与第三防止反射表面2-W3至少部分重叠。
前述第四防止反射表面2-W4具有平面结构,设置框架2-13,并与光轴2-O不平行、不垂直。第四防止反射表面2-W4的反射率低于框架表面2-137。于一些实施例中,第三、第四防止反射表面2-W3、2-W4的反射率相同。第四防止反射表面2-W4与框架表面2-137不平行。第四防止反射表面2-W4的粗糙度与框架表面2-137的粗糙度不同。第四防止反射表面2-W4具有防反射涂层。第四防止反射表面2-W4面朝光学元件2-LS。沿着光轴2-O方向观察时,第一防止反射表面2-W1与第四防止反射表面2-W4至少部分重叠,第二防止反射表面2-W2与第四防止反射表面2-W4至少部分重叠,而第三防止反射表面2-W3与第四防止反射表面2-W4至少部分重叠。
通过上述杂散光防止组件2-W,可用以防止由光线在机构内部所产生的额外反射,或是将额外反射的杂散光遮蔽使杂散光不易进入固定部2-10的开口2-10H,大幅提升拍摄品质或是光学方面的品质。
综上所述,本发明的实施例提供一种光学元件驱动机构,包括:一活动部,用以连接一光学元件;一固定部,其中活动部可相对固定部运动;一驱动组件,用以驱动活动部相对固定部运动;以及一支撑组件,其中活动部经由支撑组件可以多个维度相对固定部运动。
本发明实施例至少具有以下其中一个优点或技术效果,在潜望式光学系统中,通过在光学元件驱动机构内对光学元件作驱动,于三个维度运动,而将光路调整单元相对固定不动,如此不仅可简化组件与组件之间的对准程序,进而提升组装效率,且也能够小型化整体机构。于一些实施例中,通过防止反射表面,能够有效降低光线经由光路调整单元反射或折射时所产生的杂散光,以增进光学品质,且亦能够经由进行变焦、对焦与光学防手震调整拍摄的范围的广泛程度,同时更能在有外部干扰要素时得到更优良的光学品质。
为了方便说明,在以下内容以及附图中,可能使用第一方向3-D1(Y轴)、第二方向3-D2(Z轴)、第三方向3-D3(X轴)来描述方向或方位。第一方向3-D1、第二方向3-D2、第三方向3-D3各自不同且互相不平行。在一些实施例中,第一方向3-D1、第二方向3-D2、第三方向3-D3垂直或大致上互相垂直。
图25是本公开一实施例的光学元件驱动机构3-100的示意图。光学元件驱动机构3-100可装设于平板电脑、智能手机等电子装置中,作为驱动光学元件的机构。光学元件驱动机构3-100可为潜望式驱动机构。
设在光学元件驱动机构3-100中的光路调整单元3-P,可改变入射光3-LT的光路。具体而言,当来自外界的入射光(线)3-LT沿主轴3-Q至光路调整单元3-P,光路调整单元3-P用以调整入射光线的入射方向以及出射方向,借此改变光线3-LT的光路,使入射光3-LT能够进入光学元件驱动机构3-100的光学元件3-LS,光学元件3-LS例如镜头元件或包含多个镜头元件的镜头组件,设置于活动部3-30(见图26)。光轴3-O是通过光学元件3-LS的中心的虚拟轴线。前述光路调整单元3-P可为反射镜(mirror)、折射棱镜(prism)或分光镜(beamsplitter)等。当入射光3-LT进入光路调整单元3-P时,入射光3-LT大致上垂直于光轴3-O,如此入射光3-LT得以穿过的光学元件3-LS而至感光组件3-IMM,以获取影像。其中,通过光学元件驱动机构3-100的驱动机制,光学元件3-LS与感光元件3-IM可相对活动,借此达到光学变焦(Zooming)、自动对焦(Auto-Focusing,AF)或光学防手震(Optical ImageStabilization,OIS)。于一些实施例中,也可定义光学元件驱动机构3-100包含光路调整单元3-P。
前述光路调整单元3-P是固定地连接固定部3-10,如此可简化主动对准(activealignment),以达方便组装的技术效果。于一些实施例中,在第一方向3-D1上,光路调整单元3-P的最大尺寸大于光学元件驱动机构3-100的二分之一。于一些实施例中,在第一方向3-D1上;光路调整单元3-P的最大尺寸大于光学元件驱动机构3-100的三分之二。
感光组件3-IM包含一感光元件3-IMM与补正组件3-IMC。感光元件3-IMM例如图像感测器(image sensor),用以接收光线。补正组件3-IMC用以驱动感光元件3-IMM相对固定部3-10运动,其中,补正组件3-IMC可用以驱动感光元件3-IMM相对固定部3-10在第二、第三维度运动。于一些实施例中,补正组件3-IMC可包含线圈与磁铁,通过施加电流以产生驱动感光元件3-IMM的驱动力。于另一些实施例中,补正组件3-IMC可包含具金属形状存储合金(Shape Memory Alloys,SMA)材质的偏压元件,以产生对感光元件3-IMM的驱动力。
前述光轴3-O与主轴3-Q不平行。于一些实施例中,主轴3-Q与光轴3-O垂直。光学元件驱动机构3-100在主轴3-Q方向上的最大尺寸,是小于光学元件驱动机构3-100在光轴3-O方向上的尺寸。光学元件驱动机构3-100在主轴3-Q方向上的最大尺寸,是小于光学元件驱动机构3-100在第三方向3-D3上的尺寸。
以下将说明前述光学元件驱动机构3-100的详细结构。
图26为光学元件驱动机构3-100的爆炸示意图,图27则为光学元件驱动机构3-100组合后的示意图。光学元件驱动机构3-100包括一固定部3-10、一活动部3-30、一驱动组件3-MC与一支撑组件3-SS。活动部用以连接一光学元件3-LS(例如镜头或镜头组件),驱动组件3-MC用以驱动活动部3-30相对固定部3-10运动,而活动部3-30经由支撑组件3-SS可以在多个维度上相对固定部3-10运动。
固定部3-10包含相互对应的外框3-11和底座3-12,两者沿着一主轴3-Q(Y轴)排列,并构成一容纳空间,以供活动部3-30、驱动组件3-MC与支撑组件3-SS设置,并可对其作保护。于一些实施例中,沿着主轴3-Q方向观察时,固定部3-10具有多边形结构。前述活动部3-30设置于底座3-12上。驱动组件3-MC则设置于活动部3-30和固定部3-10,用以驱动活动部3-30和光学元件3-LS以相对于固定部3-10移动,借此调整活动部3-30、光学元件3-LS的姿态或位置,进而达光学变焦(Zooming)、自动对焦(Auto-Focusing,AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的目的。
前述外框3-11包含一顶壁3-111与一侧壁3-112,顶壁3-111具有板状结构;且顶壁3-111与主轴3-Q不平行。于一些实施例中,顶壁与主轴3-Q垂直。侧壁3-112具有板状结构,且由顶壁3-111的边缘延伸。顶壁3-111与侧壁3-112不平行,侧壁3-112与主轴3-Q平行。前述底座3-12具有板状结构,且与主轴3-Q不平行,于一些实施例中底座3-12与主轴3-Q垂直。
参阅图26和图28,前述活动部3-30包含一光学元件承载座3-31与一驱动组件承载座3-32,光学元件承载座3-31用以连接光学元件3-LS,驱动组件承载座3-32连接至少部分驱动组件3-MC。驱动组件MC包含多个线圈3-C1~3-C3与多个磁性元件3-M1~3-M3,此部分将于后面详述。驱动组件承载座3-32连接或承载至少部分驱动组件3-MC,例如连接驱动组件3-MC的第一、第二磁性元件3-M1、3-M2。
参阅图26、图29,关于驱动组件3-MC,其可为一电磁驱动组件(ElectromagneticDriving Assembly),包含数个线圈(包含第一、第二、第三线圈3-C1、3-C2、3-C3)和数个磁性元件(包含第一、第二、第三磁性元件3-M1、3-M2、3-M3)。
当对驱动组件3-MC施加一驱动信号(例如通过一外部电源施加电流至驱动线圈),其磁性元件与线圈之间产生磁力,进而可带动活动部3-30相对于固定部3-10移动。如此一来驱动组件3-MC即可驱动活动部3-30和光学元件沿其光轴3-O移动,或者在垂直于光轴3-O的平面移动,以达到光学影像防手震、自动对焦或改变焦距的技术效果。
通过驱动组件3-MC,光学元件承载座3-31可相对驱动组件承载座3-32运动,光学元件承载座3-31可相对固定部3-10运动,驱动组件承载座3-32可相对固定部3-10运动。驱动组件3-MC用以驱动光学元件承载座3-31相对驱动组件承载座3-32沿着一第一维度运动,例如通过第一线圈3-C1与第一磁性元件3-M1。驱动组件3-MC用以驱使驱动组件承载座32相对固定部3-10沿着一第二维度运动,例如通过第二线圈3-C2与第二磁性元件3-M2。驱动组件3-MC用以驱使驱动组件承载座3-32相对固定部3-10沿着一第三维度运动,例如通过第三线圈3-C3与第二磁性元件3-M2或第三磁性元件3-M3。前述第一、第二维度不同;第二、第三维度不同;第一维度的运动可包含沿着平行第一方向3-D1的运动;在第二维度的运动可包含沿着平行第二方向3-D2的运动;第三维度可包含沿着平行第三方向3-D3的运动。第一、第二以及第三方向3-D1、3-D2、3-D3互相不平行;第一、第二以及第三方向互相垂直;第二维度与光学元件3-LS的光轴3-O平行。
于一些实施例中,每个第一磁性元件3-M1可包含两个不同厚度(X轴方向)的第一、第二子磁性元件3-M11、3-M12,两者在主轴3-Q方向排列。
继续参阅图29,前述光学元件承载座3-31还包括一缺口3-311,缺口3-311与光轴3-O的排列方向,是与第三方向3-D3垂直。缺口3-311与光轴3-O的排列方向,是与第一方向3-D1平行。通过缺口3-311,以利整体机构超薄化,且能够提升增加光学品质。
参阅图30,驱动组件承载座3-32还包含一金属强化组件3-321,可强化驱动组件承载座3-32的整体机械强度。金属强化件3-321包含:一主体3-3210、一第一强化元件3-3211、一第二强化元件3-3212与一第三强化元件3-3213。主体3-3210具有非金属材质。第一强化元件3-3211具有金属材质且至少部分内埋在主体3-3210,并至少部分显露于主体3-3210。第二强化元件3-3212至少部分内埋在主体3-3210,且至少部分显露于主体3-3210。第一、第二强化元件3-3211、3-3212被主体显露出的部分,是沿着第三方向平行3-D3延伸。第三强化元件3-3213具有导磁性金属材质,并至少部分内埋在主体3-3210内,且至少部分显露于主体3-3210,并面向或接触第二磁性元件3-M2。由于第三强化元件3-3213具导磁性金属材质,可让磁性元件3-M1~3-M3与线圈3-C1~3-C3的之间的磁力往一既定方向集中,借此强化驱动组件3-MC的驱动能力,且可降低磁干扰的作用,并增强驱动组件承载座3-32整体机械强度。于一些实施例中,第三强化元件3-3213可作为导磁元件(permeability element)。
驱动组件承载座3-32具有开口3-32H,开口3-32H具有一开口外部3-32H1、一开口内部3-32H2与开口斜面组3-32HS。开口内部3-32H2的开口面积是大于开口外部3-32H1的开口面积。开口斜面组3-32HS位在开口外部3-32H1与开口内部3-32H2之间,并连接此二者。于一些实施例中,连接开口外部3-32H1与开口内部3-32H2的开口斜面组3-32HS的斜面,其相对于参考面XZ平面(或顶壁3-111)倾斜25~30度。通过此开口斜面组3-32HS,可增加光学特性。
参阅图26和图29,前述支撑组件3-SS包括一第一弹性元件3-S1与一第二弹性元件3-S2,光学元件承载座3-31经由第一弹性元件3-S1活动的连接驱动组件承载座3-32。第一弹性元件3-S1具有板状结构,其延伸方向与一第一假想平面(ZX平面)平行。光学元件承载座3-31经由第二弹性元件3-S2活动的连接驱动组件承载座3-32,第二弹性元件3-S2具有板状结构;第二弹性元件3-S2的延伸方向与第一假想平面平行。第一、第二弹性元件3-S1、3-S2的中心沿着第三方向3-D3排列,第一假想平面通过第一、第二弹性元件3-S1、3-S2。前述第一假想平面与主轴3-Q垂直,第一假想平面与光轴3-O平行。
支撑组件3-SS还包括多个第三弹性元件3-S3,活动部3-30经由第三弹性元件3-S3活动地连接固定部3-10。第三弹性元件3-S3具有长条形结构,其延伸方向与光轴3-O方向不平行,第三弹性元件3-S3与第一假想平面不平行,第三弹性元件3-S3与第一假想平面垂直。于一些实施例中,多个第三弹性元件3-S3可被当作一弹性组件。于一些实施例中,支撑组件3-SS可包含一个第三弹性元件3-S3,即可使活动部3-30活动地连接固定部3-10。
支撑组件3-SS还包括一第四弹性元件3-S4与一第五弹性元件3-S5,设置于光学元件承载座3-31的底侧,用以弹性地连接活动部3-30和固定部3-10。
参阅图26,于一些实施例中,光学元件驱动机构3-100还包括一感测组件3-N,用以感测活动部3-30相对固定部3-10运动。感测组件3-N包括:一第一感测元件3-N1,用以感测光学元件承载座3-31相对驱动组件承载座3-32的运动,第一感测元件3-N1用以感测光学元件承载座3-31相对驱动组件承载座3-32于第一维度的运动;一第二感测元件3-N2,用以感测驱动组件承载座3-32相对固定部3-30的运动,第二感测元件用以感测驱动组件承载座3-32相对固定部3-10于第二维度的运动;一第三感测元件3-33,用以感测驱动组件承载座3-32相对固定部3-10的运动,第三感测元件3-N3用以感测驱动组件承载座3-32相对固定部3-10于第三维度的运动。
第一控制单元3-CN电性连接驱动组件3-MC以及第二感测元件3-N2,并根据第二感测元件3-N2所输出的感测信号以控制驱动组件3-MC。第一控制单元3-CN与第二感测元件3-N2位于一封装单元3-I中;第一、第三感测元件3-N1、3-N3以及驱动组件3-MC皆电性连接一外部控制单元3-OT,外部控制单元3-OT位于光学元件驱动机构3-100外。第一控制单元3-CN电性连接外部控制单元;封装单元3-I位于光学元件驱动机构3-100中;第一、第三感测元件3-N1、3-N2位于光学元件驱动机构3-100中。
光学元件驱动机构3-100还包括一电路元件3-F,电性连接第一、第二以及第三感测元件3-N1、3-N2、3-N3;驱动组件3-MC与第一感测元件3-N1分别位于电路元件3-F的相反两侧(或上、下侧),其中,驱动组件3-MC与第二、第三感测元件3-N2、3-N3分别位于电路元件3-F的相反侧(上、下侧)。前述底座3-12包括多个容纳部3-AP,对应第一~第三感测元件3-N1~3-N3。于第一方向3-D1上,容纳部3-AP的最大尺寸大于第一、第二以及第三感测元件3-N1~3-N3的最大尺寸,如此底座3-12能够保护感测元件3-N1~3-N3,以避免遭受撞击而产生损坏。
参阅图29和图31,前述底座3-12包括:一非金属本体3-120与一第一金属部3-121。非金属本体3-120具有板状结构。第一金属部3-121具有金属材质且至少部分埋藏于非金属本体3-120,外框3-11具有金属材质且与第一金属部3-121经由焊接(例如焊锡、熔接或是电阻焊接等金属连接加工方式)连接。第一金属部3-121与外框3-11的最短距离(可为零)小于非金属本体3-120与外框3-11的最短距离3-d1,确保外框外框3-11与第一金属部3-121能够确实接触,以此提升焊接品质。
前述底座3-12还包括一第二金属部3-122,具有金属材质且至少部分埋藏于非金属本体3-120;外框3-11与第二金属部3-122经由焊接连接。相似地,第二金属部3-122与外框3-11的最短距离(可为零)小于非金属本体3-120与外框3-11的最短距离(如距离3-d1)。
参阅图26和图29,第一、第二金属部3-121、3-122与外框3-11的焊接处位于固定部3-10的一侧边3-10S1。固定部3-10还包括一开口3-10H对应光线。沿着主轴3-Q方向观察时,开口3-10H位于侧边3-10S1。外框3-11的侧壁3-112具有多个(至少两个)凹槽3-1121、3-1122,分别对应第一、第二金属部3-121、3-122。凹槽3-1121、3-1122与开口3-10H皆位于固定部3-10的侧面3-10P1。侧面3-10P1与光轴3-O垂直;侧面3-10P1与主轴3-Q平行;外框3-11经由第一金属部3-121电性连接一外部接地电路以接地。
参阅图32,前述固定部3-10包括的框架3-13,是固定地设置于外框3-11。框架3-13具有一延伸部3-130朝向底座3-12延伸,沿着主轴3-O方向观察时,延伸部3-130是位于固定部3-10的角落。框架3-13还具有第一电路3-131电性连接驱动组件3-MC。第一电路3-131至少部分埋设于框架3-13中,且不显露于框架3-13的外部。第一电路3-131至少部分位于或埋藏于延伸部3-130,第一电路3-131电性连接前述电路元件3-F,第一电路3-131经由一电性连接件3-B(例如焊锡)电性连接电路元件3-F。其中,第一电路3-131直接接触电性连接件3-B的表面,是与电路元件3-F直接接触电性连接件3-B的表面不平行。于一些实施例中,第一电路3-131直接接触电性连接件3-B的表面,是与电路元件3-F直接接触电性连接件3-B的表面互相垂直。
框架3-13的延伸部3-130对应外框3-11的侧壁3-112,延伸部3-130具有凹陷结构3-1351以容纳一接着元件3-AD,例如为粘胶、凝胶或胶体。接着元件3-AD直接接触外框3-11以及框架3-13,且接着元件3-AD直接接触底座3-12。
参阅图33和图34,光学元件承载座3-31形成有一第一防止反射表面3-W1;驱动组件承载座3-32形成有一第二防止反射表面3-W2;框架3-13形成有第三、第四防止反射表面3-W3、3-W4。于一些实施例中,光学元件驱动机构3-100可定义为还包括一杂散光防止组件3-W,用以防止由光线反射时所产生的一杂散光进入、通过固定部3-10的(或外框3-11的)开口3-10H。杂散光防止组件3-W包括:第一防止反射表面3-W1、第二防止反射表面3-W2、第三防止反射表面3-W3与第四防止反射表面3-W4。
前述第一防止反射表面3-W1具有平面结构,并与光轴3-O不平行、不垂直。第一防止反射表面3-W1设置于光学元件承载座3-31。于本实施例中,第一防止反射表面3-W1的反射率是低于光学元件承载座3-31的一光学元件承载座表面3-317,且第一防止反射表面3-W1与光学元件承载座表面3-317不平行。第一防止反射表面3-W1的粗糙度与光学元件承载座表面3-317的粗糙度不同。第一防止反射表面3-W1具有防反射涂层。第一防止反射表面3-W1面朝开口3-10H。
前述第二防止反射表面3-W2具有平面结构,是设置于驱动组件承载座3-32,并与光轴3-O不平行、不垂直。第二防止反射表面3-W2的反射率低于驱动组件承载座3-32的一驱动组件承载座表面3-327。第二防止反射表面3-W2与驱动组件承载座表面3-327不平行。第二防止反射表面3-W2的粗糙度驱动组件承载座表面3-327的粗糙度不同。第二防止反射表面3-W2具有防反射涂层。第二防止反射表面3-W2面朝开口3-10H。沿着光轴3-O方向观察时,第一防止反射表面3-W1与第二防止反射表面3-W2至少部分重叠。
前述第三防止反射表面3-W3具有平面结构,设置于框架3-13,并与光轴3-O不平行、不垂直。第三防止反射表面3-W3。第三防止反射表面3-W3的反射率低于框架3-13的一框架表面3-137。第三防止反射表面3-W3与框架表面3-137不平行。第三防止反射表面3-W3的粗糙度与框架表面3-137的粗糙度不同。第三防止反射表面3-W3具有防反射涂层。第三防止反射表面3-W3面朝开口3-10H。沿着光轴方向3-O观察时,第二防止反射表面3-W2与第三防止反射表面3-W3至少部分重叠,而第一防止反射表面3-W1与第三防止反射表面3-W3至少部分重叠。
前述第四防止反射表面3-W4具有平面结构,设置框架3-13,并与光轴3-O不平行、不垂直。第四防止反射表面3-W4的反射率低于框架表面3-137。于一些实施例中,第三、第四防止反射表面3-W3、3-W4的反射率相同。第四防止反射表面3-W4与框架表面3-137不平行。第四防止反射表面3-W4的粗糙度与框架表面3-137的粗糙度不同。第四防止反射表面3-W4具有防反射涂层。第四防止反射表面3-W4面朝光学元件3-LS。沿着光轴3-O方向观察时,第一防止反射表面3-W1与第四防止反射表面3-W4至少部分重叠,第二防止反射表面3-W2与第四防止反射表面3-W4至少部分重叠,而第三防止反射表面3-W3与第四防止反射表面3-W4至少部分重叠。
通过上述杂散光防止组件3-W,可用以防止由光线在机构内部所产生的额外反射,或是将额外反射的杂散光遮蔽使杂散光不易进入固定部3-10的开口3-10H,大幅提升拍摄品质或是光学方面的品质。
综上所述,本发明的实施例提供一种光学元件驱动机构,包括:一活动部,用以连接一光学元件;一固定部,其中活动部可相对固定部运动,并具有一开口,对应一入射光线;一驱动组件,用以驱动活动部相对固定部运动;以及一杂散光防止组件,用以防止由入射光线反射时所产生的一杂散光进入开口。
请参考图35,图35为根据本公开一实施例的安装于一便携式电子装置4-50上的一光学系统4-100的示意图。便携式电子装置4-50可为任何便携式装置或手持装置,例如系数字个人助理(PDA)、智能手机(smartphone)、平板电脑(tablet)、移动电话、移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)、笔记本电脑、车用电脑、数字数码相机、数字媒体播放器、游戏装置或任何类型的移动计算装置,然而,本领域熟习技艺者应可理解本公开并不限于此。
于此实施例中,光学系统4-100可为一具有长焦距的镜头系统,可以提供给使用者更好的拍摄效果,其中光线可经由开口4-1021进入光学系统4-100内以获取影像。此外,于某一实施例中,光学系统4-100也可另包含一广角镜头系统(图中未表示),用以获取较大范围的影像,并且此影像可与长焦距镜头系统所获取的影像通过便携式电子装置4-50的处理器进行影像处理以获得优选的最终影像。
请参考图36,图36为为根据本公开一实施例的图35中光学系统4-100的剖面示意图。其中,光学系统4-100包含一壳体4-102、一镜片单元4-200、一光学元件驱动机构4-300以及一感测元件4-400。壳体4-102是设置于图35所示的便携式电子装置4-50中,并且镜片单元4-200以及光学元件驱动机构4-300是设置于壳体4-102内。外部的光线4-L可沿着Z轴穿过壳体4-102上的开口4-1021而进入壳体4-102内。
光学元件驱动机构4-300包含一光学元件4-302,用以将沿Z轴入射的光线4-L沿-Y轴方向反射至镜片单元4-200。镜片单元4-200包含一或多个镜头(图中未表示),用以将光线4-L导向感测元件4-400,并且感测元件4-400在接收光线4-L后会产生电子信号以传输给便携式电子装置4-50的处理器,进而可产生一数字影像。
请参考图37以及图38,图37为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的立体图,并且图38为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的爆炸图。如图所示,光学元件驱动机构4-300还包含一固定组件4-FA、一活动组件4-MA、一驱动组件4-DA、一弹性元件4-306、一电路组件4-314以及一补强构件4-316。活动组件4-MA可相对固定组件4-FA运动。驱动组件4-DA用以驱动活动组件4-MA相对固定组件4-FA运动。电路组件4-314是电性连接驱动组件4-DA。
于此实施例中,固定组件4-FA可包含一外框4-304以及一底座4-312。底座4-312与外框4-304是沿着一主轴4-AX排列,并且外框4-304是可固定地连接于底座4-312。活动组件4-MA可包含所述光学元件4-302、一强化元件4-330以及一承载件4-308,光学元件4-302是设置于承载件4-308上,并且强化元件4-330是设置于承载件4-308的底部‘。
驱动组件4-DA可包含一驱动磁铁4-MG(磁性元件)以及一驱动线圈4-CL,驱动磁铁4-MG可设置于强化元件4-330上,并且驱动线圈4-CL可设置于电路组件4-314上。补强构件4-316可连接于电路组件4-314,并且电路组件4-314可设置于底座4-312上。电路组件4-314为可挠式电路板,并且补强构件4-316为刚性材质制成,因此可用以支撑电路组件4-314。
请参考图37、图39至图41。图39为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的上视图,图40为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的下视图,并且图41为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300于另一视角的立体图。
如图37所示,于此实施例中,外框4-304具有一顶面4-3041以及由顶面4-3041延伸的一侧壁4-3043。其中顶面4-3041与侧壁4-3043互相不平行。如图39所示,当沿着主轴4-AX观察时,主轴4-AX穿过固定组件4-FA的一中心4-FC。
另外,如图40所示,当沿着主轴4-AX观察时,外框4-304与主轴4-AX的最大距离4-MD1是大于底座4-312与主轴4-AX的最大距离4-MD2。
如图37与图39所示,当沿着主轴4-AX观察时,固定组件4-FA具有矩形结构。当沿着主轴4-AX观察时,固定组件4-FA还包括一第一侧边4-S1以及一第二侧边4-S2,第一侧边4-S1与第二侧边4-S2的延伸方向不同,例如第一侧边4-S1沿着Y轴方向延伸,而第二侧边4-S2沿着X轴方向延伸。如图39所示,第一侧边4-S1的长度与第二侧边4-S2的长度不同。
如图38、图40与图41所示,于此实施例中,电路组件4-314具有板状结构,底座4-312具有一开口4-3121,并且电路组件4-314与驱动组件4-DA的驱动线圈4-CL是位于开口4-3121中。
如图41所示,底座4-312还包括一底座侧壁4-3123,沿着主轴4-AX延伸。底座侧壁4-3123可形成一内缩空间4-GS,对应于电路组件4-314上用以连接一外部电路的多个对外接点4-EC1。具体而言,多个对外接点4-EC1是位于内缩空间4-GS并暴露于外部环境。
再者,如图40所示,当沿着主轴4-AX观察时,底座4-312重叠于对外接点4-EC1的至少一部分。当沿着主轴4-AX观察时,外框4-304重叠于对外接点4-EC1的至少一部分。当沿着主轴4-AX观察时,电路组件4-314未超出固定组件4-FA。当沿着主轴4-AX观察时,电路组件4-314未超出侧壁4-3043。当沿着主轴4-AX观察时,电路组件4-314超出底座4-312。
基于上述结构设计,电路组件4-314不会容易被外部元件碰撞而造成损坏。
再者,如图39与图40所示,于此实施例中,第一侧边4-S1的长度小于第二侧边4-S2的长度。当沿着主轴4-AX观察时,固定组件4-FA还包括一第三侧边4-S3,与第一侧边4-S1平行。当沿着主轴4-AX观察时,对外接点4-EC1位于第二侧边4-S2。当沿着主轴4-AX观察时,固定组件4-FA的中心4-FC与光学元件4-302的一中心4-OC具有不为零的间距4-GP。当沿着主轴4-AX观察时,光学元件4-302的中心4-OC较固定组件4-FA的中心4-FC靠近第三侧边4-S3。
如图40与图41所示,电路组件4-314还包括一本体4-3140、一第一表面4-3141、一第二表面4-3142以及至少一测试接点4-EC2。本体4-3140具有非金属材质,对外接点4-EC1是位于第一表面4-3141,而测试接点4-EC2配置以测试驱动组件4-DA的作动是否正常。第二表面4-3142与第一表面4-3141是面朝不同方向。测试接点4-EC2是位于第二表面4-3142。对外接点4-EC1具有金属材质且露出于本体4-3140,并且测试接点4-EC2具有金属材质且露出于本体4-3140。
请参考图42与图43,图42为根据本公开一实施例的沿着图37的线段4-A-4-A的剖面图,并且图43为根据本公开一实施例的沿着图37的线段4-B-4-B的剖面图。如图42所示,当沿着垂直主轴4-AX的一第一方向(X轴)观察时,底座4-312的至少一部分是位于电路组件4-314与外框4-304之间。
再者,如图43所示,当沿着垂直于主轴4-AX以及第一方向的一第二方向(Y轴)观察时,底座4-312的至少一部分位于电路组件4-314与外框4-304之间。另外,如图42与图40所示,当沿着主轴4-AX观察时,底座4-312的至少一部分与电路组件4-314重叠。
请参考图44,图44为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300移除外框4-304的上视图。如图44所示,活动组件4-MA的承载件4-308经由弹性元件4-306活动地连接固定组件4-FA的底座4-312。具体而言,活动组件4-MA的承载件4-308可经由弹性元件4-306绕一实际转轴4-RX相对于固定组件4-FA的底座4-312转动。
如图44所示,当沿着主轴4-AX观察时,实际转轴4-RX与光学元件4-302的中心4-OC不重叠。当沿着主轴4-AX观察时,实际转轴4-RX与光学元件4-302的中心4-OC具有不为零的间距。于此实施例中,弹性元件4-306可具有板状结构,并且弹性元件4-306与主轴4-AX垂直,但不限于此。在其他实施例中,弹性元件4-306与主轴4-AX平行。
如图44所示,弹性元件4-306还包括四固定组件固定端4-3061、四稳定部4-3062、四活动组件固定端4-3063以及多个弹性变形部4-3065。固定组件固定端4-3061固定地连接固定组件4-FA的底座4-312,稳定部4-3062是设置于固定组件固定端4-3061,用以增加固定组件固定端4-3061与固定组件4-FA的底座4-312的接触面积。
具体而言,稳定部4-3062会承靠固定组件4-FA的底座4-312,并且稳定部4-3062是由固定组件固定端4-3061朝外延伸。活动组件固定端4-3063是固定地连接活动组件4-MA的承载件4-308。活动组件固定端4-3063是经由这些弹性变形部4-3065活动地连接固定组件固定端4-3061。这些弹性变形部4-3065分别具有封闭且最大尺寸介于0.05~0.2mm的一穿孔4-306H。
活动组件固定端4-3063具有一连接部4-3066,沿着垂直于主轴4-AX的一方向(例如第一方向)延伸。具体而言,连接部4-3066连接于两个活动组件固定端4-3063之间。
请同时参考图42与图44。当沿着主轴4-AX观察时,连接部4-3066位于第二侧边4-S2,并且连接部4-3066的延伸方向平行于第二侧边4-S2的延伸方向(X轴)。活动组件固定端4-3063与强化元件4-330是固定地结合。强化元件4-330具有金属材质,并且如图42所示,弹性元件4-306的连接部4-3066是经由焊接固定地连接强化元件4-330。强化元件4-330的至少一部分是内埋且不露出于活动组件4-MA的承载件4-308。于此实施例中,承载件4-308具有塑胶材质,并且驱动组件4-DA的至少一部分(例如驱动磁铁4-MG)是固定地连接强化元件4-330。
于此实施例中,光学元件驱动机构4-300可还包括一位置感测组件4-320,用以感测活动组件4-MA相对固定组件4-FA的运动。如图44所示,当沿着主轴4-AX观察时,位置感测组件4-320重叠于光学元件4-302的至少一部分。当沿着主轴4-AX观察时,位置感测组件4-320的中心4-3201与光学元件4-302的中心4-OC具有不为零的间距。当沿着主轴4-AX观察时,位置感测组件4-320的中心4-3201与实际转轴4-RX具有不为零的间距。
请参考图42与图45,并且图45为根据本公开一实施例的承载件4-308与驱动磁铁4-MG于另一视角的爆炸图。驱动磁铁4-MG(磁性元件)是对应驱动线圈4-CL驱动线圈,以产生电磁驱动力驱动承载件4-308与光学元件4-302绕实际转轴4-RX旋转,以进行对焦功能。如图42所示,驱动磁铁4-MG是固定地连接于强化元件4-330。
具体而言,驱动磁铁4-MG是经由一第一接着元件4-AD1固定地连接活动组件4-MA的承载件4-308与强化元件4-330,并且驱动磁铁4-MG也可进一步经由一第二接着元件4-AD2固定地连接活动组件4-MA的强化元件4-330。于此实施例中,第一接着元件4-AD1与第二接着元件4-AD2具有不同材质。
举例来说,第一接着元件4-AD1与第二接着元件4-AD2的固化条件不同。如图45所示,第一接着元件4-AD1露出于驱动磁铁4-MG与活动组件4-MA的承载件4-308之间,并且第一接着元件4-AD1可经由照射光线进行固化。当驱动磁铁4-MG固定于承载件4-308时,第二接着元件4-AD2不露出于驱动磁铁4-MG与活动组件4-MA的承载件4-308,并且第二接着元件4-AD2可经由加热进行固化。
第一接着元件4-AD1在未固化时的流动性与第二接着元件4-AD2在未固化时的流动性不同。举例来说,第一接着元件4-AD1在未固化时的流动性小于第二接着元件4-AD2在未固化时的流动性。基于上述的设计,可以加强组装的便利性以及精准度。
请继续参考图43与图44。于此实施例中,光学元件驱动机构4-300还包括一止动组件4-340,用以限制活动组件4-MA相对固定组件4-FA于一极限范围内运动。极限范围可定义为活动组件4-MA相对固定组件4-FA的一最大可活动范围。止动组件4-340还包括一第一止动元件4-341、一第二止动元件4-342以及一第三止动元件4-343。第一止动元件4-341具有突出结构朝向固定组件4-FA的外框4-304延伸,第二止动元件4-342具有突出结构朝向固定组件4-FA的外框4-304延伸,并且第三止动元件4-343具有突出结构朝向固定组件4-FA的外框4-304延伸。
值得注意的是,在其他实施例中,第一止动元件4-341、第二止动元件4-342及/或第三止动元件4-343可设置于外框4-304上,朝向承载件4-308延伸。
如图43与图44所示,第一止动元件4-341是沿着主轴4-AX(Z轴)延伸,并且当沿着主轴4-AX观察时,第一止动元件4-341与一第一假想线4-IL1重叠,并且第一假想线4-IL1是平行于第二方向(Y轴)且穿过活动组件4-MA的中心4-MC。
第二止动元件4-342是沿着主轴4-AX延伸,并且当沿着主轴4-AX观察时,第二止动元件4-342与第一假想线4-IL1不重叠。第三止动元件4-343沿着主轴4-AX延伸,并且当沿着主轴4-AX观察时,第三止动元件4-343与第一假想线4-IL1不重叠。
如图44所示,当沿着主轴4-AX观察时,第二止动元件4-342与第三止动元件4-343是沿着垂直于主轴4-AX的第一方向排列。当沿着主轴4-AX观察时,第一止动元件4-341位于第二止动元件4-342与第三止动元件4-343之间。
另外,如图43所示,第一止动元件4-341具有一第一止动表面4-3411,用以接触固定组件4-FA的外框4-304。第二止动元件4-342具有一第二止动表面4-3421,用以接触固定组件4-FA的外框4-304。第三止动元件4-343具有一第三止动表面4-3431,用以接触固定组件4-FA的外框4-304。第一止动元件4-341、第二止动元件4-342以及第三止动元件4-343彼此之间于X轴上具有不为零的间距。
另外,请参考图46,图46为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的部分结构的放大示意图。于此实施例中,第一止动表面4-3411具一阶梯结构4-3412。基于此结构设计,当承载件4-308与光学元件4-302绕实际转轴4-RX旋转时,可以避免第一止动元件4-341抵接于外框4-304时产生不必要的粒子的问题。相似地,第二止动表面4-3421与第三止动表面4-3431也具有相同的结构,在此不再赘述。
请参考图47,图47为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构4-300的前视图。于此实施例中,第一止动表面4-3411与第二止动表面4-3421不平行,第一止动表面4-3411与第三止动表面4-3431不平行,第二止动表面4-3421与第三止动表面4-3431不平行,并且第一止动表面4-3411与主轴4-AX垂直。因此,当承载件4-308因冲击而绕Y轴旋转时,第二止动表面4-3421或第三止动表面4-3431与外框4-304碰撞不会产生颗粒,进而影响光学元件驱动机构4-300的影像品质。
值得注意的是,根据本公开止动组件4-340的设计,当活动组件4-MA位于极限范围中的任意位置时,驱动磁铁4-MG不会与驱动线圈4-CL直接接触,因此可避免碰撞而产生损坏的问题。
请参考图42、图48与图49,图48为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构4-300的部分结构的爆炸图,并且图49为根据本公开一实施例的沿着图39中线段4-E-4-E的剖面图。如图48所示,光学元件4-302具有一第一面4-3021,承载件4-308具有一第二面4-3081以及二凸起部4-3083,并且这些凸起部4-3083是抵接光学元件4-302。值得注意的是,如图42所示,其中第二面4-3081与第一面4-3021之间具有一间隔。
再者,如图48与图49所示,承载件4-308上形成有多个容置槽4-3087,并且光学元件驱动机构4-300可还包含一黏接元件4-AD3,设置于这些容置槽4-3087以使光学元件4-302固定于承载件4-308。值得注意的是,黏接元件4-AD3不设置于第一面4-3021以及第二面4-3081之间。
本公开提供一种光学元件驱动机构4-300,其中电路组件4-314是设置于底座4-312的底部并且具有对外接点4-EC1以及测试接点4-EC2。对外接点4-EC1以及测试接点4-EC2是设置在电路组件4-314的相反的二表面上。底座4-312形成有一内缩空间4-GS,借此露出对外接点4-EC1,以方便外部电路电性连接于对外接点4-EC1。
另外,当沿着主轴4-AX观察时,光学元件4-302的中心4-OC与固定组件4-FA的中心4-FC不重叠,因此可以有效地改善光学系统4-100拍摄品质。
图50是装设有一光学元件驱动机构5-10的一电子装置1的示意图。电子装置5-1可为平板电脑、智能手机等。光学元件驱动机构5-10通常设置于电子装置5-1的顶部区域。光学元件驱动机构5-10可为潜望式机构。在一些实施例中,电子装置5-1可进一步装设另一光学元件驱动机构5-20。光学元件驱动机构5-10以及光学元件驱动机构5-20可分别成像,以提升电子装置5-1的摄录品质。
图51是包括一光路调整组件5-11的光学元件驱动机构5-10的立体图。图52是光路调整组件5-11的示意图。光学元件驱动机构5-10可包括光路调整组件5-11。光路调整组件5-11可改变一入射光5-L的光路。具体而言,光路调整组件5-11改变入射光5-L的光路后,入射光5-L进入包括一光轴5-O的一光学元件5-15。光轴5-O是通过光学元件5-15的中心的虚拟轴线。光路调整组件5-11包括一光路调整元件5-12以及一光路调整元件基座5-13。光路调整元件5-12设置于光路调整元件基座5-13。光路调整元件5-12可为反射镜(mirror)、折射棱镜(prism)或分光镜(beam splitter)等。如图51所示,当入射光5-L进入光路调整组件5-11时,入射光5-L大致上垂直于光轴5-O。通过光路调整元件5-12的转动或移动来改变入射光5-L的光路。入射光5-L进入光学元件5-15后成为一出射光5-L’。出射光5-L’大致上平行于光轴5-O。
图53是省略光路调整组件5-11的光学元件驱动机构5-10的分解图。光学元件驱动机构5-10包括一固定部5-I、一活动部5-M、一弹性组件5-E、一驱动组件5-D、一位置感测组件5-S。活动部5-M承载光学元件5-15。活动部5-M可相对于固定部5-I运动。驱动组件5-D驱动活动部5-M相对于固定部5-I运动。位置感测组件5-S感测活动部5-M相对于固定部5-I的运动。
为了方便说明,在以下内容以及附图中,可能使用一第一方向5-A1(X轴)、一第二方向5-A2(Y轴)、光轴5-O(Z轴)来描述方向或方位。第一方向5-A1、第二方向5-A2、光轴5-O各自不同且互相不平行。在一些实施例中,第一方向5-A1、第二方向5-A2、光轴5-O大致上互相垂直。
在本实施例中,固定部5-I包括一外壳5-110、一固定框架5-120、一内埋电路5-130、一电路组件5-320、一底座5-330。活动部5-M包括一活动框架5-150以及一承载座5-160。弹性组件5-E包括至少一第一弹性元件5-140、至少一第二弹性元件5-240、至少一第三弹性元件5-250。驱动组件5-D包括一线圈单元5-CU以及一驱动磁性单元5-DMU。线圈单元5-CU包括至少一第一线圈5-170、至少一第二线圈5-180、至少一第三线圈5-190。驱动磁性单元5-DMU包括至少一第一驱动磁性元件5-200、至少一第二驱动磁性元件5-210、至少一导磁元件5-220、至少一第三驱动磁性元件5-230。位置感测组件5-S包括一参考磁性单元5-RMU以及一感测单元5-SU。参考磁性单元5-RMU包括一第一参考磁性元件5-260、一第二参考磁性元件5-270、一第三参考磁性元件5-280。感测单元5-SU包括一第一感测元件5-290、一第二感测元件5-300、一第三感测元件5-310。应理解的是,元件可依照使用者需求增添或删减。以下将详细说明固定部5-I、活动部5-M、弹性组件5-E、驱动组件5-D、位置感测组件5-S。
请一并参考图54至图58来了解固定部5-I。图54是外壳5-110的立体图。图55是包括内埋电路5-130的固定框架5-120的立体图,其中内埋电路5-130以虚线示出。图56是电路组件5-320的立体图。图57是底座5-330的立体图。图58是光学元件驱动机构5-10的仰视图,其中底座5-330以虚线示出。固定部5-I的外壳5-110、固定框架5-120、电路组件5-320、底座5-330按序沿着第二方向5-A2排列。外壳5-110连接于底座5-330。外壳5-110与底座5-330连接的后内部形成的空间可容纳活动部5-M、驱动组件5-D、位置感测组件5-S等元件。
外壳5-110可由金属材料制成。如图54所示,外壳5-110具有一光线入口5-111、一光线出口5-112、一顶壁5-113、至少一侧壁5-114。光线入口5-111形成于外壳5-110的其中一侧。光线入口5-111可容纳光路调整组件5-11。光线入口5-111可让入射光5-L进入光学元件驱动机构5-10。光线出口5-112形成于光线入口5-111的相对侧。光线出口可让出射光5-L’穿出光学元件驱动机构5-10。顶壁113垂直于第二方向5-A2并平行于光轴5-O。侧壁5-114由顶壁5-113的边缘沿着第二方向5-A2延伸。
固定框架5-120设置于外壳5-110内。具体而言,固定框架5-120设置于外壳5-110的下方。固定框架5-120可由非金属材料制成,例如:塑胶、树脂。内埋电路5-130的部分以埋入成型(insert molding)等方式内埋于固定框架5-120。内埋电路5-130可由导电材料制成,例如:金属。内埋电路5-130用于导电。
电路组件5-320设置于底座5-330的上方。电路组件5-320可为电路板,例如,柔性电路板(flexible printed circuit,FPC)或软硬复合板等。如图56所示,电路组件5-320包括一电路组件本体5-321、一电路组件容纳部5-322、一电路组件开口5-323、至少一第三弹性元件连接部5-324、一穿孔5-325、一缺口5-326、一外部电性连接部5-327。电路组件本体5-321为垂直于第二方向5-A2的板状结构。电路组件容纳部5-322可容纳承载座5-160的至少部分。电路组件开口5-323可容纳光路调整组件5-11的至少部分,包括容纳整个光路调整组件5-11或仅容纳光路调整元件基座5-13的部分等。第三弹性元件连接部5-324用于设置第三弹性元件250。穿孔5-325形成邻近于电路组件开口5-323,且大致上呈L形。缺口5-326形成于电路组件5-320的一侧,且与外壳5-110的光线出口5-112同一侧。缺口5-326大致上呈狭缝形。光学元件驱动机构5-10经由外部电性连接部5-327通入电流。
如图57所示,底座5-330包括一底座本体5-331、一底座容纳部5-332、至少一凸柱5-333、至少一凹槽5-334。底座本体5-331为垂直于第二方向5-A2的板状结构。底座容纳部5-332可容纳承载座5-160的至少部分。凸柱5-333用于设置第三线圈5-190。凹槽5-334用于容纳感测单元5-SU。具体而言,图57中的三个凹槽5-334分别容纳第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310。在一些实施例中,凹槽5-334的深度大于第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310的每一者的高度,使得凹槽5-334可优选地保护第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310。
如图58所示,外壳5-110的侧壁5-114的不同角落分别通过电路组件5-320的穿孔5-325以及缺口5-326接触底座5-330。缺口5-326的形状不同于穿孔5-325的形状。
请一并参考图59至图62来了解活动部5-M。图59是活动框架5-150的立体图。图60是活动框架5-150的俯视图。图61是承载座5-160的立体图。图62是承载座5-160的俯视图。
活动框架5-150设置于固定框架5-120与电路组件5-320之间。活动框架5-150大致上呈U字形,以围绕承载座5-160。如图59以及图60所示,活动框架5-150包括至少一第一凹槽5-151、至少一第二凹槽5-152、至少一第三凹槽5-153、至少一第一弹性元件连接部5-154、至少一上止挡部5-155、至少一下止挡部5-156。
第一凹槽5-151朝向第一驱动磁性元件5-200以及第二驱动磁性元件5-210。第一凹槽5-151包括一上半部1511以及一下半部5-1512,且上半部5-1511的尺寸不同于下半部5-1512的尺寸。第一凹槽5-151的上半部1511可容纳第一驱动磁性元件5-200的至少部分,而第一凹槽5-151的下半部5-1512可容纳第二驱动磁性元件5-210的至少部分。第二凹槽5-152形成于第一凹槽151的边缘。第二凹槽5-152包括一防溢流结构5-1521。防溢流结构5-1521大致上呈阶梯状。第三凹槽5-153可容纳第三驱动磁性元件5-230的至少部分。第一弹性元件连接部5-154设置于活动框架5-150的顶面,用于连接第一弹性元件5-140。第一弹性元件连接部5-154可为突起。
上止挡部5-155是整个活动框架5-150最靠近外壳5-110的顶壁5-113的部分。上止挡部5-155沿着第二方向5-A2向上延伸。下止挡部5-156是整个活动框架5-150最靠近电路组件5-320的部分。下止挡部5-156沿着第二方向5-A2向下延伸。上止挡部5-155以及下止挡部5-156可限制活动框架5-150沿着第二方向5-A2的运动范围。当活动框架5-150沿着第二方向5-A2向上运动到极限时,上止挡部5-155会接触外壳5-110的顶壁5-113,使得活动框架5-150无法继续向上运动。当活动框架5-150沿着第二方向5-A2向下运动到极限时,下止挡部5-156会接触电路组件5-320,使得活动框架5-150无法继续向下运动。
承载座5-160设置于活动框架5-150内。如图61以及图62所示,承载座5-160包括至少一第一制震元件设置部5-161、至少一第二制震元件设置部5-162、至少一第二线圈设置部5-163、至少一分隔元件5-164、至少一第二线圈引线设置部5-165。
第一制震元件设置部5-161沿着第一方向5-A1延伸。第二制震元件设置部5-162沿着光轴5-O延伸。换句话说,第一制震元件设置部5-161以及第二制震元件设置部5-162沿着不同方向延伸。两个第一制震元件设置部5-161的排列方向平行于第一方向5-A1。两个第二制震元件设置部5-162的排列方向也平行于第一方向5-A1。换句话说,第一制震元件设置部5-161的排列方向平行于第二制震元件设置部5-162的排列方向。
第二线圈设置部5-163设置于承载座5-160的侧边,用于设置第二线圈5-180。分隔元件5-164以及第二线圈引线设置部5-165邻近于第二线圈设置部5-163。分隔元件5-164设置于两个第二线圈引线设置部5-165之间。
请一并参考图63至图65来了解弹性组件5-E。图63是第一弹性元件5-140的俯视图。图64是第二弹性元件5-240的俯视图。图65是第三弹性元件5-250的立体图。第一弹性元件5-140以及第二弹性元件5-240由弹性材料制成。在本领域中,第一弹性元件5-140以及第二弹性元件5-240可能以“弹片”、“簧片”、“板簧片”等名称为人所知。
第一弹性元件5-140设置于固定框架5-120与活动框架5-150之间。第一弹性元件5-140弹性地连接活动框架5-150与承载座5-160。如图63所示,每一个第一弹性元件5-140包括一活动框架连接部5-141、一承载座连接部5-142、一变形部5-143、一第三弹性元件连接部5-144。活动框架连接部5-141设置于活动框架5-150的顶面。活动框架连接部5-141可包括与活动框架5-150的第一弹性元件连接部5-154配合的一孔洞5-1411,以加强活动框架5-150与第一弹性元件5-140的连接。承载座连接部5-142设置于承载座5-160的顶面。变形部5-143连接活动框架连接部5-141与承载座连接部5-142。第三弹性元件连接部5-144用于设置第三弹性元件5-250。
第二弹性元件5-240设置于活动框架5-150与电路组件5-320之间。第二弹性元件5-240弹性地连接活动框架5-150与承载座5-160。如图64所示,每一个第二弹性元件5-240包括两个活动框架连接部5-241、一承载座连接部5-242、两个变形部5-243。活动框架连接部5-241设置于活动框架5-150的底面。活动框架连接部5-241也可包括与活动框架5-150相互配合的结构来加强活动框架5-150与第二弹性元件5-240的连接。承载座连接部5-242设置于承载座5-160的底面。变形部5-243连接活动框架连接部5-241与承载座连接部5-242。
通过变形部5-143以及变形部5-243的延长或缩短,第一弹性元件5-140以及第二弹性元件5-240可弹性地夹持承载座5-160,避免承载座5-160因为碰撞其他元件受到损坏。
如图65所示,每一个第三弹性元件5-250包括一上端5-251、一下端5-252、一中段5-253。上端5-251连接于第一弹性元件5-140的第三弹性元件连接部5-144,而下端5-252连接于电路组件5-320的第三弹性元件连接部5-324。中段5-253连接上端5-251与下端5-252。
因为第一弹性元件5-140连接活动框架5-150与承载座5-160,第三弹性元件5-250实质上是将活动框架5-150连同承载座5-160一起“悬吊”于固定部5-I的外壳5-110与底座5-330之间,使得活动框架5-150以及承载座5-160并未直接接触外壳5-110以及底座5-330,减少了元件之间的碰撞并增加了光学元件驱动机构5-10的机械强度。
综上所述,通过第一弹性元件5-140以及第二弹性元件5-240,承载座5-160活动地连接活动框架5-150,使得承载座5-160可相对于活动框架5-150运动。而且,通过第三弹性元件5-250,活动框架5-150活动地连接电路组件5-320,使得活动框架5-150连同其内的承载座5-160可相对于电路组件5-320运动。也就是说,活动部5-M可相对于固定部5-I运动。
请一并参考图66至图69来了解驱动组件5-D。图66是驱动组件5-D的立体图。图67是驱动组件5-D的侧视图。图68是驱动组件5-D的前视图。图69是驱动组件5-D的分解图。第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190的排列方向平行于第二方向5-A2。沿着第二方向5-A2观察时,第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190至少互相部分重叠。第一驱动磁性元件5-200、第二驱动磁性元件5-210、导磁元件5-220、第三驱动磁性元件5-230的排列方向也平行于第二方向5-A2。沿着第二方向5-A2观察时,第一驱动磁性元件5-200、第二驱动磁性元件5-210、导磁元件5-220、第三驱动磁性元件5-230至少互相部分重叠。
第一线圈5-170设置于固定框架5-120与活动框架5-150之间。第一线圈5-170的一绕线轴5-171平行于第二方向5-A2。第一线圈5-170包括一第一线圈第一引线5-173以及一第一线圈第二引线5-174。第二线圈5-180设置于承载座5-160的第二线圈设置部5-163。第二线圈5-180的一绕线轴5-181平行于第一方向5-A1。第二线圈5-180包括一第二线圈第一引线5-183以及一第二线圈第二引线5-184。第三线圈5-190设置于电路组件5-320。第三线圈5-190的一绕线轴5-191平行于第二方向5-A2。综上所述,第一线圈5-170的绕线轴5-171不平行于第二线圈5-180的绕线轴5-181,或者,第一线圈5-170的绕线轴5-171垂直于第二线圈5-180的绕线轴5-181。第一线圈5-170的绕线轴5-171平行于第三线圈5-190的绕线轴5-191。因此,第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190的设置方式可降低光学元件驱动机构5-10的整体厚度,达到轻量化、节能等效果。
第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190大致上具有长条形结构。在一些实施例中,第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190可能是长方形、多边形、椭圆形。第一线圈5-170的长轴平行于光轴5-O,而第一线圈5-170的短轴平行于第一方向5-A1。第二线圈5-180的长轴平行于光轴5-O,而第二线圈5-180的短轴平行于第二方向5-A2。第三线圈5-190的长轴平行于第一方向5-A1,而第三线圈5-190的短轴平行于光轴5-O。综上所述,第一线圈5-170的长轴平行于第二线圈5-180的长轴,而第一线圈5-170的长轴平行于第三线圈5-190的短轴。也就是说,第一线圈5-170的长轴不平行于第三线圈5-190的长轴。第一线圈5-170在平行于光轴O的方向上的最大尺寸大于第二线圈5-180在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸。也就是说,第一线圈5-170在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸不同于第二线圈5-180在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸。第一驱动磁性元件5-200、第二驱动磁性元件5-210、第三驱动磁性元件5-230可为永久磁铁。第一驱动磁性元件5-200设置于活动框架5-150的第一凹槽5-151的上半部5-1511。第二驱动磁性元件5-210设置于活动框架5-150的第一凹槽5-151的下半部5-1512。导磁元件5-220设置于第三驱动磁性元件5-230的上方。具体而言,导磁元件5-220设置于第一驱动磁性元件5-200与第三驱动磁性元件230之间。导磁元件5-220由具有磁导率(magnetic permeability)的材料制成。导磁元件5-220的形状轮廓配合第三驱动磁性元件5-230的形状轮廓。导磁元件5-220用以调整磁场分布,可吸引、集中、提升驱动组件5-D所产生的电磁力。导磁元件5-220以及第三驱动磁性元件5-230设置于活动框架5-150的第三凹槽5-153。
第一驱动磁性元件5-200在第一方向5-A1上的最大尺寸大于第二驱动磁性元件5-210在第一方向5-A1上的最大尺寸。也就是说,第一驱动磁性元件5-200在第一方向5-A1上的最大尺寸不同于第二驱动磁性元件5-210在第一方向5-A1上的最大尺寸。第一驱动磁性元件5-200在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸小于第三驱动磁性元件5-230在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸。也就是说,第一驱动磁性元件5-200在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸不同于第三驱动磁性元件5-230在平行于光轴5-O的方向上的最大尺寸。
第一线圈5-170对应于第一驱动磁性元件5-200的一上表面5-201。第二线圈5-180同时对应于第一驱动磁性元件200的一侧表面5-202以及第二驱动磁性元件5-210的一侧表面5-212。第三线圈5-190对应于第三驱动磁性元件5-230的一下表面5-233。第一驱动磁性元件5-200的上表面5-201以及第一驱动磁性元件5-200的侧表面202平行于光轴5-O。第一驱动磁性元件5-200的上表面5-201不平行于第一驱动磁性元件5-200的侧表面202。第一驱动磁性元件5-200的侧表面5-202平行于第二驱动磁性元件5-210的侧表面212。第一驱动磁性元件5-200的上表面5-201平行于第三驱动磁性元件5-230的下表面5-233。
值得注意的是,在图69中,以斜线标示出第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190的“主要电流区域”。主要电流区域代表第一线圈5-170、第二线圈5-180、第三线圈5-190中主要可产生电磁力来驱动活动部5-M运动的区域。未以斜线标示的区域并非主要电流区域,其所产生的电磁力较弱,较难驱动活动部M运动。主要电流区域需要对应尽可能大的磁极面积,以产生尽可能大的电磁力。
举例而言,第一线圈5-170的主要电流区域包括一左半部5-176以及一右半部5-177。左半部5-176与右半部5-177的电流流向相反。为了使左半部5-176与右半部5-177产生相同方向的电磁力,由描述电流、磁场、电磁力的关系的右手定则可得知,左半部5-176以及右半部5-177需要不同的磁场方向。因此,左半部5-176以及右半部5-177需要对应不同的磁极。也就是说,第一线圈5-170所对应的第一驱动磁性元件5-200的磁极排列方向应与第一线圈5-170的主要电流区域的排列方向相同。磁极排列方向指的是一对磁极(N极-S极)的排列方向。由于左半部5-176与右半部5-177的排列方向平行于第一方向5-A1,第一驱动磁性元件5-200的磁极排列方向也平行于第一方向5-A1。
当电流流入第一线圈5-170时,第一线圈5-170的主要电流区域(左半部5-176以及右半部5-177)与第一驱动磁性元件5-200产生第一方向5-A1上的电磁力,故可驱动活动部5-M相对于固定部5-I沿着第一方向5-A1运动。
类似地,第二线圈5-180的主要电流区域包括一上半部5-186以及一下半部5-187。上半部5-186与下半部5-187的电流流向相反。为了使上半部5-186以及下半部5-187产生相同方向的电磁力,上半部5-186以及下半部5-187需要不同的磁场方向。因此,上半部5-186以及下半部5-187需要对应不同的磁极。具体而言,上半部5-186所对应的第一驱动磁性元件5-200的侧表面5-202所提供的磁场方向与下半部5-187所对应的第二驱动磁性元件5-210的侧表面5-212所提供的磁场方向不同。也就是说,第二驱动磁性元件5-210的磁极排列方向平行于第一驱动磁性元件5-200的磁极排列方向,第二驱动磁性元件5-210的磁极排列方向也平行于第一方向5-A1。不过,第一驱动磁性元件5-200朝向第二线圈5-180的磁极与第二驱动磁性元件5-210朝向第二线圈5-180的磁极不同。在图69中,第一驱动磁性元件5-200的S极朝向第二线圈5-180,而第二驱动磁性元件5-210的N极朝向第二线圈5-180。不过,在一些其他实施例中,第一驱动磁性元件5-200的N极朝向第二线圈5-180,而第二驱动磁性元件5-210的S极朝向第二线圈5-180。
当电流流入第二线圈5-180时,第二线圈5-180的主要电流区域(上半部5-186以及下半部187)与第一驱动磁性元件5-200以及第二驱动磁性元件5-210产生第二方向5-A2上的电磁力,故可驱动活动部5-M相对于固定部5-I沿着第二方向5-A2运动。
类似地,第三线圈5-190的主要电流区域包括一前半部5-196以及一后半部5-197。前半部5-196与后半部5-197的电流流向相反。为了使前半部5-196以及后半部5-197产生相同方向的电磁力,前半部5-196以及后半部5-197需要不同的磁场方向。因此,第三驱动磁性元件5-230为多极磁铁,且磁极排列方向平行于第二方向5-A2(如图73所示)。
当电流流入第三线圈5-190时,第三线圈5-190的主要电流区域(前半部5-196以及后半部5-197)与第三驱动磁性元件5-230产生平行于光轴5-O的方向上的电磁力,故可驱动活动部5-M相对于固定部5-I沿着光轴5-O运动。值得注意的是,相较于第一线圈5-170的主要电流区域以及第二线圈5-180的主要电流区域,第三线圈5-190的主要电流区域的范围较小,故第三线圈5-190的数量多于第一线圈5-170的数量以及第二线圈5-180的数量。
综上所述,第一驱动磁性元件5-200的磁极排列方向平行于第二驱动磁性元件5-210的磁极排列方向。不过,第一驱动磁性元件5-200的磁极排列方向不平行于第三驱动磁性元件5-230的磁极排列方向,或者,第一驱动磁性元件5-200的磁极排列方向垂直于第三驱动磁性元件5-230的磁极排列方向。
在一些实施例中,为了增加活动部5-M相对于固定部5-I运动时的稳定度,可设置一制震元件5-340(在图59至图62中示出)。制震元件5-340也可被称为阻尼(damping)元件。制震元件5-340为凝胶等可吸收冲击的材料,具有抑制震动的效果。当光学元件驱动机构5-10受到外力冲击时,制震元件5-340可避免承载座5-150与活动框架5-160之间及/或活动部5-M与固定部5-I之间发生过度猛烈的撞击。又,制震元件5-340还可协助活动部5-M于受到冲击时能快速地回到原本的位置。制震元件5-340可增加光学元件驱动机构5-10的机械强度。
制震元件5-340可设置于活动框架5-150的上止挡部5-155、活动框架5-150的下止挡部5-156、承载座5-160的第一制震元件设置部5-161、承载座5-160的第二制震元件设置部5-162。因此,上止挡部5-155以及下止挡部5-156可被称为“活动框架制震元件设置部”。当制震元件5-340设置于活动框架5-150的上止挡部5-155时,制震元件5-340是设置于活动框架5-150与外壳5-110之间。当制震元件5-340设置于活动框架5-150的下止挡部5-156时,制震元件5-340是设置于活动框架5-150与电路组件5-320之间。当制震元件5-340设置于承载座5-160的第一制震元件设置部5-161及/或承载座5-160的第二制震元件设置部5-162时,制震元件5-340是设置于承载座5-160与活动框架5-150之间。
具体而言,当第一线圈5-170以及第一驱动磁性元件5-200驱动活动部5-M沿着第一方向5-A1运动时,设置于承载座5-160的第一制震元件设置部5-161的制震元件5-340可抑制承载座5-160与活动框架5-150之间在第一方向5-A1上的震动以及碰撞。当第二线圈5-180以及第二驱动磁性元件5-210驱动活动部5-M沿着第二方向5-A2向上运动时,设置于活动框架5-150的上止挡部5-155的制震元件5-340可抑制活动框架5-150与固定框架5-120之间在第一方向5-A1上的震动以及碰撞。类似地,当第二线圈5-180以及第二驱动磁性元件5-210驱动活动部5-M沿着第二方向5-A2向下运动时,设置于活动框架5-150的下止挡部5-156的制震元件5-340可抑制活动框架5-150与电路组件5-320之间在第一方向5-A1上的震动以及碰撞。除此之外,当第三线圈5-190以及第三驱动磁性元件5-230驱动活动部5-M沿着光轴5-O运动时,设置于承载座5-160的第二制震元件设置部5-162的制震元件5-340可抑制承载座5-160与活动框架5-150之间在平行于光轴O的方向上的震动以及碰撞,且因有适当的阻尼效果可大幅提升控制的速度以及准确度,另外因本公开提供了以上特殊的配置方式,不但使制震元件5-340设置的稳定度更高、更不易脱离,同时充分利用空间使整体达到小型化。
请一并参考图70至图73来了解位置感测组件5-S。图70是电路组件5-320以及位置感测组件5-S的示意图,其中电路组件5-320以虚线示出。图71是第一参考磁性元件5-260以及第一感测元件5-290的示意图。图72是第二参考磁性元件5-270以及第二感测元件5-300的示意图。图73是第三参考磁性元件5-280以及第三感测元件5-310的示意图。
第一参考磁性元件5-260、第二参考磁性元件5-270、第三参考磁性元件5-280可为永久磁铁。第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310可为霍尔感测器(Hall Sensor)、巨磁阻(Giant Magneto Resistance,GMR)感测器或穿隧磁阻(TunnelingMagneto Resistance,TMR)感测器等。
欲说明的是,在一些实施例中,可使用驱动磁性元件作为参考磁性元件,而不须额外设置参考磁性元件,以简化工艺并降低成本。例如,在本实施例中,左侧的第三驱动磁性元件5-230可作为第三参考磁性元件5-280。当阅读以下内容时,应理解第三参考磁性元件5-280就是左侧的第三驱动磁性元件5-230,两者指的是同一个元件。
第一参考磁性元件5-260设置于活动框架5-150。第一感测元件5-290设置于电路组件5-320的底面并电性连接于电路组件5-320。第一参考磁性元件5-260以及第一感测元件5-290位于电路组件5-320的不同侧。第一感测元件5-290对应于第一参考磁性元件5-260,以感测活动框架5-150相对于电路组件5-320沿着第一方向5-A1的运动,也就是感测活动部5-M相对于固定部5-I沿着第一方向5-A1的运动。
如图71所示,第一参考磁性元件5-260包括至少一对磁极,且为多极磁铁。第一参考磁性元件5-260的多个对磁极沿着第一方向5-A1排列。第一参考磁性元件5-260包括至少两个磁区(magnetic domain)5-261、5-262以及位于磁区5-261与磁区5-262之间的一空乏区5-263。在制造多极磁铁时,仅会对磁区5-261以及磁区5-262进行充磁,故形成空乏区5-263。磁区5-261以及磁区5-262分别具有一对N极以及S极,且磁极的排列方向平行于第二方向5-A2。
通过将第一参考磁性元件5-260设计为具有多个磁区的多极磁铁,使得第一参考磁性元件5-260的磁力线更加紧密,在不增加第一参考磁性元件5-260的体积的情况下,可更进一步地提升感测的精准度。借此亦可缩小第一参考磁性元件5-260的尺寸,进而降低光学元件驱动机构5-10的耗电量,且能够达到小型化的效果。
磁区5-261的S极朝向第一感测元件5-290,而磁区5-262的N极朝向第一感测元件5-290。不过,在一些其他实施例中,磁区5-261的N极朝向第一感测元件5-290,而磁区5-262的S极朝向第一感测元件5-290。
由于磁力线从N极指向S极,通过磁力线指向可大致将第一感测元件5-290所在的区域分为一第一区5-R1、一第二区5-R2以及一第三区5-R3。当第一感测元件5-290位于第一区5-R1时,感测到的磁力线是从磁区5-261的N极指向磁区5-261的S极。当第一感测元件5-290位于第二区5-R2时,感测到的磁力线是从磁区5-262的N极指向磁区5-261的S极。当第一感测元件5-290位于第三区5-R3时,感测到的磁力线是从磁区5-262的N极指向磁区5-262的S极。而且,在第一区5-R1、第二区5-R2以及第三区5-R3中磁力线疏密程度不同。
当活动框架5-150沿着第一方向5-A1运动时,设置于活动框架5-150的第一参考磁性元件5-260亦相对于第一感测元件5-290沿着第一方向5-A1运动,使得第一感测元件5-290感测到具变化的磁力线密度及/或磁力线方向。通过第一感测元件5-290所感测到的磁力线密度变化及/或磁力线方向变化,可精确得知活动框架5-150沿着第一方向5-A1的运动。
第二参考磁性元件5-270设置于承载座5-160。第二感测元件5-300设置于电路组件5-320的底面并电性连接于电路组件5-320。第二参考磁性元件5-270以及第二感测元件5-300位于电路组件5-320的不同侧。第二感测元件5-300对应于第二参考磁性元件5-270,以感测承载座5-160相对于电路组件5-320沿着第二方向5-A2的运动,也就是感测活动部5-M相对于固定部5-I沿着第二方向5-A2的运动。
如图72所示,第二参考磁性元件5-270包括至少一对磁极,但并非多极磁铁,即第二参考磁性元件5-270的磁极对的数量不同于第一参考磁性元件5-260的磁极对的数量。第二参考磁性元件5-270的磁极排列方向平行于第二方向5-A2。也就是说,第二参考磁性元件5-270的磁极排列方向不平行于第一方向5-A1。
第二参考磁性元件5-270的S极朝向第二感测元件5-300。值得注意的是,在一些其他实施例中,第二参考磁性元件5-270的N极朝向第二感测元件5-300。由于第二参考磁性元件5-270仅包括一对磁极对,第二感测元件5-300仅能感测到相同方向的磁力线。相较于第一感测元件5-290,第二感测元件5-300仅能感测到磁力线密度变化,而无法感测到磁力线方向变化。
当承载座5-160沿着第二方向5-A2运动时,设置于承载座5-160的第二参考磁性元件5-270亦相对于第二感测元件5-300沿着第二方向5-A2运动,使得第二感测元件5-300感测到具变化的磁力线密度。通过第二感测元件5-300所感测到的磁力线密度变化,可精确得知承载座5-160沿着第二方向5-A2的运动。
如前所述,第三驱动磁性元件5-230设置于活动框架5-150,即第三参考磁性元件5-280设置于活动框架5-150。第三感测元件5-310设置于电路组件5-320的底面并电性连接于电路组件5-320。在一些实施例中,第三感测元件5-310设置于第三线圈5-190中,以节省空间,达到小型化。第三参考磁性元件5-280以及第三感测元件5-310位于电路组件5-320的不同侧。第三感测元件5-310对应于第三参考磁性元件5-280,以感测活动框架5-150相对于电路组件5-320沿着光轴5-O的运动,也就是感测活动部5-M相对于固定部5-I沿着光轴5-O的运动。如前所述,第三驱动磁性元件5-230的磁极排列方向平行于第二方向5-A2,即第三参考磁性元件5-280的磁极排列方向平行于第二方向5-A2。也就是说,第三参考磁性元件5-280的磁极排列方向不平行于第一方向5-A1以及光轴O。
如图73所示,第三参考磁性元件5-280包括至少一对磁极,且为多极磁铁,即第三参考磁性元件5-280的磁极对的数量不同于第二参考磁性元件5-270的磁极对的数量。第三参考磁性元件5-280的多个对磁极沿着光轴O排列。第三参考磁性元件5-280包括三个磁区5-281、5-282、5-283、位于磁区5-281与磁区5-282之间的一空乏区5-284、位于磁区5-282与磁区5-283之间的一空乏区5-285。欲说明的是,因为磁区5-282同时对应两个第三线圈5-190的主要电流区域,而磁区5-281、5-283仅对应一个第三线圈5-190的主要电流区域,所以磁区5-282的范围大于磁区5-281、5-283的范围。例如,磁区5-282的体积大致上为磁区5-281、5-283的二倍。
磁区5-281的S极以及磁区5-283的S极朝向第三感测元件5-310,而磁区5-282的N极朝向第三感测元件5-310。不过,在一些其他实施例中,磁区5-281的N极以及磁区5-283的N极朝向第三感测元件5-310,而磁区5-282的S极朝向第三感测元件5-310。
因为第三参考磁性元件5-280具有多于一对的磁极,类似于第一感测元件5-290,第三感测元件5-310也可感测到磁力线密度变化以及磁力线方向变化。当活动框架5-150沿着光轴5-O运动时,设置于活动框架5-150的第三参考磁性元件5-280亦相对于第三感测元件5-310沿着光轴5-O运动,使得第三感测元件5-310感测到具变化的磁力线密度及/或磁力线方向。通过第三感测元件5-310所感测到的磁力线密度变化及/或磁力线方向变化,可精确得知活动框架5-150沿着光轴5-O的运动。由于前述特征,可以改善第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310之间互相产生干扰的问题,并可使整体达到更进一步地小型化。除此之外,更通过凹槽5-334保护第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310,使得第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310不易受到撞击造成损坏,故大幅提升光学元件驱动机构5-10的稳定性。
综上所述,本公开的光学元件驱动机构5-10通过驱动组件5-D即可达到至少三轴的驱动,且通过位置感测组件5-S可感测至少三轴的运动,并可进一步修正驱动信号,以达到闭路(closed-loop)反馈。
前面描述了光学元件驱动机构5-10的各个组件、各个元件的特征,接下来将描述如何组装光学元件驱动机构5-10。描述顺序不代表组装的先后次序。
将缠绕好的第一线圈5-170安装至固定框架5-120的底面。将第一驱动磁性元件5-200以及第二驱动磁性元件5-210安装到活动框架5-150的第一凹槽5-151。将导磁元件5-220以及第三驱动磁性元件5-230安装到活动框架5-150的第三凹槽5-153。将第一参考磁性元件5-260安装到活动框架5-150。将缠绕好的第二线圈5-180安装到承载座5-160的第二线圈设置部5-163。将第二参考磁性元件5-270安装到承载座5-160。将缠绕好的第三线圈5-190、第一感测元件5-290、第二感测元件5-300、第三感测元件5-310安装到电路组件5-320,并将电路组件5-320安装到底座5-330上。
利用第一弹性元件5-140以及第二弹性元件5-240连接活动框架5-150与承载座5-160。利用第三弹性元件5-250将活动框架5-150安装到底座5-330上的电路组件5-320。最后,安装外壳5-110以及固定框架5-120。
在一些实施例中,在组装光学元件驱动机构5-10时,为了加强各个元件之间的连接,可设置一粘着元件5-350。请搭配图74以及图75来了解粘着元件5-350。图74是省略部分元件的光学元件驱动机构5-10的立体图。图75是省略部分元件的光学元件驱动机构5-10的俯视图。
粘着元件5-350可粘着不同的元件。粘着元件5-350可为粘接材料或绝缘材料,例如:树脂材料。树脂材料可包括光固化(UV curable)树脂以及热固化(heat curable)树脂。光固化树脂通过照射紫外(ultraviolet,UV)光而固化,而热固化树脂通过加热而固化。除此之外,粘着元件5-350通常具有良好的弹性以及包覆力,施加粘着元件5-350至元件上可保护元件,并降低粉尘、水气等杂质进入元件的几率。若粘着元件5-350为绝缘材料时,可达到绝缘效果。施加粘着元件5-350的操作一般称为“点胶”,可通过人工以及机械两种方式进行。
举例而言,在将第一驱动磁性元件5-200以及第二驱动磁性元件5-210安装到活动框架5-150的第一凹槽5-151之前,可先施加粘着元件5-350至第一凹槽5-151,使得第一凹槽5-151容纳粘着元件5-350的至少部分。之后,再将第一驱动磁性元件5-200以及第二驱动磁性元件5-210安装到第一凹槽5-151,使得粘着元件5-350直接接触活动框架5-150、第一驱动磁性元件5-200、第二驱动磁性元件5-210。
又,可进一步将粘着元件5-350施加至第二凹槽5-152,使得第二凹槽5-152容纳粘着元件5-350。在第二凹槽5-152中的粘着元件5-350直接接触活动框架5-150以及第一驱动磁性元件5-200。除此之外,第二凹槽5-152的防溢流结构5-1521可防止粘着元件5-350外溢。
值得注意的是,施加到第一凹槽5-151的粘着元件5-350与施加到第二凹槽5-152的粘着元件5-350可能不同。例如,第一凹槽5-151中的粘着元件5-350为热固化树脂,而第二凹槽5-152中的粘着元件5-350为光固化树脂。可视需要选择所需的粘着元件5-350。
除此之外,如图75所示,一沟槽5-168形成于承载座5-160与第二线圈5-180之间,也可将粘着元件5-350设置于沟槽5-168,使得粘着元件5-350直接接触承载座5-160以及第二线圈5-180,以加强承载座5-160与第二线圈5-180的连接。
最后,请参考图76至图77来了解光学元件驱动机构5-10的通电方式。图76是省略部分元件的光学元件驱动机构5-10的立体图。图77是省略部分元件的光学元件驱动机构10的俯视图。
欲说明的是,为了清楚显示内埋在固定框架5-120中的内埋电路5-130,在图76以及图77中省略了固定框架5-120。如图76至图77所示,第一线圈第一引线5-173以及第一线圈第二引线5-174电性连接于内埋电路5-130。第二线圈第一引线5-183以及第二线圈第二引线5-184设置于承载座5-160的第二线圈引线设置部5-165,且电性连接于第一弹性元件5-140的其中二者。值得注意的是,承载座5-160的分隔元件5-164设置于第二线圈第一引线5-183与第二线圈第二引线5-184之间,以避免第二线圈第一引线5-183接触第二线圈第二引线5-184造成短路。
又,因为第三弹性元件5-250的上端5-251连接于第一弹性元件5-140,而下端5-252连接于电路组件5-320,使得第三弹性元件5-250可将经由电路组件5-320的外部电性连接部5-327通入的电流传输至第一弹性元件5-140。在本实施例中,第二弹性元件5-240并未通电,主要执行支撑功能。
如前所述,第一线圈5-170通过内埋于固定框架5-120中的内埋电路5-130电性连接于电路组件5-320。第二线圈5-180通过第一弹性元件5-140以及第三弹性元件5-250电性连接于电路组件5-320。也就是说,位于承载座5-160二侧的两个第二线圈5-180经由第一弹性元件5-140、第三弹性元件5-250以及电路组件5-320彼此电性连接。电路组件5-320可达到导线整合的功能。
基于本公开,提供了一种通过驱动组件即可达到至少三轴的驱动的光学元件驱动机构。驱动组件以及位置感测组件包括经过设计的配置,可达到位移修正、位移补偿。电路组件可达到导线整合的功能。除此之外,本公开的光学元件驱动机构易于组装,并具有良好的机械强度。
请参阅图78,本公开一实施例的一光学元件驱动机构7-10可装设于一电子装置7-1内,用以照相或摄影,其中前述电子装置7-1例如可为智能手机或系数字数码相机,但本公开不限于此。应注意的是,图78中所示的光学元件驱动机构7-10与电子装置7-1的位置及大小关系仅为一示例,而非限制光学元件驱动机构7-10与电子装置7-1的位置及大小关系。实际上,光学元件驱动机构7-10可根据不同的需求而装设在电子装置7-1中的不同位置。
请参阅图79,光学元件驱动机构7-10承载一光学元件7-O。光学元件驱动机构7-10的外部可设置有一透镜模块7-20。透镜模块7-20位于光学元件驱动机构7-10的光入射处的下游。一光线7-L的一光轴7-OA沿一第一方向7-D1入射到光学元件驱动机构7-10中的光学元件7-O后,被光学元件7-O反射,并沿不平行于(或垂直于)第一方向7-D1的一第二方向7-D2穿过透镜模块7-20,以进行成像。
请参阅图80及图81,光学元件驱动机构7-10包括一固定部7-110、一活动部7-120、一第一驱动组件7-130、一第二驱动组件7-140、一第一支撑组件7-150、一第二支撑组件7-160、一第一抑制组件7-170、一第二抑制组件7-180、一第一连接组件7-190以及一第二连接组件7-200。
活动部7-120经由第一支撑组件7-150可相对固定部7-110在一第一维度上于一第一极限范围内运动。其中,第一维度为以一第一转轴7-AX1为轴心的转动。活动部7-120经由第二支撑组件7-160可相对固定部7-110在一第二维度上于一第二极限范围内运动。其中,第二维度为以一第二转轴7-AX2为一轴心的一转动。第一转轴7-AX1及第二转轴7-AX2不平行。因此,第一维度及第二维度不同。
请继续参阅图80及图81,固定部7-110包括一外框7-111、一底座7-112、一框架7-113、一第一侧边7-114以及一第二侧边7-115。活动部7-120包括一承载座7-121。第一驱动组件7-130包括一第一线圈7-131以及一第一磁性元件7-132。第二驱动组件7-140包括一第二线圈7-141以及一第二磁性元件7-142。第一支撑组件7-150包括一第一中间元件7-151、一第二中间元件7-152a、一第三中间元件7-152b、一第四中间元件7-152c、一第一支撑元件7-153、一第一承载单元7-154、一第一强化单元7-155、一第一容纳单元7-156、一第二支撑元件7-157、一第二强化单元7-158以及一第二容纳单元7-159。第二支撑组件7-160包括多个第二支撑单元7-161。第一抑制组件7-170包括一第一抑制元件7-171、一第二抑制元件7-172以及一第一制震元件7-173。第二抑制组件7-180包括多个第二制震元件7-181。第一连接组件7-190包括一第一弹性元件7-191以及一第二弹性元件7-192。第二连接组件7-200包括一第三弹性元件7-201。
请参阅图82,固定部7-110的外框7-111包括一顶面7-1111、一外框侧壁7-1112以及两个外框连接部7-1113。顶面7-1111不平行于第一方向7-D1。外框侧壁7-1112平行于第一方向7-D1,且从顶面7-1111的一边缘7-1111a延伸。外框侧壁7-1112位于固定部7-110的第一侧边7-114(图80)。外框连接部7-1113具有一板状结构,且位于外框侧壁7-1112上。
请参阅图83和图84,固定部7-110的底座7-112包括一底板7-1121、一第一底座侧壁7-1122、两个底座连接部7-1123、两个底座连接部凹陷7-1124。固定部7-110的底板7-1121不平行于第一方向7-D1,且具有一塑胶材质。第一底座侧壁7-1122平行于第一方向7-D1,且从底板7-1121延伸。第一底座侧壁7-1122位于固定部7-110的第一侧边7-114(图80)。由于外框侧壁7-1112也平行于第一方向7-D1,因此,第一底座侧壁7-1122平行于外框侧壁7-1112。沿着第一方向7-D1观察时,第一底座侧壁7-1122比外框侧壁7-1112更靠近活动部7-120(未表示在图83和图84)。
请参阅图84和图85,底座连接部7-1123具有一板状结构。底座连接部7-1123位于底板7-1121上,且底座连接部7-1123至少部分内埋在底板7-1121中。底座连接部7-1123设置在底座连接部凹陷7-1124中。沿垂直于第一方向7-D1及第二方向7-D2的一第三方向7-D3观察时,底座连接部7-1123显露于底座连接部凹陷7-1124。沿着第一方向7-D1观察时,外框连接部7-1113遮蔽底座连接部7-1123。在一实施例中,外框连接部7-1113固定地连接到底座连接部7-1123,而且外框连接部7-1113与底座连接部7-1123互相不平行。在一实施例中,外框连接部7-1113垂直于底座连接部7-1123,且外框连接部7-1113经由焊接而固定地连接到底座连接部7-1123。如此一来,可以使光学元件驱动机构7-10的结构更强化。
请参阅图86,活动部7-120接触并连接到光学元件7-O,且可相对固定部7-110运动。具体地说,活动部7-120的承载座7-121承载并连接到光学元件7-O。承载座7-121可以具有任何合适于承载并连接到光学元件7-O的形状。举例来说,承载座7-121可以是具有至少一凹陷(可以参考图81)。
请参阅图87,第一驱动组件7-130驱动活动部7-120相对固定部7-110运动。沿着第一方向7-D1观察时,第一驱动组件7-130位于第一侧边7-114(未表示在图87)。第一驱动组件7-130的第一线圈7-131具有一第一段部7-1311。第一段部7-1311沿着第三方向7-D3延伸。第一线圈7-131的一绕线轴7-131a平行于第二方向7-D2。第一线圈7-131与第一磁性元件7-132沿第一方向7-D1排列。第一驱动组件7-130的第一磁性元件7-132对应第一段部7-1311,以产生一第一驱动力。第一驱动力的方向是平行于第一方向7-D1。
第二驱动组件7-140驱动承载座7-121相对框架7-113运动。沿着第一方向7-D1观察时,第二驱动组件7-140位于第二侧边7-115(未表示在图87)。第二驱动组件7-140的第二线圈7-141具有一第二段部7-1411。第二段部7-1411也沿着第三方向7-D3延伸。因此,第一段部7-1311及第二段部7-1411的延伸方向互相平行。第二线圈7-141的一绕线轴7-141a平行于第一方向7-D1。因此,第一线圈7-131的绕线轴7-131a与第二线圈7-141的绕线轴7-141a不平行。第二线圈7-141与第二磁性元件7-142沿第二方向7-D2排列。因此,第一线圈7-131与第一磁性元件7-132的排列方向与第二线圈7-141与第二磁性元件7-142的排列方向不同。第二驱动组件7-140的第二磁性元件7-142对应第二段部7-1411,以产生一第二驱动力。
应注意的是,前述的第一驱动力及第二驱动力的方向不同。第一驱动力是可驱动活动部7-120相对于固定部7-110在第一维度上于第一极限范围内运动。而第二驱动力是可驱动活动部7-120相对于固定部7-110在第二维度上于第二极限范围内运动。
请参阅图86及图88,第一支撑组件7-150的第一中间元件7-151、第二中间元件7-152a、第三中间元件7-152b及第四中间元件7-152c位于固定部7-110与活动部7-120之间。
第一中间元件7-151具有金属材质,且第一中间元件7-151具有一球体结构。因此,固定部7-110或活动部7-120可相对第一中间元件7-151运动。第一转轴7-AX1穿过第一中间元件7-151。
第二中间元件7-152a具有金属材质,且第二中间元件7-152a具有一球体结构。固定部7-110或活动部7-120可相对第二中间元件7-152a运动。第二中间元件7-152a可相对第一中间元件7-151运动。第二中间元件7-152a可相对固定部7-110移动,且第二中间元件7-152a可相对活动部7-120移动。第二中间元件7-152a与第一转轴7-AX1的一最短距离7-S1与第一中间元件7-151与第一转轴7-AX1的一最短距离7-S2不同。第二中间元件7-152a与第一转轴7-AX1的最短距离7-S1大于第一中间元件7-151与第一转轴7-AX1的最短距离7-S2。
第三中间元件7-152b具有金属材质,且第三中间元件7-152b具有一球体结构。固定部7-110或活动部7-120可相对第三中间元件7-152b运动。第三中间元件7-152b可相对第一中间元件7-151运动。第三中间元件7-152b与第一转轴7-AX1的一最短距离7-S3与第一中间元件7-151与第一转轴7-AX1的最短距离7-S2不同。第三中间元件7-152b与第一转轴7-AX1的最短距离7-S3大于第一中间元件7-151与第一转轴7-AX1的最短距离7-S2。第三中间元件7-152b与第一转轴7-AX1的最短距离7-S3大致等于第二中间元件7-152a与第一转轴7-AX1的最短距离7-S1。
第四中间元件7-152c具有金属材质,且第四中间元件7-152c具有一球体结构。固定部7-110或活动部7-120可相对第四中间元件7-152c运动。第四中间元件7-152c可相对第一中间元件7-151运动。第四中间元件7-152c与第一转轴7-AX1的一最短距离7-S4与第一中间元件7-151与第一转轴7-AX1的最短距离7-S2不同。第四中间元件7-152c与第一转轴7-AX1的最短距离7-S4大于第一中间元件7-151与第一转轴7-AX1的最短距离7-S2。第四中间元件7-152c与第一转轴7-AX1的最短距离7-S4大致等于第二中间元件7-152a与第一转轴7-AX1的最短距离7-S1。
沿着第一转轴7-AX1方向观察时,第一转轴7-AX1穿过第二中间元件7-152a、第三中间元件7-152b及第四中间元件7-152c所形成的一三角形7-T(虚线表示)。在平行于第一转轴7-AX1的方向上,第一中间元件7-151的一中心7-151a与第二中间元件7-152a的一中心7-152a’具有不为零的一间距7-S5。在平行于第二转轴7-AX2的方向上,第四中间元件7-152c的一中心7-152c’与第三中间元件7-152b的一中心7-152b’的一距离大约为零。一第一假想平面7-P1穿过第一中间元件7-151、第二中间元件7-152a、第三中间元件7-152b及第四中间元件7-152c。
请回到图86,第一支撑组件7-150的第一支撑元件7-153直接接触第一中间元件7-151,并包括一第一基底7-1531。第一基底7-1531具有一第一表面7-1531a。第一承载单元7-154对应第一中间元件7-151,并包括一第一开口7-154a。第一强化单元7-155设置于第一基底7-1531,并包括一第二表面7-155a。第一容纳单元7-156设置于第一基底7-1531,并包括一第三表面7-156a。第二支撑元件7-157直接接触第一中间元件7-151,并包括一第二基底7-1571。第二基底7-1571具有一第四表面7-1571a、第一容纳部7-1571b以及第二容纳部7-1571c。第二强化单元7-158设置于第一基底7-1531,并包括一第二承载单元7-1581以及一第五表面7-158a。第二容纳单元7-159设置于第一基底7-1531,并包括一第六表面7-159a以及一第三开口7-159b。
第一支撑元件7-153直接接触第二中间元件7-152a。第一表面7-1531a与一第二假想平面7-P2重叠且平行。第一表面7-1531a面朝第一中间元件7-151。第一基底7-1531具有塑胶材质。第一开口7-154a容纳至少部分的第一中间元件7-151。第一开口7-154a的一边缘7-154a’具有一第一强化结构7-154a”。第一强化结构7-154a”直接接触第一中间元件7-151。第一强化结构7-154a”可以具有一弧形结构或与第一表面7-1531a不平行且不垂直的一斜面结构,以避免损害第一中间元件7-151。
第一承载单元7-154凸出于第一表面7-1531a。第一中间元件7-151固定地连接第一承载单元7-154。第二表面7-155a面朝第二中间元件7-152a。第一强化单元7-155的杨氏模数与第一基底7-1531的杨氏模数不同。第一强化单元7-155具有金属材质。第二表面7-155a与第二假想平面7-P2平行。第二表面7-155a与第二假想平面7-P2重叠。沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第二表面7-155a不重叠。沿着平行第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第二表面7-155a至少部分重叠。第二中间元件7-152a与第二表面7-155a具有不为零的间距7-S6。
第三表面7-156a面朝第二中间元件7-152a。第一容纳单元7-156的杨氏模数与第一基底7-1531的杨氏模数不同。第一容纳单元7-156具有金属材质。第一容纳单元7-156具有一第二开口7-156a,以容纳至少部分第二中间元件7-152a。第二开口7-156a并未容纳第三中间元件7-152b及第四中间元件7-152c。第二开口7-156a位于第三表面7-156a。第二开口7-156a的一边缘7-156a’具有一第二强化结构7-156a”。第二强化结构7-156a”直接接触第二中间元件7-152a。第二强化结构7-156a”具有与有一弧形结构或与第三表面7-156a不平行且不垂直的一斜面结构,以避免损害第二中间元件7-152a。
沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第三表面7-156a至少部分重叠。沿着平行第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第三表面7-156a至少部分重叠。第二支撑元件7-157直接接触第二中间元件7-152a。沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第一中间元件7-151位于第一支撑元件7-153及第二支撑元件7-157之间。沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a位于第一支撑元件7-153及第二支撑元件7-157之间。
第四表面7-1571a与一第三假想平面7-P3重叠且平行。第四表面7-1571a面朝的方向与第一表面7-1531a面朝的方向相同。第一容纳部7-1571b容纳至少部分第一中间元件7-151。第一容纳部7-1571b未直接接触第一中间元件7-151。第二容纳部7-1571c容纳至少部分第二中间元件。第二容纳部7-1571c未直接接触第二中间元件7-152a。第二基底7-1571具有塑胶材质。
第五表面7-158a面朝第二中间元件7-152a。第二强化单元7-158的杨氏模数与第二基底7-1571的杨氏模数不同。第二承载单元7-1581容纳至少部分第一中间元件7-151。第二承载单元7-1581容纳至少部分第一中间元件7-151。第二承载单元7-1581具有一凹陷结构7-1581a。第一中间元件7-151可相对第二承载单元7-1581运动。第二承载单元7-1581位于第五表面7-158a。沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第一中间元件7-151与第五表面7-158a至少部分重叠。沿着平行第一转轴7-AX1的方向观察时,第一中间元件7-151与第五表面7-158a至少部分重叠。沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第五表面7-158a不重叠。沿着平行第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第五表面7-158a至少部分重叠。第二中间元件7-152a与第五表面7-158a具有不为零的一间隙7-S7。
第六表面7-159a面朝第二中间元件7-152a。第二容纳单元7-159设置于第四表面7-1571a。第二容纳单元7-159的杨氏模数与第一基底7-1531的杨氏模数不同。第二容纳单元7-159具有金属材质。第三开口7-159b容纳至少部分第二中间元件7-152a(图88)。第三开口7-159b容纳至少部分第三中间元件7-152b(图88)。第三开口7-159b容纳至少部分第四中间元件7-152c(图88)。第三开口7-159b位于第六表面7-159a。第三开口7-159b的一边缘7-159b’具有一第三强化结构7-159b”。第三强化结构7-159b”直接接触第二中间元件7-152a。第三强化结构7-159b”具有一弧形结构或与第六表面7-159a不平行且不垂直的一斜面结构,以避免损害第二中间元件7-152a。沿着垂直第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第六表面7-159a至少部分重叠。沿着平行第一转轴7-AX1的方向观察时,第二中间元件7-152a与第六表面7-159a至少部分重叠。
通过设置强化结构,可以避免中间元件受到损害,进而避免对光学元件驱动机构造成不利影响。
请参阅图89,第一抑制组件7-170抑制活动部7-120相对固定部7-110的一异常运动或振动,以提升驱动精度。第二抑制元件7-172对应第一抑制元件7-171。第一制震元件7-173设置于第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172之间。第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172的杨氏模数不同。第一抑制元件7-171具有金属材质。第二抑制元件7-172具有塑胶材质。第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172分别设置于活动部7-120及固定部7-110。第一抑制元件7-171具有朝向第二抑制元件7-172延伸的一突出结构7-1711。第二抑制元件7-172具有容纳至少部分的第一抑制元件7-171的一凹陷结构7-172a。第一制震元件7-173具有柔性树脂材质。第一抑制元件7-171的突出结构1711沿着第一方向7-D1延伸。于第一抑制元件7-171的突出结构7-1711的一延伸方向(可以是第一方向7-D1)上,第一抑制元件7-171的一最大尺寸7-171a小于第二抑制元件7-172的凹陷结构7-172a的一深度7-172b。第一制震元件7-173直接接触第一抑制元件7-171及第二抑制元件7-172。
当活动部7-120位于第一极限范围内的一任意位置时,第一抑制元件7-171不直接接触第二抑制元件7-172。沿着第一抑制元件7-171的突出结构7-1711的延伸方向(可以是第一方向7-D1)观察时,固定部7-110具有一矩形结构且第一抑制元件7-171位于固定部7-110的第一侧边7-114(可参考图80)。沿着第一抑制元件7-171的突出结构7-1711的延伸方向(可以是第一方向7-D1)观察时,固定部7-110的第二侧边7-115与第一侧边7-114不平行。第一侧边7-114的一长度7-114a与第二侧边7-115的一长度7-115a不同。第一侧边7-114的长度7-114a小于第二侧边7-115的长度7-115a(可参考图80)。
请参阅图90,第二抑制组件7-180抑制承载座7-121相对框架7-113的一异常运动或振动,以提升驱动精度。第二抑制组件7-180的第二制震元件7-181具有柔性树脂材质。第二制震元件7-181直接接触承载座7-121(未表示)及框架7-113。沿着一第一方向观察时,第二制震元件7-181分别位于固定部7-110的不同角落。一第四假想平面7-P4穿过第二制震元件7-181。第四假想平面7-P4与第一方向7-D1垂直。
请参阅图86及图90,承载座7-121经由第二支撑组件7-160可相对框架7-113在第二维度上于第二极限范围内运动。沿着第一方向7-D1观察时,第二支撑组件7-160的第二支撑单元7-161沿着平行于第二侧边7-115的一延伸方向(可以是第三方向7-D3)而排列。第一弹性元件7-191具有板状结构。第二弹性元件7-192具有板状结构。
框架7-113经由第一连接组件7-190活动地连接到固定部7-110。第一弹性元件7-191的厚度方向与第三方向7-D3垂直。第一弹性元件7-191平行于第一转轴7-AX1。第一弹性元件7-191包括多个第一弹性单元7-1911。第一弹性单元7-1911沿着第四方向7-D4排列。第二侧边7-115平行于第四方向7-D4。
第二弹性元件7-192的厚度方向与第三方向7-D3垂直。第二弹性元件7-192平行第一转轴7-AX1。第二弹性元件7-192还包括多个第二弹性单元7-1921。第二弹性单元7-1921沿着第四方向7-D4排列。
于第三方向7-D3上,第一弹性元件7-191及第二弹性元件7-192具有不为零的间距7-S8。
承载座7-121(未表示在图90)经由第二连接组件7-200活动地连接框架7-113。第三弹性元件7-201具有板状结构。第三弹性元件7-201的一厚度方向与一第五方向7-D5垂直。第三弹性元件7-201不平行于第一转轴7-AX1。第三弹性元件7-201垂直第一转轴7-AX1。第三弹性元件7-201还包括多个第三弹性单元7-2011。第三弹性单元7-2011沿着第四方向7-D4排列。沿着第一方向7-D1观察时,第三弹性元件7-201位于第一弹性元件7-191及第二弹性元件7-192之间。
总的来说,本公开的光学元件驱动机构7-10的活动部7-120可以经由第一支撑组件7-150及第二支撑组件7-160而相对于固定部7-110运动。如此一来,可以使活动部7-120及光学元件7-O更顺畅地相对于固定部7-110运动。而且,可以通过驱动光学元件7-O来达到更好的成像效果。再者,由于第一支撑组件7-150及第二支撑组件7-160包括有球状结构,可以使光学元件驱动机构7-10的第一支撑组件7-150及第二支撑组件7-160最小化,进而达到使光学元件驱动机构7-10小型化的技术效果。
请参考图91。图91是本公开一些实施例中的光学元件驱动机构8-100的示意图。光学元件驱动机构8-100主要可包括固定部8-F、活动部8-M、驱动组件8-D、控制组件8-C。光学元件驱动机构8-100用以承载光学元件8-O,并且可在一光学系统(例如手机、相机等)中使用。活动部8-M、驱动组件8-D、控制组件8-C可设置在固定部8-F中。活动部8-M用以连接光学元件8-O,以带动光学元件8-O相对固定部8-F进行移动。
在一些实施例中,驱动组件8-D可包括第一驱动元件8-D1以及第二驱动元件8-D2,分别设置在固定部8-F上以及活动部8-M上。第一驱动元件8-D1与第二驱动元件8-D2之间可产生一驱动力(例如电磁驱动力),以驱动活动部8-M相对于固定部8-F进行移动。驱动组件8-D以及控制组件8-C可彼此电性连接,控制组件8-C用以输出控制信号以控制驱动组件8-D。
图92是本公开一些实施例中的校正步骤8-200的流程图,而图94是使用校正步骤8-200来校正光学元件驱动机构8-100时的示意图。校正步骤8-200用以将包括活动部8-M相对于固定部8-F的运动与控制信号的关系的第一预设数据记录至控制组件8-C。
校正步骤8-200从操作8-210开始,其中将光学元件驱动机构8-100设置于校正设备8-310(图94)上,以进行校正。接着,在操作8-220,使用校正设备8-310对光学元件8-O提供一光线8-410,光线8-410通过光学元件8-O转换为一光学信息8-420(如影像),接着再将光学信息8-420输出至影像处理单元8-320进行处理。在一些实施例中,影像处理单元8-320可电性连接光学元件驱动机构8-100,可设置在光学元件驱动机构8-100的中或之外,取决于设计需求。
在操作8-230中,通过影像处理单元8-320来处理光学信息8-420,以得到对焦位置信息。图93是在一些实施例中,操作8-230的详细流程图。操作8-230首先从操作8-231开始,其中使用光学元件8-O拍摄一第一静物。接着,在操作8-232中,使用光学元件驱动机构8-100将光学元件8-O移动到不同的多个位置,并在移动光学元件8-O的时候继续拍摄第一静物。接着,在操作8-233中,将前述位置与各位置所感测到的影像的清晰度的关系记录至对焦位置信息。
在操作8-234中,使用光学元件8-O拍摄一第二静物。第一静物与光学元件驱动机构8-100的距离和第二静物与光学元件驱动机构8-100的距离不同。接着,在操作8-235中,使用光学元件驱动机构8-100将光学元件8-O移动到不同的多个位置,并在移动光学元件8-O的时候继续拍摄第二静物。接着,在操作8-236中,将前述位置与各位置所感测到的影像的清晰度的关系记录至对焦位置信息。在一些实施例中,可将对焦位置信息存储到控制组件8-C。
应注意的是,影像处理单元8-320可经由空间傅里叶转换法(space Fouriertransform)或者影像比较法以计算光学信息8-420的清晰度。
接着,在操作8-240中,影像处理单元8-320根据对焦位置信息,以输出第一驱动控制信号8-430给第一驱动单元8-330。在操作8-250中,第一驱动单元8-330根据此第一驱动控制信号8-430提供第一驱动信号8-440给光学元件驱动机构8-100的驱动组件8-D,从而控制光学元件驱动机构8-100的驱动组件8-D。举例来说,若第一驱动元件8-D1为线圈,则可使用此第一驱动信号8-440来控制提供给第一驱动元件8-D1的电流,以控制驱动组件8-D所产生的驱动力大小。
图95是校正步骤8-500的流程图。校正步骤8-500可用以计算出一重力补正信息,用以补正不同的重力方向对光学元件驱动机构8-100的影响。校正步骤8-500从操作8-510开始,其中将光学元件驱动机构8-100以一第一姿态设置在校正设备8-310上(例如以特定的角度摆放光学元件驱动机构8-100)。接着,在操作8-520中,使用控制组件8-C中的惯性感测元件来测量于第一姿态时,光学元件驱动机构8-100的第一角加速度以及第一重力方向。
在接下来的操作8-530中,将光学元件驱动机构8-100以一第二姿态设置在校正设备8-310上。在操作8-540中,使用控制组件8-C中的惯性感测元件来测量于第二姿态时,光学元件驱动机构8-100的第二角加速度以及第二重力方向。应注意的是,第一姿态与第二姿态不同,从而第一角加速度可与第二角加速度不同,或者第一重力方向可与第二重力方向不同。从而可得到在不同姿态下,重力方向对所感测到的信号的影响。
接着,在操作8-550中,根据第一角加速度、第二角加速度、第一重力方向、第二重力方向来计算出重力补正信息。重力补正信息可用以与前述对焦位置信息配合,以进一步修正重力方向对光学元件驱动机构8-100的影响,从而得到较准确的感测信号。
图96是校正步骤8-600的流程图,而图97是使用校正步骤8-600来校正光学元件驱动机构8-100时的示意图。校正步骤8-600首先从使用第一震动的操作8-610开始。操作8-610包括操作8-611、操作8-612、操作8-613。在操作8-611中,通过校正设备8-310使用具有第一频率以及第一振幅的第一震动(震动8-450的一部分)来震动光学元件驱动机构8-100。接着,在操作8-612中,使用控制组件8-C的惯性感测元件来感测光学元件驱动机构8-100在第一震动之下所感测到的第一惯性信息(惯性信息8-460的一部分)。在操作8-613中,参考前述第一惯性信息以及光学元件驱动机构8-100所设置在的光学系统的光学特性,使用一计算单元8-340来计算出第一补偿信息,并将此第一补偿信息记录在防手震信息8-470中。
接着,校正步骤8-600继续到使用第二震动的操作8-620。操作8-620包括操作8-621、操作8-622、操作8-623。在操作8-621中,通过校正设备8-310使用具有第二频率以及第一振幅的第二震动(震动8-450的一部分)来震动光学元件驱动机构8-100。接着,在操作8-622中,使用控制组件8-C的惯性感测元件来感测光学元件驱动机构8-100在第二震动之下所感测到的第二惯性信息(惯性信息8-460的一部分)。在操作8-623中,参考前述第二惯性信息以及光学元件驱动机构8-100所设置在的光学系统的光学特性,来计算出第二补偿信息,并将此第二补偿信息记录在防手震信息8-470中。
接着,校正步骤8-600继续到使用第三震动的操作8-630。操作8-630包括操作8-631、操作8-632、操作8-633。在操作8-631中,通过校正设备8-310使用具有第一频率以及第二振幅的第三震动(震动8-450的一部分)来震动光学元件驱动机构8-100。接着,在操作8-632中,使用控制组件8-C的惯性感测元件来感测光学元件驱动机构8-100在第三震动之下所感测到的第三惯性信息(惯性信息8-460的一部分)。在操作8-613中,参考前述第三惯性信息以及光学元件驱动机构8-100所设置在的光学系统的光学特性,来计算出第三补偿信息,并将此第三补偿信息记录在防手震信息8-470中。
应注意的是,第一震动与第二震动具有相同的第一振幅,但是分别具有不同的第一频率以及第二频率。此外,第一震动与第三震动具有相同的第一频率,但分别具有不同的第一振幅以及第二振幅。通过比较第一震动与第二震动所造成的第一补偿信息以及第二补偿信息,可得到震动频率对光学元件驱动机构8-100的影响。通过比较第一震动与第三震动所造成的第一补偿信息以及第三补偿信息,可得到震动的振幅对光学元件驱动机构8-100的影响。
此外,若光学元件驱动机构8-100中额外设置弹性元件以活动地连接活动部8-M以及固定部8-F,则可能会产生共振。前述第一频率与第二频率与光学元件8-O、光学元件驱动机构8-100、或光学系统整体的共振频率不同,例如与前述任一共振频率的差异大于10%,借此可达到有效的震动。在一些实施例中,当外界对光学元件驱动机构8-100所施加的震动接近其共振频率时(例如差异小于10%),则可通过控制组件8-C对驱动组件8-D施加额外的电流,以调整振动频率而避免共振。在一些实施例中,亦可使用额外的阻尼元件(例如凝胶)来调整光学元件驱动机构8-100的共振频率,例如阻尼元件可活动地连接活动部8-M以及固定部8-F,从而调整共振频率。
在一些实施例中,可过滤掉特定频率的震动。举例来说,一般使用者使用光学系统(例如为手机)时,手震所造成的频率大致上介于1Hz至10Hz。因此,可将高于一特定频率(例如为10Hz)的震动视为噪声,而在记录震动对光学元件驱动机构8-100的影响时不记录高于特定频率的震动对光学元件驱动机构8-100的影响,从而可达到更精确的补偿结果。
接着,校正步骤8-600继续进行到操作8-640,其中利用一方程式来对第一补偿信息、第二补偿信息、第三补偿信息进行换算,以得到一总体补偿信息,并将其记录于防手震信息8-470中。换句话说,防手震信息8-470中具有未换算的第一补偿信息、第二补偿信息、第三补偿信息、以及换算过的总体补偿信息。前述用以换算出总体补偿信息的方程式例如可包括指数方程式、对数方程式、或多项式,取决于设计需求。在一些实施例中,可将防手震信息8-470记录在光学元件驱动机构8-100中的控制组件8-C中,或者亦可记录在光学元件驱动机构8-100之外的其他存储单元,取决于设计需求。
接着,在操作8-650中,以第二驱动单元8-350根据前述惯性信息8-460以及防手震信息8-470,提供第二驱动信号8-480给光学元件驱动机构8-100的驱动组件8-D。应注意的是,第一驱动信号8-440与第二驱动信号8-480是提供给驱动组件8-D中不同的元件。举例来说,驱动组件8-D中可具有一第一线圈以及一第二线圈,分别用以与一第一磁性元件以及一第二磁性元件对应以产生一第一驱动力以及一第二驱动力,第一驱动力与第二驱动力具有不同的方向,而第一驱动信号8-440以及第二驱动信号8-480可分别提供给第一线圈以及第二线圈,以分开控制各个不同方向上的驱动力。此外,不同方向上的驱动力所需考量的校正因素不同,因此使用不同的驱动信号可更精确的地对光学元件驱动机构8-100进行校正。
通过使用前述校正步骤8-200、校正步骤8-500、校正步骤8-600来校正光学元件驱动机构8-100,可根据对焦位置信息、重力补正信息、防手震信息8-470、惯性信息8-460来对应修正光学元件驱动机构8-100中光学元件8-O的位置,以达到光学防手震或自动对焦的功能,而不须在光学元件驱动机构8-100中安装额外的位置感测元件来感测光学元件8-O在光学元件驱动机构8-100中的位置,可降低光学元件驱动机构8-100所需的元件数目,以降低成本并达到小型化。
在一些实施例中,可先执行前述校正步骤8-200、校正步骤8-500,以先让光学元件驱动机构8-100中的光学元件8-O进行对焦,再执行校正步骤8-600以达到光学防手震的技术效果,可进一步增加光学元件驱动机构8-100的精确度。
综上所述,本公开提供一种控制方法,该控制方法用以控制使用于光学系统的光学元件驱动机构,光学元件驱动机构包括活动部、固定部、驱动组件、控制组件。活动部用以连接光学元件。活动部可相对固定部运动。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。控制组件用以输出控制信号以控制驱动组件。控制方法包括校正步骤,校正步骤将第一预设数据记录至控制组件,第一预设数据包括活动部相对固定部的运动与控制信号的关系。
通过使用前述控制方法,可不须在光学元件驱动机构8-100中安装额外的位置感测元件来感测光学元件8-O在光学元件驱动机构8-100中的位置,可降低光学元件驱动机构8-100所需的元件数目,以降低成本并达到小型化。
本公开所公开各元件的特殊相对位置、大小关系不但可使光学元件驱动机构达到特定方向的超薄化、整体的小型化,另外经由搭配不同的光学模块使系统更进一步提升光学品质(例如拍摄品质或是深度感测精度等),更进一步地利用各光学模块达到多重防震系统以大幅提升防手震的效果。
请参阅图98,本公开一实施例的一光学元件驱动机构9-100可装设于一电子装置9-1内,用以照相或摄影,其中前述电子装置9-1例如可为智能手机或系数字数码相机,但本公开不限于此。应注意的是,图98中所示的光学元件驱动机构9-100与电子装置9-1的位置及大小关系仅为一示例,而非限制光学元件驱动机构9-100与电子装置9-1的位置及大小关系。实际上,光学元件驱动机构9-100可根据不同的需求而装设在电子装置9-1中的不同位置。
请参阅图99,光学元件驱动机构9-100承载一光学元件9-110。光学元件驱动机构9-100的外部可设置有一透镜模块9-200。透镜模块9-200位于光学元件驱动机构9-100的光入射处的下游。一光线9-L沿一第一方向9-D1入射到光学元件驱动机构9-100中的光学元件9-110后,被光学元件9-110反射,并沿不平行于(或垂直于)第一方向9-D1的一第二方向9-D2穿过透镜模块9-200,以进行成像。
请参阅图100及图101,光学元件驱动机构9-100包括一固定部9-10、一活动部9-20、一驱动组件9-30、一支撑组件9-40、弹性组件9-50、电路组件9-60、多个接着元件9-70以及多个制震元件9-80。活动部9-20经由弹性组件9-50活动地连接到固定部9-10。而且,活动部9-20可相对固定部9-10运动。更具体地说,活动部9-20经由支撑组件9-40可相对固定部9-10于一运动范围(将在下方详述)中运动。
固定部9-10包括一外框9-11、一底座9-12、一固定部接触元件9-13、一突起结构9-14以及一空洞结构9-15(详见图106)。活动部9-20包括一光学元件承载座9-21、一活动部接触元件9-22以及一凹陷结构9-23(详见图106)。驱动组件9-30包括一第一线圈9-31、两个第二线圈9-32、一第一磁性元件9-33、两个第二磁性元件9-34。支撑组件9-40包括一支点元件9-41以及一润滑元件9-42。弹性组件9-50包括一固定部固定端9-51、一活动部固定端9-52以及一弹性部9-53。电路组件9-60包括一电路元件9-61、两个补强元件9-62以及一接地电路9-63。
请参考图100及图102,固定部9-10的外框9-11包括一顶面9-111、一外框侧壁9-112以及两个外框连接部9-113。顶面9-111不平行于第一方向9-D1。外框侧壁9-112平行于第一方向9-D1,且从顶面9-111的一边缘9-111a延伸。外框连接部9-113具有一板状结构,且位于外框侧壁9-112上。
请参考图103及图104,固定部9-10的底座9-12包括一底板9-121、一第一底座侧壁9-122、两个第二底座侧壁9-123、两个底座连接部9-124、两个底座连接部凹陷9-125、一底座外周9-126、一底座电性连接部9-127、两个溢胶槽9-128以及一电路构件9-129。
底板9-121不平行于第一方向9-D1,且具有一塑胶材质。第一底座侧壁9-122及第二底座侧壁9-123平行于第一方向9-D1,且从底板9-121延伸。而且,第一底座侧壁9-122大致上垂直于第二底座侧壁9-123。由于外框侧壁9-112也平行于第一方向9-D1,因此,第一底座侧壁9-122平行于外框侧壁9-112。沿着第一方向9-D1观察时,第一底座侧壁9-122比外框侧壁9-112更靠近活动部9-20。
底座连接部9-124具有一板状结构。底座连接部9-124位于底板9-121上,且底座连接部9-124至少部分内埋在底板9-121中。底座连接部9-124设置在底座连接部凹陷9-125中。沿垂直于第一方向9-D1及第二方向9-D2的一第三方向9-D3观察时,底座连接部9-124并未显露于底座连接部凹陷9-125。沿着第一方向9-D1观察时,外框连接部9-113遮蔽底座连接部9-124。在一实施例中,外框连接部9-113固定地连接到底座连接部9-124,而且外框连接部9-113与底座连接部9-124互相不平行。在一实施例中,外框连接部9-113垂直于底座连接部9-124(可以参考图105),且外框连接部9-113经由焊接而固定地连接到底座连接部9-124。如此一来,可以使光学元件驱动机构9-100的结构更强化。
请继续参阅图104,沿着第一方向9-D1观察时,底座连接部9-124的一底座连接部边界9-124a位于外框连接部9-113的一外框连接部边界9-113a与活动部9-20之间。底座连接部9-124与外框连接部9-113的一最短距离9-S1小于底板9-121与外框连接部9-113的一最短距离9-S2,此结构能提升底座与外框的组装精度并且可使底座连接部与外框连接部确实地接触以提升焊接精度及强度。
请参阅图105,底座外周9-126大致上围绕底板9-121。而且,沿垂直于第一方向9-D1的方向观察时,底座连接部9-124高于底座外周9-126。底座电性连接部9-127内埋在底座9-12的第二底座侧壁9-123中(图103)。
请参阅图106,在一实施例中,固定部接触元件9-13可以具有一板状结构,且具有一金属材质。突起结构9-14沿着第二方向9-D2延伸,且连接到固定部接触元件9-13。空洞结构9-15可以沿着第二方向9-D2延伸。空洞结构9-15对应固定部接触元件9-13。也就是说,空洞结构9-15从第一底座侧壁9-122延伸到固定部接触元件9-13。空洞结构9-15可以有助于定位固定部接触元件9-13,且可以使降低光学元件驱动机构9-100的重量,进而使光学元件驱动机构9-100小型化。
活动部9-20接触并连接到光学元件9-110。具体地说,活动部9-20的光学元件承载座9-21承载并连接到光学元件9-110。光学元件承载座9-21可以具有任何合适于承载并连接到光学元件9-110的形状。举例来说,光学元件承载座9-21可以是具有一凹陷的一表面(可以参考图101)。
活动部9-20的活动部接触元件9-22可以具有一板状结构且具有一金属材质。活动部接触元件9-22可以对应于固定部接触元件9-13。活动部9-20的凹陷结构9-23具有一凹陷结构表面9-23a。凹陷结构表面9-23a沿着第二方向9-D2凹陷,且垂直于第二方向9-D2。也就是说,凹陷结构表面9-23a面朝固定部9-10。
请参考图107,驱动组件9-30的第一线圈9-31对应于第一磁性元件9-33,且第二线圈9-32对应于第二磁性元件9-34。第一线圈9-31可通过与第一磁性元件9-33的磁场产生作用,并产生电磁驱动力以驱使活动部9-20的光学元件承载座9-21和光学元件9-110围绕第一方向9-D1运动。第二线圈9-32可通过与第二磁性元件9-34的磁场产生作用,并产生电磁驱动力以驱使活动部9-20的光学元件承载座9-21和光学元件9-110围绕第三方向9-D3运动。因此,活动部9-20的光学元件承载座9-21和光学元件9-110可以在运动范围中(围绕第一方向9-D1或围绕第三方向9-D3)运动。第一线圈9-31包括一第一引线9-311,且第二线圈9-32的一者包括一第二引线9-321,而此将在稍后描述。
请回到图106,支撑组件9-40的支点元件9-41位于固定部9-10与活动部9-20之间。支点元件9-41设置于固定部9-10的突起结构9-14上,且至少部分设置于活动部9-20的凹陷结构9-23中。具体地说,支点元件9-41设置于突起结构9-14及凹陷结构9-23之间。沿着第一方向9-D1观察时,支点元件9-41的一中心9-41a与凹陷结构9-23重叠。而且,沿着第二方向9-D2观察时,活动部9-20与支点元件9-41至少部分重叠。如此一来,可以使支点元件9-41尽可能地接近活动部9-20,经由此结构使转轴的位置更靠近该活动部,因此在进行转动时不会因转轴距离光学元件过于遥远导致光学品质下降(例如影像扭曲或色散等影响),且可以提升位置感侧的精度以增加驱动精度。
支点元件9-41直接接触固定部9-10及活动部9-20。在一实施例中,支点元件9-41固定地连接活动部9-20,且可相对于固定部9-10而运动。在一实施例中,支点元件9-41固定地连接固定部9-10,可相对于活动部9-20而运动。具体地说,支点元件9-41直接接触固定部接触元件9-13及活动部接触元件9-22。在一实施例中,在支点元件9-41及固定部9-10(具体地说,固定部接触元件9-13)之间设置有润滑元件9-42。因此,在前述的实施例中,润滑元件9-42直接接触固定部9-10,且润滑元件9-42直接接触支点元件9-41及固定部接触元件9-13。在一实施例中,在支点元件9-41及活动部9-20(具体地说,活动部接触元件9-22)之间设置有润滑元件9-42(未表示在图中)。因此,在前述的实施例中,润滑元件9-42直接接触活动部9-20,且润滑元件9-42直接接触支点元件9-41及活动部接触元件9-22。
如图108所示,在一实施例中,固定部接触元件9-13可以包括一弹簧9-13a以及一环9-13b。弹簧9-13a可以将支点元件9-41压靠在环9-13b上,以使支点元件9-41接触活动部9-20的活动部接触元件9-22。
请回到图106,由于支点元件9-41具有一球状结构(也就是说,支点元件9-41具有一弧形表面),因此支点元件9-41可以相对于固定部9-10(固定部接触元件9-13)或者活动部9-20(活动部接触元件9-22)而运动(或是转动)。因此,活动部9-20的光学元件承载座9-21和光学元件9-110可以在运动范围中(如上所述的,围绕第一方向9-D1运动或围绕第三方向9-D3)运动。
请参阅图106及图109,弹性组件9-50具有一板状结构,且弹性组件9-50垂直于第二方向9-D2。弹性组件9-50的一延伸方向(举例来说,可以是第一方向9-D1或是第三方向9-D3)平行于凹陷结构表面9-23a。在固定部9-10及弹性组件9-50之间可以设置有制震元件9-80。在活动部9-20及弹性组件9-50之间可以设置有制震元件9-80。以避免弹性组件9-50在运动时,撞击固定部9-10或活动部9-20而造成损坏。
弹性组件9-50的固定部固定端9-51固定地连接到固定部9-10,而弹性组件9-50的活动部固定端9-52固定地连接到活动部9-10。活动部固定端9-52是经由弹性部9-53而可相对固定部固定端9-51运动。沿着第一方向9-D1观察时,固定部固定端9-51与活动部固定端9-52不重叠。换句话说,在垂直于弹性组件9-50的一方向(举例来说,可以是第二方向9-D2)上,固定部固定端9-51的一中心9-51a与活动部固定端9-52的一中心9-52a的一间距9-S3大于零。其结果是,弹性组件9-50可以具有一预压力,以推压支点元件9-41朝向活动部9-20,以确保支点元件在任何环境下都能确实的接触活动部。
请参阅图110及图111,电路组件9-60电性连接到驱动组件9-30。电路组件9-60的电路元件9-61包括一电路元件表面9-611、一第一电路元件容纳部9-612、一第二电路元件容纳部9-613、一电路元件显露部9-614以及一电路元件电极9-615。
请再次参考图106,电路元件9-61位于补强元件9-62与底板9-121之间,且电路元件9-61具有一板状结构。沿垂直于第一方向9-D1观察时,电路元件9-61与接着元件9-70至少部分重叠。具体地说,电路元件9-61及底座9-12之间设置有接着元件9-70,以将电路元件9-61固定在底座9-12上。
如图110及图111所示,沿着电路元件9-61的一延伸方向(举例来说,可以是第一方向9-D1或是第三方向9-D3)观察时,电路元件9-61与第一引线9-311至少部分重叠。第一线圈9-31可以直接电性连接到电路组件9-60的电路元件9-61。
电路构件9-129电性连接到电路元件9-61。因此,第二线圈9-32经由底座电性连接部9-127及电路构件9-129,而电性连接到电路组件9-60的电路元件9-61。
电路元件9-61的电路元件表面9-611面朝第一线圈9-31,且面朝活动部9-20(未表示在图110及图111中)。第一线圈9-31及第一电路元件容纳部9-612设置于电路元件表面9-611上。而且,第一电路元件容纳部9-612具有一开口结构9-612a,以容纳第一引线9-311。
第二电路元件容纳部9-613及第二引线9-321邻近于第二底座侧壁9-123(未表示在图110及图111中)。第二电路元件容纳部9-613对应于第二引线9-321。而且,第二电路元件容纳部9-613具有一开口结构9-613a,以容纳第二引线9-321。
电路元件电极9-615设置于电路元件表面9-611上,且第一引线9-311电性连接到电路元件电极9-615,以将第一线圈9-31电性连接到电路元件9-61。
补强元件9-62具有一板状结构,且补强元件9-62具有一金属材质。补强元件9-62固定地设置于电路元件9-61上。应注意的是,补强元件9-62不具有导磁性物质,以避免对电路元件9-61或电磁驱动组件造成不利影响。
请回到图104,底座连接部9-124电性连接到接地电路9-63,以将光学元件驱动机构9-100接地。
请参阅图112,沿第一方向9-D1观察时,底座9-12的底板9-121部分显露于电路元件9-61。电路元件显露部9-614显露于补强元件9-62。沿第一方向9-D1观察时,电路元件显露部9-614由接着元件9-70所覆盖。沿着第一方向9-D1观察时,电路元件9-61的一电路元件边界9-61a位于补强元件9-62的一补强元件边界9-62a及底板9-121的一底板边界9-121a之间。沿着第一方向9-D1观察时,补强元件边界9-62a、电路元件边界9-61a及底板边界9-121a互相不重叠。底板边界9-121a位于溢胶槽9-128上,且溢胶槽9-128可以限制接着元件9-70的一设置范围。接着元件9-70直接接触补强元件边界9-62a、电路元件边界9-61a及底板边界9-121a。如此一来,可以增强光学元件驱动机构9-100的结构强度。
总的来说,本公开的光学元件驱动机构9-100的活动部9-20可以经由支点元件9-41而相对于固定部9-10运动。如此一来,可以使活动部9-20及光学元件9-110更顺畅地相对于固定部9-10运动。而且,可以通过驱动光学元件9-110来达到更好的成像效果。再者,由于支点元件9-41具有球状结构,可以使光学元件驱动机构9-100的支撑组件9-40最小化,进而达到使光学元件驱动机构9-100小型化的技术效果。
请参考图113至图117,其中图113是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构10-100的立体图,图114是光学元件驱动机构10-100的爆炸图,图115是光学元件驱动机构10-100的俯视图,图116是光学元件驱动机构10-100的仰视图,图117是图116的放大图。
光学元件驱动机构10-100主要可包括外框10-10、底座10-20、活动部10-30、线圈10-40、框架10-50、磁性元件10-60、第一弹性元件10-70、第二弹性元件10-72、电子组件10-80。光学元件驱动机构10-100可用以驱动光学元件进行运动,以实现自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。
图118、图119、图120、图121、图122分别是沿图115中的线段10-A-10-A、10-B-10-B、10-C-10-C、10-D-10-D、以及图113中的线段10-E-10-E示出的剖面图。图123是光学元件驱动机构10-100一些元件的示意图,图124是光学元件驱动机构10-100一些元件的俯视图,图125是光学元件驱动机构10-100一些元件的前视图,图126是光学元件驱动机构10-100一些元件的后视图,图127是图124的放大图,其中省略了外框10-10以进一步显示内部的结构。图128以及图129是光学元件驱动机构10-100另一些元件从不同角度观察时的示意图。图130是底座10-20以及设置在底座10-20上的一些元件的示意图,图131是图130的放大图,图132是底座10-20以及设置在底座10-20上的一些元件的俯视图。图133与图134是活动部10-30以及线圈10-40从不同角度观察时的示意图,第135A图是活动部10-30以及线圈10-40的侧视图,第135B图是活动部10-30以及线圈10-40的俯视图。图136是活动部10-30的示意图,图137是活动部10-30的侧视图,图138是图136的放大图。图139是光学元件驱动机构10-100一些元件的示意图。图140是框架10-50的示意图,图141是框架10-50的前视图。
外框10-10以及底座10-20可合称为固定部10-F。活动部10-30活动地连接固定部10-F,亦即活动部10-30可相对于固定部10-F进行移动。再者,线圈10-40以及磁性元件10-60可合称为驱动组件10-D,其是用以驱动活动部10-30相对于固定部10-F进行移动。第一弹性元件10-70以及第二弹性元件10-72可合称为支撑组件10-U,活动部10-30经由支撑组件10-U可相对固定部10-F运动。
外框10-10可具有顶壁10-10A以及从顶壁10-10A的边缘延伸的侧壁10-10B。底座10-20可与外框10-10在主轴10-M的方向排列。如图116、图130至图132所示,底座10-20可包括挡墙10-21以及底板10-22,其中挡墙10-21可从底板10-22的侧边朝Z方向延伸,而底板10-22可位在XY平面上,并且挡墙10-21以及底板10-22皆可具有板状的结构。换句话说,挡墙10-21与底板10-22不平行。
在一些实施例中,挡墙10-21以及底板10-22可包括不同的材料,并且亦可具有不同的杨式模数(Young’s modulus)。举例来说,底板10-22的杨式模数可大于挡墙10-21的杨式模数。在一些实施例中,底座10-20中可内埋一强化元件10-88,例如可内埋在挡墙10-21或者底板10-22中。此外,如图117所示,强化元件10-88可直接接触外框10-10,并且强化元件10-88与外框10-10皆可包括金属材料。举例来说,强化元件10-88与外框10-10可至少部分具有相同的材质,并且可通过焊接、熔接等金属加工的方式将外框10-10与强化元件10-88彼此固定。此外,强化元件10-88可从底座10-20的凹槽10-29露出,但在X方向上不超出外框10-10,以避免强化元件10-88与外界发生碰撞而造成损坏。可在凹槽10-29中设置接着材料(未示出),以将底座10-20与外框10-10进行固定。
此外,如图131所示,底座10-20上可包括凹槽10-23,用以设置磁性元件10-60。此外,在凹槽10-23侧边可具有胶槽10-24A以及闪避槽10-24B。可在胶槽10-24A以及闪避槽10-24B中设置粘着材料,以固定磁性元件10-60以及底座10-20。此外,线圈10-40的引线可设置在闪避槽10-24B中,以保护线圈10-40的引线。
在一些实施例中,如图132所示,可在底座10-20上提供额外的补强元件10-28(如斜线处所示)。补强元件10-28可包括高分子材料,并且可直接接触强化元件10-88以及底座10-20。补强元件10-28具有不导电的性质,因此可保护露出于底座10-20的强化元件10-88,以避免强化元件10-88与其他元件之间发生短路。此外,如图116以及图118所示,底座10-20可具有背对于外框10-10的底座表面10-20A,底座表面10-20A可与主轴10-M垂直,并与光轴10-O平行。在主轴10-M的方向上,底座表面10-20A与顶壁10-10A的最大距离10-H1大于补强元件10-28与顶壁10-10A的最大距离10-H2。
在一些实施例中,底座10-20上可具有额外的电路,其电性连接设置于光学元件驱动机构10-100内部或外部的其他电子元件,用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。
在一些实施例中,可通过多个步骤来形成底座10-20。举例来说,可通过表面粘着技术(Surface Mount Technology),将强化元件10-88内埋于底板10-22。接着再形成底板10-22两侧的挡墙10-21。借此因此,挡墙10-21与底板10-22可具有不同的材料性质(例如杨式模数),可降低底座10-20成形时的变形量。
在一些实施例中,主轴10-M可垂直于光轴10-O。前述外框10-10与底座10-20可相互结合而构成光学元件驱动机构10-100的外壳。举例来说,底座10-20可固定地连接外框10-10。外框10-10具有两个开口,具有光轴10-O的光线可从远离框架10-50的开口进入光学元件驱动机构10-100,并且从靠近框架10-50的开口离开光学元件驱动机构10-100。可在框架10-50的另一侧设置影像感测元件(未示出)。据此,设置于光学元件驱动机构10-100中的光学元件可在光轴10-O方向与影像感测元件进行对焦。
应了解的是,通过磁性元件10-60与线圈10-40之间的作用,可产生磁力迫使活动部10-30相对于固定部10-F沿光轴10-O方向移动,进而达到快速对焦的效果。
在本实施例中,活动部10-30及其内的光学元件是活动地(movably)设置于固定部10-F内。更具体而言,活动部10-30可通过金属材质的支撑组件10-U(包括第一弹性元件10-70及第二弹性元件10-72)连接底座10-20并悬吊于固定部10-F内(图3)。当前述线圈10-40通电时,线圈10-40会和磁性元件10-60的磁场产生作用,并产生一电磁驱动力(electromagnetic force)以驱使活动部10-30和前述光学元件相对于固定部10-F沿光轴10-O方向移动,以达到自动对焦的效果。在一些实施例中,亦可使用具有球状或棒状的支撑组件。
如图120、图121、图124、图127、图133、图134、第135A图、第135B图所示,活动部10-30可包括第一止动结构10-31以及第二止动结构10-32,用以限制活动部10-30相对固定部10-F于一可动范围内运动。第一止动结构10-31以及第二止动结构10-32朝向X方向(第一方向)延伸,并且分别具有面对固定部10-F(例如外框10-10或底座10-20)的第一止动表面10-31A、第二止动表面10-32A。在一些实施例中,第一止动表面10-31A与第二止动表面10-32A可为互相平行的两个表面。如图127所示,第一止动表面10-31A与底座10-20(固定部10-F)具有距离10-L1,第二止动表面10-32A与底座10-20(固定部10-F)具有距离10-L2,且距离10-L1与距离10-L2可不同。举例来说,在一些实施例中,距离10-L1可大于距离10-L2。
此外,如图133、图134所示,在第二止动表面10-32A上具有第一轻量化结构10-33。第一轻量化结构10-33例如可为凹槽,并且可用以减轻活动部10-30的重量,以降低驱动组件10-D所需要提供给活动部10-30的推力,从而可进一步采用体积较小的驱动组件10-D,而达到小型化。
此外,如图121、图133至第135B图所示,在第二止动结构10-32的根部具有加强结构10-34。加强结构10-34在如图121的剖面视角中具有相对于第二止动表面10-32A倾斜的表面。借此因此,可进一步加强第二止动结构10-32的机械强度,以避免第二止动结构10-32在活动部10-30进行运动时发生损坏。
在一些实施例中,线圈10-40可固定在第一止动结构10-31上,例如可缠绕在第一止动结构10-31上,并进一步通过粘着材料进行固定。此外,如图124所示,第一止动表面10-31A与底座10-20(固定部10-F)的最短距离10-L1小于线圈10-40与底座10-20(固定部10-F)的最短距离10-L3。借此因此,当活动部10-30于X方向上移动时,在线圈10-40接触固定部10-F之前,第一止动结构10-31会先接触固定部10-F,以避免线圈10-40与固定部10-F直接接触而发生损坏。此外,如第135A图所示,在第一止动结构10-31的两侧可具有胶槽10-35,可在胶槽10-35中填入胶水,以固定线圈10-40与活动部10-30。
在一些实施例中,如图136、图137、图138所示,线圈10-40可设置在活动部10-30的容置部10-39,而容置部10-39的线圈设置表面10-39A面朝线圈10-40。在容置部10-39与第一止动结构10-31之间可具有引线容纳结构10-39B,从容置部10-39的线圈设置表面10-39A凹陷,而第一止动结构10-31从线圈设置表面10-39A突出。借此因此,线圈10-40的引线可容纳于引线容纳结构10-39B之中,以保护线圈10-40的引线。
在一些实施例中,活动部10-30还可进一步包括线圈支撑结构10-39C,从线圈设置表面10-39A突出并对应线圈10-40。举例来说,如图127以及图133所示,线圈10-40可直接接触线圈支撑结构10-39C,并且在X方向上至少部分重叠,以在活动部10-30进行运动时维持线圈10-40的形状。此外,如图127所示,磁性元件10-60与第一止动表面10-31A在X方向上至少部分重叠。借此因此,第一止动表面10-31A可在活动部10-30于X方向上移动时接触磁性元件10-60,以定义活动部10-30在X方向上可移动的最大范围。
在一些实施例中,如图133以及图134所示,线圈10-40的引线10-41、10-42可缠绕在活动部10-30的绕线部10-36上,以固定引线10-41、10-42的位置。此外,如图123所示,线圈10-40的引线10-41、10-42可在绕线部10-36分别直接接触第一弹性元件10-70以及第二弹性元件10-72,从而可通过第一弹性元件10-70以及第二弹性元件10-72对线圈10-40通电。应注意的是,绕线部10-36可从活动部10-30在Z方向上延伸,即多个绕线部10-36可设置在活动部10-30的同一侧。
如图133至第135A图所示,活动部10-30可具有上表面10-30A、10-30B以及下表面10-30C。上表面10-30A、10-30B可位于相同的平面,并且可为活动部10-30在Z方向上距离外框10-10最近的部分。此外,活动部10-30还可具有下表面10-30D,虽然在第135A图中,下表面10-30D与光轴10-O的距离大于下表面10-30C与光轴10-O的距离,但由于底座10-20具有用以设置补强元件10-28的凹陷部分,故下表面10-30D与底座10-20的距离会大于下表面10-30C与底座10-20的距离。换句话说,下表面10-30C可为活动部10-30在Z方向上距离底座10-20最近的部分,从而当活动部10-30相对于固定部10-F在Z方向上移动时,上表面10-30A、10-30B以及下表面10-30C可直接接触固定部10-F,以限制活动部10-30的可动位置,并且可防止活动部10-30的其他部分在Z方向上与固定部10-F发生碰撞而损坏。
在一些实施例中,如图125以及图126所示,第一弹性元件10-70可包括彼此分隔的第一部分10-70A以及第二部分10-70B,而第二弹性元件10-72可具有一体成形的结构。借此因此,可调整光学元件驱动机构10-100的电性连接方式。
在一些实施例中,如图118、图130、图131、图134、图139所示,电子组件10-80可设置于底板10-22的第一容置空间10-25之中。此外,活动部10-30可具有第二容置空间10-37,具有凹陷的结构对应于第一容置空间10-25,并且可在第二容置空间10-37中设置感应磁性元件10-82(例如为磁铁),而电子组件10-80内可包括一感测元件(未示出),可对感应磁性元件10-82的磁场进行感测,从而可得到活动部10-30相对于底座10-20(固定部10-F)的位置。
举例来说,在主轴10-M的方向(Z方向)上,第一容置空间10-25与第二容置空间10-37完全重叠,且第二容置空间10-37不超出第一容置空间10-25。此外,在主轴10-M的方向上,当活动部10-30于其活动范围内进行任意运动时,第一容置空间10-25与第二容置空间10-37完全重叠,且第二容置空间10-37不超出第一容置空间10-25。借此因此,可保证活动部10-30移动到任意位置时,电子组件10-80皆可感测到感应磁性元件10-82的磁场,从而得到活动部10-30相对于固定部10-F的位置。
应注意的是,如图139所示,磁性元件10-60与感应磁性元件10-82可位在活动部10-30的不同侧,以避免彼此之间发生干扰,而影响光学元件驱动机构10-100运行时的准确度。
如图130、图132所示,还可在底座10-20上提供额外的第三容置空间10-26、第四容置空间10-27,以容纳额外的电子组件10-84、10-86。应注意的是,如图119所示,电子组件10-80、10-84、10-86的高度分别小于第一容置空间10-25、第三容置空间10-26、第四容置空间10-27的深度,以在光学元件驱动机构10-100运行时防止活动部10-30直接接触电子组件10-80、10-84、10-86而损坏电子组件10-80、10-84、10-86。此外,电子组件10-80、10-84、10-86可电性连接内埋在底座10-20中的线路,以与外界的其他设备连接。
电子组件10-80、10-84、10-86例如可包括感测元件或者控制元件。前述感测元件可包括霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance EffectSensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMRSensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMRSensor)、或磁通量感测器(Fluxgate Sensor)。
在一些实施例中,可在活动部10-30与固定部10-F(例如底座10-20)之间设置阻尼元件10-90,以吸收活动部10-30相对于固定部10-F运动时的震动。阻尼元件10-90例如可为凝胶,并且可设置在活动部10-30的容置部10-38A上。举例来说,如图128以及图129所示,活动部10-30在前侧以及后侧分别可具有四个容置部10-38A,以允许设置多个阻尼元件10-90,以进一步降低活动部10-30运行时所产生的震动。在一些实施例中,如图133以及图134所示,容置部10-38A可具有内凹的形状,以允许阻尼元件10-90设置于容置部10-38A中。
此外,活动部10-30还可具有弹性元件限位结构10-38B,用以限制第一弹性元件10-70、第二弹性元件10-72的运动范围。弹性元件限位结构10-38B可从活动部10-30突出,并且可设置在两个容置部10-38A之间。沿着光轴10-O的方向观察时,第一弹性元件10-70或第二弹性元件10-72至少部分与弹性元件限位结构10-38B重叠,从而当活动部10-30在光轴10-O的方向移动时,第一弹性元件10-70或第二弹性元件10-72可接触弹性元件限位结构10-38B,以限制第一弹性元件10-70或第二弹性元件10-72的位置。应注意的是,当活动部10-30于其活动范围的任意位置时,弹性元件限位结构10-38B皆不与固定部10-F直接接触,以避免损坏弹性元件限位结构10-38B。在一些实施例中,如第135B图所示,弹性元件限位结构10-38B在X方向的长度大于容置部10-38A的长度。
在一些实施例中,如图114、图118、图122、图10A、图10B所示,框架10-50可与活动部10-30沿着光轴10-O的方向(Y方向)排列。框架10-50可具有面朝外框10-10的第一框架表面10-50A以及第二框架表面10-50B。在一些实施例中,如图118以及图122所示,第一框架表面10-50A以及第二框架表面10-50B面朝不同的方向(例如相反的方向),并且第一框架表面10-50A面朝侧壁10-10B,而第二框架表面10-50B面朝顶壁10-10A。换句话说,在光轴10-O的方向上,第一框架表面10-50A与侧壁10-10B至少部分重叠,而第二框架表面10-50B与顶壁10-10A至少部分重叠。此外,第一框架表面10-50A以及第二框架表面10-50B与光轴10-O延伸的方向(Y方向)不平行,例如可垂直于光轴10-O。
在光轴10-O的方向上,第一框架表面10-50A与外框10-10可具有最短距离10-D1,而第二框架表面10-50B与外框10-10可具有最短距离10-D2,其中最短距离10-D1与最短距离10-D2不同。在一些实施例中,最短距离10-D1可大于最短距离10-D2,但并不以此为限。借此因此,可容纳更大的零件外型误差,以提升组装的成功率。
在一些实施例中,框架10-50还可进一步具有第三框架表面10-50C和第四框架表面10-50D,其中第三框架表面10-50C面朝活动部10-30,而第四框架表面10-50D面朝底座10-20的挡墙10-21。在一些实施例中,第三框架表面10-50C和第四框架表面10-50D皆可与光轴10-O垂直。换句话说,在光轴10-O的方向上,第三框架表面10-50C与活动部10-30至少部分重叠,而第四框架表面10-50D与挡墙10-21至少部分重叠。此外,第一框架表面10-50A与第三框架表面10-50C、第四框架表面10-50D面朝不同的方向(例如相反的方向)。
如图122、图140、图141所示,可在第三框架表面10-50C上设置第二轻量化结构10-53,并且可在第四框架表面10-50D上设置第三轻量化结构10-54。第二轻量化结构10-53与第三轻量化结构10-54例如可为凹槽,以降低框架10-50的重量,并且分别可具有不同的深度。举例来说,第二轻量化结构10-53的深度可小于第三轻量化结构10-54的深度。在一些实施例中,如图141所示,框架10-50可具有多边形的结构(例如矩形的形状),并且可具有第一框架侧10-51以及第二框架侧10-52。第一框架侧10-51沿着第一方向(X方向)延伸,而第二框架侧10-52沿着第二方向(Z方向)延伸。沿着光轴10-O的方向(Y方向)观察时,第一框架侧10-51在Z方向上的宽度为10-T1,而第二框架侧10-52在X方向上的宽度为10-T2,其中宽度10-T1小于宽度10-T2。借此因此,第二轻量化结构10-53与第三轻量化结构10-54可设置在具有较大宽度10-T2的第二框架侧10-52。应注意的是,第一框架侧10-51延伸的第一方向(X方向)与第二框架侧10-52延伸的第二方向(Z方向)彼此不平行,并且与光轴10-O的方向(Y方向)垂直。
在一些实施例中,框架10-50还可包括第一降噪表面10-55A以及第二降噪表面10-55B。第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B不平行,且可在光轴10-O的方向排列,但与光轴10-O不平行也不垂直。可在第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B上设置与框架10-50不同的材料,例如可设置一低反射率的材料,如吸光材料。或者可改变第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B的粗糙度,以得到一粗糙结构,其中第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B的粗糙度皆大于第三框架表面10-50C与第四框架表面10-50D的粗糙度,且第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B的反射率皆小于第三框架表面10-50C与第四框架表面10-50D的反射率。换句话说,相较于第三框架表面10-50C与第四框架表面10-50D,第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B较不易反射光线,从而可降低光线通过光学元件驱动机构10-100时所产生的杂散光,以改善所得影像的品质。
在一些实施例中,亦可在框架10-50上提供额外的抗反射元件,以进一步降低杂散光。图142是在框架10-50上设置抗反射元件10-56的示意图,图143以及图144是在光学元件驱动机构10-100上额外设置抗反射元件10-56时的剖面图,图145是在光学元件驱动机构10-100上额外设置抗反射元件10-56时的后视图。
如图142至图145所示,可在前述第三框架表面10-50C上设置具有板状形状的抗反射元件10-56,例如可完全覆盖第三框架表面10-50C。抗反射元件10-56中可具有一开口,且在X方向上,此开口的尺寸10-S1可小于框架10-50的最小开口的尺寸10-S2;在Z方向上,此开口的尺寸10-S3可小于框架10-50的最小开口的尺寸10-S4。换句话说,如图145所示,抗反射元件10-56露出于框架10-50的开口。
然而,本发明并不以此为限。举例来说,在一些实施例中,尺寸10-S3亦可等同于或者大于尺寸10-S4,但尺寸10-S1仍维持小于尺寸10-S2。由于尺寸10-S2小于尺寸10-S4,因此杂散光较易在此方向上(Z方向)产生,故将尺寸10-S1设计为小于尺寸10-S2可避免杂散光,而改善所得影像的品质。
抗反射元件10-56可具有较低的反射率。举例来说,抗反射元件10-56的反射率可小于框架10-50各表面的反射率,例如可小于第三框架表面10-50C的反射率,或者在一些实施例中亦可小于第一降噪表面10-55A与第二降噪表面10-55B的反射率。从而可进一步降低杂散光,而改善所得影像的品质。
综上所述,本发明一种光学元件驱动机构,包括活动部、固定部、驱动组件、支撑组件。活动部用以连接光学元件。活动部可相对固定部运动。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。活动部经由支撑组件可相对固定部运动。
本发明所公开各元件的特殊相对位置、大小关系不但可使光学元件驱动机构达到特定方向的超薄化、整体的小型化,另外经由搭配不同的光学模块使系统更进一步提升光学品质(例如拍摄品质或是深度感测精度等),更进一步地利用各光学模块达到多重防震系统以大幅提升防手震的效果。
图146是装设有一光学元件驱动机构11-10的一电子装置11-1的示意图。电子装置11-1可为平板电脑、智能手机等。光学元件驱动机构11-10通常设置于电子装置11-1的顶部区域。光学元件驱动机构11-10可为潜望式机构。在一些实施例中,电子装置11-1可进一步装设另一光学元件驱动机构11-20。光学元件驱动机构11-10以及光学元件驱动机构11-20可分别成像,以提升电子装置11-1的摄录品质。
图147是搭配一光路调整组件11-11的光学元件驱动机构11-10的立体图,且在图147中以相当简略的方式示出光路调整组件11-11。图148是光路调整组件11-11的示意图。光路调整组件11-11包括一光路调整元件11-12以及一光路调整元件基座11-13。光路调整元件11-12设置于光路调整元件基座11-13。光路调整元件11-12可为反射镜(mirror)、折射棱镜(prism)或分光镜(beam splitter)等。通过光路调整元件11-12的转动或移动,光路调整组件11-11可改变一入射光11-L的光路并使其成为一出射光11-L’。入射光11-L大致上垂直于出射光11-L’。
接下来,请参考图149至图154,以了解光学元件驱动机构11-10。图149是光学元件驱动机构11-10的分解图。图150至图152是光学元件驱动机构11-10从不同角度观看的立体图。图153是光学元件驱动机构11-10的前视图。图154是光学元件驱动机构11-10的侧视图。光学元件驱动机构11-10包括一固定部11-I、一第一活动部11-M1、一第二活动部11-M2、一第一驱动组件11-D1、一第二驱动组件11-D2、一第一感测组件11-S1、一第二感测组件11-S2、一引导组件11-G。第一活动部11-M1可相对于该固定部11-I运动,并用于连接包括一第一光轴11-O1的一第一光学元件11-110。第一光轴11-O1是通过第一光学元件11-110的中心的虚拟轴线。第二活动部11-M2也可相对于该固定部11-I运动,并用于连接包括一第二光轴11-O2的一第二光学元件11-120。第二光轴11-O2是通过第二光学元件11-120的中心的虚拟轴线。第一光轴11-O1以及第二光轴11-O2大致上平行于Z轴。在一些实施例中,第一光轴11-O1大致上与第二光轴11-O2重合。第一光学元件11-110以及第二光学元件11-120可为一镜头或多个镜头形成的镜头组。镜头或镜头组可为透镜。而且,镜头或镜头组可由塑胶或玻璃制成。
第一驱动组件11-D1用于驱动第一活动部11-M1相对于固定部11-I运动。第二驱动组件11-D2用于驱动第二活动部11-M2相对于固定部11-I运动。第一感测组件11-S1用于感测第一活动部11-M1相对于固定部11-I的运动。第二感测组件11-S2用于感测第二活动部11-M2相对于固定部11-I的运动。引导组件11-G用于引导第一活动部11-M1以及第二活动部11-M2在一第一维度的运动。
在本实施例中,固定部11-I包括一外壳11-200、一电路组件11-370、一底座11-380。第一活动部11-M1包括一第一承载件11-210以及一第一容纳件11-230。第二活动部11-M2包括一第二承载件11-220以及一第二容纳件11-240。第一驱动组件11-D1包括一第一磁性元件11-270以及一第一驱动线圈11-280。第二驱动组件11-D2包括一第二磁性元件11-290以及一第二驱动线圈11-300。第一感测组件11-S1包括一第一参考元件11-310、一第二参考元件11-320、一第一感测元件11-350。第二感测组件11-S2包括一第三参考元件11-330、一第四参考元件11-340、一第二感测元件11-360。引导组件11-G包括一接触单元11-250以及一引导单元11-260。详细来说,接触单元11-250可分为位于第一活动部11-M1中的至少一第一接触单元11-251以及位于第二活动部11-M2中的至少一第二接触单元11-252。引导单元11-260包括左侧的一第一引导元件11-261以及右侧的一第二引导元件11-262。应理解的是,元件可依照使用者需求增添或删减。
除了图149至图154之外,请一并参考图155以及图156来了解固定部11-I。图155是外壳11-200的立体图。图156是电路组件11-370以及底座11-380的立体图。外壳11-200连接于底座11-380。外壳11-200与底座11-380连接的后内部形成的空间可容纳并保护第一活动部11-M1、第二活动部11-M2、第一驱动组件11-D1、第二驱动组件11-D2、第一感测组件11-S1、第二感测组件11-S2、引导组件11-G等。因此,通过固定部11-I的保护,光学元件驱动机构11-10具有良好的机械强度。
值得注意的是,第一光学元件11-110以及第二光学元件11-120是偏心结构(eccentric structure),第一光学元件11-110以及第二光学元件11-120并非位于光学元件驱动机构11-10的正中央。沿着Z轴观察时,固定部11-I的轮廓大致上为矩形,包括一第一侧11-I-1(顶侧、矩形长边)、一第二侧11-I-2(左侧、矩形短边)、相对于第一侧11-I-1的一第三侧11-I-3(底侧、矩形长边)、相对于第二侧11-I-2的一第四侧11-I-4(右侧、矩形短边)(仅标示于图155)。第一驱动组件11-D1以及第二驱动组件11-D2位于第二侧11-I-2。底座11-380位于第三侧11-I-3。
第一光学元件11-110的第一光轴11-O1位于第一侧11-I-1与第三侧11-I-3之间,并位于第二侧11-I-2与第四侧11-I-4之间。第一光轴11-O1与第一侧11-I-1的最短距离与第一光轴11-O1与第三侧11-I-3的最短距离不同。而且,第一光轴11-O1与第二侧11-I-2的最短距离与第一光轴11-O1与第四侧11-I-4的最短距离不同。详细来说,第一光学元件11-110较靠近第一侧11-I-1以及第四侧11-I-4,使得第一光轴11-O1与第一侧的11-I-1最短距离小于第一光轴11-O1与第三侧11-I-3的最短距离,并使得第一光轴11-O1与第二侧11-I-2的最短距离大于第一光轴11-O1与第四侧11-I-4的最短距离。
外壳11-200可由金属材料制成。如图155所示,外壳11-200具有一光线入口11-201、一光线出口11-202、一顶壁11-203、至少一侧壁11-204。光线入口11-201形成于外壳11-200的其中一侧。光线入口11-201可对应于光路调整组件11-11。光线入口11-201可让离开光路调整组件11-11的出射光11-L’进入光学元件驱动机构11-10。光线出口11-202形成于光线入口11-201的相对侧。光线出口可让出射光11-L’穿出光学元件驱动机构11-10。具体地,出射光11-L’按序通过光线入口11-201、第二光学元件11-120、第一光学元件11-110、光线出口11-202。顶壁11-203垂直于Y轴。侧壁11-204由顶壁11-203的边缘沿着Y轴延伸。在图150至图154中,为了清楚显示其他元件,而省略了外壳11-200。
电路组件11-370设置于底座11-380上。电路组件11-370可为一电路板,例如,柔性电路板(flexible printed circuit,FPC)或软硬复合板等。可视情形裁切出所需的电路板11-370的形状。电路组件11-370包括一电性连接部11-371,且光学元件驱动机构11-10经由电性连接部11-371通入电流。在一些实施例中,可省略电路组件11-370,并将电路以模内成形(insert molding)的方式形成于底座11-380中。
如图156所示,底座11-380包括一底座本体11-381、至少一底座支撑部11-382、一底座前侧设置部11-383、一底座后侧设置部11-384。底座本体11-381为垂直于Y轴的板状结构。底座支撑部11-382大致上呈柱状。每一个底座支撑部11-382包括一底座支撑部凹槽(也可被称为固定部凹槽)11-3821。第二引导元件11-262通过穿过底座支撑部凹槽11-3821来设置于底座支撑部11-382。底座前侧设置部11-383以及底座后侧设置部11-384大致上呈L形。底座前侧设置部11-383以及底座后侧设置部11-384皆位于底座11-380的左侧。底座前侧设置部11-383可固定第二驱动线圈11-300,而底座后侧设置部11-384可固定第一驱动线圈11-280。因为在本实施例中,第一驱动线圈11-280的高度大于第二驱动线圈11-300的高度,使得底座后侧设置部11-384的高度也大于底座前侧设置部11-383的高度,但本公开不限于此。
除了图149至图154之外,请一并参考图157至图160来了解第一活动部11-M1以及第二活动部11-M2。图157是第一承载件11-210的立体图。图158是第一承载件11-210的前视图。图159是第二承载件11-220的立体图。图160是第二承载件11-220的前视图。第一承载件11-210的结构以及设计类似于第二承载件11-220的结构以及设计,但仍可能存在差异,例如,第一承载件11-210与第二承载件11-220在Z轴上的尺寸并不相同等。在图151以及图152中,为了清楚显示其他元件,省略了第一承载件11-210以及第二承载件11-220。
第一承载件11-210包括一第一承载件本体11-211、一第一承载件开口11-212、一第一承载件设置部11-213、一第一承载件凹槽(也可被称为第一活动部凹槽)11-214、至少一第一承载件容纳部11-215。在一些实施例中,第一承载件11-210进一步包括至少一第一容置件11-216。
第一承载件本体11-211为中空的,用于承载第一容纳件11-230。第一容纳件11-230进一步容纳第一光学元件11-110。第一承载件开口11-212位于第一承载件本体11-211的左侧。沿着Z轴观察时,第一承载件开口11-212大致上为多边形或略多边形等形状,例如,三角形或略三角形。第一承载件设置部11-213位于第一承载件开口11-212的左侧。第一承载件设置部11-213用于固定第一磁性元件11-270。第一承载件凹槽11-214用于容纳第二引导元件11-262的至少部分。在本实施例中,第一承载件容纳部11-215的数量为两个,分别用于容纳第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320。值得注意的是,第一承载件容纳部11-215的表面并非水平的,而是略为倾斜的。第一容置件11-216可容纳引导组件11-G的接触单元11-250的至少部分,将在关于引导组件11-G的内容中进一步描述第一容置件11-216。
类似地,第二承载件11-220包括一第二承载件本体11-221、一第二承载件开口11-222、一第二承载件设置部11-223、一第二承载件凹槽(也可被称为第二活动部凹槽)11-224、至少一第二承载件容纳部11-225。在一些实施例中,第二承载件11-220进一步包括至少一第二容置件11-226。
第二承载件本体11-221为中空的,用于承载第二容纳件11-240。第二容纳件11-240进一步容纳第二光学元件11-120。第二承载件开口11-222位于第二承载件本体11-221的左侧。沿着Z轴观察时,第二承载件开口11-222大致上为多边形或略多边形等形状,例如,三角形或略三角形。第二承载件设置部11-223位于第二承载件开口11-222的下方。第二承载件设置部11-223用于固定第二磁性元件11-290。第二承载件凹槽11-224用于容纳第二引导元件11-262的至少部分。在本实施例中,不同于第一承载件容纳部11-215的数量,第二承载件容纳部11-225的数量为一个,用于同时容纳第三参考元件11-330以及第四参考元件11-340。而且,不同于第一承载件容纳部11-215的表面,第二承载件容纳部11-225的表面为水平的。第二容置件11-226可容纳引导组件11-G的接触单元11-250的至少部分。
接下来,请参考图149至图154,以了解第一驱动组件11-D1以及第二驱动组件11-D2。第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290包括长条形结构且沿着一第一方向11-A1(在本实施例中,第一方向11-A1大致上平行于Z轴)延伸。第一驱动线圈11-280以及第二驱动线圈11-300大致上呈中空圆柱形且沿着第一方向11-A1延伸。第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290的磁极沿着第一方向11-A1排列。值得注意的是,在此所定义的磁极为N极及/或S极。
第一驱动线圈11-280的一绕线轴11-281平行于第一方向11-A1。第一驱动线圈11-280对应于第一磁性元件11-270。具体地,第一磁性元件11-270的至少部分位于第一驱动线圈11-280中。当电流通入第一驱动线圈11-280时,第一磁性元件11-270与第一驱动线圈11-280之间可产生平行于第一方向11-A1的磁力,进而驱动第一活动部11-M1及在其内的第一光学元件11-110沿着第一方向11-A1于一第一极限范围运动,以实现变焦或对焦。
类似地,第二驱动线圈11-300的一绕线轴11-301平行于第一方向11-A1。第二驱动线圈11-300对应于第二磁性元件11-290。具体地,第二磁性元件11-290的至少部分位于第二驱动线圈11-300中。当电流通入第二驱动线圈11-300时,第二磁性元件11-290与第二驱动线圈11-300之间可产生平行于第一方向11-A1的磁力,进而驱动第二活动部11-M2及在其内的第二光学元件11-120沿着第一方向11-A1于一第二极限范围运动,以实现变焦或对焦。
值得注意的是,第一极限范围与第二极限范围不同。在一些实施例中,第一极限范围大于第二极限范围。通常地,若第一极限范围大于第二极限范围,则第一驱动组件11-D1可被称为对焦组件,而第二驱动组件11-D2可被称为变焦组件,但对焦、变焦等用语并不构成限制。
除此之外,虽然第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290皆沿着第一方向11-A1延伸,不过第一磁性元件11-270与第二磁性元件11-290在第一方向11-A1上并非重叠地设置。沿着第一方向11-A1观察时,第一磁性元件11-270的中心与第二磁性元件11-290的中心相隔一不为零的间隙。又,沿着第一方向11-A1观察时,第一驱动线圈11-280的中心与第二驱动线圈11-300的中心相隔一不为零的间隙。
又,在一些实施例中,可采用大致上呈长方体的第一磁性元件及/或第二磁性元件,并采用大致上呈椭圆形的第一驱动线圈及/或第二驱动线圈。不过,本实施例的大致上呈长条形的第一磁性元件11-270以及第二磁性元件11-290与大致上呈中空圆柱体的第一驱动线圈11-280以及第二驱动线圈11-290的搭配可较有效地利用空间,故可产生较大的磁力,使得第一活动部11-M1以及第二活动部11-M2可产生较大的运动行程(stroke)。
接下来,除了图149至图154之外,请一并参考图161以及图162,以了解第一感测组件11-S1以及第二感测组件11-S2。图161是第一感测组件11-S1的示意图。图162是第二感测组件11-S2的示意图。
第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320包括磁性材料。例如,第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320可为一磁铁、一永久磁铁等。第一感测元件11-350设置于电路组件11-370上。第一感测元件11-350经由感测第一参考元件11-310及/或第二参考元件11-320而感测第一活动部11-M1相对于固定部11-I的运动。
如前所述,第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320设置于第一承载件11-210的第一承载件容纳部11-215。第二参考元件11-320与第一参考元件11-310相隔一不为零的间隙。第一参考元件11-310的磁极沿着一第二方向11-A2排列,而第二参考元件11-320的磁极沿着一第三方向11-A3排列。第二方向11-A2与第一方向11-A1不垂直也不平行。第三方向11-A3与第一方向11-A1不垂直也不平行。第三方向11-A3与第二方向11-A2不垂直也不平行。不过,第一参考元件11-310的中心与第二参考元件11-320的中心的连线平行于第一方向11-A1。简单来说,如图154以及图161所示,第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320并非完全水平地设置。第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320与水平线之间的夹角可为约0度至约10度。例如,第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320与水平线之间的夹角可为约8度。如前所述,第一活动部11-M1的第一极限范围可能大于第二活动部11-M2的第二极限范围,为了优选地感测第一活动部11-M1的运动,非水平地设置的第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320可增加第一参考元件11-310以及第二参考元件11-320所产生的磁场的线性度,从而提升第一感测组件11-S1的感测精度。
第三参考元件11-330以及第四参考元件11-340包括磁性材料。例如,第三参考元件11-330以及第四参考元件11-340可为一磁铁、一永久磁铁等。第二感测元件11-360设置于电路组件11-370上。第二感测元件11-360经由感测第三参考元件11-330及/或第四参考元件11-340而感测第二活动部11-M2相对于固定部11-I的运动。
如前所述,第三参考元件11-330以及第四参考元件11-340设置于第二承载件11-220的第二承载件容纳部11-225。第三参考元件11-330的磁极沿着一第四方向11-A4排列,而第四参考元件11-340的磁极沿着一第五方向11-A5排列。第四方向11-A4垂直于第一方向11-A1。第四方向11-A4与第二方向11-A2不垂直也不平行。第四方向11-A4与第三方向11-A3不垂直也不平行。第五方向11-A5垂直于第一方向11-A1。第五方向11-A5与第二方向11-A2不垂直也不平行。第五方向11-A5与第三方向11-A3不垂直也不平行。第五方向11-A5平行于第四方向11-A4。简单来说,如图154以及图162所示,第三参考元件11-330以及第四参考元件11-340是大致上水平地设置。因此,第三参考元件11-330的中心与第四参考元件11-340的中心的连线平行第一方向11-A1。不过,在一些实施例中,也可根据实际需求倾斜地设置第三参考元件11-330以及第四参考元件11-340。在一些实施例中,第三参考元件11-330与第四参考元件11-340由一体化的方式制成。例如,第三参考元件11-330与第四参考元件11-340为包括至少二对(至少四个)磁极的一多极磁铁。
接下来,请先参考图163,以了解引导组件11-G。图163是引导组件11-G的示意图。如前所述,位于第一活动部11-M1中的接触单元11-250被定义为第一接触单元11-251,而位于第二活动部11-M2中的接触单元11-250被定义为第二接触单元11-252。在本实施例中,接触单元11-250包括二组第一接触单元11-251以及二组第二接触单元11-252。第一接触单元11-251与第二接触单元11-252沿着第一方向11-A1排列。第一接触单元11-251包括多个第一接触元件11-2511。第二接触单元11-252包括多个第二接触元件11-2521。
位于光学元件驱动机构11-10左侧的第一引导元件11-261直接接触第一接触单元11-251以及第二接触单元11-252,而位于光学元件驱动机构11-10右侧的第二引导元件11-262并不会接触第一接触单元11-251以及第二接触单元11-252。第一引导元件11-261以及第二引导元件11-262为长条形结构并沿着第一方向11-A1延伸,例如,杆状。第一引导元件11-261以及第二引导元件11-262包括金属材料但不包括导磁性材料。导磁性材料指的是具有磁导率(magnetic permeability)的材料。
第二引导元件11-262穿过第一承载件凹槽11-214、第二承载件凹槽11-224、底座支撑部凹槽11-3821。如图157以及图159所示,第一承载件凹槽11-214以及第二承载件凹槽11-224可定义为朝向X轴凹陷,即,第一承载件凹槽11-214以及第二承载件凹槽11-224的凹陷方向在X轴上。如图156所示,底座支撑部凹槽11-3821可定义为朝向Z轴凹陷,即,底座支撑部凹槽11-3821的凹陷方向在Z轴上。因此,穿过第一承载件凹槽11-214、第二承载件凹槽11-224、底座支撑部凹槽11-3821的第二引导元件11-262可使得第一活动部11-M1及/或第二活动部11-M2在Y轴上保持固定。换句话说,第一承载件凹槽11-214以及第二承载件凹槽11-224的凹陷方向与底座支撑部凹槽11-3821的凹陷方向不同。在一些实施例中,第一承载件凹槽11-214以及第二承载件凹槽11-224与底座支撑部凹槽11-3821的凹陷方向互相垂直。又,在一些实施例中,底座支撑部凹槽11-3821在X轴上的尺寸可能设计成略大于第二引导元件11-262在X轴上的尺寸,使得第二引导元件11-262在X轴上仍有些许移动的空间,利于调整第一活动部11-M1及/或第二活动部11-M2的位置。
接下来,除了图163之外,请一并参考图164至图166,以进一步了解引导组件11-G的第一接触单元11-251以及第一引导元件11-261。图164是第一容置件11-216、第一接触单元11-251、第一引导元件11-261的立体图。图165以及图166是第一容置件11-216、第一接触单元11-251、第一引导元件11-261的前视图以及后视图。值得注意的是,第一容置件11-216与第二容置件11-226可能完全相同或大致上相同,第一接触单元11-251与第二接触单元11-252也可能完全相同或大致上相同。为了简化,在以下内容中主要讨论第一容置件11-216以及第一接触单元11-251,但第二容置件11-226以及第二接触单元11-252也可包括大致上相同或类似的特征。
在本实施例中,第一容置件11-216的数量为两个。两个第一容置件11-216彼此面对,故可保护内部的第一接触元件11-2511。每一个第一容置件11-216皆包括一第一容置空间11-2161以及一第一容置件开口11-2162。沿着Z轴观察时,第一容置件开口11-2162大致上为椭圆形或圆形等形状。引导组件11-G的第一引导元件11-261穿过第一承载件开口11-212以及第一容置件开口11-2162。沿着Z轴观察时,第一承载件开口11-212的面积与第一容置件开口11-2162的面积不同。在本实施例中,沿着Z轴观察时,第一承载件开口11-212的面积(大致上呈三角形)大于第一容置件开口11-2162的面积(大致上呈圆形)。
在本实施例中,第一接触元件11-2511的数量为六个。不过,第一接触元件11-2511的数量或形状等特征可根据第一容置件11-216的形状或结构等特征进行调整。举例来说,在本实施例中,第一容置件11-216大致上呈三角形,故搭配三个第一接触元件11-2511。在其他实施例中,第一容置件11-216可能为四边形,并搭配四个第一接触元件11-2511。或者,在一些实施例中,可省略第一容置件11-216,而将第一接触元件11-2511设置成直接接触第一承载件11-210。在这样的情形下,第一接触元件11-2511的数量可根据第一承载件开口11-212的形状或结构等特征进行调整。第一接触元件11-2511包括陶瓷材料或金属材料。
第一接触元件11-2511固定于第一容置空间11-2161中,固定方式可包括焊接或胶水粘着等。第一接触元件11-2511分别位于第一容置空间11-2161的不同角落。如图164至图166所示,第一引导元件11-261直接接触第一接触元件11-2511,并可实现紧密配合(closefit)。因此,通过第一接触单元11-251,第一活动部11-M1不会直接接触第一引导元件11-261,可降低第一活动部11-M1相对于固定部11-I运动时与其他元件的接触面积,故可降低第一活动部11-M1相对于固定部11-I运动时所产生的摩擦力。
除此之外,在本实施例中,第一接触元件11-2511固定地设置于第一活动部11-M1。不过,在其他实施例中,第一接触元件11-2511可能固定地设置于固定部11-I,例如,第一接触元件11-2511可能固定地设置于底座支撑部凹槽(固定部凹槽)11-3821中。任何第一引导元件11-261可直接接触第一接触元件11-2511而降低摩擦力的方式皆被包括在本公开的范围内。
综合来说,第一引导元件11-261与第一接触单元11-251及/或第二接触单元11-252之间的接触可降低第一活动部11-M1以及第二活动部11-M2相对于固定部11-I运动时与其他元件的接触面积,故可降低摩擦力。而且,第二引导元件11-262可协助固定第一活动部11-M1。因此,引导组件11-G可有效避免第一活动部11-M1以及第二活动部11-M2的不想要的晃动、旋转、倾斜等。值得注意的是,因为第一活动部11-M1在第一方向11-A1上的尺寸大于第二活动部11-M2在第一方向11-A1上的尺寸,故二组第一接触单元11-251之间的距离大于二组第二接触单元11-252之间的距离。因此,第一活动部11-M1相较于第二活动部11-M2具有较大的调整范围或调整容许值。也就是说,第一活动部11-M1相较于第二活动部11-M2更容易避免不想要的晃动、旋转、倾斜等。
如前所述,本公开提供一种可作为潜望式机构的光学元件驱动机构,故可达到微型化。本公开的光学元件驱动机构易于组装,并具有良好的机械强度。通过第一活动部及/或第二活动部的运动,可容纳多个光学元件,并可达到对焦及/或变焦。选用特殊形状的驱动组件可增加第一活动部及/或第二活动部的运动行程。引导组件可引导第一活动部及/或第二活动部在某一维度的运动范围。而且,通过引导组件可降低第一活动部以及第二活动部相对于固定部运动时与其他元件的接触面积,故可降低摩擦力,并避免第一活动部以及第二活动部产生不想要的晃动、旋转、倾斜等。
为了方便说明,在以下内容以及附图中,可能使用第一方向12-D1(X轴)、第二方向12-D2(Y轴)、第三方向12-D3(Z轴)来描述方向或方位。第一方向12-D1、第二方向12-D2、第三方向12-D3各自不同且互相不平行。在一些实施例中,第一方向12-D1、第二方向12-D2、第三方向12-D3垂直或大致上互相垂直。
图167是本公开一实施例的一光学系统12-1的示意图。光学系统12-1可装设于为平板电脑、智能手机等。光学系统12-1可为潜望式光学系统。以下将说明前述光学系统12-1的详细结构。
光学系统12-1包括一第一光学模块12-100与一第二光学模块12-200。第一光学模块12-100用以承载一光学组件,如一或多个光学元件(如图168中的第一、第二光学元件12-LS1、12-LS2)。第二光学模块12-200承载有一第三光学元件12-L3,其可为一光路调整单元,可改变入射光12-LT的光路。具体而言,当来自外界的入射光(线)12-LT沿主轴12-Q至第三光学元件12-L3,第三光学元件12-L3用以调整入射光线12-LT的入射方向以及出射方向,借此改变光线12-LT的光路,使入射光12-LT能够至光学元件12-LS1、2LS2。光学元件12-LS1、12-LS2例如为镜头元件或包含多个镜头元件的镜头组件。第一光轴12-O1是通过光学元件12-LS1、12-LS2的中心的虚拟轴线。前述第三光学元件12-L3可为反射镜(mirror)、折射棱镜(prism)或分光镜(beam splitter)等。当入射光12-LT进入第二光学模块200时,入射光12-LT大致上垂直于第一光轴12-O1,经由第三光学元件12-L3反射或折射后,使入射光12-LT得以穿过的光学元件12-LS1、12-LS2而可至一感光组件,以获取影像。其中,通过光学系统12-100内部的驱动机制,使设在内部的光学元件能够活动,借此达到光学变焦(Zooming)、自动对焦(Auto-Focusing,AF)或光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)。
参阅图168和图169,是显示了光学系统12-1处于不同模式的示意图。光学系统12-1可通过驱动机制,来带动设置于其中的光学元件12-LS1、12-LS2,借此达光学变焦、自动对焦或光学防手震。举例而言,于图168中,两个光学元件12-LS1、12-LS2之间的距离较大,光学系统12-1是呈现望远模式;而于图169两个光学元件12-LS1、12-LS2相对于图168是沿着第一光轴12-O1往右(+Z轴方向)移动,且之间的距离较小,光学系统12-1呈现广角模式。
参阅图170,前述第一光学模块12-100,用以驱动光学组件运动,如驱动第一、第二光学元件12-LS1、12-LS2运动。第一光学模块12-100包括:一第一固定部12-10、一第一活动部12-30(可包含镜筒、镜座)、一第二活动部12-40(可包含镜筒、镜座)、一第一驱动组件12-MC1、一第二驱动组件12-MC2与一引导组件12-GU。第一活动部12-30用以连接第一光学元件12-LT1,第一驱动组件12-MC1用以驱动第一活动部12-30相对第一固定部12-10运动。第二活动部12-40用以连接第一光学元件12-LS2,第二驱动组件12-MC2用以驱动第二活动部12-40相对第一固定部12-10运动。引导组件12-GU则可用以引导第一、第二活动部12-30、12-40在第一维度上运动。于一些实施例中,在第一维度的运动是沿着第一光轴12-O1的运动。
第一固定部12-10包含一外壳12-11、一侧板12-12与一套筒12-13,侧板12-12与套筒12-13设置于外壳12-11内,且侧板12-12包含电路板组件12-PF。外壳12-11具有容纳空间,供第一活动部12-30、第一驱动组件12-MC1、引导组件12-GU、第二活动部12-40与第二驱动组件12-MC2设置于其中,以作保护。沿着第一光学元件12-LS1的一第一光轴12-O1观察时,第一固定部12-10具有多边形结构。
参阅图167、图168和图170,第一固定部12-10包括沿着一第一方向12-D1延伸的一第一侧边12-10S1以及沿着一第二方向12-D2延伸的一第二侧边12-10S2。于一些实施例中,第一方向12-D1和第二方向12-D2皆与第一光轴12-O1垂直。第一、第二侧边12-10S1、12-10S2的长度不同。于本实施例中,第一侧边12-10S1的长度大于第二侧边12-10S2的长度。参阅图168,沿着第一光轴12-O1方向观察时,第一驱动组件12-MC1位于第二侧边12-10S2。沿着第一光轴12-O1方向观察时,引导组件12-GU位于第二侧边12-10S2,且第一光学模块12-100的第一、第二位置感测组件12-SN1、12-SN2也位于第二侧边12-10S2。
参阅图170和图171,前述引导组件12-GU为沿第一光轴12-O1延伸的一长杆,并穿过第一、第二活动部12-30、12-40,使得第一、第二活动部12-30、12-40可在其上活动或滑动。于一些实施例中,引导组件12-GU的一端可与第二光学模块2-200固定。
参阅图171与图172,前述第一驱动组件12-MC1用以驱动第一活动部12-30,包括一第一压电元件12-J1与一第一接触元件12-K1,两者相互对应。第一压电元件12-J1具有压电材料(piezoelectric material)。于一些实施例中,第一压电元件12-J1具有碳化硅材料。第一压电元件12-K1与第一接触元件12-K1分别固定地设置于第一活动部12-30以及第一固定部12-10。在垂直于第一光轴12-O1的方向观察时,第一压电元件12-J1与第一接触元件12-K1至少部分重叠。
类似地,前述第二驱动组件12-MC2用以驱动第二活动部12-40,包括一第二压电元件12-J2与一第二接触元件12-K2,两者相互对应。第二压电元件12-J2具有压电材料。第二压电元件12-J2与第二接触元件12-K2分别固定地设置于第二活动部12-40以及第一固定部12-10。沿着垂直第一光轴12-O的方向观察时,第二压电元件12-J2与第二接触元件12-K2至少部分重叠。沿着第一光轴12-O1方向观察时,第一、第二压电元件12-J1、12-J2至少部分重叠。沿着第一光轴12-O1的方向观察时,第一、第二接触元件12-K1、12-K2至少部分重叠。沿着第二方向12-D2观察时,第一、第二接触元件12-K1、12-K2不重叠。
如此一来,通过第一、第二驱动组件12-MC1、12-MC2与引导组件12-GU,可让第一、第二活动部12-30、12-40相对于第一固定部12-10移动,来达到光学对焦、变焦以及防手震的效果。
前述第一位置感测组件12-SN1,是用以感测第一活动部12-30相对第一固定部12-10的运动;第一光学模块12-100还包括:第二活动部12-40、第二驱动组件12-MC2与第二位置感测组件12-SN2,第二活动部12-40用以连接第二光学元件12-LS2。第二驱动组件12-MC2,用以驱动第二活动部12-MC2相对第一固定部12-10运动;第二位置感测组件12-SN2用以感测第二活动部12-40相对第一固定部12-10的运动。
前述其中第一、第二位置感测组件12-SN1、12-SN2皆具有一对相互对应的感测元件:一对感测元件12-SN11与12-SN12相互对应,以及一对感测元件12-SN21与12-SN22相互对应。感测元件12-SN11、12-SN21设置于侧板12-12,而感测元件12-SN12、12-SN22分别设在第一、第二活动部12-30、12-40。于部分实施例中,感测元件12-SN11(或12-SN21)可为一永久磁铁与一霍尔效应检测器(Hall Effect Sensor)其中的一,而感测元件12-SN12(或12-SN22)则为前述两者之中的其中另一,霍尔效应检测器可通过检测永久磁铁的磁场变化,以判断永久磁铁的位置,借此可感测第一、第二活动部12-30、12-40相对于第一固定部12-10的活动。沿着第一光轴12-O1方向观察时,第二位置感测组件12-SN2位于第二侧边12-10S2,且第一、第二位置感测组件12-SN1、12-SN2至少部分重叠。
第一光学模块12-100还包括一第一施压组件12-T1,用以对第一活动部12-30产生一第一预压力12-F1,使第一活动部12-30经由第一预压力12-F1稳定且可动地连接引导组件12-GU。
前述第一施压组件12-T1包括一第一磁性元件12-M1与第二磁性元件12-M2,分别设置于第一活动部12-30与第一固定部12-10,且两者相互对应以产生第一预压力12-F1。如此可以引导组件12-GU为中心,推压而稳定第一活动部12-30。第一预压力12-F1的方向由第一活动部12-30朝向第二侧边12-10S2延伸,且第一预压力12-F1的一第一延伸假想线12-FL1未穿过引导组件12-GU。于本实施例中,第一磁性元件12-M1具有长条形结构,其可为长条杆的导磁元件,具有导磁材质(Permeability material),第二磁性元件12-M2则为永磁性磁铁。于另一些实施例中,可第一磁性元件12-M1可为永磁性磁铁,第二磁性元件12-M2则为导磁元件。
于一些实施例中,前述第一位置感测组件12-SN1可经由感测第一磁性元件12-M1或第二磁性元件12-M2相对位置,以感测第一活动部12-30相对第一固定部12-10相对运动。于一些实施例中,第一位置感测组件12-SN1可变更位置,且取第一位置感测组件12-SN1的感测元件12-SN11与12-SN12其中的一(另一则可省略)放置在位置12-X1(如图171所示),通过位置感测组件12-SN1与第一、第二磁性元件12-M1、12-M2,以感测第一活动部2-30的活动。这样的配置方式,使得在第一、第二磁性元件12-M1、12-M2的中心排列方向上,第一位置感测组件12-SN1与第一磁性元件12-M1或第二磁性元件12-M2至少部分重叠,从而可减少元件设置与节省空间。
继续参阅图170、图171和图172,前述第一光学模块12-10还包括一第二施压组件12-T2。类似地,第二施压组件12-T2用以对第二活动部12-40产生一第二预压力12-F2第二活动部12-40经由第二预压力12-F2稳定且可动地连接引导组件12-GU。需说明的是,为了简单清楚起见,在图171中亦一并标示了第二预压力12-F2,实际上第二预压力12-F2是施加在第一活动部12-30后方的第二活动部12-40上,此部分对照图168、图171和图172可理解。
第二预压力12-F2方向由第二活动部12-40朝向第二侧边12-10S2延伸,且第二预压力2-F2的一第二延伸假想线12-FL2未穿过引导组件12-GU。第二施压组件12-T2包括一第三磁性元件12-M3与一第四磁性元件12-M4。第三磁性元件12-M3具有长条形结构。第四磁性元件12-M4对应第三磁性元件12-M3以产生第二预压力12-F2。第三、第四磁性元件12-M3、12-M4至少一者具有永磁性磁铁。第三、第四磁性元件12-M3、12-M4分别设置于第二活动部12-40与第一固定部12-10。
第一、第三磁性元件12-M1、12-M3具有长条结构,亦具有引导第一、第二活动部12-30、12-40活动的功能于一些实施例中,第一、第三磁性元件12-M1、12-M3可为一体成形的长条杆。于一些实施例中,第一、第三磁性元件12-M1、12-M3则可为相互独立的长条杆。
于一些实施例中,第二位置感测组件12-SN2可经由感测第三磁性元件12-M3或第四磁性元件12-M4以感测第二活动部12-40相对第一固定部12-10的运动。于一些实施例中,第二位置感测组件12-SN2可如前述第一位置感测组件12-SN1般地改变位置,放在沿着第三、第四磁性元件12-M3、12-M4的中心排列方向上。
图173为本公开另一实施例的光学系统12-1’的剖面图(外壳省略)。相较于图171的光学系统12-1,光学系统12-1’的施压组件12-T1’不同于光学系统12-1中的施压组件12-T1。在本实施例中,施压组件12-T1’包含第一磁性元件12-M1’与第二磁性元件12-M2’,分别设置在第一活动部2-30与第一固定部2-10的电路板组件2-PF。相似于前述施压组件12-T1,通过第一磁性元件12-M1’、12-M2’产生第一预压力12-F1’,施加在第一活动部12-30上,使得第一活动部12-30可稳固地在引导组件12-GU上活动。前述第二施压组件12-T2也可替换为类似于第一施压组件12-T1’的配置,来稳固住第二活动部12-40。
参阅图167,于一些实施例中,第二光学模块12-200包括一第三活动部12-50、一第二固定部20与一第三驱动组件12-MC3。第三活动部12-50用以连接第三光学元件12-LS3。第三驱动组件用以驱动第三活动部12-50相对第二固定部12-20运动。于一些实施例中,第三驱动组件12-MC3,可为前述实施例的包含线圈、磁性元件的电磁式驱动组件,用以驱动第三活动部12-50相对第二固定部12-20在一第二维度上运动,第二维度与前述第一维度不同。于一些实施例中,在第二维度上的运动是绕一轴心的转动,此轴心是在第三方向12-D3(Z轴)延伸。
图174是表示本公开另一实施例的光学系统12-2的示意图。本实施例中的光学系统12-2,相较于前述实施例的光学系统12-1,还包括了一第三光学模块12-300。其他元件/组件与详细结构相同于或者相对应至前述图167光学系统12-1,合先叙明。于一些实施例中,第二光学模块12-200位于第一、第三光学模块12-100、12-300之间。
第三光学模块12-300是用以连接一具有一第二光轴的一第四光学元件12-LS4。来自外界光线12-LT可通过第四光学元件12-LS4,以进入第二光学模块12-200。其中,第一、第二光轴12-O1、12-O2不平行。
于一些实施例中,第四光学元件12-LS4包括多个光学镜片,第一光学元件12-LS1包括至少一光学镜片。于一些实施例中,第四光学元件12-LS4的光学镜片的数量大于第一光学元件12-LS1的光学镜片的数量。
前述第三光学模块12-300包括一第三固定部12-301、一第四活动部12-302与一第四驱动组件12-MC4。第四活动部12-302用以连接第四光学元件12-LS4。于一些实施例中,第四驱动组件12-MC4,可为前述实施例的包含线圈、磁性元件的电磁式驱动组件,用以驱动第四活动部12-302相对第三固定部12-301运动。于一些实施例中,第四驱动组件12-MC4用以驱动第四活动部12-302相对第三固定部12-301在一第三维度上运动。于一些实施例中,第三维度与前述第一维度不同。于一些实施例中,第三维度与前述第二维度不同。
综上所述,本发明的实施例提供一种光学系统,包括一第一光学模块,用以驱动一光学组件运动。第一光学模块包括:一第一活动部、一第一固定部、第一驱动组件与一引导组件。第一活动部用以连接一第一光学元件,并可相对第一固定部运动。第一驱动组件用以驱动第一活动部相对第一固定部运动。引导组件用以引导第一活动部在一第一维度上运动。
本发明实施例至少具有以下其中一个优点或技术效果,通过设置在光学系统的侧边的驱动组件与引导组件,来对光学元件座引导与驱动,让光学系统得到更优良的光学品质,并能够增加变焦、对焦与光学防手震调整拍摄的范围的广泛程度,也可节省配置空间,有利于小型化。于一些实施例中,通过施压组件,可稳定光学元件或者可稳定移动中的光学元件,大幅增加光学品质。
请参阅图175和图176,本发明一实施例的光学系统13-10可装设于一电子设备13-20内,用以照相或摄影,前述电子设备13-20例如可为智能手机、平板电脑、或系数字数码相机。光学系统13-10可包括两个光学装置13-11、13-12,两者彼此相邻且可分别接收一第一光线13-L1和一第二光线13-L2。其中,光学装置13-11的焦距会大于光学装置13-12的焦距,因此光学装置13-11可为一望远端摄像装置,而光学装置13-12则可为一广角端摄像装置。
图177、图178和图179是表示前述光学装置13-11的示意图。如图所示,光学装置13-11主要包括一第一光学模块13-100、一第二光学模块13-200、一第三光学模块13-300、一第四光学模块13-400、一第五光学模块13-500、一第六光学模块13-600、一第七光学模块13-700、一第八光学模块13-800、以及一第九光学模块13-900。前述第一光线13-L1在通过光学装置13-11的开口13-11A进入光学装置13-11内后,可按序经过第一光学模块13-100、第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第六光学模块13-600、第九光学模块13-900、第八光学模块13-800、第五光学模块13-500、以及第七光学模块13-700而入射至第三光学模块13-300。以下将分别对前述各元件进行说明。
第一光学模块13-100可包括一第一光路调整元件13-110和一第一驱动机构13-120。第一光路调整元件13-110例如可为一棱镜或一反射镜,其反射面可面朝光学装置13-11的开口13-11A。当第一光线13-L1沿着一第一移动方向13-D1(于附图中为-Z轴方向)穿过开口13-11A后,第一光线13-L1将会被第一光路调整元件13-110的反射面反射而朝向一第二移动方向13-D2(于附图中为X轴方向)移动。换言之,第一光路调整元件13-110可将第一光线13-L1的行进方向由第一移动方向13-D1变更为第二移动方向13-D2,且前述第一移动方向13-D1和第二移动方向13-D2不平行。
第一驱动机构13-120可驱动第一光路调整元件13-110旋转,以微调第一光线13-L1的第二移动方向13-D2来达到晃动补偿(Optical Image Stabilization,OIS)的目的。举例而言,第一驱动机构13-120可驱动第一光路调整元件13-110相对于电子设备13-20绕一第一轴向13-AX1及一第二轴向13-AX2转动,其中第一轴向13-AX1大致垂直于第一移动方向13-D1和第二移动方向13-D2,而第二轴向13-AX2则不垂直也不平行于第一移动方向13-D1和第二移动方向13-D2。
第一驱动机构13-120例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一光路调整元件13-110,另一者则可连接电子设备13-20,第一光路调整元件13-110可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。于本实施例中,电子设备13-20具有一板状结构,且电子设备13-20的厚度方向与第一移动方向13-D1平行,第一驱动机构13-120和第一光路调整元件13-110的排列方向亦与第一移动方向13-D1平行。因此,沿着第一移动方向13-D1观察时,第一驱动机构13-120将会和第一光路调整元件13-110重叠,如此一来,可使光学装置13-11、13-12更为靠近,进而提升光学系统13-10的光学效能。
第一光学模块13-100的详细结构例如可参考图35至图49的光学元件驱动机构4-300、图78至图90的光学元件驱动机构7-10、或图98至图112的光学元件驱动机构9-100,故于此不再赘述。
第二光学模块13-200包括一第一光学组件13-210和一第二驱动机构13-220。第一光线13-L1被第一光路调整元件13-110反射后,可沿第二移动方向13-D2行进并被第二光学模块13-200的第一光学组件13-210接收。如图177和图178所示,第一光学组件13-210包括一第一镜片13-211和一第二镜片13-212,且第一镜片13-211设置于第一光路调整元件13-110和第二镜片13-212之间。因此,被第一光路调整元件13-110反射后的第一光线13-L1会按序穿过第一镜片13-211和第二镜片13-212。于本实施例中,第一镜片13-211和第二镜片13-212皆具有圆形结构,且第一镜片13-211的尺寸小于第二镜片13-212的尺寸。
第一光学组件13-210可具有一第一光轴13-OP1,且此第一光轴13-OP1平行于第二移动方向13-D2。由于在本实施例中,第二光学模块13-200是用来对焦,因此第二驱动机构13-220可驱动第一光学组件13-210相对于电子设备13-20沿着第一光轴13-OP1移动。于一些实施例中,第二驱动机构13-220和第一光学组件13-210的排列方向不平行于第一移动方向13-D1,且沿着第一移动方向13-D1观察时,第二驱动机构13-220和第一光学组件13-210不重叠。
第二驱动机构13-220例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一光学组件13-210,另一者则可连接电子设备13-20,第一光学组件13-210可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。第二光学模块13-200的详细结构例如可参考图13至图24的光学元件驱动机构2-100、图25至图34的光学元件驱动机构3-100、图50至图77的光学元件驱动机构5-10、图113至图145的光学元件驱动机构10-100、或图146至图166的光学元件驱动机构11-10,故于此不再赘述。于一些实施例中,第二光学模块13-200亦可使用压电式驱动机构,其详细结构例如可参考图167至图174的第一光学模块12-100。
第四光学模块13-400包括一第二光学组件13-410和一第三驱动机构13-420。穿过第二光学模块13-200的第一光线13-L1将继续沿第二移动方向13-D2行进并被第四光学模块13-400的第二光学组件13-410接收。如图177和图178所示,第二光学组件13-410包括一第三镜片13-411和一第四镜片13-412,且第三镜片13-411设置于第二镜片13-212和第四镜片13-412之间。因此,进入第二光学组件13-410的第一光线13-L1会按序穿过第三镜片13-411和第四镜片13-412。于本实施例中,第二镜片13-212的尺寸小于第三镜片13-411的尺寸,且第三镜片13-411的尺寸小于第四镜片13-412的尺寸。
第二光学组件13-410可具有一第二光轴13-OP2,此第二光轴13-OP2亦平行于第二移动方向13-D2。在本实施例中,第四光学模块13-400是用于晃动补偿,因此第三驱动机构13-420可驱动第二光学组件13-410相对于电子设备13-20沿着一第一平移方向13-M1(于附图中为Y轴方向)及/或一第二平移方向13-M2(于附图中为Z轴方向)移动,前述第一平移方向13-M1大致垂直于第二平移方向13-M2,且两者皆大致垂直于第二光轴13-OP2。于一些实施例中,第二光轴13-OP2不平行也不垂直于第一平移方向13-M1和第二平移方向13-M2。于一些实施例中,第三驱动机构13-420和第二光学组件13-410的排列方向不平行于第一移动方向13-D1,且沿着第一移动方向13-D1观察时,第三驱动机构13-420和第二光学组件13-410不重叠。
第三驱动机构13-420例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第二光学组件13-410,另一者则可连接电子设备13-20,第二光学组件13-410可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。第四光学模块13-400的详细结构例如可参考图13至图24的光学元件驱动机构2-100、图25至图34的光学元件驱动机构3-100、或图50至图77的光学元件驱动机构5-10,故于此不再赘述。
请继续参阅图177和图178,第六光学模块13-600包括一第二光路调整元件13-610和一第四驱动机构13-620,第二光路调整元件13-610例如可为一棱镜或一反射镜。第一光线13-L1在穿过第四光学模块13-400后,会被第二光路调整元件13-610反射而朝向一第三移动方向13-D3(于附图中为Y轴方向)移动。换言之,第二光路调整元件13-610可将第一光线13-L1的行进方向由第二移动方向13-D2变更为第三移动方向13-D3,且前述第二移动方向13-D2和第三移动方向13-D3不平行。
第四驱动机构13-620可驱动第二光路调整元件13-610旋转,以微调第一光线13-L1的第三移动方向13-D3来达到晃动补偿的目的。举例而言,第四驱动机构13-620可驱动第二光路调整元件13-610相对于电子设备13-20绕一第三轴向13-AX3及一第四轴向13-AX4转动,其中第三轴向13-AX3大致垂直于第二移动方向13-D2和第三移动方向13-D3,而第四轴向13-AX4则不垂直也不平行于第二移动方向13-D2和第三移动方向13-D3。
于本实施例中,第二光路调整元件13-610是将第一光线13-L1往侧边反射,因此第三移动方向13-D3将不平行于第一移动方向13-D1。在这种实施例中,第四驱动机构13-620和第二光路调整元件13-610的排列方向将不平行于第一移动方向13-D1,且沿着第一移动方向13-D1观察时,第四驱动机构13-620和第二光路调整元件13-610不重叠。
第四驱动机构13-620例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第二光路调整元件13-610,另一者则可连接电子设备13-20,第二光路调整元件13-610可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。第六光学模块13-600的详细结构例如可参考图35至图49的光学元件驱动机构4-300、图78至图90的光学元件驱动机构7-10、或图98至图112的光学元件驱动机构9-100,故于此不再赘述。
请参阅图177和图179,第八光学模块13-800包括一第三光路调整元件13-810和一第六驱动机构13-820,第三光路调整元件13-810例如可为一棱镜或一反射镜。被第二光路调整元件13-610反射的第一光线13-L1可抵达第八光学模块13-800,再被第三光路调整元件13-810反射而朝向一第四移动方向13-D4(于附图中为-X轴方向)移动。换言之,第三光路调整元件13-810可将第一光线13-L1的行进方向由第三移动方向13-D3变更为第四移动方向13-D4,且前述第三移动方向13-D3和第四移动方向13-D4不平行。
第六驱动机构13-820可驱动第三光路调整元件13-810旋转,以微调第一光线13-L1的第四移动方向13-D4来达到晃动补偿的目的。举例而言,第六驱动机构13-820可驱动第三光路调整元件13-810相对于电子设备13-20绕一第五轴向13-AX5及一第六轴向13-AX6转动,其中第五轴向13-AX5大致垂直于第三移动方向13-D3和第四移动方向13-D4,而第六轴向13-AX6则不垂直也不平行于第三移动方向13-D3和第四移动方向13-D4。
第六驱动机构13-820例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第三光路调整元件13-810,另一者则可连接电子设备13-20,第三光路调整元件13-810可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。在本实施例中,第四移动方向13-D4是与第二移动方向13-D2平行,因此第六驱动机构13-820和第三光路调整元件13-810的排列方向将不平行于第一移动方向13-D1,且沿着第一移动方向13-D1观察时,第六驱动机构13-820和第三光路调整元件13-810不重叠。
于一些实施例中,第四移动方向13-D4是与第一移动方向13-D1平行,因此第六驱动机构13-820和第三光路调整元件13-810的排列方向将平行于第一移动方向13-D1,且沿着第一移动方向13-D1观察时,第六驱动机构13-820和第三光路调整元件13-810重叠。
前述第八光学模块13-800的详细结构例如可参考图35至图49的光学元件驱动机构4-300、图78至图90的光学元件驱动机构7-10、或图98至图112的光学元件驱动机构9-100,故于此不再赘述。
第五光学模块13-500包括一第三光学组件13-510。第一光线13-L1被第三光路调整元件13-810反射后,可沿第四移动方向13-D4行进并被第五光学模块13-500的第三光学组件13-510接收。第三光学组件13-510包括一第五镜片13-511和一第六镜片13-512,且第五镜片13-511设置于第三光路调整元件13-810和第六镜片13-512之间。因此,被第三光路调整元件13-810反射后的第一光线13-L1会按序穿过第五镜片13-511和第六镜片13-512。于本实施例中,第四镜片13-412的尺寸小于第五镜片13-511的尺寸,且第五镜片13-511的尺寸小于第六镜片13-512的尺寸。
第三光学组件13-510具有一第三光轴13-OP3,且此第三光轴13-OP3大致平行于第四移动方向13-D4。于本实施例中,第五光学模块13-500的位置是相对于电子设备13-20固定的。
第七光学模块13-700包括一第四光学组件13-710和一第五驱动机构13-720。穿过第五光学模块13-500的第一光线13-L1将继续沿第四移动方向13-D4行进并被第七光学模块13-700的第四光学组件13-710接收。如图177和图179所示,第四光学组件13-710包括一第七镜片13-711和一第八镜片13-712,且第七镜片13-711设置于第六镜片13-512和第八镜片13-712之间。因此,进入第七光学模块13-700的第一光线13-L1会按序穿过第七镜片13-711和第八镜片13-712。于本实施例中,第六镜片13-512的尺寸小于第七镜片13-711的尺寸,且第七镜片13-711的尺寸小于第八镜片13-712的尺寸。
特别的是,为了使电子设备13-20的轻薄化,在电子设备13-20的厚度方向上,第七镜片13-711和第八镜片13-712的端部可被裁切而形成切割平面13-711A、13-712A。由于裁切部分是位于第七镜片13-711和第八镜片13-712的端部,因此将不会影响光学装置13-11的整体光学性质。相对于第七镜片13-711和第八镜片13-712,第一镜片13-211、第二镜片13-212、第三镜片13-411、第四镜片13-412、第五镜片13-511和第六镜片13-512皆具有未被切割的圆形结构。
第四光学组件13-710可具有一第四光轴13-OP4,且此第四光轴13-OP4平行于第四移动方向13-D4。由于在本实施例中,第七光学模块13-700是用来变焦(zoom),因此第五驱动机构13-720可驱动第四光学组件13-710相对于电子设备13-20沿着第四光轴13-OP4移动,且第四光学组件13-710相对于电子设备13-20沿着第四光轴13-OP4运动的最大运动范围大于第二光学组件13-410相对于电子设备13-20沿着第二光轴13-OP2运动的最大运动范围。
第五驱动机构13-720例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第四光学组件13-710,另一者则可连接电子设备13-20,第四光学组件13-710可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。第七光学模块13-700的详细结构例如可参考图13至图24的光学元件驱动机构2-100、图25至图34的光学元件驱动机构3-100、图50至图77的光学元件驱动机构5-10、图113至图145的光学元件驱动机构10-100、或图146至图166的光学元件驱动机构11-10,故于此不再赘述。于一些实施例中,第七光学模块13-700亦可使用压电式驱动机构,其详细结构例如可参考图167至图174的第一光学模块12-100。
第三光学模块13-300包括一第一光电转换器13-310和一第七驱动机构13-320。第一光线13-L1在穿过第七光学模块13-700后将入射至第一光电转换器13-310。第一光电转换器13-310会将第一光线13-L1转换成一第一影像信号,再将第一影像信号传送至电子设备13-20的处理单元(未附图),通过处理单元进行影像的后处理。
第一光电转换器13-310接收第一光线13-L1的表面为一接收表面13-311,且第一光电转换器13-310具有第五光轴13-OP5,平行于第四移动方向13-D4且垂直于前述接收表面13-311。第七驱动机构13-320可驱动第一光电转换器13-310相对于电子设备13-20绕第五光轴13-OP5转动,以达到晃动补偿的目的。于本实施例中,第七驱动机构13-320还可驱动第一光电转换器13-310相对于电子设备13-20绕一第七轴向13-AX7(于附图中为Y轴)和一第八轴向13-AX8(于附图中为Z轴)转动,第七轴向13-AX7和第八轴向13-AX8皆大致垂直于第五光轴13-OP5,且第七轴向13-AX7和第八轴向13-AX8彼此不平行。
第七驱动机构13-320例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一光电转换器13-310,另一者则可连接电子设备13-20,第一光电转换器13-310可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。
如图177所示,于本实施例中,第九光学模块13-900是设置于第六光学模块13-600和第八光学模块13-800之间。第九光学模块13-900包括一可变光圈13-910和一第八驱动机构13-920,其中可变光圈13-910是用来调整第一光线13-L1通过可变光圈13-910的通过量,而第八驱动机构13-920则是用来改变可变光圈13-910的大小。
可变光圈13-910具有一第六光轴13-OP6。由于本实施例中第九光学模块13-900是设置于第六光学模块13-600和第八光学模块13-800之间,因此前述第六光轴13-OP6将平行于第三移动方向13-D3,而不会平行于第一移动方向13-D1、第二移动方向13-D2、以及第四移动方向13-D4。
虽然本实施例中的第九光学模块13-900是设置于第六光学模块13-600和第八光学模块13-800之间,但第九光学模块13-900的位置可依使用需求改变。举例而言,第九光学模块13-900可设置于开口13-11A和第一光学模块13-100之间、第一光学模块13-100和第二光学模块13-200之间、第二光学模块13-200和第四光学模块13-400之间、第四光学模块13-400和第六光学模块13-600之间、第八光学模块13-800和第五光学模块13-500之间、或第五光学模块13-500和第七光学模块13-700之间。当第九光学模块13-900设置于第一光学模块13-100和第二光学模块13-200之间、第二光学模块13-200和第四光学模块13-400之间、第四光学模块13-400和第六光学模块13-600之间时,沿第一移动方向13-D1观察,第八光学模块13-800和第六光轴13-OP6将不会重叠。
请回到图175和图176,光学装置13-12可包括一镜片13-12B和一第二光电转换器13-12C。第二光线13-L2在通过光学装置13-12的开口13-12A后,可穿过镜片13-12B而抵达第二光电转换器13-12C。第二光电转换器13-12C可将第二光线13-L2转换为一第二影像信号,再将第二影像信号传送至电子设备13-20的处理单元,通过处理单元进行影像的后处理。
光学装置13-11的第一光电转换器13-310和光学装置13-12的第二光电转换器13-12C之间形成有不为零的间距,且沿着垂直第一移动方向13-D1的所有方向观察时,光学装置13-11和光学装置13-12彼此重叠。借此因此,可有效地使用电子设备13-20内的空间。
在前述实施例中,第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、以及第七光学模块13-700分别用来对焦、晃动补偿、以及变焦,但并不限定于此。于一些实施例中,第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第五光学模块13-500、以及第七光学模块13-700中的一或多个可以用来对焦,第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第五光学模块13-500、以及第七光学模块13-700中的一或多个可以用来晃动补偿,且第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第五光学模块13-500、以及第七光学模块13-700中的一或多个可以用来变焦。于一些实施例中,第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第五光学模块13-500、以及第七光学模块13-700的位置可依需求调整,例如可设置于开口13-11A和第一光学模块13-100之间、第一光学模块13-100和第六光学模块13-600之间、第六光学模块13-600和第八光学模块13-800之间、或第八光学模块13-800和第三光学模块13-300之间。应注意的是,无论第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第五光学模块13-500、以及第七光学模块13-700放置的位置于何处,第二光学模块13-200、第四光学模块13-400、第五光学模块13-500和第七光学模块13-700应依顺序摆放于第一光线13-L1的光路上。
请参阅图180,于本发明另一实施例中,第九光学模块13-900设置于第二光学模块13-200和第四光学模块13-400之间,且第五光学模块13-500和第七光学模块13-700被省略。第一光电转换器13-310的第五光轴13-OP5平行于第四移动方向13-D4,且沿着第四移动方向13-D4观察时,第一光电转换器13-310和第三光路调整元件13-810重叠。由于第三光学模块13-300紧邻于第八光学模块13-800,因此从垂直第四移动方向13-D4的方向观察时,第三光学模块13-300的第七驱动机构13-320将与第三光路调整元件13-810重叠。
请参阅图181,于本发明另一实施例中,第九光学模块13-900设置于第二光学模块13-200和第四光学模块13-400之间,且第五光学模块13-500、第七光学模块13-700、以及第八光学模块13-800被省略。第六光学模块13-600将第一光线13-L1朝向电子设备13-20的厚度方向反射,因此,第三移动方向13-D3将平行于第一移动方向13-D1,且第四驱动机构13-620和第二光路调整元件13-610的排列方向平行于第一移动方向13-D1。从第一移动方向13-D1观察时,第四驱动机构13-620和第二光路调整元件13-610重叠。
第一光电转换器13-310的第五光轴13-OP5平行于第三移动方向13-D3,且沿着第三移动方向13-D3观察时,第一光电转换器13-310和第二光路调整元件13-610重叠。由于第三光学模块13-300紧邻于第六光学模块13-600,因此从垂直第三移动方向13-D3的方向观察时,第三光学模块13-300的第七驱动机构13-320将与第二光路调整元件13-610重叠。
在此实施例中,因为第一光电转换器13-310是水平设置于电子设备13-20中,因此可减少电子设备13-20的厚度,有利于电子设备13-20的小型化。
请参阅图182和图183,于本发明另一实施例中,第七光学模块13-700’可包括多个第四光学组件13-710’。这些第四光学组件13-710’可分别具有不同的焦距,且可设置于一框体13-730’上。第七光学模块13-700’的第五驱动机构13-720’可驱动框体13-730’沿着垂直第四移动方向13-D4的方向移动,以使不同的第四光学组件13-710’位于第一光线13-L1的光路上。举例而言,第五驱动机构13-720’可包括线圈和磁铁,线圈和磁铁的一者可连接框体13-730’,另一者则可连接电子设备13-20,框体13-730’可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。
请参阅图184,于一些实施例中,光学装置13-11中的元件可通过固定框架及/或接着元件固定。如图所示,第一光学模块13-100可通过第一接着元件13-11C固定至固定框架13-11B上,第二光学模块13-200可通过第二接着元件13-11D固定至固定框架13-11B上,且第三光学模块13-300可通过第三接着元件13-11E固定至固定框架13-11B上。第一光学模块13-100、第二光学模块13-200和第三光学模块13-300彼此之间皆具有不为零的间距。
第一接着元件13-11C、第二接着元件13-11D、以及第三接着元件13-11E可为光固化或热固化胶体。在组装时,使用者可在第一接着元件13-11C和第二接着元件13-11D固化前,调整第一光学模块13-100和第二光学模块13-200至各自的预设位置,使第一光轴13-OP1在X轴方向上对齐第一轴向13-AX1。同样的,使用者亦可在第三接着元件13-11E固化前,调整第三光学模块13-300的位置至其预设位置。第四光学模块13-400、第五光学模块13-500、第六光学模块13-600、第七光学模块13-700、第八光学模块13-800和第九光学模块13-900亦可以相同方式设置于固定框架13-11B上,故于此不再赘述。待光学装置13-11中的元件的位置调整完毕后,即可通过光线或热能使接着元件固化。
于一些实施例中,固定框架13-11B可被省略。第一接着元件13-11C可直接接触第一光学模块13-100和第三光学模块13-300,且第二接着元件13-11D可直接接触第二光学模块13-200和第三光学模块13-300,借此来使光学装置13-11中的元件彼此固定。
综上所述,本发明提供一种光学系统,固定地设置于一电子设备上。前述光学系统包括一第一光学模块、一第二光学模块、以及一第三光学模块。第一光学模块用以调整一第一光线的行进方向由一第一移动方向变更为一第二移动方向,其中第一移动方向和第二移动方向不平行。第二光学模块用以接收沿着第二移动方向行进的第一光线。第一光线按序经过第一光学模块和第二光学模块入射至第三光学模块。第三光学模块包括一第一光电转换器,用以将第一光线转换为一第一影像信号。本发明所公开各元件的特殊相对位置、大小关系不但可使光学系统达到特定方向的超薄化、整体的小型化。另外,经由搭配不同的光学模块可使系统更进一步提升光学品质(例如拍摄品质或是深度感测精度等),更进一步地利用各光学模块达到多重防震系统以大幅提升防手震的效果。
请参阅图185和图186,本发明一实施例的光学系统14-10可装设于一电子设备14-20内,用以照相或摄影,前述电子设备14-20例如可为智能手机、平板电脑、或系数字数码相机。光学系统14-10可包括两个光学装置14-11、14-12,两者彼此相邻且可分别接收一第一光线14-L1和一第二光线14-L2。其中,光学装置14-11的焦距会大于光学装置14-12的焦距,因此光学装置14-11可为一望远端摄像装置,而光学装置14-12则可为一广角端摄像装置。
图187、图188和图189是表示前述光学装置14-11的示意图。如图所示,光学装置14-11主要包括一第一光学模块14-100、一第二光学模块14-200、一第三光学模块14-300、一第四光学模块14-400、一第五光学模块14-500、一第六光学模块14-600、一第七光学模块14-700、一第八光学模块14-800、以及一第九光学模块14-900。前述第一光线14-L1在通过光学装置14-11的开口14-11A进入光学装置14-11内后,可按序经过第一光学模块14-100、第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第六光学模块14-600、第九光学模块14-900、第八光学模块14-800、第五光学模块14-500、以及第七光学模块14-700而入射至第三光学模块14-300。以下将分别对前述各元件进行说明。
第一光学模块14-100可包括一第一光路调整元件14-110和一第一驱动机构14-120。第一光路调整元件14-110例如可为一棱镜或一反射镜,其反射面可面朝光学装置14-11的开口14-11A。当第一光线14-L1沿着一第一移动方向14-D1(于附图中为-Z轴方向)穿过开口14-11A后,第一光线14-L1将会被第一光路调整元件14-110的反射面反射而朝向一第二移动方向14-D2(于附图中为X轴方向)移动。换言之,第一光路调整元件14-110可将第一光线14-L1的行进方向由第一移动方向14-D1变更为第二移动方向14-D2,且前述第一移动方向14-D1和第二移动方向14-D2不平行。
第一驱动机构14-120可驱动第一光路调整元件14-110旋转,以微调第一光线14-L1的第二移动方向14-D2来达到晃动补偿(Optical Image Stabilization,OIS)的目的。举例而言,第一驱动机构14-120可驱动第一光路调整元件14-110相对于电子设备14-20绕一第一轴向14-AX1及一第二轴向14-AX2转动,其中第一轴向14-AX1大致垂直于第一移动方向14-D1和第二移动方向14-D2,而第二轴向14-AX2则不垂直也不平行于第一移动方向14-D1和第二移动方向14-D2。
第一驱动机构14-120例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一光路调整元件14-110,另一者则可连接电子设备14-20,第一光路调整元件14-110可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。于本实施例中,电子设备14-20具有一板状结构,且电子设备14-20的厚度方向与第一移动方向14-D1平行,第一驱动机构14-120和第一光路调整元件14-110的排列方向亦与第一移动方向14-D1平行。因此,沿着第一移动方向14-D1观察时,第一驱动机构14-120将会和第一光路调整元件14-110重叠,如此一来,可使光学装置14-11、14-12更为靠近,进而提升光学系统14-10的光学效能。
第一光学模块14-100的详细结构例如可参考图35至图49的光学元件驱动机构4-300、图78至图90的光学元件驱动机构7-10、或图98至图112的光学元件驱动机构9-100,故于此不再赘述。
第二光学模块14-200包括一第一光学组件14-210和一第二驱动机构14-220。第一光线14-L1被第一光路调整元件14-110反射后,可沿第二移动方向14-D2行进并被第二光学模块14-200的第一光学组件14-210接收。如图187和图188所示,第一光学组件14-210包括一第一镜片14-211和一第二镜片14-212,且第一镜片14-211设置于第一光路调整元件14-110和第二镜片14-212之间。因此,被第一光路调整元件14-110反射后的第一光线14-L1会按序穿过第一镜片14-211和第二镜片14-212。于本实施例中,第一镜片14-211的尺寸大于第二镜片14-212的尺寸。
第一光学组件14-210可具有一第一光轴14-OP1,且此第一光轴14-OP1平行于第二移动方向14-D2。由于在本实施例中,第二光学模块14-200是用来对焦,因此第二驱动机构14-220可驱动第一光学组件14-210相对于电子设备14-20沿着第一光轴14-OP1移动。于一些实施例中,第二驱动机构14-220和第一光学组件14-210的排列方向不平行于第一移动方向14-D1,且沿着第一移动方向14-D1观察时,第二驱动机构14-220和第一光学组件14-210不重叠。
第二驱动机构14-220例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一光学组件14-210,另一者则可连接电子设备14-20,第一光学组件14-210可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。第二光学模块14-200的详细结构例如可参考图13至图24的光学元件驱动机构2-100、图25至图34的光学元件驱动机构3-100、图50至图77的光学元件驱动机构5-10、图113至图145的光学元件驱动机构10-100、或图146至图166的光学元件驱动机构11-10,故于此不再赘述。于一些实施例中,第二光学模块14-200亦可使用压电式驱动机构,其详细结构例如可参考图167至图174的第一光学模块12-100。
第四光学模块14-400包括一第二光学组件14-410和一第三驱动机构14-420。穿过第二光学模块14-200的第一光线14-L1将继续沿第二移动方向14-D2行进并被第四光学模块14-400的第二光学组件14-410接收。如图187和图188所示,第二光学组件14-410包括一第三镜片14-411和一第四镜片14-412,且第三镜片14-411设置于第二镜片14-212和第四镜片14-412之间。因此,进入第二光学组件14-410的第一光线14-L1会按序穿过第三镜片14-411和第四镜片14-412。于本实施例中,第二镜片14-212的尺寸大于第三镜片14-411的尺寸,且第三镜片14-411的尺寸大于第四镜片14-412的尺寸。
第二光学组件14-410可具有一第二光轴14-OP2,此第二光轴14-OP2亦平行于第二移动方向14-D2。在本实施例中,第四光学模块14-400是用于晃动补偿,因此第三驱动机构14-420可驱动第二光学组件14-410相对于电子设备14-20沿着一第一平移方向14-M1(于附图中为Y轴方向)及/或一第二平移方向14-M2(于附图中为Z轴方向)移动,前述第一平移方向14-M1大致垂直于第二平移方向14-M2,且两者皆大致垂直于第二光轴14-OP2。于一些实施例中,第二光轴14-OP2不平行也不垂直于第一平移方向14-M1和第二平移方向14-M2。于一些实施例中,第三驱动机构14-420和第二光学组件14-410的排列方向不平行于第一移动方向14-D1,且沿着第一移动方向14-D1观察时,第三驱动机构14-420和第二光学组件14-410不重叠。
第三驱动机构14-420例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第二光学组件14-410,另一者则可连接电子设备14-20,第二光学组件14-410可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。第四光学模块14-400的详细结构例如可参考图13至图24的光学元件驱动机构2-100、图25至图34的光学元件驱动机构3-100、或图50至图77的光学元件驱动机构5-10,故于此不再赘述。
请继续参阅图187和图188,第六光学模块14-600包括一第二光路调整元件14-610和一第四驱动机构14-620,第二光路调整元件14-610例如可为一棱镜或一反射镜。第一光线14-L1在穿过第四光学模块14-400后,会被第二光路调整元件14-610反射而朝向一第三移动方向14-D3(于附图中为Y轴方向)移动。换言之,第二光路调整元件14-610可将第一光线14-L1的行进方向由第二移动方向14-D2变更为第三移动方向14-D3,且前述第二移动方向14-D2和第三移动方向14-D3不平行。
第四驱动机构14-620可驱动第二光路调整元件14-610旋转,以微调第一光线14-L1的第三移动方向14-D3来达到晃动补偿的目的。举例而言,第四驱动机构14-620可驱动第二光路调整元件14-610相对于电子设备14-20绕一第三轴向14-AX3及一第四轴向14-AX4转动,其中第三轴向14-AX3大致垂直于第二移动方向14-D2和第三移动方向14-D3,而第四轴向14-AX4则不垂直也不平行于第二移动方向14-D2和第三移动方向14-D3。
于本实施例中,第二光路调整元件14-610是将第一光线14-L1往侧边反射,因此第三移动方向14-D3将不平行于第一移动方向14-D1。在这种实施例中,第四驱动机构14-620和第二光路调整元件14-610的排列方向将不平行于第一移动方向14-D1,且沿着第一移动方向14-D1观察时,第四驱动机构14-620和第二光路调整元件14-610不重叠。
第四驱动机构14-620例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第二光路调整元件14-610,另一者则可连接电子设备14-20,第二光路调整元件14-610可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。第六光学模块14-600的详细结构例如可参考图35至图49的光学元件驱动机构4-300、图78至图90的光学元件驱动机构7-10、或图98至图112的光学元件驱动机构9-100,故于此不再赘述。
请参阅图187和图189,第八光学模块14-800包括一第三光路调整元件14-810和一第六驱动机构14-820,第三光路调整元件14-810例如可为一棱镜或一反射镜。被第二光路调整元件14-610反射的第一光线14-L1可抵达第八光学模块14-800,再被第三光路调整元件14-810反射而朝向一第四移动方向14-D4(于附图中为-X轴方向)移动。换言之,第三光路调整元件14-810可将第一光线14-L1的行进方向由第三移动方向14-D3变更为第四移动方向14-D4,且前述第三移动方向14-D3和第四移动方向14-D4不平行。
第六驱动机构14-820可驱动第三光路调整元件14-810旋转,以微调第一光线14-L1的第四移动方向14-D4来达到晃动补偿的目的。举例而言,第六驱动机构14-820可驱动第三光路调整元件14-810相对于电子设备14-20绕一第五轴向14-AX5及一第六轴向14-AX6转动,其中第五轴向14-AX5大致垂直于第三移动方向14-D3和第四移动方向14-D4,而第六轴向14-AX6则不垂直也不平行于第三移动方向14-D3和第四移动方向14-D4。
第六驱动机构14-820例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第三光路调整元件14-810,另一者则可连接电子设备14-20,第三光路调整元件14-810可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。在本实施例中,第四移动方向14-D4是与第二移动方向14-D2平行,因此第六驱动机构14-820和第三光路调整元件14-810的排列方向将不平行于第一移动方向14-D1,且沿着第一移动方向14-D1观察时,第六驱动机构14-820和第三光路调整元件14-810不重叠。
于一些实施例中,第四移动方向14-D4是与第一移动方向14-D1平行,因此第六驱动机构14-820和第三光路调整元件14-810的排列方向将平行于第一移动方向14-D1,且沿着第一移动方向14-D1观察时,第六驱动机构14-820和第三光路调整元件14-810重叠。
前述第八光学模块14-800的详细结构例如可参考图35至图49的光学元件驱动机构4-300、图78至图90的光学元件驱动机构7-10、或图98至图112的光学元件驱动机构9-100,故于此不再赘述。
第五光学模块14-500包括一第三光学组件14-510。第一光线14-L1被第三光路调整元件14-810反射后,可沿第四移动方向14-D4行进并被第五光学模块14-500的第三光学组件14-510接收。第三光学组件14-510包括一第五镜片14-511和一第六镜片14-512,且第五镜片14-511设置于第三光路调整元件14-810和第六镜片14-512之间。因此,被第三光路调整元件14-810反射后的第一光线14-L1会按序穿过第五镜片14-511和第六镜片14-512。于本实施例中,第四镜片14-412的尺寸大于第五镜片14-511的尺寸,且第五镜片14-511的尺寸小于第六镜片14-512的尺寸。
第三光学组件14-510具有一第三光轴14-OP3,且此第三光轴14-OP3大致平行于第四移动方向14-D4。于本实施例中,第五光学模块14-500的位置是相对于电子设备14-20固定的。
第七光学模块14-700包括一第四光学组件14-710和一第五驱动机构14-720。穿过第五光学模块14-500的第一光线14-L1将继续沿第四移动方向14-D4行进并被第七光学模块14-700的第四光学组件14-710接收。如图187和图189所示,第四光学组件14-710包括一第七镜片14-711和一第八镜片14-712,且第七镜片14-711设置于第六镜片14-512和第八镜片14-712之间。因此,进入第七光学模块14-700的第一光线14-L1会按序穿过第七镜片14-711和第八镜片14-712。于本实施例中,第六镜片14-512的尺寸小于第七镜片14-711的尺寸,且第七镜片14-711的尺寸小于第八镜片14-712的尺寸。
特别的是,为了使电子设备14-20的轻薄化,在电子设备14-20的厚度方向上,第一镜片14-211和第二镜片14-212的端部可被裁切而形成切割平面14-211A、14-212A,且第七镜片14-711和第八镜片14-712的端部可被裁切而形成切割平面14-711A、14-712A。由于裁切部分是位于前述镜片的端部,因此将不会影响光学装置14-11的整体光学性质。相对于前述镜片,第三镜片14-411、第四镜片14-412、第五镜片14-511和第六镜片14-512皆具有未被切割的圆形结构。另外,在本实施例中,第一镜片14-211的尺寸更大于第八镜片14-712的尺寸。
第四光学组件14-710可具有一第四光轴14-OP4,且此第四光轴14-OP4平行于第四移动方向14-D4。由于在本实施例中,第七光学模块14-700是用来变焦(zoom),因此第五驱动机构14-720可驱动第四光学组件14-710相对于电子设备14-20沿着第四光轴14-OP4移动,且第四光学组件14-710相对于电子设备14-20沿着第四光轴14-OP4运动的最大运动范围大于第二光学组件14-410相对于电子设备14-20沿着第二光轴14-OP2运动的最大运动范围。
第五驱动机构14-720例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第四光学组件14-710,另一者则可连接电子设备14-20,第四光学组件14-710可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。第七光学模块14-700的详细结构例如可参考图13至图24的光学元件驱动机构2-100、图25至图34的光学元件驱动机构3-100、图50至图77的光学元件驱动机构5-10、或图113至图145的光学元件驱动机构10-100,故于此不再赘述。于一些实施例中,第七光学模块14-700亦可使用压电式驱动机构,其详细结构例如可参考图167至图174的第一光学模块12-100。
第三光学模块14-300包括一第一光电转换器14-310和一第七驱动机构14-320。第一光线14-L1在穿过第七光学模块14-700后将入射至第一光电转换器14-310。第一光电转换器14-310会将第一光线14-L1转换成一第一影像信号,再将第一影像信号传送至电子设备14-20的处理单元(未附图),通过处理单元进行影像的后处理。
第一光电转换器14-310接收第一光线14-L1的表面为一接收表面14-311,且第一光电转换器14-310具有第五光轴14-OP5,平行于第四移动方向14-D4且垂直于前述接收表面14-311。第七驱动机构14-320可驱动第一光电转换器14-310相对于电子设备14-20绕第五光轴14-OP5转动,以达到晃动补偿的目的。于本实施例中,第七驱动机构14-320还可驱动第一光电转换器14-310相对于电子设备14-20绕一第七轴向14-AX7(于附图中为Y轴)和一第八轴向14-AX8(于附图中为Z轴)转动,第七轴向14-AX7和第八轴向14-AX8皆大致垂直于第五光轴14-OP5,且第七轴向14-AX7和第八轴向14-AX8彼此不平行。
第七驱动机构14-320例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一光电转换器14-310,另一者则可连接电子设备14-20,第一光电转换器14-310可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生旋转。
如图187所示,于本实施例中,第九光学模块14-900是设置于第六光学模块14-600和第八光学模块14-800之间。第九光学模块14-900包括一可变光圈14-910和一第八驱动机构14-920,其中可变光圈14-910是用来调整第一光线14-L1通过可变光圈14-910的通过量,而第八驱动机构14-920则是用来改变可变光圈14-910的大小。
可变光圈14-910具有一第六光轴14-OP6。由于本实施例中第九光学模块14-900是设置于第六光学模块14-600和第八光学模块14-800之间,因此前述第六光轴14-OP6将平行于第三移动方向14-D3,而不会平行于第一移动方向14-D1、第二移动方向14-D2、以及第四移动方向14-D4。
虽然本实施例中的第九光学模块14-900是设置于第六光学模块14-600和第八光学模块14-800之间,但第九光学模块14-900的位置可依使用需求改变。举例而言,第九光学模块14-900可设置于开口14-11A和第一光学模块14-100之间、第一光学模块14-100和第二光学模块14-200之间、第二光学模块14-200和第四光学模块14-400之间、第四光学模块14-400和第六光学模块14-600之间、第八光学模块14-800和第五光学模块14-500之间、或第五光学模块14-500和第七光学模块14-700之间。当第九光学模块14-900设置于第一光学模块14-100和第二光学模块14-200之间、第二光学模块14-200和第四光学模块14-400之间、第四光学模块14-400和第六光学模块14-600之间时,沿第一移动方向14-D1观察,第八光学模块14-800和第六光轴14-OP6将不会重叠。
请回到图185和图186,光学装置14-12可包括一镜片14-12B和一第二光电转换器14-12C。第二光线14-L2在通过光学装置14-12的开口14-12A后,可穿过镜片14-12B而抵达第二光电转换器14-12C。第二光电转换器14-12C可将第二光线14-L2转换为一第二影像信号,再将第二影像信号传送至电子设备14-20的处理单元,通过处理单元进行影像的后处理。
光学装置14-11的第一光电转换器14-310和光学装置14-12的第二光电转换器14-12C之间形成有不为零的间距,且沿着垂直第一移动方向14-D1的所有方向观察时,光学装置14-11和光学装置14-12彼此重叠。借此因此,可有效地使用电子设备14-20内的空间。
在前述实施例中,第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、以及第七光学模块14-700分别用来对焦、晃动补偿、以及变焦,但并不限定于此。于一些实施例中,第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、以及第七光学模块14-700中的一或多个可以用来对焦,第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、以及第七光学模块14-700中的一或多个可以用来晃动补偿,且第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、以及第七光学模块14-700中的一或多个可以用来变焦。于一些实施例中,第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、以及第七光学模块14-700的位置可依需求调整,例如可设置于开口14-11A和第一光学模块14-100之间、第一光学模块14-100和第六光学模块14-600之间、第六光学模块14-600和第八光学模块14-800之间、或第八光学模块14-800和第三光学模块14-300之间。应注意的是,无论第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、以及第七光学模块14-700放置的位置于何处,第二光学模块14-200、第四光学模块14-400、第五光学模块14-500和第七光学模块14-700应依顺序摆放于第一光线14-L1的光路上。
请参阅图190,于本发明另一实施例中,第九光学模块14-900设置于第二光学模块14-200和第七光学模块14-700之间,且第四光学模块14-400和第五光学模块14-500被省略。第一光电转换器14-310的第五光轴14-OP5平行于第四移动方向14-D4,且沿着第四移动方向14-D4观察时,第一光电转换器14-310和第三光路调整元件14-810重叠。由于第三光学模块14-300紧邻于第八光学模块14-800,因此从垂直第四移动方向14-D4的方向观察时,第三光学模块14-300的第七驱动机构14-320将与第三光路调整元件14-810重叠。
请参阅图191,于本发明另一实施例中,第九光学模块14-900设置于第二光学模块14-200和第七光学模块14-700之间,且第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、以及第八光学模块14-800被省略。第六光学模块14-600将第一光线14-L1朝向电子设备14-20的厚度方向反射,因此,第三移动方向14-D3将平行于第一移动方向14-D1,且第四驱动机构14-620和第二光路调整元件14-610的排列方向平行于第一移动方向14-D1。从第一移动方向14-D1观察时,第四驱动机构14-620和第二光路调整元件14-610重叠。
第一光电转换器14-310的第五光轴14-OP5平行于第三移动方向14-D3,且沿着第三移动方向14-D3观察时,第一光电转换器14-310和第二光路调整元件14-610重叠。由于第三光学模块14-300紧邻于第六光学模块14-600,因此从垂直第三移动方向14-D3的方向观察时,第三光学模块14-300的第七驱动机构14-320将与第二光路调整元件14-610重叠。
在此实施例中,因为第一光电转换器14-310是水平设置于电子设备14-20中,因此可减少电子设备14-20的厚度,有利于电子设备14-20的小型化。
请参阅图192和图193,于本发明另一实施例中,第七光学模块14-700’可包括多个第四光学组件14-710’。这些第四光学组件14-710’可分别具有不同的焦距,且可设置于一框体14-730’上。第七光学模块14-700’的第五驱动机构14-720’可驱动框体14-730’沿着垂直第四移动方向14-D4的方向移动,以使不同的第四光学组件14-710’位于第一光线14-L1的光路上。举例而言,第五驱动机构14-720’可包括线圈和磁铁,线圈和磁铁的一者可连接框体14-730’,另一者则可连接电子设备14-20,框体14-730’可通过线圈和磁铁之间的磁推力产生移动。
请参阅图194,于一些实施例中,光学装置14-11中的元件可通过固定框架及/或接着元件固定。如图所示,第一光学模块14-100可通过第一接着元件14-11C固定至固定框架14-11B上,第二光学模块14-200可通过第二接着元件14-11D固定至固定框架14-11B上,且第三光学模块14-300可通过第三接着元件14-11E固定至固定框架14-11B上。第一光学模块14-100、第二光学模块14-200和第三光学模块14-300彼此之间皆具有不为零的间距。
第一接着元件14-11C、第二接着元件14-11D、以及第三接着元件14-11E可为光固化或热固化胶体。在组装时,使用者可在第一接着元件14-11C和第二接着元件14-11D固化前,调整第一光学模块14-100和第二光学模块14-200至各自的预设位置,使第一光轴14-OP1在X轴方向上对齐第一轴向14-AX1。同样的,使用者亦可在第三接着元件14-11E固化前,调整第三光学模块14-300的位置至其预设位置。第四光学模块14-400、第五光学模块14-500、第六光学模块14-600、第七光学模块14-700、第八光学模块14-800和第九光学模块14-900亦可以相同方式设置于固定框架14-11B上,故于此不再赘述。待光学装置14-11中的元件的位置调整完毕后,即可通过光线或热能使接着元件固化。
于一些实施例中,固定框架14-11B可被省略。第一接着元件14-11C可直接接触第一光学模块14-100和第三光学模块14-300,且第二接着元件14-11D可直接接触第二光学模块14-200和第三光学模块14-300,借此来使光学装置14-11中的元件彼此固定。
综上所述,本发明提供一种光学系统,固定于一电子设备上且用以接收一第一光线。前述光学系统包括一第一光学模块、一第二光学模块、以及一第三光学模块。第三光学模块包括一第一光电转换器,用以将第一光线转换为一第一影像信号。在第一光线的光路上,第二光学模块位于第一光学模块第三光学模块之间。当第一光线经过第一光学模块时,第一光学模块将第一光线的行进方向由一第一移动方向变更为一第二移动方向,其中第一移动方向不平行于第二移动方向。本发明所公开各元件的特殊相对位置、大小关系不但可使光学系统达到特定方向的超薄化、整体的小型化。另外,经由搭配不同的光学模块可使系统更进一步提升光学品质(例如拍摄品质或是深度感测精度等),更进一步地利用各光学模块达到多重防震系统以大幅提升防手震的效果。
请参阅图195,本发明一实施例的光学系统15-10可装设于一电子设备15-20内,用以照相或摄影,其中前述电子设备15-20例如可为智能手机、平板电脑、或系数字数码相机。在照相或摄影时,光学系统15-10可接收光线并成像,前述成像可传送至设置于电子设备15-20中的处理器(未图示),通过前述处理器进行影像的后处理。
图196是表示前述光学系统15-10的示意图。如图195和图196所示,光学系统15-10主要包括一反射模块15-100、一第一光路调整模块15-200、一第二光路调整模块15-300、一光学模块15-400、一光电转换模块15-500、以及一光量控制模块15-600。以下将分别对前述各元件进行说明。
反射模块15-100例如可包括一反射元件15-110。当光线15-L由光学系统15-10的开口15-11进入光学系统15-10后,反射元件15-110可反射前述光线15-L,使光线15-L沿着一第一方向15-D1移动。于本实施例中,电子设备15-20具有一板状结构,光线15-L是沿着电子设备15-20的厚度方向(图中为Z轴方向)进入光学系统15-10中,且反射元件15-110可将光线15-L朝向电子设备15-20的长度或宽度方向反射。借此因此,可将低电子设备15-20的厚度,有利于电子设备15-20的轻薄化。
光线15-L被反射元件15-110反射后,将可沿着第一方向15-D1抵达第一光路调整模块15-200。第一光路调整模块15-200包括一第一光路调整元件15-210、一第一驱动机构15-220、以及一第一中空框体15-230,其中第一光路调整元件15-210和第一驱动机构15-220容置于第一中空框体15-230中。
第一光路调整元件15-210包括一第一本体15-211、一第一穿透部15-212、一第二穿透部15-213、一第一反射部15-214、以及一第二反射部15-215。第一本体15-211可由可透光的固体或液体构成(例如玻璃或亚克力),且其具有一第一侧15-2111、一第二侧15-2112、以及一第三侧15-2113,其中第一侧15-2111面朝反射模块15-100,第二侧15-2112相反于第一侧15-2111,且第三侧15-2113连接第一侧15-2111和第二侧15-2112。
第一穿透部15-212设置于第一本体15-211的第一侧15-2111上,其可具有一增透材料(第一增透材料),以提升光线15-L的穿透率。当被反射元件15-110反射的光线15-L抵达第一光路调整模块15-200后,所述光线15-L可由第一穿透部15-212进入第一本体15-211中。需特别说明的是,光线15-L是由第一穿透部15-212上的第一穿透表面15-212A进入第一本体15-211,且第一穿透表面15-212A不垂直且不平行于第一方向15-D1。因此,光线15-L进入第一本体15-211后,将会产生折射而朝向一第三方向15-D3行进,且第三方向15-D3和第一方向15-D1不平行。
第一反射部15-214设置于第一本体15-211的第二侧15-2112上,且其可具有一反射材料(例如金属镀膜),以提升对光线15-L的反射率。当光线15-L在第一本体15-211中沿着第三方向15-D3移动至第一本体15-211的第二侧15-2112时,光线15-L将会接触第一反射部15-214,并被第一反射部15-214反射而朝向一第四方向15-D4移动。由于第一反射部15-214上反射光线15-L的第一反射表面15-214A不垂直且不平行于第三方向15-D3,因此第四方向15-D4将不平行于第三方向15-D3。
第二反射部15-215位于第一本体15-211的第一侧15-2111上。被第一反射部15-214反射后的光线15-L将沿着第四方向15-D4再次朝向第一本体15-211的第一侧15-2111移动并抵达第二反射部15-215。在光线15-L接触第二反射部15-215后,其会被第二反射部15-215再次反射。
与第一反射部15-214不同的是,第二反射部15-215上并未设有反射材料,光线15-L在接触第二反射部15-215后,是通过全反射(Total Internal Reflection)的方式将光线15-L朝向一第五方向15-D5反射。由于第二反射部15-215上反射光线15-L的第二反射表面15-215A不垂直且不平行于第四方向15-D4,因此第五方向15-D5将不平行于第四方向15-D4。
第二穿透部15-213设置于第一本体15-211的第三侧15-2113上。被第二反射部15-215反射后的光线15-L将沿着第五方向15-D5朝向第一本体15-211的第三侧15-2113移动并抵达第二穿透部15-213。第二穿透部15-213亦具有一增透材料(第二增透材料)。因此,当光线15-L抵达第二穿透部15-213,将可穿过第二穿透部15-213而离开第一本体15-211。由于第二穿透部15-213的第二穿透表面15-213A不垂直且不平行于第五方向15-D5,光线15-L在穿过第二穿透部15-213后将会会折射而沿着一第二方向15-D2移动,第二方向15-D2亦不垂直且不平行于第二穿透表面15-213A。于本实施例中,第二方向15-D2不平行于第一方向15-D1。于一些实施例中,第二方向15-D2亦可被调整为与第一方向15-D1平行。
于本实施例中,第一穿透部15-212的增透材料(第一增透材料)可与第二穿透部15-213的增透材料(第二增透材料)相同,且相异于第一本体15-211本身的材质。第一反射部15-214的反射材料也与第一本体15-211的材质不同。于一些实施例中,第一穿透部15-212和第二穿透部15-213可使用不同的增透材料。
于一些实施例中,第一反射部15-214可以全反射的方式反射光线15-L(未设有反射材料),而第二反射部15-215处设有反射材料。于一些实施例中,第一反射部15-214和第二反射部15-215上皆设有反射材料。于一些实施例中,第一反射部15-214和第二反射部15-215皆是以全反射的方式反射光线15-L。
应注意的是,由于光线15-L在第一本体15-211中多次的折射和反射皆会使光线15-L收束或发散,因此第一光路调整模块15-200的焦距的绝对值将会大于零且小于无限大。
第一驱动机构15-220是配置来驱动第一本体15-211相对于电子设备15-20运动,以达到对焦(focus)、晃动补偿(Optical Image Stabilization,OIS)、及/或变焦(zoom)的目的。举例而言,第一驱动机构15-220可驱动第一本体15-211相对于电子设备15-20沿着第一方向15-D1移动、可驱动第一本体15-211相对于电子设备15-20沿着垂直第一方向15-D1的方向移动、及/或可驱动第一本体15-211相对于电子设备15-20绕第一方向15-D1旋转。
第一驱动机构15-220例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第一本体15-211,另一者则可连接第一中空框体15-230或电子设备15-20,通过线圈和磁铁之间的磁推力,第一本体15-211可相对于电子设备15-20产生移动及/或旋转。
请继续参阅图196,光线15-L沿着第二方向15-D2离开第一光路调整模块15-200后,将会抵达第二光路调整模块15-300。沿着第一方向15-D1观察时,第二光路调整模块15-300的尺寸会大于第一光路调整模块15-200的尺寸。换言之,沿着第一方向15-D1观察时,至少部分的第二光路调整模块15-300未与第一光路调整模块15-200重叠。
第二光路调整模块15-300包括一第二光路调整元件15-310、一第二驱动机构15-320、以及一第二中空框体15-330,其中第二光路调整元件15-310和第二驱动机构15-320容置于第二中空框体15-330中。
第二光路调整元件15-310包括一第二本体15-311、一第三穿透部15-312、一第四穿透部15-313、一第三反射部15-314、以及一第四反射部15-315。第二本体15-311可由可透光的固体或液体构成(例如玻璃或亚克力),且其具有一第四侧15-3111、一第五侧15-3112、以及一第六侧15-2113,其中第四侧15-3111面朝第一光路调整模块15-200,第五侧15-3112相反于第四侧15-3111,且第六侧15-3113连接第四侧15-3111和第五侧15-3112。
第三穿透部15-312设置于第二本体15-311的第四侧15-3111上,其可具有一第一增透层,以提升光线15-L的穿透率。当光线15-L离开第一光路调整模块15-200并进入第二光路调整模块15-300时,所述光线15-L可由第三穿透部15-312进入第二本体15-311中。需特别说明的是,光线15-L是由第三穿透部15-312上的第三穿透表面15-312A进入第二本体15-311,且第三穿透表面15-312A不垂直且不平行于第二方向15-D2。因此,光线15-L进入第二本体15-311后,将会产生折射而朝向一第七方向15-D7行进,且第七方向15-D7和第二方向15-D2不平行。
第三反射部15-314设置于第二本体15-311的第六侧15-3113上,且其可具有一第一反射层,以提升对光线15-L的反射率。当光线15-L在第二本体15-311中沿着第七方向15-D7移动至第二本体15-311的第六侧15-3113时,光线15-L将会接触第三反射部15-314,并被第三反射部15-314反射而朝向一第八方向15-D8移动。由于第三反射部15-314上反射光线15-L的第三反射表面15-314A不垂直且不平行于第七方向15-D7,因此第八方向15-D8将不平行于第七方向15-D7。
第四反射部15-315位于第二本体15-311的第四侧15-3111上。被第三反射部15-314反射后的光线15-L将沿着第八方向15-D8再次朝向第二本体15-311的第四侧15-3111移动并抵达第四反射部15-315。在光线15-L接触第四反射部15-315后,其会被第四反射部15-315再次反射。
类似于第三反射部15-314,第四反射部15-315具有一第二反射层以提升对光线15-L的反射率。当光线15-L接触第四反射部15-315后,光线15-L会被第四反射部15-315反射而朝向一第九方向15-D9移动。由于第四反射部15-315上反射光线15-L的第四反射表面15-315A不垂直且不平行于第八方向15-D8,因此第九方向15-D9将不平行于第八方向15-D8。
第四穿透部15-313设置于第二本体15-311的第五侧15-3112上。被第四反射部15-315反射后的光线15-L将沿着第九方向15-D9朝向第二本体15-311的第五侧15-3112移动并抵达第四穿透部15-313。第四穿透部15-313具有一第二增透层,以提升光线15-L的穿透率。因此,当光线抵达第四穿透部15-313,将可穿过第四穿透部15-313而离开第二本体15-311。由于第四穿透部15-313的第四穿透表面15-313A不垂直且不平行于第九方向15-D9,光线15-L在穿过第四穿透部15-313后将会会折射而沿着一第六方向15-D6移动,第六方向15-D6亦不垂直且不平行于第四穿透表面15-313A。于本实施例中,第六方向15-D6不平行于第一方向15-D1及第二方向15-D2。于一些实施例中,第六方向15-D6亦可被调整为与第一方向15-D1平行。
于本实施例中,第三穿透部15-312的第一增透层和第四穿透部15-313的第二增透层可具有相同材质,且相异于第二本体15-311的材质。第三反射部15-314的第一反射层和第四反射部15-315的第二反射层可具有相同材质,且相异于第二本体15-311的材质。于一些实施例中,第三穿透部15-312的第一增透层和第四穿透部15-313的第二增透层可具有相异材质,且第三反射部15-314的第一反射层和第四反射部15-315的第二反射层可具有相异材质。
由于光线15-L在第二本体15-311中多次的折射和反射皆会使光线15-L收束或发散,因此第二光路调整元件15-310的焦距的绝对值将会大于零且小于无限大。
第二驱动机构15-320是配置来驱动第二本体15-311相对于电子设备15-20运动,以达到对焦、晃动补偿、及/或变焦的目的。举例而言,第二驱动机构15-320可驱动第二本体15-311相对于电子设备15-20沿着第六方向15-D6移动、可驱动第二本体15-311相对于电子设备15-20沿着垂直第六方向15-D6的方向移动、及/或可驱动第二本体15-311相对于电子设备15-20绕第六方向15-D6旋转。
第二驱动机构15-320例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接第二本体15-311,另一者则可连接第二中空框体15-330或电子设备15-20,通过线圈和磁铁之间的磁推力,第二本体15-311可相对于电子设备15-20产生移动及/或旋转。
如图196所示,光线15-L沿着第六方向15-D6离开第二光路调整模块15-300后,将会抵达光学模块15-400。光学模块15-400是用来调整光学系统15-10的焦距,其包括至少一光学元件15-410、一第三驱动机构15-420、以及一第三中空框体15-430。光学元件15-410和第三驱动机构15-420容置于第三中空框体15-430中,光学元件15-410可为透镜,且第三驱动机构15-420可用以驱动光学元件15-410相对于电子设备15-20运动。
举例而言,第三驱动机构15-420可驱动光学元件15-410相对于电子设备15-20沿着光学元件15-410的光轴15-411及/或垂直光轴15-411的方向移动,其中所述光轴15-411平行于第一方向15-D1或第六方向15-D6,且不平行于第二方向15-D2。
第三驱动机构15-420例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接光学元件15-410,另一者则可连接第三中空框体15-430或电子设备15-20,通过线圈和磁铁之间的磁推力,光学元件15-410可相对于电子设备15-20产生移动。
光线15-L在穿过光学模块15-400后,将可抵达光电转换模块15-500。光电转换模块15-500包括一光电转换元件15-510、一第五驱动机构15-520、以及一第五中空框体15-530。光电转换元件15-510和第五驱动机构15-520容置于第五中空框体15-530中,光电转换元件15-510可将接收到的光线15-L转换为一电子信号,且第五驱动机构15-520可用以驱动光电转换元件15-510相对于电子设备15-20运动。
举例而言,第五驱动机构15-520可驱动光电转换元件15-510相对于电子设备15-20沿着光轴15-411及/或垂直光轴15-411的方向移动。第五驱动机构15-520例如可包括线圈和磁铁。线圈和磁铁的一者可连接光电转换元件15-510,另一者则可连接第五中空框体15-530或电子设备15-20,通过线圈和磁铁之间的磁推力,光电转换元件15-510可相对于电子设备15-20产生移动。
请继续参阅图196,于本实施例中,光量控制模块15-600是设置于反射模块15-100和第一光路调整模块15-200之间,用以控制光线15-L通过光量控制模块15-600后的总量。光量控制模块15-600包括一可变光圈15-610、一第四驱动机构15-620、以及一第四中空框体15-630。其中,可变光圈15-610和第四驱动机构15-620容置于第四中空框体15-630中,且第四驱动机构15-620是用来调整可变光圈15-610的大小。
于一些实施例中,光量控制模块15-600亦可设置于开口15-11和反射模块15-100之间、第一光路调整模块15-200和第二光路调整模块15-300之间、或第二光路调整模块15-300和光学模块15-400之间。
综上所述,本发明提供一种光学系统,包括一第一光路调整模块。第一光路调整模块包括一第一光路调整元件,用以将一光线的行进方向由一第一方向调整为一第二方向,且第一方向和第二方向不平行。前述第一光路调整元件的焦距的绝对值大于零且小于无限大。通过前述光学系统,可在有限的空间内使光路增加,进而增加了光学系统的焦距,有利于在小型化的电子设备内设置长焦段的望远镜头。
虽然本发明的实施例及其优点已公开如上,但应该了解的是,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内,当可作变动、替代与润饰。此外,本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤,任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤,只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此,本发明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,且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
虽然本发明以前述数个优选实施例公开如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内,当可做些许的变动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。此外,每个权利要求建构成一独立的实施例,且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。
Claims (14)
1.一种光学系统,固定地设置于一电子设备上,该光学系统包括:
一第一光学模块,用以调整一第一光线的行进方向由一第一移动方向变更为一第二移动方向,其中该第一移动方向和该第二移动方向不平行;
一第二光学模块,用以接收沿着该第二移动方向行进的该第一光线;以及
一第三光学模块,该第一光线按序经过该第一光学模块和该第二光学模块入射至该第三光学模块;
其中,该第三光学模块包括一第一光电转换器,用以将该第一光线转换为一第一影像信号;
该第一光学模块还包括一第一光路调整元件以及一第一驱动机构,该第一驱动机构用以驱动该第一光路调整元件相对于该电子设备运动;
该第一驱动机构用以驱动该第一光路调整元件相对于该电子设备绕一第一轴向转动;
该第一轴向和该第一移动方向不平行;
该第一轴向垂直于该第一移动方向;
该第一轴向和该第二移动方向不平行;
该第一轴向垂直于该第二移动方向;
该第一驱动机构用以驱动该第一光路调整元件相对于该电子设备绕一第二轴向转动;
该第二轴向和该第一轴向不平行;
该第二轴向和该第一移动方向不平行;
该第二轴向和该第二移动方向不平行;
该电子设备具有一板状结构,且该电子设备的厚度方向平行于该第一移动方向;
该第一驱动机构和该第一光路调整元件的排列方向平行于该第一移动方向;
沿着该第一移动方向观察时,该第一驱动机构和该第一光路调整元件重叠;
该第二光学模块包括一第一光学组件和一第二驱动机构,该第一光学组件具有一第一光轴,且该第二驱动机构用以驱动该第一光学组件相对于该电子设备运动;
该第二驱动机构用以驱动该第一光学组件沿着该第一光轴运动;
该第一光轴平行于该第二移动方向;
该第一光学组件包括一第一镜片;
该第一光学组件包括一第二镜片;
该第一光线按序经过该第一镜片和该第二镜片入射至该第三光学模块;
该第二驱动机构和该第一光学组件的排列方向不平行于该第一移动方向;
沿着该第一移动方向观察时,该第二驱动机构和该第一光学组件不重叠;
其中该光学系统还包括一第四光学模块,该第一光线经由该第四光学模块入射至该第三光学模块;
该第一光线按序经过该第一光学模块和该第四光学模块入射至该第三光学模块;
该第四光学模块包括一第二光学组件和一第三驱动机构,该第二光学组件具有一第二光轴,且该第三驱动机构用以驱动该第二光学组件相对于该电子设备运动;
该第三驱动机构用以驱动该第二光学组件相对于该电子设备沿着一第一平移方向运动,该第一平移方向和该第二光轴不平行;
该第三驱动机构用以驱动该第二光学组件相对于该电子设备沿着一第二平移方向运动,该第二平移方向和该第二光轴不平行;
该第一平移方向和该第二移动方向不平行;
该第二光学组件包括一第三镜片;
该第二光学组件包括一第四镜片;
该第一光线按序经过该第三镜片和该第四镜片入射至该第三光学模块;
该第三驱动机构和该第二光学组件的排列方向不平行于该第一移动方向;
沿着该第一移动方向观察时,该第三驱动机构和该第二光学组件不重叠。
2.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部;
一第一叶片,可相对该固定部运动;
一传导元件,可相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该传导元件相对该固定部运动,其中该传导元件受到该驱动组件驱动时,该传导元件带动该第一叶片相对该固定部运动;
一第二叶片,可相对该固定部运动;
一第三叶片,可相对该固定部运动;以及
一第四叶片,可相对该固定部运动;
其中该固定部包括:
一第一开口,用以让一光线通过,;
一第二开口,用以让该光线通过;
一第三开口,用以让该光线通过;
一第四开口,用以让该光线通过;以及
一第五开口,用以让该光线通过;
其中:
该第一开口、该第二开口、该第三开口、该第四开口、该第五开口的大小不同;
该第一开口较该第二开口靠近一光出射处;
该第二开口较该第三开口靠近该光出射处;
该第三开口较该第四开口靠近该光出射处;
该第四开口较该第五开口靠近该光出射处;
其中该光线的一主轴按序穿过该第一开口、该第二开口、该第三开口、该第四开口、该第五开口。
3.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以连接一光学元件;
一固定部,其中该活动部可相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一支撑组件,其中该活动部经由该支撑组件可以多个维度相对该固定部运动;
其中,该活动部还包括:
一光学元件承载座,用以连接该光学元件;
该光学元件用以接收经由一光路调整单元调整后的一入射光线;
一驱动组件承载座,用以连接至少部分该驱动组件;
该光学元件承载座可相对该驱动组件承载座运动;
该光学元件承载座可相对该固定部运动;
该驱动组件承载座可相对该固定部运动;
该驱动组件用以驱动该光学元件承载座相对该驱动组件承载座沿着一第一维度运动;该驱动组件用以驱动该驱动组件承载座相对该固定部沿着一第二维度运动;
该驱动组件用以驱动该驱动组件承载座相对该固定部沿着一第三维度运动;
该第一、第二维度不同;
该第二、第三维度不同;
该第一维度为平行一第一方向的运动;
该第二维度为平行一第二方向的运动;
该第三维度为平行一第三方向的运动;
该第一、第二以及第三方向互相不平行;
该第一、第二以及第三方向互相垂直;
该第二维度与该光学元件的一光轴平行;
其中,该光学元件承载座还包括一缺口,该缺口与该光轴的排列方向与该第三方向垂直;
该缺口与该光轴的排列方向与该第一方向平行;
该驱动组件承载座还包括一金属强化组件,用以强化该驱动组件承载座的机械强度,该金属强化件包括:
一主体,具有非金属材质;
一第一强化元件,具有金属材质且至少部分内埋在该主体;
该第一强化元件至少部分显露于该主体;
一第二强化元件,至少部分内埋在该主体;
该第二强化元件至少部分显露于该主体;
该第一、第二强化元件显露于该主体的部分是沿着该第三方向平行延伸;
一第三强化元件,具有导磁性金属材质且至少部分内埋在该主体;
该第三强化元件至少部分显露于该主体;
该第三强化元件用以强化该驱动组件的驱动能力。
4.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以连接一光学元件;
一固定部,其中该活动部可相对该固定部运动,并具有一开口,对应一入射光线;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一杂散光防止组件,用以防止由该入射光线反射时所产生的一杂散光进入该开口;
其中,该固定部包括:
一底座;以及
一外框,与该底座沿着一主轴排列;
该活动部还包括:
一光学元件承载座,用以连接该光学元件;
该光学元件用以接收经由一光路调整单元调整后的该入射光线;
一驱动组件承载座,用以连接至少部分该驱动组件;
该驱动组件用以驱动该光学元件承载座相对该驱动组件承载座在一第一维度运动;
该驱动组件用以驱动该驱动组件承载座相对该固定部在一第二维度运动;
该驱动组件用以驱动该驱动组件承载座相对该固定部在一第三维度运动;
该第一、第二维度不同;
该第二、第三维度不同;
在该第一维度上的运动是沿着平行于一第一方向的运动;
在该第二维度上的运动是沿着平行于一第二方向的运动;
在该第三维度上的运动是沿着平行于一第三方向的运动;
该第一、第二以及第三方向互相不平行;
该第一、第二以及第三方向互相垂直;
该第二维度与该光学元件的一光轴平行;
其中,该光路调整单元,用以调整该光线的入射方向以及出射方向;
该出射方向与该光轴平行;
该入射方向与该出射方向不平行;
该光路调整单元固定地连接该固定部;
于该第一方向上;该光路调整单元的最大尺寸大于该光学元件驱动机构的二分之一;
于该第一方向上;该光路调整单元的最大尺寸大于该光学元件驱动机构的三分之二。
5.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定组件;
一活动组件,可相对该固定组件运动;
一驱动组件,用以驱动该活动组件相对该固定组件运动;以及
一电路组件,电性连接该驱动组件;
其中该固定组件还包括:
一外框,具有一顶面以及由该顶面延伸的一侧壁;以及
一底座,与该外框沿着一主轴排列;
其中该顶面与该侧壁互相不平行;
其中当沿着该主轴观察时,该主轴穿过该固定组件的一中心;
其中当沿着该主轴观察时,该外框与该主轴的最大距离大于该底座与该主轴的最大距离;
其中当沿着垂直于该主轴的一第一方向观察时,该底座的至少一部分位于该电路组件与该外框之间;
其中当沿着垂直于该主轴以及该第一方向的一第二方向观察时,该底座的至少一部分位于该电路组件与该外框之间;
其中当沿着该主轴观察时,该底座的至少一部分与该电路组件重叠。
6.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部;
一活动部,用以承载包括一光轴的一光学元件,并可相对于该固定部运动;以及
一驱动组件,驱动该活动部相对于该固定部运动,其中该驱动组件的至少部分设置于该固定部,且该驱动组件包括:
一线圈单元,包括一第一线圈以及一第二线圈,且该第一线圈的绕线轴不平行于该第二线圈的绕线轴;以及
一驱动磁性单元,包括一第一驱动磁性元件;
其中该第一线圈对应于该第一驱动磁性元件的一上表面,而该第二线圈对应于该第一驱动磁性元件的一侧表面。
7.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部;
一活动部,可相对于该固定部运动,其中该活动部承载包括一光轴的一光学元件;以及
一驱动组件,驱动该活动部相对于该固定部运动;
其中该活动部包括一承载座,该承载座包括一第一制震元件设置部以及一第二制震元件设置部,以分别设置一第一制震元件以及一第二制震元件,且该第一制震元件设置部以及该第二制震元件设置部沿着不同方向延伸;
其中该活动部还包括一活动框架,该活动框架还包括一活动框架制震元件设置部,以设置一第三制震元件,且该第一制震元件设置部、该第二制震元件设置部以及该活动框架制震元件设置部互相沿着不同方向延伸。
8.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部;
一活动部,连接一光学元件,且可相对该固定部运动;
一第一驱动组件,驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一第一支撑组件;
其中该活动部经由该第一支撑组件可相对该固定部在一第一维度上于一第一极限范围内运动,
其中该光学元件将一光线的一光轴的一行进方向由一第一方向变更为一第二方向,
其中该第一方向及该第二方向不平行,
其中该第一维度为以一第一转轴为一轴心的一转动,
其中该第一支撑组件包括:
一第一中间元件,位于该固定部与该活动部之间;
一第二中间元件,位于该固定部与该活动部之间;
一第三中间元件,位于该固定部与该活动部之间;
一第四中间元件,位于该固定部与该活动部之间;
一第一支撑元件,直接接触该第一中间元件,并包括一第一基底;
一第一承载单元,对应该第一中间元件,并包括一第一开口;
一第一强化单元,设置于该第一基底,并包括一第二表面;
一第一容纳单元,设置于该第一基底,并包括一第三表面;
一第二支撑元件,直接接触该第一中间元件,并包括一第二基底;
一第二强化单元,设置于该第一基底,并包括一第五表面;以及
一第二容纳单元,设置于该第一基底,并包括一第六表面,
其中该第一中间元件具有金属材质,
其中该第一中间元件具有一球体结构,
其中该固定部或该活动部可相对该第一中间元件运动,
其中该第一转轴穿过该第一中间元件,
其中该第二中间元件具有金属材质,
其中该第二中间元件具有一球体结构,
其中该固定部或该活动部可相对该第二中间元件运动,
其中该第二中间元件可相对该第一中间元件运动,
其中该第二中间元件可相对该固定部移动,
其中该第二中间元件可相对该活动部移动,
其中该第二中间元件与该第一转轴的一最短距离与该第一中间元件与该第一转轴的一最短距离不同,
其中该第二中间元件与该第一转轴的该最短距离大于该第一中间元件与该第一转轴的该最短距离,
其中该固定部或该活动部可相对该第三中间元件运动,
其中该第三中间元件可相对该第一中间元件运动,
其中该第三中间元件与该第一转轴的一最短距离与该第一中间元件与该第一转轴的该最短距离不同,
其中该第三中间元件与该第一转轴的该最短距离大于该第一中间元件与该第一转轴的该最短距离,
其中该第三中间元件与该第一转轴的该最短距离大致等于该第二中间元件与该第一转轴的该最短距离,
其中该固定部或该活动部可相对该第四中间元件运动,
其中该第四中间元件可相对该第一中间元件运动,
其中该第四中间元件与该第一转轴的一最短距离与该第一中间元件与该第一转轴的该最短距离不同,
其中该第四中间元件与该第一转轴的该最短距离大于该第一中间元件与该第一转轴的该最短距离,
其中该第四中间元件与该第一转轴的该最短距离大致等于该第二中间元件与该第一转轴的该最短距离,
其中沿着该第一转轴方向观察时,该第一转轴穿过该第二中间元件、该第三中间元件及该第四中间元件所形成的一三角形,
其中一第一假想平面穿过该第二中间元件、该第三中间元件及该第四中间元件,
其中该第一假想平面穿过该第一中间元件,
其中在平行于该第一转轴的方向上,该第一中间元件的一中心与该第二中间元件的一中心具有不为零的一间距,
其中在平行于该第二转轴的方向上,该第四中间元件的一中心与该第三中间元件的一中心的一距离大约为零,
其中该第一支撑元件直接接触该第二中间元件,
其中该第一基底具有一第一表面,该第一表面与一第二假想平面重叠且平行,
其中该第一表面面朝该第一中间元件,
其中该第一基底具有塑胶材质,
其中该第一开口容纳至少部分的该第一中间元件,
其中该第一开口的一边缘具有一第一强化结构,该第一强化结构直接接触该第一中间元件,
其中该第一强化结构具有一弧形结构或与该第一表面不平行且不垂直的一斜面结构,
其中该第一承载单元凸出于该第一表面,
其中该第一中间元件固定地连接该第一承载单元,
其中该第二表面面朝该第二中间元件,
其中该第一强化单元的杨氏模数与该第一基底的杨氏模数不同,
其中该第一强化单元具有金属材质,
其中该第二表面与该第二假想平面平行,
其中该第二表面与该第二假想平面重叠,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第二表面不重叠,
其中沿着平行该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第二表面至少部分重叠,
其中该第二中间元件与该第二表面具有不为零的间距,
其中该第三表面面朝该第二中间元件,
其中该第一容纳单元的杨氏模数与该第一基底的杨氏模数不同,
其中该第一容纳单元具有金属材质,
其中该第一容纳单元具有一第二开口,以容纳至少部分该第二中间元件,
其中该第二开口并未容纳该第三中间元件及该第四中间元件,
其中该第二开口位于该第三表面,
其中该第二开口的一边缘具有一第二强化结构,该第二强化结构直接接触该第二中间元件,
其中该第二强化结构具有与有一弧形结构或与该第三表面不平行且不垂直的一斜面结构,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第三表面至少部分重叠,
其中沿着平行该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第三表面至少部分重叠,
其中该第二支撑元件直接接触该第二中间元件,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第一中间元件位于该第一支撑元件及该第二支撑元件之间,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件位于该第一支撑元件及该第二支撑元件之间,
其中该第二基底具有一第四表面与一第三假想平面重叠且平行,
其中该第四表面面朝的方向与该第一表面面朝的方向相同,
其中该第二基底还包括一第一容纳部,以容纳至少部分该第一中间元件,
其中该第一容纳部未直接接触该第一中间元件,
其中该第二基底还包括一第二容纳部,以容纳至少部分该第二中间元件,
其中该第二容纳部未直接接触该第二中间元件,
其中该第二基底具有塑胶材质,
其中该第五表面面朝该第二中间元件,
其中该第二强化单元的杨氏模数与该第二基底的杨氏模数不同,
其中该第二强化单元还包括一第二承载单元,以容纳至少部分该第一中间元件,
其中该第二承载单元容纳至少部分该第一中间元件,
其中该第二承载单元具有一凹陷结构,
其中该第一中间元件可相对该第二承载单元运动,
其中该第二承载单元位于该第五表面,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第一中间元件与该第五表面至少部分重叠,
其中沿着平行该第一转轴的方向观察时,该第一中间元件与该第五表面至少部分重叠,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第五表面不重叠,
其中沿着平行该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第五表面至少部分重叠,
其中该第二中间元件与该第五表面具有不为零的一间隙,
其中该第六表面面朝该第二中间元件,
其中该第二容纳单元设置于该第四表面,
其中该第二容纳单元的杨氏模数与该第一基底的杨氏模数不同,
其中该第二容纳单元具有金属材质,
其中该第二容纳单元具有一第三开口,以容纳至少部分该第二中间元件,
其中该第三开口容纳至少部分该第三中间元件,
其中该第三开口容纳至少部分该第四中间元件,
其中该第三开口位于该第六表面,
其中该第三开口的一边缘具有一第三强化结构,该第三强化结构直接接触该第二中间元件,
其中该第三强化结构具有一弧形结构或与该第六表面不平行且不垂直的一斜面结构,
其中沿着垂直该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第六表面至少部分重叠,
其中沿着平行该第一转轴的方向观察时,该第二中间元件与该第六表面至少部分重叠。
9.一种控制方法,该控制方法用以控制使用于一光学系统的一光学元件驱动机构,该光学元件驱动机构包括:
一活动部,用以连接一光学元件;
一固定部,该活动部可相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一控制组件,用以输出一控制信号以控制该驱动组件;
其中该控制方法包括一校正步骤,该校正步骤将一第一预设数据记录至该控制组件,该第一预设数据包括该活动部相对该固定部的运动与该控制信号的一关系;
该校正步骤还包括:
将该光学元件驱动机构设置于一校正设备上;
使用该光学元件以感测一光线,并输出一光学信息至一影像处理单元;以及
通过该影像处理单元处理该光学信息,以得到一对焦位置信息;
其中得到对焦位置信息的操作还包括:
通过该光学元件驱动机构将该光学元件移动至不同的多个位置;
在该等位置使用该光学元件拍摄一第一静物;
将该等位置与一清晰度的关系记录至该对焦位置信息;
通过该光学元件驱动机构将该光学元件移动至不同的多个位置;
在该等位置使用该光学元件拍摄一第二静物;以及
将该等位置与该清晰度的关系记录至该对焦位置信息;
其中该第一静物与该光学元件驱动机构的距离与该第二静物与该光学元件驱动机构的距离不同。
10.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部;
一活动部,可相对该固定部运动,且连接一光学元件;
一驱动组件,驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一支撑组件;
其中该活动部经由该支撑组件可相对该固定部于一运动范围中运动,
其中该活动部包括一活动部接触元件,该固定部包括一固定部接触元件,且该支撑组件包括一润滑元件以及一支点元件,
其中该支点元件直接接触该活动部接触元件,
其中该支点元件可相对于该固定部及该活动部中的至少一者而运动,
其中该支点元件位于该固定部与该活动部之间,且固定地连接该活动部,
其中该支点元件具有一弧形表面,
其中该活动部接触元件具有一板状结构及一金属材质,
其中该固定部接触元件具有一板状结构及一金属材质,
其中该支点元件直接接触该固定部接触元件,
其中该润滑元件直接接触该固定部,
其中该润滑元件直接接触该支点元件及该固定部接触元件,
其中该固定部还包括一突起结构,且该活动部还包括一凹陷结构,
其中该光学元件将一光线的一行进方向由一第一方向调整为一第二方向,且该第一方向不平行于该第二方向,
其中沿着该第二方向观察时,该活动部与该支点元件至少部分重叠,
其中该突起结构沿着该第二方向延伸,
其中该支点元件设置于该突起结构,且至少部分设置于该凹陷结构,
其中该凹陷结构的一凹陷结构表面沿着该第二方向凹陷,且与该第二方向垂直,
其中该凹陷结构表面面朝该固定部,
其中沿着该第一方向观察时,该支点元件的一中心与该凹陷结构重叠。
11.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以连接一光学元件,该光学元件具有一光轴;
一固定部,该活动部可相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一支撑组件,该活动部经由该支撑组件可相对该固定部运动;
其中:
该支撑组件包括一弹性元件,该活动部经由该弹性元件活动地连接该固定部,并且于一活动范围内相对该固定部移动;
该弹性元件具有板状结构;
该驱动组件包括一线圈以及一磁性元件;
其中该活动部包括:
一第一止动结构,用以限制该活动部相对该固定部于一可动范围内运动;以及
一第二止动结构,用以限制该活动部相对该固定部于该可动范围内运动,其中:
该第一止动结构沿着一第一方向延伸;
该第二止动结构沿着该第一方向延伸;
该第一止动结构具有一第一止动表面面对该固定部;
该第二止动结构具有一第二止动表面面对该固定部;
该第一止动表面与该第二止动表面互相平行;
该第一止动表面与该固定部的最短距离不同于该第二止动表面与该固定部的最短距离;
该活动部还包括:
一线圈设置表面,面朝该线圈;
一引线容纳结构,由该线圈设置表面凹陷,用以容纳该线圈的一引线;
一线圈支撑结构,由该线圈设置表面突出并对应该线圈;
一弹性元件限位结构,具有突出的结构,用以限制该弹性元件的运动范围;以及
一第一轻量化结构,位在该第二止动表面上,用以减轻该活动部的重量;
其中:
该第一止动表面与该固定部的最短距离大于该第二止动表面与该固定部的最短距离;
该第一轻量化结构具有凹陷的形状;
该线圈固定地设置于该第一止动结构上;
该第一止动表面与该固定部的最短距离小于该线圈与该固定部的最短距离;
该第一止动结构由该线圈设置表面突出;
在该第一方向上,该磁性元件与该第一止动表面至少部分重叠;
沿着该光轴方向观察时,该弹性元件至少部分与该弹性元件限位结构重叠;
当该活动部于该活动范围内,该弹性元件限位结构不与该固定部直接接触。
12.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部;
一第一活动部,可相对于该固定部运动,并用于连接一第一光学元件;
一第一驱动组件,用于驱动该第一活动部相对于该固定部运动;以及
一引导组件,用于引导该第一活动部在一第一维度的运动,其中该引导组件包括:
一第一引导元件,包括长条形结构且沿着一第一方向延伸,其中该第一引导元件包括金属材料,且该第一引导元件不包括导磁性材料;
一第一接触单元,直接接触该第一引导元件,其中该第一接触单元包括多个第一接触元件,固定地设置于该第一活动部或该固定部,且该等第一接触元件包括陶瓷材料或金属材料;以及
一第二接触单元,直接接触该第一引导元件,其中该第二接触单元包括多个第二接触元件,固定地设置于该第二活动部或该固定部,且该等第二接触元件包括陶瓷材料或金属材料;
其中该第一接触单元与该第二接触单元沿着该第一方向排列。
13.一光学系统,包括:
一第一光学模块,用以驱动一光学组件运动,且该第一光学模块包括:
一第一活动部,用以连接一第一光学元件;
一第一固定部,其中该第一活动部可相对该第一固定部运动;
一第一驱动组件,用以驱动该第一活动部相对该第一固定部运动;以及
一引导组件,用以引导该第一活动部在一第一维度上运动;
其中,沿着该第一光学元件的一第一光轴观察时,该第一固定部具有多边形结构,且包括沿着一第一方向延伸的一第一侧边以及沿着一第二方向延伸的一第二侧边;
该第一方向和第二方向互相不同;
该第一方向和第二方向皆与该第一光轴垂直;
该第一、第二侧边的长度不同;
该第一侧边的长度大于该第二侧边的长度;
沿着该第一光轴方向观察时,该第一驱动组件位于该第二侧边;
沿着该第一光轴方向观察时,该引导组件位于该第二侧边;
沿着该第一光轴方向观察时,该第一光学模块的一第一位置感测组件位于该第二侧边;
其中,该第一位置感测组件用以感测该第一活动部相对该第一固定部的运动;
该第一光学模块还包括:
一第二活动部,用以连接一第二光学元件;
一第二驱动组件,用以驱动该第二活动部相对该第一固定部运动;
一第二位置感测组件,用以感测该第二活动部相对该第一固定部的运动;
沿着该第一光轴方向观察时,该第二位置感测组件位于该第二侧边;
沿着该第一光轴方向观察时,该第一、第二位置感测组件至少部分重叠;
该引导组件用以引导该第二活动部在该第一维度上运动;
该第一光学模块还包括一第一施压组件,用以对该第一活动部产生一第一预压力;
该第一活动部经由该第一预压力稳定且可动地连接该引导组件;
该第一施压组件还包括:
一第一磁性元件,具有长条形结构;
一第二磁性元件,对应该第一磁性元件以产生该第一预压力;
该第一、第二磁性元件至少一者具有永磁性磁铁;
该第一、第二磁性元件分别设置于该第一活动部与该第一固定部;
该第一位置感测组件经由感测该第一磁性元件或该第二磁性元件以感测该第一活动部相对该第一固定部的运动;
沿着该第一、第二磁性元件的中心排列方向观察时,该第一位置感测组件与该第一磁性元件或该第二磁性元件至少部分重叠;
该第一预压力方向由该第一活动部朝向该第二侧边延伸;
该第一预压力的一第一延伸假想线未穿过该引导组件。
14.一种光学系统,包括:
一第一光路调整模块,具有一第一光路调整元件,其中该第一光路调整元件用以将一光线的行进方向由一第一方向调整为一第二方向,且该第一方向和该第二方向不平行;
其中,该第一光路调整元件的焦距的绝对值大于零且小于无限大;
其中该第一光路调整元件包括:
一第一本体,具有可透光材质,其中该第一本体为固体或液体;
一第一穿透部,位于该第一本体上,其中该光线由该第一穿透部进入该第一本体,该光线的行进方向经由该第一穿透部由该第一方向变更为一第三方向,且该第一方向和该第三方向不平行;
一第一反射部,位于该第一本体上,且用以反射该光线,其中该光线的行进方向经由该第一反射部由该第三方向变更为一第四方向,且该第三方向和该第四方向不平行;
一第二反射部,位于该第一本体上,且用以反射该光线,其中该光线的行进方向经由该第二反射部由该第四方向变更为一第五方向,且该第四方向和该第五方向不平行;
一第二穿透部,位于该第一本体上,其中该光线由该第二穿透部离开该第一本体,且该光线的行进方向经由该第二穿透部变更为该第二方向;
该第一反射部和该第二反射部通过不同方式反射该光线;
该第一反射部和该第二反射部的一者上设有一反射材料,以提升对于该光线的反射率,该第一反射部和该第二反射部的另一者上未设有反射材料;该反射材料相异于该第一本体的材质;
该第一穿透部上设有一第一增透材料,以提升该光线的穿透率;
该第二穿透部上设有一第二增透材料,以提升该光线的穿透率;
该第一增透材料相异于该第一本体的材质;
该第二增透材料相异于该第一本体的材质;
该第一穿透部具有一第一穿透表面,且该第一穿透表面不平行且不垂直于该第一方向;
该第二穿透部具有一第二穿透表面,且该第二穿透表面不平行且不垂直于该第二方向;
该第一反射部具有一第一反射表面,且该第一反射表面不平行且不垂直于该第三方向;
该第二反射部具有一第二反射表面,且该第二反射表面不平行且不垂直于该第四方向;
该第一本体具有一第一侧、一第二侧、以及一第三侧,该第一侧相反于该第二侧,且该第一侧经由该第三侧连接该第二侧;
该第一穿透部位于该第一侧;
该第二反射部位于该第一侧;
该第二穿透部位于该第三侧;
其中该光学系统设置于一电子设备中,且该第一光路调整模块还包括一第一驱动机构,用以驱动该第一本体相对于该电子设备运动;
该第一驱动机构用以驱动该第一本体相对于该电子设备沿着该第一方向运动;
该第一驱动机构用以驱动该第一本体相对于该电子设备沿着垂直该第一方向的方向运动;
该第一驱动机构用以驱动该第一本体相对于该电子设备转动;
该第一驱动机构用以驱动该第一本体相对于该电子设备绕该第一方向转动。
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