CN112799262A - 光学元件驱动机构 - Google Patents
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Abstract
一种光学元件驱动机构,包括固定部、活动部、驱动组件、以及电路组件。活动部连接光学元件,可相对固定部运动。驱动组件驱动活动部相对固定部运动。电路组件连接驱动组件。其中驱动组件经由电路组件电性连接至外部电路。
Description
技术领域
本公开涉及一种驱动机构,特别涉及一种光学元件驱动机构。
背景技术
现今的电子装置的设计不断地朝向微型化的趋势发展,使得用于像是摄像的光学模块的各种元件或其结构也必须不断地缩小,以实现微型化的目的。有鉴于此,如何能设计出一种微型化的驱动机构始成为一重要的课题。
发明内容
本发明的一实施例提供一种光学元件驱动机构,包括固定部、活动部、驱动组件、以及电路组件。活动部连接光学元件,可相对固定部运动。驱动组件驱动活动部相对固定部运动。电路组件连接驱动组件。其中驱动组件经由电路组件电性连接至外部电路。
在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括限定元件、位置感测组件、引导组件、以及导磁性元件。限定元件限定驱动组件相对固定部于活动范围内活动,设置于活动部或固定部。位置感测组件感测活动部相对固定部的运动。引导组件设置于活动部与固定部之间。导磁性元件设置于固定部。固定部具有多边形结构以及第一侧,包括外框以及底座,外框具有顶面以及由顶面的边缘平行于第一侧延伸的第一侧壁。底座与外框沿着主轴排列,具有容纳部以及第一侧壁,容纳部容纳限定元件的一部分,底座的第一侧壁较外框的第一侧壁更靠近主轴。驱动组件包括第一驱动元件,驱动活动部相对固定部在第一维度运动,具有形状记忆合金,为长条形结构,沿着第一方向延伸。沿着平行于主轴的方向观察时,第一驱动元件设置于第一侧。限定元件设置于活动部,活动部具有第一侧壁,平行于外框的第一侧壁,并且较外框的第一侧壁更接近主轴,限定元件较外框的第一侧壁更接近活动部的第一侧壁。沿着平行于主轴的方向观察时,限定元件与固定部的第一侧的中央部分重叠。限定元件具有金属材质。第一驱动元件具有绝缘材料,绝缘材料设置于第一驱动元件的形状记忆合金以及限定元件之间。第一驱动元件的绝缘材料固定地设置于第一驱动元件的形状记忆合金。
在一些实施例中,驱动组件还包括第二驱动元件、第三驱动元件、第四驱动元件。第二驱动元件具有形状记忆合金,沿着平行于主轴的方向观察时,第二驱动元件设置于第一侧。第三驱动元件具有形状记忆合金,沿着平行于主轴的方向观察时,第三驱动元件设置于第一侧。第四驱动元件具有形状记忆合金,沿着平行于主轴的方向观察时,第四驱动元件设置于第一侧。第一驱动元件、第二驱动元件、第三驱动元件、以及第四驱动元件彼此未接触。沿着平行于主轴的方向观察时,第一驱动元件与第二驱动元件之间具有大于零的间隙,第一驱动元件与第四驱动元件之间具有大于零的间隙,第二驱动元件与第三驱动元件之间具有大于零的间隙,第三驱动元件与第四驱动元件之间具有大于零的间隙。沿着垂直于第一侧以及主轴的方向观察时,第一驱动元件与第三驱动元件之间具有大于零的间隙,第二驱动元件与第四驱动元件之间具有大于零的间隙。第二驱动元件具有长条形结构,沿着第二方向延伸。第三驱动元件具有长条形结构,沿着第三方向延伸。第四驱动元件具有长条形结构,沿着第四方向延伸。沿着垂直于第一侧以及主轴的方向观察时:第一方向与第二方向不同,第一方向与第二方向不垂直也不平行,第一方向与第三方向平行,第一方向与第四方向不同,第一方向与第四方向不垂直也不平行,第二方向与第三方向不同,第二方向与第三方向不垂直也不平行,第二方向与第四方向平行,第一驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离不同于第二驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离。第一驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离小于第二驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离。第三驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离不同于第四驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离。第三驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离小于第四驱动元件与外框的第一侧壁的最短距离。限定元件包括第一限定单元以及第二限定单元,第一限定单元具有外弯曲部以及内弯曲部,外弯曲部朝向外框的第一侧壁弯曲,内弯曲部朝向活动部的第一侧壁弯曲。第二限定单元具有外弯曲部以及内弯曲部,外弯曲部朝向外框的第一侧壁弯曲,内弯曲部朝向活动部的第一侧壁弯曲。沿着平行于主轴的方向观察时,第一限定单元至少部分重叠于第二限定单元。沿着垂直于主轴以及第一侧的方向观察时,第一限定单元不重叠于第二限定单元。电路组件设置于固定部的第一侧,包括第一电路元件、第二电路元件、以及第三电路元件。第一电路元件具有外弯曲部以及内弯曲部,外弯曲部朝向外框的第一侧壁弯曲,内弯曲部朝向远离外框的第一侧壁弯曲。第二电路元件具有内弯曲部,内弯曲部远离外框的第一侧壁弯曲。第三电路元件具有外弯曲部,外弯曲部朝向外框的第一侧壁弯曲。沿着平行于主轴的方向观察时:第一电路元件与第二电路元件不重叠,第一电路元件与第三电路元件不重叠,第二电路元件与第三电路元件至少部分重叠。沿着平行于第一侧的方向观察时,第一电路元件、第二电路元件与第三电路元件至少部分重叠。第一驱动元件连接第二电路元件的外弯曲部与第一限定单元的外弯曲部。第二驱动元件连接第三电路元件的内弯曲部与第二限定单元的内弯曲部,第三驱动元件连接第一电路元件的外弯曲部与第二限定单元的外弯曲部,第四驱动元件连接第一电路元件的内弯曲部与第一限定单元的内弯曲部。
在一些实施例中,驱动组件还包括第二驱动元件,具有形状记忆合金,沿着平行于主轴的方向观察时,第二驱动元件设置于第一侧。限定元件包括第一限定单元以及第二限定单元,分别具有开口。沿着平行于主轴的方向观察时,第一限定单元至少部分重叠于第二限定单元,并且第一限定单元较第二限定单元更接近外框的第一侧壁。沿着垂直于主轴的方向观察时,第一限定单元不重叠于第二限定单元。电路组件设置于固定部的第一侧,包括第一电路元件、第二电路元件、第三电路元件、以及第四电路元件,第一电路元件与第四电路元件以限定元件为中心分别对称地设置于固定部,第二电路元件与第三电路元件以限定元件为中心分别对称地设置于固定部。沿着平行于主轴的方向观察时,第一电路元件与第二电路元件至少部分重叠,并且第三电路元件与第四电路元件至少部分重叠。其中沿着平行第一侧的方向观察时:第一电路元件、第二电路元件、第三电路元件以及第四电路元件至少部分重叠,第一电路元件与外框的第一侧壁的距离较第二电路元件与外框的第一侧壁的距离大,第四电路元件与外框的第一侧壁的距离较第三电路元件与外框的第一侧壁的距离大,第一电路元件与外框的第一侧壁的距离与第四电路元件与外框的第一侧壁的距离相同,第二电路元件与外框的第一侧壁的距离与第三电路元件与外框的第一侧壁的距离相同。第一驱动元件通过第一限定单元的开口,一端连接至第三电路元件,另一端连接至第二电路元件。第二驱动元件通过第二限定单元的开口,一端连接至第一电路元件,另一端连接至第四电路元件。
在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括金属组件,具有金属材质且对应第一驱动元件,金属组件包括活动部固定端、第一固定部固定端、第二固定部固定端、第一弹性部、第二弹性部、以及外部连接部。活动部固定端固定地连接活动部。第一固定部固定端固定地连接固定部。第二固定部固定端固定地连接固定部。第一弹性部具有弹性材质,活动部固定端经由第一弹性部活动地连接第一固定部固定端。第二弹性部具有弹性材质,活动部固定端经由第一弹性部活动地连接第二固定部固定端。外部连接部固定地连接第一固定部固定端,外部连接部电性连接外部电路。限定元件设置于活动部固定端,第一驱动元件固定于限定元件并连接到电路组件。第一驱动元件经由限定元件电性连接外部连接部。沿着平行于主轴的方向观察时,金属组件设置于第一侧。金属组件具有板状结构,金属组件在与主轴平行的方向上的弹性系数小于金属组件在与第一侧平行的方向上的弹性系数。第一固定部固定端设置于固定部的第一侧壁。活动部固定端设置于活动部的第一侧壁,第二固定部固定端设置于固定部的第一侧壁。固定部的第一侧壁与活动部的第一侧壁互相平行。固定部的第一侧壁与活动部的第一侧壁之间具有大于零的间距。沿着平行于主轴的方向观察时,第一弹性部与第二弹性部至少部分重叠。沿着平行于第一侧的方向观察时:第一弹性部与第一固定部固定端的交界与第二弹性部与第二固定部固定端的交界不重叠,第一弹性部与活动部固定端的交界与第二弹性部与活动部固定端的交界不重叠。沿着垂直主轴以及第一侧的方向观察时:固定部具有矩形结构,第一弹性部与第一固定部固定端的交界与第二弹性部与第二固定部固定端的交界设置于固定部的不同角落,第一弹性部与第一固定部固定端的交界与第二弹性部与第二固定部固定端的交界设置于固定部的相对角落。电路组件设置于第一侧,包括第一电路元件以及第二电路元件,第一电路元件以及第二电路元件对称地设置于底座的第一侧壁,并且分别具有电性连接部以电性连接第一驱动元件。其中沿着平行第一侧的方向观察时,第一电路元件的电性连接部与第二电路元件的电性连接部不重叠。其中沿着垂直主轴以及第一侧的方向观察时,第一电路元件的电性连接部、第二电路元件的电性连接部、第一弹性部与第一固定部固定端的交界、以及第二弹性部与第二固定部固定端的交界分别设置于固定部的不同角落。
在一些实施例中,位置感测组件设置于第一侧,包括第一参考元件、第二参考元件、位置感测元件。第一参考元件包括第一磁铁。第二参考元件包括第二磁铁。位置感测元件对应第一参考元件以感测活动部相对固定部的运动。导磁性元件具有导磁性材质,并且对应第一参考元件,第二参考元件未对应位置感测元件,第一参考元件与第二参考元件之间具有大于零的间距。导磁性元件对应第二参考元件。沿着平行于主轴的方向观察时:位置感测元件设置于第一参考元件以及导磁性元件之间,电路组件至少部分设置于位置感测元件与导磁性元件之间,导磁性元件设置于第一侧,外框的第一侧壁与导磁性元件至少部分重叠。外框具有不导磁材质,外框具有金属材质。外框的导磁系数等于导磁性元件的导磁系数。第一参考元件以及第二参考元件沿着平行于第一侧的方向排列。沿着垂直于主轴以及第一侧的方向观察时,第一参考元件与第二参考元件以主轴为中心对称地设置,导磁性元件与第一参考元件配置以对活动部产生一作用力,使活动部朝向固定部的第一侧靠近。导磁性元件与第二参考元件配置以对活动部产生另一作用力。作用力的一方向与主轴不平行。作用力的方向与主轴垂直。沿着平行于第一侧的方向观察时,限定元件与第一参考元件或位置感测元件至少部分重叠。
在一些实施例中,外框更具有一内顶面以及两个限制结构,固定部以及活动部分别具有两个引导结构,限制结构由内顶面朝向底座延伸,引导结构沿着平行于主轴的方向延伸。引导组件设置于固定部的第一侧,包括第一中介元件以及第二中介元件,第一中介元件设置于内顶面与底座之间,并且第一中介元件设置于固定部的引导结构与活动部的引导结构之间。第一中介元件以及第二中介元件相对固定部以及活动部可运动。第一中介元件相对固定部的引导结构以及活动部的引导结构可运动。沿着垂直于主轴以及第一侧的方向观察时,第一中介元件与第二中介元件以主轴为中心对称地设置。
附图说明
本公开可通过之后的详细说明并配合图示而得到清楚的了解。要强调的是,按照业界的标准做法,各种特征并没有按比例绘制,并且仅用于说明的目的。事实上,为了能够清楚的说明,因此各种特征的尺寸可能会任意地放大或者缩小。
图1是表示本发明一实施例的光学系统的分解示意图。
图2是表示图1中的光学系统组合后的示意图。
图3是表示光学系统的部分组件的示意图。
图4是表示光学系统的部分组件的示意图。
图5是表示光量控制组件的示意图。
图6是表示光量控制组件转动后的的示意图。
图7是表示光学系统的部分组件的示意图。
图8是表示图1中的第三驱动机构的示意图。
图9是表示图8中的第三驱动机构的分解示意图。
图10是表示本发明一实施例的光学系统的分解示意图。
图11是表示图10中的光学系统组合后的示意图(省略外壳)。
图12是表示光学系统的部分组件的示意图。
图13是表示光学系统的部分组件的示意图。
图14是表示光学系统的俯视图(省略外壳)。
图15是表示光学系统的局部剖面示意图。
图16是表示基座驱动机构的示意图。
图17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18是光学元件驱动机构的分解图。
图19是光学元件驱动机构的剖面图。
图20A是光学元件驱动机构的侧视图。
图20B是光学元件驱动机构的仰视图。
图21A是光学元件驱动机构省略外框的示意图。
图21B是图21A的上视图。
图21C是图21A的侧视图。
图21D是图21C的放大图。
图21E是图21A的元件进一步省略承载座的示意图。
图21F是光学元件驱动机构中的第一位置感测元件、第二位置感测元件、第三位置感测元件、第四位置感测元件的示意图。
图22A是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图22B是图22A的放大图。
图22C是驱动元件的示意图。
图22D是驱动元件相对于基底单元推动框架时的示意图。
图22E是驱动元件相对于框架推动承载座的示意图。
图22F是本发明另一些实施例中的驱动元件配置方式的示意图。
图23A至图23N是本发明一些实施例中驱动元件在光学元件驱动机构中各种配置方式的示意图。
图24A是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图24B是光学元件驱动机构沿图24A的线段3-B-3-B示出的剖面图。
图24C是驱动元件运行时的示意图。
图25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26是光学元件驱动机构的分解图。
图27是光学元件驱动机构的剖面图。
图28A是光学元件驱动机构的侧视图。
图28B是光学元件驱动机构的仰视图。
图29A是光学元件驱动机构省略外框的示意图。
图29B是图29A的上视图。
图29C是图29A的侧视图。
图29D是图29C的放大图。
图29E是图29A的元件进一步省略承载座的示意图。
图29F是光学元件驱动机构中的第一位置感测元件、第二位置感测元件、第三位置感测元件、第四位置感测元件的示意图。
图30A是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图30B是图30A的放大图。
图30C是驱动元件的示意图。
图30D是驱动元件相对于基底单元推动框架时的示意图。
图30E是驱动元件相对于框架推动承载座的示意图。
图30F是本发明另一些实施例中的驱动元件配置方式的示意图。
图31A至图31N是本发明一些实施例中驱动元件在光学元件驱动机构中各种配置方式的示意图。
图32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33是光学元件驱动机构的分解图。
图34是光学元件驱动机构的剖面图。
图35A是光学元件驱动机构的侧视图。
图35B是光学元件驱动机构的仰视图。
图36A是光学元件驱动机构省略外框的示意图。
图36B是图36A的上视图。
图36C是图36A的侧视图。
图36D是图36C的放大图。
图36E是图36A的元件进一步省略承载座的示意图。
图36F是光学元件驱动机构中的第一位置感测元件、第二位置感测元件、第三位置感测元件、第四位置感测元件的示意图。
图37A是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图37B是图37A的放大图。
图37C是驱动元件的示意图。
图37D是驱动元件相对于基底单元推动框架时的示意图。
图37E是驱动元件相对于框架推动承载座的示意图。
图37F是本发明另一些实施例中的驱动元件配置方式的示意图。
图38A至图38N是本发明一些实施例中驱动元件在光学元件驱动机构中各种配置方式的示意图。
图39A是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图39B是光学元件驱动机构沿图39A的线段5-B-5-B示出的剖面图。
图39C是驱动元件运行时的示意图。
图40A以及图40B是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图40C、图40D、以及图40E是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图41是表示本发明一实施例的电子装置的示意图。
图42是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图43是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图44是表示图42中沿6-A-6-A方向的剖视图,其中活动部位于第一位置。
图45是表示图42中沿6-B-6-B方向的剖视图,其中活动部位于第一位置。
图46是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的剖视图,其中活动部位于第二位置。
图47是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的剖视图,其中活动部位于第二位置。
图48是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的剖视图,其中活动部位于第三位置。
图49是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的剖视图,其中活动部位于第三位置。
图50是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的仰视图。
图51是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的俯视图。
图52是表示本发明一些实施例中的光学元件驱动机构的示意图。
图53是表示本发明一些实施例中的光学元件驱动机构的示意图。
图54是表示本发明另一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图55是表示本发明另一实施例的光学元件驱动机构的剖视图。
图56是表示本发明另一实施例中的第一驱动元件的示意图。
图57是表示本发明一实施例的电子装置的示意图。
图58是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图59是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的剖视图。
图60是表示本发明一实施例中,光学元件驱动机构去除外框后的示意图。
图61是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的局部剖视图。
图62是表示本发明一实施例中的光学元件驱动机构的局部剖视图。
图63为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块的分解图。
图64为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块的上视图,其中为呈现目的,顶板被省略而未示出。
图65为根据本公开的一些实施例,示出第一驱动组件的立体图。
图66为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块沿着图64中的8-A-8-A’线段切开的剖面图。
图67为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块沿着图64中的8-B-8-B’线段切开的剖面图。
图68是表示本发明一实施例的电子装置的示意图。
图69是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图70是表示本发明一实施例的光学元件驱动机构的剖视图。
图71是表示本发明一实施例中,光学元件驱动机构去除外框后的示意图。
图72是表示本发明一实施例中,光学元件驱动机构去除外框后于另一视角的示意图。
图73是表示本发明另一实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图74是表示本发明另一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图75为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的立体图。
图76为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图77为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的侧视图。
图78为沿着图75的10-A-10-A’切线的光学元件驱动机构的剖面图。
图79为沿着图75的10-B-10-B’切线的光学元件驱动机构的剖面图。
图80为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的示意图。
图81为沿着图75的10-C-10-C’切线的光学元件驱动机构的剖面图。
图82为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构的立体图。
图83为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的示意图。
图84为沿着图82的10-A-10-A’切线的光学元件驱动机构的剖面图。
图85为沿着图82的10-B-10-B’切线的光学元件驱动机构的剖面图。
图86为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构的立体图。
图87为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的示意图。
图88为沿着图86的10-A-10-A’切线的光学元件驱动机构的剖面图。
图89为沿着图86的10-B-10-B’切线的光学元件驱动机构的剖面图
图90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91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示意图。
图92是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的立体图,其中一外框以虚线表示。
图93是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的分解图。
图94是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的局部示意图。
图95是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的局部示意图。
图96是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的局部示意图。
图97是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的局部示意图。
图98是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的局部示意图。
图99是表示根据本公开一实施例的光学元件驱动机构的局部示意图。
符号说明
1-100:光学系统
1-100S1、1-100S2:侧边
1-10:第一底座
1-10G:第一开口
1-101:第一底座本体
1-1011:凸柱
1-1012:凸环
1-102:支承片
1-102T:孔洞
1-102TT:引导孔
1-11:光量控制组件
1-111:盖片
1-112:叶片
1-112T:孔洞
1-112TT:引导孔
1-12:连动结构
1-12P:凸柱
1-120:引导本体
1-122:第二引导元件
1-122R:凹槽
1-14:第一活动部
1-140:活动部的本体
1-141:第一引导元件
1-20:第二底座
1-25:第二活动部
1-301:第三底座
1-3011:固定凸部
1-302:导电层
1-303:绝缘层
1-304:弹性连接件
1-3041:活动凸部
1-3042:延伸凸部
1-40:框架
1-50:外壳
1-CN:连接元件
1-MC1、1-MC2:驱动组件
1-M1、1-M2:磁性元件
1-O;光轴
1-DS1:第一驱动机构
1-DS2:第二驱动机构
1-DS3:第三驱动机构
1-D1、1-D1’:方向
1-EC:电路
1-EX:极限范围
1-F:电路板组件
1-LS:光学元件
1-L1:长度
1-PM:导磁组件
1-R2、1-R2’:转动方向
1-S1;第一弹性元件
1-S1:第一弹性元件
1-S2:第二弹性元件
1-WS:第三驱动组件
1-XM1:极限位置
2-100:光学系统
2-10:第一底座
2-10G:第一开口
2-108:第一抵接面
2-109:第一斜面
2-15:第一活动部
2-158:第二抵接面
2-159:第二斜面
2-301:第二底座
2-3011:固定凸部
2-304:第四弹性元件
2-3041:活动凸部
2-50:基座
2-50G:开口
2-50P:凸环
2-521:连动件
2-522:叶片
2-523:垫片
2-524:盖片
2-525:保护环
2-80:框架
2-90:外壳
2-91:外壳的内表面
2-B:引导件
2-C1、2-C2:线圈
2-DS1:光学元件驱动机构
2-DS3:底座驱动机构
2-DS5:光量控制机构
2-EE1:第一电路组件
2-EE11:凸出部
2-EE2:第二电路组件
2-EE21、2-EE22:第二电路组件的显露部分
2-F:电路板
2-LS:光学元件
2-MC1、2-MC2:驱动组件
2-M1、2-M2:磁性元件
2-O:光轴
2-Q:主轴
2-QD1、2-QD2、2-QD3、2-QD4:象限
2-R1、2-R1’:转动方向
2-S:弹性组件
2-SN1、2-SN2:控制单元
2-S1、2-S2、2-S3:弹性元件
2-S11:第一弹性元件的连接部
2-WS:第三驱动组件
3-10:外框
3-10A:顶面
3-10B:侧壁
3-11:第一定位结构
3-12:第二定位结构
3-20:底座
3-22、3-23、3-24:开口
3-25、3-26:凸出部
3-30:承载座
3-32:延伸部
3-40:框架
3-52、3-54、3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1、3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1、3-52A2、3-52B2、3-52C2、3-52D2、3-52E2、3-52F2、3-52G2、3-52H2、3-52A3、3-52B3、3-52C3、3-52D3、3-52E3、3-52F3、3-52G3、3-52H3、3-52A4、3-52B4、3-52C4、3-52D4、3-52E4、3-52F4、3-52G4、3-52H4、3-52A5、3-52B5、3-52C5、3-52D5、3-52A6、3-52B6、3-52C6、3-52D6、3-52A7、3-52C7、3-52E7、3-52G7、3-55:驱动元件
3-521、3-541:驱动单元
3-5211、3-5212:端部
3-522、3-542:弹性单元
3-523、3-543:连接单元
3-524、3-544:缓冲单元
3-525、3-545:接触单元
3-526、3-546:接触部
3-527、3-547、3-528、3-548:制震单元
3-60:基底单元
3-61A:第三定位结构
3-61B:第四定位结构
3-621、3-623:止动部
3-624:凹部
3-70:第一弹性元件
3-72:第二弹性元件
3-74:第三弹性元件
3-80:电路
3-82:第一位置感测元件
3-84:第二位置感测元件
3-86:第三位置感测元件
3-88:第四位置感测元件
3-89:第五位置感测元件
3-100、3-100A、3-100B、3-100C、3-100D、3-100E、3-100F、3-100G、3-101:光学元件驱动机构
3-B-3-B:线段
3-C:控制单元
3-D:驱动组件
3-E1:第一侧边
3-E2:第二侧边
3-E3:第三侧边
3-E4:第四侧边
3-F:固定部
3-M:活动部
3-O:主轴
3-S1:第一位置感测组件
3-S2:第二位置感测组件
4-10:外框
4-10A:顶面
4-10B:侧壁
4-11:第一定位结构
4-12:第二定位结构
4-20:底座
4-22、4-23、4-24:开口
4-30:承载座
4-32:延伸部
4-40:框架
4-52、4-54、4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1、4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1、4-52A2、4-52B2、4-52C2、4-52D2、4-52E2、4-52F2、4-52G2、4-52H2、4-52A3、4-52B3、4-52C3、4-52D3、4-52E3、4-52F3、4-52G3、4-52H3、4-52A4、4-52B4、4-52C4、4-52D4、4-52E4、4-52F4、4-52G4、4-52H4、4-52A5、4-52B5、4-52C5、4-52D5、4-52A6、4-52B6、4-52C6、4-52D6、4-52A7、4-52C7、4-52E7、4-52G7:驱动元件
4-521、4-541:驱动单元
4-5211、4-5212:端部
4-522、4-542:弹性单元
4-523、4-543:连接单元
4-524、4-544:缓冲单元
4-525、4-545:接触单元
4-526、4-546:接触部
4-527、4-547、4-528、4-548:制震单元
4-60:基底单元
4-61A:第三定位结构
4-61B:第四定位结构
4-621、4-623:止动部
4-624:凹部
4-70:第一弹性元件
4-72:第二弹性元件
4-74:第三弹性元件
4-80:电路
4-82:第一位置感测元件
4-84:第二位置感测元件
4-86:第三位置感测元件
4-88:第四位置感测元件
4-89:第五位置感测元件
4-100、4-100A、4-100B、4-100C、4-100D、4-100E、4-100F、4-100G:
光学元件驱动机构
4-C:控制单元
4-D:驱动组件
4-E1:第一侧边
4-E2:第二侧边
4-E3:第三侧边
4-E4:第四侧边
4-F:固定部
4-M:活动部
4-O:主轴
4-S1:第一位置感测组件
4-S2:第二位置感测组件
5-10:外框
5-10A:顶面
5-10B:侧壁
5-11:第一定位结构
5-12:第二定位结构
5-20:底座
5-13、5-22、5-23、5-24:开口
5-25、5-26:凸出部
5-30:承载座
5-32:延伸部
5-40:框架
5-52、5-54、5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1、5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1、5-52A2、5-52B2、5-52C2、5-52D2、5-52E2、5-52F2、5-52G2、5-52H2、5-52A3、5-52B3、5-52C3、5-52D3、5-52E3、5-52F3、5-52G3、5-52H3、5-52A4、5-52B4、5-52C4、5-52D4、5-52E4、5-52F4、5-52G4、5-52H4、5-52A5、5-52B5、5-52C5、5-52D5、5-52A6、5-52B6、5-52C6、5-52D6、5-52A7、5-52C7、5-52E7、5-52G7、5-55:驱动元件
5-521、5-541:驱动单元
5-5211、5-5212:端部
5-522、5-542:弹性单元
5-523、5-543:连接单元
5-524、5-544:缓冲单元
5-525、5-545:接触单元
5-526、5-546:接触部
5-527、5-547、5-528、5-548:制震单元
5-60:基底单元
5-61A:第三定位结构
5-61B:第四定位结构
5-621、5-623:止动部
5-624:凹部
5-70:第一弹性元件
5-72:第二弹性元件
5-74:第三弹性元件
5-80:电路
5-80A:第一电路元件
5-80B:第二电路元件
5-80C:第三电路元件
5-80D:第四电路元件
5-80D1:第三连接面
5-80D2:第四连接面
5-80E:第五电路元件
5-80E1:第五连接面
5-80E2:第六连接面
5-82:第一位置感测元件
5-84:第二位置感测元件
5-86:第三位置感测元件
5-88:第四位置感测元件
5-89:第五位置感测元件
5-100、5-100A、5-100B、5-100C、5-100D、5-100E、5-100F、5-100G、5-101、5-102、5-103:光学元件驱动机构
5-B-5-B:线段
5-C:控制单元
5-C1、5-C2:电路组件
5-D:驱动组件
5-E1:第一侧边
5-E2:第二侧边
5-E3:第三侧边
5-E4:第四侧边
5-F:固定部
5-M:活动部
5-O:主轴
5-S1:第一位置感测组件
5-S2:第二位置感测组件
6-10、6-10’:光学元件驱动机构
6-20:电子装置
6-30:光学元件
6-100:固定部
6-101:第一侧边
6-102:第二侧边
6-103:第三侧边
6-110:外框
6-111:顶壁
6-112:侧壁
6-112A:内表面
6-112B:外表面
6-120:底座
6-121:引导组件
6-122:第一突出部
6-123:第二突出部
6-200:活动部
6-210:穿孔
6-300:支撑组件
6-310:第一弹性元件
6-311:内圈段
6-312:外圈段
6-313:弦线段
6-320:第二弹性元件
6-321:内圈段
6-322:外圈段
6-323:弦线段
6-400:驱动组件
6-410:第一驱动元件
6-411:第一弹性单元
6-412:第一接触单元
6-413:第一驱动单元
6-414:第一制震单元
6-420:第二驱动元件
6-421:第二弹性单元
6-422:第二接触单元
6-423:第二驱动单元
6-424:第二制震单元
6-430:第三驱动元件
6-431:第三弹性单元
6-432:第三接触单元
6-433:第三驱动单元
6-440:第四驱动元件
6-441:第四弹性单元
6-442:第四接触单元
6-443:第四驱动单元
6-500:控制组件
6-510:控制元件
6-511:第一控制单元
6-512:第二控制单元
6-520:位置感测元件
6-521:第一位置感测单元
6-522:第二位置感测单元
6-700:第二电路
6-710:对外接点
6-800:外壳
6-810:顶盖
6-820:侧盖
6-821:开口
6-830:间隔元件
6-AX1:主轴
6-F1:第一驱动力
6-F2:第二驱动力
6-R:参考元件
6-R1:第一参考元件
6-R2:第二参考元件
6-T:接触部
7-10:光学元件驱动机构
7-20:电子装置
7-30:光学元件
7-100:固定部
7-101:第一侧边
7-102:第二侧边
7-103:第三侧边
7-104:第四侧边
7-110:外框
7-111:顶壁
7-112:侧壁
7-120:底座
7-130:固定元件
7-131:导槽
7-200:活动部
7-210:第一凸出部
7-220:第二凸出部
7-230:第三凸出部
7-240:凸起
7-300:电路组件
7-310:第一电路单元
7-311:弹性变形部
7-311A:第一电性连接表面
7-312:弹性变形部
7-312A:第二电性连接表面
7-320:第二电路单元
7-321:弹性变形部
7-321A:第三电性连接表面
7-322:弹性变形部
7-322A:第四电性连接表面
7-323:上段部
7-324:下段部
7-330:第三电路单元
7-340:第四电路单元
7-350:第五电路单元
7-401:第一驱动元件
7-402:第二驱动元件
7-410:第一驱动单元
7-411:第一活动部连接点
7-412:第一固定部连接点
7-420:第二驱动单元
7-421:第二活动部连接点
7-422:第二固定部连接点
7-430:第三驱动单元
7-431:第三活动部连接点
7-432:第三固定部连接点
7-440:第四驱动单元
7-441:第四活动部连接点
7-442:第四固定部连接点
7-500:位置感测组件
7-510:位置感测元件
7-600:止动组件
7-610:第一止动元件
7-620:第二止动元件
7-630:第三止动元件
7-AX1:主轴
7-C1:第一角落
7-C2:第二角落
7-C3:第三角落
7-C4:第四角落
7-P1:第一虚拟平面
7-P2:第二虚拟平面
7-P3:第三虚拟平面
7-P4:第四虚拟平面
7-R:参考元件
8-10:触觉反馈模块
8-100:固定部
8-110:顶板
8-120:底板
8-121:凹槽
8-130:侧壁
8-200:活动部
8-210:配重块
8-220:承载座
8-221:回避部
8-300:驱动机构
8-310:第一驱动组件
8-311:第一驱动元件
8-312:第一接触元件
8-312A:第一基底
8-312B:第一固定元件
8-313:第一引导元件
8-313A:第二基底
8-313B:第二固定元件
8-313C:第一转轴
8-314:第二引导元件
8-314C:第二转轴
8-400:支撑组件
8-410:第一弹性元件
8-410A:第一固定点
8-410B:第二固定点
8-415:第一缓冲元件
8-420:第二弹性元件
8-420A:第三固定点
8-420B:第四固定点
8-425:第二缓冲元件
8-500:位置感测组件
8-510:参考物
8-520:位置感测元件
8-600:电路组件
8-610:第一电路
8-615:第一连接点
8-616:第二连接点
8-620:第二电路
8-630:底座
8-640:第一对外连接部
8-650:第二对外连接部
8-D1:第一方向
8-D2:第二方向
8-D3:第三方向
8-D4:第四方向
8-M:主轴方向
8-R:容纳部
8-S:凹陷结构
8-A-8-A’、8-B-8-B’:剖面线
9-10:光学元件驱动机构
9-20:电子装置
9-30:光学元件
9-100:固定部
9-101:第一侧边
9-102:第二侧边
9-103:第三侧边
9-104:第四侧边
9-110:外框
9-111:顶壁
9-112:侧壁
9-113:限制结构
9-120:底座
9-121:防撞部
9-130:固定元件
9-131:凹槽
9-200:活动部
9-201:穿孔
9-300:电路组件
9-310:第一电路单元
9-311:弹性变形部
9-312:弹性变形部
9-313:上段部
9-314:下段部
9-320:第二电路单元
9-321:弹性变形部
9-322:弹性变形部
9-323:上段部
9-324:下段部
9-330:第三电路单元
9-340:第四电路单元
9-341:接点
9-350:第五电路单元
9-400:驱动组件
9-401:第一驱动元件
9-402:第二驱动元件
9-410:第一驱动单元
9-411:第一活动部连接点
9-412:第一固定部连接点
9-420:第二驱动单元
9-421:第二活动部连接点
9-422:第二固定部连接点
9-430:第三驱动单元
9-431:第三活动部连接店
9-432:第三固定部连接点
9-440:第四驱动单元
9-441:第四活动部连接点
9-442:第四固定部连接点
9-500:位置感测组件
9-510:位置感测元件
9-520:导磁性元件
9-600:止动组件
9-610:第一止动元件
9-620:第二止动元件
9-710:第一导引组件
9-711:第一导引结构
9-712:第二导引结构
9-713:中间元件
9-720:第二导引组件
9-721:第一导引结构
9-722:第二导引结构
9-723:中间元件
9-AX1:主轴
9-C2:第二角落
9-C3:第三角落
9-C4:第四角落
9-R:参考元件
10-1、10-1A、10-1B:光学元件驱动机构
10-100、10-100A、10-100B:固定部
10-110、10-110A、10-110B:外框
10-111、10-111A:顶面
10-112、10-112A:内顶面
10-113:限制结构
10-114:侧壁
10-114a、10-110aA、10-110aB:第一侧壁
10-120、10-120A、10-120B:底座
10-121:容纳部
10-122、10-122A、10-122B:第一侧壁
10-123:引导结构
10-130:框架
10-131:第一框边
10-200、10-200A、10-200B:活动部
10-201、10-201A、10-201B:第一侧壁
10-202:凸出部
10-203:引导结构
10-300、10-300A、10-300B:驱动组件
10-310、10-310A、10-310B:第一驱动元件
10-320、10-320A:第二驱动元件
10-330:第三驱动元件
10-340:第四驱动元件
10-400、10-400A、10-400B:限定元件
10-401:外弯曲部
10-401A:开口
10-402:内弯曲部
10-410、10-410A:第一限定单元
10-411A:凸出部
10-420、10-420A:第二限定单元
10-500、10-500A、10-500B:电路组件
10-501:外弯曲部
10-501B:电性连接部
10-502:内弯曲部
10-510、10-510A、10-510B:第一电路元件
10-520、10-520A、10-520B:第二电路元件
10-530、10-530A:第三电路元件
10-540:电路板
10-540A:第四电路元件
10-550:电路构件
10-600:位置感测组件
10-610:第一参考元件
10-620:第二参考元件
10-630:位置感测元件
10-700:导磁性元件
10-800:引导组件
10-810:第一中介元件
10-820:第二中介元件
10-900B:金属组件
10-910B:活动部固定端
10-920B:第一固定部固定端
10-930B:第二固定部固定端
10-940B:第一弹性部
10-950B:第二弹性部
10-960B:外部连接部
10-D1:第一方向
10-D2:第二方向
10-D3:第三方向
10-D4:第四方向
10-H1:外框开孔
10-H2:底座开孔
10-H3:贯穿孔
10-M1:第一维度
10-M2:第二维度
10-M3:第三维度
10-M4:第四维度
10-O:主轴
10-S1:第一侧
11-1:电子装置
11-10:固定部
11-11:外框
11-12:底座
11-13:连结结构
11-20:活动部
11-21:光学元件承载座
11-30:驱动组件
11-31:驱动线圈
11-32:驱动磁性元件
11-40:接着元件
11-100:光学元件驱动机构
11-110:光学元件
11-111:外框顶面
11-112:外框侧壁
11-131:凸出部
11-131':最大宽度
11-132:容纳部
11-1311:凸出部底面
11-1312:凸出部斜面
11-1313:凸出部侧面
11-1314:凸出部顶面
11-1315:凸出部倒钩
11-1316:凸出部底部
11-1316':最大宽度
11-1317:凸出部顶部
11-1317':最大宽度
11-1318:凸出部折弯部
11-1321:容纳部开口
11-1321a:容纳部开口底面
11-1321b:容纳部开口顶面
11-1321c:容纳部开口侧面
11-1322:容纳部延伸件
11-DA:排列方向
11-DE:延伸方向
11-DI:插入方向
11-L:光线
11-O:光轴
11-S1:最小距离
11-S2:最小距离
11-S3:最小距离
具体实施方式
为了让本公开的目的、特征、及优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图示做详细说明。其中,实施例中的各元件的配置为说明的用,并非用以限制本公开。且实施例中附图标号的部分重复,为了简化说明,并非意指不同实施例之间的关联性。以下实施例中所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附加附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本公开。
此外,实施例中可能使用相对性的用语,例如“较低”或“底部”及“较高”或“顶部”,以描述图示的一个元件对于另一元件的相对关系。能理解的是,如果将图示的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。
在此,“约”、“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20%之内,优选是10%之内,且优选是5%之内。在此给定的数量为大约的数量,意即在没有特定说明的情况下,仍可隐含“约”、“大约”的含义。
为了方便说明,在以下内容以及附图中,可能使用第一方向(Y轴)、第二方向(Z轴)、第三方向(X轴)来描述方向或方位。第一方向、第二方向、第三方向各自不同且互相不平行。在一些实施例中,第一方向、第二方向、第三方向垂直或大致上互相垂直。
请参阅图1、图2,图1是表示本发明一实施例的光学系统1-100的分解示意图,而图2则为光学系统1-100组合后的示意图。光学系统1-100可设置于一电子装置(例如相机、平板电脑或手机)内部,作为摄像单元所具有的机构,以提供拍摄、录影功能。举例而言,当来自外界的光线1-LT从入射端沿光轴1-O进入光学系统1-100后,光线1-LT得以穿过其中的光学元件1-LS(例如镜头元件或包含多个镜头元件的镜头组件),并至感光元件(未示出,例如为图像感测器(image sensor),可设置于第三驱动机构DS1)以获取影像。其中,通过光学系统1-100,光学元件1-LS与感光元件可相对活动,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)。沿着光轴1-O方向观察时,光学系统1-100具有多边形结构。以下将说明前述光学系统1-100的详细结构。
参阅图1、图3,其中图3为光学系统1-100组合后并省略外壳1-50、框架1-40、盖片1-111的示意图。光学系统1-100包括一第一驱动机构1-DS1、一第二驱动机构1-DS2和一第三驱动机构1-DS3。第一驱动机构1-DS1可为光圈驱动机构,设置于第二驱动机构1-DS2上,第二驱动机构1-DS2可为光学元件1-LS的驱动机构,设置于第三驱动机构1-DS3上。于一些实施例中,第一驱动机构1-DS1可为执行驱动叶片的驱动机构;第二驱动机构1-DS2可为驱动光学元件1-LS的驱动机构;第三驱动机构1-DS3则可为承载感光元件的驱动机构。
参阅图1、图3、图4,第一驱动机构1-DS1包含一第一底座1-10、一光量控制组件1-11、一连动结构1-12、一第一驱动组件1-MC1与一第一活动部1-14,其中第一驱动组件1-MC1用以驱动第一活动部1-14、连动结构1-12和光量控制组件1-11以相对于第一底座1-10运动。于一些实施例中,第一驱动组件1-MC1驱动第一活动部1-14相对第一底座1-10在一第一维度(如Y轴,沿方向1-D1或反方向1-D1’)运动。于一些实施例中,第一底座1-10可经由第一弹性元件1-S1活动地连接到框架1-40或第二底座1-20。
第一底座1-10包含第一底座本体1-101与一支承片1-102,支承片1-102具有多个孔洞1-102T,套设在第一底座本体1-101的凸柱1-1011上,以设置在第一底座本体1-101上。光量控制组件1-11设置于第一底座1-10上,并包含一盖片1-111与多个叶片1-112,盖片1-111可用于保护叶片1-112。于一些实施例中,盖片1-111属于外壳1-50的一部分。
光量控制组件1-11是设置在支承片1-102,光量控制组件1-11的多个孔洞1-112T也被第一底座本体1-101的凸柱1-1011穿过,以作定位。连动结构1-12具有大致环形形状,套设在第一底座本体1-101的凸环1-1012上,并可相对于第一底座1-10活动。从光轴1-O的方向观察,连动结构1-12位于凸环1-1012与凸柱1-1011之间。连动结构1-12的引导本体1-120具有多个凸柱1-12P,穿过支承片1-102的引导孔1-102TT与光量控制组件1-11的引导孔1-112TT,当连动结构1-12活动时,通过凸柱1-12P可推动光量控制组件1-11(如图5和图6),可让光量控制组件1-11改变遮蔽第一底座1-10的第一开口1-10G的范围,以达进光量的控制。
继续参阅图1和图3,第一驱动组件1-MC1可为一电磁驱动组件(ElectromagneticDriving Assembly),包含第一线圈1-C1和第一磁性元件1-M1。第一线圈1-C1设置在电路板组件1-F上,电路板组件1-F可固定地设置在框架1-40上;第一磁性元件1-M1则设置在第一活动部1-14。第一活动部1-14则连接前述连动结构1-12。于一些实施例中,电路板组件1-F可属于第二基座1-20的一部分,固定在第二基座1-20的本体。
当对第一驱动组件1-MC1施加一驱动信号,使第一磁性元件1-M1与第一线圈1-C1之间产生磁力,让第一磁性元件1-M1可相对于第一线圈1-C1移动,进而可带动第一活动部1-14相对于第一底座1-10移动。如第一活动部1-14在第一维度上运动。而第一活动部1-14再带动连动结构1-12于第二维度(如Z轴)上运动,如在第二维度上转动或绕Z轴、光轴1-O转动,或者说绕一转轴转动,此转轴平行于光轴1-O,如转动方向1-R1、1-R1’,而转动的连动结构1-12会带动光量控制组件1-11活动,进而使光量控制组件1-11遮蔽第一底座1-10的第一开口1-10G。
如图5和图6所示,通过第一磁性元件1-M1带动第一活动部1-14,沿着固定杆1-RD相对于第一线圈1-C1在第一维度(Y轴)上移动,使得第一活动部1-14推动连动结构1-12,连动结构1-12再带动光量控制组件1-11以改变重叠于第一底座1-10的第一开口1-10G的范围。
如此一来,连动结构1-12是用以将第一驱动组件1-MC1所产生的一驱动力传导至光量控制组件1-11。如图6所示,在沿着光轴1-O的方向观察时,当光量控制组件1-12运动至一极限位置1-XM1,光量控制组件1-12与第一开口1-10G能够至少部分重叠。
值得注意的是,关于第一活动部1-14与连动结构1-12的连接,是通过第一活动部1-14的第一引导元件1-141连接连动结构1-12的第二导引元件1-122。第一引导元件1-141在第三方向(X轴)朝连动结构1-12凸出,第二引导元件1-122朝第一活动部1-14凸出,并具有一凹槽1-122R(或开口结构),对应并可用以容纳第一引导元件1-141。第一驱动组件1-MC1提供第一活动部1-14在第一维度上提供驱动力,第一引导元件1-141推挤第二引导元件1-122,以将驱动力的行进方式由第一维度转换为第二维度。第二导引元件1-122连接引导本体1-120,引导本体1-120通过其凸柱1-12P连接光量控制组件1-11。
于一些实施例中,第一引导元件1-141的杨式模数(或硬度)大于连接第一引导元件1-141的第一活动部1-14的本体1-140。第一引导元件1-141具有金属材质。第一引导元件1-141固定地设置于第一活动部1-141的本体1-140。于一些实施例中,第二引导元件1-122的杨式模数(或硬度)大于引导本体1-120。第二引导元件1-122具有金属材质。第二引导元件1-122固定地设置于引导本体1-120。
参阅图7,于另一些实施例中,一连接元件1-CN设置于第一引导元件1-141与第二引导元件1-122之间。第一引导元件1-141经由连接元件1-CN可更顺畅地活动地连接第二引导元件1-122。连接元件1-CN具有弹性,且连接元件1-CN的杨式模数(或硬度)小于第一、第二引导元件1-141、1-122。
于一些实施例中,第一驱动组件1-MC1可包含导磁组件(permeability assembly)1-PM,位于第一磁性元件1-M1外侧,或位于框架1-40与第一磁性元件1-M1之间。导磁组件1-PM可增强磁力(第一磁性元件1-M1与第一线圈1-C1之间)往一既定方向集中,以增强驱动组件1-MC1驱使第一活动部1-14移动的磁推力,并且,可降低磁干扰的作用,也可保护第一磁性元件1-M1与第一线圈1-C1,并增强整体机械强度。
于一些实施例中,在第一线圈1-C1的中空结构内可设有一位置感测件1-SN,举例而言,可为磁阻感应器(Magnetoresistive Sensor,MRS)或是光学感测器(OpticalSensor)。位置感测件1-SN用以感测第一磁性元件1-M1和第一线圈1-C1,借此感测第一活动部1-14与第二基座1-20的相对位置关系,以利一控制单元(未图示,控制第一驱动组件1-MC1)调整调整两者之间的相对位置。于一些实施例中,前述位置感测件1-SN是属于驱动组件1-MC1的一元件。于一些实施例中,位置感测件1-SN可包含控制单元,除可感测第一磁性元件1-M1和第一线圈1-C1,亦可控制第一线圈C1,例如施加驱动信号。
参阅图1、图3,第二驱动机构1-DS2包含第二底座1-20、第二活动部1-25与第二驱动组件1-MC2,其中第二活动部1-25配置以承载光学元件1-LS,第二驱动组件1-MC2可用以驱动第二活动部1-25相对于第二底座1-20移动,如此可达光学影像防手震、自动对焦及/或改变焦距的技术效果。
第二活动部1-25设置于第二底座1-20上,并经由第二弹性元件1-S2活动的连接第二底座1-20。第二活动部1-25与前述第一驱动机构1-DS1中的第一底座1-10相互固定,且第一底座1-10经由第一弹性元件1-S1活动地连接框架1-40或第二底座1-20。于一些实施例中,第一底座1-10与第二活动部1-25是一体成形。
前述第二驱动组件1-MC2亦可为一电磁驱动组件(Electromagnetic DrivingAssembly),包含第二线圈1-C2和第二磁性元件1-M2。第二线圈1-C2可固定地设置在第二活动部1-25;第二磁性元件1-M2则可固定地设置在电路板组件1-F或框架1-40或第二底座1-20。
类似地,当对驱动组件1-MC2施加一驱动信号,使第二磁性元件1-M2与第二线圈1-C2之间产生磁力,可让第二线圈1-C2相对于第二磁性元件1-M2移动,进而可带动第二活动部1-25相对于第二底座1-20移动。参阅图3,于一些实施例中,第二驱动组件1-MC2用以驱动第二活动部1-25沿着光轴1-O方向于一极限范围1-EX1内运动,其中第一活动部1-14的第一引导元件1-141的凸出长度1-L1(Z轴上)是大于极限范围1-EX。
继续参阅图1、图3,沿着垂直光轴1-O的方向观察时,第一驱动组件1-MC1至少部分重叠第二活动部1-25。沿着垂直光轴1-O的方向观察时第二驱动组件1-MC2至少部分重叠第二活动部1-25。沿着光轴1-O方向观察时,光学系统1-100包括一第一侧边1-100S1以及一第二侧边1-100S2,第一、第二侧边1-100S1、1-100S2互相不平行。第一驱动组件1-MC1与第二驱动组件1-MC2分别位于第一侧边1-100S1以及第二侧边1-100S2。第一活动部1-14与第二驱动组件1-MC2分别位于第一侧边1-100S1以及第二侧边1-100S2。
于一些实施例中,电路板组件1-F具有L字形结构,电路板组件1-F具有在第一侧边1-100S1和第二侧边1-100S2的延伸段部。电路板组件1-F可电性连接第一、第二驱动组件1-MC1、1-MC2。于一些实施例中,电路板组件1-F还包含电路1-EC,其可电性连接第二弹性元件1-S2,如此第一、第二驱动组件1-MC1、1-MC2可通过电路1-EC和第二弹性元件1-S2连接外部电源。
当通过第一驱动组件1-MC1驱动第一活动部1-14时,第一活动部1-14会相对于第一底座1-10和第二底座1-20运动。当通过第二驱动组件1-MC2驱动第二活动部1-25时,第二活动部1-25和第一底座1-10会相对于第二底座1-20运动。
参阅图8和图9,其是显示前述第三驱动机构1-DS3的示意图。第三驱动机构1-DS3设置于第二驱动机构1-DS2的第二底座1-20下方,其可承载感光元件(第二光学元件,未图示),并可驱动上方的第二驱动机构1-DS2、光学元件1-LS(第一光学元件)与第一驱动机构1-DS1运动。
第三驱动机构1-DS3包含一第三底座1-301、一弹性连接件1-304与一第三驱动组件1-WS。第三底座1-301用以连接或承载感光元件。弹性连接件设置于第三底座301上,并连接第三底座301与第二底座20,且在光轴1-O方向上,第二底座1-20、弹性连接件1-304与第三底座1-304按序排列。
第三驱动组件1-WS包含多个偏压元件,本实施例中为四个。第三驱动组件1-WS连第三底座1-301与弹性连接件1-304。详细而言,每一偏压元件的一端连接第三底座1-301的固定凸部1-3011,另一端连接弹性连接件1-304的活动凸部1-3041。于本实施例中,第三驱动组件1-WS是在垂直于光轴1-O方向上连接第三底座1-301与弹性连接件1-304。于一些实施例中,位在1-100S1的第三驱动组件1-WS的偏压元件,是与第一活动部1-14在光轴1-O方向上重叠。
第三驱动组件1-WS的偏压元件,例如为具有形状记忆合金(Shape MemoryAlloys,SMA)材质的线材,并可通过一外部电源(未图示)对其施加驱动信号(例如电流)而改变其长度。举例来说,当施加驱动信号而使第三驱动组件1-WS升温时,第三驱动组件1-WS可产生形变而伸长或缩短;当停止施加驱动信号时,第三驱动组件1-WS则可恢复到原本长度。换言之,通过施加适当的驱动信号,可控制第三驱动组件1-WS的长度以使弹性连接件1-304活动,进而带动上方的第二驱动机构1-DS2(包含被承载的光学元件1-LS)相对第三基座1-301移动,以达对焦、防手震或晃动补偿的功能。
于一些实施例中,第三驱动机构1-DS3还包含一导电层1-302与一绝缘层1-303。导电层1-302与绝缘层1-303设置在第三基座1-301和弹性连接件1-304之间,导电层1-302位于第三基座1-301与绝缘层1-303之间。导电层1-302可电性连接第三驱动组件1-WS,可供第三驱动组件1-WS连接至外部电路,而绝缘层1-303可遮蔽至少部分的导电层1-302,以保护导电层1-302与可避免发生短路情形。
于一些实施例中,弹性连接件1-304还包含延伸凸部1-3042,邻近活动凸部1-3041,其可用以引导前述第二弹性元件1-S2与电路1-EC,让第二弹性元件1-S2与电路1-EC可设置于延伸凸部1-3042上,借此方便与外部电路或电源连接。
综上所述,本发明的实施例提供一种光学系统,包括一第一驱动机构。第一驱动机构包括:一第一底座,具有一第一开口,用以让一光线沿一光轴通过;一光量控制组件,设置于第一底座上;以及一第一驱动组件,用以驱动光量控制元件相对第一底座运动。其中第一驱动机构还包括一连动结构,用以将第一驱动组件所产生的一驱动力传导至光量控制组件。沿着光轴的方向观察时,当光量控制组件运动至一极限位置,光量控制组件与第一开口至少部分重叠。
本发明实施例至少具有以下其中一个优点或技术效果,通过在光学系统的侧边设置第一活动部,并连接一连动机构,第一活动部的在第一维度上运动可带动连动机构在第二维度上的运动,借此改变光量控制组件遮蔽第一开口的区域,如此配置有助于小型化、增进光学品质。此外,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特定方向的超薄化和整体机构的小型化,亦可经由搭配不同的光学模块,而进一步提升光学品质,例如拍摄品质或是深度感测精度。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10、图11,图10是表示本发明一实施例的光学系统2-100的分解示意图,而图11则为光学系统2-100组合后的示意图(省略外壳2-90)。光学系统2-100可设置于一电子装置(例如相机、平板电脑或手机)内部,作为摄像单元所具有的机构,以提供拍摄、录影功能。举例而言,当来自外界的光线2-LT从入射端沿其光轴2-O进入光学系统2-100后,光线2-LT得以穿过其中的光学元件2-LS(例如镜头元件或包含多个镜头元件的镜头组件,并至感光元件(未示出,例如为图像感测器(image sensor),可设置于第三驱动机构DS1)以获取影像。其中,通过光学系统2-100,光学元件2-LS与感光元件可相对活动,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)。沿着光轴2-O方向观察时,光学系统2-100具有多边形结构。以下将说明前述光学系统2-100的详细结构。
继续参阅图10,光学系统2-100包括一光学元件驱动机构2-DS1、一底座驱动机构2-DS3和一光量控制机构2-DS5。第一驱动机构2-DS1可为光学元件2-LS的承载与驱动机构,设置于底座驱动机构2-DS3上,而底座驱动机构2-DS3可为感光元件(未图示,例如图像感测器)的承载与驱动机构。光量控制机构2-DS5则可为驱动光圈叶片的驱动机构,其是设置于光学元件驱动机构2-DS1上。
参阅图10、图12,前述光学元件驱动机构2-DS1包含:一第一底座2-10、一第一活动部2-15与一第一驱动组件2-MC1、一框架2-80与一外壳2-90。第一活动部2-15用以连接一光学元件2-LS,并设置在第一底座2-10上,并通过一弹性组件2-S的第二弹性元件2-S2、第三弹性元件2-S3活动地连接第一底座2-10。第一驱动组件2-MC1用以驱动第一活动部2-15相对于第一底座2-10移动,使得光学元件2-LS能够活动,以达光学影像防手震、自动对焦及/或改变焦距的技术效果。
于本实施例中,第二、第三弹性元件2-S2、2-S3具有板状结构,分别位在第一活动部2-15的上下两侧,第一活动部2-15经由第二、第三弹性元件2-S2、2-S3可活动的连接第一底座2-10。参阅图12,本实施例中的第一底座2-10具有一第一抵接面2-108,第一活动部2-15具有第二抵接面2-158,第一、第二抵接面2-108、2-158两者彼此对应。在第一活动部2-15被驱动到一极限位置,第一、第二抵接面2-108、2-158可彼此抵接、连接或接触。此外,第一底座2-10具有一第一斜面2-109,第一活动部2-15具有第二斜面2-159,两者彼此面对。通过第一、第二抵接面2-108、2-158,和第一、第二斜面2-109、2-159,可让第一活动部2-15相对于第一基座2-10活动时,能够被限位,即第二斜面2-159被第一斜面2-109限位,避免活动部2-15带着光学元件2-LS过度移动、倾斜或倾倒,提升装置品质。于本实施例中,第一、第二斜面2-109、2-159相对于第一、第二抵接面2-108、2-158倾斜,或相对于光轴2-O倾斜。于一些实施例中,第一、第二斜面2-109、2-159位在第一、第二抵接面2-108、2-158下方,也就是较远离入射端。
外壳2-90可用以保护光量控制机构2-DS5和光学元件驱动机构2-DS1的各元件及组件,框架2-80设置于外壳2-90内,可保护第一活动部2-15、第一底座2-10、第一驱动组件2-MC1和光学元件2-LS。于一些实施例中,外壳2-90、第一底座2-10、底座驱动机构2-DS3的第二底座2-301与框架2-80沿着光学系统2-100的主轴2-Q排列,其中主轴2-Q为穿过第一底座2-10或穿过第二底座2-301的中心轴。于一些实施例中,前述光学系统2-100的主轴2-Q可与光轴2-O重合或平行于光轴2-O。
第一驱动组件2-MC1可为一电磁驱动组件(Electromagnetic DrivingAssembly),包含第一线圈2-C1和第一磁性元件2-M1。第一线圈2-C1可固定地设置在第一活动部2-15;第二磁性元件2-M2则可固定地设置在第一底座2-10或框架2-80的内壁。
当对第一驱动组件2-MC1施加一驱动信号,使第一磁性元件2-M1与第一线圈2-C1之间产生磁力,可让第一线圈2-C1相对于第一磁性元件2-M1移动,进而可带动第一活动部2-15相对于第一底座2-10移动。前述实施例为动圈式,于另一些实施例中,可为动磁式,或者可交换线圈与磁性元件的位置。
第一驱动组件2-MC1还包含一第一控制单元2-SN1,其是电性连接至第一线圈2-C1,用以输出驱动电源(第一驱动电源)以控制该第一线圈2-C1。于本实施例中,第一控制单元2-SN1可设置于第一底座2-10内。于一些实施例中,第一线圈2-C1可经由第一电路组件2-EE1电性连接第一控制单元2-SN1。
继续参阅图10和图12,光量控制机构2-DS5是用以控制光线1-LT进入光学元件2-LS的光量,其包括:一基座2-50、可相对基座2-50运动的一光量控制组件2-52和一第二驱动组件2-MC2。前述第二驱动组件2-MC2用以控制和驱动光量控制组件2-52。
详细而言,参阅图10和图13,光量控制组件2-52具有一连动件2-521和多个叶片2-522,活动地设置于基座2-50上,其中连动件2-521连接并穿过叶片2-522。于一些实施例中,光量控制组件2-52还可包含:一垫片2-523和一盖片2-524,分别设置于叶片2-522上下侧,可对其作保护;以及一保护环2-525,设置于基座2-50上并围绕叶片2-522、垫片2-523和盖片2-524。在垂直于光轴2-O的方向上,保护环2-525的高度高于叶片2-522、垫片2-523和盖片2-524,也就是说,从垂直于光轴2-O的方向上观察,保护环2-525覆盖住叶片2-522、垫片2-523和盖片2-524,能够起到保护的作用。
参阅图10、图13,第二驱动组件2-MC2具有电路板2-F、第二线圈2-C2与第二磁性元件2-M2。第二线圈2-C2设置于电路板2-F,例如设置在电路板2-F的上表面,第二磁性元件2-M2则设置于连动件2-521,例如设置于连动件2-521的下表面,第二线圈2-C2与第二磁性元件2-M2彼此面对。
前述电路板2-F和第二线圈2-C2,是与基座2-50固定的。基座2-50具有一凸环2-50P,连动件2-521环绕凸环2-50P并设置于电路板2-F上。连动件2-521通过引导件2-B活动地连接基座2-50,于本实施例中,引导件2-B可作为滚球,可让连动件2-521绕Z轴转动。
第二驱动组件2-MC1亦可为一电磁驱动组件(Electromagnetic DrivingAssembly)。当对第二驱动组件2-MC2施加一驱动信号,使第二磁性元件2-M2与第二线圈2-C2之间产生磁力,让第二磁性元件2-M2可相对于第二线圈2-C2移动,进而可带动连动件2-521相对于基座2-50移动,如连动件2-521、第二磁性元件2-M2、叶片2-522在第一维度(Z轴)上转动,如转动方向2-R1、2-R1’,而转动的光量控制组件2-52的叶片2-522会改变遮蔽基座2-50的开口2-50G面积,如此以达光量控制。
参阅图12、图13,前述弹性元件2-S还包含一第一弹性元件2-S1,基座2-50经由第一弹性元件2-S1活动地连接第一底座2-10。光量控制机构2-DS5还包含一第二电路组件2-EE2,其是部分地埋设于基座2-50,并具有被基座2-50显露出的部分:多个上显露部分2-EE21以及多个下显露部分2-EE22。上显露部分2-EE21连接电路板2-F,下显露部分2-EE22则与第二弹性元件2-S2连接,使得第二驱动组件2-MC2与第二弹性元件2-S2电性连接,而第二弹性元件2-S2可连接至外部电源或电路。如此,藉第二电路组件2-EE2的电性连接,可向第二驱动组件2-MC2提供驱动信号(例如电流)。
第二驱动组件2-MC2还包含一第二控制单元2-SN2,设置于电路板2-F并对应第二线圈2-C2,于本实施例中,第二控制单元2-SN2设置于电路板2-F的下表面,并电性连接至第二线圈2-C2。第二控制单元2-SN2可用以输出驱动电源(第二驱动电源)至第二线圈2-C2,借此控制第二线圈2-C2。此外,第二控制单元2-SN2经由第一电路组件2-EE1电性连接第一驱动组件2-MC1的第一控制单元2-SN1。如此一来,通过上述配置,可让第一、第二控制单元2-SN1、2-SN2共用电路,可大幅增进整体光学系统2-100的小型化。
参阅图14,是显示光学系统2-100的俯视图(省略外壳2-90)。第二电路组件2-EE2分别为在基座2-50的不同位置处。详细而言,以基座2-50的中心或主轴2-Q定义出四个不同象限2-QD1、2-QD2、2-QD3、2-QD4,第二电路组件2-EE2的数个显露部分2-EE21(或者说数个与第二驱动组件2-MC2的电路板2-F的电性连接处),是分别位在以四个不同象限2-QD1、2-QD2、2-QD3、2-QD4。如此可增加装置电性连接的灵活度,以利小型化或有利于元件配置而避免磁干扰。
参阅图15,是表示光学系统2-100的局部剖面图。外壳2-90可作为保护光学系统2-100内的组件和元件的壳体,而框架2-80位于外壳2-90内。其中,前述第一弹性元件2-S1是连接基座2-50和外壳2-90。详细而言,第一弹性元件2-S1位于框架2-80上方,第一弹性元件2-S1的连接部2-S11连接基座2-50与外壳2-90的内表面2-91。在垂直于光轴2-O方向上,连接部2-S11,是不与框架2-80重叠的。
参阅图16,前述底座驱动机构2-DS3设置于光学元件驱动机构2-DS1下方,其可用以承载感光元件,并用以驱动光学元件驱动机构2-DS1活动。底座驱动机构2-DS3包含:一第二底座2-301、一第四弹性元件2-304与一第三驱动组件2-WS。第四弹性元件2-304与第三驱动组件2-WS设置于第二底座2-301上,第四弹性元件2-304连接第二底座2-301与第一底座2-10,第三驱动组件2-WS则连接第二底座2-301与第四弹性元件2-304。
第三驱动组件2-WS用以驱动第一底座2-10相对第二底座2-301运动,于一些实施例中,第三驱动组件2-WS驱动第二底座2-301在第二维度(如X轴)或第三维度(如Y轴)或XY平面上运动。通过光学元件驱动机构2-DS1的第一基座2-10的带动,使上方的基座2-50也可相对第二底座2-301运动。
于本实施例中,第三驱动组件2-WS包含多个偏压元件,本实施例中为四个,分别位在第二基座2-301的不同侧边。第三驱动组件2-WS连接第二底座2-301与第四弹性元件2-304。详细而言,每一偏压元件的一端连接第二底座2-301的固定凸部2-3011,另一端连接第四弹性元件2-304的活动凸部2-3041。于本实施例中,第三驱动组件2-WS是在垂直于光轴2-O方向上连接第二底座2-301与第四弹性元件2-304。
第三驱动组件2-WS的偏压元件,例如为具有形状记忆合金(Shape MemoryAlloys,SMA)材质的线材,并可通过一外部电源(未图示)对其施加驱动信号(例如电流)而改变其长度。举例来说,当施加驱动信号而使第三驱动组件2-WS升温时,第三驱动组件2-WS可产生形变而伸长或缩短;当停止施加驱动信号时,第三驱动组件2-WS则可恢复到原本长度。换言之,通过施加适当的驱动信号,可控制第三驱动组件2-WS的长度以使第四弹性元件2-304活动,进而带动上方的光学元件驱动机构2-DS1(包含被承载的光学元件2-LS)以及光量控制机构2-DS5相对第二底座2-301移动,以达对焦、防手震或晃动补偿的功能。
于本实施例中,设在第一底座2-10中的第一电路组件2-EE1,是电性连接第二、第四弹性元件2-S2、2-304。其中,第一电路2-EE1被第一底座2-10所露出的部分为其凸出部2-EE11,沿着主轴2-Q或光轴2-O延伸并连接到第二弹性元件2-S2。如此一来,第二驱动组件2-MC2可按序经由第二弹性元件2-S2和第一电路组件2-EE1,而电性连接至第四弹性元件2-304,以便整体机构的电性连接配置。于一些实施例中,第一电路组件2-EE1可定义为属于第一底座2-10的一部分,其部分地埋设于第一底座2-10的本体,且部分地显露于第一底座2-10的本体之外。
前述位于第一活动部2-15下侧和位于第一基座2-10的第三弹性元件2-S3,亦与第一电路组件2-EE1连接和电性连接,使得第一驱动组件2-MC1可经由第一电路组件2-EE1、第二弹性元件2-S2和第二电路组件2-EE2而电性连接地三弹性元件2-S3。第一驱动组件2-MC1亦可经由第三弹性元件2-S3电性连接第四弹性元件2-304。
于本实施例中,第一、第二、第三与第四弹性元件2-S1、2-S2、2-S3、2-304具有板状结构。于一些实施例中,第一、第二弹性元件2-S1、2-S2互相平行。第一、第三弹性2-S1、2-S3元件互相平行。第一、第四弹性元件2-S1、2-304互相平行。第二、第三弹性元件2-S2、2-S3互相平行。第二、第四弹性元件2-S2、2-304互相平行。第三、第四弹性元件2-S3、2-304互相平行。于一些实施例中,沿着垂直光轴2-O(或沿着垂直于光学系统2-100的主轴2-Q)方向观察,第二弹性元件2-304位于第一、第三弹性元件2-S1、2-S3之间,第三弹性元件2-S3则位于第二、第四弹性元件2-S2、2-304之间。
综上所述,本发明的实施例提供一种光学系统,包括:一第一活动部,用以连接一光学元件;一第一底座,第一活动部可相对第一底座运动;以及一第一驱动组件,用以驱动第一活动部相对第一底座运动。光学系统还包括一光量控制机构,用以控制一光线进入光学元件的光量。光量控制机构还包括一基座以及至少部分可相对基座运动的一光量控制组件。光学系统还包括一第二驱动组件,用以控制光量控制组件。
本发明实施例至少具有以下其中一个优点或技术效果,通过第二驱动组件控制光量控制组件,可改变进光量,提升装置的效能。此外,于一些实施例中,第一、第二驱动组件可共用电路,有助于整体机构的小型化,且以增进光学品质。此外,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特定方向的超薄化和整体机构的小型化,亦可经由搭配不同的光学模块,而进一步提升光学品质,例如拍摄品质或是深度感测精度。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。
首先,请参阅图17至图20B。图17是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构3-100的示意图,图18是光学元件驱动机构3-100的分解图,图19是光学元件驱动机构3-100的剖面图,图20A是光学元件驱动机构3-100的侧视图,而图20B是光学元件驱动机构3-100的仰视图。
如图18所示,光学元件驱动机构3-100主要可包括外框3-10、底座3-20、承载座3-30、框架3-40、驱动元件3-52、驱动元件3-54、基底单元3-60、第一弹性元件3-70、第二弹性元件3-72。其中,外框3-10、底座3-20、基底单元3-60可合称为固定部3-F,承载座3-30、框架3-40可合称为活动部3-M,而驱动元件3-52、驱动元件3-54可合称为驱动组件3-D。
活动部3-M可用以承载一光学元件(未示出),并且可相对于固定部3-F运动。前述光学元件例如可为透镜(lens)、反射镜(mirror)、棱镜(prism)、分光镜(beam splitter)、光圈(aperture)等光学元件,或者亦可为相机模块或深度感测器等。此外,驱动组件3-D可用以驱动活动部3-M相对固定部3-F运动。借此,光学元件驱动机构3-100可用以驱动光学元件在各个方向上移动,以达到自动对焦(Auto Focus,AF)或光学防手震(Optical imagestabilization,OIS)的功能。
前述外框3-10与底座3-20可相互结合而构成光学元件驱动机构3-100的外壳。举例来说,底座3-20可固定地连接外框3-10。应了解的是,外框3-10及底座3-20上分别形成有外框开口及底座开口,其中外框开口的中心对应于光学元件的光轴,底座开口则对应于设置在光学元件驱动机构3-100之外的影像感测元件(图未示);据此,设置于光学元件驱动机构3-100中的光学元件可在光轴方向与影像感测元件进行对焦。此外,沿着主轴3-O延伸的方向观察时,固定部3-F具有多边形的结构。
前述承载座3-30具有一贯穿孔,光学元件可固定于此贯穿孔内,驱动元件3-52设置于框架3-40以及基底单元3-60之间,例如设置在基底单元3-60上。驱动元件3-54设置于承载座3-30以及框架3-40之间,例如设置在框架3-40上。然而,本发明并不以此为限。举例来说,驱动元件3-52亦可设置在框架3-40上,或驱动元件3-54可设置在承载座3-30上,取决于设计需求。
在本实施例中,承载座3-30及其内的光学元件是活动地(movably)设置于框架3-40内。更具体而言,承载座3-30可通过金属材质的第一弹性元件3-70及第二弹性元件3-72连接框架3-40并悬吊于框架3-40内。当前述驱动元件3-52通电时,驱动元件3-52会驱使承载座3-30、框架3-40和前述光学元件相对于固定部3-F在各个方向上移动,从而可达到光学防手震的效果。当前述驱动元件3-54通电时,驱动元件3-54会驱使承载座3-30和前述光学元件相对于框架3-40沿主轴3-O方向移动,从而可达到自动对焦的效果。
在一些实施例中,底座3-20上可具有额外的电路3-80,其电性连接设置于光学元件驱动机构3-100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,且底座3-20的材料可包括绝缘材料(例如不包括金属)。
底座3-20上的电路3-80亦可以通过第一弹性元件3-70或者是第二弹性元件3-72而将电信号传送至驱动元件3-52、驱动元件3-54,借此可用以控制活动部3-M在X、Y或Z轴方向上的移动。
组装时可利用焊接(soldering)或激光熔接(laser welding)的方式,使第二弹性元件3-72和底座3-20上的导线结合,从而使得驱动元件3-52、驱动元件3-54可以电性连接到外部的电路。
在一些实施例中,外框3-10可包括顶面3-10A以及从顶面3-10A的侧边朝向底座3-20在Z方向上延伸的侧壁3-10B。基底单元3-60可固定在侧壁3-10B上,例如可通过接着元件(未示出)固定。如图20A所示,侧壁3-10B可具有第一定位结构3-11以及第二定位结构3-12,分别对应于基底单元3-60的第三定位结构3-61A以及第四定位结构3-61B。举例来说,第一定位结构3-11以及第二定位结构3-12可为开口,而第三定位结构3-61A以及第四定位结构3-61B可从基底单元3-60突出并且分别位在第一定位结构3-11以及第二定位结构3-12中。
在一些实施例中,第一定位结构3-11在X方向上的长度与第二定位结构3-12在X方向上的长度不同,也就是说第一定位结构3-11与第三定位结构3-61A之间的最大间隙和第二定位结构3-12与第四定位结构3-61B之间的最大间隙的大小不同。例如第一定位结构3-11在X方向上的长度可小于第二定位结构3-12在X方向上的长度,从而第一定位结构3-11与第三定位结构3-61A之间的最大间隙大于第二定位结构3-12与第四定位结构3-61B之间的最大间隙。在一些实施例中,前述接着元件可设置在第一定位结构3-11以及第二定位结构3-12中,并直接接触第三定位结构3-61A以及第四定位结构3-61B,从而固定外框3-10与基底单元3-60的相对位置。在一些实施例中,接着元件例如可为胶水。
在一些实施例中,如图20B所示,光学元件驱动机构3-100中可设置第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86,并且可在活动部3-M上设置对应的磁性元件(未示出)。举例来说,底座3-20上可具有开口3-22、3-23、3-24,而第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86分别可设置在开口3-22、3-23、3-24中,以感测活动部3-M相对于固定部3-F在不同维度上的运动。举例来说,可用以感测框架3-40相对于固定部3-F的运动。在一些实施例中,第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86可合称为第一位置感测组件3-S1。
前述第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86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,第一位置感测元件3-82可用以感测框架3-40相对于固定部3-F在第一维度上的运动,第二位置感测元件3-84可用以感测框架3-40相对于固定部3-F在第二维度上的运动,第三位置感测元件3-86可用以感测框架3-40相对于固定部3-F在第三维度上的运动。在一些实施例中,在第一维度上的运动可为沿着一第八方向(例如为X方向)的运动,在第二维度上的运动可为沿着一第九方向(例如为Y方向)的运动,在第三维度上的运动可为沿着一第十方向(例如为Y方向)的运动。在一些实施例中,前述第八方向可与第九方向或第十方向不平行,而第九方向可与第十方向平行。
此外,第一位置感测组件3-S1亦可用于感测活动部3-M相对固定部3-F在第四维度上的运动。举例来说,第四维度上的运动可为以在第十一方向(主轴3-O的延伸方向)延伸的轴为转轴的转动,即第四维度上的运动可为以主轴3-O为转轴的转动。应注意的是,第十一方向(例如为Z方向)与第八方向(例如为X方向)不平行,例如第十一方向可与第八方向垂直。第十一方向与第九方向(例如为Y方向)不平行,例如第十一方向可与第九方向垂直。该第十一方向与第十方向(例如为Y方向)不平行,例如第十一方向可与第十方向垂直。
如图20B所示,沿着主轴3-O方向观察时,固定部3-F具有第一侧边3-E1、第二侧边3-E2、第三侧边3-E3、第四侧边3-E4。第一位置感测元件3-82位于第一侧边3-E1,第二位置感测元件3-84位于第二侧边3-E2,而第三位置感测元件3-86可位于第一侧边3-E1或第三侧边3-E3。举例来说,在图20B中,第三位置感测元件3-86可以设置在第三侧边3-E3,但并不以此为限,在其他实施例中,亦可将第三位置感测元件3-86设置在第一侧边3-E1。通过第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86,可感测活动部3-M相对固定部3-F在第四维度上的运动。在一些实施例中,第一位置感测组件3-S1亦可经由第一位置感测元件3-82以及第二位置感测元件3-84两者的信号,来感测活动部3-M相对固定部3-F在第一维度上的运动,以得到更加精确的感测效果。
图21A是光学元件驱动机构3-100省略外框3-10的示意图,图21B是图21A的上视图,图21C是图21A的侧视图,而图21D是图21C的放大图。光学元件驱动机构3-100在角落处还可包括第三弹性元件3-74,第三弹性元件3-74用以活动地连接框架3-40与固定部3-F,从而允许框架3-40以及设置在框架3-40中的承载座3-30悬吊在固定部3-F中。此外,第三弹性元件3-74还可直接接触第一弹性元件3-70以及电路3-80,以允许驱动元件3-54通过第一弹性元件3-70、第三弹性元件3-74、电路3-80与外界进行电性连接。
如图21B所示,沿着主轴5-O的方向观察时,固定部5-F具有多边形的形状,而第三弹性元件5-74可位在固定部5-F的角落处,并且可电性连接设置在底座5-20中的电路,并且可电性连接第一弹性元件5-70。此外,第一弹性元件5-70可具有板状的结构,第三弹性元件5-74可具有线状的结构,并且第三弹性元件5-74的延伸方向(Z方向)可与第一弹性元件5-70的厚度方向(Z方向)平行。
此外,承载座3-30上可具有延伸部3-32,从承载座3-30的径向外侧表面朝向垂直主轴3-O延伸的方向延伸。此外,如图21B至图21D所示,在主轴3-O延伸的方向上,延伸部3-32与驱动元件3-54至少部分重叠,例如与接触单元3-545在主轴O延伸的方向上排列。借此可通过驱动元件3-54推动延伸部3-32,以允许承载座3-30在主轴3-O延伸的方向上移动,达到自动对焦的功能。驱动元件3-54推动延伸部3-32的方式将于随后详细描述。此外,在主轴3-O延伸的方向上,驱动元件3-54与第一弹性元件3-70可不重叠,从而可降低光学元件驱动机构3-100在Z方向上的尺寸,而达到小型化。
图21E是图21A的元件进一步省略承载座3-30的示意图。如图21E所示,光学元件驱动机构3-100还可进一步包括第二位置感测组件3-S2。第二位置感测组件3-S2可包括设置在框架3-40上的第四位置感测元件3-88、第五位置感测元件3-89、以及设置在承载座3-30上对应的磁性元件(未示出)。借此,当承载座3-30相对于框架3-40进行运动时,第四位置感测元件3-88、第五位置感测元件3-89可感测承载座3-30上的磁性元件运动时的磁场变化,进而得到承载座3-30相对于框架3-40的运动量。
换句话说,第二位置感测组件3-S2可用以感测承载座3-30相对框架3-40的运动。举例来说,第二位置感测组件3-S2用以感测承载座3-30相对框架3-40在第五维度上的运动。应注意的是,第五维度上的运动为沿着第十二方向(例如Z方向)的运动。第十二方向与第八方向(例如X方向)不平行,或者第十二方向可与第八方向垂直。第十二方向与第九方向(例如Y方向)不平行,或者第十二方向可与第九方向垂直。第十二方向与第十方向(例如Y方向)不平行,或者第十二方向与第十方向垂直。第十二方向与第十一方向(例如Z方向)平行。此外,如图21E所示,第一弹性元件3-70至少部分固定地设置在基底单元3-60上。
图21F是光学元件驱动机构3-100中的第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86、第四位置感测元件3-88、第五位置感测元件3-89的示意图。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,如图21F所示,第二位置感测组件3-S2的第四位置感测元件3-88位于固定部3-F的角落,此角落由第一侧边3-E1与第二侧边3-E2组成。此外,沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第二位置感测组件3-S2(第四位置感测元件3-88、第五位置感测元件3-89)与第一位置感测组件3-S1(第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84不重叠、第三位置感测元件3-86)不重叠。借此,可避免各感测元件及其对应的磁性元件之间发生磁干扰,而可改善感测的精确度。
图22A是光学元件驱动机构3-100一些元件的示意图,图22B是图22A的放大图,图22C是驱动元件3-52或驱动元件3-54的示意图。在一些实施例中,如图22A以及图22B所示,光学元件驱动机构3-100在单个基底单元3-60上可具有驱动元件3-52,并且可设置一个或一个以上的驱动元件3-52,以达到各种方向上的运动。举例来说,基底单元3-60上可具有止动部3-621、3-623(止动组件的止动元件),朝向框架3-40突起,并且在驱动元件3-52的延伸方向上延伸。驱动元件3-52可设置在止动部3-621、3-623之间,即止动部3-621、3-623围绕驱动元件3-52,以保护驱动元件3-52免于碰撞。
应注意的是,止动部3-621、3-623(止动组件)固定地设置在基底单元3-60上,且基底单元3-60可具有板状的结构以及塑胶的材质,并且沿着基底单元3-60的厚度方向观察时,基底单元3-60可具有多边形的结构(例如矩形),而止动部3-621、3-623可位在基底单元3-60不同的侧边处。
如图22C所示,驱动元件3-52可包括驱动单元3-521、弹性单元3-522、连接单元3-523、缓冲单元3-524、接触单元3-525、接触部3-526、制震单元3-527、制震单元3-528。驱动元件3-54可包括驱动单元3-541、弹性单元3-542、连接单元3-543、缓冲单元3-544、接触单元3-545、接触部3-546、制震单元3-547、制震单元3-548。
在一些实施例中,驱动单元3-521的材质可包括形状记忆合金(Shape MemoryAlloy,SMA),并且具有长条形的形状并沿一方向延伸。形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料。举例来说,当形状记忆合金在低于相变态温度下,受到一有限度的塑性变形后,可通过加热的方式,使其恢复到变形前的原始形状。
在一些实施例中,当对驱动单元3-521施加一信号(例如电压或电流)之后,可通过电流的热效应而增加温度,以降低驱动单元3-521的长度。反之,若施加强度较弱的信号,由于加热的速率不及环境的散热速率,可降低温度,进而增加驱动单元3-521的长度。
驱动单元3-521可具有固定在连接单元3-523上的端部3-5211以及固定在接触单元3-525上的端部3-5212,而弹性单元3-522具有柔性,例如可包括金属的材质,从而当驱动单元3-521进行收缩时,弹性单元3-522可被驱动单元3-521弯折。此外,由于驱动单元3-521以及弹性单元3-522皆可具有金属的材质,驱动单元3-521可电性连接弹性单元3-522,且驱动单元3-521运行时产生的热量可通过弹性单元3-522来排出。连接单元3-523可固定在固定部3-F上,例如固定在基底单元3-60上,并且可通过连接单元3-523以允许驱动元件3-52与外界进行电性连接。应注意的是,如图22B所示,在主轴3-O延伸的方向(图21B)以及驱动单元3-521延伸的第一方向上,驱动元件3-52的驱动单元3-521与止动部3-621、3-623至少部分重叠。
接触单元3-525可通过缓冲单元3-524活动地连接弹性单元3-521。举例来说,缓冲单元3-524可为具有长条形状的弹性单元3-522与具有矩形形状或圆弧形状的接触单元3-525(或可具有其他形状,并不限于此)的连接点,并且可进行弯折。此外,接触单元3-525可用以接触活动部3-M(例如框架3-40)或者固定部3-F(例如基底单元3-60)。当驱动单元3-521发生形变(缩短)时,弹性单元3-522会被带动而发生形变(弯折),从而带动接触单元3-525进行运动。在一些实施例中,接触单元3-525的材料可包括金属,例如弹性单元3-522、缓冲单元3-524、接触单元3-525可具有一体成形的结构,即可具有相同的材质。
在一些实施例中,接触单元3-525在远离弹性单元3-522的一端还可具有接触部3-526。虽然图22C中的接触部3-526是示出为具有单一的结构,但本发明并不以此为限。举例来说,在一些实施例中,接触单元3-525可包括多个接触部3-526,并且接触部3-526间可彼此隔开并通过接触单元3-525进行连接。换句话说,多个接触部3-526以及接触单元3-525可具有一体成形的结构。
在一些实施例中,制震单元3-527可设置在驱动单元3-521以及弹性单元3-522之间,例如可设置在驱动单元3-521的中点以及弹性单元3-522的中点之间,而制震单元3-528可设置在驱动单元3-521的端部3-5211上,并且制震单元3-527、制震单元3-528可直接接触驱动单元3-521、弹性单元3-522,以吸收驱动单元3-521以及弹性单元3-522形变时过大的震动,而避免驱动单元3-521或弹性单元3-522发生断裂。
在一些实施例中,制震单元3-527或制震单元3-528的材质可包括柔性树脂,即制震单元3-527或制震单元3-528的杨氏模数(Young’s Modulus)可小于基底单元3-60的杨氏模数。
驱动元件3-54中的驱动单元3-541、弹性单元3-542、连接单元3-543、缓冲单元3-544、接触单元3-545、接触部3-546、制震单元3-547、制震单元3-548的结构与技术效果分别与前述驱动单元3-521、弹性单元3-522、连接单元3-523、缓冲单元3-524、接触单元3-525、接触部3-526、制震单元3-527、制震单元3-528相似或相同,于此不再赘述。
图22D是驱动元件3-52相对于基底单元3-60推动框架3-40时的示意图,而图22E是驱动元件3-54相对于框架3-40推动承载座3-30的示意图。如图22D所示,当驱动元件3-52的驱动单元3-521进行收缩时,会带动弹性单元3-522进行形变。由于连接单元3-523固定在基底单元3-60上,仅有接触单元3-525会被驱动单元3-521带动进行移动,例如朝向框架3-40移动。当接触单元3-525移动到接触框架3-40之后,接触单元3-525可对框架3-40施加一驱动力,此驱动力的方向(从基底单元3-60朝向框架3-40)与驱动单元3-521在静止时的延伸方向不同。举例来说,若驱动单元3-521在静止时朝向X方向延伸,则驱动力的方向可为垂直X方向的Y方向,以允许框架3-40朝向Y方向移动。
如图22E所示,当驱动元件3-54的驱动单元3-541进行收缩时,会带动弹性单元3-542进行形变。由于连接单元3-543固定在框架3-40上,仅有接触单元3-545会被驱动单元3-541带动进行移动,例如朝向承载座3-30的延伸部3-32移动。当接触单元3-545移动到接触延伸部3-32之后,接触单元3-545可对承载座3-30施加一驱动力,此驱动力的方向(从框架3-40朝向延伸部3-32)与驱动单元3-541在静止时的延伸方向不同。举例来说,若驱动单元3-541在静止时朝向XY平面上的一方向延伸(图21B),则驱动力的方向可为垂直此方向的Z方向,以允许承载座3-30朝向Z方向移动。
虽然图22B中的两个驱动元件3-52是朝向相同的方向延伸,但本发明并不以此为限。举例来说,图22F是本发明另一些实施例中的驱动元件3-52配置方式的示意图,其中上下两个驱动元件3-52是朝向相反的方向延伸。借此,两个驱动元件3-52的接触单元3-525可在不同的位置推动框架3-40,以对框架3-40产生不同的力矩,进而可同时进行移动与转动。
此外,请回头参照图22B,当框架3-40相对于固定部3-F(例如基底单元3-60)运动时,由于止动部3-621、3-623朝向框架3-40突出,所以止动部3-621、3-623可以用来定义框架3-40可运动的一限定范围。举例来说,限定范围中可具有第一位置以及第二位置。当框架3-40(活动部3-M)相对基底单元3-60(固定部3-F)位于第一位置时,驱动元件3-52未接触框架3-40。当框架3-40相对基底单元3-60位于第二位置时,驱动元件3-52可直接接触框架3-40以及基底单元3-60。
在一些实施例中,基底单元3-60上还可具有凹部3-624,与接触单元3-525对应(例如在垂直主轴3-O延伸的方向上重叠)。借此,当驱动单元3-521不收缩时,弹性单元3-522回到如图22B所示的形状,而凹部3-624可避免接触单元3-525在弹性单元3-522变形时直接接触基底单元3-60,进而保护接触单元3-525。此外,凹部3-624的材料不包括导电材料,例如不包括金属,以避免当与接触单元3-525直接接触时发生短路。
应注意的是,在一些实施例中,当驱动组件3-D驱动活动部3-M相对固定部3-F在第一维度运动时(在X方向的平移运动),驱动组件3-D亦可同时驱动活动部3-M相对固定部3-F在第六维度上运动,而第六维度上的运动为以光学元件的光轴为转轴的转动。应注意的是,此处的光学元件的光轴可与前述主轴3-O不同。举例来说,当驱动组件3-D驱动活动部3-M相对固定部3-F在第一维度运动时,可带动光学元件,使光轴相对主轴3-O运动。借此,可允许活动部3-M相对于固定部3-F在更多维度上进行运动,以进一步加强光学防手震的效果。
在一些实施例中,当驱动组件3-D驱动活动部3-M相对固定部3-F仅在该第一维度运动时,活动部3-M仅可在第一维度于框架3-40可运动的限定范围中的第一极限范围内运动。举例来说,若活动部3-M在X方向上运动,则可将第一极限范围定义为活动部3-M在X方向上的最大可移动范围。接着,当驱动组件3-D驱动活动部3-M相对固定部3-F同时在第一维度以及第六维度上运动时,在第一维度上,活动部3-M仅可在限定范围中的第二极限范围内运动。应注意的是,在第一维度上,第一极限范围大于第二极限范围,且限定范围大于第一极限范围。换句话说,若活动部3-M除了第一维度上的运动之外,同时在第六维度上进行运动,则活动部3-M在第一维度上的可动范围会随之降低。
当活动部3-M相对固定部3-F于第一极限范围内运动时,止动部3-621、3-623(止动组件)与活动部3-M以及固定部3-F至少一者未直接接触。在本实施例中,止动部3-621、3-623是设置在固定部3-F上,故当活动部3-M位在第一极限范围时,止动部3-621、3-623并不会直接接触活动部3-M。然而,本发明并不以此为限。举例来说,亦可将止动组件设置在活动部3-M上。在这种实施例中,当活动部3-M位在第一极限范围时,活动部3-M上的止动组件并不会直接接触固定部3-F。借此,可避免活动部3-M与固定部3-F直接发生碰撞而发生损坏。
在一些实施例中,当驱动组件3-D驱动活动部3-M相对固定部3-F仅在第六维度运动时,在第六维度上,活动部3-M仅可于限定范围中的第三极限范围内运动。当驱动组件3-D驱动活动部3-M相对固定部3-F同时在第一维度以及第六维度运动时,在第六维度上,活动部3-M仅可在限定范围中的第四极限范围内运动。应注意的是,在第六维度上,第三极限范围大于第四极限范围,且限定范围大于第三极限范围。换句话说,若活动部3-M除了第六维度上的运动之外,同时在第一维度上进行运动,则活动部3-M在第六维度上的可动范围会随之降低。同理,当活动部3-M相对固定部3-F于第三极限范围内运动时,止动部3-621、3-623与活动部3-M以及固定部3-F至少一者未直接接触。
此外,如图21F所示,光学元件驱动机构3-100中还可包括控制单元3-C,例如可为具有驱动功能的集成电路(driver IC)、硬盘、存储器等,用以存储第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,以避免活动部3-M运动时超出前述极限范围而与其他元件发生碰撞,从而造成损坏。可通过一外部设备(未示出)来测量前述第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,并在测量到第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围之后将其存入控制单元3-C。应注意的是,控制单元3-C可与第一位置感测组件3-S1(包括第一位置感测元件3-82、第二位置感测元件3-84、第三位置感测元件3-86)以及第二感测组件3-S2(包括第四位置感测元件3-88、第五位置感测元件3-89)电性连接,以通过单个控制单元3-C来同时控制多个感测元件,而降低所需的控制单元数量,进而达到小型化。
图23A至图23N是本发明一些实施例中驱动元件在光学元件驱动机构3-100A、3-100B、3-100C、3-100D、3-100E、3-100F、3-100G中各种配置方式的示意图。如图23A所示,将驱动元件3-52简化示出为一直线与一箭头的组合,其中直线部分代表弹性单元3-522,而箭头部分代表接触单元3-525,而其余的元件为了简洁而省略。箭头的方向代表接触单元3-525对框架3-40施加的驱动力的方向。应注意的是,本实施例中的箭头方向是以指向X方向、-X方向、Y方向、-Y方向来做说明,但不限于此。可根据实际需求而调整各驱动力的方向。
如图23A以及图23B所示,光学元件驱动机构3-100A中可包括驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1、3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1。驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1可以位在相同的一XY平面上,而驱动元件3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1可以位在相同的一XY平面上,并且与驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1所位在的XY平面不同。
在本实施例中,驱动元件3-52A1、3-52E1在Y方向上延伸,驱动元件3-52B1、3-52F1在-X方向上延伸,驱动元件3-52C1、3-52G1在-Y方向上延伸,驱动元件3-52D1、3-52H1在X方向上延伸,前述驱动元件3-54(图21B)在XY平面上的与X方向与Y方向皆不平行的一方向上延伸。于随后的实施例为了简洁亦未示出驱动元件3-54,但应了解的是随后各实施例的光学元件驱动机构亦可具有与本实施例类似的驱动元件3-54。
为了方便说明,可将驱动元件3-52A1称为第一驱动元件3-52A1,将驱动元件3-52B1称为第二驱动元件3-52B1,将驱动元件3-54称为第三驱动元件3-54,将驱动元件3-52E1称为第四驱动元件3-52E1,将驱动元件3-52F1称为第五驱动元件3-52F1,将驱动元件3-52C1称为第六驱动元件3-52C1,将驱动元件3-52D1称为第七驱动元件3-52D1。
因此,第一驱动元件3-52A1的第一驱动单元(未示出,以下其他驱动单元亦同)沿着第一方向(X方向)延伸,第二驱动元件3-52B1的第二驱动单元沿着第二方向(Y方向)延伸,第二驱动元件3-52B1用以对于活动部3-M或固定部3-F产生一第二驱动力,第二驱动力的方向(X方向)与第二方向不平行,第一方向与第二方向不平行。
在主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1的中心(例如具有长条形状的弹性单元3-522的中心)与第二驱动元件3-52B1的中心(例如具有长条形状的弹性单元3-522的中心)距离为零,即第一驱动元件3-52A1的中心与第二驱动元件3-52B1的中心位在相同的XY平面上。换句话说,在垂直主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1与第二驱动元件3-52B1至少部分重叠,即第一驱动元件3-52A1与第二驱动元件3-52B1可具有相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时(图23B),第一驱动元件3-52A1、第二驱动元件3-52B1不重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1位于固定部3-F的第一侧边3-E1。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第二驱动元件3-52B1位于固定部3-F的第二侧边3-E2。
第三驱动元件3-54的一第三驱动单元沿着第三方向延伸,第三方向可为XY平面上不与X方向或Y方向平行的一方向,第三方向与第二方向不平行,第三方向与第一方向不平行,第三驱动元件3-54用以对于活动部3-M的承载座3-30或活动部3-M的框架3-40产生第三驱动力,第三驱动力的方向(Z方向)与第三方向不平行。
在主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1的中心与第三驱动元件3-54的中心距离不为零。换句话说,第一驱动元件3-52A1与第三驱动元件3-54可位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1与第三驱动元件3-54不重叠,即第一驱动元件3-52A1与第三驱动元件3-54位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1、第三驱动元件3-54不重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,如图21B所示,第三驱动元件3-54位于第一侧边3-E1。
第四驱动元件3-52E1的第四驱动单元沿着第四方向(Y方向)延伸,第四方向与第一方向平行,第四方向与第二方向不平行,第四方向与第三方向不平行,第四驱动元件3-52E1用以对于活动部3-M或固定部3-F产生第四驱动力,第四驱动力的方向(X方向)与第四方向不平行。
在主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1的中心与第四驱动元件3-52E1的中心距离不为零,即位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1与第四驱动元件3-52E1不重叠,即第一驱动元件3-52A1与第四驱动元件3-52E1位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1、第四驱动元件3-52E1至少部分重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第四驱动元件3-52E1位于第一侧边3-E1。
第五驱动元件3-52F1的第五驱动单元沿着第五方向(X方向)延伸,第五方向与第一方向不平行,第五方向与第二方向平行,第五方向与第三方向不平行,第五方向与第四方向不平行,第五驱动元件3-52F1用以对于活动部3-M或固定部3-F产生第五驱动力,第五驱动力的方向(-Y方向)与第五方向不平行。
在主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1的中心与第五驱动元件3-52F1的中心距离不为零,即位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1与第五驱动元件3-52F1不重叠,即第一驱动元件3-52A1与第五驱动元件3-52F1位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1、第五驱动元件3-52F1不重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第二驱动元件3-52B1、第五驱动元件3-52F1至少部分重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第五驱动元件3-52F1位于第二侧边3-E2。
在主轴3-O延伸的方向上,第四驱动元件3-52E1的中心与第五驱动元件3-52F1的中心距离为零,即位在相同的XY平面上。沿着垂直主轴3-O延伸的方向观察时,第四驱动元件3-52E1与第五驱动元件3-52F1至少部分重叠,即第四驱动元件3-52E1与第五驱动元件3-52F1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第四驱动元件3-52E1、第五驱动元件3-52F1不重叠。
第六驱动元件3-52C1的一第六驱动单元沿着一第六方向(Y方向)延伸,第六方向与第一方向平行,第六方向与第二方向不平行,第六方向与第三方向不平行,第六驱动元件3-52C1用以对于活动部3-M或固定部3-F产生第六驱动力,第六驱动力的方向(-X方向)与第六方向不平行。
在主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1的中心与第六驱动元件3-52C1的中心距离为零(即位在相同的XY平面上)。沿着垂直主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1与第六驱动元件3-52C1至少部分重叠,即第一驱动元件3-52A1与第六驱动元件3-52C1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1、第六驱动元件3-52C1不重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第六驱动元件3-52C1位于固定部3-F的第三侧边3-E3,第一侧边3-E1与第三侧边3-E3平行。
第七驱动元件3-52D1的第七驱动单元沿着一第七方向(X方向)延伸,第七方向与第一方向不平行,第七方向与第二方向平行,第七方向与第三方向不平行,第七方向与第四方向不平行,第七驱动元件3-52D1用以对于活动部3-M或固定部3-F产生一第七驱动力,第七驱动力的方向(Y方向)与第七方向不平行。
在主轴3-O延伸的方向上,第一驱动元件3-52A1的中心与第七驱动元件3-52D1的中心距离为零(即位在相同的XY平面上)。沿着垂直主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1与第七驱动元件3-52D1至少部分重叠,即第一驱动元件3-52A1与第七驱动元件3-52D1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第一驱动元件3-52A1、第七驱动元件3-52D1不重叠。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,第七驱动元件3-52D1位于固定部3-F的第四侧边3-E4,第一侧边3-E1与第四侧边3-E4不平行,第二侧边3-E2与第四侧边3-E4平行。
在本实施例中,驱动元件3-52A1、3-52E1可对框架3-40施加朝向X方向的驱动力,驱动元件3-52B1、3-52F1可对框架3-40施加朝向-Y方向的驱动力,驱动元件3-52C1、3-52G1可对框架3-40施加朝向-X方向的驱动力,驱动元件3-52D1、3-52H1可对框架3-40施加朝向Y方向的驱动力。借此,可通过驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1、3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1而驱动框架3-40相对于固定部3-F在X方向或Y方向上移动。
此外,驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1、3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1还可允许框架3-40相对于X轴或相对于Y轴进行翻转。举例来说,若仅通过驱动元件3-52C1以及驱动元件3-52E1对框架3-40施加驱动力,由于驱动元件3-52C1以及驱动元件3-52E1为在不同的XY平面上,驱动元件3-52C1的驱动力以及驱动元件3-52E1的驱动力可对框架3-40施加不为零的合力矩,故可使框架3-40在Y轴上进行翻转。
当第一驱动元件3-52A1的驱动单元3-521(第一驱动单元)形变时,第一驱动元件3-52A1的弹性单元3-522(第一弹性单元)同时产生形变带动第一驱动元件3-52A1的接触单元3-525(第一接触单元)运动。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,主轴3-O可看作一个点。主轴3-O穿过外框3-10的中心,且主轴3-O与第一接触单元的中心(例如图23B中弹性单元3-522与接触单元3-525的连接点,以下各接触单元的中心亦可由相同或类似的方式定义)的连线与第一方向(X方向)不垂直也不平行。
当第二驱动元件3-52B1的驱动单元3-521(第二驱动单元)形变时会带动第二驱动元件3-52B1的接触单元3-525(第二接触单元)运动。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,主轴3-O与第二接触单元的中心的连线与第二方向(X方向)不垂直也不平行。
在光学元件驱动机构3-100A中,驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1可相对于主轴3-O彼此旋转对称,而驱动元件3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1亦可相对于主轴3-O彼此旋转对称。因此,沿着主轴3-O延伸的方向观察时,主轴3-O和第二驱动元件3-52B1的接触单元3-525(第二接触单元)的中心的连线与主轴3-O和第一驱动元件3-52A1的接触单元3-525(第一接触单元)的中心的连线垂直。
第三驱动元件3-54的接触单元3-545(第三接触单元)用以接触承载座3-30或框架3-40。当第三驱动元件3-54的驱动单元3-541形变时会带动第三接触单元运动。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,主轴3-O与第三驱动元件3-54的接触单元3-545(第三接触单元)的中心的连线与第三方向(第三驱动元件3-54的第三驱动单元延伸的方向)不垂直也不平行。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,主轴3-O和第三接触单元的中心的连线与主轴3-O和第一驱动元件3-52A1的接触单元3-525(第一接触单元)的中心的连线不垂直也不平行。
图23C以及图23D是光学元件驱动机构3-100B从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构3-100B包括驱动元件3-52A2、3-52B2、3-52C2、3-52D2、3-52E2、3-52F2、3-52G2、3-52H2。驱动元件3-52A2、3-52B2、3-52C2、3-52D2与前述光学元件驱动机构3-100A中的驱动元件3-52A1、3-52B1、3-52C1、3-52D1大致上相同,而驱动元件3-52E2、3-52F2、3-52G2、3-52H2与前述光学元件驱动机构3-100A中的驱动元件3-52E1、3-52F1、3-52G1、3-52H1是朝向相反的方向设置(对应于图22F中的设置方式)。
第四驱动元件3-52E2的接触单元3-525(第四接触单元)用以接触活动部3-M或固定部3-F。当第四驱动元件3-52E2的驱动单元3-522(第四驱动单元)形变时会带动第四接触单元运动。沿着主轴3-O延伸的方向观察时(图23D),主轴3-O与第四驱动元件3-52E2的接触单元3-525(第四接触单元)的中心的连线与第四方向(Y方向)不垂直也不平行。沿着主轴3-O延伸的方向观察时,主轴3-O和第四驱动元件3-52E2的接触单元3-525(第四接触单元)的中心的连线与主轴3-O和第一驱动元件3-52A2的接触单元3-525(第一接触单元)的中心的连线不垂直也不平行。此外,驱动单元3-52B2、3-52F2,或驱动单元3-52C2、3-52G2,或驱动单元3-52D2、3-52H2亦可具有类似的对应关系。借此,可通过驱动元件3-52A2、3-52B2、3-52C2、3-52D2、3-52E2、3-52F2、3-52G2、3-52H2的配合,对活动部3-M进行X、Y方向上的平移运动、相对于X、Y、或Z轴的转动运动,以更精确地执行光学防手震。
图23E以及图23F是光学元件驱动机构3-100C从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构3-100C包括驱动元件3-52A3、3-52B3、3-52C3、3-52D3、3-52E3、3-52F3、3-52G3、3-52H3。与前述光学元件驱动机构3-100A、3-100B不同的是,光学元件驱动机构3-100C各驱动元件3-52A3、3-52B3、3-52C3、3-52D3、3-52E3、3-52F3、3-52G3、3-52H3的接触单元3-525是位在固定部3-F的角落处。借此,光学元件驱动机构3-100C可进一步提供活动部3-M相对于主轴3-O的转动运动,以增强光学防手震的效果。此外,光学元件驱动机构3-100C还可提供活动部3-M以X轴或Y轴为轴心的翻转运动。
举例来说,沿着主轴3-O方向观察时,主轴3-O与驱动元件3-52A3的接触单元3-525的中心的连线与主轴3-O与驱动元件3-52B3的接触单元3-525的中心的连线不垂直也不平行。此外,沿着主轴3-O方向观察时,驱动元件3-52A3与驱动元件3-52E3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52B3与驱动元件3-52F3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52C3与驱动元件3-52G3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52D3与驱动元件3-52H3可至少部分重叠或完全重叠,以降低在其他方向上所需的空间,而实现小型化。
图23G以及图23H是光学元件驱动机构3-100D从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构3-100D包括驱动元件3-52A4、3-52B4、3-52C4、3-52D4、3-52E4、3-52F4、3-52G4、3-52H4。与前述光学元件驱动机构3-100A、3-100B、3-100C不同的是,光学元件驱动机构3-100D各驱动元件3-52A4、3-52B4、3-52C4、3-52D4、3-52E4、3-52F4、3-52G4、3-52H4的接触单元3-525是位在固定部3-F各侧边靠近中心处。借此,可强化光学元件驱动机构3-100D中的活动部3-M在X方向或Y方向上的运动。
举例来说,沿着主轴3-O方向观察时,主轴3-O与驱动元件3-52A4的接触单元3-525的中心的连线与主轴3-O与驱动元件3-52B4的接触单元3-525的中心的连线不垂直也不平行。此外,沿着主轴3-O方向观察时,驱动元件3-52A4与驱动元件3-52E4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52B4与驱动元件3-52F4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52C4与驱动元件3-52G4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52D4与驱动元件3-52H4可至少部分重叠或完全重叠,以降低在其他方向上所需的空间,而实现小型化。
图23I以及图23J是光学元件驱动机构3-100E从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构3-100E包括驱动元件3-52A5、3-52B5、3-52C5、3-52D5。与前述光学元件驱动机构3-100A、3-100B、3-100C、3-100D不同的是,光学元件驱动机构3-100E的驱动元件3-52A5、3-52B5、3-52C5、3-52D5仅具有单层的结构,即位在相同的XY平面上。举例来说,在垂直主轴3-O延伸的方向上,驱动元件3-52A5、3-52B5、3-52C5、3-52D5其中两者至少部分重叠。借此,可降低光学元件驱动机构3-100E中所需的元件数量,而达到小型化。此外,光学元件驱动机构3-100E各驱动元件3-52A5、3-52B5、3-52C5、3-52D5的接触单元3-525是位在固定部3-F各侧边靠近中心处。借此,可强化光学元件驱动机构3-100E中的活动部3-M在X方向或Y方向上的运动。
图23K以及图23L是光学元件驱动机构3-100F从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构3-100F包括驱动元件3-52A6、3-52B6、3-52C6、3-52D6。与前述光学元件驱动机构3-100A、3-100B、3-100C、3-100D不同的是,光学元件驱动机构3-100F的驱动元件3-52A6、3-52B6、3-52C6、3-52D6仅具有单层的结构,即位在相同的XY平面上。举例来说,在垂直主轴3-O延伸的方向上,驱动元件3-52A6、3-52B6、3-52C6、3-52D6其中两者至少部分重叠。借此,可降低光学元件驱动机构3-100F中所需的元件数量,而达到小型化。此外,光学元件驱动机构3-100F各驱动元件3-52A6、3-52B6、3-52C6、3-52D6的接触单元3-525是位在固定部3-F的角落处。借此,光学元件驱动机构3-100F可进一步提供活动部3-M相对于主轴3-O的转动运动,以增强光学防手震的效果。
图23M以及图23N是光学元件驱动机构3-100G的示意图。光学元件驱动机构3-100G包括驱动元件3-52A7、3-52C7、3-52E7、3-52G7。与前述光学元件驱动机构3-100A、3-100B、3-100C、3-100D、3-100E、3-100F不同的是,光学元件驱动机构3-100G的驱动元件3-52A7、3-52C7、3-52E7、3-52G7仅位在固定部3-F的其中两个侧边处,而在另外两个侧边未设置驱动元件3-52A7、3-52C7、3-52E7、3-52G7。借此,可降低光学元件驱动机构3-100G中所需的元件数量,而达到小型化。此外,驱动元件3-52A7、3-52E7在主轴3-O延伸的方向上至少部分重叠或完全重叠,驱动元件3-52C7、3-52G7在主轴3-O延伸的方向上至少部分重叠或完全重叠,从而可降低在其他方向上所需的空间。再者,光学元件驱动机构3-100G的驱动元件3-52A7、3-52C7、3-52E7、3-52G7亦可提供活动部3-M相对于X轴、Y轴、主轴3-O的翻转运动,以增强光学防手震的效果。
图24A是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构3-101的示意图,图24B是光学元件驱动机构3-101沿图24A的线段3-B-3-B示出的剖面图。如图24B所示,光学元件驱动机构3-101与前述光学元件驱动机构3-100不同的是,光学元件驱动机构3-101还包括驱动元件3-55(第八驱动元件),且底座3-20上还具有凸出部3-25以及凸出部3-26。驱动元件3-55的细节可与前述驱动元件3-52或驱动元件3-54相同或相似,于此不再赘述。
在一些实施例中,可在凸出部3-26中设置连接到前述第一位置感测组件3-S1的第二电路元件(未示出),并且可将驱动元件3-55的一端(例如连接单元)设置在凸出部3-26上,以允许第一位置感测组件3-S1电性连接到驱动元件3-55。此外,驱动元件3-55的另一端(例如接触单元)可设置在凸出部3-25上。
驱动元件3-55可用以接触承载座3-30或底座3-20,且其驱动单元可沿第十三方向(例如X方向,亦可为Y方向)延伸,第十三方向与第一方向(例如Y方向)不平行,第十三方向与第二方向(例如X方向)平行,第十三方向与第三方向不平行。驱动元件3-55用以对承载座3-30或框架3-40产生第八驱动力。第八驱动力例如可为朝向Z方向的力。第八驱动力的方向与第十一方向(例如Z方向)平行,且与第十三方向不平行。
图24C是驱动元件3-55运行时的示意图。驱动元件3-55的一端会固定在凸出部3-26上,而驱动元件3-55设置在凸出部3-25上的一端会离开凸出部3-25而接触承载座3-30(或亦可用于接触框架3-40),进而使活动部3-M以及设置在活动部3-M中的光学元件沿着主轴3-O的方向进行运动,而达到自动对焦的功能。
综上所述,本发明提供一种光学元件驱动机构,包括活动部、固定部、驱动组件、以及止动组件。活动部用以承载光学元件。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。止动组件用以限制活动部相对固定部于限定范围内运动。
首先,请参阅图25至图28B。图25是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构4-100的示意图,图26是光学元件驱动机构4-100的分解图,图27是光学元件驱动机构4-100的剖面图,图28A是光学元件驱动机构4-100的侧视图,而图28B是光学元件驱动机构4-100的仰视图。
如图26所示,光学元件驱动机构4-100主要可包括外框4-10、底座4-20、承载座4-30、框架4-40、驱动元件4-52、驱动元件4-54、基底单元4-60、第一弹性元件4-70、第二弹性元件4-72。其中,外框4-10、底座4-20、基底单元4-60可合称为固定部4-F,承载座4-30、框架4-40可合称为活动部4-M,而驱动元件4-52、驱动元件4-54可合称为驱动组件4-D。
活动部4-M可用以承载一光学元件(未示出),并且可相对于固定部4-F运动。前述光学元件例如可为透镜(lens)、反射镜(mirror)、棱镜(prism)、分光镜(beam splitter)、光圈(aperture)等光学元件,或者亦可为相机模块或深度感测器等。此外,驱动组件4-D可用以驱动活动部4-M相对固定部4-F运动。借此,光学元件驱动机构4-100可用以驱动光学元件在各个方向上移动,以达到自动对焦(Auto Focus,AF)或光学防手震(Optical imagestabilization,OIS)的功能。
前述外框4-10与底座4-20可相互结合而构成光学元件驱动机构4-100的外壳。举例来说,底座4-20可固定地连接外框4-10。应了解的是,外框4-10及底座4-20上分别形成有外框开口及底座开口,其中外框开口的中心对应于光学元件的光轴,底座开口则对应于设置在光学元件驱动机构4-100之外的影像感测元件(图未示);据此,设置于光学元件驱动机构4-100中的光学元件可在光轴方向与影像感测元件进行对焦。此外,沿着主轴4-O延伸的方向观察时,固定部4-F具有多边形的结构。
前述承载座4-30具有一贯穿孔,光学元件可固定于此贯穿孔内,驱动元件4-52设置于框架4-40以及基底单元4-60之间,例如设置在基底单元4-60上。驱动元件4-54设置于承载座4-30以及框架4-40之间,例如设置在框架4-40上。然而,本发明并不以此为限。举例来说,驱动元件4-52亦可设置在框架4-40上,或驱动元件4-54可设置在承载座4-30上,取决于设计需求。
在本实施例中,承载座4-30及其内的光学元件是活动地(movably)设置于框架4-40内。更具体而言,承载座4-30可通过金属材质的第一弹性元件4-70及第二弹性元件4-72连接框架4-40并悬吊于框架4-40内。当前述驱动元件4-52通电时,驱动元件4-52会驱使承载座4-30、框架4-40和前述光学元件相对于固定部4-F在各个方向上移动,以达到光学防手震的效果。当前述驱动元件4-54通电时,驱动元件4-54会驱使承载座4-30和前述光学元件相对于框架4-40沿主轴4-O方向移动,以达到自动对焦的效果。
在一些实施例中,底座4-20上可具有额外的电路4-80,其电性连接设置于光学元件驱动机构4-100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,且底座4-20的材料可包括绝缘材料(例如不包括金属)。
底座4-20上的电路4-80亦可通过第一弹性元件4-70或第二弹性元件4-72而传送电信号至驱动元件4-52、驱动元件4-54,借此可控制活动部4-M在X、Y或Z轴方向上的移动。
组装时可利用焊接(soldering)或激光熔接(laser welding)的方式,使第二弹性元件4-72和底座4-20上的导线结合,从而使得驱动元件4-52、驱动元件4-54可以电性连接到外部的电路。
在一些实施例中,外框4-10可包括顶面4-10A以及从顶面4-10A的侧边朝向底座4-20在Z方向上延伸的侧壁4-10B。基底单元4-60可固定在侧壁4-10B上,例如可通过接着元件(未示出)固定。如图28A所示,侧壁4-10B可具有第一定位结构4-11以及第二定位结构4-12,分别对应于基底单元4-60的第三定位结构4-61A以及第四定位结构4-61B。举例来说,第一定位结构4-11以及第二定位结构4-12可为开口,而第三定位结构4-61A以及第四定位结构4-61B可从基底单元4-60突出并且分别位在第一定位结构4-11以及第二定位结构4-12中。
在一些实施例中,第一定位结构4-11在X方向上的长度与第二定位结构4-12在X方向上的长度不同,也就是说第一定位结构4-11与第三定位结构4-61A之间的最大间隙和第二定位结构4-12与第四定位结构4-61B之间的最大间隙的大小不同。例如第一定位结构4-11在X方向上的长度可小于第二定位结构4-12在X方向上的长度,从而第一定位结构4-11与第三定位结构4-61A之间的最大间隙大于第二定位结构4-12与第四定位结构4-61B之间的最大间隙。在一些实施例中,前述接着元件可设置在第一定位结构4-11以及第二定位结构4-12中,并直接接触第三定位结构4-61A以及第四定位结构4-61B,从而固定外框4-10与基底单元4-60的相对位置。在一些实施例中,接着元件例如可为胶水。
在一些实施例中,如图28B所示,光学元件驱动机构4-100中可设置第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86,并且可在活动部4-M上设置对应的磁性元件(未示出)。举例来说,底座4-20上可具有开口4-22、4-23、4-24,而第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86分别可设置在开口4-22、4-23、4-24中,以感测活动部4-M相对于固定部4-F在不同维度上的运动。举例来说,可用以感测框架4-40相对于固定部4-F的运动。在一些实施例中,第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86可合称为第一位置感测组件4-S1。
前述第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86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,第一位置感测元件4-82可用以感测框架4-40相对于固定部4-F在第一维度上的运动,第二位置感测元件4-84可用以感测框架4-40相对于固定部4-F在第二维度上的运动,第三位置感测元件4-86可用以感测框架4-40相对于固定部4-F在第三维度上的运动。在一些实施例中,在第一维度上的运动可为沿着一第八方向(例如X方向)的运动,在第二维度上的运动可为沿着一第九方向(例如Y方向)的运动,在第三维度上的运动可为沿着一第十方向(例如Y方向)的运动。在一些实施例中,前述第八方向与第九方向或第十方向不平行,而第九方向与第十方向平行。
此外,第一位置感测组件4-S1亦可用于感测活动部4-M相对固定部4-F在第四维度上的运动。举例来说,第四维度上的运动可为以在第十一方向(主轴4-O的延伸方向)延伸的轴为转轴的转动,即第四维度上的运动可为以主轴4-O为转轴的转动。应注意的是,第十一方向(例如Z方向)与第八方向(例如X方向)不平行,例如第十一方向可与第八方向垂直。第十一方向与第九方向(例如Y方向)不平行,例如第十一方向可与第九方向垂直。该第十一方向与第十方向(例如Y方向)不平行,例如第十一方向可与第十方向垂直。
如图28B所示,沿着主轴4-O方向观察时,固定部4-F具有第一侧边4-E1、第二侧边4-E2、第三侧边4-E3、第四侧边4-E4。第一位置感测元件4-82位于第一侧边4-E1,第二位置感测元件4-84位于第二侧边4-E2,而第三位置感测元件4-86可位于第一侧边4-E1或第三侧边4-E3。举例来说,在图28B中,第三位置感测元件4-86可设置在第三侧边4-E3,但并不以此为限,在其他实施例中亦可将第三位置感测元件4-86设置在第一侧边4-E1。通过第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86,可感测活动部4-M相对固定部4-F在第四维度上的运动。在一些实施例中,第一位置感测组件4-S1亦可经由第一位置感测元件4-82以及第二位置感测元件4-84两者的信号,来感测活动部4-M相对固定部4-F在第一维度上的运动,以得到更精确的感测效果。
图29A是光学元件驱动机构4-100省略外框4-10的示意图,图29B是图29A的上视图,图29C是图29A的侧视图,而图29D是图29C的放大图。光学元件驱动机构4-100在角落处还可包括第三弹性元件4-74,用以活动地连接框架4-40与固定部4-F,从而允许框架4-40以及设置在框架4-40中的承载座4-30悬吊在固定部4-F中。此外,第三弹性元件4-74还可直接接触第一弹性元件4-70以及电路4-80,以允许驱动元件4-54通过第一弹性元件4-70、第三弹性元件4-74、电路4-80与外界进行电性连接。
如图29B所示,沿着主轴5-O的方向观察时,固定部5-F具有多边形的形状,而第三弹性元件5-74可位在固定部5-F的角落处,并且可电性连接设置在底座5-20中的电路,并且可电性连接第一弹性元件5-70。此外,第一弹性元件5-70可具有板状的结构,第三弹性元件5-74可具有线状的结构,并且第三弹性元件5-74的延伸方向(Z方向)可与第一弹性元件5-70的厚度方向(Z方向)平行。
此外,承载座4-30上可具有延伸部4-32,从承载座4-30的径向外侧表面朝向垂直主轴4-O延伸的方向延伸。此外,如图29B至图29D所示,在主轴4-O延伸的方向上,延伸部4-32与驱动元件4-54至少部分重叠,例如与接触单元4-545在主轴O延伸的方向上排列。借此,可通过驱动元件4-54推动延伸部4-32,以允许承载座4-30在主轴4-O延伸的方向上移动,达到自动对焦的功能。驱动元件4-54推动延伸部4-32的方式将于随后详细描述。此外,在主轴4-O延伸的方向上,驱动元件4-54与第一弹性元件4-70可不重叠,从而可降低光学元件驱动机构4-100在Z方向上的尺寸,而达到小型化。
图29E是图29A的元件进一步省略承载座4-30的示意图。如图29E所示,光学元件驱动机构4-100还可进一步包括第二位置感测组件4-S2。第二位置感测组件4-S2可包括设置在框架4-40上的第四位置感测元件4-88、第五位置感测元件4-89、以及设置在承载座4-30上对应的磁性元件(未示出)。借此,当承载座4-30相对于框架4-40进行运动时,第四位置感测元件4-88、第五位置感测元件4-89可感测承载座4-30上的磁性元件运动时的磁场变化,进而得到承载座4-30相对于框架4-40的运动量。
换句话说,第二位置感测组件4-S2可用以感测承载座4-30相对框架4-40的运动。举例来说,第二位置感测组件4-S2用以感测承载座4-30相对框架4-40在第五维度上的运动。应注意的是,第五维度上的运动为沿着第十二方向(例如Z方向)的运动。第十二方向与第八方向(例如X方向)不平行,或者第十二方向可与第八方向垂直。第十二方向与第九方向(例如Y方向)不平行,或者第十二方向可与第九方向垂直。第十二方向与第十方向(例如Y方向)不平行,或者第十二方向与第十方向垂直。第十二方向与第十一方向(例如Z方向)平行。此外,如图29E所示,第一弹性元件4-70至少部分固定地设置在基底单元4-60上。
图29F是光学元件驱动机构4-100中的第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86、第四位置感测元件4-88、第五位置感测元件4-89的示意图。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,如图29F所示,第二位置感测组件4-S2的第四位置感测元件4-88位于固定部4-F的角落,此角落由第一侧边4-E1与第二侧边4-E2组成。此外,沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第二位置感测组件4-S2(第四位置感测元件4-88、第五位置感测元件4-89)与第一位置感测组件4-S1(第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84不重叠、第三位置感测元件4-86)不重叠。借此,可避免各感测元件及其对应的磁性元件之间发生磁干扰,而可改善感测的精确度。
图30A是光学元件驱动机构4-100一些元件的示意图,图30B是图30A的放大图,图30C是驱动元件4-52或驱动元件4-54的示意图。在一些实施例中,如图30A以及图30B所示,光学元件驱动机构4-100在单个基底单元4-60上可具有驱动元件4-52,并且可设置一个或一个以上的驱动元件4-52,以达到各种方向上的运动。举例来说,基底单元4-60上可具有止动部4-621、4-623(止动组件的止动元件),朝向框架4-40突起,并且在驱动元件4-52的延伸方向上延伸。驱动元件4-52可设置在止动部4-621、4-623之间,即止动部4-621、4-623围绕驱动元件4-52,以保护驱动元件4-52免于碰撞。
应注意的是,止动部4-621、4-623(止动组件)固定地设置在基底单元4-60上,且基底单元4-60可具有板状的结构以及塑胶的材质,并且沿着基底单元4-60的厚度方向观察时,基底单元4-60可具有多边形的结构(例如矩形),而止动部4-621、4-623可位在基底单元4-60不同的侧边处。
如图30C所示,驱动元件4-52可包括驱动单元4-521、弹性单元4-522、连接单元4-523、缓冲单元4-524、接触单元4-525、接触部4-526、制震单元4-527、制震单元4-528。驱动元件4-54可包括驱动单元4-541、弹性单元4-542、连接单元4-543、缓冲单元4-544、接触单元4-545、接触部4-546、制震单元4-547、制震单元4-548。
在一些实施例中,驱动单元4-521的材质可包括形状记忆合金(Shape MemoryAlloy,SMA),并且具有长条形的形状并沿一方向延伸。形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料。举例来说,当形状记忆合金在低于相变态温度下,受到一有限度的塑性变形后,可由加热的方式使其恢复到变形前的原始形状。
在一些实施例中,当对驱动单元4-521施加一信号(例如电压或电流)之后,可通过电流的热效应而增加温度,以降低驱动单元4-521的长度。反之,若施加强度较弱的信号,由于加热的速率不及环境的散热速率,可降低温度,进而增加驱动单元4-521的长度。
驱动单元4-521可具有固定在连接单元4-523上的端部4-5211以及固定在接触单元4-525上的端部4-5212,而弹性单元4-522具有柔性,例如可包括金属的材质,从而当驱动单元4-521进行收缩时,弹性单元4-522可被驱动单元4-521弯折。此外,由于驱动单元4-521以及弹性单元4-522皆可具有金属的材质,驱动单元4-521可电性连接弹性单元4-522,且驱动单元4-521运行时产生的热量可通过弹性单元4-522来排出。连接单元4-523可固定在固定部4-F上,例如固定在基底单元4-60上,并且可通过连接单元4-523以允许驱动元件4-52与外界进行电性连接。应注意的是,如图30B所示,在主轴4-O延伸的方向(图29B)以及驱动单元4-521延伸的第一方向上,驱动元件4-52的驱动单元4-521与止动部4-621、4-623至少部分重叠。
接触单元4-525可通过缓冲单元4-524活动地连接弹性单元4-521。举例来说,缓冲单元4-524可为具有长条形状的弹性单元4-522与具有矩形形状或圆弧形状的接触单元4-525(或可具有其他形状,并不限于此)的连接点,并且可进行弯折。此外,接触单元4-525可用以接触活动部4-M(例如框架4-40)或者固定部4-F(例如基底单元4-60)。当驱动单元4-521发生形变(缩短)时,弹性单元4-522会被带动而发生形变(弯折),从而带动接触单元4-525进行运动。在一些实施例中,接触单元4-525的材料可包括金属,例如弹性单元4-522、缓冲单元4-524、接触单元4-525可具有一体成形的结构,即可具有相同的材质。
在一些实施例中,接触单元4-525在远离弹性单元4-522的一端还可具有接触部4-526。虽然图30C中的接触部4-526是示出为具有单一的结构,但本发明并不以此为限。举例来说,在一些实施例中,接触单元4-525可包括多个接触部4-526,并且接触部4-526间可彼此隔开并通过接触单元4-525进行连接,即多个接触部4-526以及接触单元4-525可具有一体成形的结构。
在一些实施例中,制震单元4-527可设置在驱动单元4-521以及弹性单元4-522之间,例如可设置在驱动单元4-521的中点以及弹性单元4-522的中点之间,而制震单元4-528可设置在驱动单元4-521的端部4-5211上,并且制震单元4-527、制震单元4-528可直接接触驱动单元4-521、弹性单元4-522,以吸收驱动单元4-521以及弹性单元4-522形变时过大的震动,而避免驱动单元4-521或弹性单元4-522发生断裂。
在一些实施例中,制震单元4-527或制震单元4-528的材质可包括柔性树脂,即制震单元4-527或制震单元4-528的杨氏模数(Young’s Modulus)可小于基底单元4-60的杨氏模数。
驱动元件4-54中的驱动单元4-541、弹性单元4-542、连接单元4-543、缓冲单元4-544、接触单元4-545、接触部4-546、制震单元4-547、制震单元4-548的结构与技术效果分别与前述驱动单元4-521、弹性单元4-522、连接单元4-523、缓冲单元4-524、接触单元4-525、接触部4-526、制震单元4-527、制震单元4-528相似或相同,于此不再赘述。
图30D是驱动元件4-52相对于基底单元4-60推动框架4-40时的示意图,而图30E是驱动元件4-54相对于框架4-40推动承载座4-30的示意图。如图30D所示,当驱动元件4-52的驱动单元4-521进行收缩时,会带动弹性单元4-522进行形变。由于连接单元4-523固定在基底单元4-60上,仅有接触单元4-525会被驱动单元4-521带动进行移动,例如朝向框架4-40移动。当接触单元4-525移动到接触框架4-40之后,接触单元4-525可对框架4-40施加一驱动力,此驱动力的方向(从基底单元4-60朝向框架4-40)与驱动单元4-521在静止时的延伸方向不同。举例来说,若驱动单元4-521在静止时朝向X方向延伸,则驱动力的方向可为垂直X方向的Y方向,以允许框架4-40朝向Y方向移动。
如图30E所示,当驱动元件4-54的驱动单元4-541进行收缩时,会带动弹性单元4-542进行形变。由于连接单元4-543固定在框架4-40上,仅有接触单元4-545会被驱动单元4-541带动进行移动,例如朝向承载座4-30的延伸部4-32移动。当接触单元4-545移动到接触延伸部4-32之后,接触单元4-545可对承载座4-30施加一驱动力,此驱动力的方向(从框架4-40朝向延伸部4-32)与驱动单元4-541在静止时的延伸方向不同。举例来说,若驱动单元4-541在静止时朝向XY平面上的一方向延伸(图29B),则驱动力的方向可为垂直此方向的Z方向,以允许承载座4-30朝向Z方向移动。
虽然图30B中的两个驱动元件4-52是朝向相同的方向延伸,但本发明并不以此为限。举例来说,图30F是本发明另一些实施例中的驱动元件4-52配置方式的示意图,其中上下两个驱动元件4-52是朝向相反的方向延伸。借此,两个驱动元件4-52的接触单元4-525可在不同的位置推动框架4-40,以对框架4-40产生不同的力矩,进而可同时进行移动与转动。
此外,请回头参照图30B,当框架4-40相对于固定部4-F(例如基底单元4-60)运动时,由于止动部4-621、4-623朝向框架4-40突出,所以止动部4-621、4-623可以用来定义框架4-40可运动的一限定范围。举例来说,限定范围中可具有第一位置以及第二位置。当框架4-40(活动部4-M)相对基底单元4-60(固定部4-F)位于第一位置时,驱动元件4-52未接触框架4-40。当框架4-40相对基底单元4-60位于第二位置时,驱动元件4-52可直接接触框架4-40以及基底单元4-60。
在一些实施例中,基底单元4-60上还可具有凹部4-624,与接触单元4-525对应(例如在垂直主轴4-O延伸的方向上重叠)。借此,当驱动单元4-521不收缩时,弹性单元4-522回到如图30B所示的形状,而凹部4-624可避免接触单元4-525在弹性单元4-522变形时直接接触基底单元4-60,进而保护接触单元4-525。此外,凹部4-624的材料不包括导电材料,例如不包括金属,以避免当与接触单元4-525直接接触时发生短路。
应注意的是,在一些实施例中,当驱动组件4-D驱动活动部4-M相对固定部4-F在第一维度运动时(在X方向的平移运动),驱动组件4-D亦可同时驱动活动部4-M相对固定部4-F在第六维度上运动,而第六维度上的运动为以光学元件的光轴为转轴的转动。应注意的是,此处的光学元件的光轴可与前述主轴4-O不同。举例来说,当驱动组件4-D驱动活动部4-M相对固定部4-F在第一维度运动时,可带动光学元件,使光轴相对主轴4-O运动。借此,可允许活动部4-M相对于固定部4-F在更多维度上进行运动,以进一步加强光学防手震的效果。
在一些实施例中,当驱动组件4-D驱动活动部4-M相对固定部4-F仅在该第一维度运动时,活动部4-M仅可在第一维度于框架4-40可运动的限定范围中的第一极限范围内运动。举例来说,若活动部4-M在X方向上运动,则可将第一极限范围定义为活动部4-M在X方向上的最大可移动范围。接着,当驱动组件4-D驱动活动部4-M相对固定部4-F同时在第一维度以及第六维度上运动时,在第一维度上,活动部4-M仅可在限定范围中的第二极限范围内运动。应注意的是,在第一维度上,第一极限范围大于第二极限范围,且限定范围大于第一极限范围。换句话说,若活动部4-M除了第一维度上的运动之外,同时在第六维度上进行运动,则活动部4-M在第一维度上的可动范围会随之降低。
当活动部4-M相对固定部4-F于第一极限范围内运动时,止动部4-621、4-623(止动组件)与活动部4-M以及固定部4-F至少一者未直接接触。在本实施例中,止动部4-621、4-623是设置在固定部4-F上,故当活动部4-M位在第一极限范围时,止动部4-621、4-623并不会直接接触活动部4-M。然而,本发明并不以此为限。举例来说,亦可将止动组件设置在活动部4-M上。在这种实施例中,当活动部4-M位在第一极限范围时,活动部4-M上的止动组件并不会直接接触固定部4-F。借此,可避免活动部4-M与固定部4-F直接发生碰撞而发生损坏。
在一些实施例中,当驱动组件4-D驱动活动部4-M相对固定部4-F仅在第六维度运动时,在第六维度上,活动部4-M仅可于限定范围中的第三极限范围内运动。当驱动组件4-D驱动活动部4-M相对固定部4-F同时在第一维度以及第六维度运动时,在第六维度上,活动部4-M仅可在限定范围中的第四极限范围内运动。应注意的是,在第六维度上,第三极限范围大于第四极限范围,且限定范围大于第三极限范围。换句话说,若活动部4-M除了第六维度上的运动之外,同时在第一维度上进行运动,则活动部4-M在第六维度上的可动范围会随之降低。同理,当活动部4-M相对固定部4-F于第三极限范围内运动时,止动部4-621、4-623与活动部4-M以及固定部4-F至少一者未直接接触。
此外,如图29F所示,光学元件驱动机构4-100中还可包括控制单元4-C,例如可为具有驱动功能的集成电路(driver IC)、硬盘、存储器等,用以存储第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,以避免活动部4-M运动时超出前述极限范围而与其他元件发生碰撞,从而造成损坏。可通过一外部设备(未示出)来测量前述第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,并在测量到第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围之后将其存入控制单元4-C。应注意的是,控制单元4-C可与第一位置感测组件4-S1(包括第一位置感测元件4-82、第二位置感测元件4-84、第三位置感测元件4-86)以及第二感测组件4-S2(包括第四位置感测元件4-88、第五位置感测元件4-89)电性连接,以通过单个控制单元4-C来同时控制多个感测元件,而降低所需的控制单元数量,进而达到小型化。
图31A至图31N是本发明一些实施例中驱动元件在光学元件驱动机构4-100A、4-100B、4-100C、4-100D、4-100E、4-100F、4-100G中各种配置方式的示意图。如图31A所示,将驱动元件4-52简化示出为一直线与一箭头的组合,其中直线部分代表弹性单元4-522,而箭头部分代表接触单元4-525,而其余的元件为了简洁而省略。箭头的方向代表接触单元4-525对框架4-40施加的驱动力的方向。应注意的是,本实施例中的箭头方向是以指向X方向、-X方向、Y方向、-Y方向来做说明,但不限于此。可根据实际需求而调整各驱动力的方向。
如图31A以及图31B所示,光学元件驱动机构4-100A中可包括驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1、4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1。驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1可位在相同的XY平面上,而驱动元件4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1可位在相同的XY平面上,并与驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1所位在的XY平面不同。
在本实施例中,驱动元件4-52A1、4-52E1在Y方向上延伸,驱动元件4-52B1、4-52F1在-X方向上延伸,驱动元件4-52C1、4-52G1在-Y方向上延伸,驱动元件4-52D1、4-52H1在X方向上延伸,前述驱动元件4-54(图29B)在XY平面上的与X方向与Y方向皆不平行的一方向上延伸。于随后的实施例为了简洁亦未示出驱动元件4-54,但应了解的是随后各实施例的光学元件驱动机构亦可具有与本实施例类似的驱动元件4-54。
为了方便说明,可将驱动元件4-52A1称为第一驱动元件4-52A1,将驱动元件4-52B1称为第二驱动元件4-52B1,将驱动元件4-54称为第三驱动元件4-54,将驱动元件4-52E1称为第四驱动元件4-52E1,将驱动元件4-52F1称为第五驱动元件4-52F1,将驱动元件4-52C1称为第六驱动元件4-52C1,将驱动元件4-52D1称为第七驱动元件4-52D1。
因此,第一驱动元件4-52A1的第一驱动单元(未示出,以下其他驱动单元亦同)沿着第一方向(X方向)延伸,第二驱动元件4-52B1的第二驱动单元沿着第二方向(Y方向)延伸,第二驱动元件4-52B1用以对于活动部4-M或固定部4-F产生一第二驱动力,第二驱动力的方向(X方向)与第二方向不平行,第一方向与第二方向不平行。
在主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1的中心(例如具有长条形状的弹性单元4-522的中心)与第二驱动元件4-52B1的中心(例如具有长条形状的弹性单元4-522的中心)距离为零,即第一驱动元件4-52A1的中心与第二驱动元件4-52B1的中心位在相同的XY平面上。换句话说,在垂直主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1与第二驱动元件4-52B1至少部分重叠,即第一驱动元件4-52A1与第二驱动元件4-52B1可具有相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时(图31B),第一驱动元件4-52A1、第二驱动元件4-52B1不重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1位于固定部4-F的第一侧边4-E1。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第二驱动元件4-52B1位于固定部4-F的第二侧边4-E2。
第三驱动元件4-54的一第三驱动单元沿着第三方向(XY平面上不与X方向或Y方向平行的一方向)延伸,第三方向与第二方向不平行,第三方向与第一方向不平行,第三驱动元件4-54用以对于活动部4-M的承载座4-30或活动部4-M的框架4-40产生第三驱动力,第三驱动力的方向(Z方向)与第三方向不平行。
在主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1的中心与第三驱动元件4-54的中心距离不为零,即,第一驱动元件4-52A1与第三驱动元件4-54位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1与第三驱动元件4-54不重叠,即第一驱动元件4-52A1与第三驱动元件4-54位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1、第三驱动元件4-54不重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,如图29B所示,第三驱动元件4-54位于第一侧边4-E1。
第四驱动元件4-52E1的第四驱动单元沿着第四方向(Y方向)延伸,第四方向与第一方向平行,第四方向与第二方向不平行,第四方向与第三方向不平行,第四驱动元件4-52E1用以对于活动部4-M或固定部4-F产生第四驱动力,第四驱动力的方向(X方向)与第四方向不平行。
在主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1的中心与第四驱动元件4-52E1的中心距离不为零,即位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1与第四驱动元件4-52E1不重叠,即第一驱动元件4-52A1与第四驱动元件4-52E1位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1、第四驱动元件4-52E1至少部分重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第四驱动元件4-52E1位于第一侧边4-E1。
第五驱动元件4-52F1的第五驱动单元沿着第五方向(X方向)延伸,第五方向与第一方向不平行,第五方向与第二方向平行,第五方向与第三方向不平行,第五方向与第四方向不平行,第五驱动元件4-52F1用以对于活动部4-M或固定部4-F产生第五驱动力,第五驱动力的方向(-Y方向)与第五方向不平行。
在主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1的中心与第五驱动元件4-52F1的中心距离不为零,即位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1与第五驱动元件4-52F1不重叠,即第一驱动元件4-52A1与第五驱动元件4-52F1位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1、第五驱动元件4-52F1不重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第二驱动元件4-52B1、第五驱动元件4-52F1至少部分重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第五驱动元件4-52F1位于第二侧边4-E2。
在主轴4-O延伸的方向上,第四驱动元件4-52E1的中心与第五驱动元件4-52F1的中心距离为零,即位在相同的XY平面上。沿着垂直主轴4-O延伸的方向观察时,第四驱动元件4-52E1与第五驱动元件4-52F1至少部分重叠,即第四驱动元件4-52E1与第五驱动元件4-52F1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第四驱动元件4-52E1、第五驱动元件4-52F1不重叠。
第六驱动元件4-52C1的一第六驱动单元沿着一第六方向(Y方向)延伸,第六方向与第一方向平行,第六方向与第二方向不平行,第六方向与第三方向不平行,第六驱动元件4-52C1用以对于活动部4-M或固定部4-F产生第六驱动力,第六驱动力的方向(-X方向)与第六方向不平行。
在主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1的中心与第六驱动元件4-52C1的中心距离为零(即位在相同的XY平面上)。沿着垂直主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1与第六驱动元件4-52C1至少部分重叠,即第一驱动元件4-52A1与第六驱动元件4-52C1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1、第六驱动元件4-52C1不重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第六驱动元件4-52C1位于固定部4-F的第三侧边4-E3,第一侧边4-E1与第三侧边4-E3平行。
第七驱动元件4-52D1的第七驱动单元沿着一第七方向(X方向)延伸,第七方向与第一方向不平行,第七方向与第二方向平行,第七方向与第三方向不平行,第七方向与第四方向不平行,第七驱动元件4-52D1用以对于活动部4-M或固定部4-F产生一第七驱动力,第七驱动力的方向(Y方向)与第七方向不平行。
在主轴4-O延伸的方向上,第一驱动元件4-52A1的中心与第七驱动元件4-52D1的中心距离为零(即位在相同的XY平面上)。沿着垂直主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1与第七驱动元件4-52D1至少部分重叠,即第一驱动元件4-52A1与第七驱动元件4-52D1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第一驱动元件4-52A1、第七驱动元件4-52D1不重叠。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,第七驱动元件4-52D1位于固定部4-F的第四侧边4-E4,第一侧边4-E1与第四侧边4-E4不平行,第二侧边4-E2与第四侧边4-E4平行。
在本实施例中,驱动元件4-52A1、4-52E1可对框架4-40施加朝向X方向的驱动力,驱动元件4-52B1、4-52F1可对框架4-40施加朝向-Y方向的驱动力,驱动元件4-52C1、4-52G1可对框架4-40施加朝向-X方向的驱动力,驱动元件4-52D1、4-52H1可对框架4-40施加朝向Y方向的驱动力。借此,可通过驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1、4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1而驱动框架4-40相对于固定部4-F在X方向或Y方向上移动。
此外,驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1、4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1还可允许框架4-40相对于X轴或相对于Y轴进行翻转。举例来说,若仅通过驱动元件4-52C1以及驱动元件4-52E1对框架4-40施加驱动力,由于驱动元件4-52C1以及驱动元件4-52E1为在不同的XY平面上,驱动元件4-52C1的驱动力以及驱动元件4-52E1的驱动力可对框架4-40施加不为零的合力矩,故可使框架4-40在Y轴上进行翻转。
当第一驱动元件4-52A1的驱动单元4-521(第一驱动单元)形变时,第一驱动元件4-52A1的弹性单元4-522(第一弹性单元)同时产生形变带动第一驱动元件4-52A1的接触单元4-525(第一接触单元)运动。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,主轴4-O可看作一个点。主轴4-O穿过外框4-10的中心,且主轴4-O与第一接触单元的中心(例如图31B中弹性单元4-522与接触单元4-525的连接点,以下各接触单元的中心亦可由相同或类似的方式定义)的连线与第一方向(X方向)不垂直也不平行。
当第二驱动元件4-52B1的驱动单元4-521(第二驱动单元)形变时会带动第二驱动元件4-52B1的接触单元4-525(第二接触单元)运动。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,主轴4-O与第二接触单元的中心的连线与第二方向(X方向)不垂直也不平行。
在光学元件驱动机构4-100A中,驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1可相对于主轴4-O彼此旋转对称,而驱动元件4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1亦可相对于主轴4-O彼此旋转对称。因此,沿着主轴4-O延伸的方向观察时,主轴4-O和第二驱动元件4-52B1的接触单元4-525(第二接触单元)的中心的连线与主轴4-O和第一驱动元件4-52A1的接触单元4-525(第一接触单元)的中心的连线垂直。
第三驱动元件4-54的接触单元4-545(第三接触单元)用以接触承载座4-30或框架4-40。当第三驱动元件4-54的驱动单元4-541形变时会带动第三接触单元运动。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,主轴4-O与第三驱动元件4-54的接触单元4-545(第三接触单元)的中心的连线与第三方向(第三驱动元件4-54的第三驱动单元延伸的方向)不垂直也不平行。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,主轴4-O和第三接触单元的中心的连线与主轴4-O和第一驱动元件4-52A1的接触单元4-525(第一接触单元)的中心的连线不垂直也不平行。
图31C以及图31D是光学元件驱动机构4-100B从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构4-100B包括驱动元件4-52A2、4-52B2、4-52C2、4-52D2、4-52E2、4-52F2、4-52G2、4-52H2。驱动元件4-52A2、4-52B2、4-52C2、4-52D2与前述光学元件驱动机构4-100A中的驱动元件4-52A1、4-52B1、4-52C1、4-52D1大致上相同,而驱动元件4-52E2、4-52F2、4-52G2、4-52H2与前述光学元件驱动机构4-100A中的驱动元件4-52E1、4-52F1、4-52G1、4-52H1是朝向相反的方向设置(对应于图30F中的设置方式)。
第四驱动元件4-52E2的接触单元4-525(第四接触单元)用以接触活动部4-M或固定部4-F。当第四驱动元件4-52E2的驱动单元4-522(第四驱动单元)形变时会带动第四接触单元运动。沿着主轴4-O延伸的方向观察时(图31D),主轴4-O与第四驱动元件4-52E2的接触单元4-525(第四接触单元)的中心的连线与第四方向(Y方向)不垂直也不平行。沿着主轴4-O延伸的方向观察时,主轴4-O和第四驱动元件4-52E2的接触单元4-525(第四接触单元)的中心的连线与主轴4-O和第一驱动元件4-52A2的接触单元4-525(第一接触单元)的中心的连线不垂直也不平行。此外,驱动单元4-52B2、4-52F2,或驱动单元4-52C2、4-52G2,或驱动单元4-52D2、4-52H2亦可具有类似的对应关系。借此,可通过驱动元件4-52A2、4-52B2、4-52C2、4-52D2、4-52E2、4-52F2、4-52G2、4-52H2的配合,对活动部4-M进行X、Y方向上的平移运动、相对于X、Y、或Z轴的转动运动,以更精确地执行光学防手震。
图31E以及图31F是光学元件驱动机构4-100C从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构4-100C包括驱动元件4-52A3、4-52B3、4-52C3、4-52D3、4-52E3、4-52F3、4-52G3、4-52H3。与前述光学元件驱动机构4-100A、4-100B不同的是,光学元件驱动机构4-100C各驱动元件4-52A3、4-52B3、4-52C3、4-52D3、4-52E3、4-52F3、4-52G3、4-52H3的接触单元4-525是位在固定部4-F的角落处。借此,光学元件驱动机构4-100C可进一步提供活动部4-M相对于主轴4-O的转动运动,以增强光学防手震的效果。此外,光学元件驱动机构4-100C还可提供活动部4-M以X轴或Y轴为轴心的翻转运动。
举例来说,沿着主轴4-O方向观察时,主轴4-O与驱动元件4-52A3的接触单元4-525的中心的连线与主轴4-O与驱动元件4-52B3的接触单元4-525的中心的连线不垂直也不平行。此外,沿着主轴4-O方向观察时,驱动元件4-52A3与驱动元件4-52E3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52B3与驱动元件4-52F3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52C3与驱动元件4-52G3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52D3与驱动元件4-52H3可至少部分重叠或完全重叠,以降低在其他方向上所需的空间,而实现小型化。
图31G以及图31H是光学元件驱动机构4-100D从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构4-100D包括驱动元件4-52A4、4-52B4、4-52C4、4-52D4、4-52E4、4-52F4、4-52G4、4-52H4。与前述光学元件驱动机构4-100A、4-100B、4-100C不同的是,光学元件驱动机构4-100D各驱动元件4-52A4、4-52B4、4-52C4、4-52D4、4-52E4、4-52F4、4-52G4、4-52H4的接触单元4-525是位在固定部4-F各侧边靠近中心处。借此,可强化光学元件驱动机构4-100D中的活动部4-M在X方向或Y方向上的运动。
举例来说,沿着主轴4-O方向观察时,主轴4-O与驱动元件4-52A4的接触单元4-525的中心的连线与主轴4-O与驱动元件4-52B4的接触单元4-525的中心的连线不垂直也不平行。此外,沿着主轴4-O方向观察时,驱动元件4-52A4与驱动元件4-52E4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52B4与驱动元件4-52F4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52C4与驱动元件4-52G4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52D4与驱动元件4-52H4可至少部分重叠或完全重叠,以降低在其他方向上所需的空间,而实现小型化。
图31I以及图31J是光学元件驱动机构4-100E从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构4-100E包括驱动元件4-52A5、4-52B5、4-52C5、4-52D5。与前述光学元件驱动机构4-100A、4-100B、4-100C、4-100D不同的是,光学元件驱动机构4-100E的驱动元件4-52A5、4-52B5、4-52C5、4-52D5仅具有单层的结构,即位在相同的XY平面上。举例来说,在垂直主轴4-O延伸的方向上,驱动元件4-52A5、4-52B5、4-52C5、4-52D5其中两者至少部分重叠。借此,可降低光学元件驱动机构4-100E中所需的元件数量,而达到小型化。此外,光学元件驱动机构4-100E各驱动元件4-52A5、4-52B5、4-52C5、4-52D5的接触单元4-525是位在固定部4-F各侧边靠近中心处。借此,可强化光学元件驱动机构4-100E中的活动部4-M在X方向或Y方向上的运动。
图31K以及图31L是光学元件驱动机构4-100F从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构4-100F包括驱动元件4-52A6、4-52B6、4-52C6、4-52D6。与前述光学元件驱动机构4-100A、4-100B、4-100C、4-100D不同的是,光学元件驱动机构4-100F的驱动元件4-52A6、4-52B6、4-52C6、4-52D6仅具有单层的结构,即位在相同的XY平面上。举例来说,在垂直主轴4-O延伸的方向上,驱动元件4-52A6、4-52B6、4-52C6、4-52D6其中两者至少部分重叠。借此,可降低光学元件驱动机构4-100F中所需的元件数量,而达到小型化。此外,光学元件驱动机构4-100F各驱动元件4-52A6、4-52B6、4-52C6、4-52D6的接触单元4-525是位在固定部4-F的角落处。借此,光学元件驱动机构4-100F可进一步提供活动部4-M相对于主轴4-O的转动运动,以增强光学防手震的效果。
图31M以及图31N是光学元件驱动机构4-100G的示意图。光学元件驱动机构4-100G包括驱动元件4-52A7、4-52C7、4-52E7、4-52G7。与前述光学元件驱动机构4-100A、4-100B、4-100C、4-100D、4-100E、4-100F不同的是,光学元件驱动机构4-100G的驱动元件4-52A7、4-52C7、4-52E7、4-52G7仅位在固定部4-F的其中两个侧边处,而在另外两个侧边未设置驱动元件4-52A7、4-52C7、4-52E7、4-52G7。借此,可降低光学元件驱动机构4-100G中所需的元件数量,而达到小型化。此外,驱动元件4-52A7、4-52E7在主轴4-O延伸的方向上至少部分重叠或完全重叠,驱动元件4-52C7、4-52G7在主轴4-O延伸的方向上至少部分重叠或完全重叠,从而可降低在其他方向上所需的空间。再者,光学元件驱动机构4-100G的驱动元件4-52A7、4-52C7、4-52E7、4-52G7亦可提供活动部4-M相对于X轴、Y轴、主轴4-O的翻转运动,以增强光学防手震的效果。
综上所述,本发明提供一种光学元件驱动机构,包括活动部、固定部、驱动组件、以及止动组件。活动部用以承载光学元件。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。止动组件用以限制活动部相对固定部于限定范围内运动。
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。
首先,请参阅图32至图35B。图32是根据本发明一些实施例示出的光学元件驱动机构5-100的示意图,图33是光学元件驱动机构5-100的分解图,图34是光学元件驱动机构5-100的剖面图,图35A是光学元件驱动机构5-100的侧视图,而图35B是光学元件驱动机构5-100的仰视图。
如图33所示,光学元件驱动机构5-100主要可包括外框5-10、底座5-20、承载座5-30、框架5-40、驱动元件5-52、驱动元件5-54、基底单元5-60、第一弹性元件5-70、第二弹性元件5-72。其中,外框5-10、底座5-20、基底单元5-60可合称为固定部5-F,承载座5-30、框架5-40可合称为活动部5-M,而驱动元件5-52、驱动元件5-54可合称为驱动组件5-D。
活动部5-M可用以承载一光学元件(未示出),并且可相对于固定部5-F运动。前述光学元件例如可为透镜(lens)、反射镜(mirror)、棱镜(prism)、分光镜(beam splitter)、光圈(aperture)等光学元件,或者亦可为相机模块或深度感测器等。此外,驱动组件5-D可用以驱动活动部5-M相对固定部5-F运动。借此,光学元件驱动机构5-100可用以驱动光学元件在各个方向上移动,以达到自动对焦(Auto Focus,AF)或光学防手震(Optical imagestabilization,OIS)的功能。
前述外框5-10与底座5-20可相互结合而构成光学元件驱动机构5-100的外壳。举例来说,底座5-20可固定地连接外框5-10。应了解的是,外框5-10及底座5-20上分别形成有外框开口及底座开口,其中外框开口的中心对应于光学元件的光轴,底座开口则对应于设置在光学元件驱动机构5-100之外的影像感测元件(图未示);据此,设置于光学元件驱动机构5-100中的光学元件可在光轴方向与影像感测元件进行对焦。此外,沿着主轴5-O延伸的方向观察时,固定部5-F具有多边形的结构。
前述承载座5-30具有一贯穿孔,光学元件可固定于此贯穿孔内,驱动元件5-52设置于框架5-40以及基底单元5-60之间,例如设置在基底单元5-60上。驱动元件5-54设置于承载座5-30以及框架5-40之间,例如设置在框架5-40上。然而,本发明并不以此为限。举例来说,驱动元件5-52亦可设置在框架5-40上,或驱动元件5-54可设置在承载座5-30上,取决于设计需求。
在本实施例中,承载座5-30及其内的光学元件是活动地(movably)设置于框架5-40内。更具体而言,承载座5-30可通过金属材质的第一弹性元件5-70及第二弹性元件5-72连接框架5-40并悬吊于框架5-40内。当前述驱动元件5-52通电时,驱动元件5-52会驱使承载座5-30、框架5-40和前述光学元件相对于固定部5-F在各个方向上移动,从而可达到光学防手震的效果。当前述驱动元件5-54通电时,驱动元件5-54会驱使承载座5-30和前述光学元件相对于框架5-40沿主轴5-O方向移动,从而可达到自动对焦的效果。
在一些实施例中,底座5-20上可具有额外的电路5-80,其电性连接设置于光学元件驱动机构5-100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,且底座5-20的材料可包括绝缘材料(例如不包括金属)。
底座5-20上的电路5-80亦可以通过第一弹性元件5-70或者是第二弹性元件5-72而将电信号传送至驱动元件5-52、驱动元件5-54,借此可用以控制活动部5-M在X、Y或Z轴方向上的移动。
组装时可利用焊接(soldering)或激光熔接(laser welding)的方式,使第二弹性元件5-72和底座5-20上的导线结合,从而使得驱动元件5-52、驱动元件5-54可以电性连接到外部的电路。
在一些实施例中,外框5-10可包括顶面5-10A以及从顶面5-10A的侧边朝向底座5-20在Z方向上延伸的侧壁5-10B。基底单元5-60可固定在侧壁5-10B上,例如可通过接着元件(未示出)固定。如图35A所示,侧壁5-10B可具有第一定位结构5-11以及第二定位结构5-12,分别对应于基底单元5-60的第三定位结构5-61A以及第四定位结构5-61B。举例来说,第一定位结构5-11以及第二定位结构5-12可为开口,而第三定位结构5-61A以及第四定位结构5-61B可从基底单元5-60突出并且分别位在第一定位结构5-11以及第二定位结构5-12中。
在一些实施例中,第一定位结构5-11在X方向上的长度与第二定位结构5-12在X方向上的长度不同,也就是说第一定位结构5-11与第三定位结构5-61A之间的最大间隙和第二定位结构5-12与第四定位结构5-61B之间的最大间隙的大小不同。例如第一定位结构5-11在X方向上的长度可小于第二定位结构5-12在X方向上的长度,从而第一定位结构5-11与第三定位结构5-61A之间的最大间隙大于第二定位结构5-12与第四定位结构5-61B之间的最大间隙。在一些实施例中,前述接着元件可设置在第一定位结构5-11以及第二定位结构5-12中,并直接接触第三定位结构5-61A以及第四定位结构5-61B,从而固定外框5-10与基底单元5-60的相对位置。在一些实施例中,接着元件例如可为胶水。
在一些实施例中,如图35B所示,光学元件驱动机构5-100中可设置第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86,并且可在活动部5-M上设置对应的磁性元件(未示出)。举例来说,底座5-20上可具有开口5-22、5-23、5-24,而第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86分别可设置在开口5-22、5-23、5-24中,以感测活动部5-M相对于固定部5-F在不同维度上的运动。举例来说,可用以感测框架5-40相对于固定部5-F的运动。在一些实施例中,第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86可合称为第一位置感测组件5-S1。
前述第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86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,第一位置感测元件5-82可用以感测框架5-40相对于固定部5-F在第一维度上的运动,第二位置感测元件5-84可用以感测框架5-40相对于固定部5-F在第二维度上的运动,第三位置感测元件5-86可用以感测框架5-40相对于固定部5-F在第三维度上的运动。在一些实施例中,在第一维度上的运动可为沿着一第八方向(例如为X方向)的运动,在第二维度上的运动可为沿着一第九方向(例如为Y方向)的运动,在第三维度上的运动可为沿着一第十方向(例如为Y方向)的运动。在一些实施例中,前述第八方向可与第九方向或第十方向不平行,而第九方向可与第十方向平行。
此外,第一位置感测组件5-S1亦可用于感测活动部5-M相对固定部5-F在第四维度上的运动。举例来说,第四维度上的运动可为以在第十一方向(主轴5-O的延伸方向)延伸的轴为转轴的转动,即第四维度上的运动可为以主轴5-O为转轴的转动。应注意的是,第十一方向(例如为Z方向)与第八方向(例如为X方向)不平行,例如第十一方向可与第八方向垂直。第十一方向与第九方向(例如为Y方向)不平行,例如第十一方向可与第九方向垂直。该第十一方向与第十方向(例如为Y方向)不平行,例如第十一方向可与第十方向垂直。
如图35B所示,沿着主轴5-O方向观察时,固定部5-F具有第一侧边5-E1、第二侧边5-E2、第三侧边5-E3、第四侧边5-E4。第一位置感测元件5-82位于第一侧边5-E1,第二位置感测元件5-84位于第二侧边5-E2,而第三位置感测元件5-86可位于第一侧边5-E1或第三侧边5-E3。举例来说,在图35B中,第三位置感测元件5-86可以设置在第三侧边5-E3,但并不以此为限,在其他实施例中,亦可将第三位置感测元件5-86设置在第一侧边5-E1。通过第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86,可感测活动部5-M相对固定部5-F在第四维度上的运动。在一些实施例中,第一位置感测组件5-S1亦可经由第一位置感测元件5-82以及第二位置感测元件5-84两者的信号,来感测活动部5-M相对固定部5-F在第一维度上的运动,以得到更加精确的感测效果。
图36A是光学元件驱动机构5-100省略外框5-10的示意图,图36B是图36A的上视图,图36C是图36A的侧视图,而图36D是图36C的放大图。光学元件驱动机构5-100在角落处还可包括第三弹性元件5-74,第三弹性元件5-74用以活动地连接框架5-40与固定部5-F,从而允许框架5-40以及设置在框架5-40中的承载座5-30悬吊在固定部5-F中。此外,第三弹性元件5-74还可直接接触第一弹性元件5-70以及电路5-80,以允许驱动元件5-54通过第一弹性元件5-70、第三弹性元件5-74、电路5-80与外界进行电性连接。
如图36B所示,沿着主轴5-O的方向观察时,固定部5-F具有多边形的形状,而第三弹性元件5-74可位在固定部5-F的角落处,并且可电性连接设置在底座5-20中的电路(例如随后的电路组件5-C1或电路组件5-C2),并且可电性连接第一弹性元件5-70。此外,第一弹性元件5-70可具有板状的结构,第三弹性元件5-74可具有线状的结构,并且第三弹性元件5-74的延伸方向(Z方向)可与第一弹性元件5-70的厚度方向(Z方向)平行。
此外,承载座5-30上可具有延伸部5-32,从承载座5-30的径向外侧表面朝向垂直主轴5-O延伸的方向延伸。此外,如图36B至图36D所示,在主轴5-O延伸的方向上,延伸部5-32与驱动元件5-54至少部分重叠,例如与接触单元5-545在主轴O延伸的方向上排列。借此,可通过驱动元件5-54推动延伸部5-32,以允许承载座5-30在主轴5-O延伸的方向上移动,达到自动对焦的功能。驱动元件5-54推动延伸部5-32的方式将于随后详细描述。此外,在主轴5-O延伸的方向上,驱动元件5-54与第一弹性元件5-70可不重叠,从而可降低光学元件驱动机构5-100在Z方向上的尺寸,而达到小型化。
图36E是图36A的元件进一步省略承载座5-30的示意图。如图36E所示,光学元件驱动机构5-100还可进一步包括第二位置感测组件5-S2。第二位置感测组件5-S2可包括设置在框架5-40上的第四位置感测元件5-88、第五位置感测元件5-89、以及设置在承载座5-30上对应的磁性元件(未示出)。借此,当承载座5-30相对于框架5-40进行运动时,第四位置感测元件5-88、第五位置感测元件5-89可感测承载座5-30上的磁性元件运动时的磁场变化,进而得到承载座5-30相对于框架5-40的运动量。
换句话说,第二位置感测组件5-S2可用以感测承载座5-30相对框架5-40的运动。举例来说,第二位置感测组件5-S2用以感测承载座5-30相对框架5-40在第五维度上的运动。应注意的是,第五维度上的运动为沿着第十二方向(例如Z方向)的运动。第十二方向与第八方向(例如X方向)不平行,或者第十二方向可与第八方向垂直。第十二方向与第九方向(例如Y方向)不平行,或者第十二方向可与第九方向垂直。第十二方向与第十方向(例如Y方向)不平行,或者第十二方向与第十方向垂直。第十二方向与第十一方向(例如Z方向)平行。此外,如图36E所示,第一弹性元件5-70至少部分固定地设置在基底单元5-60上。
图36F是光学元件驱动机构5-100中的第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86、第四位置感测元件5-88、第五位置感测元件5-89的示意图。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,如图36F所示,第二位置感测组件5-S2的第四位置感测元件5-88位于固定部5-F的角落,此角落由第一侧边5-E1与第二侧边5-E2组成。此外,沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第二位置感测组件5-S2(第四位置感测元件5-88、第五位置感测元件5-89)与第一位置感测组件5-S1(第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84不重叠、第三位置感测元件5-86)不重叠。借此,可避免各感测元件及其对应的磁性元件之间发生磁干扰,而可改善感测的精确度。
图37A是光学元件驱动机构5-100一些元件的示意图,图37B是图37A的放大图,图37C是驱动元件5-52或驱动元件5-54的示意图。在一些实施例中,如图37A以及图37B所示,光学元件驱动机构5-100在单个基底单元5-60上可具有驱动元件5-52,并且可设置一个或一个以上的驱动元件5-52,以达到各种方向上的运动。举例来说,基底单元5-60上可具有止动部5-621、5-623(止动组件的止动元件),朝向框架5-40突起,并且在驱动元件5-52的延伸方向上延伸。驱动元件5-52可设置在止动部5-621、5-623之间,即止动部5-621、5-623围绕驱动元件5-52,以保护驱动元件5-52免于碰撞。
应注意的是,止动部5-621、5-623(止动组件)固定地设置在基底单元5-60上,且基底单元5-60可具有板状的结构以及塑胶的材质,并且沿着基底单元5-60的厚度方向观察时,基底单元5-60可具有多边形的结构(例如矩形),而止动部5-621、5-623可位在基底单元5-60不同的侧边处。
如图37C所示,驱动元件5-52可包括驱动单元5-521、弹性单元5-522、连接单元5-523、缓冲单元5-524、接触单元5-525、接触部5-526、制震单元5-527、制震单元5-528。驱动元件5-54可包括驱动单元5-541、弹性单元5-542、连接单元5-543、缓冲单元5-544、接触单元5-545、接触部5-546、制震单元5-547、制震单元5-548。
在一些实施例中,驱动单元5-521的材质可包括形状记忆合金(Shape MemoryAlloy,SMA),并且具有长条形的形状并沿一方向延伸。形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料。举例来说,当形状记忆合金在低于相变态温度下,受到一有限度的塑性变形后,可通过加热的方式,使其恢复到变形前的原始形状。
在一些实施例中,当对驱动单元5-521施加一信号(例如电压或电流)之后,可通过电流的热效应而增加温度,以降低驱动单元5-521的长度。反之,若施加强度较弱的信号,由于加热的速率不及环境的散热速率,可降低温度,进而增加驱动单元5-521的长度。
驱动单元5-521可具有固定在连接单元5-523上的端部5-5211以及固定在接触单元5-525上的端部5-5212,而弹性单元5-522具有柔性,例如可包括金属的材质,从而当驱动单元5-521进行收缩时,弹性单元5-522可被驱动单元5-521弯折。此外,由于驱动单元5-521以及弹性单元5-522皆可具有金属的材质,驱动单元5-521可电性连接弹性单元5-522,且驱动单元5-521运行时产生的热量可通过弹性单元5-522来排出。连接单元5-523可固定在固定部5-F上,例如固定在基底单元5-60上,并且可通过连接单元5-523以允许驱动元件5-52与外界进行电性连接。应注意的是,如图37B所示,在主轴5-O延伸的方向(图36B)以及驱动单元5-521延伸的第一方向上,驱动元件5-52的驱动单元5-521与止动部5-621、5-623至少部分重叠。
接触单元5-525可通过缓冲单元5-524活动地连接弹性单元5-521。举例来说,缓冲单元5-524可为具有长条形状的弹性单元5-522与具有矩形形状或圆弧形状的接触单元5-525(或可具有其他形状,并不限于此)的连接点,并且可进行弯折。此外,接触单元5-525可用以接触活动部5-M(例如框架5-40)或者固定部5-F(例如基底单元5-60)。当驱动单元5-521发生形变(缩短)时,弹性单元5-522会被带动而发生形变(弯折),从而带动接触单元5-525进行运动。在一些实施例中,接触单元5-525的材料可包括金属,例如弹性单元5-522、缓冲单元5-524、接触单元5-525可具有一体成形的结构,即可具有相同的材质。
在一些实施例中,接触单元5-525在远离弹性单元5-522的一端还可具有接触部5-526。虽然图37C中的接触部5-526是示出为具有单一的结构,但本发明并不以此为限。举例来说,在一些实施例中,接触单元5-525可包括多个接触部5-526,并且接触部5-526间可彼此隔开并通过接触单元5-525进行连接。换句话说,多个接触部5-526以及接触单元5-525可具有一体成形的结构。
在一些实施例中,制震单元5-527可设置在驱动单元5-521以及弹性单元5-522之间,例如可设置在驱动单元5-521的中点以及弹性单元5-522的中点之间,而制震单元5-528可设置在驱动单元5-521的端部5-5211上,并且制震单元5-527、制震单元5-528可直接接触驱动单元5-521、弹性单元5-522,以吸收驱动单元5-521以及弹性单元5-522形变时过大的震动,而避免驱动单元5-521或弹性单元5-522发生断裂。
在一些实施例中,制震单元5-527或制震单元5-528的材质可包括柔性树脂,即制震单元5-527或制震单元5-528的杨氏模数(Young’s Modulus)可小于基底单元5-60的杨氏模数。
驱动元件5-54中的驱动单元5-541、弹性单元5-542、连接单元5-543、缓冲单元5-544、接触单元5-545、接触部5-546、制震单元5-547、制震单元5-548的结构与技术效果分别与前述驱动单元5-521、弹性单元5-522、连接单元5-523、缓冲单元5-524、接触单元5-525、接触部5-526、制震单元5-527、制震单元5-528相似或相同,于此不再赘述。
图37D是驱动元件5-52相对于基底单元5-60推动框架5-40时的示意图,而图37E是驱动元件5-54相对于框架5-40推动承载座5-30的示意图。如图37D所示,当驱动元件5-52的驱动单元5-521进行收缩时,会带动弹性单元5-522进行形变。由于连接单元5-523固定在基底单元5-60上,仅有接触单元5-525会被驱动单元5-521带动进行移动,例如朝向框架5-40移动。当接触单元5-525移动到接触框架5-40之后,接触单元5-525可对框架5-40施加一驱动力,此驱动力的方向(从基底单元5-60朝向框架5-40)与驱动单元5-521在静止时的延伸方向不同。举例来说,若驱动单元5-521在静止时朝向X方向延伸,则驱动力的方向可为垂直X方向的Y方向,以允许框架5-40朝向Y方向移动。
如图37E所示,当驱动元件5-54的驱动单元5-541进行收缩时,会带动弹性单元5-542进行形变。由于连接单元5-543固定在框架5-40上,仅有接触单元5-545会被驱动单元5-541带动进行移动,例如朝向承载座5-30的延伸部5-32移动。当接触单元5-545移动到接触延伸部5-32之后,接触单元5-545可对承载座5-30施加一驱动力,此驱动力的方向(从框架5-40朝向延伸部5-32)与驱动单元5-541在静止时的延伸方向不同。举例来说,若驱动单元5-541在静止时朝向XY平面上的一方向延伸(图36B),则驱动力的方向可为垂直此方向的Z方向,以允许承载座5-30朝向Z方向移动。
虽然图37B中的两个驱动元件5-52是朝向相同的方向延伸,但本发明并不以此为限。举例来说,图37F是本发明另一些实施例中的驱动元件5-52配置方式的示意图,其中上下两个驱动元件5-52是朝向相反的方向延伸。借此,两个驱动元件5-52的接触单元5-525可在不同的位置推动框架5-40,以对框架5-40产生不同的力矩,进而可同时进行移动与转动。
此外,请回头参照图37B,当框架5-40相对于固定部5-F(例如基底单元5-60)运动时,由于止动部5-621、5-623朝向框架5-40突出,所以止动部5-621、5-623可以用来定义框架5-40可运动的一限定范围。举例来说,限定范围中可具有第一位置以及第二位置。当框架5-40(活动部5-M)相对基底单元5-60(固定部5-F)位于第一位置时,驱动元件5-52未接触框架5-40。当框架5-40相对基底单元5-60位于第二位置时,驱动元件5-52可直接接触框架5-40以及基底单元5-60。
在一些实施例中,基底单元5-60上还可具有凹部5-624,与接触单元5-525对应(例如在垂直主轴5-O延伸的方向上重叠)。借此,当驱动单元5-521不收缩时,弹性单元5-522回到如图37B所示的形状,而凹部5-624可避免接触单元5-525在弹性单元5-522变形时直接接触基底单元5-60,进而保护接触单元5-525。此外,凹部5-624的材料不包括导电材料,例如不包括金属,以避免当与接触单元5-525直接接触时发生短路。
应注意的是,在一些实施例中,当驱动组件5-D驱动活动部5-M相对固定部5-F在第一维度运动时(在X方向的平移运动),驱动组件5-D亦可同时驱动活动部5-M相对固定部5-F在第六维度上运动,而第六维度上的运动为以光学元件的光轴为转轴的转动。应注意的是,此处的光学元件的光轴可与前述主轴5-O不同。举例来说,当驱动组件5-D驱动活动部5-M相对固定部5-F在第一维度运动时,可带动光学元件,使光轴相对主轴5-O运动。借此,可允许活动部5-M相对于固定部5-F在更多维度上进行运动,以进一步加强光学防手震的效果。
在一些实施例中,当驱动组件5-D驱动活动部5-M相对固定部5-F仅在该第一维度运动时,活动部5-M仅可在第一维度于框架5-40可运动的限定范围中的第一极限范围内运动。举例来说,若活动部5-M在X方向上运动,则可将第一极限范围定义为活动部5-M在X方向上的最大可移动范围。接着,当驱动组件5-D驱动活动部5-M相对固定部5-F同时在第一维度以及第六维度上运动时,在第一维度上,活动部5-M仅可在限定范围中的第二极限范围内运动。应注意的是,在第一维度上,第一极限范围大于第二极限范围,且限定范围大于第一极限范围。换句话说,若活动部5-M除了第一维度上的运动之外,同时在第六维度上进行运动,则活动部5-M在第一维度上的可动范围会随之降低。
当活动部5-M相对固定部5-F于第一极限范围内运动时,止动部5-621、5-623(止动组件)与活动部5-M以及固定部5-F至少一者未直接接触。在本实施例中,止动部5-621、5-623是设置在固定部5-F上,故当活动部5-M位在第一极限范围时,止动部5-621、5-623并不会直接接触活动部5-M。然而,本发明并不以此为限。举例来说,亦可将止动组件设置在活动部5-M上。在这种实施例中,当活动部5-M位在第一极限范围时,活动部5-M上的止动组件并不会直接接触固定部5-F。借此,可避免活动部5-M与固定部5-F直接发生碰撞而发生损坏。
在一些实施例中,当驱动组件5-D驱动活动部5-M相对固定部5-F仅在第六维度运动时,在第六维度上,活动部5-M仅可于限定范围中的第三极限范围内运动。当驱动组件5-D驱动活动部5-M相对固定部5-F同时在第一维度以及第六维度运动时,在第六维度上,活动部5-M仅可在限定范围中的第四极限范围内运动。应注意的是,在第六维度上,第三极限范围大于第四极限范围,且限定范围大于第三极限范围。换句话说,若活动部5-M除了第六维度上的运动之外,同时在第一维度上进行运动,则活动部5-M在第六维度上的可动范围会随之降低。同理,当活动部5-M相对固定部5-F于第三极限范围内运动时,止动部5-621、5-623与活动部5-M以及固定部5-F至少一者未直接接触。
此外,如图36F所示,光学元件驱动机构5-100中还可包括控制单元5-C,例如可为具有驱动功能的集成电路(driver IC)、硬盘、存储器等,用以存储第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,以避免活动部5-M运动时超出前述极限范围而与其他元件发生碰撞,从而造成损坏。可通过一外部设备(未示出)来测量前述第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,并在测量到第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围之后将其存入控制单元5-C。应注意的是,控制单元5-C可与第一位置感测组件5-S1(包括第一位置感测元件5-82、第二位置感测元件5-84、第三位置感测元件5-86)以及第二感测组件5-S2(包括第四位置感测元件5-88、第五位置感测元件5-89)电性连接,以通过单个控制单元5-C来同时控制多个感测元件,而降低所需的控制单元数量,进而达到小型化。
图38A至图38N是本发明一些实施例中驱动元件在光学元件驱动机构5-100A、5-100B、5-100C、5-100D、5-100E、5-100F、5-100G中各种配置方式的示意图。如图38A所示,将驱动元件5-52简化示出为一直线与一箭头的组合,其中直线部分代表弹性单元5-522,而箭头部分代表接触单元5-525,而其余的元件为了简洁而省略。箭头的方向代表接触单元5-525对框架5-40施加的驱动力的方向。应注意的是,本实施例中的箭头方向是以指向X方向、-X方向、Y方向、-Y方向来做说明,但不限于此。可根据实际需求而调整各驱动力的方向。
如图38A以及图38B所示,光学元件驱动机构5-100A中可包括驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1、5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1。驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1可以位在相同的一XY平面上,而驱动元件5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1可以位在相同的一XY平面上,并且与驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1所位在的XY平面不同。
在本实施例中,驱动元件5-52A1、5-52E1在Y方向上延伸,驱动元件5-52B1、5-52F1在-X方向上延伸,驱动元件5-52C1、5-52G1在-Y方向上延伸,驱动元件5-52D1、5-52H1在X方向上延伸,前述驱动元件5-54(图36B)在XY平面上的与X方向与Y方向皆不平行的一方向上延伸。于随后的实施例为了简洁亦未示出驱动元件5-54,但应了解的是随后各实施例的光学元件驱动机构亦可具有与本实施例类似的驱动元件5-54。
为了方便说明,可将驱动元件5-52A1称为第一驱动元件5-52A1,将驱动元件5-52B1称为第二驱动元件5-52B1,将驱动元件5-54称为第三驱动元件5-54,将驱动元件5-52E1称为第四驱动元件5-52E1,将驱动元件5-52F1称为第五驱动元件5-52F1,将驱动元件5-52C1称为第六驱动元件5-52C1,将驱动元件5-52D1称为第七驱动元件5-52D1。
因此,第一驱动元件5-52A1的第一驱动单元(未示出,以下其他驱动单元亦同)沿着第一方向(X方向)延伸,第二驱动元件5-52B1的第二驱动单元沿着第二方向(Y方向)延伸,第二驱动元件5-52B1用以对于活动部5-M或固定部5-F产生一第二驱动力,第二驱动力的方向(X方向)与第二方向不平行,第一方向与第二方向不平行。
在主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1的中心(例如具有长条形状的弹性单元5-522的中心)与第二驱动元件5-52B1的中心(例如具有长条形状的弹性单元5-522的中心)距离为零,即第一驱动元件5-52A1的中心与第二驱动元件5-52B1的中心位在相同的XY平面上。换句话说,在垂直主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1与第二驱动元件5-52B1至少部分重叠,即第一驱动元件5-52A1与第二驱动元件5-52B1可具有相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时(图38B),第一驱动元件5-52A1、第二驱动元件5-52B1不重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1位于固定部5-F的第一侧边5-E1。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第二驱动元件5-52B1位于固定部5-F的第二侧边5-E2。
第三驱动元件5-54的一第三驱动单元沿着第三方向延伸,第三方向可为XY平面上不与X方向或Y方向平行的一方向,第三方向与第二方向不平行,第三方向与第一方向不平行,第三驱动元件5-54用以对于活动部5-M的承载座5-30或活动部5-M的框架5-40产生第三驱动力,第三驱动力的方向(Z方向)与第三方向不平行。
在主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1的中心与第三驱动元件5-54的中心距离不为零。换句话说,第一驱动元件5-52A1与第三驱动元件5-54可位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1与第三驱动元件5-54不重叠,即第一驱动元件5-52A1与第三驱动元件5-54位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1、第三驱动元件5-54不重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,如图36B所示,第三驱动元件5-54位于第一侧边5-E1。
第四驱动元件5-52E1的第四驱动单元沿着第四方向(Y方向)延伸,第四方向与第一方向平行,第四方向与第二方向不平行,第四方向与第三方向不平行,第四驱动元件5-52E1用以对于活动部5-M或固定部5-F产生第四驱动力,第四驱动力的方向(X方向)与第四方向不平行。
在主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1的中心与第四驱动元件5-52E1的中心距离不为零,即位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1与第四驱动元件5-52E1不重叠,即第一驱动元件5-52A1与第四驱动元件5-52E1位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1、第四驱动元件5-52E1至少部分重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第四驱动元件5-52E1位于第一侧边5-E1。
第五驱动元件5-52F1的第五驱动单元沿着第五方向(X方向)延伸,第五方向与第一方向不平行,第五方向与第二方向平行,第五方向与第三方向不平行,第五方向与第四方向不平行,第五驱动元件5-52F1用以对于活动部5-M或固定部5-F产生第五驱动力,第五驱动力的方向(-Y方向)与第五方向不平行。
在主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1的中心与第五驱动元件5-52F1的中心距离不为零,即位在不同的XY平面上。沿着垂直主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1与第五驱动元件5-52F1不重叠,即第一驱动元件5-52A1与第五驱动元件5-52F1位在不同的高度(Z坐标不同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1、第五驱动元件5-52F1不重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第二驱动元件5-52B1、第五驱动元件5-52F1至少部分重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第五驱动元件5-52F1位于第二侧边5-E2。
在主轴5-O延伸的方向上,第四驱动元件5-52E1的中心与第五驱动元件5-52F1的中心距离为零,即位在相同的XY平面上。沿着垂直主轴5-O延伸的方向观察时,第四驱动元件5-52E1与第五驱动元件5-52F1至少部分重叠,即第四驱动元件5-52E1与第五驱动元件5-52F1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第四驱动元件5-52E1、第五驱动元件5-52F1不重叠。
第六驱动元件5-52C1的一第六驱动单元沿着一第六方向(Y方向)延伸,第六方向与第一方向平行,第六方向与第二方向不平行,第六方向与第三方向不平行,第六驱动元件5-52C1用以对于活动部5-M或固定部5-F产生第六驱动力,第六驱动力的方向(-X方向)与第六方向不平行。
在主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1的中心与第六驱动元件5-52C1的中心距离为零(即位在相同的XY平面上)。沿着垂直主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1与第六驱动元件5-52C1至少部分重叠,即第一驱动元件5-52A1与第六驱动元件5-52C1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1、第六驱动元件5-52C1不重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第六驱动元件5-52C1位于固定部5-F的第三侧边5-E3,第一侧边5-E1与第三侧边5-E3平行。
第七驱动元件5-52D1的第七驱动单元沿着一第七方向(X方向)延伸,第七方向与第一方向不平行,第七方向与第二方向平行,第七方向与第三方向不平行,第七方向与第四方向不平行,第七驱动元件5-52D1用以对于活动部5-M或固定部5-F产生一第七驱动力,第七驱动力的方向(Y方向)与第七方向不平行。
在主轴5-O延伸的方向上,第一驱动元件5-52A1的中心与第七驱动元件5-52D1的中心距离为零(即位在相同的XY平面上)。沿着垂直主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1与第七驱动元件5-52D1至少部分重叠,即第一驱动元件5-52A1与第七驱动元件5-52D1位在相同的高度(Z坐标相同)。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第一驱动元件5-52A1、第七驱动元件5-52D1不重叠。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,第七驱动元件5-52D1位于固定部5-F的第四侧边5-E4,第一侧边5-E1与第四侧边5-E4不平行,第二侧边5-E2与第四侧边5-E4平行。
在本实施例中,驱动元件5-52A1、5-52E1可对框架5-40施加朝向X方向的驱动力,驱动元件5-52B1、5-52F1可对框架5-40施加朝向-Y方向的驱动力,驱动元件5-52C1、5-52G1可对框架5-40施加朝向-X方向的驱动力,驱动元件5-52D1、5-52H1可对框架5-40施加朝向Y方向的驱动力。借此,可通过驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1、5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1而驱动框架5-40相对于固定部5-F在X方向或Y方向上移动。
此外,驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1、5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1还可允许框架5-40相对于X轴或相对于Y轴进行翻转。举例来说,若仅通过驱动元件5-52C1以及驱动元件5-52E1对框架5-40施加驱动力,由于驱动元件5-52C1以及驱动元件5-52E1为在不同的XY平面上,驱动元件5-52C1的驱动力以及驱动元件5-52E1的驱动力可对框架5-40施加不为零的合力矩,故可使框架5-40在Y轴上进行翻转。
当第一驱动元件5-52A1的驱动单元5-521(第一驱动单元)形变时,第一驱动元件5-52A1的弹性单元5-522(第一弹性单元)同时产生形变带动第一驱动元件5-52A1的接触单元5-525(第一接触单元)运动。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,主轴5-O可看作一个点。主轴5-O穿过外框5-10的中心,且主轴5-O与第一接触单元的中心(例如图38B中弹性单元5-522与接触单元5-525的连接点,以下各接触单元的中心亦可由相同或类似的方式定义)的连线与第一方向(X方向)不垂直也不平行。
当第二驱动元件5-52B1的驱动单元5-521(第二驱动单元)形变时会带动第二驱动元件5-52B1的接触单元5-525(第二接触单元)运动。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,主轴5-O与第二接触单元的中心的连线与第二方向(X方向)不垂直也不平行。
在光学元件驱动机构5-100A中,驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1可相对于主轴5-O彼此旋转对称,而驱动元件5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1亦可相对于主轴5-O彼此旋转对称。因此,沿着主轴5-O延伸的方向观察时,主轴5-O和第二驱动元件5-52B1的接触单元5-525(第二接触单元)的中心的连线与主轴5-O和第一驱动元件5-52A1的接触单元5-525(第一接触单元)的中心的连线垂直。
第三驱动元件5-54的接触单元5-545(第三接触单元)用以接触承载座5-30或框架5-40。当第三驱动元件5-54的驱动单元5-541形变时会带动第三接触单元运动。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,主轴5-O与第三驱动元件5-54的接触单元5-545(第三接触单元)的中心的连线与第三方向(第三驱动元件5-54的第三驱动单元延伸的方向)不垂直也不平行。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,主轴5-O和第三接触单元的中心的连线与主轴5-O和第一驱动元件5-52A1的接触单元5-525(第一接触单元)的中心的连线不垂直也不平行。
图38C以及图38D是光学元件驱动机构5-100B从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构5-100B包括驱动元件5-52A2、5-52B2、5-52C2、5-52D2、5-52E2、5-52F2、5-52G2、5-52H2。驱动元件5-52A2、5-52B2、5-52C2、5-52D2与前述光学元件驱动机构5-100A中的驱动元件5-52A1、5-52B1、5-52C1、5-52D1大致上相同,而驱动元件5-52E2、5-52F2、5-52G2、5-52H2与前述光学元件驱动机构5-100A中的驱动元件5-52E1、5-52F1、5-52G1、5-52H1是朝向相反的方向设置(对应于图37F中的设置方式)。
第四驱动元件5-52E2的接触单元5-525(第四接触单元)用以接触活动部5-M或固定部5-F。当第四驱动元件5-52E2的驱动单元5-522(第四驱动单元)形变时会带动第四接触单元运动。沿着主轴5-O延伸的方向观察时(图38D),主轴5-O与第四驱动元件5-52E2的接触单元5-525(第四接触单元)的中心的连线与第四方向(Y方向)不垂直也不平行。沿着主轴5-O延伸的方向观察时,主轴5-O和第四驱动元件5-52E2的接触单元5-525(第四接触单元)的中心的连线与主轴5-O和第一驱动元件5-52A2的接触单元5-525(第一接触单元)的中心的连线不垂直也不平行。此外,驱动单元5-52B2、5-52F2,或驱动单元5-52C2、5-52G2,或驱动单元5-52D2、5-52H2亦可具有类似的对应关系。借此,可通过驱动元件5-52A2、5-52B2、5-52C2、5-52D2、5-52E2、5-52F2、5-52G2、5-52H2的配合,对活动部5-M进行X、Y方向上的平移运动、相对于X、Y、或Z轴的转动运动,以更精确地执行光学防手震。
图38E以及图38F是光学元件驱动机构5-100C从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构5-100C包括驱动元件5-52A3、5-52B3、5-52C3、5-52D3、5-52E3、5-52F3、5-52G3、5-52H3。与前述光学元件驱动机构5-100A、5-100B不同的是,光学元件驱动机构5-100C各驱动元件5-52A3、5-52B3、5-52C3、5-52D3、5-52E3、5-52F3、5-52G3、5-52H3的接触单元5-525是位在固定部5-F的角落处。借此,光学元件驱动机构5-100C可进一步提供活动部5-M相对于主轴5-O的转动运动,以增强光学防手震的效果。此外,光学元件驱动机构5-100C还可提供活动部5-M以X轴或Y轴为轴心的翻转运动。
举例来说,沿着主轴5-O方向观察时,主轴5-O与驱动元件5-52A3的接触单元5-525的中心的连线与主轴5-O与驱动元件5-52B3的接触单元5-525的中心的连线不垂直也不平行。此外,沿着主轴5-O方向观察时,驱动元件5-52A3与驱动元件5-52E3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52B3与驱动元件5-52F3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52C3与驱动元件5-52G3可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52D3与驱动元件5-52H3可至少部分重叠或完全重叠,以降低在其他方向上所需的空间,而实现小型化。
图38G以及图38H是光学元件驱动机构5-100D从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构5-100D包括驱动元件5-52A4、5-52B4、5-52C4、5-52D4、5-52E4、5-52F4、5-52G4、5-52H4。与前述光学元件驱动机构5-100A、5-100B、5-100C不同的是,光学元件驱动机构5-100D各驱动元件5-52A4、5-52B4、5-52C4、5-52D4、5-52E4、5-52F4、5-52G4、5-52H4的接触单元5-525是位在固定部5-F各侧边靠近中心处。借此,可强化光学元件驱动机构5-100D中的活动部5-M在X方向或Y方向上的运动。
举例来说,沿着主轴5-O方向观察时,主轴5-O与驱动元件5-52A4的接触单元5-525的中心的连线与主轴5-O与驱动元件5-52B4的接触单元5-525的中心的连线不垂直也不平行。此外,沿着主轴5-O方向观察时,驱动元件5-52A4与驱动元件5-52E4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52B4与驱动元件5-52F4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52C4与驱动元件5-52G4可至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52D4与驱动元件5-52H4可至少部分重叠或完全重叠,以降低在其他方向上所需的空间,而实现小型化。
图38I以及图38J是光学元件驱动机构5-100E从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构5-100E包括驱动元件5-52A5、5-52B5、5-52C5、5-52D5。与前述光学元件驱动机构5-100A、5-100B、5-100C、5-100D不同的是,光学元件驱动机构5-100E的驱动元件5-52A5、5-52B5、5-52C5、5-52D5仅具有单层的结构,即位在相同的XY平面上。举例来说,在垂直主轴5-O延伸的方向上,驱动元件5-52A5、5-52B5、5-52C5、5-52D5其中两者至少部分重叠。借此,可降低光学元件驱动机构5-100E中所需的元件数量,而达到小型化。此外,光学元件驱动机构5-100E各驱动元件5-52A5、5-52B5、5-52C5、5-52D5的接触单元5-525是位在固定部5-F各侧边靠近中心处。借此,可强化光学元件驱动机构5-100E中的活动部5-M在X方向或Y方向上的运动。
图38K以及图38L是光学元件驱动机构5-100F从不同角度观察时的示意图。光学元件驱动机构5-100F包括驱动元件5-52A6、5-52B6、5-52C6、5-52D6。与前述光学元件驱动机构5-100A、5-100B、5-100C、5-100D不同的是,光学元件驱动机构5-100F的驱动元件5-52A6、5-52B6、5-52C6、5-52D6仅具有单层的结构,即位在相同的XY平面上。举例来说,在垂直主轴5-O延伸的方向上,驱动元件5-52A6、5-52B6、5-52C6、5-52D6其中两者至少部分重叠。借此,可降低光学元件驱动机构5-100F中所需的元件数量,而达到小型化。此外,光学元件驱动机构5-100F各驱动元件5-52A6、5-52B6、5-52C6、5-52D6的接触单元5-525是位在固定部5-F的角落处。借此,光学元件驱动机构5-100F可进一步提供活动部5-M相对于主轴5-O的转动运动,以增强光学防手震的效果。
图38M以及图38N是光学元件驱动机构5-100G的示意图。光学元件驱动机构5-100G包括驱动元件5-52A7、5-52C7、5-52E7、5-52G7。与前述光学元件驱动机构5-100A、5-100B、5-100C、5-100D、5-100E、5-100F不同的是,光学元件驱动机构5-100G的驱动元件5-52A7、5-52C7、5-52E7、5-52G7仅位在固定部5-F的其中两个侧边处,而在另外两个侧边未设置驱动元件5-52A7、5-52C7、5-52E7、5-52G7。借此,可降低光学元件驱动机构5-100G中所需的元件数量,而达到小型化。此外,驱动元件5-52A7、5-52E7在主轴5-O延伸的方向上至少部分重叠或完全重叠,驱动元件5-52C7、5-52G7在主轴5-O延伸的方向上至少部分重叠或完全重叠,从而可降低在其他方向上所需的空间。再者,光学元件驱动机构5-100G的驱动元件5-52A7、5-52C7、5-52E7、5-52G7亦可提供活动部5-M相对于X轴、Y轴、主轴5-O的翻转运动,以增强光学防手震的效果。
图39A是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构5-101的示意图,图39B是光学元件驱动机构5-101沿图39A的线段5-B-5-B示出的剖面图。如图39B所示,光学元件驱动机构5-101与前述光学元件驱动机构5-100不同的是,光学元件驱动机构5-101还包括驱动元件5-55(第八驱动元件),且底座5-20上还具有凸出部5-25以及凸出部5-26。驱动元件5-55的细节可与前述驱动元件5-52或驱动元件5-54相同或相似,于此不再赘述。
在一些实施例中,可在凸出部5-26中设置连接到前述第一位置感测组件5-S1的第二电路元件(未示出),并且可将驱动元件5-55的一端(例如连接单元)设置在凸出部5-26上,以允许第一位置感测组件5-S1电性连接到驱动元件5-55。此外,驱动元件5-55的另一端(例如接触单元)可设置在凸出部5-25上。
驱动元件5-55可用以接触承载座5-30或底座5-20,且其驱动单元可沿第十三方向(例如X方向,亦可为Y方向)延伸,第十三方向与第一方向(例如Y方向)不平行,第十三方向与第二方向(例如X方向)平行,第十三方向与第三方向不平行。驱动元件5-55用以对承载座5-30或框架5-40产生第八驱动力。第八驱动力例如可为朝向Z方向的力。第八驱动力的方向与第十一方向(例如Z方向)平行,且与第十三方向不平行。
图39C是驱动元件5-55运行时的示意图。驱动元件5-55的一端会固定在凸出部5-26上,而驱动元件5-55设置在凸出部5-25上的一端会离开凸出部5-25而接触承载座5-30(或亦可用于接触框架5-40),进而使活动部5-M以及设置在活动部5-M中的光学元件沿着主轴5-O的方向进行运动,而达到自动对焦的功能。
图40A以及图40B是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构5-102的示意图。光学元件驱动机构5-102的结构可与光学元件驱动机构5-100大致上类似,相同的处于此不再赘述。差异点在于光学元件驱动机构5-102中可具有一电路组件5-C1,电路组件5-C1可包括第一电路元件5-80A、第二电路元件5-80B、第三电路元件5-80C。第一电路元件5-80A可设置在基底单元5-60上,并且可连接驱动组件5-D,而第二电路元件5-80B可设置在底座5-20上。
如图40A以及图40B所示,第一电路元件5-80A可包括第一连接面,第二电路元件5-80B包括第二连接面,且第一连接面以及第二连接面可露出于固定部5-F,例如露出于外框5-10的开口5-13。应注意的是,如图40B所示,第三电路元件5-80C可设置在第一连接面以及第二连接面上,例如直接接触第一连接面以及第二连接面,用以连接第一电路元件5-80A以及第二电路元件5-80B。第三电路元件5-80C例如可为焊球、导电胶等导电材料,但并不以此为限。
应注意的是,如图40B所示,第一连接面以及第二连接面分别为第一电路元件5-80A以及第二电路元件5-80B与第三电路元件5-80C所接触的表面。在一些实施例中,第一连接面与主轴5-O平行,第二连接面与主轴5-O不平行,例如第二连接面可与主轴5-O垂直。此外,第一连接面与第二连接面不平行,例如第一连接面可与第二连接面垂直。
在一些实施例中,第二电路元件5-80B可包括延伸电路(如底座5-20中的虚线),设置在底座5-20中且穿过底座5-20,并连接第一位置感测组件5-S1,借此电性连接驱动组件5-D以及第一位置感测组件5-S1,从而可通过第一位置感测组件5-S1所感测的信号来控制驱动组件5-D。
图40C、图40D、以及图40E是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构5-103的示意图。光学元件驱动机构5-103与前述光学元件驱动机构5-102类似,而不同的处在于光学元件驱动机构5-103的电路组件5-C2可包括第四电路元件5-80D以及第五电路元件5-80E,其他类似的元件于此不再赘述。
第四电路元件5-80D可设置在基底单元5-60,用以连接驱动组件5-D。第五电路元件5-80E可设置在底座5-20。第四电路元件5-80D可包括第三连接面5-80D1以及第四连接面5-80D2,露出于固定部5-F。第五电路元件5-80E可包括第五连接面5-80E1以及第六连接面5-80E2,露出于固定部5-F,例如露出于底座5-20。
应注意的是,第三连接面5-80D1与主轴5-O平行,第四连接面5-80D2与主轴5-O平行,第五连接面5-80E1与主轴5-O不平行,例如第五连接面5-80E1与主轴5-O垂直。此外,第六连接面5-80E2与主轴不平行,例如第六连接面5-80E2与主轴5-O垂直。在一些实施例中,第三连接面5-80D1与第四连接面5-80D2面朝不同的方向,例如第三连接面5-80D1可与第四连接面5-80D2面朝相反的方向,而第五连接面5-80E1可与第六连接面5-80E2面朝相同的方向。在一些实施例中,如图40E所示,在第三连接面5-80D1的法线方向上,第三连接面5-80D1的投影与第四连接面5-80D2的投影不重叠。
在一些实施例中,电路组件5-C2还可包括第六电路元件以及第七电路元件(未示出)。第六电路元件以及第七电路元件的结构与材料可与前述第三电路元件5-80C相同或相似。第六电路元件可用以连接该第三连接面5-80D1以及第五连接面5-80E1,例如第六电路元件可设置在第三连接面5-80D1以及第五连接面5-80E1上,并且第六电路元件直接接触第三连接面5-80D1以及第五连接面5-80E1,以电性连接第四电路元件5-80D以及第五电路元件5-80E。此外,第七电路元件可连接第四连接面5-80D2以及第六连接面5-80E2,例如第七电路元件可设置在第四连接面5-80D2以及第六连接面5-80E2上,并且第七电路元件可直接接触第四连接面5-80D2以及第六连接面5-80E2,以电性连接第四电路元件5-80D以及第五电路元件5-80E。
请参阅图41,本发明一实施例的光学元件驱动机构6-10可装设于一电子装置6-20内,以承载并驱动一光学元件6-30,使光学元件6-30可相对于电子装置6-20中的感光元件(未图示)移动,进而达到对焦及/变焦的目的。前述电子装置6-20例如可为具智能手机、平板电脑、或系数码相机,而光学元件6-30则可为一镜头。
图42和图43是表示前述光学元件驱动机构6-10的示意图和分解图。如图42和图43所示,光学元件驱动机构6-10主要包括一固定部6-100、一活动部6-200、一支撑组件6-300、一驱动组件6-400、一控制组件6-500、一第一电路6-600、以及一第二电路6-700。
固定部6-100包括一外框6-110和一底座6-120,两者可沿着光学元件驱动机构6-10的主轴6-AX1排列并彼此结合以形成一中空盒体,前述活动部6-200、支撑组件6-300和驱动组件6-400可容置于此中空盒体中。第一电路6-600和第二电路6-700分别嵌埋于底座6-120和外框6-110中。
外框6-110可具有一顶壁6-111和一侧壁6-112,顶壁6-111垂直于主轴6-AX1,侧壁6-112则是由顶壁6-111的边缘沿着主轴6-AX1延伸。于本实施例中,前述第二电路6-700将同时埋设于外框6-110的顶壁6-111和侧壁6-112中。此外,第二电路6-700可具有至少一个对外接点6-710,此对外接点6-710可从顶壁6-111或侧壁6-112显露,以与外部电路电性连接。于本实施例中,对外接点6-710是沿着主轴6-AX1延伸并从外框6-110的侧壁6-112下方(邻接底座6-120处)显露。
活动部6-200可为一光学元件承载座,且前述光学元件6-30可固定于光学元件承载座的穿孔6-210中。活动部6-200可通过支撑组件6-300悬挂于中空盒体中,详细而言,支撑组件6-300可包括一第一弹性元件6-310和一第二弹性元件6-320。第一弹性元件6-310设置于活动部6-200和底座6-120之间,且包括一内圈段6-311、一外圈段6-312、以及至少一弦线段6-313,其中内圈段6-311和外圈段6-312分别固定至光学元件承载座的下表面和底座6-120,弦线段6-313则连接内圈段6-311和外圈段6-312。第二弹性元件6-320则设置于活动部6-200和顶壁6-111之间,且包括一内圈段6-321、一外圈段6-322、以及至少一弦线段6-323,其中内圈段6-321和外圈段6-322分别固定至光学元件承载座的上表面和外框6-110,弦线段6-323则连接内圈段6-321和外圈段6-322。如此一来,活动部6-200即可通过第一、第二弹性元件6-310、6-320提供的弹性力悬挂在中空盒体中。
活动部6-200可被驱动组件6-400驱动而相对于固定部6-100沿着主轴6-AX1移动。请一并参阅图43至图45,于本实施例中,驱动组件6-400包括两个第一驱动元件6-410以及两个第二驱动元件6-420,其中第一驱动元件6-410设置于活动部6-200和底座6-120之间,第二驱动元件6-420设置于活动部6-200和顶壁6-111之间。
第一驱动元件6-410包括一第一弹性单元6-411、一第一接触单元6-412、一第一驱动单元6-413、以及一第一制震单元6-414。第一弹性单元6-411具有C字形的弯折结构,C字形的一端固定于底座6-120上,另一端则与第一接触单元6-412连接。第一弹性单元6-411弯折的段部与底座6-120抵接。于本实施例中,第一弹性单元6-411和第一接触单元6-412可为一体成型,两者可构成一可挠金属片。此外,第一弹性单元6-411固定于底座6-120的一端可与底座6-120中的第一电路6-600连接,以使第一弹性单元6-411和第一电路6-600电性连接。
第一驱动单元6-413可为具有长条状结构的形状记忆合金,其沿着相对于主轴6-AX1垂直的第一方向(图中为Y轴方向)延伸,且其两端可分别固定于C字形的第一弹性单元6-411的两端。第一制震单元6-414则可包括一柔性树脂材质,且接触第一驱动单元6-413和第一弹性单元6-411。应注意的是,虽然于本实施例中,第一制震单元6-414是设置于第一驱动单元6-413的中间段部,但于一些实施例中,第一制震单元6-414亦可设置于第一驱动单元6-413与第一弹性单元6-411连接的端部。
与第一驱动元件6-410类似,第二驱动元件6-420包括一第二弹性单元6-421、一第二接触单元6-422、一第二驱动单元6-423、以及一第二制震单元6-424。第二弹性单元6-421具有C字形的弯折结构,C字形的一端固定于外框6-110上,另一端则与第二接触单元6-422连接。第二弹性单元6-421弯折的段部与顶壁6-111抵接。于本实施例中,第二弹性单元6-421和第二接触单元6-422可为一体成型,两者可构成一可挠金属片。此外,第二弹性单元6-421固定于外框6-110的一端可与外框6-110中的第二电路6-700连接,以使第二弹性单元6-421和第二电路6-700电性连接。
第二驱动单元6-423可为具有长条状结构的形状记忆合金,其沿着相对于主轴6-AX1垂直的第二方向(图中为Y轴方向)延伸,其两端可分别固定于C字形的第二弹性单元6-421的两端。第二制震单元6-424则可包括一柔性树脂材质,且接触第二驱动单元6-423和第二弹性单元6-421。应注意的是,虽然于本实施例中,第二制震单元6-424是设置于第二驱动单元6-423的中间段部,但于一些实施例中,第二制震单元6-424亦可设置于第二驱动单元6-423与第二弹性单元6-421连接的端部。
如图44和图45所示,当驱动组件6-400未驱动活动部6-200移动时(电流未流经第一驱动单元6-413或第二驱动单元6-423),支撑组件6-300会将活动部6-200定位于一第一位置。当活动部6-200位于第一位置时,第一驱动元件6-410和第二驱动元件6-420会与活动部6-200间隔开来,亦即第一驱动元件6-410和第二驱动元件6-420不会与活动部6-200接触。
如图46和图47所示,当使用者欲使活动部6-200相对于固定部6-100朝向顶壁6-111移动时,可使电流流经第一驱动单元6-413。此时,第一驱动单元6-413将会收缩而使得第一弹性单元6-411产生形变,第一接触单元6-412可接触活动部6-200并提供一第一驱动力6-F1予活动部6-200,活动部6-200可因此相对于固定部6-100由第一位置移动至一第二位置。
请参阅图48和图49,当使用者欲使活动部6-200相对于固定部6-100朝向底座6-120移动时,可使电流流经第二驱动单元6-423。此时,第二驱动单元6-423将会收缩而使得第二弹性单元6-421产生形变,第二接触单元6-422可接触活动部6-200并提供一第二驱动力6-F2予活动部6-200,活动部6-200可因此相对于固定部6-100由第一位置移动至一第三位置。
在本实施例中,通过第一弹性单元6-411和第二弹性单元6-421的形变所产生的第一驱动力6-F1和第二驱动力6-F2彼此相反,且不会平行于第一驱动单元6-413的延伸方向(第一方向)和第二驱动单元6-423的延伸方向(第二方向)。此外,本实施例中的两个第一驱动元件6-410将被配置为相对于主轴6-AX1为旋转对称的,且两个第二驱动元件6-420亦被配置为相对于主轴6-AX1为旋转对称的,以避免推动活动部6-200移动时产生旋转。
详细而言,如图50所示,沿着主轴6-AX1观察时,固定部6-100具有多边形结构,且前述多边形结构具有一第一侧边6-101、两个第二侧边6-102、以及一第三侧边6-103,其中第二侧边6-102连接第一侧边6-101和第三侧边6-103,第一侧边6-101相反于第三侧边6-103,且第一侧边6-101的延伸方向相同于第三侧边6-103的延伸方向。第一驱动元件6-410的其中一个会被设置于第一侧边6-101,另一个则会被设置于第三侧边6-103。两个第一驱动元件6-410的第一接触单元6-412的中心的连线会穿过活动部6-200的中心(即主轴6-AX1),故当光学元件6-30设置时,两个第一驱动元件6-410的第一接触单元6-412的中心的连线将会穿过光学元件6-30。同样的,如图51所示,第二驱动元件6-420的其中一个会被设置于第一侧边6-101,另一个则会被设置于第三侧边6-103。两个第二驱动元件6-420的第二接触单元6-422的中心的连线会穿过活动部6-200的中心(即主轴6-AX1),故当光学元件6-30设置时,两个第二驱动元件6-420的第二接触单元6-422的中心的连线将会穿过光学元件6-30。
于本实施例中,第一接触单元6-412的中心和主轴6-AX1之间的连线不垂直且不平行于第一方向,第二接触单元6-422的中心和主轴6-AX1之间的连线不垂直且不平行于第二方向,第一接触单元6-412的中心和主轴6-AX1之间的连线不垂直且不平行于第二接触单元6-422的中心和主轴6-AX1之间的连线,且两个第一驱动元件6-410的第一接触单元6-412的中心的连线不垂直且不平行于两个第二驱动元件6-420的第二接触单元6-422的中心的连线。沿着垂直主轴6-AX1的方向观察时,第二驱动元件6-420和第一驱动元件6-410不重叠,两个第一驱动元件6-410彼此重叠,且两个第二驱动元件6-420彼此重叠。
于一些实施例中,两个第一驱动元件6-410将被配置为相对于一对称轴为线对称的,其中前述对称轴穿过主轴6-AX1、且垂直于主轴6-AX1、平行于第一方向,两个第二驱动元件6-420亦被配置为相对于前述对称轴为线对称的。借此,驱动组件6-400可驱动活动部6-200相对于固定部6-100绕一转轴旋转(例如X轴),来达到晃动补偿(Optical ImageStabilization,OIS)的技术效果,所述转轴将垂直主轴6-AX1且平行于第一方向。于一些实施例中,光学元件驱动机构6-10可仅包括在第一侧边6-101处的第一驱动元件6-410和第二驱动元件6-420,而省略第三侧边6-103处的第一驱动元件6-410和第二驱动元件6-420,借此也可使得驱动组件6-400可驱动活动部6-200相对于固定部6-100绕垂直主轴6-AX1的转轴旋转。
请一并参阅图42、图43、以及图50,控制组件6-500包括一控制元件6-510以及一位置感测元件6-520。于本实施例中,控制元件6-510包括一第一控制单元6-511和一第二控制单元6-512,位置感测元件6-520则包括一第一位置感测单元6-521和一第二位置感测单元6-522。第一控制单元6-511和第一位置感测单元6-521设置于固定部6-100的第一侧边6-101,第二控制单元6-512和第二位置感测单元6-522设置于固定部6-100的第三侧边6-103。第一控制单元6-511和第一位置感测单元6-521可位于同一个封装体中,故两者可为一体成型。同样的,第二控制单元6-512和第二位置感测单元6-522可位于同一个封装体中,故两者可为一体成型。于一些实施例中,控制组件6-500仅在第一侧边6-101设有一封装体,且一第一控制单元6-511、一第二控制单元6-512、以及一位置感测单元设置于此封装体中。
第一位置感测单元6-521感测设置于活动部6-200上的第一参考元件6-R1的位置,以输出一第一感测信号至第一控制单元6-511。第二位置感测单元6-522感测设置于活动部6-200上的第二参考元件6-R2的位置,以输出一第二感测信号至第二控制单元6-521。第一控制单元6-511可通过第一电路6-600与两个第一驱动元件6-410电性连接,以根据第一感测信号来控制两个第一驱动元件6-410。同样的,第二控制单元6-521可通过第二电路6-700与两个第二驱动元件6-420电性连接,以根据第二感测信号来控制两个第二驱动元件6-420。
举例而言,第一位置感测单元6-521和第二位置感测单元6-522例如可为霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor,MRSensor)、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),而第一参考元件6-R1和第二参考元件6-R2则可为磁铁。
于本实施例中,侧壁6-112具有一内表面6-112A和一外表面6-112B,前述控制组件6-500是设置于外表面6-112B上。因此,为了避免控制组件6-500被电子装置6-20中的其他元件碰撞而损坏,在一些实施例中,光学元件驱动机构6-10会包括一外壳来保护控制组件6-500。
举例而言,如图52所示,在一些实施例中,光学元件驱动机构6-10的外壳6-800可包括一顶盖6-810、一侧盖6-820、以及至少一间隔元件6-830,其中顶盖6-810垂直于主轴6-AX1,且侧盖6-820具有板状结构。间隔元件6-830是由将外壳6-800的壁面弯折形成,且其位于侧盖6-820和侧壁6-112之间。在垂直侧盖6-820的方向上,间隔元件6-830的尺寸会大于控制组件6-500的尺寸,因此,可避免控制组件6-500被电子装置6-20中的其他元件碰撞而损坏,亦可避免安装外壳6-800时外壳6-800不慎撞击控制组件6-500。如图53所示,于一些实施例中,为了避免安装外壳6-800时外壳6-800不慎撞击控制组件6-500,外壳6-800的侧盖6-820上可形成一开口6-821来容纳控制组件6-500。
另外,如图43所示,在本实施例中,多个引导组件6-121形成于底座6-120上。每个引导组件6-121各自具有C字形结构,且分别包括沿着主轴6-AX1延伸的一第一突出部6-122和一第二突出部6-123。在光学元件驱动机构6-10组装完成后,活动部6-200的一部分会位于第一突出部6-122和第二突出部6-123之间。换言之,沿着第一突出部6-122和第二突出部6-123的排列方向观察时,活动部6-200会与第一突出部6-122和第二突出部6-123重叠,如此将可限制活动部6-200在X轴方向上的运动。又,活动部6-200是设置于引导组件6-121之间,因此亦可限制活动部6-200在Y轴方向上的运动。换言之,引导组件6-121可引导活动部6-200使其相对于固定部6-100在一维度(沿着主轴6-AX1)上运动。于本实施例中,引导组件6-121可位于第二侧边6-102处。
请参阅图54至图56,于本发明另一实施例中,光学元件驱动机构6-10’主要包括一固定部6-100、一活动部6-200、一支撑组件6-300、一驱动组件6-400、以及一控制组件6-500。光学元件驱动机构6-10’的固定部6-100、活动部6-200和支撑组件6-300与前述光学元件驱动机构6-10的固定部6-100、活动部6-200和支撑组件6-300可具有相同配置和结构,故于此不再赘述。
驱动组件6-400包括两个第一驱动元件6-410、两个第三驱动元件6-430、以及两个第四驱动元件6-440。第一驱动元件6-410设置于活动部6-200和固定部6-100的底座6-120之间,且包括一第一弹性单元6-411、一第一接触单元6-412、以及一第一驱动单元6-413。第一弹性单元6-411具有C字形的弯折结构,C字形的一端固定于底座6-120上,另一端则与第一接触单元6-412连接。第一弹性单元6-411弯折的段部与底座6-120抵接。第一弹性单元6-411和第一接触单元6-412可为一体成型,两者可构成一可挠金属片。
第一驱动单元6-413可为具有长条状结构的形状记忆合金,其沿着相对于主轴6-AX1垂直的第一方向(图中为Y轴方向)延伸,且其两端可分别固定于C字形的第一弹性单元6-411的两端。当电流流经第一驱动单元6-413时,其会收缩而使得第一弹性单元6-411产生形变。第一接触单元6-412可随着第一弹性单元6-411的形变产生移动并接触活动部6-200,使活动部6-200相对于固定部6-100移动。
特别的是,在本实施例中,第一接触单元6-412具有多个接触段部6-T,且每个接触段部6-T皆具有圆弧结构。借此,可减少第一接触单元6-412接触活动部6-200时产生的碎屑。
第三驱动元件6-430设置于活动部6-200和固定部6-100的底座6-120之间,且包括一第三弹性单元6-431、一第三接触单元6-432、以及一第三驱动单元6-433。第三驱动元件6-430的第三弹性单元6-431、第三接触单元6-432、第三驱动单元6-433的结构与第一驱动元件6-410的第一弹性单元6-411、第一接触单元6-412、第一驱动单元6-413相同,故于此不再赘述。第四驱动元件6-440设置于活动部6-200和固定部6-100的底座6-120之间,且包括一第四弹性单元6-441、一第四接触单元6-442、以及一第四驱动单元6-443。同样的,第四驱动元件6-440的第四弹性单元6-441、第四接触单元6-442、第四驱动单元6-443的结构与第一驱动元件6-410的第一弹性单元6-411、第一接触单元6-412、第一驱动单元6-413相同,故于此不再赘述。
如图54和图55所示,在本实施例中,其中一个第一驱动元件6-410是设置于固定部6-100的第一侧边6-101,另一个则是设置于固定部6-100的第三侧边6-103。其中一个第四驱动元件6-440是设置于固定部6-100的第一侧边6-101,另一个则是设置于固定部6-100的第三侧边6-103。第三驱动元件6-430则分别设置于不同的第二侧边6-102。
第一驱动单元6-413、第三驱动单元6-433和第四驱动单元6-443分别沿着一第一方向(图中为Y轴方向)、一第三方向(图中为X轴方向)、以及一第四方向(图中为Y轴方向)延伸。沿着主轴6-AX1观察时,第三接触单元6-432的中心与主轴6-AX1之间的连线垂直于第三方向,第四接触单元6-442的中心与主轴6-AX1之间的连线不垂直且不平行于第四方向。由于第一驱动元件6-410、第三驱动元件6-430和第四驱动元件6-440位于同一水平面上,故沿着垂直于主轴6-AX1的方向观察时,第三驱动元件6-430和第一驱动元件6-410重叠,且第四驱动元件6-440和第一驱动元件6-410重叠。
另外,第三驱动元件6-430的第三接触单元6-432推动活动部6-200时可提供一第三驱动力予活动部6-200,且第三驱动力不平行于第三方向。第四驱动元件6-440的第四接触单元6-442推动活动部6-200时可提供一第四驱动力予活动部6-200,且第四驱动力不平行于第四方向。第三驱动力和第四驱动力的方向与第一驱动元件6-410提供的第一驱动力的方向相同。
控制组件6-500设置于底座6-120上,并位于第二侧边6-102。控制组件6-500和第三驱动元件6-430沿着第三方向排列,借此可有效地使用光学元件驱动机构6-10’内的空间。控制组件6-500包括一控制元件和一位置感测元件,两者位于同一封装体中,故两者可为一体成型。位置感测元件感测设置于活动部6-200上的参考元件6-R的位置,以输出一感测信号至控制元件。控制元件可根据前述感测信号来控制第一驱动单元6-413、第三驱动单元6-433和第四驱动单元6-443。
综上所述,本发明提供一种光学元件驱动机构,包括一活动部、一固定部、一驱动组件、以及一支撑组件。活动部用以承载一光学元件。驱动组件用以驱动活动部相对于固定部运动。当驱动组件未驱动活动部运动时,支撑组件使活动部定位于一第一位置。通过前述光学元件驱动机构的结构,驱动组件可提供较大的驱动力予活动部,因此可使用包含更多镜片的光学元件。
请参阅图57,本发明一实施例的光学元件驱动机构7-10可装设于一电子装置7-20内,以承载并驱动一光学元件7-30,使光学元件7-30可相对于电子装置7-20中的感光元件(未图示)移动,进而达到对焦及/变焦的目的。前述电子装置7-20例如可为具智能手机、平板电脑、或系数码相机,而光学元件7-30则可为一镜头。
图58和图59分别表示前述光学元件驱动机构7-10的分解图和剖视图。如图58和图59所示,光学元件驱动机构7-10主要包括一固定部7-100、一活动部7-200、一电路组件7-300、一驱动组件7-400、以及一位置感测组件7-500。
固定部7-100包括一外框7-110、一底座7-120、以及至少一固定元件7-130。外框7-110和底座7-120可沿着光学元件驱动机构7-10的主轴7-AX1排列并彼此结合以形成一中空盒体,前述活动部7-200、电路组件7-300、驱动组件7-400、位置感测组件7-500和固定元件7-130可容置于此中空盒体中,且前述主轴7-AX1平行于光学元件7-30的光轴。
外框7-110可具有一顶壁7-111和多个侧壁7-112,顶壁7-111垂直于主轴7-AX1,侧壁7-112则是由顶壁7-111的边缘沿着主轴7-AX1延伸。从主轴7-AX1观察时,固定部7-100具有一多边形结构(例如在本实施例中为矩形),且可具有一第一侧边7-101、一第二侧边7-102、一第三侧边7-103、以及一第四侧边7-104,第一侧边7-101和第二侧边7-102的连接处形成一第一角落7-C1,第一侧边7-101和第四侧边7-104的连接处形成一第二角落7-C2,第二侧边7-102和第三侧边7-103的连接处形成一第三角落7-C3,且第三侧边7-103和第四侧边7-104的连接处形成一第四角落7-C4。
固定元件7-130固定于底座7-120上,且具有沿着主轴7-AX1延伸的长条状结构。于本实施例中,固定部7-100包括两个固定元件7-130,分别设置于第一角落7-C1和第四角落7-C4,且这些固定元件7-130会与底座7-120一体成型。于一些实施例中,固定元件7-130亦可固定于外框7-110上,且与外框7-110一体成型。
活动部7-200可为一光学元件承载座,且前述光学元件7-30可固定于光学元件承载座的穿孔7-201中。如图58和图59所示,在本实施例中,活动部7-200上可设有止动组件7-600,以限制活动部7-200的运动范围。详细而言,止动组件7-600可包括多个第一止动元件7-610、多个第二止动元件7-620、以及多个第三止动元件7-630。第一止动元件7-610是用来限制活动部7-200在Z轴方向(第三方向)上的运动,第二止动元件7-620是用来限制活动部7-200在X轴方向(第四方向)上的运动,且第三止动元件7-630是用来限制活动部7-200在Y轴方向(第五方向)上的运动。
活动部7-200上可形成有多个第一凸出部7-210、多个第二凸出部7-220、以及多个第三凸出部7-230,分别沿着Z轴方向、X轴方向、以及Y轴方向延伸,以作为前述第一止动元件7-610、多个第二止动元件7-620、以及多个第三止动元件7-630的用。于本实施例中,至少一个第一止动元件7-610和至少一个第二止动元件7-620位于第二角落7-C2,且至少一个第三止动元件7-630位于第三角落7-C3。
在本实施例中,活动部7-200更形成有至少一凸起7-240,朝向第一角落7-C1及/或第四角落7-C4延伸,并可进入固定元件7-130上的导槽7-131中。由于凸起7-240的延伸方向相对于侧壁7-112倾斜,因此凸起7-240的延伸方向将不平行且不垂直于前述第一凸出部7-210的延伸方向、第二凸出部7-220的延伸方向、以及第三凸出部7-230的延伸方向。又由于导槽7-131在XY平面上的外型与凸起7-240的外型大致互补,因此可限制活动部7-200在X轴方向和Y轴方向上的运动。换言之,导槽7-131将可导引活动部7-200相对于固定部7-100在第一维度(Z轴方向)运动。
由于导槽7-131和凸起7-240可限制活动部7-200在X轴方向和Y轴方向上的运动,因此凸起7-240的一部分可被视为第二止动元件7-620,且凸起7-240的另一部分可被视为第三止动元件7-630。此外,凸起7-240上亦可形成有一个第一止动元件7-610。因此,在本实施例中,至少一第一止动元件7-610、至少一个第二止动元件7-620、和至少一个第三止动元件7-630会位于第一角落7-C1处。
图60是表示光学元件驱动机构7-10去除外框7-110后的示意图。如图58至图60所示,电路组件7-300包括多个第一电路单元7-310、多个第二电路单元7-320、至少一第三电路单元7-330、至少一第四电路单元7-340、以及至少一第五电路单元7-350,且驱动组件7-400包括两个第一驱动元件7-401和两个第二驱动元件7-402,其中每个第一驱动元件7-401包括一第一驱动单元7-410和一第二驱动单元7-420,且每个第二驱动元件7-402包括一第三驱动单元7-430和一第四驱动单元7-440。
在第一侧边7-101处,设置有一个第一电路单元7-310、一个第二电路单元7-320、以及一个第一驱动元件7-401。如图59至图61所示,第一侧边7-101处的第一电路单元7-310在第二角落7-C2处固定于活动部7-200上,且包括可塑性变形的一弹性变形部7-311和一弹性变形部7-312,其中弹性变形部7-311和顶壁7-111之间的距离小于弹性变形部7-312和顶壁7-111之间的距离,且弹性变形部7-311和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的距离小于弹性变形部7-312和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的距离。
第一驱动单元7-410为长条状结构的形状记忆合金,其一端会固定至弹性变形部7-311。第一驱动单元7-410固定至弹性变形部7-311的部分可被定义为第一活动部连接点7-411。第二驱动单元7-420同样为长条状结构的形状记忆合金,其一端会固定至弹性变形部7-312。第二驱动单元7-420固定至弹性变形部7-312的部分可被定义为第二活动部连接点7-421。
第一活动部连接点7-411是与第一电路单元7-310的第一电性连接表面7-311A接触,第二活动部连接点7-421则是与第一电路单元7-310的第二电性连接表面7-312A接触。第一电性连接表面7-311A位在一第一虚拟平面7-P1上,第二电性连接表面7-312A位在一第二虚拟平面7-P2上,且第一虚拟平面7-P1平行于第二虚拟平面7-P2。由于第一活动部连接点7-411和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的最短距离小于第二活动部连接点7-421和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的最短距离,因此第一虚拟平面7-P1和第二虚拟平面7-P2之间可形成不为零的间隙。
如图59、图60和图62所示,第一侧边7-101处的第二电路单元7-320设置于固定元件7-130上,且包括可塑性变形的一弹性变形部7-321和一弹性变形部7-322。第二电路单元7-320具有板状结构且可划分为一上段部7-323和一下段部7-324,其中上段部7-323和下段部7-324彼此电性独立且分离,且弹性变形部7-321和弹性变形部7-322分别位于下段部7-324和上段部7-323。因此,弹性变形部7-322和顶壁7-111之间的距离将小于弹性变形部7-321和顶壁7-111之间的距离。此外,弹性变形部7-321和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的距离小于弹性变形部7-322和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的距离。
第一驱动单元7-410的另一端会固定至弹性变形部7-321,且其固定至弹性变形部7-321的部分可被定义为第一固定部连接点7-412。同样的,第二驱动单元7-420的另一端会固定至弹性变形部7-322,且其固定至弹性变形部7-322的部分可被定义为第二固定部连接点7-422。
第一固定部连接点7-412是与第二电路单元7-320的第三电性连接表面7-321A接触,第二固定部连接点7-422则是与第二电路单元7-320的第四电性连接表面7-322A接触。第三电性连接表面7-321A位在一第三虚拟平面7-P3上,第四电性连接表面7-322A位在一第四虚拟平面7-P4上,且第三虚拟平面7-P3平行于第四虚拟平面7-P4。由于第一固定部连接点7-412和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的距离小于第二固定部连接点7-422和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的距离,因此第三虚拟平面7-P3和第四虚拟平面7-P4之间可形成不为零的间隙。
如图60所示,由于弹性变形部7-311和顶壁7-111之间的距离小于弹性变形部7-321和顶壁7-111之间的距离,因此第一驱动单元7-410会从顶壁7-111朝向底座7-120倾斜。第一驱动单元7-410的延伸方向(第一方向)将不垂直且不平行于主轴7-AX1。同样的,由于弹性变形部7-312和顶壁7-111之间的距离大于弹性变形部7-322和顶壁7-111之间的距离,因此第二驱动单元7-420会从底座7-120朝向顶壁7-111倾斜。第二驱动单元7-420的延伸方向(第二方向)将不垂直且不平行于主轴7-AX1,且第一驱动单元7-410的延伸方向亦不平行第二驱动单元7-420的延伸方向。
如图59所示,在本实施例中,第一活动部连接点7-411和第二活动部连接点7-421之间的距离大致相等于第一固定部连接点7-412和第二固定部连接点7-422之间的距离,且第一活动部连接点7-411和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的最短距离大于第一固定部连接点7-412和位于第一侧边7-101的侧壁7-112之间的最短距离,因此从主轴7-AX1观察时,第一驱动单元7-410和第二驱动单元7-420将相互平行,但不平行于侧壁7-112、第一虚拟平面7-P1、第二虚拟平面7-P2、第三虚拟平面7-P3、以及第四虚拟平面7-P4。于一些实施例中,第一驱动单元7-410和第二驱动单元7-420亦可设置为平行于侧壁7-112。
应注意的是,第一驱动单元7-410和第二驱动单元7-420的长度可大于附图中示出的长度,本发明附图中表示的第一驱动单元7-410和第二驱动单元7-420是其收缩但未驱动活动部7-200运动的状态。
在本实施例中,第二电路单元7-320的上段部7-323和下段部7-324皆朝向下方延伸以连接外部电路,因此从平行于第三虚拟平面7-P3的方向观察时,上段部7-323和下段部7-324会彼此重叠。
请参阅图58至图60,在第二侧边7-102处,设置有一个第一电路单元7-310、一个第二电路单元7-320、以及一个第二驱动元件7-402。第二侧边7-102处的第一电路单元7-310在第三角落7-C3固定于活动部7-200上,且第二侧边7-102处的第二电路单元7-320固定于固定元件7-130上。第二侧边7-102处的第一电路单元7-310和第二电路单元7-320的结构和配置与第一侧边7-101处的第一电路单元7-310和第二电路单元7-320相同,故于此不再赘述。
第三驱动单元7-430为长条状结构的形状记忆合金,其包括一第三活动部连接点7-431和一第三固定部连接点7-432,分别固定至第二侧边7-102处的第一电路单元7-310的弹性变形部7-311和第二电路单元7-320的弹性变形部7-321。第四驱动单元7-440亦为长条状结构的形状记忆合金,其包括一第四活动部连接点7-441和一第四固定部连接点7-442,分别固定至第二侧边7-102处的第一电路单元7-310的弹性变形部7-312和第二电路单元7-320的弹性变形部7-322。由于第三驱动单元7-430和第四驱动单元7-440的结构和配置相同于第一驱动单元7-410和第二驱动单元7-420,故第三驱动单元7-430的延伸方向(第六方向)将不平行于第四驱动单元7-440的延伸方向(第七方向)。
第三侧边7-103处设有一个第一电路单元7-310、一个第二电路单元7-320、以及一个第一驱动元件7-401,其配置相对于主轴7-AX1旋转对称于第一侧边7-101的第一电路单元7-310、第二电路单元7-320和第一驱动元件7-401,故于此不再赘述。第四侧边7-104处设有一个第一电路单元7-310、一个第二电路单元7-320、以及一个第二驱动元件7-402,其配置相对于主轴7-AX1旋转对称于第二侧边7-102的第一电路单元7-310、第二电路单元7-320和第二驱动元件7-402,故于此不再赘述。
请继续参阅图58至图60,电路组件7-300的第三电路单元7-330可为金属弹片,其可设置于活动部7-200和底座7-120之间,以在驱动组件7-400未驱动活动部7-200移动时提供弹性力以支撑前述活动部7-200。电路组件7-300的第四电路单元7-340可为嵌埋于底座7-120中的导线,且第四电路单元7-340可通过焊接或可导电胶水固定至第三电路单元7-330,从而经由第三电路单元7-330电性连接至第一驱动单元7-410、第二驱动单元7-420、第三驱动单元7-430、或第四驱动单元7-440。电路组件7-300的第五电路单元7-350可为嵌埋于活动部7-200中的导线,其可通过焊接或可导电胶水固定至第一电路单元7-310,且第三电路单元7-330亦可通过焊接或可导电胶水固定第五电路单元7-350,从而第三电路单元7-330可经由第五电路单元7-350电性连接至第一驱动单元7-410、第二驱动单元7-420、第三驱动单元7-430、或第四驱动单元7-440。于一些实施例中,第三电路单元7-330亦可直接通过焊接或可导电胶水固定至第一电路单元7-310。
当使用者欲利用驱动组件7-400驱动活动部7-200相对于固定部7-100朝向底座7-120移动时,可使电流流经第一驱动单元7-410和第三驱动单元7-430。当有电流流经第一驱动单元7-410和第三驱动单元7-430时,第一驱动单元7-410和第三驱动单元7-430将会收缩而拉动活动部7-200,使活动部7-200沿着主轴7-AX1朝向底座7-120移动。
当使用者欲利用驱动组件7-400驱动活动部7-200相对于固定部7-100朝向顶壁7-111移动时,可使电流流经第二驱动单元7-420和第四驱动单元7-440。当有电流流经第二驱动单元7-420和第四驱动单元7-440时,第二驱动单元7-420和第四驱动单元7-440将会收缩而拉动活动部7-200,使活动部7-200沿着主轴7-AX1朝向顶壁7-111移动。
应注意的是,由于弹性变形部7-311、7-312、7-321、7-322是可以塑性变形的,因此在第一驱动单元7-410、第二驱动单元7-420、第三驱动单元7-430和第四驱动单元7-440收缩时可分散冲击力,避免元件损坏。
于本实施例中,驱动组件7-400是以旋转对称的方式设置于固定部7-100四周,且固定部7-100具有导槽7-131,因此驱动组件7-400可驱动活动部7-200相对于固定部7-100在第一维度(Z轴方向)运动。于一实施例中,驱动组件7-400可以线对称的方式设置,且可移除导槽7-131,如此一来,驱动组件7-400即可驱动活动部7-200在一第二维度上运动,所述第二维度为绕垂直于主轴7-AX1的转轴旋转。
位置感测组件7-500包括两个位置感测元件7-510和两个参考元件7-R。两个位置感测元件7-510设置于底座7-120上且分别位于第二角落7-C2和第三角落7-C3,参考元件7-R则设置于活动部7-200上且位置对应于位置感测元件7-510。位置感测元件7-510可感测设置于活动部7-200上的参考元件7-R在主轴7-AX1上的位置,进而感测活动部7-200相对于固定部7-100的运动。
举例而言,位置感测元件7-510例如可为霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(GiantMagnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(TunnelingMagnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate),而参考元件7-R则可为磁铁。
综上所述,本发明提供一种光学元件驱动机构,包括一活动部、一固定部、一驱动组件、以及一电路组件。活动部用以连接一光学元件。驱动组件用以驱动活动部相对于固定部运动。驱动组件经由电路组件电性连接至一外部电路。通过前述光学元件驱动机构的结构,驱动组件可提供较大的驱动力予活动部,因此可使用包含更多镜片的光学元件。
首先请参阅图63。图63为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块8-10的分解图。如图63所示,触觉反馈模块8-10主要包括一固定部8-100、一活动部8-200、一驱动机构8-300、一支撑组件8-400、一位置感测组件8-500、及一电路组件8-600。
在图63所示的实施例中,固定部8-100包括一顶板8-110、一底板8-120、及一侧壁8-130。顶板8-110与底板8-120皆具有板状结构,且顶板8-110与底板8-120是沿着主轴方向8-M排列。侧壁8-130沿着主轴方向8-M延伸,环绕顶板8-110及底板8-120,且连接顶板8-110及底板8-120。在本公开的一些实施例中,顶板8-110、底板8-120及侧壁8-130大致呈矩形。
活动部8-200包括一配重块8-210及一承载座8-220。配重块8-210被承载在承载座8-220中,并一起相对固定部8-100运动。在一些实施例中,配重块8-210具有金属材质,且密度大于10公克每立方厘米,例如为:钨钢(密度为14公克每立方厘米)。通过密度较大的材料,不需增加触觉反馈模块8-10的体积即可增加活动部8-200的重量,可提升触觉反馈模块8-10振动时的G值(gravitational acceleration),进而提升整体的反馈效果。在一些实施例中,承载座8-220可具有塑胶材质,提升制造的便利性。
活动部8-200通过支撑组件8-400而活动地连接固定部8-100。支撑组件8-400包括一第一弹性元件8-410及一第二弹性元件8-420。第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420皆具有柔性、V形结构及金属材质。第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420是排列在第一方向8-D1(请见图64)上,通过在第一方向8-D1上的变形量,使得活动部8-200可相对固定部8-100在第一方向8-D1上运动。
请参阅图64。图64为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块8-10的上视图,其中顶板8-110被省略而未示出。在图64所示的实施例中,驱动机构8-300包括一第一驱动组件8-310。第一驱动组件8-310驱动活动部8-200相对固定部8-100在第一方向8-D1上运动。第一驱动组件8-310包括一第一驱动元件8-311、一第一接触元件8-312、一第一引导元件8-313及一第二引导元件8-314。第一接触元件8-312是设置于活动部8-200,接触第一驱动元件8-311。第一引导元件8-313及第二引导元件8-314皆设置于固定部8-100,接触第一驱动元件8-311。第一驱动元件8-311包括一形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)及一绝缘元件。绝缘元件包覆形状记忆合金,且绝缘元件位于形状记忆合金与第一接触元件8-312之间、形状记忆合金与第一引导元件8-313之间、及形状记忆合金与第二引导元件8-314之间。由于第一接触元件8-312、第一引导元件8-313及第二引导元件8-314具有金属材质,通过设置绝缘元件,可避免第一驱动元件8-311与第一接触元件8-312、第一引导元件8-313及第二引导元件8-314之间产生短路。
在图64所示的实施例中,在垂直第一方向8-D1的第二方向8-D2上,第一接触元件8-312位于第一引导元件8-313与第二引导元件8-314之间。此外,如图64所示,第一接触元件8-312与第一引导元件8-313位于第一驱动元件8-311的不同侧,且第一引导元件8-313与第二引导元件8-314位于第一驱动元件8-311的相同侧。通过施加驱动信号(例如:电流)至第一驱动元件8-311,形状记忆合金产生变形(例如:相对地缩短或伸长)。当形状记忆合金缩短时,第一接触元件8-312被第一驱动元件8-311移动远离第一引导元件8-313及第二引导元件8-314。相反地,当形状记忆合金伸长时,第一接触元件8-312可通过支撑组件8-400的弹性回复力而移动靠近第一引导元件8-313及第二引导元件8-314。通过重复缩短及伸长形状记忆合金,使第一接触元件8-312带动活动部8-200在第一方向8-D1上来回运动,实现振动的效果。
为了实现振动目的,必须快速地改变形状记忆合金的形状。对本公开的形状记忆合金来说,如何快速冷却为一重要课题。因此,在本公开的实施例中,与第一驱动元件8-311的形状记忆合金接触的第一接触元件8-312、第一引导元件8-313及第二引导元件8-314具有金属材质,减少摩擦所产生的热,并进一步地提高散热速率。
接着请参阅图65。图65为根据本公开的一些实施例,示出第一驱动组件8-310的立体图。如图65所示,第一驱动组件8-310还包括一第一转轴8-313C及一第二转轴8-314C。第一转轴8-313C及第二转轴8-314C可设置为平行于主轴方向8-M。第一引导元件8-313可绕着第一转轴8-313C旋转,且第二引导元件8-314可绕着第二转轴8-314C旋转,使得当第一驱动元件8-311的形状记忆合金在变形时,第一引导元件8-313与第二引导元件8-314可随着第一驱动元件8-311的移动而旋转,减少与第一引导元件8-313或第二引导元件8-314之间的摩擦,提升散热效果。在一些实施例中,第一接触元件8-312可固定地设置于活动部8-200,即,第一接触元件8-312不随着第一驱动元件8-311的变形而旋转。在一些其他实施例中,第一接触元件8-312可绕着中心的转轴相对活动部8-200旋转。值得注意的是,在一些实施例中,第一引导元件8-313及第二引导元件8-314可固定地设置于固定部8-100,而第一接触元件8-312可相对活动部8-200旋转,以达相同的减少摩擦的目的。在一些其他实施例中,第一引导元件8-313及第二引导元件8-314可固定地设置于固定部8-100,且第一接触元件8-312亦固定地设置于活动部8-200。
如图65所示,第一接触元件8-312、第一引导元件8-313及第二引导元件8-314可具有凹陷结构(例如:凹陷结构8-S),对应第一驱动元件8-311。使得在操作期间,第一驱动元件8-311不会因为变形所造成的移动而滑出第一接触元件8-312、第一引导元件8-313或第二引导元件8-314,以提升整体机构的稳定性。
图66为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块8-10沿着图64中的8-A-8-A’线段切开的剖面图。如图66所示,第一驱动组件8-310还包括一第一基底8-312A及一第一固定元件8-312B。在一些实施例中,第一基底8-312A具有塑胶材质,且与活动部8-200的承载座8-220一体成形。第一接触元件8-312是设置于第一基底8-312A,且在第一基底8-312A的另一侧连接第一固定元件8-312B。换句话说,第一基底8-312A是位于第一接触元件8-312与第一固定元件8-312B之间。第一接触元件8-312的至少部分(例如:中心轴的端部)是固定地设置(例如:通过焊接)于第一固定元件8-312B。第一固定元件8-312B具有金属材质及板状结构,以增强整体结构强度。
图67为根据本公开的一些实施例,示出触觉反馈模块8-10沿着图64中的8-B-8-B’线段切开的剖面图。与上述第一接触元件8-312的设置方式相似地,第一驱动组件8-310还包括一第二基底8-313A及一第二固定元件8-313B。在一些实施例中,第二基底8-313A具有塑胶材质,且与固定部8-100的底板8-120一体成形。第一引导元件8-313是设置于第二基底8-313A,且在第二基底8-313A的另一侧连接第二固定元件8-313B。换句话说,第二基底8-313A是位于第一引导元件8-313与第二固定元件8-313B之间。第一引导元件8-313的至少部分(例如:第一转轴8-313C的端部)是固定地设置(例如:通过焊接)于第二固定元件8-313B。第二固定元件8-313B具有金属材质及板状结构,以增强整体结构强度。应注意的是,第二引导元件8-314的设置方式可与上述第一引导元件8-313的设置方式相同,为了简洁目的,在此不再重复叙述。
请再次参考图66。触觉反馈模块8-10的位置感测组件8-500包括一参考物8-510及一位置感测元件8-520。在本公开的实施例中,参考物8-510是设置于活动部8-200的承载座8-220中,且位置感测元件8-520是设置于固定部8-100的底板8-120中。如图66所示,底板8-120可具有一凹槽8-121,用以容纳位置感测元件8-520。在一些实施例中,在与主轴方向8-M平行的第四方向8-D4上,凹槽8-121的最大尺寸可大于位置感测元件8-520的最大尺寸,使得位置感测元件8-520不会突出于底板8-120,避免与其他构件碰撞,造成不必要的干扰。参考物8-510的位置是对应于位置感测元件8-520,例如:参考物8-510与位置感测元件8-520是排列在第四方向8-D4上(如图66所示)。参考物8-510可具有磁性材质,例如为:磁铁。位置感测元件8-520通过感测参考物8-510的位置而直接或间接感测活动部8-200相对固定部8-100的运动。位置感测元件8-520可例如为霍尔感测器(Hall Sensor)、磁敏电阻感测器(MRSensor)、磁通量感测器(Fluxgate)、光学式位置感测器、光编码器(Optical Encoder)等位置感应组件,以检测活动部8-200的位移量。
接着请一并参考图63及图64。触觉反馈模块8-10的电路组件8-600包括一第一电路8-610、一第二电路8-620、一底座8-630、一第一对外连接部8-640、及一第二对外连接部8-650。第一电路8-610埋设于固定部8-100的底板8-120中,因此除了用于电性连接的端点第一连接点8-615及第二连接点8-616之外,第一电路8-610是不显露于外(如图64所示)。第一电路8-610是电性连接第一对外连接部8-640。第一电路8-610通过第一对外连接部8-640而与外部电路(例如:控制模块等)电性连接。此外,第一电路8-610的第一连接点8-615及第二连接点8-616分别电性连接第一驱动元件8-311的两端,以将从外部电路接收的驱动信号施加至第一驱动元件8-311,使得第一驱动元件8-311可依据驱动信号而变形。如图64所示,在一些实施例中,承载座8-220可具有回避部8-221,回避部8-221为一凹陷结构,对应第一连接点8-615及第二连接点8-616,用以避免承载座8-220在运动过程中碰撞第一连接点8-615及第二连接点8-616,造成不必要的干扰,提升机构稳定性。
第二电路8-620设置于底座8-630中,底座8-630是设置于固定部8-100的底板8-120上。底座8-630具有不导电的材质及板状结构,避免第二电路8-620受到外部的干扰。第二电路8-620是电性连接第二对外连接部8-650。第二电路8-620通过第二对外连接部8-650而与外部电路(例如:控制模块等)电性连接。第二电路8-620并电性连接位置感测元件8-520,以将电力供给至位置感测元件8-520以执行感测功能,并可将感测结果传递至外部电路。此外,请参阅图66,沿着第四方向8-D4观察,底座8-630至少部分地位于参考物8-510与位置感测元件8-520之间。除了有助于第二电路8-620电性连接位置感测元件8-520,亦有助于机构小型化。
如图64所示,沿着主轴方向8-M观察,第一电路8-610的第一连接点8-615及第二连接点8-616是位于底座8-630的两侧,有利于连接第一驱动元件8-311。此外,沿着主轴方向8-M观察,第一对外连接部8-640及第二对外连接部8-650亦位于底座8-630的两侧,如此一来,所需连接的外部电路可被分隔设置,可有效地利用空间(例如:电子设备中的空间)。应理解的是,在一些其他实施例中,第一连接点8-615及第二连接点8-616亦可位于底座8-630的相同侧,且第一对外连接部8-640及第二对外连接部8-650亦可位于底座8-630的相同侧。
接着请继续参阅图64。触觉反馈模块8-10的支撑组件8-400的第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420分别将固定部8-100及活动部8-200连接在一起。如图64所示,第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420位于活动部8-200的不同侧。第一弹性元件8-410与固定部8-100固定于第一固定点8-410A,且与活动部8-200固定于第二固定点8-410B;第二弹性元件8-420与固定部8-100固定于第三固定点8-420A,且与活动部8-200固定于第四固定点8-420B。沿着第一方向8-D1观察,第一固定点8-410A与第三固定点8-420A之间具有不为零的间距,且第二固定点8-410B与第四固定点8-420B之间具有不为零的间距。换句话说,沿着第一方向8-D1观察,第一固定点8-410A与第三固定点8-420A不重叠,且第二固定点8-410B与第四固定点8-420B亦不重叠。具有V形结构的第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420是方向相反地设置,即,V形的开口朝向相反方向。如此一来,活动部8-200所受到的来自支撑组件8-400的弹性回复力可较为平衡,避免同一侧受力而造成偏移或旋转。
支撑组件8-400还包括一第一缓冲元件8-415及一第二缓冲元件8-425。第一缓冲元件8-415及第二缓冲元件8-425可设置于固定部8-100或活动部8-200上。在图64所示的实施例中,第一缓冲元件8-415及第二缓冲元件8-425是设置于活动部8-200上。在一些实施例中,活动部8-200具有容纳部8-R,容纳部8-R具有内凹结构,以容纳缓冲元件。第一缓冲元件8-415及第二缓冲元件8-425位于活动部8-200的不同侧,分别对应第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420。在图64所示的实施例中,由于第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420是方向相反地设置,因此沿着第一方向8-D1观察,第一缓冲元件8-415与第二缓冲元件8-425之间具有不为零的间距,即,第一缓冲元件8-415与第二缓冲元件8-425不重叠。在一些其他实施例中,第一缓冲元件8-415及第二缓冲元件8-425可位于任何适合的位置。第一缓冲元件8-415及第二缓冲元件8-425可具有橡胶材质或其他适合的吸震材质,用以减缓第一弹性元件8-410及第二弹性元件8-420对于固定部8-100或活动部8-200的冲击。
值得注意的是,根据本公开的一些实施例,触觉反馈模块8-10的驱动机构8-300可还包括一第二驱动组件(图未示)。第二驱动组件与第一驱动组件8-310可具有相同的组成(例如:包括一驱动元件、一接触元件及二引导元件),且第二驱动组件是与第一驱动组件8-310相互对称地设置在触觉反馈模块8-10的另一侧。第一驱动组件8-310与第二驱动组件可排列在第一方向8-D1上,且沿着主轴方向8-M观察,活动部8-200是位于第一驱动组件8-310与第二驱动组件之间。第二驱动组件可驱动活动部8-200相对固定部8-100沿着第三方向8-D3运动。第三方向8-D3是平行且相反于第一方向8-D1。通过设置第二驱动组件,可提升活动部8-200振动的强度或效率,实现所需的振动频率。
根据本公开的一些实施例,活动部8-200相对固定部8-100运动的自然共振频率是介于50至400赫兹之间。优选地可介于100至200赫兹之间。更特定地,活动部8-200相对固定部8-100运动的自然共振频率可约为100赫兹。
综上所述,本公开的触觉反馈模块8-10提供一种减少驱动机构8-300的体积并加大活动部8-200的体积,从而增加活动部8-200的重量的可能。通过使用形状记忆合金(SMA)作为驱动,本公开的触觉反馈模块8-10可驱动活动部8-200实现与现有线性振动马达相同甚至优选的振动反馈效果。驱动机构8-300体积的小型化亦可节省电子设备内部的配置空间,并可促进整体电子设备的小型化。
请参阅图68,本发明一实施例的光学元件驱动机构9-10可装设于一电子装置9-20内,以承载并驱动一光学元件9-30,使光学元件9-30可相对于电子装置9-20中的感光元件(未图示)移动,进而达到对焦及/变焦的目的。前述电子装置9-20例如可为具智能手机、平板电脑、或系数码相机,而光学元件9-30则可为一镜头。
图69和图70分别表示前述光学元件驱动机构9-10的分解图和剖视图。如图69和图70所示,光学元件驱动机构9-10主要包括一固定部9-100、一活动部9-200、一电路组件9-300、一驱动组件9-400、以及一位置感测组件9-500。
固定部9-100包括一外框9-110、一底座9-120、以及两个固定元件9-130。外框9-110和底座9-120可沿着光学元件驱动机构9-10的主轴9-AX1排列并彼此结合以形成一中空盒体,前述活动部9-200、电路组件9-300、驱动组件9-400、位置感测组件9-500和固定元件9-130可容置于此中空盒体中,且前述主轴9-AX1平行于光学元件9-30的光轴(于附图中,主轴9-AX1平行于Z轴)。
外框9-110可具有一顶壁9-111和多个侧壁9-112,顶壁9-111垂直于主轴9-AX1,侧壁9-112则是由顶壁9-111的边缘沿着主轴9-AX1延伸。从主轴9-AX1观察时,固定部9-100具有一多边形结构(例如在本实施例中为矩形),且可具有一第一侧边9-101、一第二侧边9-102、一第三侧边9-103、以及一第四侧边9-104,第一侧边9-101和第二侧边9-102的连接处形成一第一角落9-C1,第一侧边9-101和第四侧边9-104的连接处形成一第二角落9-C2,第二侧边9-102和第三侧边9-103的连接处形成一第三角落9-C3,且第三侧边9-103和第四侧边9-104的连接处形成一第四角落9-C4。
于本实施例中,主轴9-AX1位于第一侧边9-101和第三侧边9-103之间,且位于第二侧边9-102和第四侧边9-104之间。此外,第一侧边9-101平行于第三侧边9-103,且第二侧边9-102平行于第四侧边9-104。第一角落9-C1和第三角落9-C3的连线可重合或平行于第二侧边9-102。
固定元件9-130固定于底座9-120上。于本实施例中,两个固定元件9-130分别设置于第一角落9-C1和第三角落9-C3,且这些固定元件9-130会与底座9-120一体成型。于一些实施例中,固定元件9-130亦可固定于外框9-110上,且与外框9-110一体成型。
于本实施例中,底座9-120具有板状结构,且主轴9-AX1垂直于底座9-120。底座9-120上可设有止动组件9-600,以限制活动部9-200的运动范围。详细而言,止动组件9-600可包括至少第一止动元件9-610和至少一第二止动元件9-620。第一止动元件9-610位于第四侧边9-104,第二止动元件9-620位于第二侧边9-102,且两者皆从底座9-120沿着主轴9-AX1朝向顶壁9-111延伸。由于第一止动元件9-610和第二止动元件9-620是分别用以限制活动部9-200在Z轴方向(第一方向)和在X轴方向(第二方向)上的运动,因此第一止动元件9-610会位于活动部9-200和底座9-120之间,第二止动元件9-620则会位于活动部9-200的一侧。因此,在主轴9-AX1方向上,第一止动元件9-610的尺寸(厚度)会小于第二止动元件9-620的尺寸(厚度)。
活动部9-200可为一光学元件承载座,且前述光学元件9-30可固定于光学元件承载座的穿孔9-201中。在活动部9-200和固定元件9-130的交界处,可设有导引组件,以导引活动部9-200相对于固定部9-100在一预设维度(例如沿着主轴9-AX1)运动。举例而言,在本实施例中,第一角落9-C1处的固定元件9-130和活动部9-200之间可设有一第一导引组件9-710,且第三角落9-C3处的固定元件9-130和活动部9-200之间可设有一第二导引组件9-720。
第一导引组件9-710包括一第一导引结构9-711、一第二导引结构9-712、以及一中间元件9-713。第一导引结构9-711可为形成于活动部9-200上的凹陷部,其外型和位置对应于中间元件9-713。第二导引结构9-712则可为形成于第一角落9-C1处的固定元件9-130上的凹陷部,其外型和位置亦对应于中间元件9-713。于本实施例中,中间元件9-713包括沿着主轴9-AX1方向堆叠的多个滚珠。当光学元件驱动机构9-10组装完成时,中间元件9-713将设置于第一导引结构9-711和第二导引结构9-712之间,且接触第一导引结构9-711和第二导引结构9-712的壁面。因此,当驱动组件9-400驱动活动部9-200移动时,第一导引组件9-710可导引活动部9-200使其相对于固定部9-100在预设维度(即沿着主轴9-AX1)中运动,且在活动部9-200运动时,中间元件9-713可相对于活动部9-200及/或固定部9-100滚动、滑动和移动,从而减少元件间因摩擦产生的碎屑。于一些实施例中,中间元件9-713可为固定于固定部9-100上的导引柱。
第二导引组件9-720包括一第一导引结构9-721、一第二导引结构9-722、以及一中间元件9-723。第一导引结构9-721可为形成于活动部9-200上的凹陷部,其外型和位置对应于中间元件9-723。第二导引结构9-722则可为形成于第三角落9-C3处的固定元件9-130上的凹陷部,其外型和位置亦对应于中间元件9-723。于本实施例中,中间元件9-723包括沿着主轴9-AX1方向堆叠的多个滚珠。当光学元件驱动机构9-10组装完成时,中间元件9-723将设置于第一导引结构9-721和第二导引结构9-722之间,且接触第一导引结构9-721和第二导引结构9-722的壁面。因此,当驱动组件9-400驱动活动部9-200移动时,第二导引组件9-720可导引活动部9-200使其相对于固定部9-100在预设维度(即沿着主轴9-AX1)中运动,且在活动部9-200运动时,中间元件9-723可相对于活动部9-200及/或固定部9-100滚动、滑动和移动,从而减少元件间因摩擦产生的碎屑。于一些实施例中,中间元件9-723可为固定于固定部9-100上的导引柱。
如图69所示,在本实施例中,外框9-110的顶壁9-111上形成有多个限制结构9-113,这些限制结构9-113朝向底座9-120延伸并凸出于顶壁9-111的内表面。从主轴9-AX1观察时,限制结构9-113的位置将对应于中间元件9-713和中间元件9-723。如此一来,中间元件9-713在Z轴方向上的运动范围可被限制结构9-113限制,进而可避免中间元件9-713从第一导引结构9-711和第二导引结构9-712之间脱离。同样的,中间元件9-723在Z轴方向上的运动范围可被限制结构9-113限制,进而可避免中间元件9-723从第一导引结构9-721和第二导引结构9-722之间脱离。
图71和图72是表示光学元件驱动机构9-10去除外框9-110后的示意图。如图69至图72所示,电路组件9-300包括两个第一电路单元9-310、两个第二电路单元9-320、至少一第三电路单元9-330、至少一第四电路单元9-340、以及至少一第五电路单元9-350,且驱动组件9-400包括一第一驱动元件9-401和一第二驱动元件9-402。
在第一侧边9-101处,设置有一个第一电路单元9-310、一个第二电路单元9-320、以及前述第一驱动元件9-401。第一侧边9-101处的第一电路单元9-310在第二角落9-C2固定于活动部9-200上,且包括可塑性变形的一弹性变形部9-311和一弹性变形部9-312。第一电路单元9-310具有板状结构且可划分为一上段部9-313和一下段部9-314,其中上段部9-313和下段部9-314彼此电性独立且分离,且弹性变形部9-311和弹性变形部9-312分别位于上段部9-313和下段部9-314。因此,弹性变形部9-311和顶壁9-111之间的距离将小于弹性变形部9-312和顶壁9-111之间的距离。此外,弹性变形部9-311和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-312和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离。
第一侧边9-101处的第二电路单元9-320设置于位于第一角落9-C1的固定元件9-130上,且包括可塑性变形的一弹性变形部9-321和一弹性变形部9-322。第二电路单元9-320具有板状结构且可划分为一上段部9-323和一下段部9-324,其中上段部9-323和下段部9-324彼此电性独立且分离,且弹性变形部9-321和弹性变形部9-322分别位于下段部9-324和上段部9-323。因此,弹性变形部9-322和顶壁9-111之间的距离将小于弹性变形部9-321和顶壁9-111之间的距离。此外,弹性变形部9-321和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-322和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离。
第一驱动元件9-401包括一第一驱动单元9-410和一第二驱动单元9-420。第一驱动单元9-410为长条状结构的形状记忆合金,其包括一第一活动部连接点9-411和一第一固定部连接点9-412。第一活动部连接点9-411固定至弹性变形部9-311,且第一固定部连接点9-412固定至弹性变形部9-321。由于弹性变形部9-311和顶壁9-111之间的距离小于弹性变形部9-321和顶壁9-111之间的距离,因此第一驱动单元9-410会从顶壁9-111朝向底座9-120倾斜。
第二驱动单元9-420同样为长条状结构的形状记忆合金,其包括一第二活动部连接点9-421和一第二固定部连接点9-422。第二活动部连接点9-421固定至弹性变形部9-312,且第二固定部连接点9-422固定至弹性变形部9-322。由于弹性变形部9-312和顶壁9-111之间的距离大于弹性变形部9-322和顶壁9-111之间的距离,因此第二驱动单元9-420会从底座9-120朝向顶壁9-111倾斜。第二驱动单元9-420的延伸方向因此不平行于第一驱动单元9-410的延伸方向。
由于弹性变形部9-311和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-312和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离,且弹性变形部9-321和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-322和位于第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离,第一驱动单元9-410和第二驱动单元9-420在设置后将不会彼此接触,故可避免短路的情形。
在第三侧边9-103处,设置有另一个第一电路单元9-310、另一个第二电路单元9-320、以及前述第二驱动元件9-402。第三侧边9-103处的第一电路单元9-310在第三角落9-C3固定于活动部9-200上,且包括可塑性变形的一弹性变形部9-311和一弹性变形部9-312。第一电路单元9-310具有板状结构且可划分为一上段部9-313和一下段部9-314,其中上段部9-313和下段部9-314彼此电性独立且分离,且弹性变形部9-311和弹性变形部9-312分别位于上段部9-313和下段部9-314。因此,弹性变形部9-311和顶壁9-111之间的距离将小于弹性变形部9-312和顶壁9-111之间的距离。此外,弹性变形部9-311和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-312和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离。
第三侧边9-103处的第二电路单元9-320设置于位于第三角落9-C3的固定元件9-130上,且包括可塑性变形的一弹性变形部9-321和一弹性变形部9-322。第二电路单元9-320具有板状结构且可划分为一上段部9-323和一下段部9-324,其中上段部9-323和下段部9-324彼此电性独立且分离,且弹性变形部9-321和弹性变形部9-322分别位于下段部9-324和上段部9-323。因此,弹性变形部9-322和顶壁9-111之间的距离将小于弹性变形部9-321和顶壁9-111之间的距离。此外,弹性变形部9-321和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-322和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离。
第二驱动元件9-402包括一第三驱动单元9-430和一第四驱动单元9-440。第三驱动单元9-430为长条状结构的形状记忆合金,其包括一第三活动部连接点9-431和一第三固定部连接点9-432。第三活动部连接点9-431固定至弹性变形部9-311,且第一固定部连接点9-432固定至弹性变形部9-321。由于弹性变形部9-311和顶壁9-111之间的距离小于弹性变形部9-321和顶壁9-111之间的距离,因此第三驱动单元9-430会从顶壁9-111朝向底座9-120倾斜。
第四驱动单元9-440同样为长条状结构的形状记忆合金,其包括一第四活动部连接点9-441和一第四固定部连接点9-442。第四活动部连接点9-441固定至弹性变形部9-312,且第四固定部连接点9-442固定至弹性变形部9-322。由于弹性变形部9-312和顶壁9-111之间的距离大于弹性变形部9-322和顶壁9-111之间的距离,因此第四驱动单元9-440会从底座9-120朝向顶壁9-111倾斜。第四驱动单元9-440的延伸方向因此不平行于第三驱动单元9-430的延伸方向。
由于弹性变形部9-311和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-312和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离,且弹性变形部9-321和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离小于弹性变形部9-322和位于第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离,第一驱动单元9-410和第二驱动单元9-420在设置后将不会彼此接触,故可避免短路的情形。
当使用者欲利用驱动组件9-400驱动活动部9-200相对于固定部9-100朝向底座9-120移动时,可使电流流经第一驱动单元9-410和第三驱动单元9-430。当有电流流经第一驱动单元9-410和第三驱动单元9-430时,第一驱动单元9-410和第三驱动单元9-430将会收缩而拉动活动部9-200,使活动部9-200沿着主轴9-AX1朝向底座9-120移动。
当使用者欲利用驱动组件9-400驱动活动部9-200相对于固定部9-100朝向顶壁9-111移动时,可使电流流经第二驱动单元9-420和第四驱动单元9-440。当有电流流经第二驱动单元9-420和第四驱动单元9-440时,第二驱动单元9-420和第四驱动单元9-440将会收缩而拉动活动部9-200,使活动部9-200沿着主轴9-AX1朝向顶壁9-111移动。
于本实施例中,为了避免活动部9-200移动时,第一电路单元9-310上的弹性变形部9-312撞击底座9-120,底座9-120上可形成多个防撞部9-121,每个防撞部9-121具有一凹陷结构。当第一驱动单元9-410和第三驱动单元9-430拉动活动部9-200移动至一极限位置(第一止动元件9-610限制活动部9-200所能移动到的最大移动距离)时,弹性变形部9-312和设置于其上的第二活动部连接点9-421、第四活动部连接点9-441可进入凹陷结构中。换言之,当活动部9-200位于极限位置时,从垂直于主轴9-AX1的方向观察,凹陷结构和第二活动部连接点9-421、第四活动部连接点9-441重叠。
如图70所示,电路组件9-300的第三电路单元9-330为嵌埋于活动部9-200中的导线。其中一条导线可连接位于第一侧边9-101的第一电路单元9-310的上段部9-313至位于第三侧边9-103的第一电路单元9-310的上段部9-313,且另一条导线可连接位于第一侧边9-101的第一电路单元9-310的下段部9-314至位于第三侧边9-103的第一电路单元9-310的下段部9-314。借此,第一驱动单元9-410和第三驱动单元9-430将会彼此电性连接,使用者提供电流通过第一驱动单元9-410时,此电流也会同时流经第三驱动单元9-430。第二驱动单元9-420和第四驱动单元9-440亦会彼此电性连接,使用者提供电流通过第二驱动单元9-420时,此电流也会同时流经第四驱动单元9-440。
电路组件9-300的第四电路单元9-340为嵌埋于固定部9-100中的导线,其可与第一电路单元9-310电性连接,并具有显露于外的接点9-341,以与外部电路电性连接。特别的是,在本实施例中,固定元件9-130上可形成凹槽9-131,且至少部分的第四电路单元9-340从凹槽9-131显露。借此,使用者可经由凹槽9-131确认并定位第四电路单元9-340的位置。
电路组件9-300的第五电路单元9-350可为一电路板,其设置于第二侧边9-102且固定于第二止动元件9-620上。第一活动部连接点9-411和第五电路单元9-350之间的距离大于第一固定部连接点9-412和第五电路单元9-350之间的距离,且第三活动部连接点9-431和第五电路单元之间9-350的距离大于第三固定部连接点9-432和第五电路单元9-350之间的距离。由于第一固定部连接点9-412和第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离会小于第一活动部连接点9-411和第一侧边9-101的侧壁9-112之间的距离,且第三固定部连接点9-432和第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离会小于第三活动部连接点9-431和第三侧边9-103的侧壁9-112之间的距离,因此沿着主轴9-AX1观察时,第一活动部连接点9-411和第三活动部连接点9-431之间的最短距离小于第一固定部连接点9-412和第三固定部连接点9-432之间的最短距离,第一驱动单元9-410的延伸方向不平行于第三驱动单元9-430的延伸方向。
如图69和图70所示,位置感测组件9-500包括一参考元件9-R、一位置感测元件9-510、以及一导磁性元件9-520。参考元件9-R和位置感测元件9-510分别设置于固定部9-200和第五电路单元9-350上,且位置感测元件9-510的位置对应于参考元件9-R的位置。位置感测元件9-510可电性连接第五电路单元9-350,且可检测参考元件9-R的位置,以感测活动部9-200相对于固定部9-100的运动。
举例而言,位置感测元件9-510例如可为霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(GiantMagnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(TunnelingMagnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate),而参考元件9-R则可为磁铁。
导磁性元件9-520设置于第五电路单元9-350上,且其位置亦对应于参考元件9-R的位置。沿着主轴9-AX1观察时,位置感测元件9-510位于参考元件9-R和导磁性元件9-520之间,第五电路单元9-350位于位置感测元件9-510和导磁性元件9-520之间。导磁性元件9-520例如可包含导磁性材料,因此导磁性元件9-520和参考元件9-R可对活动部9-200产生一推力,使得活动部9-200朝向固定元件9-130靠拢。前述推力的方向是沿着X轴方向,故会垂直于主轴9-AX1。当驱动组件9-400未驱动活动部9-200移动时,活动部9-200可通过前述推力固定于一预设位置。
另外,如图70所示,于本实施例中,在X轴方向上,第二止动元件9-620的最大尺寸大于位置感测元件9-510的最大尺寸,以避免活动部9-200撞击位置感测元件9-510。
图73和图74是表示本发明另一实施例的光学元件驱动机构9-10的示意图和分解图。与前述实施例不同的是,在本实施例中,两个固定元件9-130是分别位于第一角落9-C1和第四角落9-C4,因此第一导引组件9-710和第二导引组件9-720也会分别位于第一角落9-C1和第四角落9-C4。再者,第一侧边9-101的第一电路单元9-310、第二电路单元9-320和第一驱动元件9-401将会相对于主轴9-AX1旋转对称于第三侧边9-103的第一电路单元9-310、第二电路单元9-320和第二驱动元件9-402。
综上所述,本发明提供一种光学元件驱动机构,包括一活动部、一固定部、一驱动组件、以及一电路组件。活动部用以承载一光学元件。驱动组件连接活动部和固定部,且用以驱动活动部相对于固定部运动。电路组件电性连接前述驱动组件。通过前述光学元件驱动机构的结构,驱动组件可提供较大的驱动力予活动部,因此可使用包含更多镜片的光学元件。
请参考图75至图77,图75为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构10-1的立体图。图76为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构10-1的分解图。图77为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构10-1的部分结构的侧视图。光学元件驱动机构10-1包括一固定部10-100、一活动部10-200、一驱动组件10-300、一限定元件10-400、一电路组件10-500、一位置感测组件10-600、一导磁性元件10-700、以及一引导组件10-800。在本实施例中,光学元件驱动机构10-1为具备自动对焦(Auto Focusing,AF)功能的音圈马达(Voice CoilMotor,VCM),但不限于此,在一些实施例中光学元件驱动机构10-1也可以具备自动对焦以及光学防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能。
固定部10-100具有多边形结构,在本实施例中,固定部10-100为四边形结构,具有一第一侧10-S1,在以下叙述中,第一侧10-S1可以是指第一侧10-S1长边的方向,第一侧10-S1也可以是包括固定部10-100在第一侧10-S1的结构。如图76所示,固定部10-100包括一外框10-110、一底座10-120、以及一框架10-130。外框10-110具有一顶面10-111、一内顶面10-112、两个限制结构10-113(请参考图81)、以及四个侧壁10-114,其中,由顶面10-111的边缘平行于第一侧10-S1延伸的侧壁10-114为一第一侧壁10-114a,内顶面10-112面向底座10-120且与顶面10-111相反,限制结构10-113由内顶面10-112朝向底座10-120延伸。
底座10-120与外框10-110沿着一主轴10-O排列,具有一容纳部10-121、一第一侧壁10-122、以及两个引导结构10-123,容纳部10-121容纳限定元件10-400的一部分,底座10-120的第一侧壁10-122较外框10-110的第一侧壁10-114a更靠近主轴10-O,两个引导结构10-123沿着第一侧10-S1排列,并且可分别容纳引导组件10-800的一部分。应了解的是,外框10-110及底座10-120上分别形成有一外框开孔10-H1及一底座开孔10-H2,外框开孔10-H1对应于底座开孔10-H2,并且底座开孔10-H2则对应于设置在光学元件驱动机构10-1之外的影像感测元件(未图示),外部光线可由外框开孔10-H1进入外框10-110,接着经过一光学元件(未图示)与底座开孔10-H2后由前述影像感测元件所接收,以产生一数字影像信号。前述框架10-130具有一第一框边10-131,此第一框边10-131对应于外框10-110的第一侧壁10-114a。
活动部10-200可连接光学元件,并且相对于固定部10-100运动。在本实施例中,活动部10-200为一承载座,具有一贯穿孔10-H3、一第一侧壁10-201、一凸出部10-202、以及两个引导结构10-203。贯穿孔10-H3与前述光学元件之间配置有对应锁合的螺牙结构(未图示),可使所述光学元件锁固于贯穿孔10-H3内。第一侧壁10-201平行于外框10-110的第一侧壁10-114a,并且较外框10-110的第一侧壁10-114a更接近主轴10-O。凸出部10-202由活动部10-200的第一侧壁10-201向外框10-110的第一侧壁10-114a延伸。两个引导结构10-203分别对应固定部10-100的引导结构10-123设置,沿着与主轴10-O平行的方向延伸,可容纳引导组件10-800的一部分。
驱动组件10-300设置于第一侧10-S1,包括一第一驱动元件10-310、一第二驱动元件10-320、一第三驱动元件10-330、以及一第四驱动元件10-340。第一驱动元件10-310、第二驱动元件10-320、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340皆具有形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMA)并且为长条形结构,并且彼此均未接触。第一驱动元件10-310、第二驱动元件10-320、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340可以具有绝缘材料,绝缘材料设置于第一驱动元件10-310、第二驱动元件10-320、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340的形状记忆合金与限定元件10-400之间,也就是说,绝缘材料可固定地设置于第一驱动元件10-310、第二驱动元件10-320、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340的形状记忆合金,举例来说,将一绝缘材料层覆盖于第一驱动元件10-310、第二驱动元件10-320、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340的形状记忆合金外,使得驱动元件在驱动过程中即使彼此接触也不会造成短路。
如图77所示,第一驱动元件10-310沿着一第一方向10-D1延伸,可以驱动活动部10-200相对固定部10-100在一第一维度10-M1运动。第二驱动元件10-320沿着一第二方向10-D2延伸,可以驱动活动部10-200相对固定部10-100在一第二维度10-M2运动。第三驱动元件10-330沿着一第三方向10-D3延伸,可以驱动活动部10-200相对固定部10-100在一第三维度10-M3运动。第四驱动元件10-340沿着一第四方向10-D4延伸,可以驱动活动部10-200相对固定部10-100在一第四维度10-M4运动。其中,第一方向10-D1与第二方向10-D2不同,第一方向10-D1与第二方向10-D2不垂直也不平行。第一方向10-D1与第三方向10-D3平行。第一方向10-D1与第四方向10-D4不同,第一方向10-D1与第四方向10-D4不垂直也不平行。第二方向10-D2与第三方向10-D3不同,第二方向10-D2与第三方向10-D3不垂直也不平行。第二方向10-D2与第四方向10-D4平行。
接着请参考图77以及图78,图78为沿着图75的10-A-10-A’切线的光学元件驱动机构10-1的剖面图。第一驱动元件10-310与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离不同于第二驱动元件10-320与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离,在本实施例中,第一驱动元件10-310与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离小于第二驱动元件10-320与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离。第三驱动元件10-330与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离不同于第四驱动元件10-340与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离,在本实施例中,第三驱动元件10-330与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离小于第四驱动元件10-340与外框10-110的第一侧壁10-114a的最短距离。
当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,第一驱动元件10-310与第二驱动元件10-320之间具有大于零的间隙、第一驱动元件10-310与第四驱动元件10-340之间具有大于零的间隙、第二驱动元件10-320与第三驱动元件10-330之间具有大于零的间隙、并且第三驱动元件10-330与第四驱动元件10-340之间具有大于零的间隙。当沿着垂直于主轴10-O以及第一侧10-S1的方向观察时,第一驱动元件10-310与该第三驱动元件10-330之间具有大于零的间隙,并且第二驱动元件10-320与该第四驱动元件10-340之间具有大于零的间隙。
接着请参考图76至图79,图79为沿着图75的10-B-10-B’切线的光学元件驱动机构10-1的剖面图。限定元件10-400具有金属材质,包括一第一限定单元10-410以及一第二限定单元10-420,可以设置于活动部10-200或固定部10-100,在本实施例中,限定元件10-400设置于活动部10-200,限定驱动组件10-300相对固定部10-100于一活动范围内活动。限定元件10-400与外框10-110的第一侧壁10-114a的距离大于与活动部10-200的第一侧壁10-201的距离。当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,限定元件10-400与固定部10-100的第一侧10-S1的中央部分重叠。
第一限定单元10-410与第二限定单元10-420具有相同的形状以及结构,对称地设置于活动部10-200的凸出部10-202,并且第一限定单元10-410较第二限定单元10-420更靠近外框10-110的内顶面10-112,当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,第一限定单元10-410至少部分重叠于第二限定单元10-420。第一限定单元10-410以及第二限定单元10-420分别具有一外弯曲部10-401以及一内弯曲部10-402,外弯曲部10-401朝向外框10-110的第一侧壁10-114a弯曲,内弯曲部10-402朝向活动部10-200的第一侧壁10-201弯曲。当沿着平行于第一侧10-S1的方向观察时,外弯曲部10-401与内弯曲部10-402不重叠。当沿着垂直于主轴10-O以及第一侧10-S1的方向观察时,第一限定单元10-410不重叠于第二限定单元10-420。
接着请参考图76至图80,图80为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构10-1的部分结构的示意图。电路组件10-500连接驱动组件10-300,设置于固定部10-100的第一侧10-S1,包括一第一电路元件10-510、一第二电路元件10-520、一第三电路元件10-530、一电路板10-540、以及四个电路构件10-550。第一电路元件10-510、第二电路元件10-520、以及第三电路元件10-530设置于底座10-120的第一侧壁10-122,分别具有一外弯曲部10-501以及一内弯曲部10-502,外弯曲部10-501朝靠近外框10-110的第一侧壁10-114a的方向弯曲,内弯曲部10-502朝远离外框10-110的第一侧壁10-114a的方向弯曲。
电路板10-540具有一平板形状,与第一侧10-S1平行,固定于底座10-120与框架10-130之间,沿着与主轴10-O平行的方向观察时,框架10-130较电路板10-540以及位置感测组件10-600更靠近活动部10-200,以避免活动部10-200运动时碰撞至电路板10-540以及位置感测组件10-600。
三个电路构件10-550分别与第一电路元件10-510、第二电路元件10-520、第三电路元件10-530连接并且从底座10-120沿着平行于主轴10-O的方向延伸出,以与外部电路连接,而剩下的一个电路构件10-550接地,维持光学元件驱动机构10-1中各元件等电位,以避免光学元件驱动机构10-1中可能产生的静电造成元件损坏。
当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,第一电路元件10-510与第二电路元件10-520不重叠,第一电路元件10-510与第三电路元件10-530不重叠,第二电路元件10-520与第三电路元件10-530至少部分重叠。当沿着平行于第一侧10-S1的方向观察时,第一电路元件10-510、第二电路元件10-520与第三电路元件10-530至少部分重叠。
第一驱动元件10-310连接第二电路元件10-520的外弯曲部10-501与第一限定单元10-410的外弯曲部10-401。第二驱动元件10-320连接第三电路元件10-530的内弯曲部10-502与第二限定单元10-420的内弯曲部10-402。第三驱动元件10-330连接第一电路元件10-510的外弯曲部10-501与第二限定单元10-420的外弯曲部10-401。第四驱动元件10-340连接第一电路元件10-510的内弯曲部10-502与第一限定单元10-410的内弯曲部10-402。
位置感测组件10-600设置于电路板10-540,包括一第一参考元件10-610、一第二参考元件10-620、以及一位置感测元件10-630。第一参考元件10-610包括一第一磁铁,第二参考元件10-620包括一第二磁铁,第一参考元件10-610以及第二参考元件10-620沿着平行于第一侧10-S1的方向排列。位置感测元件10-630对应第一参考元件10-610以感测活动部10-200相对该固定部10-100的运动,第二参考元件10-620未对应位置感测元件10-630。第一参考元件10-610与第二参考元件10-620之间具有大于零的间距,当沿着垂直于主轴10-O以及第一侧10-S1的方向观察时,第一参考元件10-610与第二参考元件10-620以主轴10-O为中心对称地设置。当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,位置感测元件10-630较电路板10-540更靠近活动部10-200,设置于第一参考元件10-610以及导磁性元件10-700之间。在本实施例中,虽然位置感测元件10-630设置于固定部10-100、第一参考元件10-610与第二参考元件10-620设置于活动部10-200,但不限于此,也可以位置感测元件10-630设置于活动部10-200、第一参考元件10-610与第二参考元件10-620设置于固定部10-100。
导磁性元件10-700为一平板形状,设置于第一侧10-S1,具有导磁性材质并且对应第一参考元件10-610以及第二参考元件10-620。更详细地说,导磁性元件10-700可通过一接着元件(未图示)而与电路板10-540接合,并且当沿着平行于第一侧10-S1的方向观察时,电路板10-540较导磁性元件10-700更靠近活动部10-200。此外,当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,外框10-110的第一侧壁10-114a与导磁性元件10-700至少部分重叠,并且电路组件10-500至少部分设置于位置感测元件10-630与导磁性元件10-700之间。
接着请参考图76至图81,图81为沿着图75的10-C-10-C’切线的光学元件驱动机构10-1的剖面图。引导组件10-800包括一第一中介元件10-810以及一第二中介元件10-820,第一中介元件10-810设置于外框10-110的限制结构10-113与底座10-120之间,并且第一中介元件10-810以及第二中介元件10-820设置于固定部10-100的引导结构10-123与活动部10-200的引导结构10-203之间,第一中介元件10-810以及第二中介元件10-820相对固定部10-100以及活动部10-200可运动,因此,限制结构10-113与底座10-120限制引导组件10-800在平行于主轴10-O的方向上的运动范围。其中沿着垂直于主轴10-O以及第一侧10-S1的方向观察时,第一中介元件10-810与第二中介元件10-820以主轴10-O为中心对称地设置。在本实施例中,第一中介元件10-810以及第二中介元件10-820分别为三个球状物沿着平行于主轴10-O的方向排列,但形状或数量不限于此,可以视需求改变。
接着说明驱动组件10-300的作动,当通过电路构件10-550通电流至第三电路元件10-530时,具有形状记忆合金的驱动组件10-300会因为电流通过受热而收缩,也就是说,连接第三电路元件10-530的第二驱动元件10-320会在第二方向10-D2收缩,使得活动部10-200在第二维度10-M2运动。相似地,当通过电路构件10-550通电流至第二电路元件10-520时,连接第二电路元件10-520的第一驱动元件10-310会在第一方向10-D1收缩,使得活动部10-200在第一维度10-M1运动。当通过电路构件10-550通电流至第一电路元件10-510时,连接第一电路元件10-510的第三驱动元件10-330以及第四驱动元件10-340会分别在第三方向10-D3以及第四方向10-D4收缩,使得活动部10-200在第三维度10-M3以及第四维度10-M4运动。
因此,可通过同时通电流至第三电路元件10-530以及第一电路元件10-510,并通过控制电流大小,使第二驱动元件10-320与第三驱动元件10-330以及第四驱动元件10-340的收缩程度不同,而达到第二驱动元件10-320、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340收缩的合力为与主轴10-O平行朝内顶面10-112靠近的方向,进而使得活动部10-200可沿着与主轴10-O平行朝内顶面10-112靠近的方向移动。
相似地,同时通电流至第二电路元件10-520以及第一电路元件10-510,并通过控制电流大小,使第一驱动元件10-310与第三驱动元件10-330以及第四驱动元件10-340的收缩程度不同,而达到第一驱动元件10-310、第三驱动元件10-330、以及第四驱动元件10-340收缩的合力为与主轴10-O平行并远离内顶面10-112的方向,进而使得活动部10-200可沿着与主轴10-O平行朝内顶面10-112远离的方向移动。
在本实施例中,由于外框10-110具有不导磁的金属材质,并且外框10-110的导磁系数等于导磁性元件10-700的导磁系数,导磁性元件10-700与第一参考元件10-610配置以对活动部10-200产生一作用力,使活动部10-200朝向固定部10-100的第一侧10-S1靠近,并且导磁性元件10-700与第二参考元件10-620配置以对活动部10-200产生另一作用力。两个作用力的方向与主轴10-O不平行,更详细地说,两个作用力的方向与主轴10-O垂直。通过上述导磁性元件10-700与活动部10-200之间的作用力,使得引导组件10-800可以紧密地接触活动部10-200的引导结构10-203与固定部10-100的引导结构10-123,因此当驱动组件10-300驱动活动部10-200运动时,活动部10-200可以更稳定地沿着引导组件10-800在平行于主轴10-O的方向上运动。
接着请参考图82至图85,图82为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构10-1A的立体图。图83为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构10-1A的部分结构的示意图。图84为沿着图82的10-A-10-A’切线的光学元件驱动机构10-1A的剖面图。图85为沿着图82的10-B-10-B’切线的光学元件驱动机构10-1A的剖面图。在此实施例中,与前述的光学元件驱动机构10-1不同的处为驱动组件10-300A、限定元件10-400A、以及电路组件10-500A。驱动组件10-300A包括一第一驱动元件10-310A以及一第二驱动元件10-320A,限定元件10-400A包括一第一限定单元10-410A以及一第二限定单元10-420A,电路组件10-500A包括一第一电路元件10-510A、一第二电路元件10-520A、一第三电路元件10-530A、以及一第四电路元件10-540A。第一驱动元件10-310A通过第一限定单元10-410而连接到第二电路元件10-520以及第三电路元件10-530,第二驱动元件10-320A通过第二限定单元10-420A而连接到第一电路元件10-510A以及第四电路元件10-540A。
第一限定单元10-410A以及第二限定单元10-420A具有类似的形状,设置于活动部10-200A的第一侧壁10-201A,分别具有一开口10-401A,开口10-401A可使驱动组件10-300A通过,并且第一限定单元10-410A具有一凸出部10-411A,凸出部10-410A使得第一限定单元10-410A的开口10-401A较第二限定单元10-420A的开口10-401A更接近外框10-110A的第一侧壁10-114aA,因此当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,第一限定单元10-410A至少部分重叠于第二限定单元10-420A,并且第一限定单元10-410A较第二限定单元10-420A更接近外框10-110A的第一侧壁10-114aA,当沿着垂直于主轴10-O的方向观察时,第一限定单元10-410A不重叠于第二限定单元10-420A。
第一电路元件10-510A、第二电路元件10-520A、第三电路元件10-530A、以及第四电路元件10-540A设置于底座10-120A的第一侧壁10-122A,第一电路元件10-510A与第四电路元件10-540A具有类似的形状,以限定元件10-400A为中心分别对称地设置于固定部10-100A,并且第二电路元件10-520A与第三电路元件10-530A具有类似的形状,以限定元件10-400A为中心分别对称地设置于该固定部10-100A。当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,第一电路元件10-510A与第二电路元件10-520A至少部分重叠,并且第三电路元件10-530A与第四电路元件10-540A至少部分重叠。
当沿着平行第一侧10-S1的方向观察时,第一电路元件10-510A、第二电路元件10-520A、第三电路元件10-530A以及第四电路元件10-540A至少部分重叠,第一电路元件10-510A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离较第二电路元件10-520A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离大,第四电路元件10-540A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离较第三电路元件10-530A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离大,第一电路元件10-510A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离与第四电路元件10-540A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离相同,第二电路元件10-520A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离与第三电路元件10-530A与外框10-110A的第一侧壁10-114aA的距离相同。因此,通过上述限定元件10-400A、电路元件与第一侧壁10-114aA的距离不同,使得第一驱动元件10-310A与第二驱动元件10-320A彼此不接触。
当通电流至第一电路元件10-510aA以及第四电路元件10-540A时,通过第二限定单元10-420A的第二驱动元件10-320A会抵靠开口10-401A的上缘,使得活动部10-200A可沿着与主轴10-O平行朝内顶面10-112A靠近的方向移动。相似地,当通电流至第二电路元件10-520A以及第三电路元件10-530A时,通过第一限定单元10-410A的第一驱动元件10-310A会抵靠开口10-401A的下缘,使得活动部10-200A可沿着与主轴10-O平行朝内顶面10-112A远离的方向移动。
接着请参考图86至图89,图86为根据本公开一实施例的光学元件驱动机构10-1B的立体图。图87为根据本公开另一实施例的光学元件驱动机构10-1B的部分结构的示意图。图88为沿着图86的10-A-10-A’切线的光学元件驱动机构10-1B的剖面图。图89为沿着图86的10-B-10-B’切线的光学元件驱动机构10-1B的剖面图。在此实施例中,与前述的光学元件驱动机构10-1以及10-1A不同的处为驱动组件10-300B、限定元件10-400B、以及电路组件10-500B,并且还包括一金属组件10-900B。驱动组件10-300B为一第一驱动元件10-310B,限定元件10-400B设置于金属组件10-900B,电路组件10-500B包括一第一电路元件10-510B以及一第二电路元件10-520B。
金属组件10-900B具有金属材质以及平板状结构且对应第一驱动元件10-310B,金属组件10-900B设置于第一侧10-S1,包括一活动部固定端10-910B、一第一固定部固定端10-920B、一第二固定部固定端10-930B、一第一弹性部10-940B、一第二弹性部10-950B、以及一外部连接部10-960B。活动部固定端10-910B固定地连接活动部10-200B以及限定元件10-400B,第一固定部固定端10-920B固定地连接固定部10-100B。第二固定部固定端10-930B固定地连接固定部10-100B。第一弹性部10-940B具有弹性材质,活动部固定端10-910B经由第一弹性部10-940B活动地连接第一固定部固定端10-920B。第二弹性部10-950B具有弹性材质,活动部固定端10-910B经由第一弹性部10-940B活动地连接第二固定部固定端10-930B。外部连接部10-960B固定地连接第一固定部固定端10-920B,并且外部连接部10-960B电性可连接外部电路。
第一固定部固定端10-920B以及第二固定部固定端10-930B设置于固定部10-100B的第一侧壁10-122B,活动部固定端10-910B设置于活动部10-200B的第一侧壁10-201B。固定部10-100B的第一侧壁10-122B与活动部10-200B的第一侧壁10-201B互相平行,固定部10-100B的第一侧壁10-122B与活动部10-200B的第一侧壁10-201B之间不为共平面,具有大于零的间距。
当沿着平行于主轴10-O的方向观察时,第一弹性部10-940B与第二弹性部10-950B至少部分重叠。当沿着平行于第一侧10-S1的方向观察时,第一弹性部10-940B与第一固定部固定端10-920B的交界与第二弹性部10-950B与第二固定部固定端10-930B的交界不重叠。当沿着平行于第一侧10-S1的方向观察时,第一弹性部10-940B与活动部固定端10-910B的交界与第二弹性部10-950B与活动部固定端10-910B的交界不重叠。沿着垂直主轴10-O以及第一侧10-S1的方向观察时,固定部10-100具有矩形结构,第一弹性部10-940B与第一固定部固定端10-920B的交界与第二弹性部10-950B与第二固定部固定端10-930B的交界设置于固定部10-100B的不同角落,该第一弹性部10-940B与第一固定部固定端10-920B的交界与第二弹性部10-950B与第二固定部固定端10-930B的交界设置于固定部10-100B的相对角落。
第一电路元件10-510B以及该第二电路元件10-520B对称地设置于底座10-120B的第一侧壁10-122B,并且分别具有一电性连接部10-501B以电性连接第一驱动元件10-310B。当沿着平行第一侧10-S1的方向观察时,第一电路元件10-510B的电性连接部10-501B与第二电路元件10-520B的电性连接部10-501B不重叠。当沿着垂直主轴10-O以及第一侧10-S1的方向观察时,第一电路元件10-510B的电性连接部10-501B、第二电路元件10-520B的电性连接部10-501B、第一弹性部10-940B与第一固定部固定端10-920B的交界、以及第二弹性部10-950B与第二固定部固定端10-930B的交界分别设置于固定部10-100B的不同角落。
第一驱动元件10-310B固定至限定元件10-400B而连接到第一电路元件10-510B以及第二电路元件10-520B,并且第一驱动元件10-310B可经由限定元件10-400B电性连接外部连接部10-960B。更详细地说,可以通过通电流至第一电路元件10-510B,经由第一驱动元件10-310B、限定元件10-400B、活动部固定端10-910B、第一弹性部10-940B、第一固定部固定端10-920B而流到外部连接部10-960B,此时第一驱动元件10-310B的一部分因电流通过而收缩,并且由于金属组件10-900B在与主轴10-O平行的方向上的弹性系数小于金属组件10-900B在与第一侧10-S1平行的方向上的弹性系数,因此施加于活动部10-200B的力有平行于第一侧10-S1并靠近第一电路元件10-510B的力以及平行于主轴10-O并靠近内顶面10-112B的力,因此,若要控制活动部10-200B在与主轴10-O平行上的方向移动,则可同时通电流至第二电路元件10-520B,通过控制电流大小,使得活动部10-200B靠近内顶面10-112B或远离内顶面10-112B。
如上所述,本公开实施例提供了一种光学元件驱动机构,包括固定部、活动部、驱动组件、以及电路组件。活动部连接光学元件,可相对固定部运动。驱动组件驱动活动部相对固定部运动。其中驱动组件经由电路组件电性连接至外部电路,通过控制外部电路通至驱动组件的电流,可以控制驱动组件的收缩程度,进而控制承载光学元件(例如一镜头)的活动部的移动,以完成例如变焦等功能。本发明所公开的各元件的特殊位置、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可以使光学元件驱动机构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)。
首先请参阅图90,本公开一实施例的一光学元件驱动机构11-100可装设于一电子装置11-1内,用以照相或摄影,其中前述电子装置11-1例如可为智能手机或系数码相机,但本公开不限于此。应注意的是,图90中所示的光学元件驱动机构11-100与电子装置11-1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11-100与电子装置11-1的位置及大小关系。实际上,光学元件驱动机构11-100可根据不同的需求而装设在电子装置11-1中的不同位置。
请参阅图91,光学元件驱动机构11-100承载一光学元件11-110。光学元件驱动机构11-100的内部或外部可设置有一感光模块。感光模块可以位于光学元件驱动机构11-100的光入射处的下游。一光线11-L沿一光轴11-O入射到光学元件驱动机构11-100中的光学元件11-110后,抵达感光模块以进行成像。
请参阅图92及图93,光学元件驱动机构11-100包括一固定部11-10、一活动部11-20、一驱动组件11-30、以及一接着元件11-40。驱动组件11-30驱动活动部11-20相对于固定部11-10运动。
固定部11-10包括一外框11-11、一底座11-12、以及一连结结构11-13。活动部11-20包括一光学元件承载座11-21。驱动组件11-30包括一驱动线圈11-31以及一驱动磁性元件11-32。
活动部11-20接触并连接到光学元件11-110。具体地说,活动部11-20的光学元件承载座11-21承载并连接到光学元件11-110。光学元件承载座11-21可以具有任何合适于承载并连接到光学元件11-110的形状。
驱动组件11-30的驱动线圈11-31对应于驱动磁性元件11-32。驱动线圈11-31可通过与驱动磁性元件11-32的磁场产生作用,并产生电磁驱动力以驱使活动部11-20的光学元件承载座11-21和光学元件11-110相对于固定部11-10运动。
请继续参阅图92,固定部11-10的外框11-11包括一外框顶面11-111、以及四个外框侧壁11-112。外框顶面11-111不平行于光轴11-O。外框侧壁11-112平行于光轴11-O,且从外框顶面11-111沿着光轴11-O延伸。底座11-12具有一板状结构,且底座11-12不平行于光轴11-O。
请参阅图94,固定部11-10的连结结构11-13包括一凸出部11-131以及一容纳部11-132。如图94所示,在一实施例中,凸出部11-131形成在底座11-12上。容纳部11-132形成在外框侧壁11-112上。在另一实施例中,凸出部11-131形成在外框侧壁11-112上,且容纳部11-132形成在底座11-12上(未表示在图94)。
请继续参阅图94,凸出部11-131可以容纳在容纳部11-132中。因此,外框11-11的外框侧壁11-112可通过连结结构11-13而固定至底座11-12。如图94所示,接着元件11-40可以包覆连结结构11-13,以使连结结构11-13的凸出部11-131可以更稳固地容纳在容纳部11-132中,进而避免外框11-11与底座11-12分离。
如图94所示,在一实施例中,凸出部11-131包括一凸出部底面11-1311、一凸出部斜面11-1312、以及一凸出部侧面11-1313。容纳部11-132包括一容纳部开口11-1321。容纳部开口11-1321包括一容纳部开口底面11-1321a、一容纳部开口顶面11-1321b、以及一容纳部开口侧面11-1321c。
请继续参阅图94,凸出部底面11-1311直接接触容纳部开口底面11-1321a。容纳部开口顶面11-1321b面朝底座11-12。凸出部斜面11-1312面朝容纳部开口顶面11-1321b,且凸出部斜面11-1312不接触容纳部开口顶面11-1321b。更具体地说,凸出部11-131不接触容纳部开口顶面11-1321b。凸出部侧面11-1313不接触容纳部开口侧面11-1321c。沿光轴11-O的方向观察时,凸出部斜面11-1312与外框侧壁11-112至少部分重叠。以此配置,凸出部11-131可以良好地容纳在容纳部11-132中,并可以避免凸出部11-131与容纳部11-132过度摩擦而造成损伤。
请参阅图95,在一实施例中,凸出部11-131还可以包括一凸出部顶面11-1314。凸出部顶面11-1314容纳部开口顶面11-1321b的一最小距离11-S1大于凸出部顶面11-1314与容纳部开口底面11-1321a的一最小距离11-S2。以此配置,凸出部11-131可以轻易地容纳在容纳部11-132中,有利于光学元件驱动机构11-100的加工及组装。
请参阅图96,在一实施例中,容纳部11-132包括至少二容纳部延伸件11-1322。凸出部11-131直接接触容纳部延伸件11-1322。凸出部11-131紧靠容纳部延伸件11-1322。
请继续参阅图96,在一实施例中,凸出部11-131沿一插入方向11-DI(插入方向11-DI可以平行于光轴11-O)延伸,且容纳部延伸件11-1322沿垂直于插入方向11-DI的一排列方向11-DA而排列。在排列方向11-DA上,凸出部11-131的一最大宽度11-131’大于容纳部延伸件11-1322之间的一最小距离11-S3。而且,沿排列方向11-DA观察时,凸出部11-131暴露于容纳部延伸件11-1322。如此一来,凸出部11-131可以稳固地设置在容纳部延伸件11-1322之间,以避免凸出部11-131与容纳部11-132分离。容纳部延伸件11-1322在排列方向11-DA上朝向凸出部11-131挤压。如此一来,凸出部11-131与容纳部延伸件11-1322之间的摩擦力可以避免凸出部11-131相对于容纳部延伸件11-1322的运动,进而避免凸出部11-131与容纳部11-132分离。
请参阅图97及图98,在其他实施例中,凸出部11-131还可以包括一凸出部倒钩11-1315、一凸出部底部11-1316、以及一凸出部顶部11-1317。如图97所示,凸出部倒钩11-1315直接接触并紧靠容纳部延伸件11-1322。如此一来,在光学元件驱动机构11-100受到冲击时,凸出部11-131仍然可以维持在容纳部延伸件11-1322之间,避免凸出部11-131与容纳部11-132分离。
如图98所示,凸出部顶部11-1317直接接触外框侧壁11-112,且凸出部顶部11-1317的一最大宽度11-1317’大于凸出部底部11-1316的一最大宽度11-1316’。如此一来,可以避免凸出部11-131沿着光轴11-O向上滑出容纳部延伸件11-1322之间的间隙,进而可以避免凸出部11-131与容纳部11-132分离。
请参阅图99,在一实施例中,凸出部11-131还可以包括一凸出部折弯部11-1318。凸出部折弯部11-1318朝垂直于插入方向11-DI及排列方向11-DA的一延伸方向11-DE而延伸。而且,底座11-12位于凸出部折弯部11-1318及外框11-11之间。如此一来,在光学元件驱动机构11-100受到冲击时,底座11-12仍然可以维持在凸出部折弯部11-1318及外框11-11之间,进而避免外框11-11与底座11-12分离。
总的来说,本公开的光学元件驱动机构11-100的外框11-11可通过连结结构11-13而固定至底座11-12。如此一来,可以使光学元件驱动机构11-100的外框11-11的结构更为稳固,并且使光学元件驱动机构11-100更易于组装。
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。
Claims (11)
1.一种光学系统,包括:
一第一驱动机构,包括:
一第一底座,具有一第一开口,用以让具有一光线沿一光轴通过;
一光量控制组件,设置于该第一底座上;
一第一驱动组件,用以驱动该光量控制元件相对该第一底座运动;
其中该第一驱动机构还包括一连动结构,用以将该第一驱动组件所产生的一驱动力传导至该光量控制组件,且沿着该光轴的方向观察时,当该光量控制组件运动至一第一极限位置,该光量控制组件与该第一开口至少部分重叠;
其中该第一驱动机构还包括:
一第一活动部,能相对该第一底座运动;
其中,该第一驱动组件驱动该第一活动部相对该第一底座在一第一维度运动;
当该第一活动部相对该第一底座运动在该第一维度时,带动该连动结构相对该第一底座在一第二维度运动,且该第一维度、第二维度不同;
在该第一维度上的运动为沿着以一第一方向的运动;
该第一方向与该光轴不平行;
该第一方向与该光轴垂直;
在该第二维度上的运动为以一转轴的转动,该转轴平行于一第二方向;
该第二方向与该光轴平行;以及
当该第一活动部相对该第一底座运动时,该光量控制组件经由该连动结构带动而相对该第一活动部运动;
其中,该第一活动部还包括一第一引导元件;以及
该连动结构还包括:
一引导本体,用以连接该光量控制组件;以及
一第二引导元件,对应与该第一引导元件,且该第一引导元件、第二引导元件将该驱动力的行进方式由该第一维度转换为该第二维度;
其中,该第一引导元件具有凸起结构,沿着一第三方向延伸;
该第二引导元件具有凹槽或开口结构,用以容纳至少部分该第一引导元件;
该第一引导元件的杨式模数大于该第一活动部的本体;
该第一引导元件具有金属材质;
该第一引导元件固定地设置于该第一活动部的本体;
该第二引导元件的杨式模数大于该引导本体;
该第二引导元件具有金属材质;以及
该第二引导元件固定地设置于该引导本体。
2.一种光学系统,包括:
一第一活动部,用以连接一光学元件;
一第一底座,该第一活动部能相对该第一底座运动;以及
一第一驱动组件,用以驱动该第一活动部相对该第一底座运动;
其中,该光学系统还包括一光量控制机构,用以控制一光线进入该光学元件的光量;
其中,该光量控制机构还包括一基座以及至少部分能相对该基座运动的一光量控制组件;
其中,该光学系统还包括一第二驱动组件,用以控制该光量控制组件;
其中,该光学系统,还包括:
一第二底座,该第二底座能相对该第一底座运动;以及
一第三驱动组件,用以驱动该第一底座相对该第二底座运动;
其中该第一驱动组件用以驱动该第一活动部相对该第一底座在一第一维度上运动;
该第三驱动组件用以驱动该第一底座相对该第二底座在一第二维度上运动;
该基座能相对该第二底座运动;
该基座能相对该第一底座运动;
其中该光学系统还包括:
一弹性组件,该第一活动部经由该弹性组件活动的连接该第一底座;
其中,该基座经由该弹性组件能相对该第二底座运动;
该基座经由该弹性组件能相对该第一底座运动。
3.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以承载一光学元件;
一固定部,该活动部能相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;
一止动组件,用以限制该活动部相对该固定部于一限定范围内运动;
一第一位置感测组件,用以感测该活动部相对该固定部的运动;以及
一第一接着元件,
其中:
该固定部包括一外框以及一第一基底单元;
该外框包括一顶面以及一侧壁;
该第一基底单元固定地设置于该侧壁;
该侧壁包括一第一定位结构以及一第二定位结构,该第一基底单元包括一第三定位结构以及一第四定位结构,该第一定位结构以及该第二定位结构分别对应该第三定位结构以及该第四定位结构;
该第一定位结构、该第二定位结构为开口;
该第三定位结构、该第四定位结构具有突出的结构;
该第一定位结构与该第三定位结构之间的最大间隙和该第二定位结构与该第四定位结构之间的最大间隙不同;
该第一位置感测组件包括:
一第一位置感测元件,用以感测一框架相对该固定部的运动;
一第二位置感测元件,用以感测该框架相对该固定部的运动;
一第三位置感测元件,用以感测该框架相对该固定部的运动;
该固定部与该活动部沿一主轴排列;
该固定部还包括一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边;
该第一侧边与该第二侧边垂直;
该第一侧边与该第三侧边平行;
该第二侧边与该第三侧边垂直;
沿着该主轴方向观察时,该第一位置感测元件位于该第一侧边;
沿着该主轴方向观察时,该第二位置感测元件位于该第二侧边;
沿着该主轴方向观察时,该第三位置感测元件位于该第一侧边或该第三侧边;
该第一定位结构与该第三定位结构之间的最大间隙大于该第二定位结构与该第四定位结构之间的最大间隙;
该第一接着元件直接接触该第一定位结构以及该第三定位结构。
4.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以承载一光学元件;
一固定部,该活动部能相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一止动组件,用以限制该活动部相对该固定部于一限定范围内运动,
其中:
该驱动组件包括一第一驱动元件,当该活动部相对该固定部位于一第一位置时,该第一驱动元件未接触该活动部或该固定部;
当该活动部相对该固定部位于一第二位置时,该第一驱动元件直接接触该活动部以及该固定部;
该第一位置、该第二位置位在该限定范围中;
当该活动部相对该固定部位于该第一位置时,该第一驱动元件未接触该活动部;
该固定部包括一第一基底单元,具有板状结构;
该驱动组件还包括一第一弹性元件,该第一弹性元件至少部分固定地设置于该第一基底单元;
该第一基底单元具有塑胶材质;
该第一驱动元件包括:
一第一驱动单元,具有形状记忆合金的材质;
一第一弹性单元,具有金属材质,其中该第一驱动单元至少部分固定地设置于第一弹性单元;
一第一接触单元,连接该第一弹性单元,并用以接触该活动部或该固定部;
一第一缓冲单元,该第一接触单元经由该第一缓冲单元活动地连接该第一弹性单元;以及
一第一制震单元,具有柔性树脂材质,且直接接触该第一驱动单元。
5.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以承载一光学元件;
一固定部,该活动部能相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;
一止动组件,用以限制该活动部相对该固定部于一限定范围内运动;以及
一电路组件,电性连接该驱动组件,其中该电路组件包括:
一第一基底单元,具有非金属材质;以及
一第一电路元件,设置在该第一基底单元,电性连接该驱动组件,其中:
该止动组件固定地设置在该第一基底单元上;
该第一基底单元具有板状的结构;
沿着该第一基底单元的厚度方向观察时,该第一基底单元具有多边形的结构;
沿着该第一基底单元的厚度方向观察时,该止动组件具有多个止动元件,分别位于该第一基底单元的不同侧边;
该固定部与该活动部沿一主轴排列;
该驱动组件包括一第一驱动单元,沿着该第一基底单元的厚度方向观察时,所述止动元件围绕该第一驱动单元;
在该主轴延伸的方向上,该第一驱动单元与该止动组件至少部分重叠;
该驱动单元沿一第一方向延伸;
在该第一方向上,该第一驱动单元与该止动组件至少部分重叠。
6.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以承载一光学元件;
一固定部,该活动部能相对于该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对于该固定部运动;以及
一支撑组件,其中当该驱动组件未驱动该活动部运动时,该支撑组件使该活动部定位于一第一位置,其中该驱动组件包括一第一驱动元件,且该第一驱动元件包括:
一第一驱动单元,具有形状记忆合金;
一第一弹性单元,具有金属材质,其中该第一驱动单元固定地设置该第一弹性单元上;
一第一接触单元,连接该第一弹性单元并用以接触该活动部或该固定部;以及
一第一制震单元,具有柔性树脂材质,且直接接触该第一驱动单元;
当该活动部相对于该固定部位于该第一位置时,该第一驱动元件未接触该活动部或该固定部;
当该活动部相对于该固定部位于该第一位置时,该第一驱动元件未接触该活动部;
当该活动部相对于该固定部位于一第二位置时,该第一驱动元件直接接触该活动部和该固定部;
该第一驱动单元具有长条状结构,且沿着一第一方向延伸;
该第一弹性单元电性连接该第一驱动单元;
当该第一驱动单元形变时,该第一弹性元件形变以带动该第一接触单元运动;
该第一弹性单元具有弯折结构;
该第一接触单元具有圆弧结构;
该第一接触单元具有金属材质;
该第一接触单元和该第一弹性单元为一体成型;
该第一接触单元具有多个接触段部;
该第一制震单元直接接触该第一弹性单元;
该第一制震单元直接接触该第一驱动单元的端部或中间段部;
该第一驱动元件用以对该活动部或该固定部产生一第一驱动力;
该第一驱动力的方向不平行于该第一方向。
7.一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,该活动部能相对于该固定部运动,且该固定部包括:
一外框,具有一顶壁和一侧壁,该侧壁由该顶壁的边缘延伸;
一底座,该外框和该底座沿着一主轴排列;以及
一固定元件,具有长条状结构,沿着该主轴延伸,且固定地连接该外框或该底座;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对于该固定部运动,且该驱动组件的一第一驱动元件包括:
一第一驱动单元,具有长条状结构,且沿着一第一方向延伸;以及;
一第二驱动单元,具有长条状结构,且沿着一第二方向延伸;以及
一电路组件,该驱动组件经由该电路组件电性连接至一外部电路;
该固定元件和该外框或该底座为一体成型;
沿着该主轴观察时,该固定部具有多边形结构;
沿着该主轴观察时,该第一驱动元件位于该固定部的一第一侧边;
沿着该主轴观察时,该侧壁位于该第一侧边;
沿着该主轴观察时,该固定元件位于该固定部的一第一角落;
该驱动组件的至少部分固定地设置于该固定元件上;
该第一方向不平行于该第二方向;
该第一方向不垂直于该主轴;
该第一方向不平行于该主轴;
该第二方向不垂直于该主轴;
该第二方向不平行于该主轴;
该第一驱动单元具有形状记忆合金,且该第二驱动单元具有形状记忆合金;
当该第一驱动单元收缩时,该第一驱动单元和该第二驱动单元之间具有不为零的间隙;
当该第一驱动单元收缩时,沿着该主轴观察,该第一驱动单元不垂直于该第二驱动单元;
当该第一驱动单元收缩时,沿着该主轴观察,该第一驱动单元平行于该第二驱动单元;
当该第一驱动单元收缩时,沿着该主轴观察,该第一驱动单元和该第二驱动单元平行于该第一侧边。
8.一种触觉反馈模块,包括:
一固定部;
一活动部,相对该固定部运动;
一驱动机构,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而相对该固定部运动;
其中该固定部包括:
一顶板,具有板状结构;
一底板,具有板状结构,与该顶板沿着一主轴方向排列;以及
一侧壁,沿着该主轴方向延伸,连接该顶板及该底板;
其中该活动部包括:
一配重块,具有金属材质;以及
一承载座,承载该配重块;
其中该配重块的密度大于10公克每立方厘米。
9.一种光学元件驱动机构,包括:
一活动部,用以承载一光学元件;
一固定部,包括:
一外框,具有一顶壁和一侧壁,该侧壁由该顶壁的边缘延伸;
一底座,该外框和该底座沿着一主轴排列;以及
一固定元件,固定地连接该外框或该底座;
一驱动组件,连接该活动部和该固定部,且用以驱动该活动部相对于该固定部运动,其中该驱动组件包括一第一驱动元件和一第二驱动元件,且该第一驱动元件包括:
一第一驱动单元,具有长条状结构,且包括一第一活动部连接点和一第一固定部连接点,分别固定至该活动部和该固定元件上;以及
一第二驱动单元,具有长条状结构,且包括一第二活动部连接点和一第二固定部连接点,分别固定至该活动部和该固定元件上;以及
一电路组件,电性连接该驱动组件;
沿着该主轴观察时,该固定部具有一第一侧边、一第二侧边、一第三侧边、以及一第四侧边,该第一侧边相反于该第三侧边,且该第二侧边相反于该第四侧边;
该第一侧边和该第二侧边的连接处形成一第一角落,该第一侧边和该第四侧边的连接处形成一第二角落,该第二侧边和该第三侧边的连接处形成一第三角落,且该第三侧边和该第四侧边的连接处形成一第四角落,其中该固定元件位于该第一角落;
该第一驱动单元的延伸方向不平行于该第二驱动单元的延伸方向;
该第一驱动单元具有形状记忆合金,且该第二驱动单元具有形状记忆合金;
该第一驱动元件设置于该第一侧边,且该第二驱动元件设置于该第三侧边;
该第三侧边平行于该第一侧边,且该主轴位于该第一侧边和该第三侧边之间。
10.一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,能相对该固定部运动;
一驱动组件,驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一电路组件,连接该驱动组件;
其中该驱动组件经由该电路组件电性连接至一外部电路;
一限定元件,限定该驱动组件相对该固定部于一活动范围内活动,设置于该活动部或该固定部;
一位置感测组件,感测该活动部相对该固定部的运动;
一引导组件,设置于该活动部与该固定部之间;以及
一导磁性元件,设置于该固定部;
其中该固定部具有多边形结构以及一第一侧,包括:
一外框,具有一顶面以及一第一侧壁,该第一侧壁由该顶面的一边缘延伸并且平行于该第一侧;以及
一底座,与该外框沿着一主轴排列,具有一容纳部以及一第一侧壁,该容纳部容纳该限定元件的一部分,该底座的该第一侧壁较该外框的该第一侧壁更靠近该主轴;
其中该驱动组件包括:
一第一驱动元件,驱动该活动部相对该固定部在一第一维度运动,具有形状记忆合金,为长条形结构,沿着一第一方向延伸;
其中沿着平行于该主轴的一方向观察时,该第一驱动元件设置于该第一侧;
其中该限定元件设置于该活动部,该活动部具有一第一侧壁,该第一侧壁平行于该外框的该第一侧壁,并且较该外框的该第一侧壁更接近该主轴,该限定元件较该外框的该第一侧壁更接近该活动部的该第一侧壁;
其中沿着平行于该主轴的一方向观察时,该限定元件与该固定部的该第一侧的中央部分重叠;
其中该限定元件具有金属材质;
其中该第一驱动元件具有绝缘材料,该绝缘材料设置于该第一驱动元件的形状记忆合金以及该限定元件之间;
其中该第一驱动元件的绝缘材料固定地设置于该第一驱动元件的形状记忆合金。
11.一种光学元件驱动机构,包括:
一固定部,包括:
一外框;
一底座;
一连结结构;
一活动部;以及
一驱动组件,驱动该活动部相对于该固定部运动,
其中该连结结构将该外框固定至该底座,
其中该外框包括一外框侧壁,该外框侧壁沿一光轴延伸,该连结结构包括一凸出部以及一容纳部,该凸出部形成在该底座上,该容纳部形成在该外框侧壁上,且该凸出部容纳在该容纳部中,
其中该凸出部包括一凸出部斜面,沿该光轴的方向观察时,该凸出部斜面与该外框侧壁至少部分重叠。
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