CN113359310A - 光学元件驱动机构及光学系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种光学元件驱动机构，包括：一固定部、一活动部、一驱动组件以及一第一连接组件。活动部连接一光学元件且相对固定部运动。驱动组件驱动活动部相对固定部运动。活动部经由第一连接组件活动地连接固定部。

Description

光学元件驱动机构及光学系统
技术领域
本公开涉及一种光学元件驱动机构，特别涉及一种可用于空间感测的光学元件驱动机构。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子设备(例如：智能手机、游戏机、家用电器、车用电器等)具有空间感测的需求。传统上，空间感测装置可包括发射点光源的光源产生器。通过并排设置多个光源产生器并同时移动这些光源产生器来产生二维的光线区，再接收光线区照射到物体的反射光来判断物体的距离远近。或者，通过一第一反射装置将点光源先转换成直线型的光线，再通过一第二反射装置将光线分布至垂直光线延伸的方向上，经过两次转换来将点光源变为光线区。然而，在现今追求小型化的电子设备中，上述传统的空间感测装置皆不利于电子设备内部空间的配置。因此，本公开提供一种可实现更大范围的空间感测效果并能兼顾机构小型化的光学元件驱动机构。
发明内容
本公开提供一种光学元件驱动机构，包括：一固定部、一活动部、一驱动组件以及一第一连接组件。活动部连接一光学元件且相对固定部运动。驱动组件驱动活动部相对固定部运动。活动部经由第一连接组件活动地连接固定部。
根据本公开的一些实施例，活动部包括一框架、一承载座以及一第二连接组件。承载座连接光学元件且相对框架运动。承载座经由第二连接组件活动地连接框架。在一些实施例中，活动部相对于固定部具有一第一共振频率，且承载座相对于框架具有一第二共振频率。第一共振频率与第二共振频率不同。
根据本公开的一些实施例，第一连接组件具有长条形结构，沿着一第一方向延伸；第二连接组件具有长条形结构，沿着一第二方向延伸。第一方向与第二方向不平行，且第一连接组件在第一方向上的最大尺寸与第二连接组件在第二方向上的最大尺寸不同。在一些实施例中，第一方向与第二方向互相垂直，且第一连接组件在第一方向上的最大尺寸大于第二连接组件在第二方向上的最大尺寸。
根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构还包括一控制组件。控制组件输出一第一驱动信号以及一第二驱动信号。驱动组件包括一第一驱动元件。第一驱动元件包括一第一磁性单元以及一第一线圈。第一磁性单元具有长条多边形结构，沿着第一方向延伸。第一线圈接收第一驱动信号以及第二驱动信号。第一线圈接收第一驱动信号使得驱动组件驱动活动部相对固定部在一第一维度上运动。第一线圈接收第二驱动信号使得驱动组件驱动承载座相对框架在一第二维度上运动。第一维度与第二维度不同。在一些实施例中，第一维度为以一第一转轴为轴心的转动，且第二维度为以一第二转轴为轴心的转动。在一些实施例中，第一转轴与第一方向平行，且第二转轴与第二方向平行。
根据本公开的一些实施例，第一驱动信号包括：一行进信号以及一回归信号。行进信号由第一线圈接收，驱动活动部相对固定部以第一转轴为轴心进行一第一旋转。回归信号由第一线圈接收驱动活动部相对固定部以第一转轴为轴心进行一第二旋转。第一旋转的角速度的绝对值与第二旋转的角速度的绝对值不同。在一些实施例中，第一旋转的角速度的绝对值小于第二旋转的角速度的绝对值。
根据本公开的一些实施例，第二驱动信号的频率等于第二共振频率。
根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构还包括一主轴。主轴垂直于第一方向及第二方向。沿着主轴的方向观察，第一磁性单元或第一线圈与主轴之间形成一第一连线，此第一连线与第一方向及第二方向皆不平行。
根据本公开的一些实施例，第一线圈同时接收第一驱动信号以及第二驱动信号，使得驱动组件同时驱动活动部相对固定部在第一维度上运动以及承载座相对框架在第二维度上运动。
根据本公开的一些实施例，驱动组件还包括一第二驱动元件。第二驱动元件包括一第二磁性单元以及一第二线圈。第二磁性单元具有长条多边形结构，沿着第一方向延伸。第二线圈接收第一驱动信号以及第二驱动信号。
根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构还包括一发射元件，发射一光线至连接于承载座的光学元件。当驱动组件驱动承载座相对框架运动时，光线受到光学元件移动的影响而改变行进方向。在一些实施例中，发射元件发射的光线为脉冲波形式，且发射元件以至少两种频率发射上述光线。在一些实施例中，光学元件包括一反射镜。
根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构还包括一第一阻尼元件，限制活动部相对于固定部的运动。第一阻尼元件直接接触第一连接组件。在一些实施例中，光学元件驱动机构还包括一第二阻尼元件，限制承载座相对于框架的运动。第二阻尼元件直接接触第二连接组件。
根据本公开的一些实施例，光学元件驱动机构还包括一电路构件，配置以将光学元件电性连接至一外部电路。第一透镜包括一第一介质以及一第二介质。第一介质的折射率不同于第二介质的折射率。第一介质的折射率小于第二介质的折射率。第一介质与第二介质之间具有一第一介面。电路构件驱动第一介面变形。第二介质较第一介质更接近反射元件。沿着平行于主轴的方向观察时，第一介质与第二介质至少部分重叠。经由电路构件施加一电压到光学元件，以一化学性方式改变第一介面的一曲率。设置一压电机构连接光学元件，通过压电机构以一物理性方式改变第一介面的曲率。经由化学性方式或是物理性方式两者中的至少一种方式控制曲率，进而控制经由光学元件出射的光线的一出射角度。
根据本公开一些实施例，其中第一透镜还包括一第三介质，第三介质较第一介质更接近反射元件。第二介质与第三介质之间具有一第二介面。第一介面与第二介面不平行。第一介质与第三介质之间具有一第三介面，第二介面与第三介面不平行。沿着平行于主轴的方向观察时，第一介质与第三介质至少部分重叠。沿着垂直于主轴的一方向观察时，第二介质与第三介质至少部分重叠。
根据本公开一些实施例，通过驱动组件控制活动部相对固定部在第一维度运动，进而控制由光学元件反射的光线形成的一扫描范围。通过驱动组件控制承载座相对框架在第二维度运动，进而控制扫描范围。控制出射角度以进而控制扫描范围。设置使第一介质的折射率小于第二介质的折射率，并且第二介质的折射率小于第三介质的折射率，使得出射角度放大，进而扩大扫描范围。其中扫描范围具有一矩形形状，控制第二维度运动以控制扫描范围的一长边的大小，控制第一维度运动以控制扫描范围的一短边的大小。光线的一截面具有一椭圆形状，且椭圆形状的一长轴与扫描范围的长边垂直。
本公开提供一种光学系统，包括：多个光学元件驱动机构以及一运算单元。多个光学元件驱动机构沿着一第三方向排列，每一光学元件驱动机构输出一信息。运算单元将多个光学元件驱动机构输出的多个信息整合为一整合信息。整合信息的范围大于多个信息的任一者。
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为根据本公开的一些实施例，示出光学元件驱动机构的上视图。
图2为根据本公开的一些实施例，示出光学元件驱动机构的侧视图。
图3为根据本公开的一些实施例，示出光学元件驱动机构的固定部连接控制组件以及发射元件的示意图。
图4为根据本公开的一些实施例，示出光学系统的示意图。
图5为本公开一实施例的一光学感测系统的示意图。
图6为图5中的一光学模块改变一光线行进方向的示意图。
图7为当一第一光学元件绕一第二轴旋转时，光线被一第二光学元件反射到一物体表面的示意图。
图8为第二光学元件于一第一角度范围内绕一第一轴连续地旋转，且第一光学元件于一第二角度范围内以间歇步进的方式绕第二轴旋转的示意图。
图9为本公开另一实施例的一光学元件驱动机构的部分结构的立体图。
图10为本公开另一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的俯视图。
图11为本公开另一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的仰视图。
图12为本公开另一实施例的光学元件的侧视图。
图13为本公开另一实施例的光线的一出射角度随一介面角度改变的示意图。
图14为本公开另一实施例的光线在一光学元件行进的示意图。
附图标记列表
1-10：光学元件驱动机构
1-20：光学系统
1-100：固定部
1-200：活动部
1-210：框架
1-220：承载座
1-230：第二连接组件
1-300：光学元件
1-400：驱动组件
1-410：第一驱动元件
1-411：第一磁性单元
1-412：第一线圈
1-413：第一绕线轴
1-420：第二驱动元件
1-421：第二磁性单元
1-422：第二线圈
1-423：第二绕线轴
1-500：第一连接组件
1-600：控制组件
1-700：发射元件
1-810：第一阻尼元件
1-820：第二阻尼元件
1-900：运算单元
A1：第一转轴
A2：第二转轴
D1：第一方向
D2：第二方向
I：信息
I’：整合信息
O：主轴
S1：第一感测元件
S2：第二感测元件
2-1：光学元件驱动机构
2-10：光学元件
2-11：第一透镜
2-12：反射元件
2-100：固定部
2-101：第一侧边
2-102：第二侧边
2-110：基座
2-200：活动部
2-210：承载座
2-220：框架
2-300：驱动组件
2-310：第一磁性单元
2-320：第二磁性单元
2-330：线圈
2-400：第一连接组件
2-500：第二连接组件
2-600：电路构件
2-700：位置感测元件
2-1000：光学感测系统
A1：第一轴
A2：第二轴
C,2-C0,2-C1：曲率
C1：第一转轴
C2：第二转轴
D1：第一方向
D2：第二方向
FL：聚焦镜
I1：第一介面
I2：第二介面
I3：第三介面
IP：初始位置
L：第一连线
L1：光线
M：主轴
N1：第一介质
N2：第二介质
O：物体
PR：第一光学元件
R1：第二光学元件
RA1：第一角度范围
RA2：第二角度范围
RX：接收元件
S1：固定部
S2：活动部/承载座
S3：连接部
SM：光学模块
SP1,2-SP2,2-SP3：步进角度
2-TX：发射元件
2-θc：介面角度
2-θi：入射角度
2-θe：出射角度
具体实施方式
以下说明本公开实施例的光学元件驱动机构。然而，可轻易了解本公开实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本公开，并非用以局限本公开的范围。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
本公开提供一种光学元件驱动机构，通过电磁力驱动光学元件在两个不同维度上运动，使得传递至光学元件的光线改变行进方向，借此将点光源转换成二维的光线区。具体而言，本公开的光学元件驱动机构通过光学元件在第一维度上的运动将点光源转换为一光线段，再通过光学元件在第二维度上的运动而在与光线段延伸方向不同的方向上产生多条光线段，进一步形成一定面积的光线区。此光线区可作为一信息，例如：可协助使用者判断物体的距离远近，可应用于空间感测等领域。
首先请参阅图1。图1为根据本公开的一些实施例，示出光学元件驱动机构1-10的上视图。如图1所示，光学元件驱动机构1-10主要包括一固定部1-100、一活动部1-200、一驱动组件1-400、以及一第一连接组件1-500。
在本公开的实施例中，固定部1-100可具有多边形结构。例如：在图1中，固定部1-100具有四边形结构。固定部1-100包括沿着第一方向1-D1延伸的第一侧边及沿着第二方向1-D2延伸的第二侧边。如图1所示，第一侧边的长度大于第二侧边的长度。固定部1-100可包括一容纳空间，活动部1-200可位于此容纳空间中。固定部1-100可用于将容纳空间与光学元件驱动机构1-10的外部环境隔开，使得外部的物质(例如：气体、液体等)无法进入容纳空间，避免影响活动部1-200的运动。
根据本公开的一些实施例，活动部1-200包括一框架1-210、一承载座1-220、以及一第二连接组件1-230。在图1所示的实施例中，活动部1-200是通过框架1-210而与第一连接组件1-500连接。承载座1-220连接光学元件1-300，且承载座1-220可相对于框架1-210运动。承载座1-220经由第二连接组件1-230活动地连接框架1-210。如图1所示，第二连接组件1-230具有长条形结构，沿着第二方向1-D2延伸。第二连接组件1-230可为簧片或具有任何适合的弹性材料，使得承载座1-220可相对框架1-210运动。
光学元件1-300可设置于活动部1-200的承载座1-220上。在一些实施例中，光学元件1-300可包括一反射镜。在一些其他实施例中，光学元件1-300的表面可具有金属涂层(例如：铝或金等)，用以实现反射效果。通过设置可反射光线的元件，在光学元件1-300接收到光线时，光学元件1-300可用以改变此光线的行进方向。
在图1所示的实施例中，活动部1-200经由第一连接组件1-500活动地连接固定部1-100。在一些实施例中，活动部1-200仅通过第一连接组件1-500连接固定部1-100。亦即，除了与第一连接组件1-500的连接处，活动部1-200不通过光学元件驱动机构1-10中任何其他元件来与固定部1-100连接。如图1所示，第一连接组件1-500具有长条形结构，沿着第一方向1-D1延伸。在一些实施例中，第一连接组件1-500可为簧片或具有任何适合的弹性材料，使得活动部1-200可相对固定部1-100运动。值得注意的是，第一连接组件1-500与第二连接组件1-230分别在第一方向1-D1与第二方向1-D2上延伸。在一些实施例中，第一方向1-D1与第二方向1-D2不平行，且第一连接组件1-500在第一方向1-D1上的最大尺寸与第二连接组件1-230在第二方向1-D2上的最大尺寸不同。在图1所示的实施例中，第一方向1-D1与第二方向1-D2互相垂直，且第一连接组件1-500在第一方向1-D1上的最大尺寸大于第二连接组件1-230在第二方向1-D2上的最大尺寸。在一些实施例中，第一连接组件1-500垂直第一方向1-D1上的宽度与第二连接组件1-230垂直第二方向1-D2上的宽度不同。在一些其他实施例中，第一连接组件1-500垂直第一方向1-D1上的宽度与第二连接组件1-230垂直第二方向1-D2上的宽度相同。
在一些实施例中，活动部1-200(更具体地为框架1-210)相对于固定部1-100具有一第一共振频率，且承载座1-220相对于框架1-210具有一第二共振频率。在一些实施例中，第一共振频率与第二共振频率不同。亦即，框架1-210与承载座1-220实现共振的频率不同。因此在框架1-210或承载座1-220其中一者共振时，另一者不会一起共振。举例来说，可同时输入第二共振频率及一远小于第二共振频率的频率，使得承载座1-220实现共振而同时框架1-210以较小频率振动，反之亦然。
在一些实施例中，第一连接组件1-500与第二连接组件1-230可具有不同的弹性系数(例如：具有不同材质或不同尺寸等)，使得框架1-210与承载座1-220所需的驱动力不同。因此，可通过控制输入至驱动组件1-400的信号在第一方向1-D1与第二方向1-D2上的分量，同时驱动框架1-210与承载座1-220在不同维度上运动，而彼此不会互相影响或抵消。
在另外一些实施例中，第一连接组件1-500可为非弹性材料。此时，活动部1-200与固定部1-100之间为刚性连接，而不具有共振频率。
在本公开的实施例中，活动部1-200相对固定部1-100在一第一维度上运动，承载座1-220相对框架1-210在一第二维度上运动，其中第一维度与第二维度不同。在一些实施例中，上述第一维度为以第一转轴1-A1为轴心的转动，且上述第二维度为以第二转轴1-A2为轴心的转动。在图1所示的实施例中，第一转轴1-A1与第一方向1-D1平行，且第二转轴1-A2与第二方向1-D2平行。在第一方向1-D1与第二方向1-D2互相垂直的情况下，承载座1-220在第二维度上的运动使得承载座1-220上的光学元件1-300(例如：反射镜或具有可反射光线的材料)可将所接收的点光源转换为直线型的光线，接着活动部1-200在第一维度上的运动可在垂直光线延伸的方向上增加光线的数量。在一些实施例中，通过活动部1-200的框架1-210及承载座1-220的运动，可产生数条平行的光线，使得原本的点光源可有效地扩张至一定面积的空间，而形成光线区。
接着请一并参照图1及图2。图2为根据本公开的一些实施例，示出光学元件驱动机构1-10的侧视图。光学元件驱动机构1-10的驱动组件1-400用以驱动活动部1-200相对固定部1-100运动，亦用以驱动承载座1-220相对框架1-210运动。在一些实施例中，驱动组件1-400可包括一第一驱动元件1-410。在图2所示的实施例中，第一驱动元件1-410可包括一第一磁性单元1-411、一第一线圈1-412、以及一第一绕线轴1-413。第一磁性单元1-411设置于框架1-210，面向第一线圈1-412。沿主轴1-O方向观察时，第一磁性单元1-411具有长条多边形结构，沿着第一方向1-D1延伸。举例来说，在图1及图2所示的实施例中，第一磁性单元1-411具有一矩形结构，其长边沿第一方向1-D1延伸。第一线圈1-412设置于固定部1-100，位置对应于第一磁性单元1-411。第一绕线轴1-413设置于第一线圈1-412中央。在一些实施例中，第一绕线轴1-413具有T形结构，在第一磁性单元1-411与第一线圈1-412之间具有板状结构。在一些实施例中，第一绕线轴1-413可由导磁材料制成，具有增强及集中磁力的效果。
在一些实施例中，驱动组件1-400可还包括一第二驱动元件1-420。第二驱动元件1-420可包括一第二磁性单元1-421、一第二线圈1-422、以及一第二绕线轴1-423。如图1所示，第二驱动元件1-420可设置于框架1-210上相对于第一驱动元件1-410的另一对角处。第二驱动元件1-420的第二磁性单元1-421、第二线圈1-422、以及第二绕线轴1-423的配置与第一驱动元件1-410类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，沿着垂直于第一方向1-D1及第二方向1-D2的主轴1-O方向观察(如图1所示)，第一磁性单元1-411或第一线圈1-412与主轴1-O形成一第一连线。上述第一连线与第一方向1-D1或第二方向1-D2皆不平行。在图1所示的实施例中，第一连线与第一方向1-D1及第二方向1-D2皆大致呈45度夹角。在一些包括第二驱动元件1-420的实施例中，沿主轴1-O方向观察时，第一连线可延伸穿过第二磁性单元1-421或第二线圈1-422。根据本公开的一些实施例，与第一方向1-D1或第二方向1-D2皆不平行的第一连线使得第一驱动元件1-410及/或第二驱动元件1-420产生的驱动力可具有第一方向1-D1及第二方向1-D2上的分力，用以分别驱动活动部1-200的框架1-210及承载座1-220运动。
接着请参照图3。图3为根据本公开的一些实施例，示出光学元件驱动机构1-10的固定部1-100连接控制组件1-600以及发射元件1-700的示意图。在一些实施例中，光学元件驱动机构1-10可还包括一控制组件1-600，控制组件1-600可连接在固定部1-100的外部或光学元件驱动机构1-10中任何适合的位置。控制组件1-600可输出一第一驱动信号以及一第二驱动信号至第一线圈1-412及/或第二线圈1-422。第一线圈1-412及/或第二线圈1-422接收第一驱动信号使得驱动组件1-400驱动活动部1-200相对固定部1-100在第一维度上运动。第一线圈1-412及/或第二线圈1-422接收第二驱动信号使得驱动组件1-400驱动承载座1-220相对框架1-210在第二维度上运动。
值得注意的是，第一线圈1-412及/或第二线圈1-422可同时接收第一驱动信号以及第二驱动信号，使得驱动组件1-400可同时驱动活动部1-200的框架1-210相对固定部1-100在第一维度上运动以及驱动承载座1-220相对框架1-210在第二维度上运动。
在一些实施例中，第二驱动信号的频率可等于承载座1-220的第二共振频率。相较于一般的振动频率，当承载座1-220在第二共振频率振动时，承载座1-220的运动范围显着地加大，有效地放大光学元件1-300所反射而形成的光线的长度，提升光学元件驱动机构1-10的效能。
在图1及图2所示的实施例中，第一线圈1-412及/或第二线圈1-422接收第一驱动信号及/或第二驱动信号后，产生感应磁场，分别与第一磁性单元1-411及/或第二磁性单元1-421作用后，产生驱动力，驱动活动部1-200的框架1-210及承载座1-220进行运动。在一些其他实施例中，取代第一磁性单元1-411及第二磁性单元1-421，框架1-210可包括导磁性材料(例如：铁或镍)，在第一线圈1-412及/或第二线圈1-422接收驱动信号后，框架1-210直接与感应磁场作用，产生驱动力。
在一些实施例中，第一驱动信号可包括一行进信号以及一回归信号。行进信号及回归信号皆可由第一线圈1-412及/或第二线圈1-422接收，用以驱动活动部1-200相对固定部1-100以第一转轴1-A1为轴心进行旋转。具体而言，行进信号可驱动活动部1-200相对固定部1-100以第一转轴1-A1为轴心进行第一旋转，且回归信号可驱动活动部1-200相对固定部1-100以第一转轴1-A1为轴心进行第二旋转。在一些实施例中，第一旋转与第二旋转的方向相反，且第一旋转的角速度的绝对值与第二旋转的角速度的绝对值不同。举例来说，在一些实施例中，第一旋转的角速度的绝对值小于第二旋转的角速度的绝对值。在此些实施例中，第一旋转用以将光学元件1-300所反射的光线在垂直光线延伸的方向上增加数量(例如：通过等速旋转在垂直光线延伸的方向上产生数条平行且等距的光线)，第二旋转用以将活动部1-200以相对第一旋转更快的速度回归至一初始位置，使得活动部1-200可迅速地再次进行第一旋转，且不会在回归过程中产生多余噪声。
在图1所示的实施例中，光学元件驱动机构1-10还包括一第一感测元件1-S1以及一第二感测元件1-S2。第一感测元件1-S1可为应变规(strain gauge)或任何适合的感测元件，用以测量第一连接组件1-500的应变量值或旋转角度，以精确控制活动部1-200在第一维度上的运动。第二感测元件1-S2可为磁场感测元件或任何适合的感测元件，用以测量驱动组件1-400的磁场变化，以精确控制第二连接组件1-230在第二维度上的运动。
如图3所示，光学元件驱动机构1-10可还包括一发射元件1-700，发射元件1-700可连接在固定部1-100的外部或光学元件驱动机构1-10中任何适合的位置。发射元件1-700可为一光源产生器，用以发射一光线至连接于承载座1-220的光学元件1-300。当驱动组件1-400驱动承载座1-220相对于框架1-210运动时，上述光线受到光学元件1-300移动的影响而改变行进方向。值得注意的是，光线可以直接或间接的方式，通过光学元件1-300改变行进方向。在本公开的一些实施例中，光学元件1-300为可反射光线的元件，因此当光线照射到光学元件1-300时即会改变行进方向，此时入射的点光源会被反射，但输出的光仍为点状。若再加上承载座1-220的运动，入射的点光源可随着承载座1-220以第二转轴1-A2为轴心的旋转，投射在一直线上，形成一光线段。如前文所述，若再加上框架1-210的运动，可在垂直光线延伸的方向上产生数条平行且等距的光线，形成具有一定面积的光线区。
应该理解的是，发射元件1-700所发射的光线可为可见光、不可见光、或任意频段的电磁波等，可视实际应用而定。在一些实施例中，发射元件1-700所发射的光线可为脉冲波形式，且控制组件1-600输出的第二驱动信号可为正弦波。受到正弦波驱动的承载座1-220反射出的光点可能会呈不均匀分布，根据本公开的发射元件1-700可在驱动组件1-400驱动承载座1-220相对框架1-210在第二维度上于一循环内(来回一次)运动时，以至少两种不同频率发射光线，改变脉冲波产生的频率以补偿因正弦波所导致光点分布不均的情形。
在一些实施例中，光学元件驱动机构1-10可还包括一接收元件(图未示)。发射元件1-700发射的光线经由光学元件1-300改变行进方向而产生一光线区后，接收元件可接收光线区照射到一物体的反射光，形成一信息1-I。此时信息1-I可涵盖一面积，此面积大致等于光线区所具有的面积。
图4为根据本公开的一些实施例，示出光学系统1-20的示意图。光学系统1-20可包括多个光学元件驱动机构1-10以及一运算单元1-900。在图4所示的实施例中，光学系统1-20包括三个光学元件驱动机构1-10，但并不以此为限，光学系统1-20可包括任意数量的光学元件驱动机构1-10。多个光学元件驱动机构1-10可沿着一第三方向排列，第三方向可与第一方向1-D1或第二方向1-D2相同或不同。在一些实施例中，多个光学元件驱动机构1-10亦可不呈直线排列，而可依实际需求设置在任意适合的位置。光学系统1-20中的每一光学元件驱动机构1-10可输出一信息1-I，运算单元1-900可将多个信息1-I整合为一整合信息1-I’。在本公开的一些实施例中，信息1-I可涵盖一定面积，而整合信息1-I’涵盖的面积大小与所整合信息1-I的数量成正比。举例来说，当整合信息1-I’包括N个信息1-I，整合信息1-I’涵盖的面积大约为信息1-I涵盖面积的N倍。因此，整合信息1-I’的范围大于任一信息1-I的范围，提供使用者更广泛的空间感测功能。
请再次参照图1。在一些实施例中，光学元件驱动机构1-10可还包括第一阻尼元件1-810以及第二阻尼元件1-820。第一阻尼元件1-810及第二阻尼元件1-820可具有树脂材质，或包括任何适当的缓冲材料。如图1所示，第一阻尼元件1-810设置于第一连接组件1-500上，并直接接触第一连接组件1-500，用以限制活动部1-200相对于固定部1-100的运动。更特定地，第一阻尼元件1-810用以抑止活动部1-200相对于固定部1-100的异常振动，并增强第一连接组件1-500的结构强度，提升活动部1-200在第一维度运动的稳定性。在图1所示的实施例中，第一阻尼元件1-810可包覆整个第一连接组件1-500，因此第一阻尼元件1-810可直接接触固定部1-100及活动部1-200。
相似地，第二阻尼元件1-820设置于第二连接组件1-230上，并直接接触第二连接组件1-230，用以限制承载座1-220相对于框架1-210的运动。更特定地，第二阻尼元件1-820用以抑止承载座1-220相对于框架1-210的异常振动，并增强第二连接组件1-230的结构强度，提升承载座1-220在第二维度运动的稳定性。在图1所示的实施例中，第二阻尼元件1-820可包覆整个第二连接组件1-230，因此第二阻尼元件1-820可直接接触框架1-210及承载座1-220。
综上所述，本公开的光学元件驱动机构1-10可有效地将点光源转换成光线区，实现空间感测的目的。通过设置第一连接组件1-500及第二连接组件1-230，同时实现双轴旋转，小型化光学元件驱动机构1-10的整体体积。并通过第二连接组件1-230产生共振，进一步加大光线区的范围。本公开更提供一种包括多个光学元件驱动机构1-10的光学系统1-20，可用以进行更大范围的空间感测。
请参考图5以及图6，图5为本公开一实施例的一光学感测系统2-1000的示意图。图6为图5中的一光学模块2-SM改变一光线2-L1行进方向的示意图。本实施例的光学感测系统2-1000主要包括一发射元件2-TX、一接收元件2-RX、一光学模块2-SM以及一聚焦镜2-FL(focusing lens)，如图6所示，光学模块2-SM包括一第一光学元件2-PR以及一第二光学元件2-R1，第一光学元件2-PR以及第二光学元件2-R1可分别被驱动而于特定角度范围内分别绕一第一轴2-A1以及一第二轴2-A2旋转。
当前述发射元件2-TX所发出的一光线2-L1沿一初始方向到达光学模块2-SM中的第一光学元件2-PR，然后光线2-L1会受到第一光学元件2-PR的引导而沿一入射方向传递至第二光学元件2-R1。接着，光线2-L1会被第二光学元件2-R1反射并沿一出射方向离开而到达前述物体2-O表面，其中第一轴2-A1是垂直于前述入射方向以及出射方向，并且第二轴2-A2则是垂直于前述初始方向以及入射方向。接着，被物体2-O反射后的光线2-L1会经过聚焦镜2-FL而到达接收元件2-RX，前述接收元件2-RX可将接收到的光信号转换成为电信号并传送到一处理器(未图示)，从而可得知物体2-O的三度空间表面(3D surface)及深度信息。
在一些实施例中，第一光学元件2-PR可以是一棱镜(prism)、第二光学元件2-R1可以是一反射镜。第二光学元件2-R1是设置于一弹性元件2-S上，在一些实施例中，弹性元件2-S可为一簧片，具有两个固定部2-S1、一活动部2-S2、以及两个连接部2-S3。活动部2-200为平板状的一承载座2-S2，可承载第二光学元件2-R1，连接部2-S3连接固定部2-S1以及活动部2-S2，使得活动部2-S2可相对固定部2-S1运动。
在一些实施例中，第二光学元件2-R1可以通过开回路控制(open-loop control)的方式而在一第一角度范围内绕第一轴2-A1旋转，此外第一光学元件2-PR则可通过闭回路控制(closed-loop control)的方式而在一第二角度范围内绕第二轴2-A2旋转。
在一些实施例中，承载座2-S2具有一共振频率，通过施加一交流电信号，并使交流电信号的频率对应于前述共振频率，可驱动承载座2-S2绕第一轴2-A1往复地旋转，此外第一光学元件2-PR则可通过音圈马达(Voice Coil Motor,VCM)驱动而绕第二轴2-A2旋转。
接着请一并参考图7以及图8，图7表示当第一光学元件2-PR绕第二轴2-A2旋转时，光线2-L1被第二光学元件2-R1反射到物体2-O表面的示意图，图8表示第二光学元件2-R1于一第一角度范围2-RA1内绕第一轴2-A1连续地旋转，且第一光学元件2-PR于一第二角度范围2-RA2内以间歇步进(stepwise manner)的方式绕第二轴2-A2旋转的示意图。
如图7所示，当第一光学元件2-PR绕第二轴2-A2旋转时，可使光线2-L1移动经过一扇形(fan-shaped)区域，由于此时第二光学元件2-R1也会绕该第一轴2-A1往复地旋转，因此可利用光线2-L1在物体2-O表面的一特定区域范围内进行深度感测或3D扫描。
从图8可以看出，本实施例中的弹性元件2-S的承载座2-S2以及第二光学元件2-R1主要是以连续运动的方式相对于固定部在第一角度范围2-RA1内绕第一轴2-A1往复地旋转，而第一光学元件2-PR则是以间歇步进的方式相对于固定部在第二角度范围2-RA2内绕第二轴2-A2旋转。
需特别说明的是，当光线2-L1从一初始位置2-IP沿一预设方向绕前述第二轴2-A2旋转一步进角度2-SP1(step angle)后，第一光学元件2-PR会暂时停止绕该第二轴2-A2旋转，接着等待弹性元件2-S的承载座2-S2以及第二光学元件2-R1完全移动经过第一角度范围2-RA1后，第一光学元件2-PR才会再沿前述预设方向继续绕第二轴2-A2旋转另一步进角度2-SP2。
同理，当第一光学元件2-PR绕第二轴2-A2旋转步进角度2-SP2后，第一光学元件2-PR同样会暂时停止绕第二轴2-A2旋转，接着等待弹性元件2-S的承载座2-S2以及第二光学元件2-R1完全移动经过该第一角度范围2-RA1后，才会在再沿前述预设方向绕第二轴2-A2旋转另一步进角度2-SP3，以此类推。经由前述说明应可理解，随着第二光学元件2-R1和第一光学元件2-PR分别绕第一轴2-A1以及第二轴2-A2旋转，即可使光线2-L1在物体2-O表面的一特定区域范围内进行深度感测或3D扫描。
然而，光学感测系统2-1000不限于前述的配置，例如接着请参考图9至图11，其中图9为本公开另一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的立体图。图10为本公开另一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的俯视图。图11为本公开另一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的仰视图。在以下说明中，与前述实施例中具有相似功能的元件可能使用相同的标号。
相较于图5以及图6的实施例使用了两个光学元件(第一光学元件2-PR以及第二光学元件2-R1)，本实施例仅通过一个光学元件而使光线2-L1在物体2-O表面的一特定区域范围内进行深度感测或3D扫描。如图9所示，光学元件驱动机构2-1具有一主轴2-M，包括一光学元件2-10、一固定部2-100、一活动部2-200、一驱动组件2-300、一第一连接组件2-400、一第二连接组件2-500、一电路构件2-600、以及一位置感测元件2-700。
在本实施例中，固定部2-100具有多边形结构，当沿着平行于主轴2-M的一方向观察时，固定部2-100为一矩形，具有沿着一第一方向2-D1延伸的一第一侧边2-101以及沿着一第二方向2-D2延伸的一第二侧边2-102，第一方向2-D1与第二方向2-D2不平行，更详细地说，第一方向2-D1与第二方向2-D2互相垂直，并且第一方向2-D1、第二方向2-D2、以及主轴2-M互相垂直。第一侧边2-101的长度大于第二侧边2-102的长度。固定部2-100包括一基座2-110以及一外壳(未图示)，基座2-110与外壳形成一容纳空间，以容纳活动部2-200，并使得外部的气体或液体无法进入此容纳空间。也就是说，可以防止活动部2-200相对于固定部2-100的运动受外部气体或液体干扰而被影响，进而影响扫描的品质。
活动部2-200经由第一连接组件2-400活动地连接固定部2-100，更详细地说，活动部2-200仅经由第一连接组件2-400连接固定部2-100。活动部2-200包括一承载座2-210以及一框架2-220，而承载座2-210经由第二连接组件2-500活动地连接框架2-220。承载座2-210具有金属材质，并且可承载光学元件2-10，光学元件2-10配置以改变光线2-L1的行进方向。
第一连接组件2-400以及第二连接组件2-500皆具有长条形结构，第一连接组件2-400沿着第一方向2-D1延伸，第二连接组件2-500沿着第二方向2-D2延伸。第一连接组件2-400在第一方向2-D1的一最大尺寸与第二连接组件2-500在第二方向的一最大尺寸不同，更详细地说，第一连接组件2-400在第一方向2-D1的最大尺寸大于第二连接组件2-500在第二方向2-D2的最大尺寸。此外，第一连接组件2-400在第二方向2-D2的一最大尺寸与第二连接组件2-500在第一方向的一最大尺寸不同，更详细地说，第一连接组件2-400在第二方向2-D2的最大尺寸小于第二连接组件2-500在第一方向2-D1的最大尺寸。
可以设置阻尼元件以抑制两个元件之间的异常运动，在一些实施例中，设置一第一阻尼元件(未图示)以抑止活动部2-200相对固定部2-100的异常运动，设置一第二阻尼元件(未图示)以抑止承载座2-210相对框架2-220的异常运动，第一阻尼元件以及第二阻尼元件可具有一树脂材质。第一阻尼元件可以直接接触第一连接组件2-400、固定部2-100、以及活动部2-200。第二阻尼元件可以直接接触第二连接组件2-500、承载座2-210、以及框架2-220。
在本实施例中，活动部2-200、第一连接组件2-400、以及第二连接组件2-500是由一体成形的一簧片构成，因此第一连接组件2-400以及第二连接组件2-500具有弹性材质。并且通过前述第一连接组件2-400以及第二连接组件2-500的长度以及粗细不同(第一连接组件2-400较长且较细、第二连接组件2-500较短且较粗)，使得承载座2-210相对于框架2-220具有一第一共振频率，活动部2-200相对于固定部2-100具有一第二共振频率，第一共振频率与第二共振频率不同。因此可以通过一控制组件(未图示)输入相同频率的控制信号使其共振而驱动活动部2-200以及/或承载座2-210。在一些实施例中，第一共振频率高于第二共振频率，举例而言，前述第一共振频率约介于300Hz到1000Hz之间，第二共振频率介于约10Hz到30Hz之间，且第一共振频率可为第二共振频率的10倍以上。
但不限于此，活动部2-200、第一连接组件2-400、以及第二连接组件2-500也可以分别使用不同的元件连接而构成，例如在一些实施例中，第一连接组件2-400可以使用球状的轴承机构，设置于固定部2-100以及活动部2-200之间，使得活动部2-200可相对固定部2-100转动。
驱动组件2-300包括一第一磁性单元2-310、一第二磁性单元2-320、以及一线圈2-330。第一磁性单元2-310设置于靠近框架2-220的一外周边，第二磁性单元2-320设置相对于第一磁性单元2-310。线圈2-330设置于框架2-220，更详细地说，如图10所示，可以通过金属油墨(metallic printing ink)或其他金属电路生成(circuit-on-metal)技术而将线圈2-330形成于框架2-220的顶侧以及底侧，并且，以上述技术所形成的线圈2-330也可以同时作为电路构件2-600，电性连接例如光学元件2-10至一外部电路，也可以连接至如图10所示的位置感测元件2-700(例如，霍尔感测元件)，以得知活动部2-200相对固定部2-100的位置。沿着平行于主轴2-M的方向观察时，第一磁性单元2-310以及第二磁性单元2-320具有一弧形结构，分别以围绕框架2-220形状的方式朝主轴2-M弯曲，并且第一磁性单元2-310、第二磁性单元2-320与线圈2-330不重叠。
需特别说明的是，第一磁性单元2-310与第二磁性单元2-320的磁极方向相同，并且第一磁性单元2-310、第二磁性单元2-320与主轴2-M形成一第一连线2-L，此第一连线2-L与第一方向2-D1以及第二方向2-D2皆不平行，在一些实施例中，第一连线2-与第一连接组件2-400沿着第一方向2-D1延伸而形成的夹角为45度，此时第一磁性单元2-310、第二磁性单元2-320与线圈2-330之间所产生的电磁驱动力优选，但不限于此，可视需求而改变。
线圈2-330配置以接收控制组件所输出的一第一驱动信号以及一第二驱动信号。第一驱动信号以及第二驱动信号可以是具有不同波形以及频率的交流电信号。当线圈2-330接收第一驱动信号时，驱动组件2-300驱动活动部2-200相对固定部2-100在一第一维度上运动，当线圈接2-收第二驱动信号时，驱动组件2-300驱动承载座2-210相对框架2-220在一第二维度上运动。第一维度与第二维度不同。更详细地说，在第一维度上运动是指以一第一转轴2-C1为轴心的转动，在第二维度上运动是指以一第二转轴2-C2为轴心的转动，而第一转轴2-C1与第一方向2-D1平行、第二转轴2-C2与第二方向2-D2平行。
在本实施例中，第二驱动信号的频率与第一共振频率相同，因此与图5以及图6的实施例中驱动第二光学元件2-R1转动的方式类似，承载座2-210相对框架2-220在一角度范围以连续运动的方式绕第二转轴2-C2往复地旋转。
在一些实施例中，第一驱动信号的频率与第二共振频率相同。第一驱动信号包括一行进信号以及一回归信号，当线圈2-330接收到行进信号时，驱动组件2-300驱动活动部2-200相对固定部2-100以第一转轴2-C1为轴心进行一第一旋转。当线圈2-330接收到回归信号时，驱动组件2-300驱动活动部2-200相对固定部2-100以第一转轴2-C1为轴心进行一第二旋转。第一旋转的角速度的绝对值与第二旋转的角速度的绝对值不同，更详细地说，第一旋转的角速度的绝对值小于第二旋转的角速度的绝对值。因此，上述行进信号与回归信号形成的波形可为一锯齿波。
然而，活动部2-200相对固定部2-100以第一转轴2-C1为轴心转动也可以不通过上述共振频率相同的驱动方式，在一些实施例中，也可以采用与图5以及图6的实施例中驱动第一光学元件2-PR转动类似的方式，利用施加电流至线圈2-330，使第一磁性单元2-310、第二磁性单元2-320与线圈2-330之间产生电磁驱动力，而驱动活动部2-200以间接步进的方式相对固定部2-100以第一转轴2-C1为轴心进行第一旋转。
驱动组件2-300可以配置以同时驱动活动部2-200相对固定部2-100在第一维度运动以及驱动承载座2-210相对框架2-220在第二维度运动，更详细地说，通过控制组件同时输入第一驱动信号以及第二驱动信号至线圈2-330，驱动组件2-300可以驱动活动部2-200相对固定部2-100在第一维度运动，并且同时驱动承载座2-210相对框架2-220在第二维度运动。
发射元件2-TX将光线2-L1入射至上述实施例的光学元件(第一光学元件2-PR以及第二光学元件2-R1、或光学元件2-10)，而通过控制两个光学元件或是一个光学元件在两个轴上的运动，使得由光学元件反射的光线2-L可以在物体2-O形成一扫描范围。也就是说，控制光学元件的转动角度范围可以进而控制扫描范围。
发射元件2-TX可以一脉冲波的形式发射光线2-L1，并且如前所述第一驱动信号以及第二驱动信号的可具有不同的波形，在第二驱动信号为正弦波的一些实施例中，由于正弦波的特性，使得承载座2-210在角度范围内旋转时，转动至中间角度的速度较转动至两旁角度的速度快，进而使得经由光学元件反射的光线在扫描范围的中间部分少于两旁部分，而导致扫描范围中间部分的分辨率较两旁部分来的差。
为了解决上述的问题，当驱动组件2-300驱动承载座2-210相对框架2-220在第二维度上于一周期内运动时，也就是旋转角度范围一次时，发射元件2-TX可以至少两个以上的频率发射光线2-L1。在一些实施例中，可以通过将发射元件2-TX发射的光线2-L1设定为两种频率以分别对应扫描范围的中间部分与两旁部分，更详细地说，在扫描速度较快的中间部分发射较高频率的光线2-L1，使得反射到扫描范围的中间部分与两旁部分的光线2-L1数量接近，而改善分辨率。
而扫描范围除了可以通过控制光学元件2-10的转动角度范围而控制以外，也可以通过光学元件2-10控制。接着请参考图12至图14，说明光学元件2-10如何控制扫描范围，图12为本公开另一实施例的光学元件2-10的侧视图。图13为本公开另一实施例的光线2-L1的一出射角度2-θe随一介面角度2-θc改变的示意图。图14为本公开另一实施例的光线2-L1在一光学元件2-105中行进的示意图。须注意的是，虽然以下描述以图9中的光学元件2-10作为示例，但不限于用于图9的光学元件驱动机构，可视需求而改变，例如取代图2中的第二光学元件2-R1。光学元件2-10可以包括一第一透镜2-11以及一反射元件2-12，反射元件2-12设置于第一透镜2-11与承载座2-210之间。第一透镜2-11包括一第一介质2-N1以及一第二介质2-N2，第二介质2-N2较第一介质2-N1更接近反射元件2-12，沿着平行于主轴2-M的方向观察时，第一介质2-N1与第二介质2-N2至少部分重叠。第一介质2-N1的折射率不同于第二介质2-N2的折射率，更详细地说，第一介质2-N1的折射率小于第二介质2-N2的折射率。
在一些实施例中，第一透镜2-11可为一液态透镜，第一介质2-N1可为一封装液(例如，醇类溶液)，第二介质2-N2可为一透镜液(例如，硅油)，由于第一介质2-N1与第二介质2-N2不互溶，因此第一介质2-N1与第二介质2-N2之间具有一第一介面2-I1。此第一介面2-I1具有一曲率2-C，通过此曲率2-C，如图12中虚线框出放大示意图所示，使得光线2-L1的出射角度2-θe大于入射角度2-θi，因此，相较于仅以平面状的反射元件2-12作为光学元件直接反射光线2-L1，本公开实施例的光学元件2-10可以放大出射角度2-θe，因而在控制光学元件的转动角度范围为相同的情况下，使用本公开实施例的光学元件2-10可以达到更大的扫描范围。
此外，可以通过电路构件2-600连接至第一透镜2-11而驱动第一介面2-I1变形，更详细地说，通过施加电压第一介面2-I1会产生介电力，介电力作用方向会由具高介电常数的醇类溶液往具低介电常数的硅油挤压，而改变第一介面2-I1的曲率2-C。如图13所示，施加电压后的第一介面2-I1(实线)与施加电压前的第一介面2-I1(两点链线)相差一介面角度2-θc，曲率2-C也由曲率2-C0增加为曲率2-C1，进而使得光线2-L1的出射角度2-θe大于改变前的出射角度2-θe。因此可通过施加高电压增加曲率2-C，进而达到更大的扫描范围，相对地，也可以通过施加低电压降低曲率2-C，进而完成较小的扫描范围。
除了上述经由电路构件2-600施加一电压到光学元件2-10，以一化学性方式改变第一介面2-I1的曲率2-C之外，由于第一介质2-N1与第二介质2-N2不限于上述液体的构成，也可以包括固体、气体等的构成。因此也可以设置一压电机构(未图示)连接光学元件2-10，通过压电机构2-以一物理性方式改变第一介面2-I1的曲率，更详细地说，可以在第一透镜2-11下方设置一压电片，通过压电片通电后变形而挤压第一透镜2-11，进而改变第一介面2-I1的曲率2-C。也就是说，可以经由化学性方式或是物理性方式两者中的至少一种方式控制曲率2-C，进而控制经由光学元件2-10出射的光线2-L1的出射角度2-θe。
此外，第一透镜2-11可以包括更多数量的介质，或者光学元件2-10可以包括更多透镜，皆可视需求而改变。例如在另一些实施例中，如图14所示，第一透镜2-11可以还包括一第三介质2-N3，第三介质2-N3较第一介质2-N1更接近反射元件2-12。第二介质2-N2与第三介质2-N3之间具有一第二介面2-I2，且第一介面2-I1与第二介面2-I2不平行。第一介质2-N1与第三介质2-N3之间具有一第三介面2-I3，且第二介面2-I2与第三介面2-I3不平行。沿着平行于主轴2-M的方向观察时，第一介质2-N1与第三介质2-N3至少部分重叠。沿着垂直于主轴2-M的一方向观察时，第二介质2-N2与第三介质2-N3至少部分重叠。通过介质间不同的折射率的配置而改变出射角度2-θe，进而控制扫描范围，例如，设置使第一介质2-N1的折射率小于第二介质2-N2的折射率，并且第二介质2-N2的折射率小于第三介质2-N3的折射率，使得出射角度2-θe放大，进而扩大扫描范围。
综上所述，通过驱动组件2-300控制活动部2-200相对固定部2-100在第一维度运动，进而控制由光学元件2-10反射的光线2-L1形成的扫描范围，并且通过驱动组件2-300控制承载座2-210相对框架2-220在第二维度运动，也进而控制由光学元件2-10反射的光线2-L1形成的扫描范围。在一些实施例中，反射的光线2-L1可以形成矩形形状的扫描范围，当进行上述的第二维度运动一个周期时，多个反射的光线2-L1在物体2-O上形成多个光点，其密集程度可视为在矩形的长边方向上形成一扫描光线。而当进行上述的第一维度运动一角度时，则在矩形的短边方向形成扫描光线之间的间距，通常间距越小，扫描分辨率越高。因此，控制第二维度运动可以控制扫描范围的长边的大小，控制第一维度运动可以控制扫描范围的短边的大小，并且可以通过上述光学元件2-10不同的设计，而控制扫描范围的长边以及/或短边的大小。
此外，也可通过光学元件2-10改变光线2-L1截面积的形状，进而改变扫描时间，例如通过光学元件2-10后反射的光线2-L1的截面具有椭圆形状，且椭圆形状的长轴与上述扫描范围的长边垂直，如此一来，扫描线之间距可以设定较大而维持相近的分辨率，但扫描时间却可以大幅减少。
在一些实施例中，可以将多个光学元件驱动机构2-1沿着一第三方向排列而组合成一光学系统，其中每一个光学元件驱动机构2-1分别输出不同的信息，再经由一运算单元将每一个光学元件驱动机构2-1输出的信息整合为最终信息，换句话说，若要扫描的物体2-O范围很大，可以使每一个光学元件驱动机构2-1分别扫描前述物体2-O的部分范围，最终再通过运算单元得到物体2-O整体范围的信息，相较于一个光学元件驱动机构2-1扫描物体2-O的整体，上述这样的光学系统，可以得到优选的分辨率。
如上所述，本公开实施例提供了一种光学元件驱动机构，具有一主轴，包括一活动部、一固定部、一驱动组件、以及一第一连接组件。活动部连接一光学元件，并且相对于固定部可运动，驱动组件驱动活动部相对固定部运动。活动部经由第一连接组件活动地连接固定部。其中通过驱动组件控制活动部相对固定部在不同维度的运动，进而控制由光学元件反射的光线形成的扫描范围，并且通过光学元件控制扫描范围，进而可以得到一种低成本而高效能的光学感测系统。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(例如深度感测精度等)。
虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本公开的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本公开披露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，本公开的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (10)

1.一种光学元件驱动机构，包括：
一固定部；
一活动部，连接一光学元件且相对该固定部运动；
一驱动组件，驱动该活动部相对该固定部运动；以及
一第一连接组件，该活动部经由该第一连接组件活动地连接该固定部。
2.如权利要求1的光学元件驱动机构，其中该活动部包括：
一框架；
一承载座，连接该光学元件且相对该框架运动；以及
一第二连接组件，该承载座经由该第二连接组件活动地连接该框架；
其中该活动部相对于该固定部具有一第一共振频率，且该承载座相对于该框架具有一第二共振频率，其中该第一共振频率与该第二共振频率不同。
3.如权利要求2的光学元件驱动机构，其中：
该第一连接组件具有长条形结构，沿着一第一方向延伸；
该第二连接组件具有长条形结构，沿着一第二方向延伸；
其中该第一方向与该第二方向不平行，且该第一连接组件在该第一方向上的最大尺寸与该第二连接组件在该第二方向上的最大尺寸不同。
4.如权利要求3的光学元件驱动机构，还包括一控制组件，输出一第一驱动信号以及一第二驱动信号，且其中该驱动组件包括：
一第一驱动元件，包括：
一第一磁性单元，具有长条多边形结构，沿着该第一方向延伸；以及
一第一线圈，接收该第一驱动信号以及该第二驱动信号；
其中该第一线圈接收该第一驱动信号使得该驱动组件驱动该活动部相对该固定部在一第一维度上运动，且该第一线圈接收该第二驱动信号使得该驱动组件驱动该承载座相对该框架在一第二维度上运动，其中该第一维度与该第二维度不同，
其中该第一线圈同时接收该第一驱动信号以及该第二驱动信号，使得该驱动组件同时驱动该活动部相对该固定部在该第一维度上运动以及该承载座相对该框架在该第二维度上运动，
其中还包括一主轴，该主轴垂直于该第一方向及该第二方向，其中沿着该主轴的方向观察，该第一磁性单元或该第一线圈与该主轴之间形成一第一连线，该第一连线与该第一方向及该第二方向皆不平行。
5.如权利要求4的光学元件驱动机构，其中该第一驱动信号包括：
一行进信号，由该第一线圈接收，驱动该活动部相对该固定部以一第一转轴为轴心进行一第一旋转；以及
一回归信号，由该第一线圈接收，驱动该活动部相对该固定部以该第一转轴为轴心进行一第二旋转；
其中该第一旋转的角速度的绝对值与该第二旋转的角速度的绝对值不同。
6.如权利要求2的光学元件驱动机构，还包括一发射元件，发射一光线至连接于该承载座的该光学元件；
其中当该驱动组件驱动该承载座相对该框架运动时，该光线受到该光学元件移动的影响而改变行进方向，其中该发射元件发射的该光线为脉冲波形式，且该发射元件以至少两种频率发射该光线。
7.如权利要求2所述的光学元件驱动机构，还包括一电路构件，配置以将该光学元件电性连接至一外部电路；
其中该光学元件包括：
一第一透镜；以及
一反射元件，设置于该第一透镜与该承载座之间；
其中该承载座具有金属材质；
其中该第一透镜包括一第一介质以及一第二介质；
其中该第一介质的折射率不同于该第二介质的折射率；
其中该第一介质的折射率小于该第二介质的折射率；
其中该第一介质与该第二介质之间具有一第一介面；
其中该电路构件驱动该第一介面变形；
其中该第二介质较该第一介质更接近该反射元件；
其中沿着平行于一主轴的方向观察时，该第一介质与该第二介质至少部分重叠；
其中经由该电路构件施加一电压到该光学元件，以一化学性方式改变该第一介面的一曲率；
其中设置一压电机构连接该光学元件，通过该压电机构以一物理性方式改变该第一介面的该曲率；
其中经由该化学性方式或是该物理性方式两者中的至少一种方式控制该曲率，进而控制经由该光学元件出射的该光线的一出射角度。
8.如权利要求7所述的光学元件驱动机构，其中该第一透镜还包括一第三介质，该第三介质较该第一介质更接近该反射元件；
其中该第二介质与该第三介质之间具有一第二介面；
其中该第一介面与该第二介面不平行；
其中该第一介质与该第三介质之间具有一第三介面；
其中该第二介面与该第三介面不平行；
其中沿着平行于该主轴的该方向观察时，该第一介质与该第三介质至少部分重叠；
其中沿着垂直于该主轴的一方向观察时，该第二介质与该第三介质至少部分重叠。
9.如权利要求8所述的光学元件驱动机构，其中通过该驱动组件控制该活动部相对该固定部在一第一维度运动，进而控制由该光学元件反射的该光线形成的一扫描范围；
其中通过该驱动组件控制该承载座相对该框架在一第二维度运动，进而控制该扫描范围；
其中控制该出射角度以进而控制该扫描范围；
其中设置使该第一介质的折射率小于该第二介质的折射率，并且该第二介质的折射率小于该第三介质的折射率，使得该出射角度放大，进而扩大该扫描范围；
其中该扫描范围具有一矩形形状，控制该第二维度运动以控制该扫描范围的一长边的大小，控制该第一维度运动以控制该扫描范围的一短边的大小；
其中该光线的一截面具有一椭圆形状，该椭圆形状的一长轴与该扫描范围的一长边垂直。
10.一种光学系统，包括：
多个如权利要求1至权利要求9中任一项的光学元件驱动机构，其中该多个光学元件驱动机构沿着一第三方向排列，每一该多个光学元件驱动机构输出一信息；以及
一运算单元，将该多个光学元件驱动机构输出的该多个信息整合为一整合信息，其中该整合信息的范围大于该多个信息的任一者。
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