CN214504003U - 光学元件驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本创作提供一种光学元件驱动机构,其包括活动部、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。
Description
技术领域
本创作涉及一种驱动机构,具体涉及一种光学元件驱动机构。
背景技术
随着科技的发展,现今许多电子装置(例如智慧型手机或数码相机)均具有照相或录像的功能。这些电子装置的使用越来越普遍,并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展,以向使用者提供更多的选择。
前述具有照相或录像功能的电子装置通常设有驱动机构,以驱动光学元件(例如为镜头)沿着光轴进行移动,进而达到自动对焦(Auto Focus,AF)或光学防手震(Opticalimage stablization,OIS)的功能。光线可穿过前述光学元件在感光元件上成像。然而,现今行动装置的趋势是希望可具有较小的体积并且具有较高的耐用度,因此如何有效地降低驱动机构的尺寸以及提升其耐用度始成为一重要的课题。
发明内容
本创作提供一种光学元件驱动机构,其包括活动部、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。
在一些实施例中,固定部包括外框以及第一基底单元;外框包括顶面以及侧壁;第一基底单元固定地设置于侧壁;侧壁包括第一定位结构以及第二定位结构,第一基底单元包括第三定位结构以及第四定位结构,第一定位结构以及第二定位结构分别对应第三定位结构以及第四定位结构;第一定位结构、第二定位结构为开口;第三定位结构、第四定位结构具有突出的结构;第一定位结构与第三定位结构之间的最大间隙与第二定位结构与第四定位结构之间的最大间隙不同。
在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括第一位置感测组件,用以感测活动部相对固定部的运动,其中第一位置感测组件包括:第一位置感测元件,用以感测框架相对固定部的运动;第二位置感测元件,用以感测框架相对固定部的运动;第三位置感测元件,用以感测框架相对固定部的运动;其中:固定部包括第一侧边、第二侧边、第三侧边;第一侧边与第二侧边垂直;第一侧边与第三侧边平行;第二侧边与第三侧边垂直;沿着主轴方向观察时,第一位置感测元件位于第一侧边;沿着主轴方向观察时,第二位置感测元件位于第二侧边;沿着主轴方向观察时,第三位置感测元件位于第一侧边或第三侧边;第一定位结构与第三定位结构之间的最大间隙大于第二定位结构与第四定位结构之间的最大间隙;光学元件驱动机构还包括第一接着元件,直接接触第一定位结构以及第三定位结构。
在一些实施例中,第一位置感测元件用以感测框架相对固定部在第一维度上的运动;第二位置感测元件用以感测框架相对固定部在第二维度上的运动;第三位置感测元件用以感测框架相对固定部在第三维度上的运动,第一位置感测组件用以感测活动部相对固定部在第四维度上的运动。
在一些实施例中,第一维度为沿着第八方向的运动;第二维度为沿着第九方向的运动;第三维度为沿着第十方向的运动;第八方向与第九方向不平行;第八方向与第十方向不平行;第九方向与第十方向平行;第四维度为以一第十一方向为转轴的转动;第十一方向与第八方向不平行;第十一方向与第八方向垂直;第十一方向与第九方向不平行;第十一方向与第九方向垂直;第十一方向与第十方向不平行;第十一方向与第十方向垂直。
在一些实施例中,沿着主轴方向观察时,第三位置感测元件位于第三侧边;第四维度为以主轴为转轴的转动;第一位置感测组件经由第一位置感测元件、第三位置感测元件以感测活动部相对固定部在第四维度上的运动;第一位置感测组件经由第一位置感测元件、第二位置感测元件以感测活动部相对固定部在第一维度上的运动。
在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括第二位置感测组件,用以感测承载座相对框架的运动;其中:第二位置感测组件用以感测承载座相对框架在第五维度上的运动;第五维度为沿着第十二方向的运动;第十二方向与第八方向不平行;第十二方向与第八方向垂直;第十二方向与第九方向不平行;第十二方向与第九方向垂直;第十二方向与第十方向不平行;第十二方向与第十方向垂直;第十二方向与第十一方向平行;沿着主轴方向观察时,第二位置感测组件位于固定部的第一角落,第一角落由第一侧边与第二侧边组成;沿着主轴方向观察时,第二位置感测组件与第一位置感测元件不重叠;沿着主轴方向观察时,第二位置感测组件与第二位置感测元件不重叠;沿着主轴方向观察时,第二位置感测组件与第三位置感测元件不重叠。
在一些实施例中,当驱动组件驱动活动部相对固定部在第一维度运动时,驱动组件同时驱动活动部相对固定部在第六维度运动;第六维度为以光学元件之一光轴为转轴的转动;当驱动组件驱动活动部相对固定部在第一维度运动时,活动部带动光学元件使光轴相对主轴的相对位置改变;当驱动组件驱动活动部相对固定部仅在第一维度运动时,活动部仅在第一维度于限定范围中的第一极限范围内运动;当驱动组件驱动活动部相对固定部同时在第一维度、第六维度运动时,活动部仅在第一维度于限定范围中的第二极限范围内运动;在第一维度上,第一极限范围大于第二极限范围;在第一维度上,限定范围大于第一极限范围;当活动部相对固定部于第一极限范围内运动时,止动组件与活动部以及固定部至少一者未直接接触。
在一些实施例中,当驱动组件驱动活动部相对固定部仅在第六维度运动时,活动部仅在第六维度于限定范围中的第三极限范围内运动;当驱动组件驱动活动部相对固定部同时在第一维度、第六维度运动时,活动部仅在第六维度于限定范围中的第四极限范围内运动;在第六维度上,第三极限范围大于第四极限范围;在第六维度上,限定范围大于第三极限范围;当活动部相对固定部于第三极限范围内运动时,止动组件与活动部以及固定部至少一者未直接接触。
在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括控制单元,其中:第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围的资讯纪录于控制单元;第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围由外部设备量测而得;第一感测组件与控制单元电性连接;第二感测组件与控制单元电性连接。
附图说明
以下将配合附图详述本公开的实施例。应注意的是,依据业界的标准做法,多种特征并未按照比例绘示且仅用以说明例示。事实上,可能任意地放大或缩小元件的尺寸,以清楚地表现出本公开的特征。
图1是根据本创作一些实施例绘示的光学元件驱动机构的示意图。
图2是光学元件驱动机构的分解图。
图3是光学元件驱动机构的剖面图。
图4A是光学元件驱动机构的侧视图。
图4B是光学元件驱动机构的仰视图。
图5A是光学元件驱动机构省略外框的示意图。
图5B是图5A的上视图。
图5C是图5A的侧视图。
图5D是图5C的放大图。
图5E是图5A的元件进一步省略承载座的示意图。
图5F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6A是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图6B是图6A的放大图。
图6C是驱动元件的示意图。
图6D是驱动元件相对于基底单元推动框架时的示意图。
图6E是驱动元件相对于框架推动承载座的示意图。
图6F是本创作另一些实施例中的驱动元件配置方式的示意图。
图7A至图7N是本创作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8A是本创作另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图8B是光学元件驱动机构沿图8A的线段3-B-3-B绘示的剖面图。
图8C是驱动元件运作时的示意图。
附图标记说明:
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
具体实施方式
以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征,以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本公开。当然这些实施例仅用以例示,且不该以此限定本公开的范围。举例来说,在说明书中提到第一特征部件形成于第二特征部件之上,其包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例,另外也包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例,亦即,第一特征部件与第二特征部件并非直接地进行接触。
此外,在不同实施例中可能使用重复的标号或标示,这些重复仅为了简单清楚地叙述本创作,不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外,在本创作中的在另一特征部件之上形成、连接到及/或耦接到另一特征部件可包括其中特征部件形成为直接接触的实施例,并且还可包括其中可形成插入上述特征部件的附加特征部件的实施例,使得上述特征部件可能不直接接触。此外,其中可能用到与空间相关用词,例如“垂直的”、“上方”、“上”、“下”、“底”及类似的用词(如“向下地”、“向上地”等),使用这些空间相关用词为的是便于描述图示中一个(一些)元件或特征与另一个(一些)元件或特征之间的关系,这些空间相关用词旨在涵盖包括特征的装置的不同方向。
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领域的普通技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语,例如在通常使用的字典中定义的用语,应被解读成具有一与相关技术及本创作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,除非在此有特别定义。
再者,说明书与权利要求中的序数例如“第一”、“第二”等用词,被用来修饰其中所述的元件,其本身并不意含及代表该元件有任何之前的序数关系,也不代表某一元件与另一件的顺序、或是制造方法上的顺序,这些序数用词仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。
在此,“约”、“大约”、“实质上”之类用语通常表示在一给定数值或范围的20%内,较佳是10%内,更佳是5%内,或3%之内,或2%之内,或1%之内,或0.5%之内。在此给定的数量为大约的数量,亦即,在没有特定说明“约”、“大约”、“实质上”的情况下,仍可隐含“约”、“大约”、“实质上”的含义。
以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征,以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本创作。当然这些实施例仅用以例示,且不该以此限定本创作的范围。举例来说,应理解的是,当元件被称为“连接到”或“耦接到”另一个元件时,其可直接连接到或耦接到另一个元件,或也可存在一或多个中间的元件。
首先,请参阅图1至图4B。图1是根据本创作一些实施例绘示的光学元件驱动机构3-100的示意图,图2是光学元件驱动机构3-100的分解图,图3是光学元件驱动机构3-100的剖面图,图4A是光学元件驱动机构3-100的侧视图,而图4B是光学元件驱动机构3-100的仰视图。
如图2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,或者也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(图中未示);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,本创作并不以此为限。举例来说,驱动元件3-52也可设置在框架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也可以透过第一弹性元件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4A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之间的最大间隙与第二定位结构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4B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也可用于感测活动部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4B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4B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,也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也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5A是光学元件驱动机构3-100省略外框3-10的示意图,图5B是图5A的上视图,图5C是图5A的侧视图,而图5D是图5C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5B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5B至图5D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5E是图5A的元件进一步省略承载座3-30的示意图。如图5E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5E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5F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5F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6A是光学元件驱动机构3-100一些元件的示意图,图6B是图6A的放大图,图6C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6A以及图6B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6C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具有可挠性,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均可具有金属的材质,驱动单元3-521可电性连接弹性单元3-522,且驱动单元3-521运作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6B所示,在主轴3-O延伸的方向(图5B)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6C中的接触部3-526绘示为具有单一的结构,但本创作并不以此为限。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的材质可包括软性树脂,即制震单元3-527或制震单元3-528的杨氏模量(Young’s Modulus)可小于基底单元3-60的杨氏模量。
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的结构与功效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6D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6E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6D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6E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5B),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6B中的两个驱动元件3-52朝向相同的方向延伸,但本创作并不以此为限。举例来说,图6F是本创作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6B,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6B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也可同时驱动活动部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,本创作并不以此为限。举例来说,也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5F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积体电路(driver IC)、硬碟、记忆体等,用以储存第一极限范围、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)来量测前述第一极限范围、第二极限范围、第三极限范围、第四极限范围,并在量测到第一极限范围、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7A至图7N是本创作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7A所示,将驱动元件3-52简化绘示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7A以及图7B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5B)在XY平面上的与X方向与Y方向均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也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座标相同)。沿着主轴3-O延伸的方向观察时(图7B),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座标不同)。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5B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座标不同)。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座标不同)。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座标相同)。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座标相同)。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座标相同)。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7B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也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也可相对于主轴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7C以及图7D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朝向相反的方向设置(对应于图6F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7D),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也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7E以及图7F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,而达成小型化。
图7G以及图7H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,而达成小型化。
图7I以及图7J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7K以及第7L图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7M以及图7N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也可提供活动部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8A是本创作另一些实施例的光学元件驱动机构3-101的示意图,图8B是光学元件驱动机构3-101沿图8A的线段3-B-3-B绘示的剖面图。如图8B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,也可为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8C是驱动元件3-55运作时的示意图。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(或也可用于接触框架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,本创作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。
本创作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薄型化、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。
虽然本公开的实施例及其优点已公开如上,但应了解的是,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本公开的精神和范围内,当可作更动、替代与润饰。此外,本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤,任何所属技术领域中具有通常知识者可从本公开揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤,只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果均可根据本公开使用。因此,本公开的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外,每一申请专利范围构成个别的实施例,且本公开的保护范围也包括各个申请专利范围及实施例的组合。
Claims (10)
1.一种光学元件驱动机构,其特征在于,该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,该活动部可相对该固定部运动;
一驱动组件,用以驱动该活动部相对该固定部运动;以及
一止动组件,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。
2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
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与该第二定位结构与该第四定位结构之间的最大间隙不同。
3.如权利要求2所述的光学元件驱动机构,其特征在于,该光学元件驱动机构还包括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,其中该第一位置感测组件包括:
一第一位置感测元件,用以感测该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;
其中:
该固定部与该活动部沿一主轴排列;
该固定部包括一第一侧边、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;
该光学元件驱动机构还包括一第一接着元件,直接接触该第一定位结构以及该第三定位结构。
4.如权利要求3所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第一位置感测元件用以感测该框架相对该固定部在一第一维度上的运动;
该第二位置感测元件用以感测该框架相对该固定部在一第二维度上的运动;
该第三位置感测元件用以感测该框架相对该固定部在一第三维度上的运动;
该第一位置感测组件用以感测该活动部相对该固定部在一第四维度上的运动。
5.如权利要求4所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第一维度上的运动为沿着一第八方向的运动;
该第二维度上的运动为沿着一第九方向的运动;
该第三维度上的运动为沿着一第十方向的运动;
该第八方向与该第九方向不平行;
该第八方向与该第十方向不平行;
该第九方向与该第十方向平行;
该第四维度上的运动为以一第十一方向为转轴的转动;
该第十一方向与该第八方向不平行;
该第十一方向与该第九方向不平行;
该第十一方向与该第十方向不平行。
6.如权利要求5所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第十一方向与该第八方向垂直;
该第十一方向与该第九方向垂直;
该第十一方向与该第十方向垂直;
沿着该主轴方向观察时,该第三位置感测元件位于该第三侧边;
该第四维度上的运动为以该主轴为转轴的转动;
该第一位置感测组件经由该第一位置感测元件、该第二位置感测元件以感测该活动部相对该固定部在该第一维度上的运动;
该第一位置感测组件经由该第一位置感测元件、该第三位置感测元件以感测该活动部相对该固定部在该第四维度上的运动。
7.如权利要求6所述的光学元件驱动机构,其特征在于,该光学元件驱动机构还包括一第二位置感测组件,用以感测该承载座相对该框架的运动;
其中:
该第二位置感测组件用以感测该承载座相对该框架在一第五维度上的运动;
该第五维度上的运动为沿着一第十二方向的运动;
该第十二方向与该第八方向不平行;
该第十二方向与该第九方向不平行;
该第十二方向与该第十方向不平行;
该第十二方向与该第十一方向平行;
沿着该主轴方向观察时,该第二位置感测组件位于该固定部的一第一角落,该第一角落由该第一侧边与该第二侧边组成;
沿着该主轴方向观察时,该第二位置感测组件与该第一位置感测元件不重叠;
沿着该主轴方向观察时,该第二位置感测组件与该第二位置感测元件不重叠;
沿着该主轴方向观察时,该第二位置感测组件与该第三位置感测元件不重叠。
8.如权利要求7所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第十二方向与该第八方向垂直;
该第十二方向与该第九方向垂直;
该第十二方向与该第十方向垂直;
当该驱动组件驱动该活动部相对该固定部在该第一维度运动时,该驱动组件同时驱动该活动部相对该固定部在该第六维度运动;
该第六维度上的运动为以该光学元件的一光轴为转轴的转动;
当该驱动组件驱动该活动部相对该固定部在该第一维度运动时,该活动部带动该光学元件使该光轴相对该主轴的相对位置改变;
当该驱动组件驱动活动部相对该固定部仅在该第一维度运动时,该活动部仅在该第一维度于该限定范围中的一第一极限范围内运动;
当该驱动组件驱动活动部相对该固定部同时在该第一维度、该第六维度运动时,该活动部仅在该第一维度于该限定范围中的一第二极限范围内运动;
在该第一维度上,该第一极限范围大于该第二极限范围;
在该第一维度上,该限定范围大于该第一极限范围;
当该活动部相对该固定部于该第一极限范围内运动时,该止动组件与该活动部以及该固定部至少一者未直接接触。
9.如权利要求8所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
当该驱动组件驱动该活动部相对该固定部仅在该第六维度运动时,该活动部仅在该第六维度于该限定范围中的一第三极限范围内运动;
当该驱动组件驱动活动部相对该固定部同时在该第一维度、该第六维度运动时,该活动部仅在该第六维度于该限定范围中的一第四极限范围内运动;
在该第六维度上,该第三极限范围大于该第四极限范围;
在该第六维度上,该限定范围大于该第三极限范围;
当该活动部相对该固定部于该第三极限范围内运动时,该止动组件与该活动部以及该固定部至少一者未直接接触。
10.如权利要求9所述的光学元件驱动机构,其特征在于,该光学元件驱动机构还包括一控制单元,其中:
该第一极限范围、该第二极限范围、该第三极限范围、该第四极限范围的资讯纪录于该控制单元;
该第一极限范围、该第二极限范围、该第三极限范围、该第四极限范围由一外部设备量测而得;
该第一感测组件与该控制单元电性连接;
该第二感测组件与该控制单元电性连接。
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