CN214504004U - 光学元件驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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。活动部能相对固定部运动。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。本实用新型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,并且使系统更进一步提升光学品质,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。
Description
技术领域
本实用新型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(例如智能手机或数码相机)皆具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍,并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展,以提供使用者更多的选择。
前述具有照相或录影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,现今移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开始成为一重要的课题。
实用新型内容
本实用新型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。
在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括电路组件,电性连接驱动组件,其中电路组件包括:第一基底单元,具有非金属材质;以及第一电路元件,设置在第一基底单元,电性连接驱动组件,其中:止动组件固定地设置在第一基底单元上;第一基底单元具有板状的结构;沿着第一基底单元的厚度方向观察时,第一基底单元具有多边形的结构;沿着第一基底单元的厚度方向观察时,止动组件具有多个止动元件,分别位于第一基底单元的不同侧边。
在一些实施例中,沿着第一基底单元的厚度方向观察时,止动元件围绕第一驱动单元;在主轴延伸的方向上,第一驱动单元与止动组件至少部分重叠;驱动元件包括第一驱动单元,驱动单元沿第一方向延伸;在第一方向上,第一驱动单元与止动组件至少部分重叠;止动组件包括多个止动元件,第一驱动单元设置在所述多个止动元件之间。
在一些实施例中,电路组件还包括第二电路元件,设置在固定部的底座,其中:第一电路元件包括第一连接面,露出于固定部;第二电路元件包括第二连接面,露出于固定部;第一连接面与主轴平行;第二连接面与主轴不平行;第一连接面与第二连接面不平行。
在一些实施例中,电路组件还包括第三电路元件,连接第一电路元件以及第二电路元件,其中:第二连接面与主轴垂直;第一连接面与第二连接面垂直;第三电路元件设置在第一连接面以及第二连接面上;其中第一位置感测组件设置在底座中,第二电路元件包括延伸电路,设置在底座中且穿过底座,并连接第一位置感测组件。
在一些实施例中,第三电路元件直接接触第一连接面以及第二连接面;电路组件还包括:第四电路元件,设置在第一基底单元,连接驱动组件;以及第五电路元件,设置在固定部的底座;第四电路元件包括第三连接面以及第四连接面,露出于固定部;第五电路元件包括第五连接面以及第六连接面,露出于固定部;第三连接面与主轴平行;第四连接面与主轴平行;第三连接面与第四连接面面朝不同的方向;第五连接面与主轴不平行;第六连接面与主轴不平行。
在一些实施例中,第五连接面与主轴垂直;第六连接面与主轴垂直;第三连接面与第四连接面面朝相反的方向;第五连接面与第六连接面面朝相同的方向;在第三连接面的法线方向上,第三连接面的投影与第四连接面的投影不重叠;电路组件还包括:第六电路元件,连接第四电路元件以及第五电路元件;以及第七电路元件,连接第五连接面以及第六连接面;其中:第六电路元件设置在第三连接面以及第四连接面上;第七电路元件设置在第五连接面以及第六连接面上。
在一些实施例中,第六电路元件直接接触第三连接面以及第四连接面;第七电路元件直接接触第五连接面以及第六连接面;光学元件驱动机构还包括:第一弹性元件,具有板状的结构,弹性地连接活动部以及固定部;第二弹性元件,具有线状的结构,弹性地连接活动部以及固定部;沿着主轴的方向观察时,固定部具有多边形的结构;第二弹性元件位在固定部的角落处;第二弹性元件电性连接电路组件;第二弹性元件电性连接第一弹性元件;第二弹性元件的延伸方向与第一弹性元件的厚度方向平行。
在一些实施例中,底座还包括凸出部,第二电路元件设置在凸出部中;驱动组件还包括第八驱动元件,用以接触承载座或底座;第八驱动元件的第八驱动单元沿着第十三方向延伸;第十三方向与第一方向不平行;第十三方向与第二方向平行;第十三方向与第三方向不平行。
在一些实施例中,第八驱动元件用以对于活动部的一承载座或活动部的框架产生第八驱动力;第八驱动力的方向与第十一方向平行;第八驱动力的方向与第十三方向不平行;第八驱动元件设置在凸出部上;第八驱动元件直接接触设置在凸出部中的第二电路元件,并电性连接第二电路元件。
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,依据在业界的标准做法,多种特征并未按照比例示出且仅用以说明例示。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是根据本实用新型一些实施例示出的光学元件驱动机构的示意图。
图2是光学元件驱动机构的分解图。
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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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5-B-5-B示出的剖面图。
图8C是驱动元件运行时的示意图。
图9A以及图9B是本实用新型另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图9C、图9D、以及图9E是本实用新型另一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
符号说明
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
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实用新型,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,在本实用新型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),这些空间相关用词为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(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实用新型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所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词,以修饰权利要求的元件,其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数,也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序,这些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
在此,“约”、“大约”、“实质上”的用语通常是表示在一给定数值或范围的20%内,优选是10%内,优选是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实用新型。当然这些实施例仅用以例示,且不该以此限定本实用新型的范围。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,或亦可存在一或多个中间的元件。
首先,请参阅图1至图4B。图1是根据本实用新型一些实施例示出的光学元件驱动机构5-100的示意图,图2是光学元件驱动机构5-100的分解图,图3是光学元件驱动机构5-100的剖面图,图4A是光学元件驱动机构5-100的侧视图,而图4B是光学元件驱动机构5-100的仰视图。
如图2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,本实用新型并不以此为限。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4A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之间的最大间隙与第二定位结构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4B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4B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4B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5A是光学元件驱动机构5-100省略外框5-10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(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5B至图5D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5E是图5A的元件进一步省略承载座5-30的示意图。如图5E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5E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5F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5F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6A是光学元件驱动机构5-100一些元件的示意图,图6B是图6A的放大图,图6C是驱动元件5-52或驱动元件5-54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6C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6B所示,在主轴5-O延伸的方向(图5B)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6C中的接触部5-526是示出为具有单一的结构,但本实用新型并不以此为限。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6D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6E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6D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6E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5-30朝向Z方向移动。
虽然图6B中的两个驱动元件5-52是朝向相同的方向延伸,但本实用新型并不以此为限。举例来说,图6F是本实用新型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6B,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)。借此因此,当驱动单元5-521不收缩时,弹性单元5-522回到如图6B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,本实用新型并不以此为限。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5F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7A至图7N是本实用新型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7A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7A以及图7B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5B)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7B),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5B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7B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7C以及图7D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6F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7D),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7E以及图7F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7G以及图7H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7I以及图7J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7K以及图7L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7M以及图7N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8A是本实用新型另一些实施例的光学元件驱动机构5-101的示意图,图8B是光学元件驱动机构5-101沿图8A的线段5-B-5-B示出的剖面图。如图8B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8C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9A以及图9B是本实用新型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9A以及图9B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9B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9B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9C、图9D、以及图9E是本实用新型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9E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。
综上所述,本实用新型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。
本实用新型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。
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公开使用。因此,本公开的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外,每一权利要求构成个别的实施例,且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
Claims (10)
1.一种光学元件驱动机构,其特征在于,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,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。
2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构,其特征在于,其中:
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。
3.如权利要求2所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
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,所述多个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。
4.如权利要求3所述的光学元件驱动机构,其特征在于,该电路组件还包括一第二电路元件,设置在该固定部的一底座,其中:
该第一电路元件包括一第一连接面,露出于该固定部;
该第二电路元件包括一第二连接面,露出于该固定部;
该第一连接面与该主轴平行;
该第二连接面与该主轴不平行;
该第一连接面与该第二连接面不平行。
5.如权利要求4所述的光学元件驱动机构,其特征在于,该电路组件还包括一第三电路元件,连接该第一电路元件以及该第二电路元件,其中:
该第二连接面与该主轴垂直;
该第一连接面与该第二连接面垂直;
该第三电路元件设置在该第一连接面以及该第二连接面上;
该光学元件驱动机构还包括一第一位置感测组件,设置在该底座中,该第二电路元件包括一延伸电路,设置在该底座中且穿过该底座,并连接该第一位置感测组件。
6.如权利要求5所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第三电路元件直接接触该第一连接面以及该第二连接面;
该电路组件还包括:
一第四电路元件,设置在该第一基底单元,连接该驱动组件;以及
一第五电路元件,设置在该底座;
其中:
该第四电路元件包括一第三连接面以及一第四连接面,露出于该固定部;
该第五电路元件包括一第五连接面以及一第六连接面,露出于该固定部;
该第三连接面与该主轴平行;
该第四连接面与该主轴平行;
该第三连接面与该第四连接面面朝不同的方向;
该第五连接面与该主轴不平行;
该第六连接面与该主轴不平行。
7.如权利要求6所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第五连接面与该主轴垂直;
该第六连接面与该主轴垂直;
该第三连接面与该第四连接面面朝相反的方向;
该第五连接面与该第六连接面面朝相同的方向;
在该第三连接面的法线方向上,该第三连接面的投影与该第四连接面的投影不重叠;
该电路组件还包括:
一第六电路元件,连接该第四电路元件以及该第五电路元件;以及
一第七电路元件,连接该第四电路元件以及该第五电路元件;
其中:
该第六电路元件设置在该第三连接面以及该第五连接面上;
该第七电路元件设置在该第四连接面以及该第六连接面上。
8.如权利要求7所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第六电路元件直接接触该第三连接面以及该第五连接面;
该第七电路元件直接接触该第四连接面以及该第六连接面;
该光学元件驱动机构还包括:
一第一弹性元件,具有板状的结构,弹性地连接该活动部以及该固定部;以及
一第二弹性元件,具有线状的结构,弹性地连接该活动部以及该固定部;
沿着该主轴的方向观察时,该固定部具有多边形的结构;
该第二弹性元件位在该固定部的角落处;
该第二弹性元件电性连接该电路组件;
该第二弹性元件电性连接该第一弹性元件;
该第二弹性元件的延伸方向与该第一弹性元件的厚度方向平行。
9.如权利要求8所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该底座还包括一凸出部,该第二电路元件设置在该凸出部中;
该驱动组件还包括一第八驱动元件,用以接触该活动部的一承载座或该底座;
该第八驱动元件的一第八驱动单元沿着一第十三方向延伸;
该第十三方向与该第一方向不平行。
10.如权利要求9所述的光学元件驱动机构,其特征在于:
该第八驱动元件用以对于该承载座或该活动部的一框架产生一第八驱动力;
该第八驱动力的方向与该第十三方向不平行;
该第八驱动元件设置在该凸出部上;
该第八驱动元件直接接触设置在该凸出部中的该第二电路元件,并电性连接该第二电路元件。
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TWI796995B (zh) * | 2022-03-04 | 2023-03-21 | 大立光電股份有限公司 | 光學影像穩定驅動裝置、相機模組與電子裝置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN215264250U (zh) | 2021-12-21 |
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GR01 | Patent grant | ||
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