CN219105318U - 光学元件驱动机构 - Google Patents

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程永耘
苏玄桓
王照熙
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Abstract

本实用新型提供一种光学元件驱动机构。光学元件驱动机构包括一固定部、一第一活动部以及一感测组件，第一活动部可相对固定部运动，感测组件用以感测第一活动部的运动。感测组件包括一发射元件与一接收元件。当第一活动部位于一第一位置时，沿着发射元件与接收元件的排列方向观察时，第一活动部与接收元件的一接收面至少部分重叠。

Description

光学元件驱动机构
技术领域
本实用新型涉及一种光学元件驱动机构，尤其涉及一种具有感测组件的光学元件驱动机构。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如笔记本电脑、智能手机或数字相机)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，以驱动光学元件进行移动。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高的耐用度并且具有较高的隐私性，因此本公开提供一有别于先前的驱动机构，以提高机构稳定度并同时加强信息安全性。
实用新型内容
实施例的用语以及相似的用语(例如，实施方式、配置、特点、示例以及选项)意在广义地泛指所有本公开的标的以及以下权利要求。数个包含这些用语的陈述项应被理解为不限制在此所述的标的或限制以下权利要求的含义或范围。在此所涵盖本公开的实施例由以下权利要求定义，而非本实用新型内容。此实用新型内容是本公开多种特点的上位(high-level)概述，且介绍以下的实施方式段落中所更描述的一些概念。此实用新型内容非意在确认权利要求标的的关键或必要特征，也非意在被独立使用以决定权利要求标的的范围。本标的经由参考本公开的完整说明书的适当部分、任何或所有附图以及每一权利要求，应当被理解。
本公开的目的在于提出一种光学元件驱动机构，以解决上述至少一个问题。
根据本公开的某些方面，提供一种光学元件驱动机构。光学元件驱动机构包括一固定部、一第一活动部以及一感测组件，第一活动部可相对固定部运动，感测组件用以感测第一活动部的运动。感测组件包括一发射元件与一接收元件。当第一活动部位于一第一位置时，沿着发射元件与接收元件的排列方向观察时，第一活动部与接收元件的一接收面至少部分重叠。
在一些实施例中，当第一活动部位于第一位置时，沿着发射元件与接收元件的排列方向观察时，第一活动部与接收面仅部分重叠，未全部重叠。
在另一些实施例中，当第一活动部位于第一位置时，沿着发射元件与接收元件的排列方向观察时，第一活动部覆盖接收面的面积50％以上。
在另一些实施例中，光学元件驱动机构还包括一第二活动部，可相对固定部运动，且可相对第一活动部运动。其中当第二活动部位于一第二位置时，沿着发射元件与接收元件的排列方向观察时，第二活动部与接收面仅部分重叠，未全部重叠。
在一些实施例中，当第一活动部位于第一位置时且第二活动部位于第二位置时，沿着发射元件与接收元件的排列方向观察时，第一活动部、第二活动部、与接收面三者至少局部互相重叠，其中第一活动部以及第二活动部完全阻挡接收面接收发射元件所发射的信号。
在另一些实施例中，光学元件驱动机构还包括一间隔元件，位于第一活动部与第二活动部之间，且固定地设置于固定部。
在一些实施例中，间隔元件的一表面具有光吸收材质，且还包括一第一开口，对应感测组件。
在另一些实施例中，间隔元件还包括一第二开口，用以对应一光线，其中光线的入射方向与发射元件以及接收元件的排列方向相反。
在另一些实施例中，间隔元件还包括一第三开口，对应第一活动部，用以减少第一活动部与间隔元件之间的摩擦力或吸附力。第三开口具有长条形结构，沿着第一活动部的运动方向延伸，且第三开口与驱动组件部分重叠。
在另一些实施例中，间隔元件还包括多个第三开口。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型所公开的光学元件驱动机构可利用感测组件判定快门(第一活动部以及第二活动部)是在开启或关闭的状态。此外，当快门开启或关闭的状态异常时，感测组件判定异常并传送信号以停止光学元件驱动机构的操作。
以上实用新型内容并非意在呈现本公开的每一实施例或每个特点。而是，前述实用新型内容仅提供在此阐述的一些新颖特点以及特征的示例。当结合附图以及所附权利要求时，从用以进行实施本实用新型的代表性实施例以及模式的以下详细描述，本公开的以上特征以及优点以及其他特征以及优点将变得显而易见。鉴于参考附图、以下所提供的符号简单说明对各种实施例的详细描述，本公开的附加的特点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
从以下示例性实施例的描述并结合参考附图，将更好地理解本公开及其优点以及附图。这些附图仅示出了示例性实施例，且因此不应被视为对各种实施例或权利要求的限制。
图1为根据本公开的某些方面，一示例光学元件驱动机构的主视立体图。
图2为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的爆炸立体图。
图3为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的一感测组件的下视立体图。
图4A为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的一间隔元件的俯视图。
图4B为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的俯视立体图，为了说明用途，并未显示外壳。
图5A为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的一第一活动部在一第一初始位置、一第二活动部在一第二初始位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳以及间隔元件。
图5B为根据本公开的某些方面，图5A的感测组件部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件以虚线显示。
图6A为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的第一活动部在一第一位置、第二活动部在第二初始位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳以及间隔元件。
图6B为根据本公开的某些方面，图6A的感测组件部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件以虚线显示。
图7A为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的第二活动部在一第二位置、第一活动部在第一初始位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳以及间隔元件。
图7B为根据本公开的某些方面，图7A的感测组件部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件以虚线显示。
图8A为根据本公开的某些方面，图1的光学元件驱动机构的第一活动部在第一位置、第二活动部在第二位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳以及间隔元件。
图8B为根据本公开的某些方面，图8A的感测组件部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件以虚线显示。
附图标记如下：
1:光学元件驱动机构
10:第一活动部
12:第一凸部
14:第一孔
20:第二活动部
22:第二凸部
24:第二孔
30:固定部
32:外壳
32a,32b,32c:开口
34:基底
34a,34b,34c:开口
40:感测组件
42:发射元件
44:接收元件
45:接收面
50:间隔元件
52:第一开口
54:第二开口
56:第三开口
56a,56b,56c:第三开口
58:第四开口
60:第一驱动组件
62:第一驱动部
621:第一导磁元件
622:第一线圈
64:第一磁性元件
66:第一臂部
67:第一突起
70:第二驱动组件
72:第二驱动部
721:第二导磁元件
722:第二线圈
74:第二磁性元件
76:第二臂部
77:第二突起
O:光轴
L:箭头
A:轴
B:轴
具体实施方式
多种实施例被参照附图描述，在整个附图中相似的参考符号被用来指定相似或均等元件。附图并未按比例绘制，且提供附图仅用以显示本公开的特点和特征。应当理解许多具体细节、关系以及方法被阐述以提供全面的理解。然而，该领域技术人员将容易的想到，多种实施例可在没有一个或多个特定细节之下或在其他方法下实践。在一些情况下，为了说明性的目的，未详细显示公知的结构或操作。多种实施例不受限于动作或事件的显示顺序，如一些动作可以不同的顺序及/或与其他动作或事件同时发生。此外，并非全部所显示的动作或事件都是实施本公开的某些特点和特征所需的。
为了本实施方式的目的，除非明确地说明并非如此，单数包括复数且反之亦然。用语“包括”意为“包括而不限于”。此外，近似词如“大约(about,almost,substantially,approximately)”以及其相似词，可在此意为例如“在(at)”、“近于(near,nearly at)”、“在3％到5％之内(within 3-5％of)”、“在可接受的制造公差内(within acceptablemanufacturing tolerances)”或任何其逻辑组合。额外地，术语“垂直”或“水平”旨在分别另外包括垂直或水平方向的“3-5％内”。此外，例如“顶部”、“底部”、“左方”、“右方”、“上方”和“下方”等方向词意在相关于参考图示中描写的等效方向；从参考对象或元件上下文中理解，例如从对象或元件的常用位置；或如此的其他描述。
首先，请一并参考图1以及图2。图1为根据本公开的某些方面，一示例光学元件驱动机构1的主视立体图。图2为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的爆炸立体图。光学元件驱动机构1包括一第一活动部10、一第二活动部20、一固定部30、一感测组件40、一间隔元件50以及一第一驱动组件60、一第二驱动组件70。
第一活动部10可相对于固定部30在一第一起始位置(图5A)与一第一位置(图6A)之间运动，且第一活动部10包括一第一凸部12以及一第一孔14。
第二活动部20可相对于固定部30在一第二起始位置(图6A)与一第二位置(图7A)之间运动。第二活动部20包括一第二凸部22以及一第二孔24。第二活动部20也可相对于第一活动部10运动。
第一活动部10以及第二活动部20可以应用作为快门叶片、滤光片、减光镜、偏光镜等光学元件。应当了解的是，在不同实施例中，第一活动部10以及第二活动部20也可用以连接到光学元件，以使光学元件相对固定部30移动。
固定部30包括一外壳32以及一基底34。光学元件驱动机构1除感测组件40外的元件(例如，活动部、驱动组件等)容纳于外壳32以及基底34所形成的容纳空间内。外壳32包括三个开口32a、32b以及32c，沿X轴排列。基底34包括三个开口34a、34b以及34c，沿X轴排列。开口32b以及开口34b的尺寸大于开口32a、32c以及开口34a、34c的尺寸。外壳32的开口32b、基底34的开口34b对应一光线。光线由外壳32的开口32b进入光学元件驱动机构1、再通过基底34的开口34b离开光学元件驱动机构1。光线具有一光轴O，光轴O大致平行于Z方向，光线沿箭头L(平行于光轴O)的方向入射。因此光轴O上靠近外壳32的一端为入射端。
接下来请参考图3。图3为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的感测组件40的下视立体图。感测组件40可感测第一活动部10以及第二活动部20的运动。感测组件40包括一发射元件42与一接收元件44。接收元件44包括一接收面45。详而言之，感测组件40可通过接收元件44的接收面45接收发射元件42的信号的情形来判定第一活动部10以及第二活动部20的位置。发射元件42比接收元件44更靠近光轴O的入射端，也就是说，发射元件42离外壳32(如图2所示)较近，接收元件44离基底34(如图2所示)较近。
在此实施方式中，感测组件40的接收元件44的接收面45的形状为一四边形，但根据采用不同感测组件时将具有不同的感测范围，接收面45的形状以及尺寸为非限制性。
接下来请参考图4A，图4A为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的间隔元件50的俯视图。间隔元件50位于第一活动部10与第二活动部20之间，固定地设置于固定部30的外壳32与基底34之间(如图2所示)。间隔元件50的表面具有光吸收材质(例如，SOMA)，以防止光线反射或漏光。间隔元件50具有一第一开口52、一第二开口54、一第三开口56以及一第四开口58。第一开口54与外壳32的开口32a、基底34的开口34a对应到感测组件40。感测组件40装配于外壳32的开口32a、第一开口54以及基底34的开口34a所形成的容纳空间内。
第二开口54与外壳32的开口32b、基底34的开口34b对应光线，光线由外壳32的开口32b进入光学元件驱动机构1、通过第二开口54、再通过基底34的开口34b离开光学元件驱动机构1。其中光线的入射方向(箭头L)与发射元件42以及接收元件44的排列方向相反。换言之，光线由外壳32的开口32b入射至光学元件驱动机构1，先经过接收元件44、再经过发射元件42。如此即可确保接收元件44的接收面45接收到发射元件42所发射的信号，而不受入射光线的干扰。
第三开口56对应第一活动部10，第三开口56至少部分与第一活动部10重叠，用以减少第一活动部10与间隔元件50之间的摩擦力或吸附力。第三开口56具有长条形结构，沿着第一活动部10的运动方向(Y方向)延伸，且第三开口56与第一驱动组件60部分重叠。在一些实施方式中，间隔元件50包括多个第三开口56(例如，图4A中的开口56d、56e、56f)。外壳32的开口32c、基底34的开口34c以及间隔元件50的第四开口58对应到一光学模块(未显示)。根据不同实施例，光学模块可为镜头、光感器、或其他光学元件。光学模块装配于外壳32的开口32c、基底34的开口34c以及间隔元件50的第四开口58所形成的容纳空间内。
接下来请再参考图2。第一驱动组件60驱动第一活动部10相对固定部30运动。第一驱动组件60包括一第一驱动部62、一第一磁性元件64以及一第一臂部66。第一磁性元件64具有一轴A，第一臂部66的末端具有一第一凸起67，第一驱动部62包括一第一导磁元件621以及一第一线圈622。第一磁性元件64连接到第一臂部66。第一驱动部62对应到第一磁性元件64。第一臂部66的第一凸起67穿过第一孔14(也可见于图4B)，以带动第一活动部10在第一起始位置(图5A)与第一位置(图6A)之间运动，如将在以下所详述。
作动第一驱动组件60时，第一线圈622被施加一电流，使得第一驱动部62产生一磁力。产生的磁力经由第一导磁元件621使第一磁性元件64运动。第一磁性元件64的运动将带动第一臂部66在一第一维度运动。第一维度的运动为绕着A轴的旋转。第一臂部66的运动通过第一孔14使第一活动部10在Y方向平移。
第二驱动组件70驱动第二活动部20相对固定部30运动。第二驱动组件70包括一第二驱动部72、一第二磁性元件74以及一第二臂部76。第二磁性元件74具有一轴B，第二臂部76的末端具有一第二凸起77，第二驱动部72包括一第二导磁元件721以及一第二线圈722。第二磁性元件74连接到第二臂部76。第二驱动部72对应到第二磁性元件74。第二臂部76的第二凸起77穿过第二孔24(也可见于图4B)，以带动第二活动部20在第二起始位置(图6A)与第二位置(图7A)之间运动，如将在以下所详述。
作动第二驱动组件70时，第二线圈722被施加一电流，使得第二驱动部72产生一磁力。产生的磁力经由第二导磁元件721使第二磁性元件74运动。第二磁性元件74的运动将带动第二臂部76在一第二维度运动。第二维度的运动为绕着B轴的旋转。第二臂部76的运动通过第二孔24使第二活动部20在Y方向平移。
接下来请参考图4B、图5A以及图5B。图4B为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的俯视立体图，第一活动部10位在第一起始位置且第二活动部20位在第二起始位置，为了说明用途，并未显示外壳32。图5A为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的第一活动部10在第一初始位置、第二活动部20在第二初始位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳32以及间隔元件50。图5B为根据本公开的某些方面，图5A的感测组件40的部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件40以虚线显示。当第一活动部10位在第一起始位置且第二活动部20位在第二起始位置时，第一活动部10以及第二活动部20不阻挡发射元件42所发射的信号(例如，红外线)，接收元件44的接收面45完全接收发射元件42所发射的信号(如图5B所示)，使感测组件40判定第一活动部10以及第二活动部20为开启状态。此时光线可通过第二开口54进入光学驱动机构1。
接下来，请一并参照图6A以及图6B。图6A为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的第一活动部10位在第一位置、且第二活动部20位在第二起始位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳32以及间隔元件50。图6B为根据本公开的某些方面，图6A的感测组件40的部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件40以虚线显示。
当第一活动部10位在第一位置且第二活动部20位在第二起始位置时，沿着发射元件42与接收元件44的排列方向(即，Z轴方向)观察时，第一活动部10的第一凸部12与接收面45至少部分重叠。也就是说，第一活动部10的第一凸部12与接收面45仅部分重叠，未全部重叠。实质上，第一活动部10的第一凸部12覆盖接收面45的面积50％以上。因此，第一活动部10的第一凸部12阻挡接收面45接收发射元件42所发射的部分信号(例如，红外线)，使感测组件40判定为异常状态。
接下来，请一并参照图7A以及图7B。图7A为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的第二活动部20位在第二位置、且第一活动部10位在第一起始位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳32以及间隔元件50。图7B为根据本公开的某些方面，图7A的感测组件40的部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件40以虚线显示。
当第二活动部20位在第二位置且第一活动部10位在第一起始位置时，沿着发射元件42与接收元件44的排列方向观察时，第二活动部20的第二凸部22与接收面45至少部分重叠。也就是说，第二活动部20的第二凸部22与接收面45仅部分重叠，未全部重叠。实质上，第二活动部20的第二凸部22覆盖接收面45的面积50％以上。因此，第二活动部20的第二凸部22阻挡接收面45接收发射元件42所发射的部分信号(例如，红外线)，使感测组件40判定为异常状态。
接下来，请一并参照图8A以及图8B。图8A为根据本公开的某些方面，光学元件驱动机构1的第一活动部10在第一位置、且第二活动部20在第二位置的主视立体图，为了说明用途，并未显示外壳32以及间隔元件50。图8B为根据本公开的某些方面，图8A的感测组件40的部分的详细俯视图，为了说明用途，感测组件40以虚线显示。
当第一活动部10位在第一位置且第二活动部20位在第二位置时，沿着发射元件42与接收元件44的排列方向观察时，第一活动部10的第一凸部12、第二活动部20的第二凸部22、与接收面45三者至少局部互相重叠。也就是说，第一活动部10的第一凸部12以及第二活动部20的第二凸部22各与接收面45仅部分重叠，未全部重叠。实质上，第一活动部10的第一凸部12以及第二活动部20的第二凸部22各覆盖接收面45的面积50％以上。此时，第一活动部10的第一凸部12以及第二活动部20的第二凸部22完全阻挡接收面45接收发射元件42所发射的信号，使感测组件40判定为关闭状态。光无法穿过第二开口54进入光学元件驱动机构1。
第一活动部的第一凸部以及第二活动部的第二凸部的形状以及位置配置可根据使用不同的感测组件而变化，因此第一凸部以及第二凸部的形状以及配置不限于本实施例的附图所示出的形状以及配置。
本实用新型所公开的光学元件驱动机构可利用感测组件判定快门(第一活动部以及第二活动部)是在开启或关闭的状态。此外，当快门开启或关闭的状态异常时，感测组件判定异常并传送信号以停止光学元件驱动机构的操作。详而言之，在正常的关闭状态下，第一活动部位于第一位置、第二活动部位于第二位置。若第一活动部以及第二活动部之一不位于第一位置以及第二位置，感测组件即判定其为异常状态并且传送信号使光学元件驱动机构停止操作。因此，本实用新型可有效区分快门的开启以及关闭状态，并且减少因单片快门叶片未到达定位而造成的误判。
尽管已关于一个或多个实施方式示出和描述本公开的实施例，但是本领域技术人员经阅读和理解本说明书和附图后，将想到均等物和修改。另外，虽然可能已经关于几种实施方式的仅一种实施方式公开本公开的特定特征，但是对于任何给予或特定的应用，这种特征如可能有需求和有利的可与其他实施方式的一个或多个其他特征组合。
虽然本公开的多种实施例已由以上所描述，但是应当理解其仅以示例且非限制的方式呈现。在不脱离本公开的精神或范围下，可根据本公开在此所公开的实施例进行多种改变。因此，本公开的广度和范围不应受到任何上述实施例的限制。相反的，本公开的范围应根据以下权利要求及其均等物所界定。
在此使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本实用新型。在此所使用的单数形式“一(a,an)”以及“所述(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。此外，在实施方式以及/或权利要求书中使用的术语“包括(including,includes)”、“具有(having,has,with)”或其变体，这些术语旨在以类似于“包括(comprising)”一词的方式包含在内。

Claims (10)

1.一种光学元件驱动机构，其特征在于，包括：
一固定部；
一第一活动部，可相对该固定部运动；以及
一感测组件，用以感测该第一活动部的运动，包括一发射元件与一接收元件；
其中当该第一活动部位于一第一位置时，沿着该发射元件与该接收元件的排列方向观察时，该第一活动部与该接收元件的一接收面至少部分重叠。
2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，当该第一活动部位于该第一位置时，沿着该发射元件与该接收元件的排列方向观察时，该第一活动部与该接收面仅部分重叠，未全部重叠。
3.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，当该第一活动部位于该第一位置时，沿着该发射元件与该接收元件的排列方向观察时，该第一活动部覆盖该接收面的面积50％以上。
4.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括：
一第二活动部，可相对该固定部运动，且可相对该第一活动部运动，
其中当该第二活动部位于一第二位置时，沿着该发射元件与该接收元件的排列方向观察时，该第二活动部与该接收面仅部分重叠，未全部重叠。
5.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，当该第一活动部位于该第一位置时且该第二活动部位于该第二位置时，沿着该发射元件与该接收元件的排列方向观察时，该第一活动部、该第二活动部、与该接收面三者至少局部互相重叠，其中该第一活动部以及该第二活动部完全阻挡该接收面接收该发射元件所发射的信号。
6.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括一间隔元件，位于该第一活动部与该第二活动部之间，且固定地设置于该固定部。
7.如权利要求6所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该间隔元件的一表面具有光吸收材质，且还包括一第一开口，对应该感测组件。
8.如权利要求6所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该间隔元件还包括一第二开口，用以对应一光线，其中该光线的入射方向与该发射元件以及该接收元件的排列方向相反。
9.如权利要求6所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该间隔元件还包括一第三开口，对应该第一活动部，用以减少该第一活动部与该间隔元件之间的摩擦力或吸附力；
其中该第三开口具有长条形结构，沿着该第一活动部的运动方向延伸，且该第三开口与一驱动组件部分重叠，该驱动组件驱动该第一活动部的运动。
10.如权利要求6所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该间隔元件还包括多个第三开口。
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