TW202232298A - 觸覺回饋系統 - Google Patents
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Abstract
一種觸覺回饋系統,包括一固定部、一活動部以及一驅動組件。前述固定部固定於一電子裝置上,前述活動部可相對前述固定部運動,前述驅動組件可用以驅使前述活動部相對前述固定部運動並產生一回饋力至一使用者。
Description
本發明是有關於一種觸覺回饋系統。更具體地來說,本發明有關於一種具有感測模組的觸覺回饋系統。
一般手機或平板電腦等電子裝置內部通常設有震動器,藉以提供使用者適當之觸覺回饋。
然而,隨著感測器技術的日新月異,如何能提供使用者更加豐富且準確的觸覺回饋始成為此技術領域研發人員之一重要挑戰。
有鑑於前述習知問題點,本發明之一實施例提供一種觸覺回饋系統,設置於一電子裝置上,前述觸覺回饋系統包括一固定部、一活動部以及一驅動組件。前述固定部固定於前述電子裝置上,前述活動部可相對前述固定部運動,前述驅動組件可用以驅使前述活動部相對前述固定部運動並產生一回饋力。
於一實施例中,前述電子裝置更包括一中央處理單元(CPU)以及一感測模組,其中前述感測模組設置於前述觸覺回饋系統之外,用以輸出一第一感測訊號至前述中央處理單元。
前述觸覺回饋系統更包括一控制單元,用以輸出一控制訊號至前述驅動組件,從而透過前述驅動組件驅使前述活動部相對前述固定部運動。其中,前述中央處理單元輸出一指令訊號至前述控制單元,以調整前述控制單元至一特定之控制模式;其中,前述感測模組更輸出一第二感測訊號至前述控制單元,且前述第二感測訊號未通過前述中央處理單元。
於一實施例中,前述固定部包括一外框以及連接前述外框之一底座,前述驅動組件以及前述活動部設置於前述外框內,前述感測模組以及前述控制單元設置於前述外框的外部,且前述感測模組固定地連接前述固定部。
於一實施例中,前述感測模組設置於前述電子裝置之一板狀構件上,且前述固定部固定地連接前述板狀構件,其中前述觸覺回饋系統經由一電路組件電性連接至前述感測模組,且前述電路組件設置於前述板狀構件上。
於一實施例中,一外部量測裝置藉由量測前述活動部之運動以及前述第二感測訊號而產生前述活動部之運動資訊相對於前述第二感測訊號之一第一關係曲線。
於一實施例中,前述外部量測裝置根據前述第一關係曲線而調整前述控制單元之一特性參數。
於一實施例中,前述觸覺回饋系統更包括一感測元件,設置於前述固定部內或者前述固定部上,用以感測前述活動部之運動並輸出一第三感測訊號到前述控制單元,其中前述控制單元根據前述第二、第三感測訊號輸出前述控制訊號,且前述感測元件設置於前述固定部內。
於一實施例中,一外部量測裝置藉由量測前述活動部之運動以及前述第二感測訊號而產生前述活動部之運動資訊相對於前述第二感測訊號之一第一關係曲線,且前述外部量測裝置更藉由量測前述活動部之運動以及前述第三感測訊號而產生前述活動部之運動資訊相對於前述第三感測訊號之一第二關係曲線。
於一實施例中,前述外部量測裝置根據前述第一、第二關係曲線而調整前述控制單元之一特性參數。
於一實施例中,前述感測元件包含一霍爾效應傳感器。
於一實施例中,前述中央處理單元根據前述第一感測訊號輸出前述指令訊號至前述控制單元,且前述控制單元根據前述指令訊號輸出前述驅動訊號至前述驅動組件。
於一實施例中,前述控制單元根據前述指令訊號以及前述第二感測訊號輸出前述驅動訊號至前述驅動組件。
於一實施例中,前述觸覺回饋系統根據前述第二感測訊號而對前述活動部的運動進行閉迴路控制。
於一實施例中,當前述第二感測訊號符合一第一預設條件時,前述控制單元透過前述驅動組件驅使前述活動部以一第一模式運動,且當前述第二感測訊號符合一第二預設條件時,前述控制單元透過前述驅動組件驅使前述活動部以一第二模式運動。
於一實施例中,前述驅動組件包含設置在前述固定部上之一線圈以及設置在前述活動部上之一磁鐵。
於一實施例中,前述感測模組包含一光學手指導航感測器、一陀螺儀、一加速度計、一觸摸開關、一指紋感測器、一壓力感測器、一聲波感測器、一氣體感測器、一溫度感測器或一特定氣體濃度感測器。
於一實施例中,前述感測模組構成前述電子裝置之一使用者介面的至少一部分。
於一實施例中,前述第二感測訊號相異於前述第一感測訊號。
於一實施例中,前述第二感測訊號相同於前述第一感測訊號。
於一實施例中,前述固定部、前述活動部以及前述驅動組件構成前述電子裝置內部之一線性諧振致動器的至少一部分。
第一實施例
以下說明本發明實施例之觸覺回饋系統。然而,可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明,並非用以侷限本發明的範圍。
除非另外定義,在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語,例如在通常使用的字典中定義的用語,應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思,而不應以一理想化或過度正式的方式解讀,除非在此特別定義。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。以下各實施例中所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考附加圖式的方向。因此,實施方式中所使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
首先請一併參閱第1、2、3圖,其中第1圖表示本發明一實施例之電子裝置1-E的示意圖,第2圖表示設置於第1圖中之電子裝置1-E內部的觸覺回饋系統1-1以及感測模組1-2之示意圖。
如第1、2圖所示,本發明一實施例之電子裝置1-E可為一行動電話、平板電腦或其他電子裝置,且其具有一殼體1-E0以及設置於殼體中央之一螢幕1-E1。
特別地是,在電子裝置1-E之殼體1-E0底側設有一感測模組1-2,其中前述感測模組1-2可構成觸控板(touch pad)或按鍵(button)等使用者介面(User interface)的至少一部分。於一實施例中,前述感測模組1-2可包含光學手指導航(Optical Finger Navigation, OFN)感測器、陀螺儀(gyroscope)、加速度計(accelerometer)、觸摸開關(tactile switch)、指紋感測器(fingerprint sensor)、壓力感測器、聲波感測器、氣體感測器、溫度感測器或特定氣體濃度感測器等,不以本實施例所揭露者為限。
從第2圖中可以看出,在前述電子裝置1-E之殼體1-E0內部另設有與感測模組1-2連接之一觸覺回饋系統1-1,前述觸覺回饋系統1-1主要包含有一固定部1-11(包含外框1-111以及平板狀之底座1-112)、一震子1-12 (活動部)、一控制單元1-13以及一電路組件1-14,前述外框1-111固定於電子裝置1-E之殼體1-E0內部,底座1-112則固定於外框1-111之底側,前述震子1-12則設置於外框1-111中,並可在外框1-111內部運動,從而能夠產生一震動訊號(回饋力)。
應了解的是,前述感測模組1-2、電路組件1-14以及設置於電路組件1-14上的控制單元1-13皆是固定於底座1-112上,且同樣是位在外框1-111的外部。其中感測模組1-2以及控制單元1-13可透過電路組件1-14而與電子裝置1-E內部之一中央處理單元電性連接。
於一實施例中,前述感測模組1-2也可以設置在電子裝置1-E內部的其他位置,例如可設置在電子裝置1-E的殼體1-E0上,或者設置在殼體1-E0內部之電路板(未圖示)或其他板狀構件上;另一方面,前述外框1-111以及電路組件1-14也可以固定在前述殼體1-E0或殼體1-E0內部之電路板等板狀構件上,而不以本實施例所揭露者為限。
具體而言,前述控制單元1-13可包含控制器IC,且其可經由電路組件1-14輸出一控制訊號到外框1-111內部之一驅動組件(未圖示),從而可透過前述驅動組件驅使震子1-12(活動部)相對外框1-111(固定部)震動。
在本實施例中,前述驅動組件可包含設置在外框1-111上的線圈以及設置在震子1-12上的磁鐵,且當線圈被施加一電流(控制訊號)時,即可驅使震子1-12相對外框1-111運動。舉例而言,前述固定部1-11、震子1-12(活動部)以及驅動組件可構成電子裝置1-E內部之一震動器或線性諧振致動器(Linear resonant actuators, LRA)的至少一部分。
接著請參閱第3圖,其中第3圖表示電子裝置1-E內部之觸覺回饋系統1-1、感測模組1-2以及中央處理單元1-C(CPU)之間的功能方塊圖(Function Block Diagram, FBD)。
如第3圖所示,前述感測模組1-2例如可感測電子裝置1-E的姿態、移動速度、加速度或者使用者的接觸/按壓,同時可據以輸出一第一感測訊號1-S1到電子裝置1-E內部之一中央處理單元1-C;接著,中央處理單元1-C可根據該第一感測訊號1-S1而輸出一指令訊號1-C1至控制單元1-13,以調整或改變該控制單元1-13到一特定之控制模式(例如當感測模組1-2感測到電子裝置1-E處於不同姿態時,使震子1-12產生不同振幅之震動)。如此一來,控制單元1-13即可根據該指令訊號1-C1而輸出不同模式之控制訊號到前述驅動組件,以提供使用者不同型態的觸覺回饋。
此外,該感測模組1-2更可根據其所感測到之電子裝置1-E的姿態、移動速度或加速度而另外輸出一第二感測訊號1-S2到控制單元1-13,且該第二感測訊號1-S2並未通過中央處理單元1-C。在本實施例中,前述第二感測訊號1-S2可以相同或相異於第一感測訊號1-S1。
需特別說明的是,前述控制單元1-13可根據前述指令訊號1-C1以及第二感測訊號1-S2而輸出控制訊號到外框1-111內部之驅動組件(例如設置於外框1-111上的線圈),藉以驅使震子1-12相對於外框1-111產生震動,從而能夠提供使用者適當的觸覺回饋。
第4圖表示透過外部量測裝置所量測到之震子1-12的運動資訊相對於第二感測訊號1-S2之一第一關係曲線1-R1不同於第一目標曲線1-R1’的示意圖。
在本實施例中,可透過一外部量測裝置(未圖示)量測震子1-12相對於外框1-111的運動 (例如位移量、速度或加速度),並根據該運動以及感測模組1-2所產生之第二感測訊號1-S2而得到震子1-12之運動資訊相對於前述第二感測訊號1-S2之一第一關係曲線1-R1(第4圖)。
應了解的是,由於感測模組1-2在組裝後並未經過適當的校正程序,因此前述第一關係曲線1-R1可能會與一第一目標曲線1-R1’產生誤差,此時外部量測裝置則可根據該第一關係曲線1-R1來調整控制單元1-13之特性參數,以提升震子1-12相對於外框1-111的運動控制精度,且前述校正可不需要經過中央處理單元1-C。
需特別說明的是,在完成前述校正程序後,觸覺回饋系統1-1便能夠根據前述第二感測訊號1-S2而對震子1-12的運動或振幅進行精準的閉迴路控制,以提供使用者適當且準確的觸覺回饋。
再請一併參閱第5、6、7圖,其中第5圖表示本發明另一實施例之電子裝置1-E內部的觸覺回饋系統1-1以及感測模組1-2之示意圖,第6圖表示本發明另一實施例之電子裝置1-E內部之觸覺回饋系統1-1、感測模組1-2以及中央處理單元1-C(CPU)之間的功能方塊圖,第7圖表示透過外部量測裝置所量測到之震子1-12的運動資訊相對於第三感測訊號1-S3之一第二關係曲線1-R2不同於第二目標曲線1-R2’的示意圖。
第5~7圖之實施例與第2~4圖的主要差別在於:本實施例之外框1-111內部更設有一感測元件1-15(第5圖),用以感測震子1-12相對於外框1-111之運動,並且可據以輸出一第三感測訊號1-S3到控制單元1-13(第6圖)。
然而,前述感測元件1-15也可以直接設置在外框1-111或底座1-112上,並不以本實施例所揭露者為限。舉例而言,前述感測元件1-15可以是霍爾效應傳感器(Hall sensor)。
如第6圖所示,前述控制單元1-13可根據指令訊號1-C1、第二感測訊號1-S2以及第三感測訊號1-S3而輸出一控制訊號到外框1-111內部之驅動組件,從而可透過前述驅動組件驅使震子1-12相對於外框1-111產生震動,以提供使用者適當的觸覺回饋。
在本實施例中,更可透過一外部量測裝置(未圖示)量測震子1-12相對於外框1-111的運動 (例如位移量或加速度值),並根據該運動以及前述感測元件1-15所產生之第三感測訊號1-S3而得到震子1-12之運動資訊相對於前述第三感測訊號1-S3之一第二關係曲線1-R2(第7圖)。
由於觸覺回饋系統1-1在組裝後並未經過適當的校正程序,因此前述第二關係曲線1-R2可能會與一第二目標曲線1-R2’產生誤差,此時外部量測裝置則可根據前述第一關係曲線1-R1以及該第二關係曲線1-R2來調整控制單元1-13的特性參數,以進一步強化震子1-12相對於外框1-111的運動控制精度,且前述校正可不需要經過中央處理單元1-C。
需特別說明的是,在完成前述校正程序後,觸覺回饋系統1-1便能夠根據前述第二感測訊號1-S2以及第三感測訊號1-S3而對震子1-12的運動或振幅進行精準之閉迴路控制,以提供使用者適當且準確的觸覺回饋。
舉例而言,當感測模組1-2包含陀螺儀及/或加速度計時,可用以感測電子裝置1-E的姿態,而當感測模組1-2所產生之第二感測訊號1-S2符合一第一預設條件時(例如感測模組1-2偵測到電子裝置1-E的姿態朝上),控制單元1-13可透過驅動組件驅使震子1-12以一第一模式運動(例如連續震動);同理,當感測模組1-2所產生之第二感測訊號1-S2符合一第二預設條件時(例如感測模組1-2偵測到電子裝置1-E的姿態朝下),控制單元1-13則可透過驅動組件驅使震子1-12以一第二模式運動(例如間歇性震動),以提供使用者不同的觸覺回饋。
第二實施例
以下說明本發明實施例之光學元件驅動機構。然而,可輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明,並非用以侷限本發明的範圍。除非另外定義,在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語,例如在通常使用的字典中定義的用語,應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思,而不應以一理想化或過度正式的方式解讀,除非在此特別定義。
第8圖顯示根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構2-10的爆炸圖。前述光學元件驅動機構2-10可設置於例如一相機、平板電腦或手機等電子裝置的內部,以獲取影像。前述光學元件驅動機構2-10可使設置於其中的第一光學元件2-1以及第二光學元件(未顯示)兩者相對移動,以達到自動對焦(Auto-Focusing,AF)與光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)之目的。以下將說明光學元件驅動機構2-10的詳細結構。
如第8圖所顯示,光學元件驅動機構2-10包括一固定部2-100、一第一活動部2-200、一第二活動部2-300、一連接部2-400、一第一驅動組件2-500、一第二驅動組件2-510、一第三驅動組件2-520、一第一支撐組件2-600、一第二支撐組件2-650、一感測組件2-700、一強化組件2-800(顯示在第13圖)、三個導磁性元件2-900(顯示在第18A圖到第18C圖)、一第一吸震元件2-1000(顯示在第14圖)、一第二吸震元件2-1010(顯示在第14圖)、一第三吸震元件2-1020(顯示在第14圖)、以及一第四吸震元件2-1030(顯示在第14圖)。
固定部2-100包括一外框2-110、一框架2-120、一底座2-130。外框2-110具有板狀結構,且固定地連接框架2-120。底座2-130固定地連接框架2-120。有關框架2-120的細節將在第11A圖到第11C圖詳細說明。此外,第一活動部2-200包括一第一電路組件2-220。固定部2-100還包括一第二電路組件2-140。
第一電路組件2-220具有板狀結構。第二電路組件2-140設置在框架2-120上。第二電路組件2-140包括一第一部分2-141以及一第二部分2-142。第一部分2-141以及第二部分2-142皆具有板狀結構,且第一部分2-141以及第二部分2-142互不平行。
第一活動部2-200還包括一第一承載件2-210、一第三電路組件2-230、以及一第四電路組件2-240。第一承載件2-210固定地連接第一電路組件2-220。第二活動部2-300包括一第二承載件2-310。
第一承載件2-210用以連接一第一光學元件2-1,第二承載件2-310用以連接一第二光學元件(未顯示)。在本實施例中,第一光學元件2-1用以接收電磁波,且輸出訊號。第一光學元件2-1以及第二光學元件可為感光元件、鏡頭、鏡片等等的光學元件。
第一光學元件2-1具有一第一光軸2-O1,第二光學元件具有一第二光軸2-O2。在本實施例中,第一光軸2-O1、第二光軸2-O2、以及一主軸2-D1大致上平行。當沿著第一光軸2-O1觀察時,第一光學元件2-1與第一電路組件2-220至少部分重疊。第一光學元件2-1電性連接第一電路組件2-220。
第三電路組件2-230以及第四電路組件2-240皆具有板狀結構。第三電路組件2-230設置於第四電路組件2-240上。第三電路組件2-230經由第四電路組件2-240電性連接至第一電路組件2-220。
光學元件驅動機構2-10可透過第一活動部2-200相對固定部2-100的運動達到防手震的效果。光學元件驅動機構2-10可透過第二活動部2-300相對固定部2-100的運動達到自動對焦的效果。
當來自外界的光線進入承載第一光學元件2-1以及第二光學元件(未顯示)的光學元件驅動機構2-10時,入射的光線從光入射端(靠近外框)沿著第二光學元件的第二光軸穿過設置於光學元件驅動機構2-10之中的第二光學元件至光出射端,並至第一光學元件2-1,以獲取影像。連接部2-400用以將第一電路組件2-220連接到一外部電路(未顯示),其中第一電路組件2-220或是連接部2-400可透過可撓性印刷電路板或是TSA+技術連接到外部電路。
第一驅動組件2-500包括四個第一磁性元件2-501以及四個第一線圈2-502。第二驅動組件2-510包括四個第二磁性元件2-511以及四個第二線圈2-512。第三驅動組件2-520包括兩個第三磁性元件2-521以及兩個第三線圈2-522。
第一磁性元件2-501以及第二磁性元件2-511具有一體化結構,也就是說第一磁性元件2-501以及第二磁性元件2-511並非單獨的兩個元件,第一磁性元件2-501同時是第二磁性元件2-511。如此一來,可降低光學元件驅動機構2-10的體積,以達到小型化。
第一磁性元件2-501、第二磁性元件2-511、以及第三磁性元件2-521設置在框架2-120。第一線圈2-502以及第三線圈2-522內埋於第三電路組件2-230。第二線圈2-512設置在第二承載座2-310。
第一驅動組件2-500電性連接第一電路組件2-220。第二驅動組件2-510電性連接第二電路組件2-140。第一驅動組件2-500用以驅動第一承載件2-210相對於框架2-120於一第一維度移動。第一維度為在一第二軸2-D2以及一第三軸2-D3所形成的平面之移動。第二驅動組件2-510用以驅動第二承載件2-310相對於框架2-120於一第二維度移動。第二維度為沿著第二光軸2-O2之移動。
本揭露的其中一個特點在於,本揭露之光學元件驅動機構2-10包括第三驅動組件2-520。第三驅動組件2-520用以驅動第一承載件2-210相對於框架2-120於一第三維度移動。第三維度為以一轉軸為軸心之轉動,且此轉軸與第一光軸2-O1平行。
第一支撐組件2-600可支撐第一承載件2-210相對框架2-120運動。第一支撐組件2-600包括四個支撐元件2-601。在本實施例中,四個支撐元件2-601皆為滾珠。
第二支撐組件2-650可支撐第二承載件2-310相對框架2-120運動。第二支撐組件2-650包括一第一彈性元件2-651以及一第二彈性元件2-652。當沿著第一光軸2-O1觀察時,第一支撐組件2-600與第二支撐組件2-650部分重疊。第二承載件2-310經由第一彈性元件2-651以及第二彈性元件2-652活動地連接框架2-120。
感測組件2-700包括三個第一感測元件2-710、一個第二感測元件2-720、以及兩個感測磁鐵2-730。第二感測元件2-720在第8圖的視角中無法看到,第二感測元件2-720在第二電路組件2-140上的配置將相關於第12圖到第13圖描繪。
前述第一感測元件2-710以及第二感測元件2-720可為霍爾效應偵測器(Hall Effect Sensor),而感測磁鐵2-730可為永久磁鐵。霍爾效應偵測器可藉由偵測永久磁鐵之磁場變化,以判斷永久磁鐵之位置,藉此增加補償或對焦的精度。
於另一實施例中,亦可使用其他類型的對位元件/組件,例如磁阻感應器(Magnetoresistive Sensor,MRS)或是光學感測器(Optical Sensor),以偵測第一活動部2-200以及第二活動部2-300的相對位置。
第一感測元件2-710用以感測第一承載件2-210之運動。第一感測元件2-710設置於第四電路組件2-240上,且電性連接第四電路組件2-240。第二感測元件2-720用以感測第二承載件2-310之運動。第二感測元件2-720電性連接第二電路組件2-140,且第二感測元件2-720設置於第二電路組件2-140的第一部份2-141。
當在垂直於主軸2-D1的任意方向觀察時,第一感測元件2-710與第二感測元件2-720不重疊。感測磁鐵2-730設置在第二承載件2-310上的相反側,其細節將顯示在第16A圖到第16B圖。
第9A圖係根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構2-10的立體圖。在第9A圖中可以看到外框2-110、框架2-120、第二電路組件2-140的第二部分2-142、連接部2-400、以及部分的底座2-130。底座2-130固定地連接到框架2-120。
第9B圖係根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構2-10的底視圖。第一電路組件2-220電性連接連接部2-400。第一電路組件2-220固定地連接到第一承載件2-210。
第10A圖係根據本揭露的某些特點的底座2-130的底視圖。第10B圖係根據本揭露的某些特點的第一承載件2-210的底視圖。底座2-130包括一第二開口2-131以及四個止動部2-132。底座2-130係由金屬材料所製成。第一承載件2-210包括一第一開口2-211、四個迴避部2-212、以及四個凹部2-213。第一承載件2-210係由非金屬材料所製成,例如,塑膠、玻璃纖維、或是橡膠等等。由於在第10B圖的視角中無法看到凹部2-213,因此凹部2-213將相關於第4A到4B圖詳細說明。
第一開口2-211以及第二開口2-131對應第一光學元件2-1的第一光軸2-O1。迴避部2-212為凹陷結構,用以對應止動部2-132。止動部2-132係用以限制第一承載件2-210的運動範圍。
詳而言之,止動部2-132設置在具有凹陷結構的迴避部2-212內,因此當第一承載件2-210受到第一驅動組件2-500或第三驅動組件2-520(第8圖)的驅動而移動時,第一承載件2-210的移動將會受到止動部2-132的限制。
第18A圖係根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構2-10的剖面圖。第11B圖係根據本揭露的某些特點的框架2-120的剖面圖。第11C圖係根據本揭露的某些特點的框架2-120的立體圖。其中,第18A圖以及第11B圖的是沿著一第一軸2-S1觀察的視角的剖面圖。第一軸2-S1位在第二軸2-D2以及第三軸2-D3所形成的平面,且第一軸2-S1和第二軸2-D2以及第一軸2-S1和第三軸2-D3之間的夾角皆為45度,第一軸2-S1與第二軸2-D2和第三軸2-D3之間的關係將在第17B圖更清楚地顯示。
請一同參照第11A圖到第11C圖,框架2-120包括兩個第一側邊2-121、兩個第二側邊2-122、四個角落2-123、一第一容納空間2-124、一第二容納空間2-125、一第三容納空間2-126、四個框架突出部2-127、以及四個內壁2-128。
第一側邊2-121為框架2-120的相反的兩個側邊,第二側邊2-122是框架2-120的另外相反的兩個側邊。第一側邊2-121沿著第二軸2-D2延伸。第一側邊2-121與第二側邊2-122相鄰且互相垂直。四個角落2-123分別位在第一側邊2-121以及第二側邊2-122的交界處。沿著主軸2-D1觀察時,第一支撐組件2-600的支撐元件2-601分別位於框架2-120的四個角落2-123。
第一容納空間2-124用以容納第一承載件2-210。第一容納空間2-124鄰近底座2-130。第二容納空間2-125用以容納第二承載件2-310以及第二光學元件(未顯示)。第三容納空間2-126鄰近外框2-110。第一彈性元件2-651位於第三容納空間2-126。
主軸2-D1通過第一容納空間2-124、第二容納空間2-125、以及第三容納空間2-126。第二容納空間2-125分別與第一容納空間2-124以及第三容納空間2-126連接。當沿著第一光軸2-O1觀察時,止動部2-132和第一承載件2-210和第一電路組件2-220至少部分重疊。
框架突出部2-127具有一第一框架表面2-1271以及一第二框架表面2-1272。第一框架表面2-1271以及第二框架表面2-1272面朝相反方向。第一框架表面2-1271面朝第一容納空間2-124。第二框架表面2-1272面朝第三容納空間2-126。
當沿著主軸2-D1觀察時,第一框架表面2-1271以及第二框架表面2-1272部分重疊。框架突出部2-127鄰近第二容納空間2-125。內壁2-128具有一內表面2-1280,框架突出部2-127由內壁2-128突出。當沿著第一軸2-S1觀察時,框架突出部2-127與第二容納空間2-124重疊。
支撐元件2-601位於框架2-120的角落2-123。當沿著主軸2-D1觀察時,第一磁性元件2-501位於角落2-123。當沿著主軸2-D1觀察時,角落2-123鄰近第一側邊2-121。
在本實施例中,支撐元件2-601定位在凹部2-213中。支撐元件2-601分別接觸框架2-120以及第一承載件2-210,以在第一驅動組件2-500(第8圖)或第三驅動組件2-520(第8圖)驅動第一承載件2-210時,協助第一承載件2-210相對於框架2-120移動。
如第18A圖中所顯示,止動部2-132定位於迴避部2-212的凹陷結構中。當第一活動部2-200受到第一驅動組件2-500(第8圖)或是第三驅動組件2-520(第8圖)的驅動時,而位移到一極限位置時,迴避部2-212將接觸止動部2-132,而將第一活動部2-200限制在一定的運動範圍內。
第12圖係根據本揭露的某些特點的框架2-120、第一磁性元件2-501、第二磁性元件2-511、第三磁性元件2-521、第二電路組件2-140、以及第二感測元件2-720的立體圖。第13圖係根據本揭露的某些特點單獨顯示的第二電路組件2-140、第二感測元件2-720、以及強化組件2-800的立體圖。
如第12圖中所顯示,框架突出部2-127定位具有一體化結構的第一磁性元件2-501以及第二磁性元件2-511。具有一體化結構的第一磁性元件2-501以及第二磁性元件2-511分別位於框架2-120的角落2-123。
兩個第三磁性元件2-521分別位於兩個第一側邊2-121,雖然在第12圖的視角中,僅能看到一個第三磁性元件2-521。在本實施例中,第三磁性元件2-521係設置在框架2-120上,但在不同的實施例中,第三磁性元件2-521可設置在第二承載件2-310上或是框架2-120上。
第二感測元件2-720設置於第一部分2-141上。第二電路組件2-140電性連接第二驅動組件2-510(第8圖)以及第二感測元件2-720。第二驅動組件2-510經由第一彈性元件2-651(第8圖)電性連接第二電路組件2-140。
一同參照第12圖到第13圖,強化組件2-800係由金屬材料所製成。強化組件2-800固定地連接框架2-120。第二驅動組件2-510經由強化組件2-800電性連接第二電路組件2-140。在本實施例中,強化組件2-800內埋在框架2-120中,此配置可達到小型化的功效。
為了說明的用途,第14圖為顯示第一吸震元件2-1000、第二吸震元件2-1010、第三吸震元件2-1020、以及第四吸震元件2-1030的示意圖。第一吸震元件2-1000、第二吸震元件2-1010、以及第三吸震元件2-1020用以抑制第一活動部2-200的異常運動。第四吸震元件2-1030用以抑制第一活動部2-200以及第二活動部2-300的異常運動。
第一吸震元件2-1000、第二吸震元件2-1010、第三吸震元件2-1020、以及第四吸震元件2-1030具有可撓性,且皆由非金屬材料所製成。在本實施例中,第一吸震元件2-1000、第二吸震元件2-1010、第三吸震元件2-1020、以及第四吸震元件2-1030可為凝膠。
如第14圖中所顯示,第一吸震元件2-1000位於第一容納空間2-124。第一吸震元件2-1000直接接觸第一活動部2-200的第三電路組件2-230以及固定部100的框架2-120。第二吸震元件2-1010直接接觸第一活動部2-200的第一承載件2-210以及固定部100的框架2-120和底座2-130。
如第14圖中所顯示,第三吸震元件2-1020位在迴避部2-212的凹槽結構中,且直接接觸第一活動部2-200的第一承載件2-210和第一電路組件2-140以及底座2-130。第四吸震元件2-1030直接接觸第一活動部2-200的第三電路組件2-230以及第二活動部2-300的第二承載件2-310。
第15圖以虛線顯示內埋在第三電路組件2-230的第一線圈2-502以及第三線圈2-522。支撐元件2-601設置在第一承載件2-210上的凹部2-213。第一感測組件2-710設置在第四電路組件2-240上。
設置在框架2-120上的第一磁性元件2-501(第8圖)對應到設置在第三電路組件2-230上的第一線圈2-502,以驅動第一承載件2-210(第8圖)在第一維度移動。設置在框架2-120上的第三磁性元件2-521(第8圖)對應到設置在第三電路組件2-230上的第三線圈2-522,以驅動第一承載件2-210(第8圖)在第三維度移動。
第16A圖係根據本揭露的某些特點的第二承載件2-310、第二線圈2-512、以及感測磁鐵2-730的立體圖。第16B圖係根據本揭露的某些特點的第二承載件2-310、第二線圈2-512、以及第二感測組件2-730的上視圖。
第二線圈2-512對應到設置在框架2-120的第二磁性元件2-511(第12圖),以驅動第二承載件2-310在第二維度移動。如第16A圖到第16B圖中所顯示,四個第二線圈2-512套設在第二承載件2-310上,且兩個感測磁鐵2-730設置在第二承載件2-310的面朝相反方向的兩個面上。
第17A圖係根據本揭露的某些特點單獨顯示的第一驅動組件2-500、第二驅動組件2-510、以及第三驅動組件2-520的立體圖。第17B圖係根據本揭露的某些特點單獨顯示的第一驅動組件2-500、第二驅動組件2-510、以及第三驅動組件2-520的上視圖。
如第17A圖中所顯示,為了說明性用途,第一磁性元件2-501以及第二磁性元件2-511的磁極方向被標示在其中一個第一磁性元件2-501,第三磁性元件2-521的磁極方向被標示在其中一個第三磁性元件2-521。
第一線圈2-502具有與第一磁性元件2-501之磁極排列方向垂直的第一段部2-5022。第二線圈2-512具有與第二磁性元件2-511之磁極排列方向垂直的第二段部2-5122。第三線圈2-522具有與第三磁性元件2-521之磁極排列方向垂直的第三段部2-5222。
如第17A圖所顯示,第一段部2-5022之延伸方向與第二段部2-5122之延伸方向平行。第三段部2-5222之延伸方向與第一段部2-5022之延伸方向不平行。第三段部2-5222之延伸方向與第一段部2-5022之延伸方向不垂直。
當沿著主軸2-D1觀察時,第三段部2-5222之延伸方向與第二軸2-D2不平行。當沿著主軸2-D1觀察時,第三段部2-5222之延伸方向與第二軸2-D2垂直。當沿著主軸2-D1觀察時,第三磁性元件2-521之磁極排列方向與第二軸2-D2平行。
第一段部2-5022與第一磁性元件2-501用以產生一第一驅動力。第二段部2-5122與第二磁性元件2-511用以產生一第二驅動力。第三段部2-5222與第三磁性元件2-521用以產生一第三驅動力。
第一驅動力可驅動第一承載件2-210(第8圖)相對框架2-120(第8圖)在第一維度運動。第二驅動力可驅動第二承載件2-310(第8圖)相對框架2-120(第8圖)在第二維度運動。第三驅動力可驅動第一承載件2-210(第8圖)相對框架2-120(第8圖)在第三維度運動。
詳而言之,如第17B圖所顯示,第一軸2-S1位在第二軸2-D2以及第三軸2-D3所形成的平面。第一軸2-S1與第二軸2-D2的夾角以及第一軸2-S1與第三軸2-D3的夾角皆為45度。一軸2-S2位在第二軸2-D2以及第三軸2-D3所形成的平面上,且軸2-S2與第一軸2-S1垂直。
第一維度為在第一軸2-S1以及第二軸2-D2所形成的平面(也是第二軸2-D2與第三軸2-D3的平面)之移動,且更特定地,第一維度是以第一軸2-S1或是軸2-S2為移動方向的運動。第二維度為沿著第二光軸2-O2(第8圖)之移動,第三維度為以一轉軸為軸心之轉動,且轉軸與第一光軸2-O1(第8圖)平行。
第18A圖為第一光學元件2-1、底座2-130、第一承載件2-210、第一電路組件2-220、第三電路組件2-230、第四電路組件2-240、連接部2-400、以及導磁性元件2-900的剖面圖。從第18A圖中可以看到內埋在第一承載件2-210中的導磁性元件2-900的截面。
第18B圖係根據本揭露的某些特點的沿著第18A圖中的虛線2-A到2-A’所擷取的剖面圖。從第18B圖中可以看到內埋在第一承載件2-210中、且不顯露於第一承載件2-210的三個導磁性元件2-900。第18C圖單獨顯示第一驅動組件2-500、第二驅動組件2-510、第三驅動組件2-520、以及導磁性元件2-900的上視圖。
請一同參照第18A圖到第18C圖,導磁性元件2-900係由金屬材料所製成。導磁性元件2-900對應第一磁性元件2-501。沿著主軸2-D1觀察時,有兩個導磁性元件2-900位於靠近框架2-120的第一側邊2-121(第11C圖),而另一個導磁性元件2-900位於靠近框架2-120的第二側邊2-142。
當沿著主軸2-D1觀察時,導磁性元件2-900與第一驅動組件2-500至少部分重疊。當沿著主軸2-D1觀察時,導磁性元件900與第二驅動組件2-510至少部分重疊。當沿著主軸2-D1觀察時,導磁性元件2-900與第三驅動組件2-520至少部分重疊。
第19圖係根據本揭露的另一個實施例所顯示的光學元件驅動機構2-10’的爆炸圖。第19圖所顯示的光學元件驅動機構2-10’與第8圖所顯示的光學元件驅動機構2-10的不同之處在於其外框2-110’、框架2-120’、底座、以及第一支撐組件2-600’。
在第19圖所顯示的實施例中,光學元件驅動機構2-10’的外框2-110’以及框架2-120’的外觀不同於光學元件驅動機構2-10的外框2-110以及框架2-120,但外框2-110’和框架2-120’與外框2-110和框架2-120之間具有相似的設置關係。此外,光學元件驅動機構2-10’沒有底座。
除此之外,在第8圖所顯示的實施例中,支撐元件2-601為滾珠。在第19圖所顯示的實施例中,支撐元件2-601’為懸吊線。第一承載件2-210經由支撐元件2-601’可相對框架2-120’運動。
第20A圖顯示第19圖的光學元件驅動機構2-10’的立體圖,但為了說明用途,未顯示外框2-110’。第20B圖顯示第19圖的光學元件驅動機構2-10’的立體圖,但為了說明用途,未顯示外框2-110’。
如第20A圖到第20B圖中所顯示,支撐元件2-601’的兩端分別連接到第一彈性元件2-651以及第一承載件2-210。支撐元件2-601’可支撐第一承載件2-210相對框架2-120’運動。
綜上所述,本發明提供一種光學元件驅動機構,用以驅動第一光學元件以及第二光學元件,藉此可達成光學對焦或光學晃動補償等功能。其中藉由第一驅動組件驅動第一光學元件在垂直第一光軸的平面運動、第二驅動組件驅動第二光學元件沿著第二光軸運動、第三驅動組件驅動第一光學元件繞第一光軸旋轉,三種驅動機制的搭配使得光學元件驅動機構具備更優良的光學對焦與光學補償的能力,大幅提升電子裝置的性能。
第三實施例
首先,請參考第21A圖,其繪示出本揭露一些實施例的光學模組3-1001的示意圖。光學模組3-1001可主要包括光量調整機構3-1100以及光學元件驅動機構3-1200。光學元件3-1230可設置在光學元件驅動機構3-1200中,並且可藉由光學元件驅動機構3-1200來驅動光學元件3-1230,以達成光學防手震(Optical image stabilization,OIS)或自動對焦(Auto focus,AF)的功能。光量調整機構3-1100可設置在光學元件驅動機構3-1200上,用以控制光線入射至光學元件3-1230之總量或特性。舉例來說,光量調整機構3-1100可作為光圈,用以控制光學元件3-1230的景深、成像素質、以及進光量。
在一些實施例中,光學元件3-1230例如可包括透鏡(lens)、反射鏡(mirror)、稜鏡(prism)、分光鏡(beam splitter)、光圈(aperture)、液態鏡片(liquid lens)、感光元件(image sensor)、攝像模組(camera module)、測距模組(ranging module)等光學元件。應注意的是,此處光學元件的定義並不限於與可見光有關的元件,與不可見光(例如紅外光、紫外光)等有關的元件亦可包括在本創作中。舉例來說,當光學元件3-1230為一鏡頭時,可包括鏡筒3-1231以及至少一鏡片3-1232。在一些實施例中,鏡筒3-1231的材料可包括非金屬材料,且鏡筒3-1231之熱傳導係數與承載座3-1220之熱傳導係數不同,例如鏡筒3-1231之熱傳導係數可高於承載座3-1220之熱傳導係數。
第22A圖是光量調整機構3-1100的示意圖,第22B圖是光量調整機構3-1100的爆炸圖。如第21A圖、第22A圖以及第22B圖所示,光量調整機構3-1100主要可包括在主軸3-1500上排列的外框3-1111、底座3-1112、頂板3-1113、活動部3-1120、光量控制元件3-1140、第一驅動組件3-1150、第三彈性元件3-1160、連接元件3-1162、導磁元件3-1164、位置感測元件3-1166。外框3-1111、底座3-1112、頂板3-1113可合稱為固定部3-1110。光量控制元件3-1140可包括第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144,或者可包括葉片、偏光片、濾鏡等光量控制元件。外框3-1111與底座3-1112形成第一容納空間3-1130,用以容納活動部3-1120、第三彈性元件3-1160、連接元件3-1162、導磁元件3-1164、位置感測元件3-1166等元件。在一些實施例中,底座3-1112較外框3-1111靠近光學元件3-1230。光量控制元件3-1140可位在第一容納空間3-1130之外。
活動部3-1120可用以連接光量控制元件3-1140,並且可相對於固定部3-1110運動,例如可藉由連接元件3-1162可動地連接底座3-1112。第一驅動組件3-1150可用以驅動活動部3-1120相對固定部3-1110運動。舉例來說,第一驅動組件3-1150可包括第一驅動元件3-1151、第二驅動元件3-1152,分別設置在活動部3-1120以及固定部3-1110(例如底座3-1112)上。第一驅動元件3-1151、第二驅動元件3-1152例如可為磁鐵以及線圈的組合,用以產生驅動力以驅動活動部3-1120相對於固定部3-1110進行運動。在一些實施例中,第一驅動組件3-1150亦可包括壓電元件、形狀記憶合金等驅動元件。導磁元件3-1164可用以引導第一驅動元件3-1151的磁場方向。在一些實施例中,如第21A圖、第22B圖所示,第一驅動元件3-1151與第二驅動元件3-1152可沿著主軸3-1500的方向排列,而導磁元件3-1164與第一驅動元件3-1151也可沿著主軸3-1500的方向排列。
位置感測元件3-1166可用以感測第一驅動元件3-1151移動時的磁場變化。以得到活動部3-1120相對於固定部3-1110的位置。舉例來說,前述位置感測元件3-1166例如可包括霍爾效應感測器(Hall Sensor)、磁阻效應感測器(Magnetoresistance Effect Sensor,MR Sensor)、巨磁阻效應感測器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor,GMR Sensor)、穿隧磁阻效應感測器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor,TMR Sensor)、或磁通量感測器(Fluxgate Sensor)。
在一些實施例中,光學元件驅動機構3-1200主要可包括外殼3-1211、基座3-1212、承載座3-1220、第二驅動組件3-1240。外殼3-1211以及基座3-1212可彼此固定而構成光學元件驅動機構3-1200的殼體,以容納其他的元件。承載座3-1220可相對於外殼3-1211、基座3-1212進行運動,且可用以連接光學元件3-1230。
第二驅動組件3-1240可包括第三驅動元件3-1241、第四驅動元件3-1242,分別設置在承載座3-1220以及外殼3-1211上。第三驅動元件3-1241、第四驅動元件3-1242例如可為磁鐵以及線圈的組合,用以產生驅動力以驅動承載座3-1220相對於外殼3-1211進行運動。在一些實施例中,第二驅動組件3-1240亦可包括壓電元件、形狀記憶合金等驅動元件。
在一些實施例中,承載座3-1220可藉由第一彈性元件3-1251、第二彈性元件3-1252以懸吊在外殼3-1211以及基座3-1212構成的第二容納空間3-1260中。藉此,承載座3-1220可以藉由第一彈性元件3-1251、第二彈性元件3-1252而可動地連接外殼3-1211。
在一些實施例中,當第一驅動組件3-1150驅動活動部3-1120相對於固定部3-1110進行運動時會產生熱量。然而,多餘的熱量可能會影響光學元件3-1230的攝像品質。因此,可在光學模組3-1001中設置熱能控制組件3-1300,以調整光學元件3-1230的溫度,從而改善攝像的品質。在一些實施例中,熱能控制組件3-1300可對應光學元件3-1230或承載座3-1220,並且可包括第一熱能控制元件3-1311、第二熱能控制元件3-1320。
第21B圖是第21A圖中一些元件的示意圖。舉例來說,第一熱能控制元件3-1311可具有隔熱的效果,並且可設置在光量調整機構3-1100以及光學元件驅動機構3-1200之間,例如可設置在光學元件3-1230與光量調整機構3-1100之間,用以隔絕第一驅動組件3-1150(熱源)產生的熱傳導至光學元件3-1230。
第二熱能控制元件3-1320可具有導熱或散熱的效果,用以將第一驅動組件3-1150(熱源)產生的熱傳導遠離光學元件3-1230。在一些實施例中,第二熱能控制元件3-1320的材料可包括金屬,而底座3-1112的材料不包括金屬,例如可包括非金屬材質(塑膠、橡膠等)。舉例來說,第二熱能控制元件3-1320可固定地設置在固定部3-1110,例如可埋藏在底座3-1112中,並且顯露於底座3-1112背朝光學元件3-1230之第一表面3-1116,此外未顯露於底座3-1112面朝光學元件3-1230之第二表面3-1117。在一些實施例中,第二熱能控制元件3-1320可連接外框3-1111,並且外框3-1111的材料可包括金屬,從而可將第一驅動組件3-1150產生的熱能經由第二熱能控制元件3-1320傳遞至外框3-1111,以藉由包括金屬材料的外框3-1111進行散熱。此外,在一些實施例中,藉由將第二熱能控制元件3-1320露出於底座3-1112,可進一步讓熱能從第二熱能控制元件3-1320露出於底座3-1112的部分散出,從而避免第一驅動組件3-1150產生的熱能影響第一光學元件3-1230的運作。
在一些實施例中,第一熱能控制元件3-1311之熱傳導係數低於第二熱能控制元件3-1320之熱傳導係數,底座3-1112之熱傳導係數低於外框3-1111之熱傳導係數,第二熱能控制元件3-1320之熱傳導係數高於外框3-1111之熱傳導係數。在一些實施例中,第一熱能控制元件3-1311較第二熱能控制元件3-1320靠近光學元件3-1230,第一熱能控制元件3-1311位於光學元件3-1230與第二熱能控制元件3-1320之間。
在一些實施例中,可藉由第一接著元件3-1400來連接承載座3-1220以及光學元件3-1230。舉例來說,如第21A圖、第21B圖所示,第一接著元件3-1400可直接接觸承載座3-1220以及光學元件3-1230,並且第一接著元件3-1400可包括非金屬的材質(例如塑膠、橡膠等)。在一些實施例中,第一熱能控制元件3-1311亦可稱為第二接著元件,第二熱能控制元件3-1320經由第一熱能控制元件3-1311(間接地)連接光學元件3-1230。在一些實施例中,第一熱能控制元件3-1311與第一接著元件3-1400的材料可不同,例如第一熱能控制元件3-1311之熱傳導係數低於第一接著元件3-1400之熱傳導係數。
第21C圖是本揭露一些實施例的光學模組3-1002的示意圖,而第21D圖是第21C圖中一些元件的示意圖。在一些實施例中,光學模組3-1002的各種元件與光學模組3-1001大致類似,主要差異在光學模組3-1002的第一熱能控制元件3-1312可為一間隙,位於底座3-1112以及光學元件3-1230之間,以避免熱的傳導。在這種實施例中,可藉由第三接著元件3-1313來連接底座3-1112與承載座3-1220,第三接著元件3-1313例如可為膠水或者焊接材料,且第三接著元件3-1313的熱傳導係數與第一接著元件3-1400的熱傳導係數可彼此不同。這種方式同樣可以避免第一驅動組件3-1150(熱源)產生的熱傳導至光學元件3-1230。
第23A圖是光量調整機構3-1100一些元件的示意圖,第23B圖是光量調整機構3-1100一些元件的俯視圖,其中主要省略了頂板3-1113。第23C圖是光量調整機構3-1100一些元件的俯視圖,其中主要省略了外框3-1111上的其他元件。第23D圖是光量調整機構3-1100一些元件的俯視圖,其中主要省略了外框3-1111以及外框3-1111上的其他元件。
如第23A圖至第23D圖所示,光量控制元件3-1140的第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144之中可構成一開口,其最大尺寸可為D1,用以允許光線通過。此外,第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144可以可動地連接活動部3-1120。
具體來說,在一些實施例中,沿著主軸3-1500觀察時,第一光量控制單元3-1141包括第一導槽3-1181,沿第一方向(Y方向)延伸,第二光量控制單元3-1142包括第二導槽3-1182,沿第一方向延伸,第三光量控制單元3-1143包括第三導槽3-1183,沿第二方向(X方向)延伸,第四光量控制單元3-1144包括第四導槽3-1184,沿第二方向延伸。
此外,活動部3-1120可包括第一引導部3-1121、第二引導部3-1122、第三引導部3-1123、第四引導部3-1124,沿主軸3-1500延伸,且第一引導部3-1121設置在第一導槽3-1181中,第二引導部3-1122設置在第二導槽3-1182中,第三引導部3-1123設置在第三導槽3-1183中,第四引導部3-1124設置在第四導槽3-1184中。
在一些實施例中,當活動部3-1120轉動時,第一引導部3-1121、第二引導部3-1122、第三引導部3-1123、第四引導部3-1124分別可在第一導槽3-1181、第二導槽3-1182、第三導槽3-1183、第四導槽3-1184中滑動,以帶動第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144在特定方向進行移動。藉此,可控制開口的大小,以達到調整光圈大小的目的。
在一些實施例中,第一光量控制單元3-1141更包括第一定位槽3-1191以及第二定位槽3-1192,沿第二方向(X方向)延伸,第二光量控制單元3-1142更包括第三定位槽3-1193以及第四定位槽3-1194,沿第二方向延伸,第三光量控制單元3-1143更包括第五定位槽3-1195,沿第一方向(Y方向)延伸,第四光量控制單元3-1144更包括第六定位槽3-1196,沿第一方向延伸。
在一些實施例中,外框3-1111可包括第一定位部3-1171、第二定位部3-1172、第三定位部3-1173、第四定位部3-1174、第五定位部3-1175、第六定位部3-1176、第七定位部3-1177、第八定位部3-1178,沿主軸3-1500延伸。第一定位部3-1171設置在第一定位槽3-1191中,第二定位部3-1172設置在第二定位槽3-1192中,第三定位部3-1172設置在第三定位槽3-1193中,第四定位部3-1174設置在第四定位槽3-1194中,第五定位部3-1175、第六定位部3-1176設置在第五定位槽3-1195中,第七定位部3-1177、第八定位部3-1178設置在第六定位槽3-1196中。第一定位部3-1171、第二定位部3-1172在第二方向排列,第三定位部3-1173、第四定位部3-1174在第二方向排列,第五定位部3-1175、第六定位部3-1176在該第一方向排列,第七定位部3-1177、第八定位部3-1178在第一方向排列。
藉此,可藉由在特定方向排列的定位部來限制第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144移動的方向。舉例來說,由於第一定位部3-1171、第二定位部3-1172在第二方向排列,故第一光量控制單元3-1141的移動方向會被限制在第二方向上。此外,還可藉由第一定位部3-1171、第二定位部3-1172、第三定位部3-1173、第四定位部3-1174、第五定位部3-1175、第六定位部3-1176、第七定位部3-1177、第八定位部3-1178來定義第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144的可動範圍。
如第23D圖所示,第三彈性元件3-1160可設置在底座3-1112上,且活動部3-1120可包括凹槽3-1125,而第三彈性元件3-1160可設置在凹槽3-1125中,並且凹槽3-1125的尺寸可大於第三彈性元件3-1160的尺寸。藉此,當活動部3-1120在順時針或逆時針相對於固定部3-1110轉動時,可藉由第三彈性元件3-1160來定義活動部3-1120的可動範圍。
第24A圖至第24C圖分別是當活動部3-1120朝向順時針(第一維度)轉動時,光量調整機構3-1100一些元件位置關係的示意圖,其中顯示出了與第23A圖至第23C圖類似的元件。如第24A圖至第24C圖所示,當活動部3-1120朝向順時針轉動,直到第一引導部3-1121接觸外框3-1111的第一擋止部3-1114。此時第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144中的開口可具有尺寸3-D2,且尺寸3-D2大於前述尺寸3-D1,以達到調整開口大小的目的。
第25A圖至第25C圖分別是當活動部3-1120朝向逆時針(第二維度)轉動時,光量調整機構3-1100一些元件位置關係的示意圖,其中顯示出了與第23A圖至第23C圖類似的元件。如第25A圖至第25C圖所示,當活動部3-1120朝向逆時針轉動,直到第一引導部3-1121接觸外框3-1111的第二擋止部3-1115。此時第一光量控制單元3-1141、第二光量控制單元3-1142、第三光量控制單元3-1143、第四光量控制單元3-1144中的開口可具有尺寸3-D3,且尺寸3-D3小於前述尺寸3-D1以及尺寸3-D2,以達到調整開口大小的目的。
第26圖是本揭露一些實施例的光量調整機構3-2100的示意圖。在一些實施例中,光量調整機構3-2100主要可包括在主軸3-2500上排列的框架3-2111、底座3-2112、頂板3-2113、活動部3-2120、光量控制元件3-2140、第一驅動元件3-2151、第二驅動元件3-2152、連接元件3-2162、導磁元件3-2164。光量調整機構3-2100可用以取代前述光量調整機構3-1100而設置在光學模組3-1001或光學模組3-1002中,以控制光線入射至光學元件3-1230之總量或特性。框架3-2111、底座3-2112、頂板3-2113可構成容納空間2300,以容納其他的元件。框架3-2111、底座3-2112、頂板3-2113、活動部3-2120、光量控制元件3-2140、第一驅動元件3-2151、第二驅動元件3-2152、連接元件3-2162、導磁元件3-2164的功能可與前述外框3-1111、底座3-1112、頂板3-1113、活動部3-1120、光量控制元件3-1140、第一驅動元件3-1151、第二驅動元件3-1152、連接元件3-1162、導磁元件3-1164的功能相同或相似,於此不再贅述。
如第26圖所示,在一些實施例中,第一驅動元件3-2151與第二驅動元件3-2152可沿著垂直主軸3-2500的方向排列,且導磁元件3-2164與第一驅動元件3-2151也沿著垂直主軸3-2500的方向排列,且第二驅動元件3-2152可位在導磁元件3-2164與第一驅動元件3-2151之間。藉此,亦可驅動活動部3-2120相對於框架3-2111或底座3-2112進行運動,以驅動光量控制元件3-2140而控制光線入射至光學元件3-1230之總量或特性。
本揭露實施例提供一種光學模組,包括承載座以及熱能控制組件。承載座用以連接光學元件。熱能控制組件用以調整光學元件之溫度。熱能控制組件對應光學元件或承載座。藉此,可避免外界其他元件運作時的熱量影響到光學元件,並且還可達成小型化。
本揭露所揭露各元件的特殊相對位置、大小關係不但可使驅動機構達到特定方向的薄型化、整體的小型化,另外經由搭配不同的光學模組使系統更進一步提升光學品質(例如拍攝品質或是深度感測精度等),更進一步地利用各光學模組達到多重防震系統以大幅提升防手震的效果。
第四實施例
本揭露提供一種光學元件驅動機構,包括複數個光學元件(例如:鏡頭、感光元件等)。為了達成所需的光學效果,這些光學元件需要相對彼此移動。因此,本揭露的光學元件驅動機構更包括複數個驅動組件,分別用於移動一或多個光學元件。在本揭露中,此等驅動組件容許光學元件在不同方向上運動(例如:X軸、Y軸、Z軸方向上的平移運動及/或繞著Z軸的旋轉運動),達成優良的光學效果。
首先,請參照第27圖。第27圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構4-10的爆炸視圖。如第27圖所示,光學元件驅動機構4-10主要包括:一第一活動部4-100、一第二活動部4-200、一第三活動部4-300、一第一驅動組件4-400、一第二驅動組件4-500、一第三驅動組件4-600以及一固定部4-900。在一些實施例中,第一活動部4-100可連接一第一光學元件(例如:包括一或多個鏡片的鏡頭,圖未示),且第二活動部4-200亦可連接第一光學元件。第三活動部4-300可連接至一第二光學元件(例如:一感光元件,圖未示)。光學元件驅動機構4-10的各構件沿著一主軸4-M排列,且第一光學元件具有一第一光軸4-O1,第二光學元件具有一第二光軸4-O2(第30圖)。在一些實施例中,主軸4-M、第一光軸4-O1及第二光軸4-O2皆彼此平行。根據本揭露的一些實施例,第一驅動組件4-400驅動第一活動部4-100相對於固定部4-900於一第一維度運動,第二驅動組件4-500驅動第二活動部4-200相對於固定部4-900於一第二維度運動,且第三驅動組件4-600驅動第三活動部4-300相對於固定部4-900於一第三維度運動。更詳細而言,第二活動部4-200可相對於第一活動部4-100運動,且第三活動部4-300可相對於第一活動部4-100及第二活動部4-200運動。在一些實施例中,上述第三維度與上述第一維度不同,亦與上述第二維度不同。舉例來說,在一些實施例中,在第一維度上的運動可為沿著主軸4-M方向的移動,在第二維度上的運動可為沿著第一光軸4-O1方向的移動,且在第三維度上的運動可為在垂直第二光軸4-O2的方向上的移動或以一第一轉軸為軸心的轉動,其中第一轉軸與第二光軸4-O2平行。
接著請一併參照第27圖及第28圖。第28圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構4-10的立體圖。本揭露的光學元件驅動機構4-10更包括一第一支撐組件4-710、一第二支撐組件4-720及一第三支撐組件4-730。第一支撐組件4-710設置於第一活動部4-100與固定部4-900之間,且第一活動部4-100經由第一支撐組件4-710相對於固定部4-900運動。第二支撐組件4-720設置於第一活動部4-100與第二活動部4-200之間,且第二活動部4-200經由第二支撐組件4-720相對於固定部4-900運動。第三支撐組件4-730設置於第一活動部4-100與第三活動部4-300之間,且第三活動部4-300經由第三支撐組件4-730相對於固定部4-900運動。
詳細而言,第一支撐組件4-710包括具有長條形結構的一第一支撐元件,固定地設置於固定部4-900,沿著主軸4-M方向延伸,如第28圖所示。第一活動部4-100具有對應第一支撐元件的孔洞,容許第一支撐元件穿過上述孔洞,使得第一活動部4-100可相對於第一支撐元件運動。第二支撐組件4-720包括具有可撓性以及板狀結構的一或多個第二支撐元件,與第一光軸4-O1垂直。在第28圖所示的實施例中,第二支撐組件4-720包括兩個第二支撐元件,分別設置於第二活動部4-200的上下兩側。在一些實施例中,第二支撐元件可為簧片或其他適合的彈性材質,且可具有任何適合的形狀。第二活動部4-200經由第二支撐元件可動地連接第一活動部4-100。第三支撐組件4-730包括具有可撓性以及長條形結構的一或多個第三支撐元件。在第28圖所示的實施例中,第三支撐組件4-730包括四個第三支撐元件,分別設置於第一活動部4-100的四個角落,沿著第二光軸4-O2方向延伸。在一些實施例中,第三支撐元件可為吊環線(suspension wires)。第三活動部4-300經由第三支撐元件可動地連接第一活動部4-100。在一些其他實施例中,第三支撐元件可具有球形結構,透過將滾珠設置於第一活動部4-100與第三活動部4-300之間,使得第三活動部4-300可相對於第一活動部4-100運動。應注意的是,第二支撐組件4-720及第三支撐組件4-730皆未接觸固定部4-900。此外,若將固定部4-900未設置第一支撐組件4-710的側邊稱為第一側邊4-901(第31圖),且將設置有第一支撐組件4-710的側邊稱為第二側邊4-902(第31圖),由第28圖可看出,第二支撐組件4-720與固定部4-900的第一側邊4-901的距離小於第二支撐組件4-720與固定部4-900的第二側邊4-902的距離。
如第28圖所示,在相對於第一支撐組件4-710的側邊,設置有第一驅動組件4-400。第一驅動組件4-400包括一驅動元件4-410、一傳導元件4-420以及一導電元件4-430。驅動元件4-410固定於固定部4-900,具有壓電材料並產生一第一驅動力4-F1(第30圖)。第一驅動力4-F1的方向與主軸4-M平行。傳導元件4-420具有長條形結構並沿著主軸4-M延伸。傳導元件4-420的其中一端部連接驅動元件4-410,將第一驅動力4-F1傳導至第一活動部4-100,且傳導元件4-420可相對於固定部4-900及第一活動部4-100運動,達成光學變焦或光學對焦的效果。詳細而言,第一活動部4-100具有對應傳導元件4-420的孔洞,容許傳導元件4-420穿過上述孔洞,使得第一活動部4-100可相對於傳導元件4-420運動。當傳導元件4-420受到驅動元件4-410產生的第一驅動力4-F1推動而沿著主軸4-M方向運動時,若傳導元件4-420與第一活動部4-100之間的摩擦力小於最大靜摩擦力,則傳導元件4-420可帶動第一活動部4-100一起在主軸4-M方向上移動,達成驅動第一活動部4-100相對於固定部4-900運動的效果。應注意的是,在一些實施例中,第一驅動組件4-400驅動第一活動部4-100運動時,同時帶動第二活動部4-200相對於固定部4-900運動。在一些實施例中,第一驅動組件4-400驅動第一活動部4-100運動時,亦可同時帶動第三活動部4-300相對於固定部4-900運動。導電元件4-430電性連接驅動元件4-410及外部電源,用於提供驅動訊號至第一驅動組件4-400。
接著請一併參照第29圖及第30圖。第29圖及第30圖分別繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構4-10的上視圖及前視圖,其中省略外框4-910以及第一活動部4-100。在一些實施例中,第二活動部4-200包括一第一承載座4-210,第一承載座4-210可連接第一光學元件(圖未示),例如:第一光學元件可設置於第一承載座4-210內部。第三活動部4-300包括一第二承載座4-310、一電路組件4-330以及一底板4-350。第二承載座4-310可連接第二光學元件(圖未示),例如:第二光學元件可設置於第二承載座4-310內部。電路組件4-330電性連接第三驅動組件4-600,提供第三活動部4-300的驅動力。底板4-350固定地連接第二承載座4-310,且設有孔洞,供第一驅動組件4-400及第一支撐組件4-710通過。
如第29圖所示,第二驅動組件4-500包括一第一線圈4-510以及至少一第一磁性元件4-520。在第29圖的實施例中,第一線圈4-510具有環形結構,設置成圍繞第二活動部4-200,有利於簡化電路。在其他實施例中,第一線圈4-510亦可分成數個設置於第二活動部4-200各個側邊的線圈。在第29圖的實施例中,第二驅動組件4-500包括四個第一磁性元件4-520,分別設置於第二活動部4-200的四個側邊。第一磁性元件4-520對應第一線圈4-510並產生一第二驅動力4-F2(第30圖)。第二驅動力4-F2的方向與第一光軸4-O1平行。第二驅動力4-F2驅動第二活動部4-200沿著第一光軸4-O1方向相對於固定部4-900運動。
如第29圖及第30圖所示,第三驅動組件4-600包括三個第二線圈4-610以及三個第二磁性元件4-620。第二磁性元件4-620分別對應一個第二線圈4-610並產生第三驅動力4-F3。因為第二線圈4-610及第二磁性元件4-620設置位置的關係,可產生X方向上及Y方向上的第三驅動力4-F3(第29圖),使得第三驅動組件4-600可驅動第三活動部4-300在X方向及Y方向上運動,即,在與第二光軸4-O2垂直的方向上運動。沿著第二光軸4-O2觀察,任一第三驅動力4-F3的方向延伸通過第二光學元件的中心,如第29圖所示。此外,由於第二線圈4-610及第二磁性元件4-620皆設置於第二光學元件的上方(正Z方向),沿著垂直第二光軸4-O2的方向觀察(如第30圖的視角),第三驅動力4-F3的方向延伸不通過第二光學元件的中心。第三驅動組件4-600更包括一第三線圈4-660以及一第三磁性元件4-670。第三磁性元件4-670對應第三線圈4-660並產生一第四驅動力4-F4。如第29圖所示,第四驅動力4-F4的方向與第二光軸4-O2垂直,為繞著第二光軸4-O2旋轉的驅動力。因此,第三驅動組件4-600亦可驅動第三活動部4-300繞著第二光軸4-O2旋轉。
應注意的是,為了機構小型化,在一些實施例中,第二磁性元件4-620可與第一磁性元件4-520一體形成,且第三磁性元件4-670亦可與其中一個第一磁性元件4-520一體形成。換句話說,第二驅動組件4-500與第三驅動組件4-600可共用磁性元件。此外,沿著第二光軸4-O2觀察,第二磁性元件4-620可具有長條形結構,例如:矩形結構。在第29圖中,排列在Y方向上的兩個第二磁性元件4-620沿著一第一軸4-A1延伸,排列在X方向上的第二磁性元件4-620及第三磁性元件4-670沿著一第二軸4-A2延伸。第一軸4-A1與第二軸4-A2不平行。在一些實施例中,第一軸4-A1與第二軸4-A2互相垂直。在第29圖所示的實施例中,沿著第二光軸4-O2觀察,第三磁性元件4-670具有弧形結構。第三磁性元件4-670的弧形結構有利於提供旋轉運動的第四驅動力4-F4保持穩定。如第29圖所示,沿著第二光軸4-O2觀察,第二磁性元件4-620於第一軸4-A1上的最大尺寸不同於第三磁性元件4-670於第二軸4-A2上的最大尺寸。更特定地,第二磁性元件4-620於第一軸4-A1上的最大尺寸大於第三磁性元件4-670於第二軸4-A2上的最大尺寸。對應地,第二線圈4-610於第一軸4-A1上的最大尺寸不同於第三線圈4-660於第二軸4-A2上的最大尺寸。更特定地,第二線圈4-610於第一軸4-A1上的最大尺寸大於第三線圈4-660於第二軸4-A2上的最大尺寸。此外,在一些實施例中,第二線圈4-610及第三線圈4-660可至少部分地埋設於電路組件4-330中。
接著請參照第31圖。第31圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構4-10的上視圖,其中省略外框4-910。沿著主軸4-M觀察,固定部4-900具有多邊形結構,例如:矩形結構。如上述,固定部4-900包括第一側邊4-901及第二側邊4-902。第一側邊4-901沿著一第三軸4-A3延伸,且第二側邊4-902沿著一第四軸4-A4延伸。第一側邊4-901在第三軸4-A3上的最大尺寸不同於第二側邊4-902在第四軸4-A4上的最大尺寸。更特定地,第一側邊4-901在第三軸4-A3上的最大尺寸大於第二側邊4-902在第四軸4-A4上的最大尺寸。應注意的是,在本揭露的實施例中,第一軸4-A1與第三軸4-A3平行,且第二軸4-A2與第四軸4-A4平行。
沿著主軸4-M觀察,第一驅動組件4-400位於固定部4-900的第二側邊4-902。如此一來,可縮減機構整體在特定方向上(例如:Y方向)的尺寸。沿著第三軸4-A3觀察,第一驅動組件4-400與第二驅動組件4-500部分地重疊。沿著第四軸4-A4觀察,第一驅動組件4-400與第二驅動組件4-500不重疊,第一驅動組件4-400亦與第三驅動組件4-600不重疊。沿著第三軸4-A3觀察,第一驅動組件4-400與第三驅動組件4-600部分地重疊。更特定地,沿著第三軸4-A3觀察,第一驅動組件4-400與第二磁性元件4-620部分地重疊,第一驅動組件4-400亦與第三磁性元件4-670部分地重疊。此外,如第31圖所示,沿著主軸4-M觀察,第一支撐組件4-710與第一驅動組件4-400之間形成的連線通過位於中央的第一光學元件。
接著請參照第32圖。第32圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構4-10的左視圖。沿著第三軸4-A3觀察,第一支撐組件4-710與第一驅動組件4-400至少部分地重疊;第一支撐組件4-710與第二驅動組件4-500部分地重疊;第一支撐組件4-710與第三驅動組件4-600部分地重疊;第一支撐組件4-710與第一光學元件部分地重疊;且第一支撐組件4-710與第二光學元件部分地重疊。此外,沿著第四軸4-A4觀察,第一支撐組件4-710與第一驅動組件4-400不重疊;第一支撐組件4-710與第二驅動組件4-500不重疊;第一支撐組件4-710與第三驅動組件4-600不重疊;第一支撐組件4-710與第一光學元件不重疊;且第一支撐組件4-710與第二光學元件不重疊。
在一些實施例中,固定部4-900可包括一外框4-910、一基座4-920以及一第三光學元件4-950。外框4-910包括板狀的一頂壁,與主軸4-M垂直。基座4-920固定地連接外框4-910,且外框4-910與基座4-920之間形成一容納空間4-925,用以容納第一活動部4-100及其他構件。第三光學元件4-950固定地設置於外框4-910。在一些實施例中,由於第三光學元件4-950比第一光學元件更靠近光源,光線通過第三光學元件4-950後,入射至第一光學元件。在一些實施例中,第三光學元件4-950可用於光學變焦。在一些實施例中,第一驅動組件4-400可驅動第一光學元件相對於第三光學元件4-950運動。此外,在一些實施例中,由於第一光學元件比第二光學元件更靠近光源,光線在入射第二光學元件之前,先通過第一光學元件。換句話說,在光線到達第二光學元件(例如:感光元件)之前,光線先通過第一光學元件及第三光學元件4-950,進行初步光學變焦及/或光學對焦之後,才入射第二光學元件。然而,需特別注意的是,在根據本揭露的實施例中,第二光學元件可相對於第一光學元件及第三光學元件4-950運動,因此可藉由此相對運動進一步達成光學變焦及/或光學對焦的功效。
在一些實施例中,光學元件驅動機構4-10更包括一第一止動組件4-810、一第二止動組件4-820以及一第三止動組件4-830。第一止動組件4-810位於第一活動部4-100及固定部4-900。舉例來說,第一止動組件4-810可包括位於第一活動部4-100頂部表面的複數個凸塊。在第一活動部4-100運動的期間,當此等凸塊接觸固定部4-900,則可限定第一活動部4-100相對於固定部4-900在一第一運動範圍中運動。第二止動組件4-820位於第一活動部4-100及第三活動部4-300。舉例來說,第一活動部4-100可包括環繞於外圍的一框架4-150,且第二止動組件4-820可位於框架4-150面向第二活動部4-200的表面,以及第三活動部4-300的電路組件4-330面向第二活動部4-200的表面。在第二活動部4-200運動的期間,當第二活動部4-200接觸框架4-150或電路組件4-330,則可限定第二活動部4-200相對於第一活動部4-100在一第二運動範圍中運動。第三止動組件4-830位於第一活動部4-100及第三活動部4-300。舉例來說,第三止動組件4-830可位於第一活動部4-100面向第三活動部4-300的表面,以及第三活動部4-300的電路組件4-330面向第一活動部4-100的表面。在第三活動部4-300運動的期間,當電路組件4-330與第一活動部4-100接觸,則可限定第三活動部4-300相對於第一活動部4-100及/或第二活動部4-200在一第三運動範圍中運動。
在一些實施例中,第一運動範圍在主軸4-M方向上的大小不同於第二運動範圍在主軸4-M方向上的大小。更特定地,第一運動範圍在主軸4-M方向上的大小大於第二運動範圍在主軸4-M方向上的大小。此等實施例係配合光學變焦的行程距離通常大於光學對焦的行程距離。在其他實施例中,第一運動範圍及第二運動範圍的大小可依需求而決定。
此外,在一些實施例中,光學元件驅動機構4-10可更包括一第一感測組件4-550、一第二感測組件4-630以及一第三感測組件4-680。第一感測組件4-550連接第二驅動組件4-500,用於感測第二活動部4-200相對於固定部4-900的位置。第二感測組件4-630連接第三驅動組件4-600,用於感測第三活動部4-300相對於固定部4-900平移運動的位置。第三感測組件4-680連接第三驅動組件4-600,用於感測第三活動部4-300相對於固定部4-900旋轉運動的位置。在一些實施例中,第二感測組件4-630及第三感測組件4-680可埋設於第二承載座4-310中並電性連接電路組件4-330,如第30圖所示。
綜上所述,本揭露的光學元件驅動機構4-10包括複數個光學元件:第一光學元件(例如:鏡頭)、第二光學元件(例如:感光元件)及第三光學元件(例如:鏡頭)。藉由複數個驅動組件(例如:第一驅動組件4-400、第二驅動組件4-500及第三驅動組件4-600),透過壓電驅動及電磁驅動的方式,分別移動第一光學元件及第二光學元件。除了鏡頭本身可相對於固定部4-900運動之外,感光元件亦可在垂直光軸的方向上運動及旋轉,有助於達成更精確的變焦及/或對焦,獲得優良的光學效果。
第五實施例
第33圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統5-10的立體圖。應先說明的是,在本實施例中,觸覺回饋系統5-10可例如設置於一電子裝置(未圖示)中且因應不同的功能而產生一回饋(例如觸覺回饋)。本揭露提供一種能夠提供不同震動模態且能達成小型化效果的觸覺回饋系統5-10。如第33圖所示,觸覺回饋系統5-10包括外殼5-110、底座5-120和外框5-130。在一些實施例中,外框5-130設置在外殼5-110和底座5-120之間,使得外殼5-110、底座5-120和外框5-130可形成大致呈矩形的殼體。
在一些實施例中,外框5-130於垂直方向(例如Z軸)上的厚度小於外殼5-110、底座5-120於水平方向(例如平行於X-Y平面的方向)上的尺寸。如此一來,觸覺回饋系統5-10於至少一方向上的尺寸可大幅較低,藉此可達成觸覺回饋系統5-10及其所設置的電子裝置的小型化。在一些實施例中,外殼5-110、底座5-120和外框5-130可以分別是不同的元件(例如外殼5-110、底座5-120和外框5-130可相互分離),藉此可降低組裝觸覺回饋系統5-10內部各元件的困難度。在另一些實施例中,外框5-130可以與外殼5-110和底座5-120整合在一起(例如外框5-130與外殼5-110或底座5-120可一體成型),藉此可降低觸覺回饋系統5-10的組裝步驟。
第34圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統5-10的爆炸圖。如第34圖所示,觸覺回饋系統5-10包括固定部5-F、活動部5-M、驅動組件5-190以及第一連接組件5-160。在一些實施例中,固定部5-F可包括外殼5-110、底座5-120和外框5-130,且固定地連接於所設置的電子裝置。活動部5-M可相對固定部5-F運動。在一些實施例中,活動部5-M可包括模態調整組件5-140,且可透過驅動組件5-190來驅動以相對固定部運動,以對電子裝置產生一回饋(例如觸覺回饋)。活動部5-M可經由第一連接組件5-160活動地連接固定部5-F。
在一些實施例中,外框5-130可具有相互連接的第一側壁5-131和第二側壁5-132。第一側壁5-131和第二側壁5-132可相互大致垂直。在一些實施例中,在第一側壁5-131和第二側壁5-132之間可形成圓角,藉此可降低外框5-130與電子裝置中的其他元件碰撞而造成損壞的機率。在一些實施例中,模態調整組件5-140包括框架5-141、調整元件5-150和第二連接組件5-170。框架5-141連接第一連接組件5-160。調整元件5-150可經由第二連接組件5-170活動地連接框架5-141,使得調整元件5-150可相對框架5-141和固定部5-F運動。在一些實施例中,調整元件5-150之質量與框架5-141之質量不同。以下將配合第35圖更進一步說明框架5-141的詳細結構及模態調整組件5-140的運作方式。
在一些實施例中,電路板5-180設置於底座5-120上,電路板5-180可包括彼此分隔開的第一部分5-181和第二部分5-182。換言之,第一部分5-181和第二部分5-182並未直接接觸,且兩者之間形成一間隙。在一些實施例中,第一部分5-181和第二部分5-182於底座5-120上的形狀不同,但本揭露並不限於此。電路板5-180的第一部分5-181和第二部分5-182可透過驅動組件5-190(例如線圈5-191)物理地且電性地連接。如此一來,第一部分5-181和第二部分5-182之間可傳輸訊號,藉此可降低電路板5-180的製造成本。電路板5-180可用以在驅動組件5-190(例如線圈5-191)和外部元件之間接收或傳輸訊號,以使模態調整組件5-140產生觸覺回饋。
在一些實施例中,在第一部分5-181和第二部分5-182之間可設有金屬片5-183,以支撐連接第一部分5-181和第二部分5-182的驅動組件5-190(例如線圈5-191)。金屬片5-183可對應第一部分5-181和第二部分5-182之間的間隙來設置。舉例而言,金屬片5-183可沿第一部分5-181和第二部分5-182的輪廓來設置,例如金屬片5-183與第一部分5-181(及/或第二部分5-182)之間的間距可保持恆定,但本揭露並不限於此。金屬片5-183可不接觸第一部分5-181和第二部分5-182,且與第一部分5-181和第二部分5-182電性絕緣。在一些實施例中,金屬片5-183可不與任何導電元件電性連接,且不會用以傳遞任何訊號。如此一來,可降低金屬片5-183與其他導電元件形成短路的機率。在一些實施例中,可省略金屬片5-183,或以其他絕緣材料來代替金屬片5-183,這些配置都涵蓋於本揭露的範圍內。
位置感測器5-185可設置於電路板5-180上。在一些實施例中,位置感測器5-185可設置於第二部分5-182上,且位於線圈5-191內部(例如被線圈5-191圍繞)。舉例而言,位置感測器5-185可以是霍爾效應感測器(Hall effect sensor),且可位於第二部分5-182朝向第一部分5-181凸出的位置。位置感測器5-185可感測模態調整組件5-140的位置,藉此可判斷是否需調整所傳輸的訊號及震動的相關參數。然而,應理解的是,上述配置僅作為本揭露的一個範例,本揭露所屬技術領域中具有通常知識者將可根據本揭露的內容得出其他相似的配置(例如將位置感測器5-185設置於第一部分5-181上或改變第一部分5-181和第二部分5-182的形狀或位置),而這些配置都涵蓋於本揭露的範圍內。
第35圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統5-10的內部結構的立體圖。應注意的是,為了清楚說明觸覺回饋系統5-10的內部結構,在本實施例中將不顯示出外殼5-110和外框5-130。如第35圖所示,模態調整組件5-140的框架5-141具有第一側面5-142以及與第一側面5-142不同的第二側面5-143。在一些實施例中,第一側面5-142與第二側面5-143皆與框架5-141的頂面大致垂直。第二連接組件5-170可連接外框5-130(見第34圖)及框架5-141的第二側面5-143,藉此框架5-141可相對於固定部5-F(例如外框5-130)運動。
第一側面5-142可朝向調整元件5-150。框架5-141更具有複數個凸出部5-144,凸出於第一側面5-142。凸出部5-144可延伸至調整元件5-150的相對側。如此一來,第二連接組件5-170可連接凸出部5-144及調整元件5-150,藉此調整元件5-150可相對於框架5-141運動。此外,框架5-141亦具有複數個止動部5-145,形成於第一側面5-142上,例如從第一側面5-142朝向第二連接組件5-170延伸。止動部5-145可限制調整元件5-150的運動範圍。換言之,調整元件5-150僅可於相對的止動部5-145之間的範圍內運動。在第一側面5-142和止動部5-145上可設置緩衝件5-200。如此一來,調整元件5-150會接觸緩衝件5-200而不會直接撞擊到框架5-141(例如第一側面5-142和止動部5-145)。舉例而言,緩衝件5-200可由硬度小於框架5-141的材料(例如為橡膠或膠體等)製成,且在調整元件5-150接觸緩衝件5-200時,可吸收調整元件5-150的衝擊力,降低整體模態調整組件5-140受損的機率,或可降低調整元件5-150運作所產生的噪音。
調整元件5-150可包括承載座5-151和設置於承載座5-151中的配重件5-155。在一些實施例中,承載座5-151和配重件5-155可由不同的材料製成。舉例而言,配重件5-155可由高密度合金製成,例如含鎢(W)的合金或任何其他適合的材料,而承載座5-151可由例如塑膠或任何其他適合的材料製成。藉由配重件5-155的設置,可在有限的空間內配置足夠質量的調整元件5-150,使模態調整組件5-140能夠以所需的震動模態來運作。承載座5-151則選擇易於加工的材料,藉此可配合配重件5-155製成得出所需的調整元件5-150的樣態。
舉例而言,第一連接組件5-160可以是彈片或其他具彈性的元件。在本實施例中,第一連接組件5-160包括第一段部5-161、第二段部5-162以及連接部5-163。舉例而言,可將第一段部5-161、第二段部5-162定義為大致沿直線延伸的部分,而將連接部5-163定義為連接第一段部5-161、第二段部5-162的部分。在一些實施例中,第一段部5-161可連接至外框5-130,而第二段部5-162可連接至框架5-141(例如連接於第二側面5-143),且第一段部5-161和第二段部5-162是透過連接部5-163連接。在一些實施例中,第一段部5-161和第二段部5-162的延伸方向不平行。藉由在框架5-141的相對兩側設置第一連接組件5-160,框架5-141得以沿一軸向(例如沿大致平行於X軸的方向)運動。在一些實施例中,設置於框架5-141的相對側的第一連接組件5-160的連接部5-163的朝向不同。更具體而言,其中一個第一連接組件5-160的連接部5-163設置以朝向框架5-141的凸出部5-144,而另一個第一連接組件5-160的連接部5-163設置以遠離框架5-141的凸出部5-144。然而,上述配置僅作為範例,並非意圖限制本揭露的範圍。
舉例而言,第二連接組件5-170可以是彈片或其他具彈性的元件。在本實施例中,第二連接組件5-170包括複數個第一段部5-171、複數個第二段部5-172以及複數個連接部5-173。舉例而言,可將第一段部5-171、第二段部5-172定義為大致沿直線延伸的部分,而將連接部5-173定義為連接第一段部5-171、第二段部5-172的部分。在一些實施例中,第一段部5-171和第二段部5-172是交替地設置,且每個第一段部5-171和第二段部5-172是透過對應的連接部5-173連接。在一些實施例中,連接部5-163和連接部5-173的朝向不同。更具體而言,連接部5-173可朝向外殼5-110或底座5-120(見第34圖)。在一些實施例中,連接部5-163的朝向和連接部5-173的朝向可大致垂直,但本揭露並不限於此。藉由在調整元件5-150的相對兩側設置第二連接組件5-170,在調整元件5-150得以沿一軸向(例如沿大致平行於X軸的方向)運動。應理解的是,上述配置僅作為範例,並非意圖限制本揭露的範圍。
第36圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統5-10的內部結構的俯視圖。如第36圖所示,框架5-141可包括本體5-141A和金屬件5-141B。在一些實施例中,金屬件5-141B可透過模內成型(insert molding)的方式形成於本體5-141A中。在一些實施例中,金屬件5-141B的硬度可大於本體5-141A的硬度,藉此提高框架5-141整體的結構強度。在本實施例中,金屬件5-141B可顯露於框架5-141的凸出部5-144,且金屬件5-141B的顯露部分可與第二連接組件5-170以任何適合的方式連接(例如焊接等)。
此外,如第36圖所示,緩衝件5-200可設置於第一連接組件5-160的第一段部5-161和第二段部5-162之間,以提供第一段部5-161和第二段部5-162之間的緩衝,降低第一連接組件5-160損壞的機率。在本實施例中,緩衝件5-200可設置於第一段部5-161上,但本揭露並不限於此。在其他實施例中,緩衝件5-200亦可設置於第二段部5-162上(位於第一段部5-161和第二段部5-162之間),或者設置於連接部5-163上(位於連接部5-163和框架5-141之間)。這些實施例都將涵蓋於本揭露的範圍內。藉由緩衝件5-200的配置,可延長第一連接組件5-160及/或模態調整組件5-140的使用壽命,或可降低模態調整組件5-140運作時所產生的噪音。
電路板5-180可產生或接收來自外部的訊號,且將訊號傳送至驅動組件5-190(線圈5-191),藉此線圈5-191可與驅動組件5-190的磁性元件形成一驅動力,驅動活動部5-M相對固定部5-F運動。由於此驅動力具有一特定頻率,引發活動部5-M的模態調整組件5-140的共振而使模態調整組件5-140產生震動,進而形成一震動模態。如此一來,可使觸覺回饋系統5-10達成產生觸覺回饋的功能。在一些實施例中,電路板5-180可延伸超出框架5-141於X-Y平面上的投影範圍。舉例而言,電路板5-180可相較於框架5-141更接近外框5-130(見第34圖),但本揭露並不限於此。
舉例而言,線圈5-191可接收第一訊號,其中第一訊號具有第一頻率,並使活動部5-M相對固定部5-F具有第一震動模態。在本實施例中,第一頻率與第一震動模態之頻率相同。更具體而言,當活動部5-M以上述第一震動模態的方式運動時,活動部5-M(例如框架5-141)可相對固定部5-F於一第一維度(例如沿大致平行於X軸的方向)運動(例如為直線運動)。同時,調整元件5-150可相對框架5-141以第一運動方式運動,且此第一運動方式之頻率與此第一震動模態之頻率大致相同。當調整元件5-150相對框架5-141以上述第一運動方式運動時,調整元件5-150可於一第二維度(例如沿大致平行於X軸的方向)運動(例如為直線運動)。當活動部5-M以第一震動模態的方式運動時,框架5-141相對固定部5-F之運動與調整元件5-150相對框架5-141之運動之間具有第一相位差。舉例而言,框架5-141可與調整元件5-150同時抵達正X軸的方向的極限位置(即其在此方向所能抵達之相對於觸覺回饋系統5-10的中心的最遠位置),此時框架5-141的運動與調整元件5-150的運動之間的相位差可大致為0度。
藉由模態調整組件的設置,可使活動部5-M相對固定部5-F具有第二震動模態,其中第一震動模態的頻率和第二震動模態的頻率不同。舉例而言,線圈5-191可接收第二訊號,其中第二訊號具有第二頻率,且使活動部5-M相對固定部5-F具有第二震動模態。在本實施例中,第二頻率與第二震動模態之頻率相同。當活動部5-M以第二震動模態的方式運動時,活動部5-M相對固定部5-F於上述第一維度(例如沿大致平行於X軸的方向)運動。此時,調整元件5-150相對框架5-141以第二運動方式運動,且第二運動方式之頻率與第二震動模態之頻率相同。當調整元件5-150相對框架5-141以第二運動方式運動時,調整元件5-150於第二維度(例如沿大致平行於X軸的方向)運動。當活動部5-M以第二震動模態的方式運動時,框架5-141相對固定部5-F之運動與調整元件5-150相對框架5-141之運動之間具有第二相位差,且第一相位差與第二相位差不同。舉例而言,在框架5-141抵達正X軸的方向的極限位置時,調整元件5-150可抵達負X軸的方向的極限位置,此時框架5-141的運動與調整元件5-150的運動之間的相位差可大致為90度。在一些實施例中,第一相位差與第二相位差相差大於45度,但本揭露並不限於此。
綜上所述,由於框架5-141和調整元件5-150的運動可具有不同的相位差,使得觸覺回饋系統5-10的活動部5-M可產生不同的震動模態,進而達成產生不同種類的觸覺回饋的效果。應理解的是,雖然上述實施例說明了兩種震動模態,但本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應可根據本揭露的內容得出其他種或更多種震動模態,任何可由本揭露的結構來達成的震動模態都涵蓋於本揭露的範圍內。
第37圖繪示根據本揭露一些實施例之模態調整組件5-140的框架5-141的仰視圖。如第37圖所示,框架5-141具有凹槽5-146、凹槽5-147以及凹槽5-148,分別用以容納不同的元件。在一些實施例中,驅動組件5-190可包括第一磁性元件5-192和一對第二磁性元件5-193,其可與線圈5-191產生驅動力來驅動模態調整組件5-140。在一些實施例中,第一磁性元件5-192和第二磁性元件5-193的磁極方向可不相同。舉例而言,第一磁性元件5-192的磁極方向可朝向負Y軸方向,而第二磁性元件5-193的磁極方向可朝向正Y軸方向,但本揭露並不限於此。為了說明書的簡潔,第一磁性元件5-192和第二磁性元件5-193的其他磁極配置將不再分別列舉,惟所有可能的磁極配置都涵蓋在本揭露的範圍內。
在本實施例中,第一磁性元件5-192容納於凹槽5-146中,而第二磁性元件5-193則分別容納於凹槽5-147中。應注意的是,在一些實施例中,第一磁性元件5-192、第二磁性元件5-193以及分別對應的凹槽5-146、凹槽5-147並未完全密合,亦即第一磁性元件5-192和凹槽5-146之間可具有間隙(例如在凹槽5-146的角落處),第二磁性元件5-193和凹槽5-147之間可具有間隙(例如在凹槽5-147的角落處)。如此一來,可降低第一磁性元件5-192、第二磁性元件5-193的組裝難度。
模態調整組件5-140更包括配重件5-149。在一些實施例中,框架5-141(例如本體5-141A)和配重件5-149可由不同的材料製成。舉例而言,配重件5-149可由高密度合金製成,例如含鎢(W)的合金或任何其他適合的材料,而框架5-141的本體5-141A可由例如塑膠或任何其他適合的材料製成。藉由配重件5-149的設置,可在有限的空間內配置足夠質量的模態調整組件5-140,使模態調整組件5-140能夠以所需的震動模態來運作。本體5-141A則選擇易於加工的材料,藉此可配合配重件5-149製成得出所需的模態調整組件5-140的樣態。在本實施例中,配重件5-149容納於凹槽5-148中。相似地,配重件5-149以及對應的凹槽5-148並未完全密合,亦即配重件5-149和凹槽5-148之間可具有間隙(例如在凹槽5-148的角落處)。如此一來,可降低配重件5-149的組裝難度。
第38圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統5-10沿第33圖所示的線5-A-5-A的剖視圖。如第38圖所示,在調整元件5-150周圍設有緩衝件5-200。舉例而言,緩衝件5-200可設置於外框5-130、底座5-120和框架5-141朝向調整元件5-150的表面上。在一些實施例中,亦可於外殼5-110朝向調整元件5-150的表面上設置緩衝件5-200,更進一步降低調整元件5-150與周遭元件產生撞擊的機率。在一些實施例中,設置於底座5-120上的緩衝件5-200的厚度會大於電路板5-180的厚度,前述緩衝件5-200和電路板5-180的厚度可例如沿大致平行Z軸的方向來測量。如此一來,可降低電路板5-180受調整元件5-150撞擊的機率。
在一些實施例中,框架5-141的金屬件5-141B可與第一磁性元件5-192於大致平行於Z軸的方向上部分重疊。舉例而言,金屬件5-141B和第一側面5-142的最短距離可小於第一磁性元件5-192和第一側面5-142的最短距離,上述最短距離可沿例如平行於Y軸的方向來測量,但本揭露並不限於此。在一些實施例中,金屬件5-141B可與第一磁性元件5-192於大致平行於Z軸的方向上完全重疊。此外,如第38圖所示,配重件5-149可設置為低於第一磁性元件5-192,亦及配重件5-149可相較於第一磁性元件5-192更接近線圈5-191。
第39圖繪示根據本揭露一些實施例之調整元件5-150的立體圖。如第39圖所示,調整元件5-150的承載座5-151包括本體5-151A以及埋設於本體5-151A中的金屬件5-151B。金屬件5-151B可透過模內成型(insert molding)的方式形成於本體5-151A中。在一些實施例中,金屬件5-151B的硬度可大於本體5-151A的硬度,藉此提高承載座5-151整體的結構強度。承載座5-151具有凹陷5-152,設置以容納配重件5-155。相似地,配重件5-155以及對應的凹陷5-152並未完全密合,亦即配重件5-155和凹陷5-152之間可具有間隙(例如在凹陷5-152的角落處)。在一些實施例中,凹陷5-152可設置以朝向外框5-130,亦即由框架5-141的第一表面5-142往調整元件5-150的方向觀察,並不會看到凹陷5-152。在一些實施例中,在凹陷5-152的外緣可設有斜角結構5-153,藉由上述配置,可降低設置配重件5-155的難度,但本揭露並不限於此。在另一些實施例中,可省略斜角結構5-153,藉此可降低製造承載座5-151的難度。
第40圖繪示根據本揭露一些實施例之調整元件5-150沿第35圖所示的線5-B-5-B的剖視圖。如第40圖所示,第二連接組件5-170更包括一延伸部5-174,連接至第二段部5-172。在本實施例中,金屬件5-151B可部分顯露於本體5-151A,且金屬件5-151B的顯露部分可與第二連接組件5-170的延伸部5-174以任何適合的方式連接(例如焊接等)。此外,在此剖視圖中,金屬件5-151B在承載座5-151內可具有非直線的輪廓。更具體而言,金屬件5-151B可在對應於配重件5-155的位置位於較高處(相較於金屬件5-151B的顯露部分)且被本體5-151A所包覆。在一些實施例中,金屬件5-151B對應於配重件5-155的一部分與金屬件5-151B未對應於配重件5-155的另一部分位於不同平面上。如此一來,可提高承載座5-151的結構強度以承受配重件5-155的重量。
綜上所述,本揭露提供一種具有不同震動模態的觸覺回饋系統。藉由模態調整組件的設置,可使活動部相對固定部具有頻率不同的震動模態。因驅動組件接收到不同頻率的訊號,使模態調整組件的框架和調整元件的運動具有不同的相位差,藉此實現不同的震動模態。此外,在活動部的活動範圍周圍設置複數個緩衝件,藉此可延長觸覺回饋系統的使用壽命,或降低觸覺回饋系統運作時所產生的噪音。
第六實施例
首先,請先參考第41圖至第43圖。第41圖為根據本揭露一實施例的一觸覺回饋系統6-1的立體圖。第42圖為根據本揭露一實施例的一觸覺回饋系統6-1的爆炸圖。第43圖為沿第41圖中6-A-6-A線段切開之觸覺回饋系統之剖面圖。觸覺回饋系統6-1可廣泛地設置於各種裝置,例如智慧型手機、穿戴式裝置、遊戲手把、遊戲機、平板電腦等,使裝置能利用觸覺回饋系統6-1的振動作為訊息反饋。觸覺回饋系統6-1包括一固定部6-100、一活動部6-200、一連接組件6-300、一驅動組件6-400、一電路組件6-500、一感測組件6-600、複數個緩衝元件6-700、以及複數個阻尼元件6-800。
固定部6-100固定地連接上述的任一種裝置,包括一上蓋6-110以及一底座6-120。上蓋6-110具有一第一面6-111、一第二面6-112、一第三面6-113、一第四面6-114、以及一頂面6-115,第一面6-111與第三面6-113相對,並且第二面6-112與第四面6-114相對。頂面6-115為矩形,具有一長度6-L以及一寬度6-W,並且第一面6-111、第二面6-112、第三面6-113、以及第四面6-114具有一高度6-H,從頂面6-115沿著一第一方向6-D1往底座6-120延伸。其中高度6-H小於長度6-L以及寬度6-W,形成扁平式結構,以利於裝置的小型化。
活動部6-200相對於固定部6-100可沿著一第一模態方向6-Dr1以及一第二模態方向6-Dr2運動,並且經由連接組件6-300活動地連接固定部6-100。活動部6-200包括一主體6-210以及複數個配重元件6-220。主體6-210設置於上蓋6-110內部,具有一第一側6-211、一第二側6-212、一第三側6-213、一第四側6-214、一第一凹陷部6-215、一第二凹陷部6-216、一第一容納部6-217、以及複數個第二容納部6-218,第一側6-211、第二側6-212、第三側6-213、第四側6-214分別與第一面6-111、第二面6-112、第三面6-113、以及第四面6-114相對。
第一凹陷部6-215由第一側6-211沿著一第二方向6-D2遠離第一面6-111而凹陷,第二凹陷部6-216由第三側6-213沿著第二方向6-D2遠離第三面6-113而凹陷,第一容納部6-217以及複數個第二容納部6-218沿著第一方向6-D1貫通活動部6-200,當沿著一第三方向6-D3觀察時,第一容納部6-217與複數個第二容納部6-218至少部分重疊。第二方向6-D2垂直於第一方向6-D1,並且第三方向6-D3垂直於第一方向6-D1以及第二方向6-D2。
複數個配重元件6-220分別設置於複數個第二容納部6-218。複數個配重元件6-220與主體6-210由不同的材料製成。舉例而言,配重元件6-220可由高密度金屬製成,例如含鎢(W)的合金或任何其他適合的材料,而主體6-210可由例如塑膠或任何其他適合的材料製成。藉由配重元件6-220的設置,可在有限的空間內配置足夠質量,使活動部6-200能夠以所需的振動模態運作,進而加強使用者感受到的振動回饋。
連接組件6-300包括一第一彈性元件6-310以及一第二彈性元件6-320。第一彈性元件6-310具有一第一段部6-311、一第二段部6-312、一第三段部6-313、一第一彎折部6-314、一第二彎折部6-315、一第一連結部6-316、以及一第二連結部6-317,其中第一段部6-311經由第一彎折部6-314而連接第二段部6-312,並且第二段部6-312經由第二彎折部6-315而連接第三段部6-313。第一連結部6-316連結第一段部6-311與固定部6-100,並且第二連結部6-317連結第三段部6-313與活動部6-200。
第一段部6-311、第二段部6-312、以及第三段部6-313彼此不平行。第一彎折部6-314具有一第一彎曲角度6-θ1,並且第二彎折部6-315具有一第二彎曲角度6-θ2。第一段部6-311具有一第一長度,第二段部6-312具有一第二長度,並且第三段部6-313具有一第三長度。在一些實施例中,第一彎曲角度6-θ1小於第二彎曲角度6-θ2,第一長度大於第二長度,並且第三長度大於第二長度,但不限於此,可以視需求而改變。
第二彈性元件6-320具有與第一彈性元件6-310相同的構造,具有一第一段部6-321、一第二段部6-322、一第三段部6-323、一第一彎折部6-324、一第二彎折部6-325、一第一連結部6-326、以及一第二連結部6-327,當沿著第一方向6-D1觀察時,第一彈性元件6-310與第二彈性元件6-320對稱設置。
更詳細地說,第一彈性元件6-310的第一連結部6-316連接至上蓋6-110的第四面6-114,第一彈性元件6-310的第二連結部6-317連接至上蓋6-110的第三面6-113,並且第二彈性元件6-320的第一連結部6-326連接至上蓋6-110的第二面6-112,第二彈性元件6-320的第二連結部6-327連接至上蓋6-110的第一面6-111。第一彈性元件6-310的第一段部6-311以及第二段部6-312設置在上蓋6-110的第四面6-114與活動部6-200的第四側6-214之間。第一彈性元件6-310的第三段部6-313設置在上蓋6-110的第三面6-113與活動部6-200的第二凹陷部6-216之間。第二彈性元件6-320的第一段部6-321以及第二段部6-322設置在上蓋6-110的第二面6-112與活動部6-200的第二側6-212之間。第二彈性元件6-320的第三段部6-323設置在上蓋6-110的第一面6-111與活動部6-200的第一凹陷部6-215之間。
在一些實施例中,第一彈性元件6-310與第二彈性元件6-320的第一段部6-311、6-321以及第二段部6-312、6-322中之至少一個設置有一鏤空圖案6-P。如在本實施例中,第一段部6-311、6-321以及第二段部6-312、6-322皆設置有鏤空圖案6-P,藉以調整第一彈性元件6-310以及第二彈性元件6-320的共振頻率以及震感響應。
接著,請參考第41圖至第44圖。第44圖為根據本揭露一實施例的觸覺回饋系統6-1的部分元件的示意圖。驅動組件6-400藉由一驅動力驅動活動部6-200相對於固定部6-100運動,其中驅動力的一驅動方向6-Df與第一模態方向6-Dr1以及第二模態方向6-Dr2不同,之後將詳細說明。驅動組件6-400包括一驅動磁鐵組6-410、一驅動線圈組6-420、以及一導磁板6-430。驅動磁鐵組6-410設置於活動部6-200的第一容納部6-217,驅動線圈組6-420設置於固定部6-100的底座6-120,並且部分地容納於第一容納部6-217。其中當沿著第一方向6-D1觀察時,驅動磁鐵組6-410與驅動線圈組6-420不重疊。
驅動磁鐵組6-410包括至少兩個磁性元件6-411,對稱地設置於第一容納部6-217的兩個內壁。兩個磁性元件6-411中的每一個包括至少三個磁性單元6-411A,如第44圖所示,第44圖是示出設置於磁性元件6-411內的複數個磁性單元6-411A與驅動線圈組6-420的配置示意圖,複數個磁性單元6-411A沿著第三方向6-D3排列。其中相鄰的任意兩個磁性單元6-411A的磁極方向不同。
驅動線圈組6-420包括一第一線圈6-421、一第二線圈6-422、以及一導磁元件6-423,第一線圈6-421以及第二線圈6-422纏繞於導磁元件6-423。其中導磁元件6-423具有一軸部6-423A以及一分隔部6-423B,軸部6-423A沿著第三方向6-D3延伸,分隔部6-423B將第一線圈6-421與第二線圈6-422分隔。其中第一線圈6-421的一第一繞線方向6-Dw1與第二線圈6-422的一第二繞線方向6-Dw2不同,例如在一些實施例中,第一線圈6-421以及第二線圈6-422中之一以順時鐘方向纏繞軸部6-423A,另一個則以逆時鐘方向纏繞軸部6-423A。藉由上述磁性單元6-411A與第一線圈6-421以及第二線圈6-422這樣的配置,可以使得沿著第三方向6-D3的磁場更強,進而使得沿著第三方向6-D3的驅動力更大,而可以加強振動幅度。
導磁板6-430具有矩形形狀,設置於活動部6-200與上蓋6-110的頂面6-115之間,用於導磁並且可以作為活動部6-200相對於上蓋6-110的承靠面,藉由設置導磁板6-430可以增加磁場,使得驅動力增大進而提升振動幅度,此外,還可以使得在組裝驅動磁鐵組6-410與配重元件6-220時更為容易。其中當沿著第一方向6-D1觀察時,導磁板6-430與驅動磁鐵組6-410重疊。
電路組件6-500以及位置感測組件6-600用以對活動部6-200進行閉迴路控制。電路組件6-500包括一電路板6-510以及設置於電路板6-510上的複數個IC元件6-520(為簡化起見,第42圖只示出一個IC元件6-520),電路板6-510設置於固定部6-100的底座6-120。感測組件6-600與電路板6-510連接,並且感測活動部6-200相對固定部6-100之運動,包括一參考元件6-610以及一位置感測元件6-620, 在本實施例中,參考元件6-610為一磁性元件,設置於活動部6-200,位置感測元件6-620例如可為霍爾感測器(Hall effect sensor)、磁敏電阻感測器(MR sensor)、或磁通量感測器(Fluxgate)等,設置於電路板6-510,以感測設置在活動部6-200上之參考元件6-610之磁場,藉以獲得活動部6-200相對於固定部6-100之位置。其中當沿著第一方向6-D1觀察時,參考元件6-610與位置感測元件6-620至少部分重疊。
接著請參考第42圖、第43圖、以及第45圖。第45圖為根據本揭露一實施例的觸覺回饋系統6-1的部分元件的示意圖。複數個緩衝元件6-700可以包括凝膠或是阻尼油等,用以減少撞擊破壞或是當觸覺回饋系統6-1運作時產生的噪音,設置於固定部6-100與活動部6-200之間。舉例來說,當沿著第一方向6-D1觀察時,活動部6-200的第一容納部6-217為矩形,複數個緩衝元件6-700中的四個可以設置於第一容納部6-217的四個角落,避免活動部6-200直接撞擊設置於固定部6-100的驅動線圈組6-420。
此外,藉由設置第一凹陷部6-215、第二凹陷部6-216,使得連接組件6-300與活動部6-200之間具有一緩衝距離,並且將活動部6-200中靠近連接組件6-300的兩個角落設計為非直角,使得複數個緩衝元件6-700中的一個設置於活動部6-200的第一凹陷部6-215以及/或第二凹陷部6-216與連接組件6-300之間(上述的兩個角落),可以避免活動部6-200撞擊連接組件6-300而使得連接組件6-300斷裂。
複數個阻尼元件6-800可以包括凝膠或是阻尼油等,用以加速觸覺回饋系統6-1的響應速度,使得觸覺回饋系統6-1可以達到快速啟動並且快速停止的效果。複數個阻尼元件6-800設置於固定部6-100與活動部6-200之間。舉例來說,複數個阻尼元件6-800的至少一個可以設置於活動部6-200與底板之間。並且複數個阻尼元件6-800的至少一個可以設置於活動部6-200與驅動組件6-400的第一線圈6-421(以及/或第二線圈6-422)之間。
接著參考第43圖說明觸覺回饋系統6-1的作動。活動部6-200具有一第一自然頻率(更詳細地說,活動部6-200與連接組件6-300的組合具有第一自然頻率),當驅動組件6-400以一第一激振頻率驅動活動部6-200,並且第一激振頻率等於第一自然頻率時,活動部6-200相對固定部6-100具有一第一振動模態,並且沿著第一模態方向6-Dr1運動。
並且活動部6-200具有一第二自然頻率(更詳細地說,活動部6-200與連接組件6-300的組合具有第二自然頻率),當驅動組件6-400以一第二激振頻率驅動活動部6-200,並且第二激振頻率等於第二自然頻率時,活動部6-200相對固定部6-100具有一第二振動模態,並且沿著第二模態方向6-Dr2運動。
如前所述,可以藉由活動部6-200的配重元件6-220改變質量、或是藉由改變連接組件6-300的鏤空圖案6-P或是粗細等,進而改變活動部6-200與連接組件6-300的組合的自然頻率,在本實施例中,控制上述的變因使得第一模態方向6-Dr1與第二模態方向6-Dr2不同且不平行,更詳細地說,第一模態方向6-Dr1以及第二模態方向6-Dr2垂直於第一方向6-D1。此外,在本實施例中,驅動方向Df垂直於第一方向6-D1,並且驅動方向6-Df與第一模態方向6-Dr1以及第二模態方向6-Dr2不平行也不垂直。
由於活動部6-200在運動過程中會受到二種力的作用,其一為驅動力,是由設置於活動部6-200的驅動磁鐵組6-410與設置於固定部6-100的驅動線圈組6-420彼此的磁場相互作用下而產生。其二為第一彈性元件6-310與第二彈性元件6-320的彈性恢復力,即第一彈性元件6-310與第二彈性元件6-320受活動部6-200的牽引發生彎曲變形而產生的彈性恢復力。
在本實施例中,藉由第一彈性元件6-310與第二彈性元件6-320的結構設計,即第一彈性元件6-310以及第二彈性元件6-320具有朝向不同方向延伸的第一段部6-311、6-321、第二段部6-312、6-322、以及第三段部6-313、6-323,使得第一彈性元件6-310與第二彈性元件6-320受活動部6-200牽引而產生的彎曲變形,除了在平行於驅動力方向有變形分量,在垂直於驅動力方向也有變形分量。因而使得驅動組件6-400施加驅動力至活動部6-200上時,儘管驅動力的驅動方向6-Df並非沿著第一模態方向6-Dr1或是第二模態方向6-Dr2,依然可以藉由上述連接組件6-300的結構而使得活動部6-200在第一激振頻率下沿著第一模態方向6-Dr1運動,並且可以在第二激振頻率下沿著第二模態方向6-Dr2運動,進而實現僅由一個觸覺回饋系統6-1就能產生多個方向的振動,達到裝置的功能強化、輕量化以及成本低的功效。
此外,第一段部6-311、6-321、第二段部6-312、6-322、以及第三段部6-313、6-323的延伸長度、第一彎曲角度6-θ1、以及第二彎曲角度6-θ2也能影響活動部6-200的振動振幅在第二方向6-D2以及第三方向6-D3的分量,藉此改變各段部之間的長度以及角度,可以使得觸覺回饋系統6-1能滿足裝置需要的不同方向的振動之振幅分量,以達到產品客製化的功效。
綜上所述,本揭露提供一種觸覺回饋系統,設置於一裝置,包括一固定部、一活動部、一連接組件、以及一驅動組件。固定部固定地連接裝置。活動部相對於固定部可沿著一第一模態方向以及一第二模態方向運動。活動部經由連接組件活動地連接固定部。驅動組件藉由一驅動力驅動活動部相對於固定部運動。本揭露之觸覺回饋系統可以實現藉由沿著相同驅動方向的驅動力,而使得活動部沿著第一模態方向或是第二模態方向運動。
雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上,但應該瞭解的是,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作更動、替代與潤飾。此外,本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟,任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟,只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此,本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外,每一申請專利範圍構成個別的實施例,且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
雖然本發明已以較佳實施例揭露於上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此項工藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1-1:觸覺回饋系統
1-11:固定部
1-111:外框
1-112:底座
1-12:震子
1-13:控制單元
1-14:電路組件
1-15:感測元件
1-2:感測模組
1-C:中央處理單元
1-C1:指令訊號
1-E:電子裝置
1-E0:殼體
1-E1:螢幕
1-R1:第一關係曲線
1-R1’:第一目標曲線
1-R2:第二關係曲線
1-R2’:第二目標曲線
1-S1:第一感測訊號
1-S2:第二感測訊號
1-S3:第三感測訊號
2-1:第一光學元件
2-10,2-10’:光學元件驅動機構
2-100:固定部
2-110,2-110’:外框
2-120,2-120’:框架
2-121:第一側邊
2-122:第二側邊
2-123:角落
2-124:第一容納空間
2-125:第二容納空間
2-126:第三容納空間
2-127:框架突出部
2-1271:第一框架表面
2-1272:第二框架表面
2-128:內壁
2-1280:內表面
2-130:底座
2-131:第三開口
2-132:止動部
2-140:第二電路組件
2-141:第一部分
2-142:第二部分
2-200:第一活動部
2-210:第一承載件
2-211:第一開口
2-212:迴避部
2-213:凹部
2-220:第一電路組件
2-230:第三電路組件
2-240:第四電路組件
2-300:第二活動部
2-310:第二承載件
2-400:連接部
2-500:第一驅動組件
2-501:第一磁性元件
2-502:第一線圈
2-5022:第一段部
2-510:第二驅動組件
2-511:第二磁性元件
2-512:第二線圈
2-5122:第二段部
2-520:第三驅動組件
2-521:第三磁性元件
2-522:第三線圈
2-5222:第三段部
2-600,2-600’:第一支撐組件
2-601,2-601’:支撐元件
2-650:第二支撐組件
2-651:第一彈性元件
2-652:第二彈性元件
2-700:感測組件
2-710:第一感測元件
2-720:第二感測元件
2-730:感測磁鐵
2-D1:主軸
2-D2:第二軸
2-D3:第三軸
2-S1:第一軸
2-S2:軸
2-O1:第一光軸
2-O2:第二光軸
3-1001,3-1002:光學模組
3-1100,3-2100:光量調整機構
3-1110:固定部
3-1111:外框
3-1112,3-2112:底座
3-1113,3-2113:頂板
3-1114:第一擋止部
3-1115:第二擋止部
3-1116:第一表面
3-1117:第二表面
3-1120,3-2120:活動部
3-1121:第一引導部
3-1122:第二引導部
3-1123:第三引導部
3-1124:第四引導部
3-1130,3-2300:容納空間
3-1140,3-2140:光量控制元件
3-1141:第一光量控制單元
3-1142:第二光量控制單元
3-1143:第三光量控制單元
3-1144:第四光量控制單元
3-1150:第一驅動組件
3-1151,3-2151:第一驅動元件
3-1152,3-2152:第二驅動元件
3-1160:第三彈性元件
3-1162,3-2162:連接元件
3-1164,3-2164:導磁元件
3-1166:位置感測元件
3-1171:第一定位部
3-1172:第二定位部
3-1173:第三定位部
3-1174:第四定位部
3-1175:第五定位部
3-1176:第六定位部
3-1177:第七定位部
3-1178:第八定位部
3-1181:第一導槽
3-1182:第二導槽
3-1183:第三導槽
3-1184:第四導槽
3-1191:第一定位槽
3-1192:第二定位槽
3-1193:第三定位槽
3-1194:第四定位槽
3-1195:第五定位槽
3-1196:第六定位槽
3-1200:光學元件驅動機構
3-1211:外殼
3-1212:基座
3-1220:承載座
3-1230:光學元件
3-1231:鏡筒
3-1232:鏡片
3-1240:第二驅動組件
3-1241:第三驅動元件
3-1242:第四驅動元件
3-1300:熱能控制組件
3-1311,3-1312:第一熱能控制元件
3-1313:第三接著元件
3-1320:第二熱能控制元件
3-1400:第一接著元件
3-1500,3-2500:主軸
4-10:光學元件驅動機構
4-100:第一活動部
4-150:框架
4-200:第二活動部
4-210:第一承載座
4-300:第三活動部
4-310:第二承載座
4-330:電路組件
4-350:底板
4-400:第一驅動組件
4-410:驅動元件
4-420:傳導元件
4-430:導電元件
4-500:第二驅動組件
4-510:第一線圈
4-520:第一磁性元件
4-550:第一感測組件
4-600:第三驅動組件
4-610:第二線圈
4-620:第二磁性元件
4-630:第二感測組件
4-660:第三線圈
4-670:第三磁性元件
4-680:第三感測組件
4-710:第一支撐組件
4-720:第二支撐組件
4-730:第三支撐組件
4-810:第一止動組件
4-820:第二止動組件
4-830:第三止動組件
4-900:固定部
4-901:第一側邊
4-902:第二側邊
4-910:外框
4-920:基座
4-925:容納空間
4-950:第三光學元件
4-A1:第一軸
4-A2:第二軸
4-A3:第三軸
4-A4:第四軸
4-M:主軸
4-O1:第一光軸
4-O2:第二光軸
5-10:觸覺回饋系統
5-110:外殼
5-120:底座
5-130:外框
5-131:第一側壁
5-132:第二側壁
5-140:模態調整組件
5-141:框架
5-141A:本體
5-141B:金屬件
5-142:第一側面
5-143:第二側面
5-144:凸出部
5-145:止動部
5-146,5-147,5-148:凹槽
5-149:配重件
5-150:調整元件
5-151:承載座
5-151A:本體
5-151B:金屬件
5-152:凹陷
5-153:斜角結構
5-155:配重件
5-160:第一連接組件
5-161:第一段部
5-162:第二段部
5-163:連接部
5-170:第二連接組件
5-171:第一段部
5-172:第二段部
5-173:連接部
5-174:延伸部
5-180:電路板
5-181:第一部分
5-182:第二部分
5-183:金屬片
5-185:位置感測器
5-190:驅動組件
5-191:線圈
5-192:第一磁性元件
5-193:第二磁性元件
5-200:緩衝件
5-A-5-A,5-B-5-B:線
5-F:固定部
5-M:活動部
6-1:觸覺回饋系統
6-100:固定部
6-110:上蓋
6-111:第一面
6-112:第二面
6-113:第三面
6-114:第四面
6-115:頂面
6-120:底座
6-200:活動部
6-210:主體
6-211:第一側
6-212:第二側
6-213:第三側
6-214:第四側
6-215:第一凹陷部
6-216:第二凹陷部
6-217:第一容納部
6-218:第二容納部
6-220:配重元件
6-300:連接組件
6-310:第一彈性元件
6-311,6-321:第一段部
6-312,6-322:第二段部
6-313,6-323:第三段部
6-314,6-324:第一彎折部
6-315,6-325:第二彎折部
6-316,6-326:第一連結部
6-317,6-327:第二連結部
6-320:第二彈性元件
6-400:驅動組件
6-410:驅動磁鐵組
6-411:磁性元件
6-411A:磁性單元
6-420:驅動線圈組
6-421:第一線圈
6-422:第二線圈
6-423:導磁元件
6-423A:軸部
6-423B:分隔部
6-430:導磁板
6-500:電路組件
6-510:電路板
6-520:IC元件
6-600:感測組件
6-610:參考元件
6-620:位置感測元件
6-700:緩衝元件
6-800:阻尼元件
6-D1:第一方向
6-D2:第二方向
6-D3:第三方向
6-Df:驅動方向
6-Dr1:第一模態方向
6-Dr2:第二模態方向
6-Dw1:第一繞線方向
6-Dw2:第二繞線方向
6-H:高度
6-L:長度
6-P:鏤空圖案
6-W:寬度
6-θ1:第一彎曲角度
6-θ2:第二彎曲角度
本揭露可藉由之後的詳細說明並配合圖示而得到清楚的了解。要強調的是,按照業界的標準做法,各種特徵並沒有按比例繪製,並且僅用於說明之目的。事實上,為了能夠清楚的說明,因此各種特徵的尺寸可能會任意地放大或者縮小。
第1圖表示本發明一實施例之電子裝置1-E的示意圖。
第2圖表示設置於第1圖中之電子裝置1-E內部的觸覺回饋系統1-1以及感測模組1-2之示意圖。
第3圖表示電子裝置1-E內部之觸覺回饋系統1-1、感測模組1-2以及中央處理單元1-C(CPU)之間的功能方塊圖(Function Block Diagram, FBD)。
第4圖表示透過外部量測裝置所量測到之震子1-12的運動資訊相對於第二感測訊號1-S2之一第一關係曲線1-R1不同於第一目標曲線1-R1’的示意圖。
第5圖表示本發明另一實施例之電子裝置1-E內部的觸覺回饋系統1-1以及感測模組1-2之示意圖。
第6圖表示本發明另一實施例之電子裝置1-E內部之觸覺回饋系統1-1、感測模組1-2以及中央處理單元1-C(CPU)之間的功能方塊圖。
第7圖表示透過外部量測裝置所量測到之震子1-12的運動資訊相對於第三感測訊號1-S3之一第二關係曲線1-R2不同於第二目標曲線1-R2’的示意圖。
第8圖顯示根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構的爆炸圖。
第9A圖係根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構的立體圖。
第9B圖係根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構的底視圖。
第10A圖係根據本揭露的某些特點的底座的底視圖。
第10B圖係根據本揭露的某些特點的第一承載件的底視圖。
第11A圖係根據本揭露的某些特點的光學元件驅動機構的剖面圖。
第11B圖係根據本揭露的某些特點的框架的剖面圖。
第11C圖係根據本揭露的某些特點的框架的立體圖。
第12圖係根據本揭露的某些特點的框架、第一磁性元件、第二磁性元件、第三磁性元件、第二電路組件、以及第二感測元件的立體圖。
第13圖係根據本揭露的某些特點單獨顯示的第二電路組件、第二感測元件、以及強化組件的立體圖。
第14圖係根據本揭露的某些特點顯示第一吸震元件、第二吸震元件、第三吸震元件、以及第四吸震元件的示意圖。
第15圖係根據本揭露的某些特點以虛線顯示內埋在第三電路組件的第一線圈以及第三線圈的立體圖。
第16A圖係根據本揭露的某些特點顯示的第二承載件、第二線圈、以及第二感測組件的立體圖。
第16B圖係根據本揭露的某些特點顯示的第二承載件、第二線圈、以及第二感測組件的上視圖。
第17A圖係根據本揭露的某些特點單獨顯示的第一驅動組件、第二驅動組件、以及第三驅動組件的立體圖。
第17B圖係根據本揭露的某些特點單獨顯示的第一驅動組件、第二驅動組件、以及第三驅動組件的上視圖。
第18A圖係根據本揭露的某些特點的第一承載件、第一光學元件、第一電路組件、第三電路組件、第四電路組件、底座、連接部、以及導磁性元件的剖面圖。
第18B圖係根據本揭露的某些特點的沿著第18A圖中的虛線2-A到2-A’所擷取的剖面圖。
第18C圖係根據本揭露的某些特點的單獨顯示第一驅動組件、第二驅動組件、以及第三驅動組件的上視圖。
第19圖係根據本揭露的另一個實施例所顯示的光學元件驅動機構的爆炸圖。
第20A圖係根據本揭露的某些特點的顯示第19圖的光學元件驅動機構的立體圖,但為了說明用途,未顯示外框。
第20B圖係根據本揭露的某些特點的顯示第19圖的光學元件驅動機構的立體圖,但為了說明用途,未顯示外框。
第21A圖繪示出本揭露一些實施例的光學模組的示意圖。
第21B圖是第21A圖中一些元件的示意圖。
第21C圖是本揭露一些實施例的光學模組的示意圖。
第21D圖是第21C圖中一些元件的示意圖。
第22A圖是光量調整機構的示意圖。
第22B圖是光量調整機構的爆炸圖。
第23A圖是光量調整機構一些元件的示意圖。
第23B圖是光量調整機構一些元件的俯視圖。
第23C圖是光量調整機構一些元件的俯視圖。
第23D圖是光量調整機構一些元件的俯視圖。
第24A圖至第24C圖是光量調整機構一些元件位置關係的示意圖。
第25A圖至第25C圖是光量調整機構一些元件位置關係的示意圖。
第26圖是本揭露一些實施例的光量調整機構的示意圖。
第27圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構的爆炸視圖。
第28圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構的立體圖。
第29圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構的上視圖,其中省略外框以及第一活動部。
第30圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構的前視圖,其中省略外框以及第一活動部。
第31圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構的上視圖,其中省略外框。
第32圖繪示根據一些實施例,光學元件驅動機構的左視圖。
第33圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統的立體圖。
第34圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統的爆炸圖。
第35圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統的內部結構的立體圖。
第36圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統的內部結構的俯視圖。
第37圖繪示根據本揭露一些實施例之模態調整組件的框架的仰視圖。
第38圖繪示根據本揭露一些實施例之觸覺回饋系統沿第33圖所示的線5-A-5-A的剖視圖。
第39圖繪示根據本揭露一些實施例之調整元件的立體圖。
第40圖繪示根據本揭露一些實施例之調整元件沿第35圖所示的線5-B-5-B的剖視圖。
第41圖為根據本揭露一實施例的觸覺回饋系統的立體圖。
第42圖為根據本揭露一實施例的觸覺回饋系統的爆炸圖。
第43圖為沿第41圖中6-A-6-A線段切開之觸覺回饋系統之剖面圖。
第44圖為根據本揭露一實施例的觸覺回饋系統的部分元件的示意圖。
第45圖為根據本揭露一實施例的觸覺回饋系統的部分元件的示意圖。
1-1:觸覺回饋系統
1-11:固定部
1-111:外框
1-112:底座
1-12:震子
1-13:控制單元
1-14:電路組件
1-2:感測模組
Claims (20)
- 一種觸覺回饋系統,設置於一電子裝置,該觸覺回饋系統包括: 一固定部,固定於該電子裝置上; 一活動部,可相對該固定部運動;以及 一驅動組件,用以驅使該活動部相對該固定部運動並產生一回饋力。
- 如請求項1之觸覺回饋系統,其中該電子裝置包括一中央處理單元以及一感測模組,其中該感測模組設置於該觸覺回饋系統之外,用以輸出一第一感測訊號至該中央處理單元,其中該觸覺回饋系統更包括: 一控制單元,用以輸出一控制訊號至該驅動組件,從而透過該驅動組件驅使該活動部相對該固定部運動; 其中,該中央處理單元輸出一指令訊號至該控制單元,以調整該控制單元至一特定之控制模式; 其中,該感測模組更輸出一第二感測訊號至該控制單元,且該第二感測訊號未通過該中央處理單元。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該固定部包括一外框以及連接該外框之一底座,該驅動組件以及該活動部設置於該外框內,該感測模組以及該控制單元設置於該外框的外部,且該感測模組固定地連接該固定部。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該感測模組設置於該電子裝置之一板狀構件上,且該固定部固定地連接該板狀構件,其中該觸覺回饋系統經由一電路組件電性連接至該感測模組,且該電路組件設置於該板狀構件上。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中一外部量測裝置藉由量測該活動部之運動以及該第二感測訊號而產生該活動部之運動資訊相對於該第二感測訊號之一第一關係曲線。
- 如請求項5之觸覺回饋系統,其中該外部量測裝置根據該第一關係曲線而調整該控制單元之一特性參數。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,該觸覺回饋系統更包括一感測元件,設置於該固定部內或者該固定部上,用以感測該活動部之運動並輸出一第三感測訊號到該控制單元,其中該控制單元根據該第二、第三感測訊號輸出該控制訊號,且該感測元件設置於該固定部內。
- 如請求項7之觸覺回饋系統,其中一外部量測裝置藉由量測該活動部之運動以及該第二感測訊號而產生該活動部之運動資訊相對於該第二感測訊號之一第一關係曲線,且該外部量測裝置更藉由量測該活動部之運動以及該第三感測訊號而產生該活動部之運動資訊相對於該第三感測訊號之一第二關係曲線。
- 如請求項8之觸覺回饋系統,其中該外部量測裝置根據該第一、第二關係曲線而調整該控制單元之一特性參數。
- 如請求項7之觸覺回饋系統,其中該感測元件包含一霍爾效應傳感器。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該中央處理單元根據該第一感測訊號輸出該指令訊號至該控制單元,且該控制單元根據該指令訊號輸出該驅動訊號至該驅動組件。
- 如請求項11之觸覺回饋系統,其中該控制單元根據該指令訊號以及該第二感測訊號輸出該驅動訊號至該驅動組件。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該觸覺回饋系統根據該第二感測訊號而對該活動部的運動進行閉迴路控制。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中當該第二感測訊號符合一第一預設條件時,該控制單元透過該驅動組件驅使該活動部以一第一模式運動,且當該第二感測訊號符合一第二預設條件時,該控制單元透過該驅動組件驅使該活動部以一第二模式運動。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該驅動組件包含設置在該固定部上之一線圈以及設置在該活動部上之一磁鐵。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該感測模組包含一光學手指導航感測器、一陀螺儀、一加速度計、一觸摸開關、一指紋感測器、一壓力感測器、一聲波感測器、一氣體感測器、一溫度感測器或一特定氣體濃度感測器。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該感測模組構成該電子裝置之一使用者介面的至少一部分。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該第二感測訊號相異於該第一感測訊號。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該第二感測訊號相同於該第一感測訊號。
- 如請求項2之觸覺回饋系統,其中該固定部、該活動部以及該驅動組件構成該電子裝置內部之一線性諧振致動器的至少一部分。
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