光学元件驱动机构的制作方法

文档序号:24913031发布日期:2021-05-04 10:17阅读:74来源:国知局
光学元件驱动机构的制作方法

本公开的一些实施例涉及一种驱动机构,特别涉及一种光学元件驱动机构。



背景技术:

随着科技的发展,目前的电子装置大多配备有光学元件、光学元件驱动机构、感光元件,以具有摄录功能。光学元件大致上包括短焦距的广角镜头以及长焦距的望远镜头,两者功能并不相同。举例而言,若焦距愈短,则视角愈广。为了顾及并提升摄录品质,包括:拍摄范围、景深等,电子装置可设置多个不同焦距的光学元件。

消费者在选购电子装置时,外型以及摄录功能皆是相当重要的因素。消费者倾向选择薄的以及摄录功能良好的电子装置。因此,产生了潜望式(periscope)机构,其通过改变光路(opticalpath)的方向而可在设置多个光学元件的情形下兼顾电子装置的薄型化。

除此之外,当使用者使用电子装置时,可能产生晃动,使得所拍摄的照片或影片产生模糊。综上所述,需要可以达到位移修正、位移补偿的潜望式机构。



技术实现要素:

本公开提供了一种光学元件驱动机构。光学元件驱动机构包括一固定部、一活动部以及一驱动组件。活动部用以承载包括一光轴的一光学元件。活动部可相对于固定部运动。驱动组件驱动活动部相对于固定部运动。驱动组件的至少部分设置于固定部。

根据一些实施例,驱动组件包括一线圈单元以及一驱动磁性单元。线圈单元包括一第一线圈以及一第二线圈。驱动磁性单元包括一第一驱动磁性元件。第一线圈对应于第一驱动磁性元件的一上表面,而第二线圈对应于第一驱动磁性元件的一侧表面。第一线圈的绕线轴不平行于第二线圈的绕线轴。第一线圈的绕线轴垂直于第二线圈的绕线轴。第一线圈在平行于光轴的方向上的最大尺寸不同于第二线圈在平行于光轴的方向上的最大尺寸。第一线圈在平行于光轴的方向上的最大尺寸大于第二线圈在平行于光轴的方向上的最大尺寸。第一驱动磁性元件的上表面以及第一驱动磁性元件的侧表面平行于光轴,且第一驱动磁性元件的上表面不平行于第一驱动磁性元件的侧表面。驱动磁性单元还包括一第二驱动磁性元件,第二线圈对应于第二驱动磁性元件的一侧表面,且第一驱动磁性元件的侧表面平行于第二驱动磁性元件的侧表面。

根据一些实施例,光学元件驱动机构还包括一黏着元件。活动部包括容纳驱动磁性单元的至少部分的一活动框架,且第一黏着元件直接接触第一驱动磁性元件、第二驱动磁性元件以及活动框架。活动框架包括一第一凹槽,朝向第二驱动磁性元件,并容纳至少部分黏着元件。活动框架还包括一第二凹槽,容纳黏着元件,黏着元件直接接触第一驱动磁性元件以及活动框架,且第二凹槽包括一防溢流结构,以防止黏着元件外溢。第一驱动磁性元件的磁极排列方向平行于一第一方向。第一驱动磁性元件与第二驱动磁性元件的排列方向平行于一第二方向。光轴、第二方向以及第一方向互相不平行。第一方向垂直于第二方向。第一驱动磁性元件在第一方向上的最大尺寸不同于第二驱动磁性元件在第一方向上的最大尺寸。第二驱动磁性元件的磁极排列方向平行于第一方向。

根据一些实施例,线圈单元还包括一第三线圈。驱动磁性单元还包括一第三驱动磁性元件。第三线圈对应于第三驱动磁性元件。沿着第二方向观察时,第一驱动磁性元件、第二驱动磁性元件以及第三驱动磁性元件至少互相部分重叠。第一线圈、第二线圈以及第三线圈具有长条形。第一线圈的长轴平行于第二线圈的长轴,而第一线圈的长轴不平行于第三线圈的长轴。第一线圈的绕线轴平行于第三线圈的绕线轴。沿着第二方向观察时,第一线圈、第二线圈以及第三线圈至少互相部分重叠。第一驱动磁性元件的磁极排列方向不平行于第三驱动磁性元件的磁极排列方向。第一驱动磁性元件的磁极排列方向垂直于第三驱动磁性元件的磁极排列方向。第一驱动磁性元件在平行于光轴的方向上的最大尺寸不同于第三驱动磁性元件在平行于光轴的方向上的最大尺寸。第一驱动磁性元件在平行于光轴的方向上的最大尺寸小于第三驱动磁性元件在平行于光轴的方向上的最大尺寸。驱动组件还包括一导磁元件,用以调整磁场分布并设置于第一驱动磁性元件与第三驱动磁性元件之间。第三线圈可为多个,并沿着光轴排列。驱动组件驱动活动部相对于固定部沿着光轴、第一方向以及第二方向运动。

本公开提供了一种通过驱动组件即可达到至少三轴的驱动的光学元件驱动机构。驱动组件可达到位移修正、位移补偿的功能。除此之外,本公开的光学元件驱动机构易于组装,并具有良好的机械强度。

附图说明

当阅读所附附图时,从以下的详细描述能最佳理解本公开的各方面。应注意的是,根据业界的标准作法,各种特征并未按照比例绘制。事实上,可任意的放大或缩小元件的尺寸,以做清楚的说明。

图1是装设有光学元件驱动机构的电子装置的示意图。

图2是包括光路调整组件的光学元件驱动机构的立体图。

图3是光路调整组件的示意图。

图4是省略光路调整组件的光学元件驱动机构的分解图。

图5是外壳的立体图。

图6是包括内埋电路的固定框架的立体图,其中内埋电路以虚线绘示。

图7是电路组件的立体图。

图8是底座的立体图。

图9是光学元件驱动机构的仰视图,其中底座以虚线绘示。

图10是活动框架的立体图。

图11是活动框架的俯视图。

图12是承载座的立体图。

图13是承载座的俯视图。

图14是第一弹性元件的俯视图。

图15是第二弹性元件的俯视图。

图16是第三弹性元件的立体图。

图17是驱动组件的立体图。

图18是驱动组件的侧视图。

图19是驱动组件的前视图。

图20是驱动组件的分解图。

图21是电路组件以及位置感测组件的示意图,其中电路组件以虚线绘示。

图22是第一参考磁性元件以及第一感测元件的示意图。

图23是第二参考磁性元件以及第二感测元件的示意图。

图24是第三参考磁性元件以及第三感测元件的示意图。

图25是省略部分元件的光学元件驱动机构的立体图。

图26是省略部分元件的光学元件驱动机构的俯视图。

图27是省略部分元件的光学元件驱动机构的立体图。

图28是省略部分元件的光学元件驱动机构的俯视图。

附图标记说明如下:

1:电子装置

10,20:光学元件驱动机构

11:光路调整组件

12:光路调整元件

13:光路调整元件基座

15:光学元件

110:外壳

111:光线入口

112:光线出口

113:顶壁

114:侧壁

120:固定框架

130:内埋电路

140:第一弹性元件

141,241:活动框架连接部

142,242:承载座连接部

143,243:变形部

144:第三弹性元件连接部

150:活动框架

151:第一凹槽

152:第二凹槽

153:第三凹槽

154:第一弹性元件连接部

155:上止挡部

156:下止挡部

160:承载座

161:第一制震元件设置部

162:第二制震元件设置部

163:第二线圈设置部

164:分隔元件

165:第二线圈引线设置部

168:沟槽

170:第一线圈

171,181,191:绕线轴

173:第一线圈的左半部

174:第一线圈的右半部

176:第一线圈第一引线

177:第一线圈第二引线

180:第二线圈

183:第二线圈第一引线

184:第二线圈第二引线

186:第二线圈的上半部

187:第二线圈的下半部

190:第三线圈

196:第三线圈的前半部

197:第三线圈的后半部

200:第一驱动磁性元件

201:第一驱动磁性元件的上表面

202:第一驱动磁性元件的侧表面

210:第二驱动磁性元件

212:第二驱动磁性元件的侧表面

220:导磁元件

230:第三驱动磁性元件

233:第三驱动磁性元件的下表面

240:第二弹性元件

250:第三弹性元件

251:上端

252:下端

253:中段

260:第一参考磁性元件

261,262,281,282,283:磁区

263,284,285:空乏区

270:第二参考磁性元件

280:第三参考磁性元件

290:第一感测元件

300:第二感测元件

310:第三感测元件

320:电路组件

321:电路组件本体

322:电路组件容纳部

323:电路组件开口

324:第三弹性元件连接部

325:穿孔

326:缺口

327:外部电性连接部

330:底座

331:底座本体

332:底座容纳部

333:凸柱

334:凹槽

340:制震元件

350:黏着元件

1411:孔洞

1511:上半部

1512:下半部

1521:防溢流结构

a1:第一方向

a2:第二方向

cu:线圈单元

d:驱动组件

dmu:驱动磁性单元

e:弹性组件

i:固定部

l:入射光

l':出射光

m:活动部

o:光轴

r1:第一区

r2:第二区

r3:第三区

rmu:参考磁性单元

s:位置感测组件

su:感测单元

具体实施方式

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下叙述各个构件以及排列方式的特定范例,以简化本公开。例如,若本说明书叙述了第一特征形成于第二特征的上方,即表示可包含第一特征与第二特征是直接接触的实施例,亦可包含了有附加特征形成于第一特征与第二特征之间,而使第一特征与第二特征未直接接触的实施例。在本说明书以及权利要求中的序数,例如“第一”、“第二”等,并没有顺序上的先后关系,其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。除此之外,在本公开的不同范例中,可能使用重复的符号或字母。

除此之外,空间相关用词,例如:“下方”、“上方”等用词,是为了便于描述附图中元件或特征与其他元件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位外,这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可被转向不同方位(旋转90度或其他方位),则在此使用的空间相关词亦可依此相同解释。

现配合附图说明本公开的各种实施例。

图1是装设有一光学元件驱动机构10的一电子装置1的示意图。电子装置1可为平板电脑、智能型手机等。光学元件驱动机构10通常设置于电子装置1的顶部区域。光学元件驱动机构10可为潜望式机构。在一些实施例中,电子装置1可进一步装设另一光学元件驱动机构20。光学元件驱动机构10以及光学元件驱动机构20可分别成像,以提升电子装置1的摄录品质。

图2是包括一光路调整组件11的光学元件驱动机构10的立体图。图3是光路调整组件11的示意图。光学元件驱动机构10可包括光路调整组件11。光路调整组件11可改变一入射光l的光路。具体而言,光路调整组件11改变入射光l的光路后,入射光l进入包括一光轴o的一光学元件15。光轴o是通过光学元件15的中心的虚拟轴线。光路调整组件11包括一光路调整元件12以及一光路调整元件基座13。光路调整元件12设置于光路调整元件基座13。光路调整元件12可为反射镜(mirror)、折射棱镜(prism)或分光镜(beamsplitter)等。如图2所示,当入射光l进入光路调整组件11时,入射光l大致上垂直于光轴o。藉由光路调整元件12的转动或移动来改变入射光l的光路。入射光l进入光学元件15后成为一出射光l’。出射光l’大致上平行于光轴o。

图4是省略光路调整组件11的光学元件驱动机构10的分解图。光学元件驱动机构10包括一固定部i、一活动部m、一弹性组件e、一驱动组件d、一位置感测组件s。活动部m承载光学元件15。活动部m可相对于固定部i运动。驱动组件d驱动活动部m相对于固定部i运动。位置感测组件s感测活动部m相对于固定部i的运动。

为了方便说明,在以下内容以及附图中,可能使用一第一方向a1(x轴)、一第二方向a2(y轴)、光轴o(z轴)来描述方向或方位。第一方向a1、第二方向a2、光轴o各自不同且互相不平行。在一些实施例中,第一方向a1、第二方向a2、光轴o大致上互相垂直。

在本实施例中,固定部i包括一外壳110、一固定框架120、一内埋电路130、一电路组件320、一底座330。活动部m包括一活动框架150以及一承载座160。弹性组件e包括至少一第一弹性元件140、至少一第二弹性元件240、至少一第三弹性元件250。驱动组件d包括一线圈单元cu以及一驱动磁性单元dmu。线圈单元cu包括至少一第一线圈170、至少一第二线圈180、至少一第三线圈190。驱动磁性单元dmu包括至少一第一驱动磁性元件200、至少一第二驱动磁性元件210、至少一导磁元件220、至少一第三驱动磁性元件230。位置感测组件s包括一参考磁性单元rmu以及一感测单元su。参考磁性单元rmu包括一第一参考磁性元件260、一第二参考磁性元件270、一第三参考磁性元件280。感测单元su包括一第一感测元件290、一第二感测元件300、一第三感测元件310。应理解的是,元件可依照使用者需求增添或删减。以下将详细说明固定部i、活动部m、弹性组件e、驱动组件d、位置感测组件s。

请一并参考图5至图9来了解固定部i。图5是外壳110的立体图。图6是包括内埋电路130的固定框架120的立体图,其中内埋电路130以虚线绘示。图7是电路组件320的立体图。图8是底座330的立体图。图9是光学元件驱动机构10的仰视图,其中底座330以虚线绘示。固定部i的外壳110、固定框架120、电路组件320、底座330依序沿着第二方向a2排列。外壳110连接于底座330。外壳110与底座330连接之后内部形成的空间可容纳活动部m、驱动组件d、位置感测组件s等元件。

外壳110可由金属材料制成。如图5所示,外壳110具有一光线入口111、一光线出口112、一顶壁113、至少一侧壁114。光线入口111形成于外壳110的其中一侧。光线入口111可容纳光路调整组件11。光线入口111可让入射光l进入光学元件驱动机构10。光线出口112形成于光线入口111的相对侧。光线出口可让出射光l’穿出光学元件驱动机构10。顶壁113垂直于第二方向a2并平行于光轴o。侧壁114由顶壁113的边缘沿着第二方向a2延伸。

固定框架120设置于外壳110内。具体而言,固定框架120设置于外壳110的下方。固定框架120可由非金属材料制成,例如:塑胶、树脂。内埋电路130的部分以埋入成型(insertmolding)等方式内埋于固定框架120。内埋电路130可由导电材料制成,例如:金属。内埋电路130用于导电。

电路组件320设置于底座330的上方。电路组件320可为电路板,例如,软性电路板(flexibleprintedcircuit,fpc)或软硬复合板等。如图7所示,电路组件320包括一电路组件本体321、一电路组件容纳部322、一电路组件开口323、至少一第三弹性元件连接部324、一穿孔325、一缺口326、一外部电性连接部327。电路组件本体321为垂直于第二方向a2的板状结构。电路组件容纳部322可容纳承载座160的至少部分。电路组件开口323可容纳光路调整组件11的至少部分,包括容纳整个光路调整组件11或仅容纳光路调整元件基座13的部分等。第三弹性元件连接部324用于设置第三弹性元件250。穿孔325形成邻近于电路组件开口323,且大致上呈l形。缺口326形成于电路组件320的一侧,且与外壳110的光线出口112同一侧。缺口326大致上呈狭缝形。光学元件驱动机构10经由外部电性连接部327通入电流。

如图8所示,底座330包括一底座本体331、一底座容纳部332、至少一凸柱333、至少一凹槽334。底座本体331为垂直于第二方向a2的板状结构。底座容纳部332可容纳承载座160的至少部分。凸柱333用于设置第三线圈190。凹槽334用于容纳感测单元su。具体而言,图8中的三个凹槽334分别容纳第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310。在一些实施例中,凹槽334的深度大于第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310的每一者的高度,使得凹槽334可更佳地保护第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310。

如图9所示,外壳110的侧壁114的不同角落分别通过电路组件320的穿孔325以及缺口326接触底座330。缺口326的形状不同于穿孔325的形状。

请一并参考图10至图13来了解活动部m。图10是活动框架150的立体图。图11是活动框架150的俯视图。图12是承载座160的立体图。图13是承载座160的俯视图。

活动框架150设置于固定框架120与电路组件320之间。活动框架150大致上呈u字形,以围绕承载座160。如图10以及图11所示,活动框架150包括至少一第一凹槽151、至少一第二凹槽152、至少一第三凹槽153、至少一第一弹性元件连接部154、至少一上止挡部155、至少一下止挡部156。

第一凹槽151朝向第一驱动磁性元件200以及第二驱动磁性元件210。第一凹槽151包括一上半部1511以及一下半部1512,且上半部1511的尺寸不同于下半部1512的尺寸。第一凹槽151的上半部1511可容纳第一驱动磁性元件200的至少部分,而第一凹槽151的下半部1512可容纳第二驱动磁性元件210的至少部分。第二凹槽152形成于第一凹槽151的边缘。第二凹槽152包括一防溢流结构1521。防溢流结构1521大致上呈阶梯状。第三凹槽153可容纳第三驱动磁性元件230的至少部分。第一弹性元件连接部154设置于活动框架150的顶面,用于连接第一弹性元件140。第一弹性元件连接部154可为突起。

上止挡部155是整个活动框架150最靠近外壳110的顶壁113的部分。上止挡部155沿着第二方向a2向上延伸。下止挡部156是整个活动框架150最靠近电路组件320的部分。下止挡部156沿着第二方向a2向下延伸。上止挡部155以及下止挡部156可限制活动框架150沿着第二方向a2的运动范围。当活动框架150沿着第二方向a2向上运动到极限时,上止挡部155会接触外壳110的顶壁113,使得活动框架150无法继续向上运动。当活动框架150沿着第二方向a2向下运动到极限时,下止挡部156会接触电路组件320,使得活动框架150无法继续向下运动。

承载座160设置于活动框架150内。如图12以及图13所示,承载座160包括至少一第一制震元件设置部161、至少一第二制震元件设置部162、至少一第二线圈设置部163、至少一分隔元件164、至少一第二线圈引线设置部165。

第一制震元件设置部161沿着第一方向a1延伸。第二制震元件设置部162沿着光轴o延伸。换句话说,第一制震元件设置部161以及第二制震元件设置部162沿着不同方向延伸。二个第一制震元件设置部161的排列方向平行于第一方向a1。二个第二制震元件设置部162的排列方向也平行于第一方向a1。换句话说,第一制震元件设置部161的排列方向平行于第二制震元件设置部162的排列方向。

第二线圈设置部163设置于承载座160的侧边,用于设置第二线圈180。分隔元件164以及第二线圈引线设置部165邻近于第二线圈设置部163。分隔元件164设置于二个第二线圈引线设置部165之间。

请一并参考图14至图16来了解弹性组件e。图14是第一弹性元件140的俯视图。图15是第二弹性元件240的俯视图。图16是第三弹性元件250的立体图。第一弹性元件140以及第二弹性元件240由弹性材料制成。在本领域中,第一弹性元件140以及第二弹性元件240可能以“弹片”、“簧片”、“板簧片”等名称为人所知。

第一弹性元件140设置于固定框架120与活动框架150之间。第一弹性元件140弹性地连接活动框架150与承载座160。如图14所示,每一个第一弹性元件140包括一活动框架连接部141、一承载座连接部142、一变形部143、一第三弹性元件连接部144。活动框架连接部141设置于活动框架150的顶面。活动框架连接部141可包括与活动框架150的第一弹性元件连接部154配合的一孔洞1411,以加强活动框架150与第一弹性元件140的连接。承载座连接部142设置于承载座160的顶面。变形部143连接活动框架连接部141与承载座连接部142。第三弹性元件连接部144用于设置第三弹性元件250。

第二弹性元件240设置于活动框架150与电路组件320之间。第二弹性元件240弹性地连接活动框架150与承载座160。如图15所示,每一个第二弹性元件240包括二个活动框架连接部241、一承载座连接部242、二个变形部243。活动框架连接部241设置于活动框架150的底面。活动框架连接部241也可包括与活动框架150相互配合的结构来加强活动框架150与第二弹性元件240的连接。承载座连接部242设置于承载座160的底面。变形部243连接活动框架连接部241与承载座连接部242。

通过变形部143以及变形部243的延长或缩短,第一弹性元件140以及第二弹性元件240可弹性地夹持承载座160,避免承载座160因为碰撞其他元件受到损坏。

如图16所示,每一个第三弹性元件250包括一上端251、一下端252、一中段253。上端251连接于第一弹性元件140的第三弹性元件连接部144,而下端252连接于电路组件320的第三弹性元件连接部324。中段253连接上端251与下端252。

因为第一弹性元件140连接活动框架150与承载座160,第三弹性元件250实质上是将活动框架150连同承载座160一起“悬吊”于固定部i的外壳110与底座330之间,使得活动框架150以及承载座160并未直接接触外壳110以及底座330,减少了元件之间的碰撞并增加了光学元件驱动机构10的机械强度。

综上所述,通过第一弹性元件140以及第二弹性元件240,承载座160活动地连接活动框架150,使得承载座160可相对于活动框架150运动。而且,通过第三弹性元件250,活动框架150活动地连接电路组件320,使得活动框架150连同其内的承载座160可相对于电路组件320运动。也就是说,活动部m可相对于固定部i运动。

请一并参考图17至图20来了解驱动组件d。图17是驱动组件d的立体图。图18是驱动组件d的侧视图。图19是驱动组件d的前视图。图20是驱动组件d的分解图。第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190的排列方向平行于第二方向a2。沿着第二方向a2观察时,第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190至少互相部分重叠。第一驱动磁性元件200、第二驱动磁性元件210、导磁元件220、第三驱动磁性元件230的排列方向也平行于第二方向a2。沿着第二方向a2观察时,第一驱动磁性元件200、第二驱动磁性元件210、导磁元件220、第三驱动磁性元件230至少互相部分重叠。

第一线圈170设置于固定框架120与活动框架150之间。第一线圈170的一绕线轴171平行于第二方向a2。第一线圈170包括一第一线圈第一引线173以及一第一线圈第二引线174。第二线圈180设置于承载座160的第二线圈设置部163。第二线圈180的一绕线轴181平行于第一方向a1。第二线圈180包括一第二线圈第一引线183以及一第二线圈第二引线184。第三线圈190设置于电路组件320。第三线圈190的一绕线轴191平行于第二方向a2。综上所述,第一线圈170的绕线轴171不平行于第二线圈180的绕线轴181,或者,第一线圈170的绕线轴171垂直于第二线圈180的绕线轴181。第一线圈170的绕线轴171平行于第三线圈190的绕线轴191。因此,第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190的设置方式可降低光学元件驱动机构10的整体厚度,达到轻量化、节能等效果。

第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190大致上具有长条形结构。在一些实施例中,第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190可能是长方形、多边形、椭圆形。第一线圈170的长轴平行于光轴o,而第一线圈170的短轴平行于第一方向a1。第二线圈180的长轴平行于光轴o,而第二线圈180的短轴平行于第二方向a2。第三线圈190的长轴平行于第一方向a1,而第三线圈190的短轴平行于光轴o。综上所述,第一线圈170的长轴平行于第二线圈180的长轴,而第一线圈170的长轴平行于第三线圈190的短轴。也就是说,第一线圈170的长轴不平行于第三线圈190的长轴。第一线圈170在平行于光轴o的方向上的最大尺寸大于第二线圈180在平行于光轴o的方向上的最大尺寸。也就是说,第一线圈170在平行于光轴o的方向上的最大尺寸不同于第二线圈180在平行于光轴o的方向上的最大尺寸。第一驱动磁性元件200、第二驱动磁性元件210、第三驱动磁性元件230可为永久磁铁。第一驱动磁性元件200设置于活动框架150的第一凹槽151的上半部1511。第二驱动磁性元件210设置于活动框架150的第一凹槽151的下半部1512。导磁元件220设置于第三驱动磁性元件230的上方。具体而言,导磁元件220设置于第一驱动磁性元件200与第三驱动磁性元件230之间。导磁元件220由具有磁导率(magneticpermeability)的材料制成。导磁元件220的形状轮廓配合第三驱动磁性元件230的形状轮廓。导磁元件220用以调整磁场分布,可吸引、集中、提升驱动组件d所产生的电磁力。导磁元件220以及第三驱动磁性元件230设置于活动框架150的第三凹槽153。

第一驱动磁性元件200在第一方向a1上的最大尺寸大于第二驱动磁性元件210在第一方向a1上的最大尺寸。也就是说,第一驱动磁性元件200在第一方向a1上的最大尺寸不同于第二驱动磁性元件210在第一方向a1上的最大尺寸。第一驱动磁性元件200在平行于光轴o的方向上的最大尺寸小于第三驱动磁性元件230在平行于光轴o的方向上的最大尺寸。也就是说,第一驱动磁性元件200在平行于光轴o的方向上的最大尺寸不同于第三驱动磁性元件230在平行于光轴o的方向上的最大尺寸。

第一线圈170对应于第一驱动磁性元件200的一上表面201。第二线圈180同时对应于第一驱动磁性元件200的一侧表面202以及第二驱动磁性元件210的一侧表面212。第三线圈190对应于第三驱动磁性元件230的一下表面233。第一驱动磁性元件200的上表面201以及第一驱动磁性元件200的侧表面202平行于光轴o。第一驱动磁性元件200的上表面201不平行于第一驱动磁性元件200的侧表面202。第一驱动磁性元件200的侧表面202平行于第二驱动磁性元件210的侧表面212。第一驱动磁性元件200的上表面201平行于第三驱动磁性元件230的下表面233。

值得注意的是,在图20中,以斜线标示出第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190的“主要电流区域”。主要电流区域代表第一线圈170、第二线圈180、第三线圈190中主要可产生电磁力来驱动活动部m运动的区域。未以斜线标示的区域并非主要电流区域,其所产生的电磁力较弱,较难驱动活动部m运动。主要电流区域需要对应尽可能大的磁极面积,以产生尽可能大的电磁力。

举例而言,第一线圈170的主要电流区域包括一左半部176以及一右半部177。左半部176与右半部177的电流流向相反。为了使左半部176与右半部177产生相同方向的电磁力,由描述电流、磁场、电磁力的关系的右手定则可得知,左半部176以及右半部177需要不同的磁场方向。因此,左半部176以及右半部177需要对应不同的磁极。也就是说,第一线圈170所对应的第一驱动磁性元件200的磁极排列方向应与第一线圈170的主要电流区域的排列方向相同。磁极排列方向指的是一对磁极(n极-s极)的排列方向。由于左半部176与右半部177的排列方向平行于第一方向a1,第一驱动磁性元件200的磁极排列方向也平行于第一方向a1。

当电流流入第一线圈170时,第一线圈170的主要电流区域(左半部176以及右半部177)与第一驱动磁性元件200产生第一方向a1上的电磁力,故可驱动活动部m相对于固定部i沿着第一方向a1运动。

类似地,第二线圈180的主要电流区域包括一上半部186以及一下半部187。上半部186与下半部187的电流流向相反。为了使上半部186以及下半部187产生相同方向的电磁力,上半部186以及下半部187需要不同的磁场方向。因此,上半部186以及下半部187需要对应不同的磁极。具体而言,上半部186所对应的第一驱动磁性元件200的侧表面202所提供的磁场方向与下半部187所对应的第二驱动磁性元件210的侧表面212所提供的磁场方向不同。也就是说,第二驱动磁性元件210的磁极排列方向平行于第一驱动磁性元件200的磁极排列方向,第二驱动磁性元件210的磁极排列方向也平行于第一方向a1。不过,第一驱动磁性元件200朝向第二线圈180的磁极与第二驱动磁性元件210朝向第二线圈180的磁极不同。在图20中,第一驱动磁性元件200的s极朝向第二线圈180,而第二驱动磁性元件210的n极朝向第二线圈180。不过,在一些其他实施例中,第一驱动磁性元件200的n极朝向第二线圈180,而第二驱动磁性元件210的s极朝向第二线圈180。

当电流流入第二线圈180时,第二线圈180的主要电流区域(上半部186以及下半部187)与第一驱动磁性元件200以及第二驱动磁性元件210产生第二方向a2上的电磁力,故可驱动活动部m相对于固定部i沿着第二方向a2运动。

类似地,第三线圈190的主要电流区域包括一前半部196以及一后半部197。前半部196与后半部197的电流流向相反。为了使前半部196以及后半部197产生相同方向的电磁力,前半部196以及后半部197需要不同的磁场方向。因此,第三驱动磁性元件230为多极磁铁,且磁极排列方向平行于第二方向a2(如图24所示)。

当电流流入第三线圈190时,第三线圈190的主要电流区域(前半部196以及后半部197)与第三驱动磁性元件230产生平行于光轴o的方向上的电磁力,故可驱动活动部m相对于固定部i沿着光轴o运动。值得注意的是,相较于第一线圈170的主要电流区域以及第二线圈180的主要电流区域,第三线圈190的主要电流区域的范围较小,故第三线圈190的数量多于第一线圈170的数量以及第二线圈180的数量。

综上所述,第一驱动磁性元件200的磁极排列方向平行于第二驱动磁性元件210的磁极排列方向。不过,第一驱动磁性元件200的磁极排列方向不平行于第三驱动磁性元件230的磁极排列方向,或者,第一驱动磁性元件200的磁极排列方向垂直于第三驱动磁性元件230的磁极排列方向。

在一些实施例中,为了增加活动部m相对于固定部i运动时的稳定度,可设置一制震元件340(在图10至图13中绘示)。制震元件340也可被称为阻尼(damping)元件。制震元件340为凝胶等可吸收冲击的材料,具有抑制震动的效果。当光学元件驱动机构10受到外力冲击时,制震元件340可避免承载座150与活动框架160之间及/或活动部m与固定部i之间发生过度猛烈的撞击。又,制震元件340更可协助活动部m于受到冲击时能快速地回到原本的位置。制震元件340可增加光学元件驱动机构10的机械强度。

制震元件340可设置于活动框架150的上止挡部155、活动框架150的下止挡部156、承载座160的第一制震元件设置部161、承载座160的第二制震元件设置部162。因此,上止挡部155以及下止挡部156可被称为“活动框架制震元件设置部”。当制震元件340设置于活动框架150的上止挡部155时,制震元件340是设置于活动框架150与外壳110之间。当制震元件340设置于活动框架150的下止挡部156时,制震元件340是设置于活动框架150与电路组件320之间。当制震元件340设置于承载座160的第一制震元件设置部161及/或承载座160的第二制震元件设置部162时,制震元件340是设置于承载座160与活动框架150之间。

具体而言,当第一线圈170以及第一驱动磁性元件200驱动活动部m沿着第一方向a1运动时,设置于承载座160的第一制震元件设置部161的制震元件340可抑制承载座160与活动框架150之间在第一方向a1上的震动以及碰撞。当第二线圈180以及第二驱动磁性元件210驱动活动部m沿着第二方向a2向上运动时,设置于活动框架150的上止挡部155的制震元件340可抑制活动框架150与固定框架120之间在第一方向a1上的震动以及碰撞。类似地,当第二线圈180以及第二驱动磁性元件210驱动活动部m沿着第二方向a2向下运动时,设置于活动框架150的下止挡部156的制震元件340可抑制活动框架150与电路组件320之间在第一方向a1上的震动以及碰撞。除此之外,当第三线圈190以及第三驱动磁性元件230驱动活动部m沿着光轴o运动时,设置于承载座160的第二制震元件设置部162的制震元件340可抑制承载座160与活动框架150之间在平行于光轴o的方向上的震动以及碰撞,且因有适当的阻尼效果可大幅提升控制的速度以及准确度,另外因本公开提供了以上特殊的配置方式,不但使制震元件340设置的稳定度更高、更不易脱离,同时充分利用空间使整体达到小型化。

请一并参考图21至图24来了解位置感测组件s。图21是电路组件320以及位置感测组件s的示意图,其中电路组件320以虚线绘示。图22是第一参考磁性元件260以及第一感测元件290的示意图。图23是第二参考磁性元件270以及第二感测元件300的示意图。图24是第三参考磁性元件280以及第三感测元件310的示意图。

第一参考磁性元件260、第二参考磁性元件270、第三参考磁性元件280可为永久磁铁。第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310可为霍尔感测器(hallsensor)、巨磁阻(giantmagnetoresistance,gmr)感测器或穿隧磁阻(tunnelingmagnetoresistance,tmr)感测器等。

欲说明的是,在一些实施例中,可使用驱动磁性元件作为参考磁性元件,而不须额外设置参考磁性元件,以简化工艺并降低成本。例如,在本实施例中,左侧的第三驱动磁性元件230可作为第三参考磁性元件280。当阅读以下内容时,应理解第三参考磁性元件280就是左侧的第三驱动磁性元件230,两者指的是同一个元件。

第一参考磁性元件260设置于活动框架150。第一感测元件290设置于电路组件320的底面并电性连接于电路组件320。第一参考磁性元件260以及第一感测元件290位于电路组件320的不同侧。第一感测元件290对应于第一参考磁性元件260,以感测活动框架150相对于电路组件320沿着第一方向a1的运动,也就是感测活动部m相对于固定部i沿着第一方向a1的运动。

如图22所示,第一参考磁性元件260包括至少一对磁极,且为多极磁铁。第一参考磁性元件260的多对磁极沿着第一方向a1排列。第一参考磁性元件260包括至少二个磁区(magneticdomain)261、262以及位于磁区261与磁区262之间的一空乏区263。在制造多极磁铁时,仅会对磁区261以及磁区262进行充磁,故形成空乏区263。磁区261以及磁区262分别具有一对n极以及s极,且磁极的排列方向平行于第二方向a2。

藉由将第一参考磁性元件260设计为具有多个磁区的多极磁铁,使得第一参考磁性元件260的磁力线更加紧密,在不增加第一参考磁性元件260的体积的情况下,可更进一步地提升感测的精准度。藉此亦可缩小第一参考磁性元件260的尺寸,进而降低光学元件驱动机构10的耗电量,且能够达到小型化的效果。

磁区261的s极朝向第一感测元件290,而磁区262的n极朝向第一感测元件290。不过,在一些其他实施例中,磁区261的n极朝向第一感测元件290,而磁区262的s极朝向第一感测元件290。

由于磁力线从n极指向s极,藉由磁力线指向可大致将第一感测元件290所在的区域分为一第一区r1、一第二区r2以及一第三区r3。当第一感测元件290位于第一区r1时,感测到的磁力线是从磁区261的n极指向磁区261的s极。当第一感测元件290位于第二区r2时,感测到的磁力线是从磁区262的n极指向磁区261的s极。当第一感测元件290位于第三区r3时,感测到的磁力线是从磁区262的n极指向磁区262的s极。而且,在第一区r1、第二区r2以及第三区r3中磁力线疏密程度不同。

当活动框架150沿着第一方向a1运动时,设置于活动框架150的第一参考磁性元件260亦相对于第一感测元件290沿着第一方向a1运动,使得第一感测元件290感测到具变化的磁力线密度及/或磁力线方向。通过第一感测元件290所感测到的磁力线密度变化及/或磁力线方向变化,可精确得知活动框架150沿着第一方向a1的运动。

第二参考磁性元件270设置于承载座160。第二感测元件300设置于电路组件320的底面并电性连接于电路组件320。第二参考磁性元件270以及第二感测元件300位于电路组件320的不同侧。第二感测元件300对应于第二参考磁性元件270,以感测承载座160相对于电路组件320沿着第二方向a2的运动,也就是感测活动部m相对于固定部i沿着第二方向a2的运动。

如图23所示,第二参考磁性元件270包括至少一对磁极,但并非多极磁铁,即第二参考磁性元件270的磁极对的数量不同于第一参考磁性元件260的磁极对的数量。第二参考磁性元件270的磁极排列方向平行于第二方向a2。也就是说,第二参考磁性元件270的磁极排列方向不平行于第一方向a1。

第二参考磁性元件270的s极朝向第二感测元件300。值得注意的是,在一些其他实施例中,第二参考磁性元件270的n极朝向第二感测元件300。由于第二参考磁性元件270仅包括一对磁极对,第二感测元件300仅能感测到相同方向的磁力线。相较于第一感测元件290,第二感测元件300仅能感测到磁力线密度变化,而无法感测到磁力线方向变化。

当承载座160沿着第二方向a2运动时,设置于承载座160的第二参考磁性元件270亦相对于第二感测元件300沿着第二方向a2运动,使得第二感测元件300感测到具变化的磁力线密度。通过第二感测元件300所感测到的磁力线密度变化,可精确得知承载座160沿着第二方向a2的运动。

如前所述,第三驱动磁性元件230设置于活动框架150,即第三参考磁性元件280设置于活动框架150。第三感测元件310设置于电路组件320的底面并电性连接于电路组件320。在一些实施例中,第三感测元件310设置于第三线圈190中,以节省空间,达到小型化。第三参考磁性元件280以及第三感测元件310位于电路组件320的不同侧。第三感测元件310对应于第三参考磁性元件280,以感测活动框架150相对于电路组件320沿着光轴o的运动,也就是感测活动部m相对于固定部i沿着光轴o的运动。如前所述,第三驱动磁性元件230的磁极排列方向平行于第二方向a2,即第三参考磁性元件280的磁极排列方向平行于第二方向a2。也就是说,第三参考磁性元件280的磁极排列方向不平行于第一方向a1以及光轴o。

如图24所示,第三参考磁性元件280包括至少一对磁极,且为多极磁铁,即第三参考磁性元件280的磁极对的数量不同于第二参考磁性元件270的磁极对的数量。第三参考磁性元件280的多对磁极沿着光轴o排列。第三参考磁性元件280包括三个磁区281、282、283、位于磁区281与磁区282之间的一空乏区284、位于磁区282与磁区283之间的一空乏区285。欲说明的是,因为磁区282同时对应二个第三线圈190的主要电流区域,而磁区281、283仅对应一个第三线圈190的主要电流区域,所以磁区282的范围大于磁区281、283的范围。例如,磁区282的体积大致上为磁区281、283的二倍。

磁区281的s极以及磁区283的s极朝向第三感测元件310,而磁区282的n极朝向第三感测元件310。不过,在一些其他实施例中,磁区281的n极以及磁区283的n极朝向第三感测元件310,而磁区282的s极朝向第三感测元件310。

因为第三参考磁性元件280具有多于一对的磁极,类似于第一感测元件290,第三感测元件310也可感测到磁力线密度变化以及磁力线方向变化。当活动框架150沿着光轴o运动时,设置于活动框架150的第三参考磁性元件280亦相对于第三感测元件310沿着光轴o运动,使得第三感测元件310感测到具变化的磁力线密度及/或磁力线方向。通过第三感测元件310所感测到的磁力线密度变化及/或磁力线方向变化,可精确得知活动框架150沿着光轴o的运动。由于前述特征,可以改善第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310之间互相产生干扰的问题,并可使整体达到更进一步地小型化。除此之外,更藉由凹槽334保护第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310,使得第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310不易受到撞击造成损坏,故大幅提升光学元件驱动机构10的稳定性。

综上所述,本公开的光学元件驱动机构10通过驱动组件d即可达到至少三轴的驱动,且通过位置感测组件s可感测至少三轴的运动,并可进一步修正驱动信号,以达到闭路(closed-loop)回馈。

前面描述了光学元件驱动机构10的各个组件、各个元件的特征,接下来将描述如何组装光学元件驱动机构10。描述顺序不代表组装的先后次序。

将缠绕好的第一线圈170安装至固定框架120的底面。将第一驱动磁性元件200以及第二驱动磁性元件210安装到活动框架150的第一凹槽151。将导磁元件220以及第三驱动磁性元件230安装到活动框架150的第三凹槽153。将第一参考磁性元件260安装到活动框架150。将缠绕好的第二线圈180安装到承载座160的第二线圈设置部163。将第二参考磁性元件270安装到承载座160。将缠绕好的第三线圈190、第一感测元件290、第二感测元件300、第三感测元件310安装到电路组件320,并将电路组件320安装到底座330上。

利用第一弹性元件140以及第二弹性元件240连接活动框架150与承载座160。利用第三弹性元件250将活动框架150安装到底座330上的电路组件320。最后,安装外壳110以及固定框架120。

在一些实施例中,在组装光学元件驱动机构10时,为了加强各个元件之间的连接,可设置一黏着元件350。请搭配图25以及图26来了解黏着元件350。图25是省略部分元件的光学元件驱动机构10的立体图。图26是省略部分元件的光学元件驱动机构10的俯视图。

黏着元件350可黏着不同的元件。黏着元件350可为黏接材料或绝缘材料,例如:树脂材料。树脂材料可包括光固化(uvcurable)树脂以及热固化(heatcurable)树脂。光固化树脂通过照射紫外(ultraviolet,uv)光而固化,而热固化树脂通过加热而固化。除此之外,黏着元件350通常具有良好的弹性以及包覆力,施加黏着元件350至元件上可保护元件,并降低粉尘、水气等杂质进入元件的机率。若黏着元件350为绝缘材料时,可达到绝缘效果。施加黏着元件350的操作一般称为“点胶”,可通过人工以及机械两种方式进行。

举例而言,在将第一驱动磁性元件200以及第二驱动磁性元件210安装到活动框架150的第一凹槽151之前,可先施加黏着元件350至第一凹槽151,使得第一凹槽151容纳黏着元件350的至少部分。之后,再将第一驱动磁性元件200以及第二驱动磁性元件210安装到第一凹槽151,使得黏着元件350直接接触活动框架150、第一驱动磁性元件200、第二驱动磁性元件210。

又,可进一步将黏着元件350施加至第二凹槽152,使得第二凹槽152容纳黏着元件350。在第二凹槽152中的黏着元件350直接接触活动框架150以及第一驱动磁性元件200。除此之外,第二凹槽152的防溢流结构1521可防止黏着元件350外溢。

值得注意的是,施加到第一凹槽151的黏着元件350与施加到第二凹槽152的黏着元件350可能不同。例如,第一凹槽151中的黏着元件350为热固化树脂,而第二凹槽152中的黏着元件350为光固化树脂。可视需要选择所需的黏着元件350。

除此之外,如图26所示,一沟槽168形成于承载座160与第二线圈180之间,也可将黏着元件350设置于沟槽168,使得黏着元件350直接接触承载座160以及第二线圈180,以加强承载座160与第二线圈180的连接。

最后,请参考图27至图28来了解光学元件驱动机构10的通电方式。图27是省略部分元件的光学元件驱动机构10的立体图。图28是省略部分元件的光学元件驱动机构10的俯视图。

欲说明的是,为了清楚显示内埋在固定框架120中的内埋电路130,在图27以及图28中省略了固定框架120。如图27至图28所示,第一线圈第一引线173以及第一线圈第二引线174电性连接于内埋电路130。第二线圈第一引线183以及第二线圈第二引线184设置于承载座160的第二线圈引线设置部165,且电性连接于第一弹性元件140的其中二者。值得注意的是,承载座160的分隔元件164设置于第二线圈第一引线183与第二线圈第二引线184之间,以避免第二线圈第一引线183接触第二线圈第二引线184造成短路。

又,因为第三弹性元件250的上端251连接于第一弹性元件140,而下端252连接于电路组件320,使得第三弹性元件250可将经由电路组件320的外部电性连接部327通入的电流传输至第一弹性元件140。在本实施例中,第二弹性元件240并未通电,主要执行支撑功能。

如前所述,第一线圈170通过内埋于固定框架120中的内埋电路130电性连接于电路组件320。第二线圈180通过第一弹性元件140以及第三弹性元件250电性连接于电路组件320。也就是说,位于承载座160二侧的二个第二线圈180经由第一弹性元件140、第三弹性元件250以及电路组件320彼此电性连接。电路组件320可达到导线整合的功能。

基于本公开,提供了一种通过驱动组件即可达到至少三轴的驱动的光学元件驱动机构。驱动组件以及位置感测组件包括经过设计的配置,可达到位移修正、位移补偿。电路组件可达到导线整合的功能。除此之外,本公开的光学元件驱动机构易于组装,并具有良好的机械强度。

前面概述数个实施例的特征,使得本技术领域中普通技术人员可更好地理解本公开的各方面。本技术领域中普通技术人员应理解的是,可轻易地使用本公开作为设计或修改其他制程以及结构的基础,以实现在此介绍的实施例的相同目的及/或达到相同优点。本技术领域中普通技术人员亦应理解的是,这样的等同配置不背离本公开的精神以及范围,且在不背离本公开的精神以及范围的情况下,可对本公开进行各种改变、替换以及更改。

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