光学元件驱动机构的制作方法

文档序号:33324637发布日期:2023-03-03 22:29阅读:93来源:国知局
1.本发明涉及一种光学元件驱动机构,尤其涉及一种包括多个驱动组件的光学元件驱动机构。
背景技术
:2.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,除了便利和轻薄化的设计,亦需要发展出更稳定且更良好的光学品质,以提供使用者更多的选择。3.前述具有照相或录影功能的电子装置通常包括一或多个镜头,以达到对焦、变焦及/或光学防手震(opticalimagestabilization,ois)的功能。因此,光学元件驱动机构中通常包括多个驱动光学元件移动的驱动组件。然而,公知的驱动组件往往至少有一个会配置于光线进入及/或离开光学元件驱动机构的方向上,导致整体的质量中心与旋转中心(例如:支点)距离过大,造成倾斜或偏转的问题。有鉴于此,如何精确调整光学元件的位置并避免倾斜或偏转始成为一重要的课题。技术实现要素:4.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。5.根据本公开的某些方面,提供一种光学元件驱动机构,用以驱动一光学元件。光学元件驱动机构包括一固定部、一活动部以及一连接元件,活动部可相对于固定部运动,连接元件连接固定部以及活动部,其中连接元件与固定部的连接位置较连接元件与活动部的连接位置更接近连接元件的中心。6.在一些实施例中,连接元件包括多个连接部分,以相对于固定部平衡活动部。在一些实施例中,连接部分与固定部的连接位置较连接部分与活动部的连接位置更接近连接元件的中心。在一些实施例中,连接元件为簧片。7.在一些实施例中,所述光学元件驱动机构还包括一支撑元件,设置于活动部与固定部之间,以在活动部相对于固定部运动时提供支撑。在一些实施例中,支撑元件为一球状。8.在一些实施例中,活动部具有一凹陷部,而支撑元件与连接元件设置于凹陷部内。9.在一些实施例中,支撑元件的一表面与连接元件的一表面切齐。在一些实施例中,支撑元件的一截面与连接元件的一表面在同一平面上。10.在一些实施例中,连接元件垂直于光学元件的一入光面设置。11.在一些实施例中,光学元件驱动机构还包括第一驱动组件以及一第二驱动组件,第一驱动组件驱动活动部相对固定部进行一第一运动,第二驱动组件驱动活动部相对固定部进行一第二运动。第一运动的方向垂直于第二运动的方向,且第一驱动组件与第二驱动组件设置于活动部的不同侧。12.在一些实施例中,所述光学元件驱动机构还包括一感测元件,其中感测元件与第二驱动组件设置于活动部的同一侧。13.在一些实施例中,连接元件与光学元件的一入光面以一夹角设置,且夹角大于0度,小于90度。在一些实施例中,活动部具有一光学元件承载部,光学元件承载部为平行于连接元件的一平板,且连接所述连接元件。14.在一些实施例中,所述光学元件驱动机构还包括一第一驱动组件以及一第二驱动组件,第一驱动组件驱动活动部相对固定部进行一第一运动,第二驱动组件驱动活动部相对固定部进行一第二运动。第一运动的方向垂直于第二运动的方向,且第一驱动组件与第二驱动组件设置于活动部的同一侧。15.在一些实施例中,所述光学元件驱动机构还包括一感测元件,其中第二驱动组件、第一驱动组件以及感测元件设置于活动部的同一侧。16.在一些实施例中,固定部包括一外壳以及一补强板。补强板的边缘紧固至外壳。活动部位于补强板与外壳形成的保护空间中。在一些实施例中,补强板与外壳通过熔接紧固。17.在一些实施例中,所述光学元件驱动机构还包括一电子组件。补强板的尺寸大于电子组件,并且补强板附接至电子组件。在一些实施例中,补强板包括一延伸部,从补强板延伸,并且贴附电子组件以支撑电子组件。18.以上
发明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
发明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,从用以进行实施本发明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19.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。20.图1为根据本公开的某些方面,一光学元件驱动机构的主视立体图。21.图2为根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构与一光学元件的爆炸图。22.图3为根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构与光学元件穿过线a-a的横截面图。23.图4为根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构去除固定部以及线圈的后视立体图。24.图5为根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构的后视立体图。25.图6为根据本公开的某些方面,图5的光学元件驱动机构穿过线b-b的横截面图。26.图7为根据本公开的某些方面,一光学元件驱动机构的主视立体图。27.图8为根据本公开的某些方面,图7的光学元件驱动机构与一光学元件的爆炸图。28.图9为根据本公开的某些方面,图7的光学元件驱动机构与光学元件穿过线c-c的横截面图。29.图10为根据本公开的某些方面,图7的光学元件驱动机构去除固定部以及线圈的后视立体图。30.附图标记如下:31.1,2:光学元件驱动机构32.10:光学元件33.11:入光面34.12:出光面35.13:反射面36.110:固定部37.112:外壳38.114:承载座39.116:补强板40.117:延伸部41.118:加强板42.120:活动部43.121:斜面44.122:光学元件承载部45.123:凹陷部46.124:第一侧47.125:相反侧48.126:第二侧49.130:连接元件50.132:表面51.134:第一连接位置52.135:连接元件中心53.136:第二连接位置54.137,138:连接部分55.140:支撑元件56.142:表面57.150:第一驱动组件58.151:第一磁性元件59.152:第一线圈60.160:第二驱动组件61.161:第二磁性元件62.162:第二线圈63.170:感测元件64.180:第三驱动组件65.181:第三磁性元件66.182:第三线圈67.190:电子组件68.191:连接部分69.210:固定部70.212:外壳71.214:承载座72.218:加强板73.220:活动部74.221:斜面75.222:光学元件承载部76.224:第一侧77.225:相反侧78.230:连接元件79.232:表面80.234:第一连接位置81.235:连接元件中心82.236:第二连接位置83.240:支撑元件84.250:第一驱动组件85.251:第一磁性元件86.252:第一线圈87.260:第二驱动组件88.261:第二磁性元件89.262:第二线圈90.270,272:感测元件91.280:第三驱动组件92.281:第三磁性元件93.282:第三线圈94.290:电子组件95.300:第四驱动组件96.301:第四磁性元件97.302:第四线圈98.x,y,z:方向99.o:光轴100.θ:夹角具体实施方式101.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发明的特点和特征。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发明的某些特点和特征所需的。102.例如,在摘要、
发明内容以及实施部分中公开但未在权利要求书中明确阐述的元件和限制不应单独或集体地通过暗示、推论、或其他,并入权利要求书中。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,nearlyat)”、“在3%到5%之内(within3-5%of)”、“在可接受的制造公差内(withinacceptablemanufacturingtolerances)”或任何其逻辑组合。103.首先请一并参照图1以及图2,图1示出根据本公开的某些方面,一光学元件驱动机构1的主视立体图。图2示出根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构1与一光学元件10的爆炸图。光学元件驱动机构1可驱动光学元件10,包括一固定部110、一活动部120、一连接元件130、一支撑元件140、一第一驱动组件150、一第二驱动组件160、一感测元件170(如图4所示)、一第三驱动组件180以及一电子组件190。固定部110包括一外壳112、一承载座114、一补强板116、一加强板118。104.活动部120可相对于固定部110以支撑元件140为支点进行旋转运动,并且包括一光学元件承载部122,与连接元件130连接。连接元件130连接固定部110及活动部120。如图1所示,光学元件驱动机构1大致呈长方体,露出活动部120与面向光学元件10的光学元件承载部122的一斜面121。105.接着请一并参照图2以及图3,图3为根据本公开的某些方面,光学元件驱动机构100与光学元件10穿过线a-a的横截面图。光学元件10具有一光轴o,且包括一入光面11、一出光面12以及一反射面13。光学元件10与活动部120固定连接,由此可与活动部120一起相对固定部110运动,以获得所需的光学效果。光学元件10可例如为一棱镜,具有改变光线行进方向的功能。在图2所示的实施例中,入光面11为光线进入光学元件驱动机构1时通过的面,垂直于光轴o。出光面12为光线离开光学元件驱动机构1时通过的面,垂直于入光面11。光学元件10的反射面13平行于斜面121,通过光学元件10的光学特性,使得光线抵达反射面13后改变其行进方向,以获得所需的光学效果。在一些实施例中,光线可沿光轴o经过入光面11进入光学元件驱动机构1,经由反射面13改变行进方向(例如:由z方向改变为x方向),再经过出光面12离开光学元件驱动机构1。106.光学元件承载部122在相反于斜面121的一侧上具有一凹陷部123(图3),支撑元件140、或连接元件130、或支撑元件140以及连接元件130两者皆可设置于凹陷部123内。凹陷部123可视需求或工艺上的其他限制,设计为任何结构。在图3的实施例中,凹陷部123具一阶梯形结构,支撑元件140设置于凹陷部123的深处,即距离出光面12较近的位置,连接元件130设置于凹陷部123的较浅处。由于活动部120整体质心接近光学元件10,此配置有效地使活动部120相对于固定部110的旋转运动的旋转中心位置接近活动部120的整体质心,使得活动部120在不通电的情况下,不会受到重力或连接元件130提供的回复力等影响而出现偏转或倾斜、并且因凹陷部123的设置可使光学元件驱动机构1在x方向的尺寸减少,而同时达成提升机构稳定性及小型化的效果。107.连接元件130连接固定部110以及活动部120,设计为与凹陷部123配合的形状,并且垂直于光学元件10的入光面11,即平行于出光面12设置。连接元件130可为弹性元件、弹簧、簧片等,提供活动部120相对固定部110运动的回复力。连接元件130具有四个第一连接位置134以及四个第二连接位置136,其中第一连接位置134较第二连接位置136更靠近连接元件130的一中心135(可清楚地见于图6),也就是说,第一连接位置134与连接元件130的中心135之间的距离较第二连接位置136与连接元件130的中心135之间的距离更小。108.请一并参照图2以及图3。连接元件130与固定部110在第一连接位置134连接,并与活动部120在第二连接位置136连接。连接元件130与固定部110的连接位置较连接元件130与活动部120的连接位置更接近连接元件130的中心135,使第一连接位置134在z方向上更靠近连接元件130的中心135,提供连接元件130以及支撑元件140在x方向上更多配置的空间。由于活动部120整体质心接近光学元件10,因此将连接元件130以及支撑元件140的配置位置在x方向上往光学元件10靠近,可使活动部120相对于固定部110的旋转运动的旋转中心(即支点,为支撑元件140接触固定部110处)位置更接近活动部120的整体质心,使得活动部120在不通电的情况下,不会受到重力或连接元件130提供的回复力等影响而出现偏转或倾斜、并且可使光学元件驱动机构1在x方向的尺寸减少,而同时达成提升机构稳定性及小型化的效果。109.连接元件130为一个整体,可由图2中的虚线a’‑a’分为两个连接部分137、138,并且连接部分137、138与固定部110的各个连接位置较连接部分137、138与活动部120的各个连接位置更接近连接元件130的中心135。在不通电的情况下,当连接部分137、138的一个受到重力或外力冲击时,连接部分137、138的另一个的回复力可抑制受到重力或外力冲击的连接部分的运动,进一步抑制活动部120的偏转或倾斜,达成相对于固定部110平衡活动部120。在一些其他实施例中,连接元件130可包括多个独立的连接部分(例如二、四、六等),并不限于一个整体。110.接着请参照图3。支撑元件140设置于活动部120与固定部110之间,在活动部120相对于固定部110运动时提供支撑。支撑元件140可为一球状,以在活动部120相对于固定部110在各种方向上运动时提供平稳的支撑、并使此运动过程平稳且滑顺。111.如图3所示,在一些实施例中,支撑元件140的一表面142与连接元件130的背向光学元件10的一表面132的延伸平面在x方向上切齐。112.请再参照图2,第一驱动组件150包括一第一磁性元件151、一第一线圈152,通过第一线圈152及第一磁性元件151之间产生的电磁驱动力,驱动活动部120相对固定部110进行一第一运动。第二驱动组件160包括一第二磁性元件161、一第二线圈162,通过第二线圈162及第二磁性元件161之间产生的电磁驱动力,驱动活动部120相对固定部110进行一第二运动。第三驱动组件180包括一第三磁性元件181、一第三线圈182,通过第三线圈182及第三磁性元件181之间产生的电磁驱动力,驱动活动部120相对固定部110进行一第三运动。113.请一并参照图2以及图4,图4示出根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构1去除固定部110以及第一线圈152、第二线圈162、第三线圈182的后视立体图。上述活动部120的第一运动为活动部120平行于z方向的一旋转运动,上述活动部120的第二运动为活动部120平行于y方向的一旋转运动。第一运动的方向垂直于第二运动的方向。上述第三运动的方向平行于第一运动的方向。在一些实施例中,第一驱动组件150设置于活动部120沿方向y的一第一侧124上,而第二驱动组件160设置于活动部120沿方向z的一第二侧126上,第三驱动组件180可设置于活动部120的第一侧124沿y方向的一相反侧125上。感测元件170用以感测活动部120进行运动时的位移量及/或旋转量,且与第二驱动组件160一同设置于活动部120的第二侧126上。114.接下来,请一并参照图2、图5以及图6。图5示出根据本公开的某些方面,图1的光学元件驱动机构1的后视立体图。图6示出根据本公开的某些方面,图5的光学元件驱动机构1穿过线b-b的横截面图。补强板116的边缘可通过例如熔接等的方式,与外壳112紧固在一起,以形成一保护空间,光学元件驱动机构1的元件(承载座114、活动部120、连接元件130、支撑元件140、第一驱动组件150、第二驱动组件160、感测元件170、第三驱动组件180)皆可容纳于上述保护空间内,以有效防止来自外部环境的粉尘等干扰。115.电子组件190可为例如软性印刷电路板,连接第一驱动组件150、第二驱动组件160及第三驱动组件180,经由外部控制组件(未显示于图中)将驱动信号输入各驱动组件,以达成控制活动部120运动目的。在一些实施例中,补强板116具有大于电子组件190的尺寸,并且补强板116附接至电子组件190上。补强板116将电子组件190大部分封闭于上述保护空间内,并且通过附接加强电子组件190底部的结构,使电子组件190不易变形。116.电子组件190包括一连接部分191,从电子组件190延伸至上述保护空间外。在一些实施例中,补强板116包括一延伸部117,从补强板116延伸,并且贴附连接部分191,加强其底部结构,支撑其重量使其不易受外力影响而变形。117.加强板118设置于电子组件190与外壳112之间,并附接至电子组件190上,以加强电子组件190的结构,使其不易受外力影响而变形。118.接着请一并参照图7以及图8,图7示出根据本公开的另一实施例,一光学元件驱动机构2的主视立体图。图8示出根据本公开的另一实施例,图7的光学元件驱动机构2与一光学元件10的爆炸图。图7的光学元件驱动机构2与图1的光学元件驱动机构1相似,其中除了以下提及的某些元件,其余相似元件的符号以相同的十位数以及个位数表示。光学元件驱动机构2包括一固定部210、一活动部220、一连接元件230、一支撑元件240、一第一驱动组件250、一第二驱动组件260、一感测元件270(如图10所示)、一第三驱动组件280、一电子组件290以及一第四驱动组件300。119.固定部210包括一外壳212、一承载座214、一加强板218。在图8所示出的实施例中,固定部210不包括与补强板116相似的补强板,但也可根据需求设置一补强板。120.接着请一并参照图7至图9,图9示出根据本公开的另一实施例,图7的光学元件驱动机构2与光学元件10穿过线c-c的横截面图。活动部220的光学元件承载部222为一平板,并且与连接元件230平行设置。121.连接元件230具有与连接元件130不同的形状。在图2的实施例中,连接元件130的形状被设计以配合光学元件承载部122的凹陷部123,而在图8的实施例中,连接元件230的形状被设计以配合光学元件承载部222的平板结构。连接元件230连接固定部210及活动部220。连接元件230与光学元件10的入光面11成一夹角θ设置(即,光学元件承载部222与光学元件10的入光面11也成夹角θ设置)。夹角θ大于0度,小于90度。122.支撑元件240的任一截面可与连接元件230的表面232在同一平面上。在图9所示出的实施例中,支撑元件240的中心与连接元件230的中心235(图8)重叠。123.接着请一并参照图8以及图10,图10示出根据本公开的某些方面,光学元件驱动机构2去除固定部210以及第一线圈252、第二线圈262、第三线圈282线圈的后视立体图。第一驱动组件250设置于活动部220沿方向y的一第一侧224上,通过第一驱动组件250的第一线圈252及第一磁性元件251之间产生的电磁驱动力驱动活动部220相对于固定部210进行一第一运动,第一运动是平行于z方向的一旋转运动。124.第二驱动组件260也设置于活动部220的第一侧224上,与驱动组件160的位置不同,通过第二驱动组件260的第二线圈262及第二磁性元件261之间产生的电磁驱动力驱动活动部220相对于固定部210进行一第二运动,第二运动是平行于y方向的一旋转运动。125.感测元件270与第一驱动组件250以及第二驱动组件260一同设置于活动部220的第一侧224上。光学元件驱动机构2还包括另一感测元件272,可设置于活动部220的第一侧224或相反侧225上。126.第三驱动组件280设置于活动部220的第一侧224沿y方向的相反侧225上,通过第三驱动组件280的第三线圈282及第三磁性元件281之间产生的电磁驱动力驱动活动部220相对于固定部210进行一第三运动,第三运动的方向平行于第一运动的方向。127.第四驱动组件300也设置于活动部220的相反侧225,包括一第四线圈302及一第四磁性元件301,通过第四线圈302及第四磁性元件301之间产生的电磁驱动力,驱动活动部220相对固定部210进行一第四运动。第四运动的方向平行于第二运动的方向。128.连接元件230、支撑元件240、光学承载部222的平板结构以及驱动组件250、260、280、300与感测元件270、272的配置,使支点与活动部220整体质心距离更加接近,以达成较稳定精准的驱动,也因其支点与整体质心距离在x方向的缩减,使得光学元件驱动机构2在x方向的尺寸减少,达到机构小型化的效果。129.本发明提供一种光学元件驱动机构,包括固定部、驱动组件、进行旋转运动的活动部、连接元件以及作为旋转运动的支点的支撑元件。在本公开所提供的配置中,驱动组件以及活动部的整体质心位置接近支撑元件所在的位置,并且通过改变连接元件与活动部的配置,使得活动部在不通电的情况下,不容易受到重力或外力冲击等影响而出现偏转或倾斜。130.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发明的特定特征,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。131.虽然本发明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。在不脱离本发明的精神或范围下,可根据本公开在此所公开的实施例进行多种改变。因此,本发明的广度和范围不应受到任何上述实施例的限制。相反的,本发明的范围应根据以下权利要求及其均等物所界定。132.在此使用的术语仅出于描述特定实施例的目的,并不旨在限制本发明。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。当前第1页12
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