CN211698336U - 光学元件驱动机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种光学元件驱动机构，包括活动部、固定部、驱动组件、以及支撑元件。活动部用以连接光学元件，光学元件具有主轴。活动部可相对固定部运动。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。活动部经由支撑元件相对固定部运动。

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。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如智能手机或数码相机)皆具有照相或录影的功能。这些电子装置的使用越来越普遍，并朝着便利和轻薄化的设计方向进行发展，以提供使用者更多的选择。
前述具有照相或录影功能的电子装置通常设有驱动机构，以驱动光学元件(例如为镜头)沿着光轴进行移动，进而达到自动对焦(Auto Focus，AF)或光学防手震(Opticalimage stablization，OIS)的功能。光线可穿过前述光学元件在感光元件上成像。然而，现今移动装置的趋势是希望可具有较小的体积并且具有较高的耐用度，因此如何有效地降低驱动机构的尺寸以及提升其耐用度始成为一重要的课题。
实用新型内容
本实用新型提供一种光学元件驱动机构，包括活动部、固定部、驱动组件、以及支撑元件。活动部用以连接光学元件，光学元件具有主轴。活动部可相对固定部运动。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。活动部经由支撑元件相对固定部运动。
在一些实施例中，驱动组件包括第一磁性元件以及第二磁性元件，分别位在活动部以及固定部上。在一些实施例中，第一磁性元件在垂直主轴的方向上延伸。在一些实施例中，光学元件驱动机构还包括弹性元件，连接活动部与固定部。在一些实施例中，弹性元件具有S形的形状。在一些实施例中，弹性元件位在平行主轴的平面上。在一些实施例中，固定部包括凹槽，且弹性元件部分设置在凹槽中。在一些实施例中，固定部包括顶表面以及底表面，在主轴的方向上，顶表面与活动部的距离小于底表面与活动部的距离，且弹性元件与底表面的最小距离小于活动部与底表面的最小距离。在一些实施例中，沿主轴观察，弹性元件与驱动组件不重叠。
在一些实施例中，光学元件驱动机构还包括两个弹性元件，位在固定部两侧。在一些实施例中，主轴位在弹性元件之间。在一些实施例中，从垂直主轴的方向观察，驱动组件与光学元件不重叠。在一些实施例中，光学元件驱动机构还包括导磁元件，位在固定部之中。在一些实施例中，驱动组件包括第一磁性元件以及第二磁性元件，分别位在活动部以及固定部上，在主轴的方向上，导磁元件与第一磁性元件与第二磁性元件至少部分重叠。
在一些实施例中，光学元件驱动机构，还包括至少两个位置感测元件，设置在固定部或活动部上。在一些实施例中，固定部包括外壳，活动部设置在外壳中。在一些实施例中，支撑元件具有球状的形状，并且连接活动部与固定部。在一些实施例中，活动部具有一凹槽，固定部具有一凹陷部，且支撑元件部分设置在活动部的凹槽中以及固定部的凹陷部中。在一些实施例中，固定部包括凸起部，朝向活动部延伸，且凹陷部位在凸起部中。在一些实施例中，驱动组件包括第一磁性元件以及第二磁性元件，分别设置在活动部与固定部上，且在主轴的方向上，第二磁性元件与活动部的距离小于凸起部与活动部的距离。
本实用新型提出一种光学元件驱动机构，包括：
一活动部，用以连接一光学元件，该光学元件具有一主轴；
一固定部，该活动部能相对该固定部运动；
一驱动组件，用以驱动该活动部相对该固定部运动；以及
一支撑元件，该活动部经由该支撑元件相对该固定部运动。
优选地，该驱动组件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，分别位在该活动部以及该固定部上。
优选地，该第一磁性元件在垂直该主轴的方向上延伸。
优选地，还包括一弹性元件，连接该活动部与该固定部。
优选地，该弹性元件具有S形的形状。
优选地，该弹性元件位在平行该主轴的一平面上。
优选地，该固定部包括一凹槽，且该弹性元件部分设置在该凹槽中。
优选地，该固定部包括一顶表面以及一底表面，在该主轴的方向上，该顶表面与该活动部的最小距离小于该底表面与该活动部的最小距离，且该弹性元件与该底表面的最小距离小于该活动部与该底表面的最小距离。
优选地，沿该主轴观察，该弹性元件与该驱动组件不重叠。
优选地，还包括两个弹性元件，位在该固定部两侧。
优选地，该主轴位在该些弹性元件之间。
优选地，从垂直该主轴的方向观察，该驱动组件与该光学元件不重叠。
优选地，还包括一导磁元件，位在该固定部之中。
优选地，该驱动组件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，分别位在该活动部以及该固定部上，在该主轴的方向上，该导磁元件与该第一磁性元件与该第二磁性元件至少部分重叠。
优选地，还包括至少两个位置感测元件，设置在该固定部或该活动部上。
优选地，该固定部包括一外壳，且该活动部设置在该外壳中。
优选地，该支撑元件具有球状的形状，并且连接该活动部与该固定部。
优选地，该活动部具有一凹槽，该固定部具有一凹陷部，且该支撑元件部分设置在该活动部的该凹槽中以及该固定部的该凹陷部中。
优选地，该固定部包括一凸起部，朝向该活动部延伸，且该凹陷部位在该凸起部中。
优选地，该驱动组件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，分别设置在该活动部与该固定部上，且在该主轴的方向上，该第二磁性元件与该活动部的距离小于该凸起部与该活动部的距离。
附图说明
以下将配合说明书附图详述本实用新型的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例示出且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本实用新型的特征。
图1是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图2是光学元件驱动机构的***图。
图3是光学元件驱动机构的剖面图。
图4是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图5是光学元件驱动机构的侧视图。
图6是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图7是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图8是光学元件驱动机构的***图。
图9是光学元件驱动机构的剖面图。
图10是光学元件驱动机构的剖面图。
图11是图10中R13部分的放大图。
图12是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图13是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图14是光学元件驱动机构的***图。
图15是光学元件驱动机构的剖面图。
图16是光学元件驱动机构的剖面图。
图17是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图18是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图19是光学元件驱动机构的***图。
图20是光学元件驱动机构的剖面图。
图21是光学元件驱动机构的剖面图。
图22是底座的示意图。
图23是活动部的示意图。
图24是图21中R43部分的放大图。
图25是光学元件驱动机构运行时的示意图。
附图标记说明：
3101、3102、3103、3104光学元件驱动机构
3203外框
3211、3212、3213、3214底座
3211A、3211F凸起部
3211B凹陷部
3211C顶表面
3211D、3301B底表面
3211E、3301A凹槽
3301、3302、3304、M33活动部
3302A延伸部
3302B侧墙
3304A止动部
3312、3314A、3314B、3323A、3323B连接元件
3313第一活动部
3323第二活动部
3411、3412、3413、3414第一磁性元件
3421、3422、3423、3424第二磁性元件
3431、3432、3433、3434位置感测元件
3601、3603电路板
3701支撑元件
3742、3743A、3743B、3744A、3744B摩擦元件
3801导磁元件
3811弹性元件
3832导磁元件
3901、3902、3903、3904光学模块
A3-A3、B3-B3、C3-C3、D3-D3、E3-E3、F3-F3、G3-G3线段
D13、D23、D33、D43驱动组件
F13、F23、F33、F43固定部
G13、G23、G33、G43、G53距离
O13、O23、O33、O43主轴
R13、R43区域
具体实施方式
以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本实用新型。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本实用新型的范围。举例来说，在说明书中提到第一特征部件形成于第二特征部件之上，其可包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，另外也可包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例，换句话说，第一特征部件与第二特征部件并非直接接触。
此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本实用新型，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，在本实用新型中的在另一特征部件之上形成、连接到及/或耦接到另一特征部件可包括其中特征部件形成为直接接触的实施例，并且还可包括其中可形成***上述特征部件的附加特征部件的实施例，使得上述特征部件可能不直接接触。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“垂直的”、“上方”、＂上＂、＂下＂、＂底＂及类似的用词(如＂向下地＂、＂向上地＂等)，这些空间相关用词为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词旨在涵盖包括特征的装置的不同方向。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本实用新型的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此有特别定义。
再者，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰权利要求的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。
此外，在本实用新型一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。
图1至图5分别是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构3101的立体图、***图、沿图1中线段A3-A3示出的剖面图、一些元件的示意图、以及侧视图。在图2中，光学元件驱动机构3101主要包括沿一主轴O13排列的底座3211(或称为固定部F13)、活动部3301、第一磁性元件3411、第二磁性元件3421、位置感测元件3431、电路板3601、支撑元件3701、导磁元件3801、以及弹性元件3811。光学元件驱动机构3101可用以驱动一光学模块3901，或者亦可用以驱动各种光学元件(例如透镜(lens)、反射镜(mirror)、棱镜(prism)、分光镜(beam splitter)、光圈(aperture)等光学元件)。
在一些实施例中，第一磁性元件3411与第二磁性元件3421可合称为驱动组件D13，用以驱动活动部3301相对于固定部F13进行移动。举例来说，第一磁性元件3411与第二磁性元件3421可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件3411可为驱动磁铁，而第二磁性元件3421可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件3411可为驱动线圈，而第二磁性元件3421可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性元件3411与第二磁性元件3421可分别位在固定部F13以及活动部3301上，或者位置亦可互换，取决于设计需求。因此，活动部3301可通过驱动组件D13而相对于固定部F13移动。因此，设置在活动部3301上的光学模块3901亦会被活动部3301带动而一起进行移动，可达到例如自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。在一些实施例中，驱动组件D13亦可包括压电元件、记忆合金金属等驱动元件。
在一些实施例中，第一磁性元件3411可在垂直主轴O13的方向上(例如X方向或者Y方向)上延伸，以允许活动部3301以X轴或Y轴为轴心进行旋转运动。在一些实施例中，如图3所示，在垂直主轴O13的方向上，驱动组件D13与光学模块3901可不重叠，以实现小型化。应了解的是，通过第一磁性元件3411与第二磁性元件3421之间的作用，可产生磁力迫使光学模块3901相对于固定部F13移动，可达到例如自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。
此外，电路板3601例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于固定部F13。于一些实施例中，电路板3601是电性连接设置于光学元件驱动机构3101内部或外部的其他电子元件。举例来说，电路板3601可传送电信号至驱动组件D13，借此可控制活动部3301的移动。在一些实施例中，在Z方向上，电路板3601可位在底座3211以及活动部3301之间。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构3101中设置位置感测元件3431，以感测活动部3301相对于固定部F13的位置。上述位置感测元件3431可包括霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(Magnetoresistance Effect Sensor，MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor，TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate Sensor)。举例来说，底座3211上可具有多个凸起部3211F，位置感测元件3431可位在两个凸起部3211F之间，且第二磁性元件3421可围绕所述两个凸起部3211F以及位置感测元件3431，以保护位置感测元件3431。
支撑元件3701可具有球状的形状，用以连接活动部3301与固定部F13，以让活动部3301经由支撑元件3701相对固定部F13运动。详细而言，活动部3301具有凹槽3301A，底座3211具有朝向活动部3301延伸的凸起部3211A、以及位在凸起部3211A中的凹陷部3211B，且支撑元件3701部分设置在活动部3301的凹槽3301A中以及底座3211的凹陷部3211B中，以限制支撑元件3701的位置。如图3所示，由于凹槽3301A以及凹陷部3211B具有半球状的形状，故球状的支撑元件3701可在凹槽3301A以及凹陷部3211B中转动，而降低活动部3301与固定部F13间的摩擦力，使活动部3301可相对于固定部F13转动。
如图3所示，第二磁性元件3421与活动部3301的底表面3301B的距离为G13，凸起部3211A与活动部3301的底表面3301B的距离为G23，且距离G13小于距离G23。因此，可增强设置在活动部3301上的第一磁性元件3411与设置在底座3211上的第二磁性元件3421的电磁驱动力。此外，底座3211包括顶表面3211C以及底表面3211D，在主轴O13的方向上，顶表面3211C与活动部3301的距离G33小于底表面3211D与活动部3301的距离G43，且弹性元件3811与底表面3211D的最小距离G53小于活动部3301与底表面3211D的最小距离G43。因此，可降低光学元件驱动机构3101在主轴O13上的尺寸，而达到小型化。
弹性元件3811可设置在光学元件驱动机构3101的侧边(例如设置在相对的侧边，即主轴O13位在两个弹性元件3811间)，并设置在平行主轴O13的平面上。此外，弹性元件3811可具有S形的形状。弹性元件3811可用以连接固定部F13(底座3211)与活动部3301，以限制活动部3301相对于固定部F13移动的范围。此外，如图3、图4、以及图5所示，底座3211可具有凹槽3211E，而弹性元件3811可部分设置在凹槽3211E中，以保护弹性元件3811免于损坏。沿主轴O13的方向观察，弹性元件3811与驱动组件D13不重叠，以降低光学元件驱动机构3101在Z方向上的尺寸。
此外，如图3所示，导磁元件3801可设置在底座3211中，例如内埋且不露出底座3211。在主轴O13的方向上，导磁元件3801、第一磁性元件3411与第二磁性元件3421至少部分重叠，且导磁元件3801可包括金属的材质。因此，可调整第一磁性元件3411与第二磁性元件3421的磁场，并实现小型化。
图6是光学元件驱动机构3101的活动部3301以及设置在活动部3301上的其他元件相对于固定部F13沿Y轴转动时的剖面图。如图6所示，活动部3301以及其上的光学模块3901可使用球状的支撑元件3701作为支点，通过驱动组件D13产生的推力，而在不同方向而进行转动。虽然图6的实施例仅示出活动部3301相对于一轴进行转动时的状态，但应理解的是，活动部3301亦可同时在相对于一轴以上的方向进行转动(例如X轴、Y轴、Z轴)，以达到例如光学防手震(OIS)的效果。
图7至图10分别是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构3102的立体图、***图、沿图7中线段B3-B3示出的剖面图、以及沿图7中线段C3-C3示出的剖面图。在图8中，光学元件驱动机构3102主要包括沿一主轴O23排列的底座3212(或称为固定部F23)、活动部3302、连接元件3312、第一磁性元件3412、第二磁性元件3422。光学元件驱动机构3102可用以驱动一光学模块3902，或者亦可用以驱动各种光学元件(例如透镜、反射镜、棱镜、分光镜、光圈等光学元件)。
图11是图10中区域R13的放大图。在一些实施例中，连接元件3312可固定在底座3212上，活动部3302可通过连接元件3312而连接底座3212(固定部F23)，并相对于固定部F23移动。详细而言，活动部3302在侧边具有朝向底座3212延伸的延伸部3302A，而延伸部3302A以及连接元件3312上各自具有一凹槽，而摩擦元件3742可设置在延伸部3302A以及连接元件3312的凹槽中。如图11所示，由于前述凹槽可具有半球状的形状，故球状的摩擦元件3742可在前述凹槽中转动，而降低活动部3302与固定部F23间的摩擦力。因此，活动部3302可由两个摩擦元件3742所形成的连线为轴心进行转动，而设置在活动部3302上的光学模块3902亦会被活动部3302带动而一起进行移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，第一磁性元件3412与第二磁性元件3422可合称为驱动组件D23，可用以驱动活动部3302相对于固定部F23进行移动。举例来说，第一磁性元件3412与第二磁性元件3422可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件3412可为驱动磁铁，而第二磁性元件3422可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件3412可为驱动线圈，而第二磁性元件3422可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性元件3412与第二磁性元件3422可分别位在固定部F23以及活动部3302上，或者位置亦可互换，取决于设计需求。举例来说，如图8以及图9所示，活动部3302上可具有侧墙3302B，侧墙3302B可朝底座3212延伸，而第一磁性元件3412或第二磁性元件3422可例如通过粘合的方式而固定在侧墙3302B上。
在一些实施例中，第一磁性元件3412可在垂直主轴O23的方向上(例如Y方向)上延伸，以允许活动部3302以Y轴为轴心进行旋转运动。在一些实施例中，如图9所示，在垂直主轴O23的方向上，驱动组件D23与光学模块3902不重叠。应了解的是，通过第一磁性元件3412与第二磁性元件3422之间的作用，可产生磁力迫使光学模块3902相对于固定部F23移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，可在对应第一磁性元件3412以及第二磁性元件3422处设置导磁元件3832，导磁元件3832可包括金属的材料，以增强第一磁性元件3412以及第二磁性元件3422间的电磁驱动力。在一些实施例中，导磁元件3832可例如通过粘合的方式固定在底座3212(固定部F23)上。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构3102中设置位置感测元件3432，例如设置在固定部F23上，以感测活动部3302相对于固定部F23的位置。上述位置感测元件3432可包括霍尔效应感测器、磁阻效应感测器、巨磁阻效应感测器、穿隧磁阻效应感测器、或磁通量感测器。在一些实施例中，可设置多个位置感测元件3432，并且第一磁性元件3412、第二磁性元件3422、以及位置感测元件3432可在X方向上排列。
图12是光学元件驱动机构3102的活动部3302以及设置在活动部3302上的其他元件相对于固定部F23沿Y轴转动时的剖面图。如图12所示，活动部3302以及其上的光学模块3902可使用摩擦元件3742以及凹槽的组合作为支点，通过驱动组件D23产生的推力而进行转动。
图13至图16分别是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构3103的立体图、***图、沿图13中线段D3-D3示出的剖面图、以及沿图13中线段E3-E3示出的剖面图。在图13中，光学元件驱动机构3103主要包括沿一主轴O33排列的固定部F33(包括外框3203、底座3213)、第一活动部3313、第二活动部3323、第一磁性元件3413、第二磁性元件3423、以及电路板3603。光学元件驱动机构3103可用以驱动一光学模块3903，或者亦可用以驱动各种光学元件(例如透镜、反射镜、棱镜、分光镜、光圈等光学元件)。
在一些实施例中，第一活动部3313与第二活动部3323可合称为活动部M33，且第一活动部3313与第二活动部3323可相对于固定部F33移动，亦即活动部M33可相对于固定部F33进行移动。在一些实施例中，第二活动部3323亦可相对于第一活动部3313移动，且第一活动部3313与第二活动部3323的活动方向不同(例如可在不同的轴向上进行旋转)。因此，设置在活动部M33上的光学模块3903亦会被活动部M33带动而一起进行移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，第一磁性元件3413与第二磁性元件3423可合称为驱动组件D33，用以驱动活动部3303相对于固定部F33进行移动。举例来说，第一磁性元件3413与第二磁性元件3423可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件3413可为驱动磁铁，而第二磁性元件3423可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件3413可为驱动线圈，而第二磁性元件3423可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性元件3413与第二磁性元件3423可分别位在固定部F33以及活动部M33上，或者位置亦可互换，取决于设计需求。
在一些实施例中，第一磁性元件3413可在垂直主轴O33的方向上(例如X方向或Y方向)上延伸，以允许活动部M33以X轴或Y轴为轴心进行旋转运动。应了解的是，通过第一磁性元件3413与第二磁性元件3423之间的作用，可产生磁力迫使光学模块3903相对于固定部F33移动，而可达到例如光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构3103中设置位置感测元件3433，例如设置在固定部F33上，以感测活动部M33相对于固定部F33的位置。上述位置感测元件3433可包括霍尔效应感测器、磁阻效应感测器、巨磁阻效应感测器、穿隧磁阻效应感测器、或磁通量感测器。
如图15以及图16所示，第二活动部3323上可具有连接元件3323A以及连接元件3323B，其中连接元件3323A通过球状的摩擦元件3743A连接底座3213，而连接元件3323B通过摩擦元件3743B连接第一活动部3313。具体来说，摩擦元件3743A可设置在连接元件3323A与底座3213的凹槽中，而摩擦元件3743B可设置在连接元件3323B与第一活动部3313的凹槽中，以在前述凹槽中滚动-而允许第二活动部3323相对于第一活动部3313进行运动，以及允许第二活动部3323相对于底座3213进行运动。换句话说，活动部M33(包括第一活动部3313以及第二活动部3323)可通过摩擦接触的方式相对于固定部F33进行运动。因此，只要克服各元件间的最大静摩擦力即可使光学元件驱动机构3103进行运行，可节省所需的电力。
图17是光学元件驱动机构3103的活动部M33以及设置在活动部M33上的其他元件相对于固定部F33沿X轴转动时的剖面图。如图17所示，活动部M33以及其上的光学模块3903可使用摩擦元件3743B(图16)作为支点，通过驱动组件D33产生的推力而进行转动。虽然图17的实施例仅示出活动部M33相对于一轴进行转动时的状态，但应理解的是，活动部3303亦可同时在相对于一轴以上的方向进行转动，以达到例如光学防手震(OIS)的效果。
图18至图21分别是根据本实用新型一些实施例所示出的光学元件驱动机构3104的立体图、***图、沿图18中线段F3-F3示出的剖面图、以及沿图18中线段G3-G3示出的剖面图。在图18中，光学元件驱动机构3104主要包括沿一主轴O43排列的底座3214(或称为固定部F43)、活动部3304、第一磁性元件3414、第二磁性元件3424、以及转动元件3734。光学元件驱动机构3104可用以驱动一光学模块3904，或者亦可用以驱动各种光学元件(例如透镜、反射镜、棱镜、分光镜、光圈等光学元件)。
图22是底座3214的示意图，而图23是活动部3304的示意图。在一些实施例中，连接元件3314A可固定在底座3214上，连接元件3314B可固定在活动部3304上。举例来说，连接元件3314A可部分内埋在底座3214中，而连接元件3314B可部分内埋在活动部3304中，以固定位置。转动元件3734可具有十字形的形状，并且可与连接元件3314A以及连接元件3314B进行连接。活动部3304朝向连接元件3734的一侧可具有突起的止动部3304A，以限制活动部3304相对于固定部F43移动的范围。在一些实施例中，止动部3304A可具有相对于主轴O43对称的形状(例如为圆形)，以平衡各个方向上的移动范围。
图24是图21中区域R43的放大图。详细而言，转动元件3734的端部具有凹槽，而连接元件3314A上亦具有凹槽，而球状的摩擦元件3744A以及摩擦元件3744B可设置在转动元件3734的端部的凹槽以及连接元件3314A上的凹槽中，以通过摩擦接触的方式使转动元件3734相对连接元件3314A发生转动。因此，转动元件3734可通过两个摩擦元件3744A所形成的连线为轴心(例如图18中的线段F3-F3)，相对于底座3214进行转动。
此外，如图20所示，连接元件3314B上亦可具有凹槽，而位在转动元件3734另外两个端部上的摩擦元件3744B亦可位在连接元件3314B的凹槽中，而通过与前述连接元件3314A相似的方式，使转动元件3734可通过两个摩擦元件3744B所形成的连线为轴心(例如图18中的线段G3-G3)，相对于活动部3304进行转动。在一些实施例中，摩擦元件3744A与摩擦元件3744B亦可与转动元件3734一体成型，以降低所需的元件数量而方便组装。
换句话说，活动部3304可通过转动元件3734而相对于底座3214(固定部F43)进行移动。因此，设置在活动部3304上的光学模块3904会被活动部3304带动而一起进行移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，第一磁性元件3414与第二磁性元件3424可合称为驱动组件D43，用以驱动活动部3304相对于固定部F43进行移动。举例来说，第一磁性元件3414与第二磁性元件3424可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件3414可为驱动磁铁，而第二磁性元件3424可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件3414可为驱动线圈，而第二磁性元件3424可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性元件3414与第二磁性元件3424可分别位在固定部F43以及活动部3304上，或者位置亦可互换，取决于设计需求。
在一些实施例中，第一磁性元件3414可在垂直主轴O43的方向上(例如X方向或Y方向)上延伸，以允许活动部3304以X轴或Y轴为轴心进行旋转运动。应了解的是，通过第一磁性元件3414与第二磁性元件3424之间的作用，可产生磁力迫使光学模块3904相对于固定部F43移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构3104中设置位置感测元件3434，例如设置在固定部F43上，以感测活动部3304相对于固定部F43的位置。上述位置感测元件3434可包括霍尔效应感测器、磁阻效应感测器、巨磁阻效应感测器、穿隧磁阻效应感测器、或磁通量感测器。
图25是光学元件驱动机构3104的活动部3304以及设置在活动部3304上的其他元件相对于固定部F43转动时的剖面图。如图25所示，活动部3304以及其上的光学模块3904可使用转动元件3734、摩擦元件3744A、连接元件3314A、摩擦元件3744B、以及连接元件3314B的组合作为支点，通过驱动组件D43产生的推力而相对于固定部F43进行转动。
综上所述，本实用新型提供了一种光学元件驱动机构，包括活动部、固定部、驱动组件、以及支撑元件。活动部用以连接光学元件，光学元件具有主轴。活动部可相对固定部运动。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。活动部经由支撑元件相对固定部运动。通过本实用新型的设计，可提供光学元件额外的运动方向，以提升光学模块的效能，并且还可具有小型化的效果。
虽然本实用新型的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本实用新型的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属的技术领域中技术人员可从本实用新型公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵上相同的功能或获得大抵相同结果皆可根据本实用新型使用。因此，本实用新型的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本实用新型的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (20)

1.一种光学元件驱动机构，其特征在于，包括：
一活动部，用以连接一光学元件，该光学元件具有一主轴；
一固定部，该活动部能相对该固定部运动；
一驱动组件，用以驱动该活动部相对该固定部运动；以及
一支撑元件，该活动部经由该支撑元件相对该固定部运动。
2.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该驱动组件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，分别位在该活动部以及该固定部上。
3.如权利要求2所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该第一磁性元件在垂直该主轴的方向上延伸。
4.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括一弹性元件，连接该活动部与该固定部。
5.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该弹性元件具有S形的形状。
6.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该弹性元件位在平行该主轴的一平面上。
7.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该固定部包括一凹槽，且该弹性元件部分设置在该凹槽中。
8.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该固定部包括一顶表面以及一底表面，在该主轴的方向上，该顶表面与该活动部的最小距离小于该底表面与该活动部的最小距离，且该弹性元件与该底表面的最小距离小于该活动部与该底表面的最小距离。
9.如权利要求4所述的光学元件驱动机构，其特征在于，沿该主轴观察，该弹性元件与该驱动组件不重叠。
10.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括两个弹性元件，位在该固定部两侧。
11.如权利要求10所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该主轴位在该些弹性元件之间。
12.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，从垂直该主轴的方向观察，该驱动组件与该光学元件不重叠。
13.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括一导磁元件，位在该固定部之中。
14.如权利要求13所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该驱动组件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，分别位在该活动部以及该固定部上，在该主轴的方向上，该导磁元件与该第一磁性元件与该第二磁性元件至少部分重叠。
15.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，还包括至少两个位置感测元件，设置在该固定部或该活动部上。
16.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该固定部包括一外壳，且该活动部设置在该外壳中。
17.如权利要求1所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该支撑元件具有球状的形状，并且连接该活动部与该固定部。
18.如权利要求17所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该活动部具有一凹槽，该固定部具有一凹陷部，且该支撑元件部分设置在该活动部的该凹槽中以及该固定部的该凹陷部中。
19.如权利要求18所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该固定部包括一凸起部，朝向该活动部延伸，且该凹陷部位在该凸起部中。
20.如权利要求19所述的光学元件驱动机构，其特征在于，该驱动组件包括一第一磁性元件以及一第二磁性元件，分别设置在该活动部与该固定部上，且在该主轴的方向上，该第二磁性元件与该活动部的距离小于该凸起部与该活动部的距离。
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