驱动组件及驱动系统
技术领域
本发明涉及一种驱动组件及驱动系统，更具体地来说，本发明涉及一种驱动光学元件的驱动组件。
背景技术
随着科技的发展，现今许多电子装置(例如相机或智能手机)皆具有照相或录像的功能。然而，当需要使光学元件(例如镜头)变焦或对焦时，常有反应速度太慢、变焦或对焦不精准及效率不好等问题，不利于消费者使用。有鉴于此，如何设计可使光学元件驱动机构有效地驱动光学元件的驱动组件及驱动系统始成为一重要的课题。
发明内容
为了解决上述公知的问题点，本发明提供一种驱动组件，包括：一传输元件以及一第一驱动源。传输元件具有一第一连接点。第一驱动源输出一第一驱动力至传输元件。第一驱动源在第一连接点处至少部分固定地连接至传输元件。
于一实施例中，驱动组件还包括一第二驱动源，输出一第二驱动力至传输元件，且传输元件还包括一第二连接点。第二驱动源在第二连接点处至少部分固定地连接至传输元件。第二驱动源经由传输元件至少部分固定地连接至第一驱动源。第一驱动源未直接连接至第二驱动源。
于一实施例中，沿着第一驱动源及第二驱动源所排列的一第一方向观察时，第一驱动源、第二驱动源与传输元件至少部分重叠。第一驱动源及第二驱动源位于传输元件的相对两侧。传输元件具有一长条形结构，且传输元件沿着第一方向延伸。
于一实施例中，传输元件经由一第一接着元件连接至第一驱动源。第一驱动源包括：一第一压电元件以及一第一弹性元件。第一弹性元件设置于第一压电元件，且第一弹性元件经由一第二接着元件连接至第一压电元件。第一接着元件的一第一硬度与第二接着元件的一第二硬度不同。第一硬度大于第二硬度。
于一实施例中，传输元件经由一第三接着元件连接至第二驱动源。第二驱动源包括：一第二压电元件以及一第二弹性元件。第二弹性元件设置于第二压电元件，且第二弹性元件经由一第四接着元件连接至第二压电元件。第三接着元件的一第三硬度与第四接着元件的一第四硬度不同。第三硬度大于第四硬度。第一硬度大于第四硬度。第三硬度大于第二硬度。第一硬度大致等于第三硬度。第二硬度大致等于第四硬度。
于一实施例中，驱动组件用以配合一控制系统，控制系统包括：一感测元件以及一控制单元。感测元件输出一感测信号。控制单元接收感测信号，并输出一第一控制信号至第一驱动源。控制单元输出一第二控制信号至第二驱动源。
于一实施例中，在一第一时间点时，第一驱动源接收第一控制信号后，驱动第一连接点朝向一第二方向运动。第二驱动源接收第二控制信号后，驱动第二连接点朝向第二方向运动。在第一时间点时，第一驱动源接收第一控制信号后驱动第一连接点的一第一运动方向不相反于第二驱动源接收第二控制信号后驱动第二连接点的一第二运动方向。
于一实施例中，第一控制信号具有一第一频率，第一频率小于第一驱动源的一第一共振频率。第二控制信号具有一第二频率，第二频率小于第二驱动源的一第二共振频率。第一共振频率不同于第二共振频率。第一频率小于驱动组件的共振频率。第二频率小于驱动组件的共振频率。第一频率不同于第二频率。
于一实施例中，驱动系统还包括：一第一模式、一第二模式以及一第三模式。在第一模式时，第一控制信号的一第一功率小于第二控制信号的一第二功率。在第二模式时，第一控制信号的第一功率大致等于第二控制信号的第二功率。在第三模式时，第一控制信号的第一功率大于第二控制信号的第二功率。
于一实施例中，在第一模式时，第一控制信号的一第一电压的最大值的绝对值小于第二控制信号的一第二电压的最大值的绝对值。在第二模式时，第一控制信号的第一电压的最大值的绝对值大致等于第二控制信号的第二电压的最大值的绝对值。在第三模式时，第一控制信号的第一电压的最大值的绝对值大于第二控制信号的第二电压的最大值的绝对值。
于一实施例中，在第一模式时，第一控制信号的一第一频率的最大值小于第二控制信号的一第二频率最大值。在第二模式时，第一控制信号的第一频率的最大值大致等于第二控制信号的第二频率的最大值。在第三模式时，第一控制信号的第一频率的最大值大于第二控制信号的第二频率的最大值。
本发明还提供一种驱动系统，包括一驱动组件以及一控制系统。控制系统驱动组件配合控制系统。控制系统包括：一感测元件以及一控制单元。感测元件输出一感测信号。控制单元接收感测信号并输出一第一控制信号至第一驱动源。控制单元输出一第二控制信号至第二驱动源。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1表示根据本发明一实施例的具有装设于一光学元件驱动机构内的一驱动组件的一电子装置。
图2表示根据本发明一实施例的驱动组件的爆炸图。
图3表示根据本发明一实施例的驱动组件的立体图。
图4表示根据本发明一实施例的一驱动系统的立体图。
图5表示根据本发明一实施例的在一第一模式时的驱动组件。
图6表示根据本发明一实施例的在一第二模式时的驱动组件。
图7表示根据本发明一实施例的在一第三模式时的驱动组件。
图8为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构的立体图。
图9为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图10为根据本发明一实施例的驱动组件的示意图。
图11为根据本发明一实施例的驱动组件的另一角度的示意图。
图12为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的仰视图。
图13为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的俯视图。
图14为沿图8中A-A’线段切开的光学元件驱动机构的剖面图。
图15为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的俯视图。
图16为沿图8中B-B’线段切开的光学元件驱动机构的剖面图。
图17为根据本发明的另一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的示意图。
图18为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构的部分结构的示意图。
图19为沿图8中C-C’线段切开的光学元件驱动机构的剖面图。
图20为沿图8中C-C’线段切开的光学元件驱动机构的剖面图。
图21为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构的爆炸图。
图22为根据本发明一实施例的可动部及驱动组件的立体图。
图23A为根据本发明一实施例的驱动组件的侧视图。
图23B为根据本发明一实施例的驱动组件的前视图。
图24A为根据本发明一实施例的连接可动部与驱动组件的示意图。
图24B为根据本发明另一实施例的连接可动部与驱动组件的示意图。
图25A为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构位于第一极限位置的示意图。
图25B为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构位于第二极限位置的示意图。
图26为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构的俯视图。
图27为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构的前视图。
图28为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构的侧视图。
图29为根据本发明一实施例的连接位置感测组件的示意图。
图30以及图31分别是本发明一些实施例中的驱动组件的立体图以及侧视图。
图32A至图32E是驱动组件带动活动部在Y方向上移动的方法的示意图，图32F是本方法中对驱动组件施加的电压与时间关系的示意图。
图33A至图33E是驱动组件带动活动部在-Y方向上移动的方法的示意图，图33F是本方法中对驱动组件施加的电压与时间关系的示意图。
图34是本发明一些实施例的电子装置的示意图。
图35A是本发明一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图35B是光学元件驱动机构的爆炸图。
图36A是光学元件驱动机构从图35A中Y方向观察的示意图。
图36B是光学元件驱动机构沿图35A中的线段4-A-4-A’示出的剖面图。
图36C是光学元件驱动机构从X方向观察时的示意图。
图37A是第一活动部的立体图。
图37B是第一活动部的俯视图。
图37C是第一活动部的侧视图。
图38A是第二活动部的示意图。
图38B是第二活动部的仰视图。
图39A是第一活动部、第二活动部、以及中介元件的俯视图。
图39B是第一活动部、第二活动部、以及中介元件的侧视图。
图40A是第一活动部、第二活动部、以及中介元件的俯视图。
图40B是第一活动部、第二活动部、以及中介元件的侧视图。
图41A是本发明一些实施例中的光学元件驱动机构的示意图。
图41B是光学元件驱动机构的爆炸图。
图41C是光学元件驱动机构沿图41A中的线段4-B-4-B’示出的剖面图。
图42是活动部的爆炸图。
图43是活动部从Y方向观察时的示意图。
图44是光学元件驱动机构的示意图
图45是本发明一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图46是光学元件驱动机构的爆炸图。
图47A、图47B是光学元件驱动机构从不同方向观察时的示意图。
图47C是图47B的放大图。
图47D是光学元件驱动机构的俯视图。
图48是活动部的示意图。
图49是本发明一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图50是本发明一些实施例的电子装置的示意图。
图51是本发明一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图52是光学元件驱动机构的爆炸图。
图53是光学元件驱动机构的俯视图。
图54A是光学元件驱动机构沿图53中的线段5-A-5-A’示出的剖面图。
图54B是光学元件驱动机构沿图53中的线段5-B-5-B’示出的剖面图。
图55是光学元件驱动机构的侧视图。
图56A至图56E是驱动组件带动活动部在Y方向上移动的方法的示意图。
图56F是本方法中对驱动组件施加的电压与时间关系的示意图。
图57A至图57E是驱动组件带动活动部在-Y方向上移动的方法的示意图。
图57F是本方法中对驱动组件施加的电压与时间关系的示意图。
图58是本发明一些实施例的光学系统的示意图。
图59是第一光学模块与第二光学模块的爆炸图。
图60是第一光学模块与第二光学模块的剖面图。
图61A至图65是第一光学模块一些元件的示意图。
图66A以及图66B是第一光学模块与第二光学模块的示意图。
图67是本发明一些实施例中的光学系统的示意图。
图68是光学系统的爆炸图。
图69A以及图69B分别是沿着图67中的线段7-A-7-A’以及线段7-B-7-B’示出的剖面图。
图70是第一光学模块以及第二光学模块的爆炸图。
图71A是第一光学模块一些元件的透视图。
图71B是第一驱动组件或第二驱动组件的示意图
图71C是第一驱动组件或第二驱动组件的俯视图
图71D是第一驱动组件或第二驱动组件的剖面图。
图71E是沿着第一方向观察时，第一驱动组件、第二驱动组件、第一壳体的示意图。
图71F是沿着第二方向观察时，第一驱动组件、第二驱动组件、第一壳体的示意图。
图71G是沿着第四方向观察时，第一驱动组件、第二驱动组件、第一壳体的示意图。
图72是第二光学模块的爆炸图。
图73A是光学系统一些元件的示意图。
图73B是光学系统一些元件的俯视图。
图74是光学系统一些元件从第六方向观察时的示意图。
图75A、图75B、图75C是光学系统进行运作时的示意图。
将理解到，附图中的元件为了简单及清楚起见而示出，且不一定按比例绘制。举例而言，附图中一些元件的尺寸可相对于其他元件而放大，以帮助提升对本揭示内容所说明的实施例的理解。
具体实施方式
以下说明本发明实施例的光学元件驱动机构。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的公开概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
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领域的普通技术人员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发明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，除非在此特别定义。
此外，与空间相关用词。例如“在……下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。此外，除非另有说明，当用“约”、“近似”、“实质”、“大致”等描述数字或数字范围时，此术语旨在包括在所述数字的±10％内的数字。例如，术语“约5毫米”包括4.5毫米至5.5毫米的尺寸范围。而且，如本文所讨论的，语句“约相同”、“近似”、“实质相同”、“大致相同”可指具有在基础尺寸的±10％内的变化的尺寸。
首先请参阅图1，本发明一实施例的一驱动组件1-100可以装设在一光学元件驱动机构1-1内，用以驱动一光学元件。而且，光学元件驱动机构1-1可装设于一电子装置1-2内，用以照相或摄像，其中前述电子装置1-2例如可为智能手机或是数码相机，但本发明不限于此。应注意的是，图1中所示的驱动组件1-100、光学元件驱动机构1-1与电子装置1-2的位置及大小关系仅为一示例，而非限制驱动组件1-100、光学元件驱动机构1-1与电子装置1-2的位置及大小关系。实际上，驱动组件1-100可根据不同的需求而装设在光学元件驱动机构1-1中的不同位置，而且光学元件驱动机构1-1可根据不同的需求而装设在电子装置1-2中的不同位置。
请参阅图2，驱动组件1-100包括一传输元件1-10、一第一驱动源1-20、一第二驱动源1-30以及一接着元件1-40。传输元件1-10具有一第一端1-11、一第二端1-12、一第一连接点1-13以及一第二连接点1-14。第一驱动源1-20包括一第一压电元件1-21以及一第一弹性元件1-22。第二驱动源1-30包括一第二压电元件1-31以及一第二弹性元件1-32。接着元件1-40包括一第一接着元件1-41、一第二接着元件1-42、一第三接着元件1-43以及一第四接着元件1-44。
请参阅图3，传输元件1-10具有一长条形结构，且传输元件1-10沿着一第一方向1-D1延伸。第一连接点1-13邻近于第一端1-11，且第二连接点1-14邻近于第二端1-12。也就是说，第一连接点1-13与第一端1-11的最短距离小于第一连接点1-13与第二端1-12的最短距离；而且，第二连接点1-14与第一端1-11的最短距离大于第二连接点1-14与第二端1-12的最短距离。第一驱动源1-20在第一连接点1-13处至少部分固定地连接至传输元件1-10，以输出一第一驱动力至传输元件1-10。第二驱动源1-30在第二连接点1-14处至少部分固定地连接至传输元件1-10，以输出一第二驱动力至传输元件1-10。应注意的是，第一驱动源1-20未直接连接至第二驱动源1-30。实际上，第一驱动源1-20经由传输元件1-10至少部分固定地连接至第二驱动源1-30。而且，第一驱动源1-20及第二驱动源1-30分别位于传输元件1-10的相对两侧。第一驱动源1-20及第二驱动源1-30沿着第一方向1-D1而排列。也就是说，沿着第一驱动源1-20及第二驱动源1-30所排列的第一方向1-D1观察时，第一驱动源1-20、第二驱动源1-30与传输元件1-10至少部分重叠。
在如图3所示的实施例中，第一压电元件1-21设置于第一弹性元件1-22上，且第二弹性元件1-32设置于第二压电元件1-31上。也就是说，第一压电元件1-21位于传输元件1-10及第一弹性元件1-22之间，且第二压电元件1-31位于传输元件1-10及第二弹性元件1-32之间。
然而，在其他实施例中(图未示)，第一弹性元件1-22可以设置于第一压电元件1-21上，且第二压电元件1-31可以设置于第二弹性元件1-32上。也就是说，第一弹性元件1-22可以位于传输元件1-10及第一压电元件1-21之间，且第二弹性元件1-32可以位于传输元件1-10及第二压电元件1-31之间。
请参阅图3，传输元件1-10经由第一接着元件1-41连接至第一驱动源1-20。第一压电元件1-21经由第二接着元件1-42连接至第一弹性元件1-22。传输元件1-10还经由第三接着元件1-43连接至第二驱动源1-30。第二压电元件1-31经由第四接着元件1-44连接至第二弹性元件1-32。
第一接着元件1-41的一第一硬度与第二接着元件1-42的一第二硬度不同，而且第三接着元件1-43的一第三硬度与第四接着元件1-44的一第四硬度不同。更具体地说，第一硬度大于第二硬度、第一硬度大于第四硬度、第三硬度大于第二硬度、第三硬度大于第四硬度、第一硬度大致等于第三硬度且第二硬度大致等于第四硬度。应注意的是，此处所讨论的第一硬度、第二硬度、第三硬度及第四硬度可以是接着元件的应变系数。
请参阅图4，本发明实施例的一驱动系统1-200包括驱动组件1-100以及控制系统1-50。控制系统1-50包括一感测元件1-51以及一控制单元1-52。
驱动组件1-100配合于控制系统1-50。控制系统1-50的感测元件1-51可以设置在连接至传输元件1-10的一外部元件1-A(外部元件1-A可以连接到光学元件)上，以感测外部元件1-A的位移量，并输出一感测信号1-SS(以箭头表示)至控制单元1-52。控制单元1-52接收感测信号1-SS后，输出一第一控制信号1-CS1(以箭头表示)至第一驱动源1-20，并输出一第二控制信号1-CS2(以箭头表示)至第二驱动源1-30。此处所讨论的第一控制信号1-CS1及第二控制信号1-CS2可以是电压信号。
在第一驱动源1-20接收第一控制信号1-CS1后，第一驱动源1-20驱动第一连接点1-13运动。在第二驱动源1-30接收第二控制信号1-CS2后，第二驱动源1-30驱动第二连接点1-14运动。而且，在同一个时间点时，第一驱动源1-20驱动第一连接点1-13运动的一第一运动方向不相反于第二驱动源1-30驱动第二连接点1-14运动的一第二运动方向。也就是说，在一第一时间点时，第一运动方向不相反于第二运动方向。更具体地说，在如图4所示的实施例中，在第一时间点时，第一驱动源1-20接收第一控制信号1-CS1后，驱动第一连接点1-13朝向一第二方向1-D2运动；而且，在第一时间点时，第二驱动源1-30接收第二控制信号1-CS2后，驱动第二连接点1-14朝向第二方向1-D2运动。
驱动组件1-100具有一共振频率。第一驱动源1-20具有一第一共振频率，第二驱动源1-30具有一第二共振频率。第一共振频率不同于第二共振频率。第一控制信号1-CS1具有一第一频率，第二控制信号1-CS2具有一第二频率，第一频率不同于第二频率。
在一实施例中，第一频率小于第一共振频率，且第二频率小于第二共振频率。如此一来，第一控制信号1-CS1及第二控制信号1-CS2可以使第一驱动源1-20及第二驱动源1-30更有效地驱动传输元件1-10。
在一实施例中，第一频率小于共振频率，且第二频率小于共振频率。如此一来，第一控制信号1-CS1及第二控制信号1-CS2可以使第一驱动源1-20及第二驱动源1-30更有效地驱动传输元件1-10。
请参阅图5到图7，驱动系统1-200还包括一第一模式、一第二模式以及一第三模式。
请参阅图5，在第一模式时，连接至传输元件1-10的外部元件1-A邻近于传输元件1-10的第一端1-11(外部元件1-A与第一端1-11的距离小于外部元件1-A与第二端1-12的距离)。
请参阅图6，在第二模式时，连接至传输元件1-10的外部元件1-A大致位于传输元件1-10的中间(外部元件1-A与第一端1-11的距离大致等于外部元件1-A与第二端1-12的距离)。
请参阅图7，在第三模式时，连接至传输元件1-10的外部元件1-A邻近于传输元件1-10的第二端1-12(外部元件1-A与第一端1-11的距离大于外部元件1-A与第二端1-12的距离)。
在一实施例中，在第一模式时，第一控制信号1-CS1的一第一功率小于第二控制信号1-CS2的一第二功率。在第二模式时，第一控制信号1-CS1的第一功率大致等于第二控制信号1-CS2的第二功率。在第三模式时，第一控制信号1-CS1的第一功率大于第二控制信号1-CS2的第二功率。如此一来，可以更有效率地控制传输元件1-10，并使传输元件1-10更有效率地延伸，以驱动光学元件。
在一实施例中，在第一模式时，第一控制信号1-CS1的一第一电压的最大值的绝对值小于第二控制信号1-CS2的一第二电压的最大值的绝对值。在第二模式时，第一控制信号1-CS1的第一电压的最大值的绝对值大致等于第二控制信号1-CS2的第二电压的最大值的绝对值。在第三模式时，第一控制信号1-CS1的第一电压的最大值的绝对值大于第二控制信号1-CS2的第二电压的最大值的绝对值。如此一来，可以更有效率地控制传输元件1-10，并使传输元件1-10更有效率地延伸，以驱动光学元件。
在一实施例中，在第一模式时，第一控制信号1-CS1的第一频率的最大值小于第二控制信号1-CS2的第二频率的最大值。在第二模式时，第一控制信号1-CS1的第一频率的最大值大致等于第二控制信号1-CS2的第二频率的最大值。在第三模式时，第一控制信号1-CS1的第一频率的最大值大于第二控制信号1-CS2的第二频率的最大值。如此一来，可以更有效率地控制传输元件1-10，并使传输元件1-10更有效率地延伸，以驱动光学元件。
总的来说，本发明实施例所公开的驱动组件以及驱动系统可以通过提供不同的功率、电压或频率的控制信号到第一驱动源或第二驱动源，以更有效的控制传输元件。再者，相较于公知的驱动组件以及驱动系统，本发明实施例所公开的驱动组件以及驱动系统可以更快速的驱动外部元件或光学元件，并且可以使外部元件或光学元件更精准地移动到所想要的位置。
请参考图8至图9，图8为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构2-1的立体图，图9为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构2-1的爆炸图。光学元件驱动机构2-1具有一光轴2-O，包括一固定部2-100、一可动部2-200、一驱动组件2-300、一接着元件2-400(参考图14)、两个导引元件2-500、一第一弹性元件2-600、一第二弹性元件2-700、一位置感测组件2-800以及一电路组件2-900，其中驱动组件2-300沿着一第一方向2-D1运动，使可动部2-200沿着一第二方向2-D2运动，第一方向2-D1与第二方向2-D2不同，在本实施例中，第一方向2-D1垂直于第二方向2-D2，并且第二方向2-D2与光轴2-O平行。在本实施例中，光学元件驱动机构2-1具备自动对焦(Auto Focusing,AF)功能，但不限于此，在一些实施例中，光学元件驱动机构2-1也可以具备自动对焦以及光学防手震(Optical ImageStabilization,OIS)功能。
固定部2-100为一外壳2-S，包括一顶壳2-110以及一底座2-120。顶壳2-110包括一外顶壁2-110A、四个侧壁2-110B、一内顶壁2-110C、一顶壳开孔2-111。底座2-120包括一外底壁2-120A、一内底壁2-120B、一底座开孔2-121、一固定部滑动面2-122、一固定部滑轨2-123、一第一连接面2-124以及一第二连接面2-125。前述顶壳2-110具有一中空结构，且其与底座2-120可相互结合而构成光学元件驱动机构2-1的外壳2-S，其中顶壳2-110构成外壳2-S的外顶壁2-110A与四个侧壁2-110B，且底座2-120构成外壳2-S的外底壁2-120A。应了解的是，顶壳2-110及底座2-120上分别形成有一顶壳开孔2-111及一底座开孔2-121，顶壳开孔2-111的中心对应于光轴2-O，而底座开孔2-121则对应于设置在光学元件驱动机构2-1的外的影像感测元件(未图示)，外部光线可由顶壳开孔2-111进入顶壳2-110，接着经过一光学元件(未图示)与底座开孔2-121后由前述影像感测元件所接收，以产生一数字影像信号。
可动部2-200可连接光学元件，并且与固定部2-100相对运动。在本实施例中，可动部2-200为一承载座2-200，具有一贯穿孔2-201、一可动部滑动面2-202(参考图12)、一可动部滑轨2-203(参考图12)、一第一滑槽2-204、一第二滑槽2-205、一顶面2-206以及一底面2-207。其中，贯穿孔2-211与前述光学元件之间配置有对应锁合的螺牙结构，可使所述光学元件锁固于贯穿孔2-211内。
请参考图9至图13，图10为根据本发明一实施例的驱动组件2-300的示意图，图11为根据本发明一实施例的驱动组件2-300的另一角度的示意图，图12为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的仰视图。图13为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的俯视图。驱动组件2-300包括一压电元件2-310、一传输元件2-320、一夹持元件2-330、一转换元件2-340、一第一中介元件2-350以及一第二中介元件2-360。在本实施例中，压电元件2-310具有沿着一第三方向2-D3延伸的一圆板状，第三方向2-D3与第一方向2-D1垂直，并且第三方向2-D3与第二方向2-D2垂直。压电元件2-310包括两块压电陶瓷板2-311以及一弹性材料片2-312，弹性材料片2-312设置于两块压电陶瓷板2-311之间。而传输元件2-320连接压电元件2-310，更详细地说，传输元件2-320固定于压电陶瓷板2-311的中心。传输元件2-320为圆柱状的一长轴，而长轴的方向与第一方向2-D1平行。夹持元件2-330设置于传输元件2-320，夹持元件2-330使用弹性材料，具有一圆弧形状，此形状配合长轴(传输元件2-320)的形状，使得长轴可穿过夹持元件2-330并且夹持元件2-330可夹持在长轴上。
如图10以及图11所示，转换元件2-340连接到夹持元件2-330，更详细地说，夹持元件2-330埋入射出成形于转换元件2-340中，但不限于此。在一些实施例中，转换元件2-340与夹持元件2-330为一体成形。转换元件2-340具有一转换元件第一滑动面2-341以及一转换元件第二滑动面2-343，转换元件第一滑动面2-341面向于可动部滑动面2-202(可动部滑动面2-202如图12所示)，并且转换元件第一滑动面2-341以及可动部滑动面2-202与第一方向2-D1、第二方向2-D2以及第三方向2-D3不垂直也不平行。而转换元件第二滑动面2-343面向于固定部滑动面2-122(固定部滑动面2-122如图13所示)，并且转换元件第二滑动面2-343以及固定部滑动面2-122与第一方向2-D1平行。
转换元件第一滑动面2-341具有一第一沟槽2-342，可动部滑动面2-202具有一可动部滑轨2-203，可动部滑轨2-203延伸的方向与可动部滑动面2-202平行，第一沟槽2-342以及该可动部滑轨2-203分别容置该第一中介元件2-350的一部份。换句话说，第一中介元件2-350连接转换元件2-340以及可动部2-200，在本实施例中，第一中介元件2-350为球状的金属或陶瓷材料，活动地设置于第一沟槽2-342以及可动部滑轨2-203之间，第一沟槽2-342限制第一中介元件2-350的运动范围，并且通过第一中介元件2-350在可动部滑轨2-203中移动，可减少转换元件第一滑动面2-341与可动部滑动面2-202之间的摩擦。但不限于此，在一些实施例中，也可以不具有第一中介元件2-350，而是通过改变两个滑动面之间的材质减少摩擦。在一些实施例中，第一中介元件2-350固定地设置于可动部2-200或转换元件2-340上。此外，视需求沟槽与滑轨的位置也可以互换，或是转换元件2-340以及可动部2-200皆是设置滑轨的设计。
第二中介元件2-360设置在转换元件2-340与固定部2-100之间，更详细地说，转换元件第二滑动面2-343具有第二沟槽2-344，固定部滑动面2-122具有沿着第一方向2-D1延伸的固定部滑轨2-123，第二沟槽2-344以及固定部滑轨2-123分别容置第二中介元件2-360的一部份。与第一中介元件2-350类似，第二中介元件2-360活动地设置于第二沟槽2-344以及固定部滑轨2-123之间，第二沟槽2-344限制第二中介元件2-360的运动范围，并且通过第二中介元件2-360在固定部滑轨2-123中移动，可减少转换元件第二滑动面2-343与固定部滑动面2-122之间的摩擦。
请参考图14以及图15，图14为沿图8中A-A’线段切开的光学元件驱动机构2-1的剖面图，图15为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的俯视图。可使用接着元件2-400将驱动组件2-300与固定部2-100连接，更详细地说，底座2-120具有与第二方向2-D2平行的第一连接面2-124，并且此第一连接面2-124面向压电元件2-310的压电陶瓷板2-311，而接着元件2-400可设置于压电陶瓷板2-311与第一连接面2-124之间。当沿着第二方向2-D2观察时，第一连接面2-124与传输元件2-320至少部分重叠。
底座2-120也具有与第二方向2-D2垂直的第二连接面2-125，此第二连接面2-125面向传输元件2-320，而接着元件2-400可设置于传输元件2-320与第二连接面2-125之间。当沿着第二方向2-D2观察时，第二连接面2-125与传输元件2-320至少部分重叠。在本实施例中，接着元件2-400为柔性的接着剂，将驱动组件2-300与固定部2-100连接，使得压电元件2-310与传输元件2-320可以在一特定范围相对于底座2-120在第一方向2-D1运动。
请参考图15至图17，图16为沿图8中B-B’线段切开的光学元件驱动机构2-1的剖面图，图17为根据本发明的另一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的示意图。如图15所示。两个圆柱状的导引元件2-500固定地设置于固定部2-100的底座2-120，并且分别穿过可动部2-200的第一滑槽2-204以及第二滑槽2-205。第一滑槽2-204的一内壁2-204A上覆盖一涂层，以减少当可动部2-200运动时导引元件2-500与第一滑槽2-204之间的摩擦力。在本实施例中，光学元件驱动机构2-1具有一矩形结构，当沿着第二方向2-D2观察时，第一滑槽2-204与驱动组件2-300呈对角设置，而第二滑槽2-205设置于与第一滑槽2-204以及驱动组件2-300皆不同的其中一个角落。当沿着第三方向2-D3观察时，导引元件2-500与转换元件2-340至少部分重叠，导引元件2-500与传输元件2-320至少部分重叠，并且导引元件2-500、转换元件2-340以及传输元件2-320至少部分重叠。
此外，第一滑槽2-204为封闭式，也就是如图15所示，第一滑槽2-204包围导引元件2-500。另一方面，第二滑槽2-205为非封闭式，如图15所示，导引元件2-500并未完全被第二滑槽2-205包围，通过这样的设计结构，相较于只有一个封闭式滑槽的结构，封闭式的第一滑槽2-204可以使可动部2-200完全沿着滑槽运动，而非封闭式的第二滑槽2-205可以辅助可动部2-200在第二方向2-D2的运动。此外，相较于两个封闭式滑槽的结构，非封闭式的第二滑槽2-205由于可以减少制造时公差导致组装时导引元件2-500无法穿过滑槽的机率，因此可以提高光学元件驱动机构2-1的组装成功率。
如图16所示，可动部2-200的顶面2-206面向顶壳2-110的内顶壁2-110C，并且可动部2-200的底面2-207面向底座2-120的内底壁2-120B，顶面2-206、底面2-207、内顶壁2-110C以及内底壁2-120B与第二方向2-D2垂直。当沿着第三方向2-D3观察时，顶面2-206与内顶壁2-110C之间的一第一距离2-R1小于导引元件2-500在第二方向2-D2的一长度2-L，并且底面2-207及内底壁2-120B之间的一第二距离2-R2小于导引元件2-500在第二方向2-D2的长度2-L，也就是说，由于导引元件2-500足够长，因此即便可动部2-200达到最大运动范围时，也不会脱离导引元件2-500。
然而，导引元件2-500以及滑槽不限于上述结构，可视需求改变导引元件2-500以及滑槽的形式以及数量，例如，如图17所示，在另一些实施例中，一光学元件驱动机构2-1’具有与光学驱动机构2-1类似的结构以及元件，其中导引元件2-500’为球状结构，固定于固定部2-100’的两侧边，可动部2-200’具有滑槽2-208’，而导引元件2-500’的至少一部分位于滑槽2-208’，可以使得可动部2-200’在第二方向2-D2运动时，避免偏移的发生。
请参考图15以及图16，第一弹性元件2-600弹性地连接可动部2-200以及固定部2-100。第一弹性元件2-600具有连接可动部2-200的两个第一可动连接部2-610以及连接固定部2-100的两个第一固定连接部2-620，在矩形结构中两个第一可动连接部2-610呈对角配置，并且两个第一固定连接部2-620在矩形结构中也呈对角配置。当沿着第二方向2-D2观察时，第一可动连接部2-610与第一固定连接部2-620不重叠。第一弹性元件2-600可在可动部2-200沿着第二方向2-D2远离一光的出射面2-E运动时，施予可动部2-200一个反方向的作用力，避免可动部2-200运动超过一定范围。
第二弹性元件2-700弹性地连接可动部2-200以及固定部2-100。第二弹性元件2-700设置于较第一弹性元件2-600更靠近光的出射面2-E，并且在矩形结构中第二弹性元件2-700与驱动组件2-300呈对角设置，通过这样的设计，除了可使光学元件驱动机构2-1整体结构更加平衡之外，第二弹性元件2-700可在可动部2-200沿着第二方向2-D2朝向光的出射面2-E运动时，施予可动部2-200一个反方向的作用力，避免可动部2-200运动超过一定范围。第二弹性元件2-700具有连接可动部2-200的第二可动连接部2-710以及连接固定部2-100的第二固定连接部2-720，第二可动连接部2-710以及第二固定连接部2-720皆位于矩形结构的相同角落。
当沿着第二方向2-D2观察时，第一弹性元件2-600与第二弹性元件2-700不重叠、驱动组件2-300与第一弹性元件2-600部分重叠、驱动组件2-300与第二弹性元件2-700不重叠、并且第二可动连接部2-710与第一可动连接部2-610的其中一个位于矩形结构的相同角落。
接着请参考图15以及图18，图18为根据本发明的一实施例的光学元件驱动机构2-1的部分结构的示意图。电路组件2-900与驱动组件2-300电性连接，当沿着第二方向2-D2观察时，电路组件2-900设置于矩形结构的至少二侧边，在本实施例中，电路组件2-900包括一内部电路元件2-910以及一外部电路元件2-920，内部电路元件2-910为接近矩形的柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)，在矩形结构的一角落弯曲，形成L形的结构而设置于矩形结构的两个侧边。内部电路元件2-910在其中一个侧边连接压电元件2-310，并且延伸至另一侧边连接到外部电路元件2-920。当沿着第二方向2-D2观察时，电路组件2-900与第一弹性元件2-600以及第二弹性元件2-700不重叠。当沿着第三方向2-D3观察时，电路组件2-900与第二弹性元件2-700不重叠。通过这样的设计，可达到光学元件驱动机构2-1的小型化。
回到图9，位置感测组件2-800用以感测固定部2-100与可动部2-200的相对运动，位置感测组件2-800的至少一部份设置于可动部2-200，并且位置感测组件2-800的至少另一部分设置于固定部2-100，在本实施例中，位置感测组件2-800包括一感测元件810以及一感测磁性元件820，感测元件810设置于固定部2-100的底座2-120，感测磁性元件820设置于可动部2-200，更详细地说，感测元件810例如可为霍尔传感器(Hall effect sensor)、磁敏电阻传感器(MR sensor)或磁通量传感器(Fluxgate)等，设置以感测在承载座2-200上的感测磁性元件820的磁场，藉以获得承载座2-200相对于底座2-120的位置，但不限于此。在一些实施例中，感测元件810设置于可动部2-200，感测磁性元件820设置于固定部2-100。在一些实施例中，感测元件810设置于电路组件2-900，感测磁性元件820设置于可动部2-200。
接着，参考图9、图19以及图20，说明光学元件驱动机构2-1的作动，图19以及图20为沿图8中C-C’线段切开的光学元件驱动机构2-1的剖面图，图19为驱动组件2-300驱动可动部2-200之前，图20为驱动组件2-300驱动可动部2-200后。当从外部施加电压经由电路组件2-900传送至驱动组件2-300，使得圆板状的压电元件2-310产生形变，例如向外缓慢弯曲(压电元件2-310的外圆周较中心更靠近侧壁2-110B)，进而使得传输元件2-320在第一方向2-D1上往远离压电元件2-310的方向移动，此时由于传输元件2-320与夹持元件2-330之间具一静摩擦力，因此传输元件2-320与夹持元件2-330之间无相对运动。接着再控制电压，使得压电元件2-310向内快速弯曲(压电元件2-310的中心较外圆周更靠近侧壁2-110B)，传输元件2-320也因此在第一方向2-D1上往靠近压电元件2-310的方向快速地移动，并克服传输元件2-320与夹持元件2-330之间的静摩擦力，进而使得夹持元件2-330相对于传输元件2-320在第一方向2-D1上往远离压电元件2-310的方向移动。因此，通过反复上述的步骤，便可控制夹持元件2-330在第一方向2-D1的运动。
如图9、图19以及图20所示，当控制夹持元件2-330在第一方向2-D1上往远离压电元件2-310的方向移动时，连接连接于夹持元件2-330的转换元件2-340在相同方向移动，并通过部分设置在转换元件2-340的第一沟槽2-341的第一中介元件2-350在可动部2-200的可动部滑轨2-203移动，进而使得可动部2-200沿着导引元件2-500在第二方向2-D2上朝向远离光的出射面2-E的方向移动，并通过位置感测组件2-800得到可动部2-200相对于固定部2-100的位置。因此，可以通过控制驱动组件2-300在第一方向2-D1的运动，进而控制可动部2-200在第二方向2-D2的运动。
在公知的光学元件驱动机构中，驱动组件与可动部为相同方向的运动，也就是传输元件的长轴设置为与光轴平行，若想增加可动部的运动范围，必须增加传输元件的长度，而使得光学元件驱动机构整体变大，而本实施例这样的不同的结构设计，由于传输元件2-320(长轴)在光学元件驱动机构2-1内为水平设置(与光轴2-O垂直)，相较于公知的光学元件驱动机构的配置，可以设计得更长而不会影响光学元件驱动机构2-1的整体大小，可动部2-200也可以因此而有更大的运动范围，或是与公知的可动部具有相同的运动范围，但可以提供更加微型化的光学元件驱动机构2-1。
如上所述，本发明实施例提供一种光学元件驱动机构，包括固定部、可动部以及驱动组件。可动部活动地设置在固定部上。驱动组件设置在固定部上，驱动可动部相对于固定部运动。藉此，提供一种更微型化，并可以通过控制驱动组件在第一方向的运动，而可以进而控制可动部在第二方向运动的光学元件驱动机构。
请参阅图21。图21为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构3-10的爆炸图。如图21所示，在一些实施例中，光学元件驱动机构3-10主要包括一固定部3-100、一可动部3-200、一驱动组件3-300以及导引构件3-400。固定部3-100包括一底座3-110以及一上盖3-120。可动部3-200设置于底座3-110及上盖3-120之间，且可动部3-200可相对固定部3-100运动。固定部3-100及可动部3-200具有互相对应的孔洞，可容置一光学元件(例如：镜头(未图示))。上述光学元件可通过连接可动部而沿一光轴运动，达成光学防手震的效果。
驱动组件3-300包括一夹持元件3-310、一传输元件3-320、一压电元件3-330以及一枢接元件3-340。夹持元件3-310、传输元件3-320及压电元件3-330沿着第一方向3-D1排列。夹持元件3-310包括一弹性本体3-312及一金属元件3-314。金属元件3-314固定地连接至弹性本体3-312，且通过弹性本体3-312向内的弹性压力活动地夹持传输元件3-320。传输元件3-320固定地连接至压电元件3-330。当通电至压电元件3-330时，压电元件3-330沿第一方向3-D1变形，带动传输元件3-320在第一方向3-D1上移动，使得夹持元件3-310可在第一方向3-D1上运动。
枢接元件3-340具有一长条结构，位于夹持元件3-310与可动部3-200之间，通过枢接驱动组件3-300的夹持元件3-310及可动部3-200，将驱动组件3-300提供的沿第一方向3-D1的力转换为沿第二方向3-D2的力，使得可动部3-200可在第二方向3-D2上运动。在根据本发明的一些实施例中，第一方向3-D1与第二方向3-D2不同，且第一方向3-D1与第二方向3-D2互相垂直。如此一来，驱动组件3-300的尺寸不会受限于光学元件驱动机构3-10的高度(第二方向3-D2上)。
在根据本发明的一些实施例中，导引构件3-400具有长条结构，沿第二方向3-D2延伸，且设置于固定部3-100的底座3-110与可动部3-200之间。在一些实施例中，导引构件3-400可固定地连接固定部3-100，并活动地连接可动部3-200。在一些其他实施例中，导引构件3-400亦可活动地连接固定部3-100，并固定地连接可动部3-200。导引构件3-400可用于定位可动部3-200，使得可动部3-200不会在运动过程中倾斜或偏移，提供更高的稳定性。在另一些实施例中，导引构件3-400可为球形结构，设置于固定部3-100与可动部3-200之间，达成相似的定位功能。
请参阅图22。图22为根据本发明一实施例的可动部3-200及驱动组件3-300的立体图。如图22所示，驱动组件3-300的夹持元件3-310夹持传输元件3-320，当夹持元件3-310运动时，利用夹持元件3-310的弹性本体3-312连接枢接元件3-340，枢接元件3-340又连接可动部3-200，使得可动部3-200可在第二方向3-D2上运动。因为夹持元件3-310活动地夹持传输元件3-320，当夹持元件3-310的金属元件3-314与传输元件3-320之间的摩擦力小于两者之间的最大静摩擦力时，夹持元件3-310可通过传输元件3-320的带动(夹持元件3-310与传输元件3-320之间的惯性力)而在第一方向3-D1上运动。当金属元件3-314与传输元件3-320之间的摩擦力超过两者之间的最大静摩擦力时，传输元件3-320的移动就不会影响夹持元件3-310。换句话说，当传输元件3-320的移动速度够大，使得金属元件3-314与传输元件3-320之间的摩擦力克服最大静摩擦力时，夹持元件3-310不会产生移动。因此，通过调整压电元件3-330移动传输元件3-320的速度，可有效地移动夹持元件3-310至多种不同位置。因此，夹持元件3-310的运动(连带着可动部3-200的运动)不会受到传输元件3-320或压电元件3-330的尺寸的影响(例如：在一些实施例中，夹持元件3-310的移动范围可超过压电元件3-330的变形量)。根据本发明的实施例，在不增加驱动组件3-300体积的状况下，可达成一样的甚至更佳的光学防手震效果。
在一些实施例中，夹持元件3-310的弹性本体3-312由塑胶或任何适合的弹性材料制成，以提供夹持传输元件3-320所需的弹性力。在一些实施例中，夹持元件3-310的金属元件3-314及传输元件3-320皆由金属制成。金属元件3-314具有高耐磨性及高耐用性，使得在夹持传输元件3-320时不易损耗。
请参阅图23A。图23A为根据本发明一实施例的驱动组件3-300的侧视图。在一些实施例中，沿着第一方向3-D1观察时，夹持元件3-310的弹性本体3-312为一C形结构。弹性本体3-312具有一第一开口3-O1，为了确保传输元件3-320在移动过程中不会脱离夹持元件3-310，第一开口3-O1沿第二方向3-D2的长度小于传输元件3-320的直径。在根据本发明的一些实施例中，金属元件3-314为两片金属片，沿第二方向3-D2夹持传输元件3-320。金属元件3-314的两片金属片之间具有一第二开口3-O2，基于相似的理由，第二开口3-O2沿第二方向3-D2的长度小于传输元件3-320的直径，且第二开口3-O2小于第一开口3-O1，如图23A所示。
请参阅图23B。图23B为根据本发明一实施例的驱动组件3-300的前视图。在一些实施例中，沿着第三方向3-D3观察时，金属元件3-314突出于弹性本体3-312的相对两侧。在根据本发明的一些实施例中，沿着第三方向3-D3观察时，传输元件3-320突出于弹性本体3-312的相对两侧，避免在传输元件3-320移动时脱离夹持元件3-310。
请参阅图24A。图24A为根据本发明一实施例的连接可动部3-200与驱动组件3-300的示意图。如图24A所示，可动部3-200具有一枢柱3-T，夹持元件3-310的弹性本体3-312亦具有一枢柱3-T，且枢接元件3-340具有二枢孔3-342。可动部3-200与弹性本体3-312的二枢柱3-T分别枢接各一枢孔3-342。在一些实施例中，可动部3-200的枢柱3-T与弹性本体3-312的枢柱3-T互相平行，使得枢接元件3-340可达成转换力的方向的功能。在一些实施例中，枢接元件3-340可为塑胶或金属。在一些实施例中，枢接元件3-340的枢孔3-342的内壁面可具有涂层，经过表面处理的枢孔3-342可具有较小的摩擦力，减少与枢柱3-T之间相对运动的阻碍。上述涂层可例如为铁氟龙(Polytetrafluoroethylene，PTFE)或为其他适合的材料。
此外，图24B为根据本发明另一实施例的连接可动部3-200与驱动组件3-300的示意图。图24B中的可动部3-200及驱动组件3-300与图24A相似，两者的差异仅为枢柱3-T及枢孔3-342的设置位置。在图24B中，可动部3-200与弹性本体3-312各自具有一枢孔3-342，且枢接元件3-340具有二枢柱3-T。枢接元件3-340的二枢柱3-T互相平行，且各自枢接可动部3-200与弹性本体3-312的枢孔3-342。
接着请参阅图25A及图25B。图25A及图25B分别为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构3-10位于第一极限位置及第二极限位置的示意图。图25A及图25B中的可动部3-200与驱动组件3-300与图24A中相同。如图25A所示，当可动部3-200在第一极限位置时，枢接元件3-340较接近水平，此时沿可动部的运动方向观察，枢接元件3-340的二枢孔3-342互相不重叠。当夹持元件3-310沿第一方向3-D1运动，使得可动部3-200到达第二极限位置时，沿可动部的运动方向观察，枢接元件3-340的二枢孔3-342至少部分重叠，如图25B所示。可动部3-200可移动至或停留在第一极限位置与第二极限位置之间的任意位置，以达成光学防手震。应了解的是，本文提及的“第一”或“第二”仅为方便说明，并非用于暗示顺序或是用于限制。
请参阅图26及图27。图26及图27分别为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构3-10的俯视图及前视图，在此未显示固定部3-100的上盖3-120，以便说明。在一些实施例中，底座3-110具有一第一连接面3-S1，且驱动组件3-300具有一第二连接面3-S2。第一连接面3-S1与第二方向3-D2平行，且与第二连接面3-S2相对，用于连接固定部3-100及驱动组件3-300的接着元件3-AD设置于第一连接面3-S1与第二连接面3-S2之间，如图27所示。在一些实施例中，第二连接面3-S2位于压电元件3-330上。应了解的是，第二连接面3-S2亦可设置于驱动组件3-300的其他部分，而与固定部3-100连接。
在一些实施例中，固定部3-100的底座3-110亦可包括一第三连接面3-S3。在根据本发明的一些实施例中，沿第二方向3-D2观察时，第三连接面3-S3可设置于压电元件3-330与夹持元件3-310之间。第三连接面3-S3面朝传输元件3-320，接着元件3-AD可设置于第三连接面3-S3与传输元件3-320之间。
在本发明的实施例中，接着元件3-AD为柔性的接着件。虽然驱动组件3-300通过接着元件3-AD固定在固定部3-100上，但是由于接着元件3-AD可变形的特性，驱动组件3-300的运动状态并不会受到影响。换句话说，接着元件3-AD不会影响压电元件3-330的变形，也不会影响传输元件3-320的运动。
根据本发明的一些实施例，驱动组件3-300的压电元件3-330从固定部3-100露出。在图26所示的实施例中，压电元件3-330从固定部3-100的底座3-110露出。在一些实施例中，沿第二方向3-D2观察时，底座3-110的第一连接面3-S1与驱动组件3-300的传输元件3-320至少部分重叠。
根据本发明的一些实施例，可动部3-200可具有滑槽3-210。导引构件3-400活动地设置于滑槽3-210中，使得可动部3-200可沿着滑槽3-210运动。滑槽3-210配合导引构件3-400的形状，以避免可动部3-200在运动过程中产生第二方向3-D2的外的偏移或倾斜。在图26所示的实施例中，可动部3-200具有二滑槽3-210，其中一滑槽3-210为开放式的槽，使得其中的导引构件3-400显露于外，在此情况下，可容许底座3-110与上盖3-120组装时的误差。应了解的是，本发明的滑槽3-210与导引构件3-400的数量及配置位置并无意于限制，可为任意适合的数量及配置位置。
在一些实施例中，滑槽3-210的内壁面可具有涂层，经过表面处理的滑槽3-210可具有较小的摩擦力，减少与导引构件3-400之间相对运动的阻碍。上述涂层可例如为铁氟龙(PTFE)、或为其他适合的材料。在一些实施例中，导引构件3-400可由金属制成，或由其他摩擦力小的材料制成，例如：不锈钢等。
在图27所示的实施例中，沿第三方向3-D3观察时，导引构件3-400可与枢接元件3-340、传输元件3-320或夹持元件3-310的弹性本体3-312其中一者、其中二者或三者至少部分地重叠。由此可看出，本发明的光学元件驱动机构3-10具有实质上小型化的效果。
请参阅图28。图28为根据本发明一实施例的光学元件驱动机构3-10的侧视图。如图28所示，可动部3-200具有一第一面3-P1及一第三面3-P3，固定部3-100具有一第二面3-P2及一第四面3-P4。第一面3-P1、第二面3-P2、第三面3-P3及第四面3-P4皆与第二方向3-D2垂直，且第一面3-P1面朝第二面3-P2，第三面3-P3面朝第四面3-P4。根据本发明的一些实施例，在第二方向3-D2上，第一面3-P1与第二面3-P2之间的距离小于导引构件3-400的长度3-L，且第三面3-P3与第四面3-P4之间的距离亦小于导引构件3-400的长度3-L。如此一来，可确保可动部3-200在运动过程中，不会脱离导引构件3-400，而导致不理想的偏移或转动。
接着请参阅图29。图29为根据本发明一实施例的连接位置感测组件3-500的示意图。在一些实施例中，光学元件驱动机构3-10可还包括一位置感测组件3-500。位置感测组件3-500可包括一感测元件3-502及一感测磁性元件3-504。在一些实施例中，感测元件3-502可设置或连接至可动部3-200，而感测磁性元件3-504可设置或连接至固定部3-100。在一些其他实施例中，感测元件3-502亦可设置或连接至固定部3-100，而感测磁性元件3-504可设置或连接至可动部3-200。上述位置感测组件3-500可例如为为霍尔传感器(HallSensor)、磁敏电阻传感器(MR Sensor)、磁通量传感器(Fluxgate)、光学式位置传感器、光编码器(Optical Encoder)等位置感应组件，以侦测光学元件的位移量，进行光学防手震的控制。
整体而言，本发明实施例的光学元件驱动机构3-10通过设置在第一方向3-D1运动的驱动组件3-300，带动可动部3-200在第二方向3-D2上运动，在相同甚至更小的体积之中，达成光学防手震的效果。进一步地，通过设置导引构件3-400，避免运动过程中的偏移或倾斜，达到更稳定的防手震效果以及机构小型化。
请参考图30以及图31，其中图30以及图31分别是本发明一些实施例中的驱动组件4-40的立体图以及侧视图。驱动组件4-40主要包括驱动元件4-42、第一弹性元件4-44、第二弹性元件4-46、以及传输元件4-48。驱动元件4-42设置在第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46之间，而传输元件4-48连接到驱动元件4-42上。换句话说，第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46的两端可固定在驱动元件4-42上，而中间部分并未直接连接驱动元件4-42。此外，第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46分别可设置在驱动元件4-42的不同侧。
举例来说，可在驱动元件4-42与第一弹性元件4-44之间设置第一接着元件4-43，以连接驱动元件4-42与第一弹性元件4-44，此外，可在驱动元件4-42与第二弹性元件4-46之间设置第二接着元件4-45，以连接驱动元件4-42与第二弹性元件4-46。再者，可在驱动元件4-42与传输元件4-48之间设置第三接着元件4-47，以连接驱动元件4-42与传输元件4-48。
应注意的是，于本发明中，传输元件4-48(或下述的其他传输元件)的延伸方向定义为“第一方向”，而驱动元件4-42(或下述的其他驱动元件)的形变方向定义为“第二方向”。
在一些实施例中，第一接着元件4-43与第二接着元件4-45可具有类似的材料，且与第三接着元件4-47可具有不同的材料。举例来说，第一接着元件4-43或第二接着元件4-45的应变(strain)可大于第三接着元件4-47的应变。换句话说，在受到单位强度的应力(stress)时，第一接着元件4-43或第二接着元件4-45的变形量可大于第三接着元件4-47的变形量。
在一些实施例中，驱动元件4-42可包括多个压电单元4-421(例如至少两个压电单元4-421)，且压电单元4-421之间可通过粘接元件4-422互相连接。压电单元4-421之间可彼此电性连接。举例来说，压电单元4-421之间可彼此串联或者彼此并联，取决于设计需求。
在一些实施例中，驱动元件4-42的压电单元4-421可由压电(piezoelectric)材料所形成。也就是说，当在驱动元件4-42表面施加电场(电压)，会拉长驱动元件4-42的电偶极矩(electric dipole moment)，而驱动元件4-42为抵抗变化，会沿电场方向伸长。因此，可将电能转化为机械能。在一些实施例中，可对驱动元件4-42施加X方向(第二方向)上的电场，以使驱动元件4-42在X方向上的长度进行变化(例如伸长或缩短)。
第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46可包括受力时可变形的材料，以允许当驱动元件4-42在X方向上变形时，第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46可被驱动元件4-42带动而一起变形，例如改变第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46在X方向以及在Y方向上的尺寸。在一些实施例中，第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46沿X方向的形变量大致上相同。
在一些实施例中，第一弹性元件4-44以及第二弹性元件4-46的材料可包括金属材料，但不限于此。此外，传输元件4-48可包括表面光滑的材料，例如为碳(例如石墨)，但不限于此。
在一些实施例中，如图31所示，驱动元件4-42在X方向上的长度可大于第一弹性元件4-44或者第二弹性元件4-46在X方向上的长度，以确保第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46与驱动元件4-42具有足够的接触面积，进而提升接着强度。
图32A至图32E是驱动组件4-40带动一活动部4-20在Y方向(第一方向)上移动的方法的示意图，而图32F是本方法中对驱动组件4-40施加的电压与时间关系的示意图。如图32A所示，活动部4-20可动地设置在驱动组件4-40的传输元件4-48上，例如通过摩擦接触的方式设置在传输元件4-48上，若施加在传输元件4-48上的力量大于活动部4-20与传输元件4-48之间的最大静摩擦力，则活动部4-20可相对于传输元件4-48，在传输元件4-48的延伸方向上(第一方向，例如为图32A至图32E中的Y方向)移动。
图32A的状态对应于图32F中的点4-P1处，其中并未对驱动组件4-40施加任何电压，而活动部4-20此时位于一起始位置，活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离为4-D1，且驱动元件4-42此时在X方向上的长度为4-W1。
接着，如图32B所示，对驱动组件4-40施加一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度缩短为长度4-W2。换句话说，长度4-W1大于长度4-W2。此时由于第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46两端固定在驱动元件4-42上，第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46亦会被在X方向(第二方向)上发生形变的驱动元件4-42带动，而一并降低在X方向上的尺寸，从而增加第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46在Y方向上的尺寸。藉此，设置在第一弹性元件4-44上的传输元件4-48亦会被一并带动而在Y方向上移动。
由于活动部4-20通过摩擦接触的方式设置在传输元件4-48上，可通过对驱动组件4-40施加增加速度较为缓和的一电压，以使活动部4-20所受的力小于活动部4-20与传输元件4-48之间的最大静摩擦力，而允许活动部4-20与传输元件4-48在Y方向一起移动。此时活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离为4-D2，且距离4-D2大于距离4-D1。此时的状态对应于图32F中的点4-P2。
接着，如图32C所示，对驱动组件4-40施加另一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度增加为长度4-W3，此时所对应的状态为图32F中的点4-P3。应注意的是，此时所施加的电压变化的方向与图32B的状态时所施加的电压变化的方向相反，且此时所施加电流(电压对时间的微分，即图32F中的点4-P2与点4-P3间线段的斜率)的绝对值大于图32B时所施加电流(即图32F中的点4-P1与点4-P2间线段的斜率)的绝对值。换句话说，此时驱动元件4-42长度的变化速率的绝对值比的3B图时的状态大，即活动部4-20所受的力会大于图32B的状态时活动部4-20所受的力。
通过将图32C的状态时活动部4-20所受的力设计为大于活动部4-20与传输元件4-48之间的最大静摩擦力，可允许活动部4-20与传输元件4-48之间发生相对运动。举例来说，此时活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离为4-D3，且距离4-D3大于图32A中的距离4-D1，并且大致上等于图32B中的距离4-D2。藉此，可将活动部4-20朝向Y方向(第一方向)推动。
图32D以及图32E类似于图32B以及图32C的状态，其中在图32D的状态时对驱动组件4-40施加另一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度降低为长度4-W4，而在图32E的状态时对驱动组件4-40施加另一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度增加为长度4-W5，其中长度4-W4小于长度4-W3，且长度4-W5大于长度4-W4。图32D的状态对应于图32F中的点4-P4，而图32E的状态对应于图32F中的点4-P5。在图32D所施加电流的绝对值小于图32E时所施加电流的绝对值，即点4-P3与点4-P4间斜率的绝对值小于点4-P4与点4-P5间斜率的绝对值。藉此，可通过与图32B与图32C所示类似的方式，将活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离分别改变为距离4-D4(图32D)以及距离4-D5(图32E)，其中距离4-D4大于图32C中的距离4-D3，且距离4-D5大致上等于距离4-D4。藉此，可进一步将活动部4-20朝Y方向推动。
图33A至图33E是驱动组件4-40带动一活动部4-20在-Y方向上移动的方法的示意图，而图33F是本方法中对驱动组件4-40施加的电压与时间关系的示意图。如图33A所示，活动部4-20可动地设置在驱动组件4-40的传输元件4-48上，例如通过摩擦接触的方式设置在传输元件4-48上，若施加在传输元件4-48上的力量大于活动部4-20与传输元件4-48之间的最大静摩擦力，则活动部4-20可相对于传输元件4-48，在传输元件4-48的延伸方向上(第一方向，例如为图33A至图33E中的-Y方向)移动。
图33A的状态对应于图33F中的点4-P6处，其中并未对驱动组件4-40施加任何电压，而活动部4-20此时位于一起始位置，活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离为4-D6，且驱动元件4-42此时在X方向上的长度为4-W6。
接着，如图33B所示，对驱动组件4-40施加一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度缩短为长度4-W7。换句话说，长度4-W6大于长度4-W7。此时由于第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46两端固定在驱动元件4-42上，第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46亦会被在X方向(第二方向)上发生形变的驱动元件4-42带动，而一并降低在X方向上的尺寸，从而增加第一弹性元件4-44与第二弹性元件4-46在Y方向上的尺寸。藉此，设置在第一弹性元件4-44上的传输元件4-48亦会被一并带动而在Y方向(第一方向)上移动。
由于活动部4-20通过摩擦接触的方式设置在传输元件4-48上，可通过对驱动组件4-40施加较为剧烈的一电压，以使活动部4-20所受的力大于活动部4-20与传输元件4-48之间的最大静摩擦力，而允许活动部4-20与传输元件4-48在Y方向之间发生相对运动。举例来说，此时活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离为4-D7，且距离4-D7大致上等于距离4-D6。此时的状态对应于图33F中的点4-P7。
接着，如图33C所示，对驱动组件4-40施加另一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度增加为长度4-W8，此时所对应的状态为图33F中的点4-P8。应注意的是，此时所施加的电压变化的方向与图33B的状态时所施加的电压变化的方向相反，且此时所施加电流(电压对时间的微分，即图33F中的点4-P7与点4-P8间线段的斜率)的绝对值小于图33B时所施加电流(即图33F中的点4-P6与点4-P7间线段的斜率)的绝对值。换句话说，此时驱动元件4-42长度的变化速率的绝对值比的4B图时的状态小，即活动部4-20所受的力会小于图33B的状态时活动部4-20所受的力。
通过将图33C的状态时活动部4-20所受的力设计为小于活动部4-20与传输元件4-48之间的最大静摩擦力，可允许活动部4-20与传输元件4-48一起移动。举例来说，此时活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离为4-D8，且距离4-D8小于图33A中的距离4-D6以及图33B中的距离4-D7。藉此，可将活动部4-20朝向-Y方向(第一方向)推动。
图33D以及图33E类似于图33B以及图33C的状态，其中在图33D的状态时对驱动组件4-40施加另一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度降低为长度4-W9，而在图33E的状态时对驱动组件4-40施加另一电压，以使驱动元件4-42在X方向上的长度增加为长度4-W10，其中长度4-W9小于长度4-W8，且长度4-W10大于长度4-W9。图33D的状态对应于图33F中的点4-P9，而图33E的状态对应于图33F中的点4-P10。在图33D所施加电流的绝对值大于图33E时所施加电流的绝对值，即点4-P8与点4-P9间斜率的绝对值大于点4-P9与点4-P10间斜率的绝对值。藉此，可通过与图33B与图33C所示类似的方式，将活动部4-20与第二弹性元件4-46的底部间的距离分别改变为距离4-D9(图33D)以及距离4-D10(图33E)，其中距离4-D9大致等于图33C中的距离4-D8，且距离4-D10小于距离4-D9。藉此，可进一步将活动部4-20朝-Y方向推动。
前述点4-P1与点4-P2连线的斜率的绝对值、点4-P3与点4-P4连线的斜率的绝对值、点4-P6与点4-P7连线的斜率的绝对值、点4-P8与点4-P9连线的斜率的绝对值可大致上相等，且点4-P2与点4-P3连线的斜率的绝对值、点4-P4与点4-P5连线的斜率的绝对值、点4-P7与点4-P8连线的斜率的绝对值、点4-P9与点4-P10连线的斜率的绝对值亦可大致上相等。藉此，可简化光学元件驱动机构4-100的设计。
在一些实施例中，亦可将图32F或图33F中Y轴的电压改为电流，亦即通过改变电流的方式来使驱动组件4-40以前述方式运作，取决于设计需求。
通过重复图32A至图32E或图33A至图33E的状态，可将活动部4-20推动至特定的位置，进而控制活动部4-20在Y方向上的位置。在一些实施例中，可通过一感测元件(未示出)来感测活动部4-20在Y方向上的位置，并通过所感测的位置信号来控制驱动组件4-40，以在活动部4-20到达所欲的位置时停止对驱动组件4-40进行驱动。前述感测元件可包括霍尔效应传感器(Hall Sensor)、磁阻效应传感器(Magnetoresistance Effect Sensor，MRSensor)、巨磁阻效应传感器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应传感器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor，TMR Sensor)或磁通量传感器(Fluxgate Sensor)。
图34是本发明一些实施例的电子装置4-1的示意图。电子装置4-1例如可为一移动式电子装置(手机、平板、笔记型电脑等)，且电子装置4-1上可具有一光学元件驱动机构4-100，以允许电子装置4-1进行摄像。
图35A是本发明一些实施例的光学元件驱动机构4-100的示意图，图35B是光学元件驱动机构4-100的爆炸图，图36A是光学元件驱动机构4-100从图35A中Y方向观察的示意图，而图36B是光学元件驱动机构4-100沿图35A中的线段4-A-4-A’示出的剖面图。如图35A至图36B所示，光学元件驱动机构4-100主要可包括在一主轴4-O1上排列的底座4-110(或称为固定部4-110)、活动部4-M1(包括第一活动部4-120以及第二活动部4-130)、两个驱动组件4-140、两个中介元件4-150以及第三弹性元件4-160。应注意的是，下述实施例的座标轴与前述实施例不同。
在一些实施例中，驱动组件4-140可包括驱动元件4-142、第一弹性元件4-144、第二弹性元件4-146以及传输元件4-148，其材料及功能分别与前述驱动组件4-40的驱动元件4-42、第一弹性元件4-44、第二弹性元件4-46以及传输元件4-48类似，于此不再赘述。此外，于图35A至图36B中的驱动组件4-140为了简洁而省略了前述第一接着元件4-43、第二接着元件4-45、第三接着元件4-47，应理解驱动组件4-140亦可具有类似的元件。
底座4-110可具有一第一连接面4-110A，而驱动组件4-140的第二弹性元件4-146可具有一第二连接面4-146A，第一连接面4-110A与第二连接面4-146A彼此相对，即第一连接面4-110A面朝第二连接面4-146A。可在第一连接面4-110A与第二连接面4-146A之间设置接着元件4-149，例如在第一连接面4-110的凹槽4-112中设置，以将驱动组件4-140固定在底座4-110上。应注意的是，第一连接面4-110A以及第二连接面4-146A与驱动元件4-142的形变方向(第二方向，如图35A至图36B中的Z方向)平行。此外，底座4-110还可具有一开口4-114，可允许光线通过开口4-114，并到达一感光元件(未示出)，从而接收穿过开口4-114的影像信号。
图36C是光学元件驱动机构4-100从X方向观察时的示意图，其中为了简洁而省略了底座4-110。图37A是第一活动部4-120的立体图，图37B是第一活动部4-120的俯视图，图37C是第一活动部4-120的侧视图。活动部4-M1的第一活动部4-120可包括一本体4-122、接触单元4-124、施压元件4-126以及紧迫元件4-128。传输元件4-148可设置在本体4-122以及接触单元4-124之间，而施压元件4-126可设置在接触单元4-124以及紧迫元件4-128之间。紧迫元件4-128可设置在本体4-122上。此外，可在本体4-122中内埋另一接触单元4-121。
在一些实施例中，第一活动部4-120的本体4-122上可具有一第一滑动面4-122A，并且在第一滑动面4-122A上可具有第一沟槽4-123。第一滑动面4-122A可与第三方向(Y方向)平行，且第三方向与第一方向(Z方向)以及第二方向(X方向)不平行也不垂直。
在一些实施例中，施压元件4-126例如可为一弹簧，可在一施压方向(例如为Y方向)上通过接触单元4-124对传输元件4-148施压，以使传输元件4-148紧靠设置在第一活动部4-120的本体4-122上的接触单元4-121，其中施压方向(例如为Y方向)与第一方向(例如为Z方向)不同。此外，紧迫元件4-128亦可用于对施压元件4-126在施压方向上进行施压。如图36B所示，在垂直第一方向(例如为Z方向)的Y方向上观察，施压元件4-126与紧迫元件4-128至少部分重叠。此外，在Y方向上，传输元件4-148、施压元件4-126及接触单元4-124至少部分重叠。藉此，可降低活动部4-120在特定方向上的尺寸，而达到小型化。
通过在第一活动部4-120提供接触单元4-124、施压元件4-126、以及紧迫元件4-128，可迫使传输元件4-148紧靠第一活动部4-120的本体4-122，并让传输元件4-148以摩擦接触的方式设置在第一活动部4-120上。之后，再通过前述实施例的原理，使第一活动部4-120沿着传输元件4-148的延伸方向(第一方向/Z方向)移动。
在一些实施例中，可在第二活动部4-130上设置第三弹性元件4-160，以限制第二活动部4-130的可移动范围。第三弹性元件4-160例如可为簧片，并且能够可动地连接固定部4-110以及第二活动部4-130。第二活动部4-130位于第三弹性元件4-160以及传输元件4-148之间。
图38A是第二活动部4-130的示意图，而图38B是第二活动部4-130的仰视图。第二活动部4-130的下表面4-130A上可具有一倾斜部4-132，并且倾斜部4-132可具有一第二滑动面4-132A。在第二滑动面4-132A上可具有第二沟槽4-134。而第一沟槽4-123以及第二沟槽4-134皆可在第一方向(X方向)上进行延伸。
在第一活动部4-120以及第二活动部4-130之间可设置中介元件4-150，部分容纳在第一沟槽4-123以及第二沟槽4-134之中。中介元件4-150例如可具有球形的形状，并且可动地设置在第一沟槽4-123以及第二沟槽4-134之中以进行滚动，从而降低第一滑动面4-122A以及第二滑动面4-132A之间的摩擦力，以允许第二活动部4-130可相对第一活动部4-120移动。举例来说，图39A是第一活动部4-120、第二活动部4-130以及中介元件4-150在一状态时的俯视图，图39B是第一活动部4-120、第二活动部4-130以及中介元件4-150在此状态时的侧视图。此时第二活动部4-130的底表面4-130A距离第一活动部4-120的主体4-122的底表面4-122B在Y方向上的延伸线的距离为4-H1。
接着，图40A是第一活动部4-120、第二活动部4-130以及中介元件4-150在另一状态时的俯视图，图40B是第一活动部4-120、第二活动部4-130以及中介元件4-150在此状态时的侧视图。此时第一活动部4-120被驱动组件4-140(未示出)驱动而朝向X方向移动，而第二活动部4-130亦被第一活动部4-120所推动而朝向Y方向上移动。在此状态时，第二活动部4-130的底表面4-130A距离第一活动部4-120的主体4-122的底表面4-122B在Y方向上的延伸线的距离为4-H2，且距离4-H2大于距离4-H1。因此，第二活动部4-130可在Z方向上进行移动。
可在第二活动部4-130上设置一光学元件(未示出)，以驱动此光学元件在Z方向上移动。举例来说，可将光学元件设置在第二活动部4-130的开口4-136中，例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定。前述光学元件例如可为透镜(lens)、反射镜(mirror)、棱镜(prism)、分光镜(beam splitter)、光圈(aperture)等光学元件，或者亦可为相机模块或深度传感器等。藉此，光学元件驱动机构4-100可驱动此光学元件在Z方向上进行移动，进而可达到自动对焦(Auto Focus，AF)的功能。
图41A是本发明一些实施例中的光学元件驱动机构4-200的示意图，而图41B是光学元件驱动机构4-200的爆炸图，图41C是光学元件驱动机构4-200沿图41A中的线段4-B-4-B’示出的剖面图。光学元件驱动机构4-200主要包括在主轴4-O2上排列的顶壳4-202、底座4-210、活动部4-220、驱动组件4-240以及电路板4-270。
在一些实施例中，驱动组件4-240可包括驱动元件4-242、第一弹性元件4-244、第二弹性元件4-246以及传输元件4-248，其材料及功能分别与前述驱动组件4-40的驱动元件4-42、第一弹性元件4-44、第二弹性元件4-46、以及传输元件4-48类似，于此不再赘述。此外，驱动组件4-240为了简洁而省略了前述第一接着元件4-43、第二接着元件4-45、第三接着元件4-47，应理解驱动组件4-240亦可具有类似的元件。
一些实施例中，顶壳4-202以及底座4-210可相互结合而构成光学元件驱动机构4-200的外壳。此外，顶壳4-202以及底座4-210可合称为固定部4-F2。活动部4-220可设置在顶壳4-202以及底座4-210所形成的空间之中，且在活动部4-220上可设置一光学元件(未示出)，例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定在活动部4-220上。前述光学元件例如可为透镜、反射镜、棱镜、分光镜、光圈等光学元件，或者亦可为相机模块或深度传感器等。藉此，光学元件驱动机构4-200可驱动此光学元件在Z方向上进行移动，进而可达到自动对焦(AutoFocus，AF)的功能。驱动组件4-240可固定在固定部4-F2上，例如固定在底座4-210上。此外，顶壳4-202以及底座4-210上可具有固定轴4-212，用以固定顶壳4-202以及底座4-210之间的相对位置。
图42是活动部4-220的爆炸图，而图43是活动部4-220从Y方向观察时的示意图。图44是光学元件驱动机构4-200从另一方向观察时的示意图，其中在图44中省略了顶壳4-202。活动部4-220主要可包括一本体4-222、接触单元4-224、施压元件4-226以及紧迫元件4-228。传输元件4-248可设置在本体4-222以及接触单元4-224之间，而施压元件4-226可设置在接触单元4-224以及紧迫元件4-228之间。紧迫元件4-228可设置在本体4-222上。
在一些实施例中，施压元件4-226例如可为一弹簧，可在一施压方向上通过接触单元4-224对传输元件4-248施压，以使传输元件4-248紧靠活动部4-220的本体4-222，其中所述施压方向与传输元件4-248所延伸的第一方向(例如为Z方向)彼此不同。此外，紧迫元件4-228亦可用于对施压元件4-226在施压方向上进行施压。如图43所示，在垂直第一方向(例如为Z方向)的Y方向上观察，施压元件4-226与紧迫元件4-228至少部分重叠。此外，在Y方向上，传输元件4-248、施压元件4-226及接触单元4-224至少部分重叠。藉此，可降低活动部4-220在特定方向上的尺寸，而达到小型化。
通过在活动部4-220上提供了接触单元4-224、施压元件4-226以及紧迫元件4-228，可迫使传输元件4-248紧靠活动部4-220的本体4-222，并让传输元件4-248以摩擦接触的方式设置在第一活动部4-220上。之后，再通过前述实施例的原理，使活动部4-220沿着传输元件4-248的延伸方向(第一方向/Z方向)进行移动。
此外，电路板4-270可固定在固定部4-F2上，并且在电路板4-270上可设置一感测元件4-272，而在活动部4-220上可设置一感测磁性元件4-274。感测元件4-272可包括霍尔效应传感器(Hall Sensor)、磁阻效应传感器(Magnetoresistance Effect Sensor，MRSensor)、巨磁阻效应传感器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应传感器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor，TMR Sensor)或磁通量传感器(Fluxgate Sensor)。感测磁性元件4-274例如可为一磁铁。在活动部4-220相对于固定部4-F进行运动时，感测元件4-272可对感测磁性元件4-274的磁场变化进行感测，以得到活动部4-220相对于固定部4-F的位置，进而再提供一控制信号给驱动组件4-240，以决定驱动组件4-240是否继续对活动部4-220进行驱动。
图45是本发明一些实施例的光学元件驱动机构4-300的示意图，图46是光学元件驱动机构4-300的爆炸图，图47A、图47B是光学元件驱动机构4-300从不同方向观察时的示意图，图47C是图47B的放大图，而图47D是光学元件驱动机构4-300的俯视图。光学元件驱动机构4-300可用以承载一光学元件4-305，并且主要可包括固定部4-310、活动部4-320、驱动组件4-340、第一磁性元件4-380、第二磁性元件4-382以及转轴4-384。光学元件4-305例如可为透镜、反射镜、棱镜、分光镜、光圈等光学元件，或者亦可为相机模块或深度传感器等。而光学元件驱动机构4-300可驱动此光学元件4-305相对于转轴4-384进行转动。
在一些实施例中，驱动组件4-340可包括驱动元件4-342、第一弹性元件4-344、第二弹性元件4-346以及传输元件4-348，其材料及功能分别与前述驱动组件4-40的驱动元件4-42、第一弹性元件4-44、第二弹性元件4-46以及传输元件4-48类似，于此不再赘述。此外，驱动组件4-340为了简洁而省略了前述第一接着元件4-43、第二接着元件4-45、第三接着元件4-47，应理解驱动组件4-340亦可具有类似的元件。
驱动组件4-340可固定在固定部4-310上。具体来说，固定部4-310上可包括侧壁4-311，侧壁4-311上可具有凹陷部4-312，可在凹陷部4-312中设置一接着元件4-350，以固定驱动组件4-340与固定部4-310之间的相对位置。此外，固定部4-310上还可具有支撑部4-314，可将传输元件4-348远离侧壁4-311的一端设置在支撑部4-314上，以支撑驱动组件4-340。在本实施例中，光学元件驱动机构4-300包括两个驱动组件4-340，而此两个驱动组件4-340均利用设置在同个凹陷部4-312中的接着元件4-350固定在固定部4-310上。
此外，固定部4-310上还可包括一凹部4-316，而第一磁性元件4-380可设置在此凹部4-316中，以固定在固定部4-310上。而第二磁性元件4-382可设置在活动部4-320上，并且设计成与第一磁性元件4-380在Z方向上以磁极互相吸引的方向互相排列。藉此，第一磁性元件4-380以及第二磁性元件4-382之间可产生一磁力，以对活动部4-320施加朝向固定部4-310的作用力。
在一些实施例中，可在固定部4-310的表面4-310A上提供防尘胶(未示出)，以收集光学元件驱动机构4-300在运作时可能产生的碎片，避免影响光学元件驱动机构4-300的效能。
活动部4-320例如可具有圆形的形状，并且在圆周处的外表面可具有凹槽4-322，而驱动组件4-340的传输元件4-348可设置在凹槽4-322中。藉此，传输元件4-348可以摩擦接触的方式设置在活动部4-320上。此外，活动部4-320在圆心处可具有一开口4-324，而转轴4-384可在主轴4-O3的方向上延伸，并且可穿过第一磁性元件4-380、第二磁性元件4-382、以及开口4-324，以允许活动部4-320相对于转轴4-384进行转动。之后，再通过前述实施例的原理，通过驱动组件4-340驱动活动部4-320进行转动。
应注意的是，如图47A以及图47B所示，此时传输元件4-348露出于凹槽4-322。此外，光学元件驱动机构4-300示出为包括两个驱动组件4-340，而此两个驱动组件4-340的传输元件4-348可在相反的方向上进行移动。举例来说，若其中一个传输元件4-348在Y方向上移动，则此时另一个传输元件4-348可在-Y方向上移动，以对活动部4-320施加相同方向的力矩，并可得到较强的推力(驱动力)。然而，本发明并不以此为限。举例来说，亦可仅设置一个驱动组件4-340，亦可达到类似的效果，并且还可达成小型化。
在一些实施例中，如图47A所示，沿Y方向观察，转轴4-384与活动部4-320至少部分重叠，且转轴4-384亦与传输元件4-348至少部分重叠，第一磁性元件4-380、第二磁性元件4-382、转轴4-384至少部分重叠。藉此，可降低光学元件驱动机构4-300在特定方向上的尺寸，而达到小型化。在一些实施例中，如图47C所示，在Y方向观察，驱动元件4-342露出于第一弹性元件4-344。
应注意的是，由于第一磁性元件4-380以及第二磁性元件4-382对活动部4-320施加朝向固定部4-310方向的作用力，可防止活动部4-320在运转时掉出光学元件驱动机构4-300。此外，通过将传输元件4-348设置在活动部4-320的凹槽4-322中，可限制活动部4-320在Z方向上的位置。
图48是活动部4-320的示意图。活动部4-320在面朝固定部4-310的一面上可具有一凹陷结构4-326，用以容纳第二磁性元件4-382。
图49是前述光学元件驱动机构4-300的另一种设置方式，其中可将光学元件4-305以与图45不同的方式设置在活动部4-320上，从而允许对其他方向上的光线进行处理。
综上所述，本发明实施例提供一种光学元件驱动机构，包括固定部、活动部以及驱动组件。固定部具有主轴。活动部可相对固定部运动并连接一光学元件。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。藉此，可允许光学元件在合适的方向上进行移动，而达成各种所需的功能。
图50是本发明一些实施例的电子装置5-1的示意图。电子装置5-1例如可为一移动式电子装置(手机、平板、笔记型电脑等)，且电子装置5-1上可具有一光学元件驱动机构5-100，以允许电子装置5-1进行摄像。
图51是本发明一些实施例的光学元件驱动机构5-100的示意图，图52是光学元件驱动机构5-100的爆炸图，图53是光学元件驱动机构5-100的俯视图，图54A是光学元件驱动机构5-100沿图53中的线段5-A-5-A’示出的剖面图，图54B是光学元件驱动机构5-100沿图53中的线段5-B-5-B’示出的剖面图，图55是光学元件驱动机构5-100的侧视图，其中在图51中省略了顶壳5-12。光学元件驱动机构5-100可用以承载一光学元件(未示出)，并且主要可包括在一主轴5-O上排列的顶壳5-12、底座5-14、活动部5-20、压力组件5-30、驱动组件5-40(包括驱动组件5-40A、驱动组件5-40B)、磁性元件5-52、导磁元件5-54以及感测元件5-56。
前述光学元件例如可为透镜、反射镜、棱镜、分光镜、光圈等光学元件，或者亦可为相机模块或深度传感器等。光学元件驱动机构5-100可用以驱动此光学元件相对于主轴5-O进行转动。
顶壳5-12以及底座5-14可相互结合而构成光学元件驱动机构5-100的外壳，并且可合称为固定部5-10，而前述其他元件可设置在固定部5-10中。此外，如图54A所示，顶壳5-12具有一定位表面5-12A，面朝活动部5-20。
压力组件5-30可设置在底座5-14上，并且可包括第一压力元件5-32以及第二压力元件5-34。第一压力元件5-32以及第二压力元件5-34可具有L形的形状，并且可由具有弹性的材料(例如金属)所形成。如图54B所示，可将部分的活动部5-20设置在第一压力元件5-32以及第二压力元件5-34之间，以通过对活动部5-20施加压力的方式来夹持活动部5-20，进而限制活动部5-20移动的范围，使活动部5-20朝向驱动组件5-40紧靠。应注意的是，第一压力元件5-32以及第二压力元件5-34并非完全固定在活动部5-20，而是以摩擦接触的方式设置在活动部5-20上。藉此，活动部5-20仍可以主轴5-O为转轴进行转动。
在一些实施例中，驱动组件5-40A可包括第一驱动元件5-42以及第一传输元件5-44，而驱动组件5-40B可包括第二驱动元件5-43以及第二传输元件5-45。驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B可固定在底座5-14上。具体来说，底座5-14上可包括延伸部5-141以及支撑部5-142，延伸部5-141上可具有凹陷部5-143，可在凹陷部5-143中设置一接着元件5-70，以固定驱动组件5-40A、驱动组件5-40B与底座5-14之间的相对位置。接着元件5-70例如可为粘胶。
此外，可将第一传输元件5-44远离支撑部5-142的一端设置在支撑部5-142上，以支撑驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B。活动部5-20至少部分接触驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B，且驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B连接活动部5-20与固定部5-10。换句话说，驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B具有一体化的结构，而非由彼此分离的部件所形成。
磁性元件5-52可固定在活动部5-20上，而导磁元件5-54可固定在底座5-14上。磁性元件5-52例如可为一磁铁，而导磁元件5-54例如包括可导磁的材料。藉此，磁性元件5-52以及导磁元件5-54之间可产生在-Z方向上的一磁力，以对活动部5-20施加朝向底座5-14的作用力。
如图55所示，在一些实施例中，磁性元件5-52可包括多个磁极，沿着垂直主轴5-O的方向(例如为X方向)排列。所述磁极包括N极与S极，且N极与S极排列的方向(例如为X方向)与主轴5-O不平行。此外，亦可将N极与S极在Y方向上排列，以允许感测元件5-56来感测活动部5-20运动时磁性元件5-52的磁场变化。
在一些实施例中，可在导磁元件5-54中设计一开口，并且将感测元件5-56设置在导磁元件5-54的开口中。如图54A以及图54B所示，沿着垂直主轴5-O的方向观察时，感测元件5-56设置于磁性元件5-52与导磁元件5-54之间。
感测元件5-56可包括霍尔效应传感器(Hall Sensor)、磁阻效应传感器(Magnetoresistance Effect Sensor，MR Sensor)、巨磁阻效应传感器(GiantMagnetoresistance Effect Sensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应传感器(TunnelingMagnetoresistance Effect Sensor，TMR Sensor)或磁通量传感器(Fluxgate Sensor)。
藉此，在活动部5-20进行运动时，感测元件5-56可感测磁性元件5-52的磁场变化，进而得到活动部5-20的位置信息。应注意的是，导磁元件5-54与感测元件5-56对应于相同的磁性元件5-52，以降低所需要的元件数目，而达成小型化。
在一些实施例中，如图54A所示，可在底座5-14上设置支撑组件5-60(包括第一支撑元件5-61以及第二支撑元件5-62)，设置于活动部5-20的两侧。藉此，可产生一支撑力5-S来支撑驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B，磁性元件5-52与导磁元件5-54产生一吸力5-A，且此吸力5-A与此支撑力5-S朝向不同方向。举例来说，于本实施例中，吸力5-A朝向-Z方向，而支撑力5-S朝向Z方向，即可朝向相反的方向。应注意的是，支撑组件5-60(包括第一支撑元件5-61以及第二支撑元件5-62)仅在图54A中示出，而在其他图中为了简洁而省略了支撑组件5-60。
第一支撑元件5-61具有一第一支撑面5-61A(平行主轴5-O)以及一第二支撑面5-61B(垂直主轴5-O)，且第一支撑面5-61A以及第二支撑面5-61B皆面朝驱动组件5-40A且互相不平行。此外，第二支撑元件5-62具有一第三支撑面5-62A(平行主轴5-O)以及一第四支撑面5-62B(垂直主轴5-O)，且第三支撑面5-62A以及第四支撑面5-62B皆面朝驱动组件5-40B且互相不平行。此外，第二支撑面5-61B与定位表面5-12A所面朝的方向互相相反。
如图54A以及图54B所示，活动部5-20具有活动接触面5-20A接触驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B，且面朝压力组件5-30以及驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B。活动部5-20与驱动组件5-40A或驱动组件5-40B的最短距离小于活动部5-20与第二支撑面5-61B的最短距离。举例来说，活动部5-20直接接触驱动组件5-40A或驱动组件5-40B，而非直接接触第二支撑面5-61B。活动部5-20具有延伸部5-22，由活动接触面5-20A朝外延伸，例如为为朝向-Z方向延伸。如图54B所示，在主轴5-O的方向上，定位表面5-12A与活动部5-20的最短距离5-L1，小于支撑部5-22的最大尺寸5-L2，以降低活动部5-20与顶壳5-12间的距离，而达到小型化。
在一些实施例中，可在底座5-14的表面5-14A上提供捕尘组件5-72，以收集光学元件驱动机构5-100在运作时可能产生的碎片，避免影响光学元件驱动机构5-100的效能。在一些实施例中，捕尘组件5-72可设置在整个表面5-14A上，或者可设计成具有围绕主轴5-O的形状，因此沿着主轴5-O的方向观察时，捕尘组件5-72可位于主轴5-O的周围，以确保在各个方向上的碎片皆可被捕尘组件5-72所收集。捕尘组件5-72例如可为粘胶。
活动部5-20例如可具有圆形的形状，而驱动组件5-40A的第一传输元件5-44或者驱动组件5-40B的第二传输元件5-45可通过摩擦接触的方式设置在活动部5-20上。
此外，光学元件驱动机构5-100示出为包括驱动组件5-40A以及驱动组件5-40B，而驱动组件5-40A的第一传输元件5-44以及驱动组件5-40B的第二传输元件5-45可在相反的方向上进行移动。举例来说，若第一传输元件5-44在Y方向上移动，则第二传输元件5-45可在-Y方向上移动，以对活动部5-20施加相同方向的力矩(相对于主轴5-O)，并得到较强的推力。
应注意的是，由于磁性元件5-52以及导磁元件5-54对活动部5-20施加朝向底座5-14方向的作用力，可防止活动部5-20在运转时掉出光学元件驱动机构5-100。
在一些实施例中，第一驱动元件5-42或第二驱动元件5-43可由压电(piezoelectric)材料所形成。也就是说，当在第一驱动元件5-42或第二驱动元件5-43表面施加电场(电压)，会拉长第一驱动元件5-42或第二驱动元件5-43的电偶极矩(electricdipole moment)，而第一驱动元件5-42或第二驱动元件5-43为抵抗变化，会沿电场方向伸长。因此，可将电能转化为机械能。
在一些实施例中，可对第一驱动元件5-42或第二驱动元件5-43施加Y方向上的电场，以使第一驱动元件5-42或第二驱动元件5-43在Y方向上变形。因此，如图53所示，驱动组件5-40A可施加第一驱动力5-F1，驱动组件5-40B可施加第二驱动力5-F2，第一驱动力5-F1以及第二驱动力5-F2的方向与第一方向(Y方向)平行，且第一方向与主轴5-O的延伸方向(Z方向)不平行。第一驱动力5-F1的方向以及第二驱动力5-F2的方向与主轴5-O的延伸方向不相交。藉此，第一驱动力5-F1以及第二驱动力5-F2可相对于主轴5-O对活动部5-20施加力矩，而允许活动部5-20以主轴5-O为转动轴进行转动。
图56A至图56E是驱动组件5-40带动一活动部5-20在Y方向上移动的方法的示意图，而图56F是本方法中对驱动组件5-40施加的电压与时间关系的示意图。如图56A所示，活动部5-20可动地设置在驱动组件5-40的第一传输元件5-44上，例如通过摩擦接触的方式设置在第一传输元件5-44上，若施加在第一传输元件5-44上的力量大于活动部5-20与第一传输元件5-44之间的最大静摩擦力，则活动部5-20可相对于第一传输元件5-44，在第一传输元件5-44的延伸方向上(例如为图56A至图56E中的Y方向)移动。
图56A的状态对应于图56F中的点5-P1处，其中并未对驱动组件5-40施加任何电压，而活动部5-20此时位于一起始位置，活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离为5-D1，且第一驱动元件5-42此时在Y方向上的高度为5-H1。
接着，如图56B所示，对驱动组件5-40施加一电压(第一电信号)，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度增加为高度5-H2。换句话说，高度5-H2大于高度5-H1。藉此，第一传输元件5-44亦会被一并带动而在Y方向上移动。
由于活动部5-20通过摩擦接触的方式设置在第一传输元件5-44上，可通过对驱动组件5-40施加增加速度较为缓和的一电压，以使活动部5-20所受的力小于活动部5-20与第一传输元件5-44之间的最大静摩擦力，而允许活动部5-20与第一传输元件5-44在Y方向一起移动。此时活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离为5-D2，且距离5-D2大于距离5-D1。此时的状态对应于图56F中的点5-P2。
接着，如图56C所示，对驱动组件5-40施加另一电压，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度降低为高度5-H3，此时所对应的状态为图56F中的点5-P3。应注意的是，此时所施加的电压的方向与图56B的状态时所施加的电压方向相反，且此时所施加电流(电压对时间的微分，即图56F中的点5-P2与点5-P3间线段的斜率)的绝对值大于图56B时所施加电流(即图56F中的点5-P1与点5-P2间线段的斜率)的绝对值。换句话说，此时第一驱动元件5-42高度的变化速率的绝对值比的7B图时的状态大，即活动部5-20所受的力会大于图56B的状态时活动部5-20所受的力。
通过将图56C的状态时活动部5-20所受的力设计为大于活动部5-20与第一传输元件5-44之间的最大静摩擦力，可允许活动部5-20与第一传输元件5-44之间发生相对运动。举例来说，此时活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离为5-D3，且距离5-D3大于图56A中的距离5-D1，并且大致上等于图56B中的距离5-D2。藉此，可将活动部5-20朝向Y方向推动。
换句话说，点5-P1与点5-P2之间的部分可称为第一电信号数值递增的第一部分，而点5-P2与点5-P3之间的部分可称为第一电信号数值递减的第二部分，第一部分数值对时间的斜率的绝对值与第二部分数值对时间的斜率的绝对值不同。
图56D以及图56E类似于图56B以及图56C的状态，其中在图56D的状态时对驱动组件5-40施加另一电压，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度增加为高度5-H4，而在图56E的状态时对驱动组件5-40施加另一电压，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度降低为高度5-H5，其中高度5-H4大于高度5-H3，且高度5-H5小于高度5-H4。图56D的状态对应于图56F中的点5-P4，而图56E的状态对应于图56F中的点5-P5。在图56D所施加电流的绝对值小于图56E时所施加电流的绝对值，即点5-P3与点5-P4间斜率的绝对值小于点5-P4与点5-P5间斜率的绝对值。藉此，可通过与图56B与图56C所示类似的方式，将活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离分别改变为距离5-D4(图56D)以及距离5-D5(图56E)，其中距离5-D4大于图56C中的距离5-D3，且距离5-D5大致上等于距离5-D4。藉此，可进一步将活动部5-20朝Y方向推动。换句话说，第一电信号可包括周期信号。
图57A至图57E是驱动组件5-40带动一活动部5-20在-Y方向上移动的方法的示意图，而图57F是本方法中对驱动组件5-40施加的电压与时间关系的示意图。如图57A所示，活动部5-20可动地设置在驱动组件5-40的第一传输元件5-44上，例如通过摩擦接触的方式设置在第一传输元件5-44上，若施加在第一传输元件5-44上的力量大于活动部5-20与第一传输元件5-44之间的最大静摩擦力，则活动部5-20可相对于第一传输元件5-44，在第一传输元件5-44的延伸方向上(例如为图57A至图57E中的-Y方向)移动。
图57A的状态对应于图57F中的点5-P6处，其中并未对驱动组件5-40施加任何电压，而活动部5-20此时位于一起始位置，活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离为5-D6，且第一驱动元件5-42此时在Y方向上的高度为5-H6。
接着，如图57B所示，对驱动组件5-40施加一电压(第二电信号)，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度增加为高度5-H7。换句话说，高度5-H6小于高度5-H7。藉此，第一传输元件5-44亦会被一并带动而在Y方向上移动。
由于活动部5-20通过摩擦接触的方式设置在第一传输元件5-44上，可通过对驱动组件5-40施加改变较为剧烈的一电压，以使活动部5-20所受的力大于活动部5-20与第一传输元件5-44之间的最大静摩擦力，而允许活动部5-20与第一传输元件5-44在Y方向之间发生相对运动。举例来说，此时活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离为5-D7，且距离5-D7大致上等于距离5-D6。此时的状态对应于图57F中的点5-P7。
接着，如图57C所示，对驱动组件5-40施加另一电压，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度降低为高度5-H8，此时所对应的状态为图57F中的点5-P8。应注意的是，此时所施加的电压的改变方向与图57B的状态时所施加的电压的改变方向相反，且此时所施加电流(电压对时间的微分，即图57F中的点5-P7与点5-P8间线段的斜率)的绝对值小于图57B时所施加电流(即图57F中的点5-P6与点5-P7间线段的斜率)的绝对值。换句话说，此时第一驱动元件5-42高度的变化速率的绝对值比的4B图时的状态小，即活动部5-20所受的力会小于图57B的状态时活动部5-20所受的力。
通过将图57C的状态时活动部5-20所受的力设计为小于活动部5-20与第一传输元件5-44之间的最大静摩擦力，可允许活动部5-20与第一传输元件5-44一起移动。举例来说，此时活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离为5-D8，且距离5-D8小于图57A中的距离5-D6以及图57B中的距离5-D7。藉此，可将活动部5-20朝向-Y方向推动。
换句话说，点5-P6与点5-P7之间的部分可称为第二电信号数值递增的第三部分，而点5-P7与点5-P8之间的部分可称为第二电信号数值递减的第四部分，第三部分数值对时间的斜率的绝对值与第四部分数值对时间的斜率的绝对值不同。
图57D以及图57E类似于图57B以及图57C的状态，其中在图57D的状态时对驱动组件5-40施加另一电压，以使第一驱动元件5-42在Y方向上的高度增加为高度5-H9，而在图57E的状态时对驱动组件5-40施加另一电压，以使第一驱动元件5-42在X方向上的长度降低为高度5-H10，其中高度5-H9大于高度5-H8，且高度5-H10小于高度5-H9。图57D的状态对应于图57F中的点5-P9，而图57E的状态对应于图57F中的点5-P10。在图57D所施加电流的绝对值大于图57E时所施加电流的绝对值，即点5-P8与点5-P9间斜率的绝对值大于点5-P9与点5-P10间斜率的绝对值。藉此，可通过与图57B与图57C所示类似的方式，将活动部5-20与第一驱动元件5-42的底部间的距离分别改变为距离5-D9(图57D)以及距离5-D10(图57E)，其中距离5-D9大致等于图57C中的距离5-D8，且距离5-D10小于距离5-D9。藉此，可进一步将活动部5-20朝-Y方向推动。
前述点5-P1与点5-P2连线的斜率的绝对值、点5-P3与点5-P4连线的斜率的绝对值、点5-P6与点5-P7连线的斜率的绝对值、点5-P8与点5-P9连线的斜率的绝对值可大致上相等，且点5-P2与点5-P3连线的斜率的绝对值、点5-P4与点5-P5连线的斜率的绝对值、点5-P7与点5-P8连线的斜率的绝对值、点5-P9与点5-P10连线的斜率的绝对值亦可大致上相等。藉此，可简化光学元件驱动机构5-100的设计。
换句话说，第一部分数值对时间的斜率的绝对值小于第二部分数值对时间的斜率的绝对值，第三部分数值对时间的斜率的绝对值大于第四部分数值对时间的斜率的绝对值。第一部分数值对时间的斜率的绝对值大致等于第四部分数值对时间的斜率的绝对值，第二部分数值对时间的斜率的绝对值大致等于第三部分数值对时间的斜率的绝对值。
在一些实施例中，亦可将图56F或图57F中Y轴的电压改为电流，亦即通过改变电流的方式来使驱动组件5-40以前述方式运作，取决于设计需求。
应注意的是，可对驱动组件4-40B施加前述电信号，以使驱动组件4-40B产生第二驱动力5-F2。在一些实施例中，第二驱动力5-F2可与前述第一驱动力5-F1方向相反，并且第二驱动力5-F2的方向与主轴5-O的延伸方向不相交。举例来说，当对驱动组件4-40A施加图56F所示的第一电信号时，可对驱动组件4-40B施加图57F所示的第二电信号，以使第二驱动力5-F2与前述第一驱动力5-F1方向相反。
通过重复图56A至图56E或图57A至图57E的状态，可将活动部5-20推动至特定的位置，进而控制活动部5-20在Z方向上的位置，以允许活动部5-20相对于主轴5-O进行转动。在一些实施例中，可通过感测元件5-56来感测活动部5-20的位置，并通过所感测的位置信号来控制驱动组件5-40A、驱动组件5-40B，以在活动部5-20到达所欲的位置时停止对驱动组件5-40A、驱动组件5-40B进行驱动，从而可驱动活动部5-20相对于主轴5-O进行旋转。
综上所述，本发明实施例提供一种光学元件驱动机构，包括固定部、活动部、驱动组件以及压力组件。活动部具有主轴，相对固定部运动并连接光学元件。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。压力组件用以限制活动部于一范围内进行运动。藉此，可允许光学元件在合适的方向上进行移动，而达成各种所需的功能。
图58是本发明一些实施例的光学系统6-1的示意图。光学系统6-1例如可为一医疗用内视镜，并且主要可包括操纵部6-2、第一光学模块6-3以及第二光学模块6-800。操纵部6-2可具有长条形的形状，且第一光学模块6-3以及第二光学模块6-800可设置在操纵部6-2的一端，以伸入人体进行摄像。举例来说，第二光学模块6-800可设置在操纵部6-2以及第一光学模块6-3之间，并且可与设置在操纵部6-2中的一外部电路电性连接。在一些实施例中，第一光学模块6-3与第二光学模块6-800之间可彼此电性独立。
图59是第一光学模块6-3与第二光学模块6-800的爆炸图，而图60是第一光学模块6-3与第二光学模块6-800的剖面图。在一些实施例中，第一光学模块6-3主要可包括在主轴6-O方向排列的固定部6-100、活动部6-200、电路组件6-300以及驱动组件6-400。活动部6-200用以连接光学元件6-700，并可相对固定部6-100运动。电路组件6-300电性连接驱动组件6-400，以提供电力给驱动组件6-400。驱动组件6-400用以驱动活动部6-200相对固定部6-100运动。
在一些实施例中，固定部6-100可包括第一外壳6-110、第二外壳6-120、第三外壳6-130以及挡板6-140，其中第一外壳6-110可包覆电路组件6-300，而第二外壳6-120可包覆光学元件6-700，且可具有可透光的材料，例如玻璃或者塑胶，以允许光线通过第二外壳6-120而抵达光学元件6-700。
活动部6-200可包括第一活动元件6-210以及第二活动元件6-220，第一活动元件6-210以及第二活动元件6-220可动地设置在挡板6-140上。举例来说，第一活动元件6-210可穿过挡板6-140，并且与第二活动元件6-220彼此固定。藉此，设置在活动部6-200上的光学元件6-700可与活动部6-200一起相对固定部6-100以在Z方向(第一方向)延伸的主轴6-O为转轴进行旋转。挡板6-140可位于光学元件6-700与驱动组件6-400之间。此外，活动部6-200的第一活动元件6-210可具有转轴6-212，转轴6-212穿过挡板6-140并固定在第二活动元件6-220上。
如图60所示，电路组件6-300例如可包括第一电路元件6-310、第二电路元件6-320以及第三电路元件6-330。在一些实施例中，电路组件6-300还可进一步包括第一间隔元件6-312、第二间隔元件6-314、干扰抑止元件6-316、控制元件6-322、无线传输元件6-324、被动电子元件6-326、电源6-340。
在一些实施例中，第一电路元件6-310以及第二电路元件6-320可沿着第一方向(Z方向)排列，且第一电路元件6-310与第二电路元件6-320可具有板状的结构并互相平行。此外，如图60所示，第一电路元件6-310较第二电路元件6-320靠近活动部6-200。
第一间隔元件6-312以及第二间隔元件6-314可设置在第一电路元件6-310以及第二电路元件6-320之间，以隔开第一电路元件6-310以及第二电路元件6-320。换句话说，第一电路元件6-310与第二电路元件6-320之间具有一间隔。干扰抑止元件6-316例如可设置在第一电路元件6-310上，并且亦可设置在第一电路元件6-310以及第二电路元件6-320之间，以防止设置在第一电路元件6-310以及第二电路元件6-320之间的各元件的信号发生干扰。举例来说，可将干扰抑止元件6-316设置于一位置感测组件6-600与第二电路元件6-320之间。
控制元件6-322、无线传输元件6-324、被动电子元件6-326、电源6-340例如可设置在第二电路元件6-320上。然而，本发明并不以此为限，可根据实际需求调整各元件之间的位置关系。控制元件6-322可用以对驱动组件6-400进行控制。无线传输元件6-324例如可通过无线传输的方式来控制第一光学模块6-3，例如可用以输出一无线信号至一外部设备。被动电子元件6-326例如可为电容、电阻、电感等被动电子元件。电源6-340例如可为一电池，用以输出能量给驱动组件6-400。
可在第一光学模块6-3中提供位置感测组件6-600，以感测活动部6-200相对于固定部6-100的移动量。举例来说，位置感测组件6-600可包括一磁性元件6-610以及一位置感测元件6-620。磁性元件6-610例如为一磁铁，且可设置在活动部6-200上，而位置感测元件6-620例如可设置在第一电路元件6-310上，并且相对于磁性元件6-610，例如磁性元件6-610与位置感测元件6-620可在Z方向上进行排列。藉此，当磁性元件6-610随着活动部6-200进行移动时，位置感测元件6-620可感测磁性元件6-610移动时的磁场变化，进而得到活动部6-200的位置。
图61A至图65是第一光学模块6-3一些元件的示意图。如图61A至图65所示，驱动组件6-400主要可包括一驱动源6-410、传输元件6-420、施压组件6-440。
驱动源6-410可固定在传输元件6-420上，例如可通过一第一接着元件6-432而固定在传输元件6-420上。在一些实施例中，驱动源6-410可包括一第一压电元件6-412、一第二压电元件6-414以及一弹性元件6-416。弹性元件6-416可设置在第一压电元件6-412以及第二压电元件6-414之间，并且可以通过第二接着元件6-434固定在第一压电元件6-412以及第二压电元件6-414上。换句话说，第二接着元件6-434可设置在弹性元件6-416的两侧。然而，本发明并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，可省略第二压电元件6-414以及位在第二压电元件6-414和弹性元件6-416之间的第二接着元件6-434，取决于设计需求。此外，第三电路元件6-330可电性连接驱动组件6-400以及第一电路元件6-310，以允许设置在第一电路元件6-310上的电子元件提供电信号给驱动组件6-400。
在一些实施例中，第一压电元件6-412以及第二压电元件6-414可由压电(piezoelectric)材料所形成。也就是说，当在第一压电元件6-412或第二压电元件6-414表面施加电场(电压)，会拉长第一压电元件6-412或第二压电元件6-414的电偶极矩(electric dipole moment)，而第一压电元件6-412或第二压电元件6-414为抵抗变化，会沿电场方向伸长。因此，可将电能转化为机械能。在一些实施例中，第一压电元件6-412或第二压电元件6-414可进行变形而使传输元件6-420在Y方向或-Y方向上进行移动。
施压组件6-440可包括一施压元件6-442以及一调整元件6-444。施压元件6-442例如可为一金属簧片，具有弹性的结构，并且其中一端可设置在调整元件6-444上，而另一端可固定在从档板6-140延伸的第二凸柱6-144上。
此外，第一光学模块6-3还包括一框架6-500。举例来说，图63是框架6-500的示意图。框架6-500主要包括一本体6-510以及从本体6-510上延伸的第一承靠部6-520、第二承靠部6-530、以及突出部6-540。第一承靠部6-520上可具有第一穿孔6-522，第二承靠部6-530上可具有第二穿孔6-532，而突出部6-540上可具有一对突出结构6-542。第一承靠部6-520以及第二承靠部6-530可用以对应施压组件6-400。举例来说，如图61B所示，第一承靠部6-520以及第二承靠部6-530可直接接触施压元件6-442，以允许施压元件6-442通过第一承靠部6-520以及第二承靠部6-530对框架6-500施加与第一方向不平行(例如朝向-Y方向)的一压力6-P。
第一承靠部6-520以及第二承靠部6-530的排列方向与传输元件6-420所延伸的X方向(第二方向)平行。在一些实施例中，调整元件6-444设置在从挡板6-140上延伸的第一凸柱6-142上，例如具有螺牙，以通过锁固的方式设置在第一凸柱6-142上，并且可对调整元件6-444与第一凸柱6-142之间的相对位置进行调整，以进一步调整压力6-P的大小或方向。
此外，还可在挡板6-140上设置第三凸柱6-146。第一凸柱6-142、第二凸柱6-144、以及第三凸柱6-146可穿过第一电路元件6-310，以固定挡板6-140与第一电路元件6-310之间的相对位置。
在一些实施例中，如图64所示，可将两个突出结构6-542设置在档板6-140的容纳结构6-148中，并且在Y方向上，突出结构6-542和容纳结构6-148的侧壁之间可具有间隙6-G，以允许框架6-500相对于档板6-140在Y方向上进行移动，而非完全固定在档板6-140上。沿着突出结构6-542的延伸方向(Z方向)观察时，容纳结构6-148、间隙6-G、以及突出结构6-542沿着压力6-P的方向(Y方向)排列。
此外，如图65所示，可将传输元件6-420设置在框架6-500上。举例来说，传输元件6-420可通过第一穿孔6-522以及第二穿孔6-532，并且可在传输元件6-420与第二穿孔6-532之间设置第三接着元件6-436，以粘合传输元件6-420与第二穿孔6-532。藉此，传输元件6-420可与框架6-500一起进行移动。虽然在本实施例中在框架6-500上设计第一穿孔6-522以及第二穿孔6-532，但也可以设计成凹陷或其他传输元件6-420可设置在其中的结构，取决于设计需求。
在一些实施例中，第一接着元件6-432的杨氏模量(Young’s modulus)大于第二接着元件6-434的杨氏模量，第二接着元件6-434的杨氏模量大于第三接着元件6-436的杨氏模量。即，第一接着元件6-432的杨氏模量大于第三接着元件6-436的杨氏模量。
举例来说，通过第一接着元件6-432接着的驱动源6-410以及传输元件6-420之间的相对位置可彼此固定，而通过第二接着元件6-434接着的第一压电元件6-412、第二压电元件6-414以及弹性元件6-416之间的相对位置与通过第三接着元件6-434接着的传输元件6-420、框架6-500之间的相对位置可进行改变，以允许传输元件6-420在X方向上进行移动。
驱动组件6-400可用以驱动活动部6-200相对固定部6-100以主轴6-O为旋转轴进行旋转。举例来说，如图61A所示，驱动组件6-400的传输元件6-420可通过摩擦接触的方式设置在第一活动元件6-210的凹槽6-214中。换句话说，传输元件6-420与第一活动元件6-210间以彼此之间的最大静摩擦力固定。
可通过调整施压组件6-440通过框架6-500对传输元件6-420所施加的压力6-P，来调整传输元件6-420与第一活动元件6-210之间的磨擦力。此外，由于传输元件6-420可被驱动源6-410所驱动而在Y方向上移动，若对驱动源6-410提供较弱的一第一电信号，则传输元件6-420的移动速度亦会较低，而并不会使传输元件6-420与第一活动元件6-210之间的作用力大于最大静摩擦力，所以可带动第一活动元件6-210与传输元件6-420一起移动，即第一活动元件6-210可相对于主轴6-O进行旋转。
接着，若对驱动源6-410提供较强的一第二电信号，则传输元件6-420的移动速度会较高，而使传输元件6-420与第一活动元件6-210之间的作用力大于最大静摩擦力，所以传输元件6-420会与第一活动元件6-210之间发生相对运动，即当传输元件6-420在Y方向上移动时，第一活动元件6-210并未随着传输元件6-420一起转动。
通过重复前述步骤，可允许第一活动元件6-210在一特定方向上持续转动，进而允许设置在第二活动元件6-220上的光学元件6-700一起转动。举例来说，图66A以及图66B是第一光学模块6-3与第二光学模块6-800的示意图，其中省略了第二外壳6-120。在一些实施例中，光学元件6-700例如可为一反射镜或一棱镜，以反射一入射光，进而调整入射光的光轴由入射方向转换为出射方向，且入射方向与出射方向不平行。
应注意的是，第二活动元件6-220与光学元件6-700以主轴6-O为旋转轴进行了转动，以接收从不同方向入射到光学元件6-700的入射光6-L1以及入射光6-L2，并分别将其方向转换为反射光6-R1以及反射光6-R2。反射光6-R1以及反射光6-R2进入第二光学模块6-800，以允许第二光学模块6-800捕捉在各方向上的入射光。
请回头参照图60，第二光学模块6-800可设置在第三外壳6-130中，并且可包括一驱动模块6-810以及一感光元件6-820。沿着垂直第一方向(Z方向)的方向观察时，第二外壳6-120与第二光学模块6-800不重叠。驱动模块6-810中可设置一镜片6-812，镜片6-812与感光元件6-820沿着出射方向(Z方向)排列。驱动模块6-810可驱动镜片6-812在X、Y、Z方向上进行移动，进而使通过镜片6-812的光线聚焦在感光元件6-820上。感光元件6-820再通过设置在前述操纵部6-2中的电路将所得的信号传输给外部的其他电子装置。在一些实施例中，第二光学模块6-800与电源6-340电性绝缘。
应注意的是，虽然于本实施例中以设置在光学系统6-1上的第一光学模块6-3以及第二光学模块6-800作为范例，但本发明并不限于医疗用内视镜的范畴。举例来说，所述的第一光学模块6-3以及第二光学模块6-800的组合亦可应用在其他电子装置中，例如手机、笔记型电脑、照相机、空拍机等，以对各个不同的方向进行摄像。
综上所述，本发明实施例提供一种光学系统，包括第一光学模块。第一光学模块包括固定部、活动部、驱动组件以及电路组件。活动部用以连接光学元件并可动地连接固定部。驱动组件用以驱动活动部相对固定部运动。电路组件电性连接驱动组件。藉此，可捕捉在各方向上的影像。
图67是本发明一些实施例中的光学系统7-1的示意图，图68是光学系统7-1的爆炸图，而图69A以及图69B分别是沿着图67中的线段7-A-7-A’以及线段7-B-7-B’示出的剖面图，其中线段7-A-7-A’与线段7-B-7-B’彼此垂直。光学系统7-1主要可包括在主轴7-O上排列的固定部7-100(包括第一固定部7-110、第二固定部7-120、第三固定部7-130)、第一光学模块7-200、第二光学模块7-300以及其他元件(于随后说明)。
固定部7-100可构成光学系统7-1的外壳，而第一光学模块7-200以及第二光学模块7-300可设置在固定部7-100中。举例来说，第一固定部7-110以及第二固定部7-120可锁固在第三固定部7-130上，并且第二固定部7-120可设置在第一固定部7-110以及第三固定部7-130之间。
在一些实施例中，第三固定部7-130的材料可包括透明材料(例如玻璃或塑胶)，而外界的光线可通过第三固定部7-130，并通过第一光学模块7-200调整此外界光线的路径以抵达第二光学模块7-300。藉此，光学系统7-1可对不同方向上的光线进行感测。
图70是第一光学模块7-200以及第二光学模块7-300的爆炸图。图71A是第一光学模块7-200一些元件的透视图。第一光学模块7-200主要可包括第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220、第一壳体7-230、第二壳体7-240、电路组件7-250(包括第一电路元件7-251、第二电路元件7-252)、间隔元件7-260以及上盖7-270。
第一驱动组件7-210以及第二驱动组件7-220可设置在第一壳体7-230的两侧。第一驱动组件7-210主要可包括第一驱动源7-212、第一传输元件7-214、第一框架7-216、第一活动部7-218。第二驱动组件7-220主要可包括第二驱动源7-222、第二传输元件7-224、第二框架7-226、第二活动部7-228。此外，可在第一壳体7-230中设置一第一光学元件7-233、第二光学元件7-234以及承载部7-235。第一壳体7-230可通过第一转轴7-231连接第一活动部7-218，而承载部7-235可动地设置在第一壳体7-230中，并通过第二转轴7-232连接第二活动部7-228。第一光学元件7-233固定在第一壳体7-230上，而第二光学元件7-234固定在承载部7-235上。此外，如图69A所示，第一壳体7-230可具有一进光口7-230A，可允许光线通过进光口7-230A进入到第一壳体7-230之中。
第一壳体7-230可设置在第二壳体7-240上，并且可相对于第二壳体7-240以第一转轴7-231以及第二转轴7-232进行转动。第二壳体7-240与上盖7-270内可形成一空间，且第二光学模块7-300、第一电路元件7-251、第二电路元件7-252可设置在此空间中。
在一些实施例中，第一电路元件7-251以及第二电路元件7-252例如可为电路板，且第一电路元件7-251以及第二电路元件7-252可沿着主轴7-O的方向(第六方向7-D6，于随后说明)排列，且第一电路元件7-251与第二电路元件7-252可具有板状的结构并互相平行。此外，如图70所示，第一电路元件7-251较第二电路元件7-252靠近第二光学模块7-300。
间隔元件7-260可设置在第一电路元件7-251以及第二电路元件7-252之间，以隔开第一电路元件7-251以及第二电路元件7-252。换句话说，第一电路元件7-251与第二电路元件7-252之间具有一间隔。干扰抑止元件7-500(图69A、图69B)例如可设置在第二电路元件7-252上，并且亦可设置在第一电路元件7-251以及第二电路元件7-252之间，以防止设置在第一电路元件7-251以及第二电路元件7-252之间的各元件的信号发生干扰。举例来说，可将干扰抑止元件7-500设置于一位置感测元件7-501(图69A、图69B)与第二电路元件7-252之间。
控制元件7-502、无线传输元件7-504、被动电子元件7-506、电源7-508例如可设置在第二电路元件7-252上。然而，本发明并不以此为限，可根据实际需求调整各元件之间的位置关系。控制元件7-502可用以对第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220、第四驱动组件7-350进行控制。无线传输元件7-504例如可通过无线传输的方式来控制光学系统7-1，例如可用以输出一无线信号至一外部设备(未示出)。被动电子元件7-506例如可为电容、电阻、电感等被动电子元件。电源7-508例如可为一电池，用以输出能量给第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220、第四驱动组件7-350。
在一些实施例中，上盖7-270上可延伸出一第三转轴7-272，设置在第三活动部7-408中，以允许上盖7-270随着第三活动部7-408一起移动。上盖7-270随着第三活动部7-408一起移动的实施例将于随后说明。此外，在第三转轴7-272上还可具有一轴承7-276，用以降低旋转时的摩擦力。在一些实施例中，可在上盖7-270上设计一卡扣7-274，并在第二壳体7-240上设计一开口7-242，以通过将卡扣7-274设置在开口7-242中，将上盖7-270固定在第二壳体7-240上。
在一些实施例中，如图70所示，可将第一转轴7-231所延伸的方向定义为第一方向7-D1，且可将第一传输元件7-214所延伸的方向定义为第二方向7-D2，并将第二传输元件7-224所延伸的方向定义为第三方向7-D3，其中第二方向7-D2可与第三方向7-D3彼此平行。
图71B是第一驱动组件7-210或第二驱动组件7-220的示意图，图71C是第一驱动组件7-210或第二驱动组件7-220的俯视图，其中还额外示出了第一施压组件7-211或第二施压组件7-221。
第一框架7-216主要包括一第一本体7-2161以及从第一本体7-2161上延伸的第一承靠部7-2162、第二承靠部7-2163。第一承靠部7-2162上可具有第一穿孔7-2164，第二承靠部7-2163上可具有第二穿孔7-2165。第一承靠部7-2162以及第二承靠部7-2163可用以对应第一施压组件7-211。第一施压组件7-211可包括第一施压元件7-213以及第一调整元件7-215。
举例来说，如图71C所示，第一承靠部7-2162以及第二承靠部7-2163可直接接触第一施压元件7-213，以允许第一施压元件7-213通过第一承靠部7-2162以及第二承靠部7-2163对第一框架7-216施加与第一方向7-D1不平行的一第一压力7-P1，从而第一驱动组件7-210与第一活动部7-218沿着第一压力7-P1的方向排列。
第一承靠部7-2162以及第二承靠部7-2163的排列方向与第一传输元件7-214的延伸方向平行。在一些实施例中，第一施压元件7-213设置在第一调整元件7-215以及从第一壳体7-230上延伸的第一凸柱7-244上，而第一调整元件7-215设置在从第一壳体7-230上延伸的第二凸柱7-245上，第一调整元件7-215例如具有螺牙，以通过锁固的方式设置在第二凸柱7-245上，并且可对第一调整元件7-215与第二凸柱7-245之间的相对位置进行调整，以进一步调整第一压力7-P1的大小或方向。
图71D是第一驱动组件7-210或第二驱动组件7-220的剖面图。如图71D所示，第一驱动源7-212可固定在第一传输元件7-214上，例如可通过一第一接着元件7-2124而固定在第一传输元件7-214上。在一些实施例中，第一驱动源7-212可包括一第一压电元件7-2121、一第二压电元件7-2122以及一第一弹性元件7-2123。第一弹性元件7-2123可设置在第一压电元件7-2121以及第二压电元件7-2122之间，并且可以通过第二接着元件7-2125固定在第一压电元件7-2121以及第二压电元件7-2122上。换句话说，第二接着元件7-2125可设置在第一弹性元件7-2123的两侧。
然而，本发明并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，亦可省略第二压电元件7-2122以及位在第二压电元件7-2122和第一弹性元件7-2123之间的第二接着元件7-2125以降低所需的元件数量，取决于设计需求。此外，第一线路7-219(70)可电性连接第一驱动组件7-210以及第一电路元件7-251，以允许设置在第一电路元件7-251上的电子元件提供电信号给第一驱动组件7-210。
在一些实施例中，第一压电元件7-2121以及第二压电元件7-2122可由压电(piezoelectric)材料所形成。也就是说，当在第一压电元件7-2121或第二压电元件7-2122表面施加电场(电压)，会拉长第一压电元件7-2121或第二压电元件7-2122的电偶极矩(electric dipole moment)，而第一压电元件7-2121或第二压电元件7-2122为抵抗变化，会沿电场方向伸长。因此，可将电能转化为机械能。在一些实施例中，第一压电元件7-2121或第二压电元件7-2122可进行变形而使第一传输元件7-214在第二方向7-D2上进行移动。
此外，如图71C以及图71D所示，可将第一传输元件7-214设置在第一框架7-216上。举例来说，第一传输元件7-214可通过第一穿孔7-2164以及第二穿孔7-2165，并且可在第一传输元件7-214与第二穿孔7-2165之间设置第三接着元件7-2126，以粘合第一传输元件7-214与第二穿孔7-2165。藉此，第一传输元件7-214可与第一框架7-216一起进行移动。虽然在本实施例中在第一框架7-216上设计第一穿孔7-2164以及第二穿孔7-2165，但也可以设计成凹陷或其他第一传输元件7-214可设置在其中的结构，取决于设计需求。
在一些实施例中，第一接着元件7-2124的杨氏模量(Young’s modulus)大于第二接着元件7-2125的杨氏模量，第二接着元件7-2125的杨氏模量大于第三接着元件7-2126的杨氏模量。即，第一接着元件7-2124的杨氏模量大于第三接着元件7-2126的杨氏模量。
举例来说，通过第一接着元件7-2124接着的第一驱动源7-212以及第一传输元件7-214之间的相对位置可彼此固定，而通过第二接着元件7-2125接着的第一压电元件7-2121、第二压电元件7-2122、以及第一弹性元件7-2123之间的相对位置与通过第三接着元件7-2126接着的第一传输元件7-214、第一框架7-216之间的相对位置可进行改变，以允许第一传输元件7-214在第二方向7-D2上进行移动。
第二框架7-226主要包括一第二本体7-2261以及从第二本体7-2261上延伸的第三承靠部7-2262、第四承靠部7-2263。第三承靠部7-2262上可具有第三穿孔7-2264，第四承靠部7-2263上可具有第四穿孔7-2265。第三承靠部7-2262以及第四承靠部7-2263可用以对应第二施压组件7-221。第二施压组件7-221可包括第二施压元件7-223以及第二调整元件7-225。
举例来说，如图71C所示，第三承靠部7-2262以及第四承靠部7-2263可直接接触第二施压元件7-223，以允许第二施压元件7-223通过第三承靠部7-2262以及第四承靠部7-2263对第二框架7-226施加与第一方向7-D1不平行的一第二压力7-P2，从而第二驱动组件7-220与第二活动部7-228沿着第二压力7-P2的方向排列。
第三承靠部7-2262以及第四承靠部7-2263的排列方向与第二传输元件7-224的延伸方向平行。在一些实施例中，第二施压元件7-223设置在第一调整元件7-225以及从第一壳体7-230上延伸的第三凸柱7-246上，而第二调整元件7-225设置在从第一壳体7-230上延伸的第四凸柱7-247上，第二调整元件7-255例如具有螺牙，以通过锁固的方式设置在第四凸柱7-247上，并且可对第二调整元件7-215与第四凸柱7-247之间的相对位置进行调整，以进一步调整第二压力7-P2的大小或方向。
如图71D所示，第二驱动源7-222可固定在第二传输元件7-224上，例如可通过一第四接着元件7-2224而固定在第二传输元件7-224上。在一些实施例中，第二驱动源7-222可包括一第三压电元件7-2221、一第四压电元件7-2222以及一第二弹性元件7-2223。第二弹性元件7-2223可设置在第三压电元件7-2221以及第四压电元件7-2222之间，并且可以通过第五接着元件7-2225固定在第三压电元件7-2221以及第四压电元件7-2222上。换句话说，在一些实施例中，第五接着元件7-2225可设置在第二弹性元件7-2223的两侧。
然而，本发明并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，可省略第四压电元件7-2222以及位在第四压电元件7-2222和第二弹性元件7-2223之间的第五接着元件7-2225，取决于设计需求。此外，第二线路7-229(图70)可电性连接第二驱动组件7-220以及第一电路元件7-251，以允许设置在第一电路元件7-251上的电子元件提供电信号给第二驱动组件7-220。
在一些实施例中，第三压电元件7-2221以及第四压电元件7-2222可由压电(piezoelectric)材料所形成。也就是说，当在第三压电元件7-2221或第四压电元件7-2222表面施加电场(电压)，会拉长第三压电元件7-2221或第四压电元件7-2222的电偶极矩(electric dipole moment)，而第三压电元件7-2221或第四压电元件7-2222为抵抗变化，会沿电场方向伸长。因此，可将电能转化为机械能。在一些实施例中，第三压电元件7-2221或第四压电元件7-2222可进行变形而使第二传输元件7-224在第三方向7-D3上进行移动。
此外，如图71C以及图71D所示，可将第二传输元件7-224设置在第二框架7-226上。举例来说，第二传输元件7-224可通过第三穿孔7-2264以及第四穿孔7-2165，并且可在第二传输元件7-224与第四穿孔7-2265之间设置第六接着元件7-2226，以粘合第二传输元件7-214与第四穿孔7-2265。藉此，第二传输元件7-224可与第二框架7-226一起进行移动。虽然在本实施例中在第二框架7-226上设计第三穿孔7-2264以及第四穿孔7-2265，但也可以设计成凹陷或其他第二传输元件7-224可设置在其中的结构，取决于设计需求。
在一些实施例中，第四接着元件7-2224的杨氏模量(Young’s modulus)大于第五接着元件7-2225的杨氏模量，第五接着元件7-2225的杨氏模量大于第六接着元件7-2226的杨氏模量。即，第四接着元件7-2224的杨氏模量大于第六接着元件7-2226的杨氏模量。
举例来说，通过第四接着元件7-2224接着的第二驱动源7-222以及第二传输元件7-224之间的相对位置可彼此固定，而通过第五接着元件7-2225接着的第三压电元件7-2221、第四压电元件7-2222、以及第二弹性元件7-2223之间的相对位置与通过第六接着元件7-2226接着的第二传输元件7-224、第二框架7-226之间的相对位置可进行改变，以允许第二传输元件7-224在第三方向7-D3上进行移动。
第一驱动组件7-210可通过设置在第一活动部7-218中的第一转轴7-231来驱动第一壳体7-230相对固定部7-100以第一转轴7-231为旋转轴进行旋转。举例来说，如图71A所示，第一驱动组件7-210的第一传输元件7-214可通过摩擦接触的方式设置在第一活动部7-218的凹槽中。换句话说，第一传输元件7-214与第一活动部7-218间以彼此之间的最大静摩擦力固定。
第二驱动组件7-220可通过设置在第二活动部7-228之中的第二转轴7-232来驱动承载部7-235相对固定部7-100以第二转轴7-232为旋转轴进行旋转。举例来说，如图71A所示，第二驱动组件7-220的第二传输元件7-224可通过摩擦接触的方式设置在第二活动部7-228的凹槽中。换句话说，第二传输元件7-224与第二活动部7-228间以彼此之间的最大静摩擦力固定。
可通过调整第一施压组件7-211通过第一框架7-216对第一传输元件7-214所施加的第一压力7-P1，来调整第一传输元件7-214与第一活动部7-218之间的磨擦力。此外，由于第一传输元件7-214可被第一驱动源7-212所驱动而移动，若对第一驱动源7-212提供较弱的一第一电信号，则第一传输元件7-214的移动速度亦会较低，而并不会使第一传输元件7-214与第一活动部7-218之间的作用力大于最大静摩擦力，所以可带动第一活动部7-218与第一传输元件7-214一起移动，即第一活动部7-218可相对于第一转轴7-231进行旋转。
接着，若对第一驱动源7-212提供较强的一第一电信号，则第一传输元件7-214的移动速度会较高，而使第一传输元件7-214与第一活动部7-218之间的作用力大于最大静摩擦力，所以第一传输元件7-214会与第一活动部7-218之间发生相对运动，即当第一传输元件7-214移动时，第一活动部7-218并未随着第一传输元件7-214一起转动。
通过重复前述步骤，可允许第一活动部7-218在一特定方向上转动，进而允许设置在第一壳体7-230上的第一光学元件7-233一起转动。此外，通过类似的原理，亦可允许第二活动部7-228在一特定方向上转动，进而允许设置在承载部7-235上的第二光学元件7-234一起转动。
第一驱动源7-212可产生一第一驱动力，第二驱动源7-222可产生一第二驱动力，且第一驱动力的方向(第二方向7-D2)与第二驱动力的方向(第三方向7-D3)平行。因此，第一光学元件7-233以及第二光学元件7-234可分别以第一转轴7-231和第二转轴7-232为轴心转动，并且可通过第一驱动组件7-210以及第二驱动组件7-220独立控制第一光学元件7-233以及第二光学元件7-234的转动，以进一步调整入射到第一光学元件7-233以及第二光学元件7-234上的光线路径。
在一些实施例中，可将与前述第一方向7-D1、第二方向7-D2垂直的方向定义为第四方向7-D4。图71E是沿着第一方向7-D1观察时，第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220、第一壳体7-230的示意图，图71F是沿着第二方向7-D2观察时，第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220、第一壳体7-230的示意图，图71G是沿着第四方向7-D4观察时，第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220、第一壳体7-230的示意图。如图71E至图71G所示，沿着第一方向7-D1、第二方向7-D2、第四方向7-D4观察时，第一驱动组件7-210以及第二驱动组件7-220彼此不重叠。
此外，如图71F所示，沿着第二方向7-D2观察时，第一驱动组件7-210的第一传输元件7-214与第二驱动组件7-220的第二传输元件7-224在一第五方向7-D5上排列，即第一传输元件7-214与第二传输元件7-224圆心的连线方向为第五方向7-D5，其中第五方向7-D5与第一方向7-D1、第二方向7-D2、第三方向7-D3、第四方向7-D4皆不平行，且与第一方向7-D1、第四方向7-D4皆不垂直。此外，第一外壳7-230亦与第一驱动组件7-210和第二驱动组件7-220在第五方向7-D5上排列。藉此，可降低光学系统7-1在特定方向上的尺寸，而达到小型化。
在一些实施例中，可设置一位置感测组件(未示出)，用以感测第一活动部7-218或第二活动部7-228相对固定部7-100的运动，例如可在第一活动部7-218或第二活动部7-228上设置一感测磁铁，并在第一电路元件7-251上设置感测元件，并通过所感测的位置信号来控制第一驱动组件7-210或第二驱动组件7-220，以在第一活动部7-218或第二活动部7-228到达所欲的位置时停止对第一驱动组件7-210或第二驱动组件7-220进行驱动。前述感测元件可包括霍尔效应传感器(Hall Sensor)、磁阻效应传感器(Magnetoresistance EffectSensor，MR Sensor)、巨磁阻效应传感器(Giant Magnetoresistance Effect Sensor，GMRSensor)、穿隧磁阻效应传感器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor，TMRSensor)或磁通量传感器(Fluxgate Sensor)。
图72是第二光学模块7-300的爆炸图。第二光学模块7-300可包括顶壳7-310、底座7-320、承载座7-330、镜片7-340以及第四驱动组件7-350。如图72所示，顶壳7-310以及底座7-320可相互组合而构成第二光学模块7-300的外壳。承载座7-330可设置在顶壳7-310以及底座7-320之间，而镜片7-340可固定(例如锁固)在承载座7-330上。第四驱动组件7-350可包括第四驱动源7-352以及第四传输元件7-354，第四驱动组件7-350的结构与运作原理和前述第一驱动组件7-210、第二驱动组件7-220类似，于此不再赘述。
第四传输元件7-352可通过摩擦接触的方式设置在承载座7-330上，藉此可通过第四驱动组件7-350而驱动承载座7-330在主轴7-O的方向上移动，以一起带动镜片7-340在主轴7-O的方向上移动，而达到自动对焦(Auto Focus，AF)的功能。
图73A是第二固定部7-120以及设置在第二固定部7-120上的第三驱动组件7-400和第三活动部7-404的示意图，而图73B是前述元件的俯视图，其中在图73B中还额外示出了第三施压组件7-410，而在图73A中为了简洁而省略了第三施压组件7-410。
第三驱动组件7-400的结构可与前述第一驱动组件7-210或者第二驱动组件7-220类似，例如第三驱动组件7-400亦可包括第三驱动源7-402、第三传输元件7-404、第三框架7-406，而第三驱动源7-402可包括第五压电元件7-4021、第六压电元件7-4022以及第三弹性元件7-4023的组合，并用以产生朝向第三传输元件7-404延伸方向的第三驱动力，其位置关系的细节于此不再赘述。
第三驱动组件7-400用以驱动第三活动部7-408相对第二固定部7-120以在一第六方向7-D6延伸的旋转轴进行旋转，而第三传输元件7-404延伸的方向可定义为第七方向7-D7，其中第六方向7-D6与第七方向7-D7不平行。
此外，第三施压组件7-410可包括第三施压元件7-412以及第三调整元件7-414，其原理与第一施压组件7-211或第二施压组件7-221类似，于此不再赘述。第三施压组件7-410可施加第三压力7-P3到第三驱动组件7-400，而第三驱动组件7-400与第三活动部7-408沿着第三压力7-P3的方向排列。
如图73B所示，第三压力7-P3的方向与第六方向7-D6不平行。此外，图74是光学系统7-1一些元件从第六方向7-D6观察时的示意图。如图74所示，第一方向7-D1与第六方向7-D6不平行。换句话说，第一活动部7-218与第三活动部7-408转轴的方向不同。
此外，在一些实施例中，可将与第一方向7-D1和第七方向7-D7皆平行的平面定义为假想平面(未示出)，而此假想平面与第六方向7-D6垂直。如图74所示，沿着第六方向7-D6观察时，第三驱动组件7-400与第一驱动组件7-210不重叠，且第三驱动组件7-400与第二驱动组件7-220不重叠。因此，可降低光学系统7-1在特定方向上的尺寸，而达到小型化。
请回头参照图69A以及图69B，可将上盖7-270上的第三转轴7-272设置在第三活动部7-408中，以允许第三驱动组件7-400通过第三活动部7-408带动上盖7-270以及与上盖7-270固定的第二壳体7-240沿着主轴7-O的方向转动，从而设置在第二壳体7-240上的第一驱动组件7-210以及第二驱动组件7-220亦会被带动而一起旋转，即第一驱动组件7-210以及第二驱动组件7-220可相对第三驱动组件7-400运动。在一些实施例中，可设置一位置传感器(未示出)，用以感测第三活动部7-408相对第二固定部7-120的运动。
此外，可在第二固定部7-120上设置第三电路元件7-420。第三电路元件7-420例如为电路板，可电性连接第三驱动组件7-400，并且可在第三电路元件7-420上设置一位置感测元件(未示出)，并在第三活动部7-408上设置一感测磁铁(未示出)，以通过感测磁铁的磁场变化而感测第三活动部7-408的位置，从而对第三驱动组件7-400进行控制。
图75A、图75B、图75C是光学系统7-1进行运作时的示意图。第一光学元件7-233用以调整入射光的光轴由一入射方向转换为一第一出射方向，其中此入射方向与第一出射方向并不平行，第二光学元件7-234用以调整入射光的光轴由第一出射方向转换为一第二出射方向，且第一出射方向与第二出射方向不平行。
举例来说，如图75A所示，第一光学元件7-233用以调整入射光的光轴由一入射方向7-I1转换为一第一出射方向7-E11，入射方向7-I1与第一出射方向7-E11不平行，第二光学元件7-234用以调整入射光的光轴由第一出射方向7-E11转换为一第二出射方向7-E21，第一出射方向7-E11与第二出射方向7-E21不平行。
接着，当入射光的方向改变时，如图75B所示，第一光学元件7-233用以调整入射光的光轴由一入射方向7-I2转换为一第一出射方向7-E12，入射方向7-I2与第一出射方向7-E12不平行，第二光学元件7-234用以调整入射光的光轴由第一出射方向7-E12转换为一第二出射方向7-E22，第一出射方向7-E12与第二出射方向7-E22不平行。
接着，当入射光的方向进一步改变时，如图75C所示，第一光学元件7-233用以调整入射光的光轴由一入射方向7-I3转换为一第一出射方向7-E13，入射方向7-I3与第一出射方向7-E13不平行，第二光学元件7-234用以调整入射光的光轴由第一出射方向7-E13转换为一第二出射方向7-E23，第一出射方向7-E13与第二出射方向7-E23不平行。
应注意的是，如图75A、图75B、图75C所示，在前述状态中的第二出射方向7-E21、7-E22、或7-E23皆朝向相同的方向，即与主轴7-O的方向平行。而镜片7-340与第三电路元件7-420(感光元件)沿着第二出射方向7-E21、7-E22、或7-E23排列。第二出射方向7-E21、7-E22、或7-E23与第一方向7-D1不平行，且第二出射方向7-E21、7-E22、或7-E23与第二方向7-D2平行。藉此，可允许通过第一光学模块7-200来将外界的光线反射给第二光学模块7-300，从而使第二光学模块7-300可接收来自各方向上的影像。接着，可通过第三驱动组件7-400对第一光学模块7-200以及第二光学模块7-300相对于主轴7-O进行旋转，以使光学系统7-1可捕捉更多方向上的影像。
综上所述，本发明实施例提供一种光学系统，包括第一光学模块。第一光学模块包括第一固定部、第一活动部、第一驱动组件以及电路组件。第一活动部用以连接第一光学元件并可动地连接第一固定部。第一驱动组件用以驱动第一活动部相对第一固定部运动。电路组件电性连接第一驱动组件。藉此，光学系统可在各个方向进行摄像，并且还可达成小型化。
虽然本发明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的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明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，任何所属技术领域中的普通技术人员可从本发明揭示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相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明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，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
