驱动机构的控制方法
技术领域
本公开实施例关于一种驱动机构的控制方法。
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。
发明内容
本公开实施例提供一种驱动机构的控制方法，包括：从控制组件输出第一电信号至驱动组件，以通过驱动组件将活动部相对于固定部移动到初始位置，其中控制组件包括控制单元以及位置感测单元；读取惯性感测单元的状态信号；将状态信号输入至控制单元，以通过控制单元演算出目标位置；控制单元根据目标位置，输出第二电信号至驱动组件，以驱动驱动组件；从位置感测单元输出位置感测信息至控制单元；以及控制单元根据位置感测信息，输出第三电信号至驱动组件，以驱动驱动组件。
在一些实施例中，从控制组件输出第一电信号至驱动组件的操作还包括：决定预设信息；以及根据预设信息输出第一电信号至驱动组件。在一些实施例中，决定预设信息的操作包括：建立初始预设信息；对初始预设信息进行一线性度补偿以得到补偿预设信息；搜索驱动机构的归零值；以及通过补偿预设信息以及归零值，对驱动机构进行测试，以确认补偿预设信息和归零值与驱动机构的一实际读值的差异，从而决定预设信息。
在一些实施例中，建立初始预设信息的操作包括：测量活动部在第一维度上的第一极限值；以及测量活动部在第二维度上的第二极限值，其中第一维度与第二维度不同。在一些实施例中，在测量活动部在第一维度上的第一极限值的操作时，不进行测量活动部在第二维度上的第二极限值的操作。在一些实施例中，建立初始预设信息的操作还包括在测量活动部在第二维度上的第二极限值的操作之后，再次进行测量活动部在第一维度上的第一极限值的操作。在一些实施例中，建立初始预设信息的操作还包括在再次进行测量活动部在第一维度上的第一极限值的操作之后，再次进行测量活动部在第二维度上的第二极限值的操作。
在一些实施例中，搜索驱动机构的归零值的操作还包括：搜索活动部在第一维度上的第一归零值；以及搜索活动部在第二维度上的第二归零值。在一些实施例中，搜索活动部在第一维度上的第一归零值的操作与搜索活动部在第二维度上的第二归零值的操作是同时进行。在一些实施例中，搜索活动部在第一维度上的第一归零值的操作与搜索活动部在第二维度上的第二归零值的操作是按序进行。
在一些实施例中，对驱动机构进行测试的操作包括：输出预定命令给位置感测单元；对驱动机构进行测量以得到位置感测信号；以及比较预定命令与位置感测信号以得到差值。在一些实施例中，对驱动机构进行测试的操作还包括：在输出预定命令给位置感测单元的操作之后，等待一段时间再进行测量位置感测信号的操作。在一些实施例中，对驱动机构进行测试的操作还包括：测量驱动机构的位置感测信号在不同位置的多个读值，以得到实际读值。在一些实施例中，对驱动机构进行测试的操作还包括：测量驱动机构的位置感测信号在不同位置的多个读值；通过读值，计算出驱动机构在其他位置的计算值；以及结合读值以及计算值，以得到实际读值。在一些实施例中，对驱动机构进行测试的操作还包括：比较差值与容许值，若差值超出容许值，则判断驱动机构未通过测试。
在一些实施例中，对初始预设信息进行线性度补偿的操作包括通过外部设备测量活动部相对于固定部的位置，以进行线性度补偿。在一些实施例中，通过外部设备测量活动部相对于固定部的位置的操作包括：从外部设备发出入射信号到活动部的参考面；接收从第一参考面反射的反射信号；以及计算入射信号与反射信号的角度差，以得到活动部相对于固定部的位置。在一些实施例中，决定预设信息的操作还包括：在搜索驱动机构的归零值时，进一步搜索驱动机构的预设值。
在一些实施例中，读取惯性感测单元的状态信号的操作包括过滤掉频率小于1Hz的信号。在一些实施例中，驱动机构的控制方法还包括在控制单元根据位置感测信息输出第三电信号至驱动组件以进行驱动的操作以后，再次从位置感测单元输出位置感测信息至控制单元；以及控制单元再次根据位置感测信息输出第三电信号至驱动组件以进行驱动。
附图说明
以下将配合说明书附图详述本发明的实施例。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，以清楚地表现出本发明的特征。
图1是本公开一些实施例的驱动机构的立体图。
图2是本公开一些实施例的驱动机构的爆炸图。
图3是沿图1A-A'线段示出的剖面图。
图4是本公开一些实施例的光学模块的爆炸图。
图5是本公开一些实施例的底座的示意图。
图6是本公开一些实施例的承载件的示意图。
图7是本公开一些实施例的连接元件的示意图。
图8是本公开一些实施例的驱动机构的俯视图。
图9是本公开一些实施例的驱动机构的侧视图。
图10是本公开一些实施例的驱动机构一部分的放大图。
图11是本公开一些实施例的驱动机构一些元件的示意图。
图12是图11中D部分的放大图。
图13是本公开一些实施例的连接部与接触元件进行连接时的示意图。
图14是本公开一些实施例的底座与承载件的示意图。
图15是本公开另一些实施例的底座与承载件的示意图。
图16是本公开一些实施例的驱动机构一些元件的示意图。
图17是图16中G部分的放大图。
图18为本公开一些实施例的驱动机构的示意图。
图19是本公开一些实施例的驱动机构的爆炸图。
图20是本公开一些实施例的驱动机构沿图18中的线段B-B'示出的剖面图。
图21是本公开一些实施例的驱动机构一些元件的示意图。
图22是本公开一些实施例的驱动机构的立体图。
图23是本公开一些实施例的驱动机构的爆炸图。
图24是本公开一些实施例的驱动机构沿图22的线段C-C'示出的剖面图。
图25是图24H部分的放大图。
图26是本公开一些实施例的驱动机构的立体图。
而图27是本公开一些实施例的驱动机构的俯视图。
图28是本公开一些实施例的光学元件驱动机构的示意图。
图29是一种驱动机构的控制方法的方框图。
图30是驱动机构的控制方法细节的方框图。
图31与图32分别为信号强度与第一维度以及第二维度不同位置处的关系。
图33与图34是使用外部设备测量光学元件驱动机构时的示意图。
图35是信号强度与第一维度(或第二维度)在不同位置处的关系。
图36是活动部在第一维度与第二维度位置的关系。
图37与图38是预定命令与位置感测信号在不同位置的关系。
图39是图37或图38所得的信号与时间的关系图。
图40是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图41是光学元件驱动机构的爆炸图。
图42是光学元件驱动机构的剖面图。
图43是光学元件驱动机构的补偿方法的方框图。
图44至图47是在操作补偿方法时，承载座与固定部的相对关系示意图。
图48是本公开一些实施例的控制架构的方框图。
图49是本公开一些实施例的光学元件驱动系统的示意图。
图50是本公开一些实施例的摄像装置的示意图。
图51是本公开一些实施例的控制架构的方框图。
图52是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的示意图。
图53是光学元件驱动机构的爆炸图。
图54是光学元件驱动机构的剖面图。
图55是光学元件驱动机构的侧视图。
图56是光学模块的爆炸图。
图57是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图58是驱动组件的示意图。
图59是底座的示意图。
图60以及图61是活动部的示意图。
图62是光学元件驱动机构在一方向上运动时的剖面图。
图63是光学元件驱动机构在另一方向上运动时的示意图。
图64是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图65是光学元件驱动机构的爆炸图。
图66是光学元件驱动机构的剖面图。
图67是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图68是光学元件驱动机构的侧视图。
图69是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图70是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图71是光学元件驱动机构的爆炸图。
图72是光学元件驱动机构的剖面图。
图73是光学元件驱动机构的剖面图。
图74是图73中R13部分的放大图。
图75是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图76是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图77是光学元件驱动机构的爆炸图。
图78是光学元件驱动机构的剖面图。
图79是光学元件驱动机构的剖面图。
图80是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图81是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图82是光学元件驱动机构的爆炸图。
图83是光学元件驱动机构的剖面图。
图84是光学元件驱动机构的剖面图。
图85是底座的示意图。
图86是活动部的示意图。
图87是图84中R43部分的放大图。
图88是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图89是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图90是光学元件驱动机构的爆炸图。
图91是光学元件驱动机构的剖面图。
图92是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图93是光学元件驱动机构的侧视图。
图94是底座的示意图。
图95是图93R4部分的放大图。
图96是光学元件驱动机构运行时的示意图。
图97是本公开一些实施例的光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图98是光学元件驱动机构的爆炸图。
图99是光学元件驱动机构的剖面图。
图100是光学元件驱动机构的侧视图。
图101是底座的示意图。
图102是光学元件驱动机构一些元件的仰视图。
图103是本公开一些实施例的光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图104是光学元件驱动机构的爆炸图。
图105是光学元件驱动机构的剖面图。
图106是光学元件驱动机构的侧视图。
图107是弹性元件的示意图。
图108是本公开一些实施例的光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图109是光学元件驱动机构的爆炸图。
图110是光学元件驱动机构的侧视图。
图111是光学元件驱动机构的上视图。
图112是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图113是光学元件驱动机构的爆炸图。
图114是光学元件驱动机构的剖面图。
图115是光学元件驱动机构的侧视图。
图116是光学模块的爆炸图。
图117是增强元件的示意图。
图118是顶壳与增强元件的俯视图。
图119是顶壳与增强元件的示意图。
图120是顶壳的示意图。
图121是底座的示意图。
图122是连接元件的示意图。
图123是活动部的示意图。
图124是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图125是光学元件驱动机构一些元件的侧视图。
图126是连接部与接触元件连接处的放大图。
图127是连接部与接触元件连接处的剖面图。
图128是光学元件驱动机构一些元件的俯视图。
图129以及图130是光学元件驱动机构一些元件电性连接关系的方框图。
图131是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图132是光学元件驱动机构的爆炸图。
图133是光学元件驱动机构的剖面图。
图134是光学模块的爆炸图。
图135是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图136是光学元件驱动机构一些元件的剖面图。
图137是光学元件驱动机构的上视图。
图138是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图139是光学元件驱动机构一些元件的剖面图。
图140是光学元件驱动机构一些元件的下视图。
图141是图140的放大图。
图142是光学元件驱动机构的剖面图。
图143是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图144是光学元件驱动机构一些元件的剖面图。
图145是光学元件驱动机构在一方向上运动时的剖面图。
图146是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图147是光学元件驱动机构的爆炸图。
图148是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图149是光学元件驱动机构的剖面图。
图150是光学模块的爆炸图。
图151是光学元件驱动机构一些元件的示意图。
图152是光学元件驱动机构一些元件的俯视图。
图153是光学元件驱动机构一些元件的剖面图。
图154是光学元件驱动机构一些元件的剖面图。
图155是底座的示意图。
图156是第一活动部的示意图。
图157是第二活动部的示意图。
图158是光学元件驱动机构一些元件的局部剖面图。
图159是第二活动部相对于底座转动时的立体图。
图160是第二活动部相对于底座转动时的侧视图。
图161是第一活动部在图159的状态之后进一步相对于第二活动部转动时的立体图。
图162是第一活动部在图159的状态之后进一步相对于第二活动部转动时的侧视图。
图163是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的示意图。
图164是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的爆炸图。
图165是第一活动部相对于第二活动部转动时的立体图。
图166是第二活动部在图165的状态之后进一步相对于固定部转动时的立体图。
图167是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的示意图。
图168是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的爆炸图。
图169是光学元件驱动机构的俯视图。
图170是第二活动部相对于底座转动时的立体图。
图171是第一活动部在图170的状态之后进一步相对于第二活动部转动时的立体图。
图172是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构的立体图。
图173是光学元件驱动机构的爆炸图。
图174是光学元件驱动机构的剖面图。
图175是光学元件驱动机构一些元件的俯视图。
图176是光学元件驱动机构的侧视图。
图177是底座的示意图。
图178是第二活动部的示意图。
图179是第一活动部的示意图。
图180是光学元件驱动机构的局部剖面图。
图181是光学模块的爆炸图。
图182是光学元件驱动机构于一状态时一些元件的示意图。
图183是光学元件驱动机构于一状态时一些元件的侧视图。
图184是光学元件驱动机构于另一状态时一些元件的示意图。
图185是光学元件驱动机构于另一状态时一些元件的侧视图。
附图标记说明：
1、2、3、4 驱动机构
10、210、310、410 框架
20、220、320、420 底座
24 挡止部
26 凹槽
30、104、230、330、430 承载件
22、32、62 主体
34 侧板
36 延伸部
40、240、340 第一磁性元件
50、250 第二磁性元件
60、260、360 连接元件
64 延伸部
66 连接部
68 缺口
70、72、270、272、370、372 接触元件
74 接触部
76 组装部
78 角落
80、280、380 电路板
90、290 感测元件
92 增强元件
100、400 光学模块
101、405 光学元件
102 驱动组件
103 滤光元件
105 光学感测器
106、480 基板
222 底座开孔
232 承载座开孔
440 第三磁性元件
450 第四磁性元件
460 第一弹性元件
470 第二弹性元件
500 光圈模块
510 感测元件
1000 控制方法
1100 光学元件驱动机构
1110 固定部
1120 活动部
1125 光学元件
1130 驱动组件
1140 控制组件
1142 控制单元
1144 位置感测单元
1150 惯性感测单元
1200、1210、1212、1214、1216、1218、1220、1300、1310、1320、1330、1340、1350 操作
1412 最大第一极限值
1414 最小第一极限值
1416 第一参考曲线
1418 第一参考中点
1422 最大第二极限值
1424 最小第二极限值
1426 第二参考曲线
1428 第二参考中点
1502 参考曲线
1504 实际曲线
1512 参考物
1513 参考面
1514 外部设备
1602 参考中点
1603、1605、1607 路径
1604 数值
1606 校正中点
1702、1712、1722 预定命令
1704、1714、1724 位置感测信号
1726 差值
1800 光学元件驱动机构
1810 顶壳
1820 底座
1830 承载座
1842 第一磁性元件
1844 第三磁性元件
1850 框架
1862 第二磁性元件
1864 第四磁性元件
1870 第一弹性元件
1872 第二弹性元件
1876 被感测物
1878、1938 处理模块
1880 线路
1890 电路板
1910 补偿方法
1912 第一步骤
1914 第二步骤
1916 第三步骤
1918 第四步骤
1920、1930 控制架构
1921、1931、E11 调整元件
1922、1932、E13 控制元件
1923、1933 第一驱动单元
1924、1934 第二驱动单元
1925、1935 驱动组件
1926、1936 位置感测组件
1927、1937 操作
1990 光学元件驱动系统
1992 外部装置
1994 摄像装置
2100 光学元件驱动机构
2210 底座
2211、2215A、2215B、2215C、2302、2302A、2302B、2302C、2304、2304A、2304B、2304C凹槽
2212、2602、2711 开口
2213 环状部
2214A、2214B、2214C、2301A、2301B、2301C 凸起部
2216、2416A 顶表面
2217 限位部
2300 活动部
2306 凹陷部
2308 凸柱
2309 挡墙
2410 第一磁性组件
2412、2412、2416 第一磁性元件
2420 第二磁性组件
2422、2424、2426 第二磁性元件
2430 位置感测组件
2432、2434、2436 位置感测元件
2500 框架
2600 电路板
2601、2982 延伸端
2700 支撑元件
2710 限位元件
2720 导磁元件
2900 光学模块
2990 光学元件
2910 外框
2920 底座
2970 感光元件
2980 基板
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
4101、4102、4103、4104 光学元件驱动机构
4211、4212、4213、4214 底座
4211A 凸起部
4211B 凹陷部
4211C 顶表面
4211D 底表面
4211E 凹槽
4211F 凸起部
4211G 止动部
4212A 开口
4301、4302、4303、4304 活动部
4301A 凹槽
4301B 底表面
4411、4412、4413、4414 第一磁性元件
4421、4422、4423、4424 第二磁性元件
4431、4432、4433、4434 位置感测元件
4500 框架
4601、4602、4603、4604 电路板
4700 支撑元件
4801、4802、4803、4804
4810、4811、4820 弹性元件
4821 内周部
4822 延伸部
4823 连接部
4824 接着部
4825 接着部
4990 光学模块
5100 光学元件驱动机构
5200 顶壳
5201 间隙
5202 第一部分
5204 第二部分
5206 止动部
5210 底座
5212 本体
5214 延伸部
5215 凹槽
5216 控制元件
5218 开口
5220 增强元件
5221 臂部
5221A 表面
5222 接触元件
5224 接触部
5226 组装部
5228 角落
5229 弯折部
5300 活动部
5301 臂部
5302 接触元件
5303 容置部
5330 连接元件
5332 主体
5334 延伸部
5336 连接部
5410 第一磁性元件
5420 第二磁性元件
5430 位置感测元件
5600 电路板
5602 主体
5604 延伸部
5606 解读元件
5610 第二电路板
5830 导磁元件
5900 光学模块
5910 外框
5920 底座
5970 感光元件
5980 基板
5982 线路
5990 光学元件
6100 光学元件驱动机构
6200 顶壳
6200A、6910A、6990A 顶表面
6201 开口
6202 挡止部
6210 底座
6210A 底表面
6210B 主体
6210C 侧墙
6211、6212 开口
6213 角落空间
6214、6217、6306、6308 凸起部
6215 凹槽
6216 第一开口
6218 第二开口
6219 第三开口
6300 活动部
6302 限位部
6410 第一磁性元件
6420 第二磁性元件
6430 位置感测元件
6600 电路板
6700 支撑元件
6702 埋入部
6704 露出部
6710 限位元件
6720 导磁元件
6900 光学模块
6990 光学元件
6910 外框
6920 底座
6970 感光元件
6980 基板
7100、7101、7102 光学元件驱动机构
7200 顶壳
7201 顶壳开口
7202 开口
7210、7230、7920 底座
7211 延伸部
7212 增强部
7213、7323、7331、7351、7361、R17、R27 凹槽
7214 底表面
7216、7313A 侧边
7231、7313、7324、7341、7342、7362 接触部
7310、7330、7350 第一活动部
7311 主体
7312 延伸部
7314、7325 容置部
7315 挡板
7320、7340、7360 第二活动部
7321 主体
7322 弯折部
7323A 表面
7323B 侧壁
7410 第一磁性组件
7410A、7410B 第一磁性元件
7420 第二磁性组件
7420A、7420B 第二磁性元件
7430 位置感测组件
7430A、7430B 位置感测元件
7600 电路板
7810 弹性元件
7900 光学模块
7910 外框
7930 活动组件
7940 第一驱动磁性元件
7950 第二驱动磁性元件
7980 基板
7990 光学元件
8100 光学元件驱动机构
8200 顶壳
8200A、8313A 底表面
8210 底座
8211 凸柱
8212 容纳部
8213 凹槽
8213A、8213B 侧面
8310 第一活动部
8311 第一连接部
8312、8322 容置空间
8313、8314、8324 凹陷部
8320 第二活动部
8321 第二连接部
8323 开口
8325 挡止部
8411、8412 第一磁性元件
8421、8422 第二磁性元件
8431、8422 位置感测元件
8600 电路板
8900 光学模块
8990 光学元件
8910 外框
8920 底座
8970 感光元件
8980 基板
A-A’、B-B’、C-C’、A3-A3、B3-B3、C3-C3、D3-D3、E3-E3、F3-F3、G3-G3、A6-A6、B6-B6、C6-C6 线段
D、G、H 部分
E、F 连线
F1、F2、F13、F23、F33、F43、F14、F24、F34、F44、F5、F6、F17、F27、F37、F8 固定部
H1、H2、G13、G23、G33、G43、G53、G2、G14、G24、G34、G44、G54、G64、G74、H16、H26、H36距离
M、M1、M17、M27、M37、M8 活动部
O 光轴
DR、D1、D2、D13、D23、D33、D43、D14、D24、D34、D44、D5、D6、D17、D8 驱动组件
D11、D81 第一驱动组件
D12、D82 第二驱动组件
E12 切换元件
E14 位置感测元件
O1、O2、O13、O23、O33、O43、O14、O24、O34、O44、O5、O6、O17、O27、O37、O8 主轴
AS2、AS6 辅助组件
DI12、DI22、DI32、DI42、DM4 直径
H12、H22、H32 高度
L12、L22、L32 长度
R13、R43 区域
R4、R6 部分
G6 间距
θ 角度
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发明。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本发明的范围。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，亦即，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发明，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，在本发明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插入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。
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，在本发明一些实施例中，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。
首先，请参考图1至图3，其分别是本发明一些实施例的驱动机构1的立体图、爆炸图、以及沿图1A-A’线段示出的剖面图。驱动模块1主要包括框架10、底座20、承载件30、驱动组件DR(包括第一磁性元件40、第二磁性元件50)、连接元件60、接触元件70、接触元件72、电路板80、以及感测元件90。驱动模块1可用以驱动光学模块100进行运动(例如进行单轴或多轴以上的旋转)，以达到光学补正的效果。
前述框架10以及底座20可相互结合而构成光学模块100的外壳。光学模块100例如可为具有自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)功能的光学模块。光学模块100可设置在承载件30上(例如固定在承载件30上)，并且与承载件30相对框架10以及底座20一起移动。
第一磁性元件40以及第二磁性元件50例如分别为一驱动线圈以及一驱动磁铁。在一些实施例中，所采用的第二磁性元件50可为多极磁铁(multipolar magnet)，其分别包含有两个磁极方向相反的磁铁。在这种实施例中，第一磁性元件40可具有胶囊形的形状，并设置在底座20上，并对应第二磁性元件50。然而，本发明并不限于此。举例来说，在一些实施例中，第一磁性元件40亦可为驱动磁铁，而此时第二磁性元件50可为驱动线圈。
在本实施例中，承载件30及其内的光学模块100是活动地(movably)设置于框架10内。更具体而言，承载件30可通过连接元件60连接底座20与承载件30，并悬吊于框架10以及底座20内(图3)，且承载件30是设置在底座20以及光学模块100之间。应了解的是，当前述第一磁性元件40通电时，第一磁性元件40会和第二磁性元件50的磁场产生作用，并产生一电磁驱动力(electromagnetic force)以驱使承载件30和前述光学模块100相对于框架10以及底座20移动，进而达到光学补正的效果。因此，框架10以及底座20可合称为固定部F1，而承载件30以及第二磁性元件50可合称为活动部M。框架10围绕活动部M，从光轴O的方向观察，光学模块100未与框架10重叠。
应注意的是，在底座20以及承载件30上分别具有一对接触元件70以及接触元件72。接触元件70可位在底座20的对角处，而接触元件72可位在承载件30的对角处。在一些实施例中，底座20与接触元件70可一体成形或分开设置，而承载件30与接触元件72亦可一体成形或分开设置。
在一些实施例中，电路板80可设置在底座20上，并电性连接设置于驱动机构1内部或外部的其他电子元件，以对驱动机构1的运动进行控制。电路板80亦可传送电信号至第一磁性元件40，借此可控制承载件30在X、Y或Z轴方向上的移动。在一些实施例中，可在电路板80上设置额外的补强结构(例如为补强板)，以增强电路板80的结构。
感测元件90可设置在固定部F1上并对应前述第二磁性元件50，以通过检测第二磁性元件50的位置来获得光学模块100的旋转角度。换句话说，光学模块100大致上具有矩形的形状，且驱动组件DR与感测元件90位在光学模块100的相同侧边。前述感测元件90例如可为霍尔效应感测器(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，GMRSensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance Effect Sensor，TMRSensor)、或磁通量感测器(Fluxgate)等合适的感测元件，但并不以此为限。
图4是光学模块100的爆炸图。光学模块100可用以驱动一光学元件101，并且还包括驱动组件102、滤光元件103、承载件104、光学感测器105、以及基板106，沿光学元件101的光轴O的方向排列。
光学元件101可设置在驱动组件102中，并且驱动组件102中可包括驱动磁铁、驱动线圈等元件(未示出)，以允许驱动组件102驱动光学元件101，从而提供自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。滤光元件103可设置在承载件104上，并且设置在光学元件101以及光学感测器105之间，以仅允许一部分通过光学元件101的光(例如具有特定波长范围的光)到达光学感测器105，而过滤掉其他部分的光。基板106可允许光学模块100中的元件与外界的其他元件电性连接。
在一些实施例中，光学模块100还包括一感测元件(未示出)，用以感测光学元件101的运动，其中光学模块100大致上具有矩形的形状，且驱动组件DR与所述感测元件位在光学模块100的不同侧边。因此，可防止驱动组件DR与光学模块100的感测元件之间发生磁干扰。
图5是底座20的示意图。底座20可包括主体22、设置在主体22中心的挡止部24、以及位在主体22侧边的凹槽26。挡止部24可具有圆形的形状，以在各个方向上皆可限制设置在底座20上方的光学模块100的移动范围。可将第一磁性元件40以及第二磁性元件50设置在凹槽26中，以防止干涉。此外，接触元件70可设置在底座20的角落上，例如固定在底座20上或者与底座20一体成形。
图6是承载件30的示意图。承载件30可包括主体32、设置在主体32侧边并从主体32延伸的侧板34、以及设置在主体32角落的延伸部36。在一些实施例中，两个侧板34可设置在主体32的相邻侧，用以设置第二磁性元件50(例如将第二磁性元件50固定在侧板34上)。延伸部36可位在主体32的对角，并且接触元件72可设置在延伸部36上，例如固定在延伸部36上或者与延伸部36一体成形。
图7是连接元件60的示意图。连接元件60包括主体62、延伸部64、以及连接部66。主体62可具有一缺口68(例如具有ㄇ字型的形状)，而延伸部64可从主体62的角落处延伸，连接部66位在延伸部64上，并且可具有球状的形状。在一些实施例中，连接元件60的材料可为不导磁的金属材料，以避免与驱动机构1中的其他元件发生磁干扰(例如第一磁性元件40或第二磁性元件50)。在组装驱动机构1时，基板106可部分设置于连接元件60的缺口68处，以避免基板106与连接元件60在组装时发生干涉。
图8是驱动机构1的俯视图。应注意的是，驱动机构1的电路板80以及基板106是从驱动机构1的不同侧边处向外延伸，也就是说从光轴O的方向观察，电路板80以及基板106不重叠。举例来说，在图8中，电路板80是从驱动机构1沿-Y方向朝外延伸，而基板106是从驱动机构1沿X方向朝外延伸。因此，可避免电路板80以及基板106之间发生干涉。此外，为了进一步防止驱动机构1发生磁干扰，框架10可采用非磁性的材料(例如塑胶等)。
图9是驱动机构1的侧视图。驱动机构1的总高度(从底座20的底表面到光学元件101顶部的距离)为H1，而底座20的底表面到框架10的顶表面距离为H2，且H1大于H2。因此，可增加光学元件101的尺寸，进而增强光学元件101的感光效果。此外，可在光学元件101凸出框架10处的周边设置额外的元件(例如光圈或快门等元件)，以进一步利用此空间。
图10是驱动机构1一部分的放大图。为了让基板106从驱动机构1向外延伸，框架10与底座20于对应基板106的一侧可具有一开口，以允许基板106从此开口向外延伸。
图11是驱动机构1一些元件的示意图，图12是图11中D部分的放大图。在图11中，底座20的挡止部24沿Z方向朝活动部M延伸，以限制光学模块100与底座30(在图11中以虚线示出)可移动的位置。应注意的是，连接元件60的一对连接部66是设置在接触元件70中，而另一对连接部66是设置在接触元件72中。换句话说，接触元件70或72与连接部66的其中一者接触。此外，光学模块100的光轴O通过挡止部24的中心，例如具有圆形形状的挡止部24的圆心，以平衡在各个方向上的限位效果。
图13是连接部66与接触元件70(或接触元件72)进行连接时的示意图。接触元件70或72可具有一对接触部74，朝Z方向延伸。在所述两个接触部74上分别具有一组装部76(例如为圆形开口)。两个接触部74可从连接部66的两侧夹持连接部66，亦即连接部66位在两个接触部74之间。此外，具有球形形状的连接部66可部分设置在组装部76中，也就是说沿光轴O的方向观察，连接部66的其中一者与接触部74的其中一者重叠，以允许连接元件60可动地连接底座20(固定部F1的一部分)或承载件30(活动部M的一部分)。换句话说，接触元件70或72的其中一对连接部66直接并可动地连接活动部M或固定部F1的其中一者，而另一对连接部66直接并可动地连接活动部M或固定部F1的另一者。在一些实施例中，组装部76与连接部66接触的角落78可设计成非直角(例如为R角或C角)，以防止连接部66与直角直接接触而发生损坏。
因此，可允许连接元件60是以磨擦接触的方式设置在驱动机构1中以达到单轴或多轴以上的旋转，而非使用簧片悬吊在驱动机构1中。因此，只要克服连接元件60与底座20、承载件30间的摩擦力即可使驱动机构1进行运行，可节省所需的电力。此外，这种设计方式可允许驱动机构1对光学元件100进行较大角度的旋转(例如正负2度至正负10度等)。此外，这种设计方式由于使用强度较强的连接元件60，可增加驱动机构1的可靠度，并且改善光学元件100由于本身的重量而下沉的问题。
图14是一些实施例中底座20与承载件30的示意图。在一些实施例中，固定在同一元件(例如底座20或承载件30)上的接触部74具有相同的轴心，并且是在水平方向摆放。举例来说，底座20上单一个接触元件70的两个接触部74是在X方向上排列，而承载件30上单一个接触元件72的两个接触部74是在Y方向上排列。固定在底座20上的两个接触元件70间的连线F与固定在承载件30上的两个接触元件72间的连线E间的夹角可大致上互相垂直。换句话说，连接元件包括一对第一连接部(与接触元件70连接的连接部66)以及一对第二连接部(与接触元件72连接的连接部66)，第一连接部直接连接活动部M或固定部F1的一者，第二连接部直接连接活动部M或固定部F1的另一者，其中第一连接部的连线垂直第二连接部的连线。
通过这种设计方式，可增加驱动机构1的稳定性。然而，本发明并不限于此。举例来说，图15是另一些实施例中底座20与承载件30的示意图。在图15中，接触元件70上的接触部74是在连线F的方向上排列，而接触元件72上的接触部74是在连线E的方向上排列。因此，亦可达到固定连接元件60的连接部66的效果，并且还可防止接触元件70或接触元件72与其他的元件发生干涉。
图16是在一些实施例中驱动机构1一些元件的示意图，而图17是图16中G部分的放大图。在一些实施例中，驱动机构1还可包括增强元件92，紧配接触部74，对接触部74施加朝向连接部66的力，以防止连接元件60从承载件30脱离。增强元件92例如可为具有ㄇ字型的金属片(例如铁片)。
在前述实施例中，承载件30是设置在光学模块100的下侧(光学模块100的出光侧)。然而，本发明并不以此为限。图18为本发明一些实施例的驱动机构2的示意图，图19是驱动机构2的爆炸图，而图20是驱动机构2沿图18中的线段B-B'示出的剖面图，图21是驱动机构2一些元件的示意图。
驱动机构2亦可用以驱动光学模块100，且包括框架210、底座220、承载件230、第一磁性元件240、第二磁性元件250、连接元件260、接触元件270、接触元件272、电路板280、以及感测元件290，其功能分别与驱动机构1的框架10、底座20、承载件30、第一磁性元件40、第二磁性元件50、连接元件60、接触元件70、接触元件72、电路板80、以及感测元件90的功能类似，于此不再赘述。
在驱动机构2中，承载件230是设置在光学模块100的入光侧。换句话说，光学模块100的光学元件101是位在基板106以及承载件230之间，或者光学模块100是设置在承载件230以及底座220之间。此外，底座220以及承载件230上分别具有底座开孔222以及承载件开孔232，以允许光线通过底座开孔222以及承载件开孔232而到达光学模块100。通过将承载件230设置在光学模块100的入光侧，可进一步利用光学元件101周围的空间，以降低驱动机构2在Z方向的高度，可实现小型化。
在前述实施例中，光学模块100与驱动机构1或2各自具有本身的一组磁性元件(如磁铁与线圈的组合)。然而，本发明并不以此为限。举例来说，图22是本发明一些实施例的驱动机构3的立体图，图23是驱动机构3的爆炸图，图24是驱动机构3沿图22的线段C-C’示出的剖面图，而图25是图24H部分的放大图。
驱动机构3可用以驱动光学模块400，且驱动机构3包括框架310、底座320、承载件330、第一磁性元件340、连接元件360、接触元件370、接触元件372、电路板380，其功能分别与驱动机构1的框架10、底座20、承载件30、第一磁性元件40、连接元件60、接触元件70、接触元件72、电路板80的功能类似，于此不再赘述。框架310与底座320可合称为固定部F2。
光学模块400主要包括有一光学元件405、一框架410、一底座420、一承载件430、多个第三磁性元件440、多个第四磁性元件450)、一第一弹性元件460、一第二弹性元件470、以及一基板480。光学模块400可用以驱动光学元件405进行运动，以实现自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的效果。
前述承载件330与底座420可相互结合而构成光学模块400的外壳。应了解的是，承载件330及底座420上分别形成有承载件开孔332及底座开孔422，承载件开孔332的中心对应于光学元件405的光轴O，底座开孔422则对应于设置在驱动机构4之外的影像感测元件(图未示)；据此，设置于光学模块400中的光学元件405可在光轴O方向与影像感测元件进行对焦。
前述承载件430具有一贯穿孔，其中光学元件405可固定于贯穿孔内，前述第三磁性元件440则设置于承载件430的外侧表面。第四磁性元件450可固定于框架410上或可相对于框架410移动。第三磁性元件440例如可为驱动线圈，而第四磁性元件450例如可为驱动磁铁。应了解的是，通过第三磁性元件440与第四磁性元件450之间的作用，可产生磁力迫使承载件430相对于框架410沿光轴O方向移动，进而达到快速对焦的效果。
在本实施例中，承载件430及其内的光学元件410是活动地(movably)设置于框架410内。更具体而言，承载件430可通过金属材质的第一弹性元件460及第二弹性元件470连接框架410并悬吊于框架410内(图24)。当前述第三磁性元件440通电时，第三磁性元件440会和第四磁性元件450的磁场产生作用，并产生一电磁驱动力以驱使承载件430和前述光学元件405相对于框架410沿光轴O方向移动，以达到自动对焦的效果。
前述基板480例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座420上。于本实施例中，基板480是电性连接设置于光学模块400内部或外部的其他电子元件，用以执行自动对焦(AF)及光学防手震(OIS)等功能。基板480亦可通过第一弹性元件460或第二弹性元件470而传送电信号至第三磁性元件440，借此可控制承载件430在X、Y或Z轴方向上的移动。
应注意的是，第三磁性元件440以及第四磁性元件450是设置在对应于第一磁性元件340的位置(例如设置在相同的侧边)，且在第一磁性元件340以及第三磁性元件440之间仅有一个磁铁(例如第四磁性元件450)。换句话说，光学模块400与固定部F2之间不具有磁铁。因此，可通过让两个线圈(例如第一磁性元件340以及第三磁性元件440)共用一个磁铁(例如第四磁性元件450)，以降低驱动机构3所需的磁铁数目，进而达到小型化。
此外，本发明的驱动机构还可搭配光圈模块，以增强摄像的效果。举例来说，图26是本发明一些实施例的驱动机构4的立体图，而图27是驱动机构4的俯视图。驱动机构4可具有与前述驱动机构1、2、3类似的结构，差异在于在光学元件(未示出)的入光侧还具有光圈模块500。光圈模块500可为摄像装置上用来控制光学元件(例如镜头)孔径大小的部件，以控制景深、镜头成像素质、以及和快门共同控制进光量。对于已经制造好的光学元件来说，并无法随意改变光学元件的直径，但是可以通过在光学元件上加入多边形或者圆型，并且面积可变的光圈来达到控制光学元件光通量的目的。此外，光圈模块500还可在光学元件转动时调整每个角度的进光强度，以使所得的影像可以更清晰。
在一些实施例中，光圈模块500中具有感测元件510，以检测光圈模块500各叶片的位置。前述感测元件510例如可为霍尔效应感测器、磁阻效应感测器(MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(TMR Sensor)、或磁通量感测器等合适的感测元件，但并不以此为限。感测元件510可设置在与第二磁性元件50(例如为磁铁)不同的侧边，以防止可能会发生的磁干扰。
图28是本发明一些实施例的光学元件驱动机构1100的示意图。光学元件驱动机构1100主要可包括固定部1110、活动部1120、驱动组件1130、控制组件1140(可包括控制单元1142、位置感测单元1144)、以及惯性感测单元1150(也可设置于光学元件驱动机构1100之外)。活动部1120可用以连接光学元件1125(例如为镜片、光圈、反射镜、或光学元件驱动模块等)，并且可活动地连接固定部1110。换句话说，活动部1120可相对于固定部1110进行移动。驱动组件1130可驱动活动部1120相对于固定部1110进行移动，可包括磁铁、线圈等磁性元件，也可包括压电元件或是记忆合金金属等驱动元件，并且可设置在固定部1110、活动部1120上(例如部分设置在固定部1110上，并部分设置在活动部1120上)。
控制单元1142可为光学元件驱动机构1100的一处理器或一处理芯片，配置以控制光学元件驱动机构1100的运动，但不限于此。位置感测单元1144可用以感测活动部1120相对于固定部1110的位置。前述位置感测单元1144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)，但不限于此。惯性感测单元1150例如可为陀螺仪(gyro sensor)，可用以感测光学元件驱动机构1100的姿态。
在一些实施例中，可将控制单元1142与位置感测单元1144封装在同一个控制组件1140中，以降低光学元件驱动机构1100所需的空间。在一些实施例中，可将控制单元1142与位置感测单元1144分开设置，以便于替换各个单元。
接着，请参考图29，其为一种驱动机构的控制方法1000的方框图。首先，在操作1200，从控制组件1140输出一第一电信号至驱动组件1130。
在操作1300，在驱动组件1130收到由控制组件1140的第一电信号之后，驱动组件1130开始将活动部1120相对于固定部1110移动到一初始位置。
在操作1310，惯性感测单元1150读取光学元件驱动机构1100内各元件的状态信号，例如为活动部1120相对于固定部1110的位置信号。
在操作1320，惯性感测单元1150将所读取的状态信号输入到控制单元1142，以通过控制单元1142演算出一目标位置，例如活动部1120相对于固定部1110的目标位置。此外，惯性感测单元1150可过滤掉频率大于或小于特定频率(例如将小于1Hz或大于50Hz的频率过滤)，以避免接收到不想要的信号。
在操作1330，控制单元1142根据演算出的目标位置，输出一第二电信号到驱动组件1130，以驱动驱动组件1130，使驱动组件1130相对于固定部1110移动活动部1120。
在操作1340，在使用驱动组件1130来移动活动部1120之后，从位置感测单元1144输出一位置感测信息(例如活动部1120的位置感测信息)至控制单元1142。
在操作1350，控制单元1142根据位置感测单元1144输出的位置感测信息，输出一第三电信号到驱动组件1130，以驱动驱动组件1130。应注意的是，可在操作1350之后继续进行操作1340以及操作1350，以实现反馈(feedback)控制。
图30是操作1200细节的方框图。如图30所示，在一些实施例中，操作1200可进一步包括决定预设信息的操作1210、以及根据此预设信息，而输出第一电信号给驱动组件1130的操作1220。此外，操作1210还可进一步包括建立一初始预设信息的操作1212、对初始预设信息进行线性度补偿的操作1214、搜索归零值的操作1216、以及对驱动机构(例如光学元件驱动机构1110)进行测试的操作1218。
在建立初始预设信息的操作1212，会先测量活动部1120在一第一维度上的第一极限值，以及活动部1120在一第二维度上的第二极限值。前述第一极限值与第二极限值可分别为活动部1120在第一维度以及第二维度上可移动的极限值。举例来说，若第一维度与第二维度分别为沿X轴和Y轴的转动运动，则第一极限值与第二极限值分别为活动部1120可沿X轴和Y轴的最大转动角度；若第一维度与第二维度分别为沿X轴和Y轴的平移运动，则第一极限值与第二极限值分别为活动部1120可沿X轴和Y轴的最大移动距离。
图31与图32分别为信号强度与第一维度以及第二维度不同位置处的关系。在操作1212，会先测量活动部1120在第一维度上的第一极限值(包括最大第一极限值1412以及最小第一极限值1414)，和活动部1120在第二维度上的第二极限值(包括最大第二极限值1422以及最小第二极限值1424)。在一些实施例中，在测量活动部1120在第一维度上的第一极限值时，不进行测量活动部1120在第二维度上的第二极限值的操作；在一些实施例中，在测量活动部1120在第二维度上的第二极限值时，不进行测量活动部1120在第一维度上的第一极限值的操作。换句话说，不同时进行第一维度与第二维度的测量。
在一些实施例中，在一开始测量活动部1120在第一维度上的第一极限值的操作时，活动部1120在第二维度上可自由活动。举例来说，若一开始测量活动部1120相对于X轴的转动运动时，活动部1120亦可相对于Y轴自由转动。
紧接着，进行测量活动部1120在第二维度上的第二极限值的操作。应注意的是，由于先前已测量了活动部1120在第一维度上的第一极限值(包括最大第一极限值1412以及最小第一极限值1414)，故可绘制出第一参考曲线1416以及第一参考中点1418(图31中最大第一极限值1412以及最小第一极限值1414两点的连线及中点)。因此，当测量活动部1120在第二维度上的第二极限值的操作时，活动部1120在第一维度上是固定在第一参考中点1418处。因此，可得到较精确的第二极限值(包括最大第二极限值1422以及最小第二极限值1424)。
在得到第二极限值之后，可绘制出第二参考曲线1426以及第二参考中点1428(最大第二极限值1422以及最小第二极限值1424的中点)。接着，可再次进行测量活动部1120在第一维度上的第一极限值的操作。应注意的是，与初次进行测量活动部1120在第一维度上的第一极限值的操作不同，在本次操作中当活动部1120在第一维度上运动时，在第二维度上是固定在第二参考中点1428处。因此，可得到较精确的第一极限值(包括最大第一极限值1412以及最小第一极限值1414)。在一些实施例中，亦可使用所得较精确的第一极限值来再次测量活动部在第二维度上的第二极限值，以进一步得到更精确的第二极限值。应注意的是，可多次重复前述操作，直到两次操作间所得的第一极限值与第二极限值的差值位在可接受的范围以内。所得的最大第一极限值1412、最小第一极限值1414、第一参考曲线1416、第一参考中点1418、最大第二极限值1422、最小第二极限值1424、第二参考曲线1426、第二参考中点1428可合称为初始预设信息。
在对初始预设信息进行线性度补偿的操作1214中，首先使用一外部设备，将操作1212中所得的初始预设信息中的参考曲线与外部设备所测量的实际曲线进行比较。举例来说，图33与图34是使用外部设备1514测量光学元件驱动机构1100时的示意图，而图35是信号强度与第一维度(或第二维度)在不同位置处的关系。在图33中，在光学元件驱动机构1100上设置一参考物1512，参考物1512具有一参考面1513。外部设备1514可放出一入射信号(例如光、超音波等可用以测量距离的信号，于此并不限制)到参考面1513上，并且接收从参考面1513反射的反射信号。在一些实施例中，亦可省略参考物1512，而将此入射信号直接发射到光学元件驱动机构1100上。接着，在图34中，使用光学元件驱动机构1100来旋转参考物1512，当参考物1512旋转θ角度时，从外部设备1514射出的入射信号与返回的反射信号会具有2θ的角度差。通过记录返回的信号在各个角度的信号强度，可示出图35中的实际曲线1504。虽然前述范例为旋转运动，但应注意的是，亦可包括平移运动的实施例，于此并不限制。
接着，在图35中比较操作1212中所得到的参考曲线1502(例如第一参考曲线1416或第二参考曲线1426)与实际曲线1504的差异，再对这些差异进行线性度补偿。详细来说，可对实际曲线1504提供一额外的补偿值，以使其被补偿为接近参考曲线1502的数值(如图35中的箭号所示)。因此，信号强度与在各维度的位置关系即为线性关系。
在操作1212中得到了活动部1120的参考中点(例如第一参考中点1418与第二参考中点1428)，但其是通过光学元件驱动机构1100内的元件所测得的数值，故与实际上不具有偏差(例如在X轴与Y轴上并未进行旋转)的数值可能会有差距。因此，在操作1216搜索归零值(包括在第一维度上的第一归零值以及在第二维度上的第二归零值)。举例来说，图36是活动部1120在第一维度与第二维度位置的关系。首先，先将活动部1120移动到参考中点1602(包括第一参考中点1418与第二参考中点1428的位置信息。接着，在一些实施例中，沿着路径1603，在第一维度上移动活动部1120(此时活动部1120在第二维度上不移动)，直到在第一维度上为零的数值1604处。接着，沿着路径1605，在第二维度上移动活动部1120(此时活动部1120在第一维度上不移动)，直到在第二维度上为零的校正中点1606处。换句话说，搜索活动部1120在第一维度上的第一归零值的操作与搜索活动部1120在第二维度上的第二归零值的操作是按序进行。
然而，本发明并不以此为限，亦可沿着同时在第一维度以及第二维度上移动的路径1607来移动活动部1120，亦可达到校正中点1606。换句话说，搜索活动部1120在第一维度上的第一归零值的操作与搜索活动部1120在第二维度上的第二归零值的操作是同时进行。在一些实施例中，可重复进行操作1216，以得到更精确的校正中点1606，亦即活动部1120的位置归零值。
在一些实施例中，可在得到校正中点1606之后，进一步使用以上操作，以得到活动部1120在特定位置处的预设值。举例来说，可预先记录活动部1120相对于X轴以及Y轴倾斜特定角度(例如±3度)时的位置信息以作为预设值，进而满足特定需求。
接着，在操作1218，对光学元件驱动机构1100进行测试，以确认光学元件驱动机构1100实际上的精度是否足够。举例来说，图37与图38是预定命令与位置感测信号在不同位置的关系。如图37或图38所示，可比较传送给光学元件驱动机构1100的预定命令以及位置感测单元1144所得的位置感测信号的差异，来决定光学元件驱动机构1100实际上的精度是否足够。
在图37中，预定命令1702是传送给光学元件驱动机构1100的命令，而位置感测信号1704是位置感测单元1144所返回的信号。可在二维空间的各个位置处进行测试，以得到光学元件驱动机构1100在各个位置的读值。若预定命令1702与位置感测信号1704读值的差值小于一容许值，则判断此光学元件驱动机构1100的精度足够而通过测试。反之，若预定命令1702与位置感测信号1704的差值大于容许值，则判断此光学元件驱动机构1100的精度不足而未通过测试。
虽然在图37中的预定命令1702以及位置感测信号1704是示出为线条的形式，但其亦可包括由多个点所组成的实施例。此外，如图38所示，亦可仅输入在特定位置的预定命令1712，并得到位置感测信号1714。可通过所得的位置感测信号1714的读值来计算出在其他位置处的信号的计算值，最后再通过此读值以及计算值而得到一实际读值，而不用如图37测量全部位置的信号，从而可降低测试的时间以及成本。
图39是图37或图38所得的信号与时间的关系图。在图39中，当给予具有特定强度的预定命令1722之后，所得的位置感测信号1724刚开始会随着时间增强，最后趋近于一稳定数值。因此，等待一段时间之后再比较此稳定数值与预定命令1722的差值1726和前述容许值，以判断此光学元件驱动机构1100的精度是否足够。
综上所述，本公开提供了一种驱动机构的控制方法。因此，可提升光学元件驱动机构的精度，以满足其性能需求。应注意的是，可将前述光学元件驱动机构1100替换为随后实施例的光学元件驱动机构1800、2100、3101、3102、3103、3104、4101、4102、4103、4104、5100、6100、7100、7101、7102、8100，而未超出本公开的范围。
图40至图42分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构1800的立体图、爆炸图、以及沿图40中线段A1-A1示出的剖面图。在图40中，光学元件驱动机构1800主要包括沿一主轴O1排列的顶壳1810、底座1820、活动部M1(包括承载座1830、框架1850)、第一驱动组件D11(包括第一磁性元件1842以及第二磁性元件1862)、第二驱动组件D12(包括第三磁性元件1844以及第四磁性元件1864)、第一弹性元件1870、第二弹性元件1872、滤波元件1874、被感测物1876、处理模块1878、线路1880、以及电路板1890。光学元件驱动机构1800可用以驱动一光学模块，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，未示出)。
在一些实施例中，顶壳1810以及底座1820可相互结合而构成光学元件驱动机构1800的外壳。此外，顶壳1810以及底座1820可合称为固定部F1。应了解的是，顶壳1810及底座1820上分别可形成有外框开孔及底座开孔，其中外框开孔的中心对应于光学元件的主轴O1，底座开孔则对应于设置在光学元件驱动机构1800之外的影像感测元件(未示出)；据此，设置于光学元件驱动机构1800中的前述光学元件可在主轴O1方向与影像感测元件进行对焦。
前述承载座1830具有一贯穿孔，其中光学元件可固定于贯穿孔内(例如通过锁固或粘合等方式)。框架1850设置在顶壳1810与底座1820中，且承载座1830可设置在框架1850中。第一磁性元件1842例如可为驱动磁铁，可设置在光学元件驱动机构1800的侧边处。第二磁性元件1862例如可为驱动线圈，可卷绕于承载座1830的外侧表面。第三磁性元件1844例如可为驱动磁铁，可设置在光学元件驱动机构1800的角落处。第四磁性元件1864例如可为驱动线圈，可卷绕于承载座1830的角落处，且第一磁性元件1842可对应于第二磁性元件1862，而第三磁性元件1844可对应于第四磁性元件1864。
通过第一磁性元件1842与第二磁性元件1862之间的作用，以及第三磁性元件1844与第四磁性元件1864之间的作用，可产生磁力，进而迫使承载座1830相对于固定部F1移动。举例来说，第一磁性元件1842与第二磁性元件1862之间的作用可使承载座1830在主轴O1方向移动，而第三磁性元件1844与第四磁性元件1864之间的作用可使承载座1830相对于固定部F1改变倾斜角度。
在本实施例中，承载座1830及其内的光学元件是活动地(movably)设置于框架1850内。更具体而言，承载座1830可通过金属材质的第一弹性元件1870及第二弹性元件1872连接框架1850并悬吊于框架1850内(图42)。
第一驱动组件D11与第二驱动组件D12可合称为驱动组件D1。当施加电流至前述第二磁性元件1862或第四磁性元件1864时，第二磁性元件1862或第四磁性元件1864分别会和第一磁性元件1842与第三磁性元件1844的磁场产生作用，并产生一电磁驱动力(electromagnetic force)，以驱使承载座1830和前述光学元件相对于固定部F1进行移动。举例而言，前述第一磁性元件1842与第三磁性元件1844中可包含至少一个多极磁铁(multipole magnet)，用以和分别第二磁性元件1862或第四磁性元件1864进行磁感应，以驱使承载座1830和前述光学元件相对于固定部F1进行移动。
位置感测元件E14可设置在固定部F1上(例如设置在处理模块1878中)，用以感测活动部M1(例如承载座1830)相对于固定部F1的位置。举例来说，位置感测元件E14可用以感测设置在承载座1830上的被感测物1876(例如为磁铁)的位置，进而确定承载座1830的位置。上述位置感测元件E14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(GiantMagnetoresistance Effect Sensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(TunnelingMagnetoresistance Effect Sensor，TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate Sensor)。沿主轴O1的方向观察，位置感测元件E14(处理模块1878)与被感测物1876不重叠。沿垂直主轴O1的方向观察，位置感测元件E14与被感测物1876不重叠。
处理模块1878例如可包括一集成电路(IC)元件，可包括设置在其中的调整元件E11、切换元件E12、以及控制元件E13、以及位置感测元件E14，以对光学元件驱动机构1800的移动进行控制。在一些实施例中，可将位置感测元件E14与处理模块1878整合成一体，以降低光学元件驱动机构1800所需的元件数目。调整元件E11可用以调整承载座1830相对主轴O1的倾斜角度。切换元件E12可用以使光学元件驱动机构1800于闭回路模式(CLOSE-LOOP)及开回路模式(OPEN-LOOP)之间切换。于闭回路模式时，活动部M1是参考位置感测组件E14的信息进行运动。于开回路模式时，活动部M1不参考位置感测组件E14的信息进行运动。控制元件E13可用以当活动部M1与固定部F1相对运动时，针对活动部M1的目标位置使光学元件驱动机构1800从外部输入相对应的电流。滤波元件1874，例如可包括电容等元件，可滤除进入处理模块1878的信号中的噪声。
于本实施例中，底座1820上可设置有线路1880，例如可通过嵌入成型或模塑互联物件技术的方式形成于底座1820上或之内，例如激光直接成型(Laser DirectStructuring、LDS)、微体积化工艺技术(Microscopic Integrated ProcessingTechnology、MIPTEC)、激光诱导金属化技术(Laser Induced Metallization、LIM)、激光印刷重组技术(Laser Restructuring Print,LRP)、气悬胶喷印工艺(Aerosol JetProcess)、或双料射出(Two-shot molding method)等。
前述电路板1890例如可为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于固定部F1上。于本实施例中，电路板1890是与设置于光学元件驱动机构1800外部的驱动单元(未示出)电性连接，并用以执行自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)等功能。
应了解的是，可通过电路板1890来传送电信号至射至在底座1820上的线路1880，且电路板1890亦可通过第一弹性元件1870而传送电信号至第二驱动组件D12，借此可控制承载座1830的移动。
图43是本发明一些实施例的补偿方法1910的方框图，其中补偿方法1910按序包括第一步骤1912、第二步骤1914、第三步骤1916、以及第四步骤1918。而图44至图47是在操作补偿方法1910时，承载座1830与固定部F1的相对关系示意图。补偿方法1910可用以对承载座1830在移动时(例如进行自动对焦时)发生的倾斜进行补偿。
在第一步骤1912中，光学元件驱动机构1800处于一一闭回路模式。亦即，此时是根据位置感测组件S1(包括位置感测元件E14以及被感测物1876)所反馈的信号来控制承载座1830的位置。因此，如图44至图45所示，可将承载座1830沿主轴O1移至一目标位置。
接着，使用处理模块1878中的控制元件E13，并参照通过记录着承载座1830的行程与编码(CODE)的相对应信息的位置对应信息，以针对此目标位置使光学元件驱动机构1800输入相对应的电流。
接着，在第二步骤1914中，使用处理模块1878中的切换元件E12，将光学元件驱动机构1800从闭回路模式切换为开回路模式，并将承载座1830维持于一目标位置。应注意的是，此时并不使用位置感测组件S1来控制承载座1830的位置，而是使用控制元件E13，将输出到光学元件驱动机构1800的电流维持在前述第一步骤1912所得的固定电流值，从而将承载座1830维持在前述目标位置。
应注意的是，此固定的电流值是指将承载座1830维持在此目标位置时所需电流的平均值。换句话说，也就是在闭回路模式中，当承载座1830稳定时输入到光学元件驱动机构1800的平均电流。此时承载座1830与固定部F1的相对位置关系如图45所示，相较于图44的位置移动到目标位置，并且承载座1830相对于主轴O1的角度发生改变。
接着，在第三步骤1916中，使用处理模块1878中的调整元件E11来调整承载座1830相对于固定部F1的倾斜角度，以使承载座1830对准主轴O1。举例来说，调整元件E11可输出一电信号给第二驱动组件D12，来调整承载座1830的旋转角度。所述调整元件E11是参照记载承载座1830的行程与所补偿角度的对应信息，汇整成一倾斜角度信息，且倾斜角度信息经过运算而成一倾斜对应信息，并写入至调整元件E11中，以针对此目标位置来调整承载座1830的倾斜角度，以补偿前述步骤造成的移动倾斜。应注意的是，在开回路模式中，调整元件E11才会使承载座1830进行移动。
接着，所述调整元件E11在调整承载座1830的倾斜角度后，控制元件E13是参照位置对应信息，以确定承载座1830的位置。此时承载座1830相对于固定部F1的位置如图46所示。应注意的是，由于光学元件驱动机构1800此时处于开回路模式，亦即不使用位置感测组件S1来控制承载座1830相对于固定部F1的位置，故承载座1830可相对于固定部F1移动，而不会受到感测组件S1与闭回路模式的限制。
接着，在第四步骤1918中，使用切换元件E12，将光学元件驱动机构1800从开回路模式切换回闭回路模式，并将承载座1830维持在目标位置，此时承载座1830相对于固定部F1的位置可如图46或图47所示。在一些实施例中，由于在第三步骤1916补偿承载座1830的倾斜时，可能会造成承载座1830在主轴O1的方向上偏离目标位置(如图46所示)，故第四步骤1918亦可包括将承载座1830移至一新目标位置的操作，如图46至图47所示，其中承载座1830在主轴O1的方向上移动到新目标位置。
图48是光学元件驱动机构1800控制架构1920的方框图。首先，在一调整元件1921(例如为前述调整元件E11)中存储有倾斜对应信息，并且可将此倾斜对应信息提供给一控制元件1922(例如为前述控制元件E13)，以根据此倾斜对应信息以及存储在控制元件1922中的位置对应信息来计算出承载座1830的移动量。
接着，控制元件1922将计算后的承载座1830的移动量转换成电信号，并通过第一驱动单元1923以及第二驱动单元1924来分别使驱动组件1925让承载座1830进行在主轴O1方向的移动以及倾斜运动。接着，使用设置在驱动组件1925上的位置感测组件1926来感测承载座1830的位置(例如包括在主轴O1方向上的位置以及相对于主轴O1的倾斜程度)，并反馈回控制元件1922，以对承载座1830的位置进行闭回路控制。
在一些实施例中，若光学元件驱动机构1800需要进一步校正(例如遭受过大的冲击)，前述补偿方法1910还可包括使用外部装置进行校正的第零步骤。如图49所示，其为光学元件驱动系统1990的示意图，光学元件驱动系统1990使用外部装置1992测量承载座1830于不同位置的倾斜角度，并汇整而成一倾斜角度信息。在操作1927中，对所述倾斜角度信息进行运算而得到一倾斜对应信息，并将此倾斜对应信息写入至调整元件1921中，以取代在校正前的倾斜对应信息。所述外部装置1992例如可为一准直仪(collimator)。在一些实施例中，操作1927中的将倾斜角度信息转换至倾斜对应信息的运算是以一软件运算而成。在一些实施例中，如图50所示，光学元件驱动机构1800是设置于摄像装置1994中(例如为手机等移动装置)，而前述软件为摄像装置1994中的内建软件。
图51是光学元件驱动机构1800另一种控制架构1930的方框图。首先，在一调整元件1931(例如为前述调整元件E11)中存储有倾斜对应信息，并且可将此倾斜对应信息提供给一控制元件1932(例如为前述控制元件E13)，以根据此倾斜对应信息以及存储在控制元件1932中的位置对应信息来计算出承载座1830的移动量。
应注意的是，可根据位置感测组件S1的信号、以及承载座1830的倾斜程度，来得到控制架构1920中的倾斜对应信息。然而，在控制架构1930中，调整元件1931中的倾斜对应信息可根据通过将光学元件驱动机构1800中的光学元件(未示出)所得的影像与一预设影像比较，而得到调整元件1931中的倾斜对应信息。前述比较方式可包括空间频率响应法(Spatial Frequency Response，SFR)或调制转换函数法(Modulation TransferFunction，MTF)。
接着，控制元件1932将计算后的承载座1830的移动量转换成电信号，并通过第一驱动单元1933以及第二驱动单元1934来分别使驱动组件1935让承载座1830进行在主轴O1方向的移动以及倾斜运动。接着，设置在驱动组件1935上的位置感测组件1936感测承载座1830的位置(例如包括在主轴O1方向上的位置以及相对于主轴O1的倾斜程度)，并反馈回控制元件1932，以对承载座1830的位置进行闭回路控制。
在一些实施例中，若光学元件驱动机构1800需要进一步校正(例如遭受过大的冲击)，前述补偿方法1910还可包括使用外部装置进行校正的第零步骤。如图49所示，其为光学元件驱动系统1990的示意图，光学元件驱动系统1990使用外部装置1992测量承载座1830于不同位置的倾斜角度，并汇整而成一倾斜角度信息。在操作1937中，对所述倾斜角度信息进行运算而得到一倾斜对应信息，并将此倾斜对应信息写入至调整元件1931中，以取代在校正前的倾斜对应信息。所述外部装置1992例如可为一准直仪(collimator)。在一些实施例中，操作1937中的将倾斜角度信息转换至倾斜对应信息的运算是以一软件运算而成。在一些实施例中，如图50所示，光学元件驱动机构1800是设置于摄像装置1994中(例如为手机等移动装置)，而前述软件为摄像装置1994中的内建软件。
此外，如图51所示，可将第一驱动单元1933、驱动组件1935、以及位置感测组件1936封装在一起，例如封装成处理模块1938，以降低光学元件驱动机构1800中的元件数量，以简化工艺。
图52至图55分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构2100的立体图、爆炸图、沿图52中线段A2-A2示出的剖面图、以及侧视图。在图52中，光学元件驱动机构2100主要包括沿一主轴O2排列的底座2210、活动部2300、第一磁性组件2410(包括三个第一磁性元件2412、2414、2416)、第二磁性组件2420(包括三个第二磁性元件2422、2424、2426)、位置感测组件2430(包括三个位置感测元件2432、2434、2436)、电路板2600、以及支撑元件2700、限位元件2710、以及导磁元件2720，光学元件驱动机构2100可用以驱动一光学模块2900，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，底座2210亦可称为固定部F2，而活动部2300可相对于固定部F2移动。因此，设置在活动部2300上的光学模块2900亦会被活动部2300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，第一磁性组件2410与第二磁性组件2420可合称为驱动组件D2，用以驱动活动部2300相对于固定部F2进行移动。举例来说，第一磁性组件2410与第二磁性组件2420可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性组件2410可为驱动磁铁，而第二磁性组件2420可为驱动线圈；或者例如第一磁性组件2410可为驱动线圈，而第二磁性组件2420可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性组件2410与第二磁性组件2420可分别位在固定部F2以及活动部2300上，或者位置亦可互换。应了解的是，通过第一磁性组件2410与第二磁性组件2420之间的作用，可产生磁力迫使光学模块2900相对于固定部F2移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。在一些实施例中，驱动组件D2亦可包括压电元件、记忆合金金属等驱动元件。
此外，电路板2600例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于活动部2300。于一些实施例中，电路板2600是电性连接设置于光学元件驱动机构2100内部或外部的其他电子元件。举例来说，电路板2600可传送电信号至驱动组件D2，借此可控制活动部2300的移动。
位置感测组件2430可用以感测活动部2300相对于固定部F2的位置。上述位置感测组件2430可包括霍尔效应感测器(Hall Sensor)、磁阻效应感测器(MagnetoresistanceEffect Sensor，MR Sensor)、巨磁阻效应感测器(Giant Magnetoresistance EffectSensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(Tunneling Magnetoresistance EffectSensor，TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate Sensor)。
此外，位置感测组件2430可包括三个位置感测元件2432、2434、2436，分别与第一磁性元件2412、2414、2416设置在光学元件驱动机构2100的相同侧边。在一些实施例中，其中两个位置感测元件感侧磁场的方向可互相平行，而第三个位置感测元件感侧磁场的方向可与前述两个位置感测元件感侧磁场的方向不平行。举例来说，位置感测元件2432、2436感侧磁场的方向可互相平行(例如分别感测YZ平面上的磁场)，而位置感测元件2434可感侧XZ平面上的磁场，并可与位置感测元件2432、2436感侧磁场的方向(YZ平面上的方向)不平行。然而，本发明并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，位置感测元件2432、2434、2436所感测磁场的方向亦可全部不平行。因此，可得知在不同方向上的磁场变化。
此外，感光元件2970与光学元件2990在X方向或Y方向上可和驱动组件D2(包括第一磁性组件2410与第二磁性组件2420)至少部分重叠。因此，可降低光学元件驱动机构2100所需的空间，而实现小型化。
在一些实施例中，支撑元件2700、限位元件2710、以及导磁元件2720可以合称为辅助组件AS2，并且可用以限定活动部2300相对固定部F2的运动模式。如图54所示，支撑元件2700可具有球形的形状，并且可设置在限位元件2710的开口2711中，而限位元件2710可设置在底座2210的凹槽2211处，而导磁元件2720可设置在底座2210的开口2212处。开口2212的直径DI12小于限位元件2710的直径DI22，以防止限位元件2710从开口2212掉落。
支撑元件2700以及导磁元件2720可包括金属的材质，并且在支撑元件2700以及导磁元件2720之间可具有磁吸引力，以固定支撑元件2700的位置。限位元件2710开口2711的直径DI32可大于或约等于支撑元件2700的直径DI42，以允许将支撑元件2700设置在限位元件2710的开口2711中，从而限制支撑元件2700的移动范围。在一些实施例中，支撑元件2700有一个可调整范围，而非完全固定在开口2711中。此外，在Z方向上，支撑元件2700的直径DI42(最大尺寸)大于限位部2217与活动部2230间的距离G2。换句话说，在活动部2300相对固定部F2运动时，支撑元件2700不会从活动部2300与固定部F2之间掉出。
图56是光学模块2900的爆炸图。光学模块2900主要可包括外框2910、底座2920、基板2980、设置在基板2980上的感光元件2970、以及设置在外框2910与底座2920间的光学元件2990。应了解的是，外框2910及底座2920上分别形成有顶壳开孔及底座开孔，顶壳开孔的中心对应于光学元件2990的主轴O2，底座开孔则对应于感光元件2970。据此，设置于光学模块2900中的前述光学元件2990可在主轴O2方向(即Z方向)与感光元件2970进行对焦。
此外，在光学模块2900中，还可设置可相对于外框2910以及底座2920运动的活动组件(未示出)，并将光学元件2990固定在此活动组件上(例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定)。此外，在光学模块2900中还可提供额外的驱动部件(例如磁铁与线圈的组合，未示出)，以驱动光学元件2990与活动组件一起在与活动部2300的驱动方向不同的方向上运动，以在更多方向上驱动光学元件2990。
基板2980例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座2920上。于本实施例中，基板2980是电性连接设置于光学模块2900内部或外部的其他电子元件。举例来说，基板2980可传送电信号至驱动部件，借此可控制活动组件在X、Y或Z方向上的移动，进而实现自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的功能。在一些实施例中，如图52所示，基板2980的延伸端2982与电路板2600的延伸端2601可位在光学元件驱动机构2100不同的侧边，以分别与不同的元件(例如控制单元等)电性连接。此外，如图54所示，在Z方向上，电路板2600与基板2980可彼此重叠，以降低所需的空间。
图57是光学元件驱动机构2100一些元件的示意图。电路板2600可设置在活动部2300上。电路板2600中可具有开口2602，并且可以将其他元件设置在此开口2602，以实现小型化。在一些实施例中，在Z方向上，底座2210的顶表面2216可低于第一磁性元件2416的顶表面2416A，以允许在活动部2300上设置在Z方向上尺寸较大的第一磁性元件2416，以增强驱动组件D2在Z方向上的推力。然而，本发明并不以此为限。亦可将第一磁性元件2416的顶表面2416A设置于低于底座2210的顶表面2216，以实现小型化。
图58是光学元件驱动机构2100一些元件的示意图。应注意的是，在一些实施例中，第一磁性元件2412、2414、2416中至少一者的形状与其他的第一磁性元件不同。举例来说，第一磁性元件2412的高度H12或第一磁性元件2414的高度H22(Z方向上的尺寸)可小于第一磁性元件2416的高度H32，而第一磁性元件2412的长度L12或第一磁性元件2414的长度L22(X或Y方向上的尺寸)可大于第一磁性元件2416的长度L32，以允许第一磁性元件2412、2414、2416分别提供不同方向的推力。或者，在一些实施例中，第一磁性元件2412、2414、2416的尺寸亦可相同，但是摆放方式不同，例如可将第一磁性元件2412、2414以水平的方式摆放，而将第一磁性元件2416以垂直的方式摆放，从而改变在各个方向上的推力。
此外，图58还显示若第一磁性元件2412、2414、2416为磁铁时的磁极方向。举例来说，第一磁性元件2412、2414、2416可为多极性磁铁，且可具有不同的磁极方向。如图58所示，在Z方向上，第一磁性元件2412、2414上侧与下侧的磁极方向相反。而在Y方向上，第一磁性元件2416左侧与右侧的磁极方向相反。换句话说，第一磁性元件2412、2414、2416的磁极排列方向可皆不同。
第二磁性元件2422、2424、2426分别可具有对应第一磁性元件2412、2414、2416的形状，以分别提供具有不同方向的电流。如图58所示，第二磁性元件2422主要的电流方向在Y方向流动(如箭号所示)，第二磁性元件2424主要的电流方向在X方向流动，而第二磁性元件2426主要的电流方向在Z方向流动。因此，第一磁性元件2412与第二磁性元件2422之间的电磁感应可提供活动部2300例如以Y轴为轴心的旋转运动，第一磁性元件2414与第二磁性元件2424之间的电磁感应可提供活动部2300例如以X轴为轴心的旋转运动，而第一磁性元件2416与第二磁性元件2426之间的电磁感应可提供活动部2300例如以Z轴为轴心的旋转运动，以在不同轴向上转动活动部2300。
图59是底座2210的示意图。底座2210上可包括凹槽2211、以及位在凹槽2211中的开口2212。其中限位元件2710可设置在凹槽2211中，而导磁元件2720可设置在开口2212中。此外，在一些实施例中，可设置围绕凹槽2211的环状部2213，以进一步固定限位元件2710。
底座2210上还可具有在开口2212各侧的凸起部2214A、2214B、2214C，分别具有凹槽2215A、2215B、2215C，用以容纳第一磁性元件2412、2414、2416。由于第一磁性元件2412、2414、2416可具有不同的尺寸，故凸起部2214A、2214B、2214C与凹槽2215A、2215B、2215C亦可分别具有不同的尺寸，以满足各种需求。
在一些实施例中，虽然第一磁性元件2412、2414、2416在Z轴上的长度不同，但凸起部2214A、2214B、2214C在Z轴上的高度可大致相等，以平衡底座2210的重量。在一些实施例中，底座2210上可具有限位部2217，围绕开口2212并朝Z方向延伸，用以限制活动部2300相对固定部F2的运动范围。
图60及图61是活动部2300从不同角度观察时的示意图。活动部2300可包括位在不同侧边的凸起部2301A、2301B、2301C，在凸起部2301A、2301B、2301C中分别具有凹槽2302A、2302B、2302C(可合称为凹槽2302)以及凹槽2304A、2304B、2304C(可合称为凹槽2304)，其中凹槽2304A、2304B、2304C分别位在凹槽2302A、2302B、2302C中。凹槽2302A、2302B、2302C可分别用以容纳前述第二磁性元件2422、2424、2426，而凹槽2304A、2304B、2304C可分别用以容纳前述位置感测元件2432、2434、2436。
活动部2300在背面可具有凹陷部2306，具有对应于支撑元件2700的形状(例如半球状)，用以容纳支撑元件2700。活动部2300的角落处具有凸柱2308，可用以固定电路板2600的位置。此外，由于在一些实施例中，第一磁性元件2416以及第二磁性元件2426在Z方向上的尺寸较大，故可在活动部2300上设置额外的挡墙2309，对应于第一磁性元件2416以及第二磁性元件2426的位置(例如邻接第一磁性元件2416以及第二磁性元件2426)，以避免第一磁性元件2416以及第二磁性元件2426在活动部2300相对于固定部F2运动时发生损坏。
图62是光学元件驱动机构2100的活动部2300以及设置在活动部2300上的其他元件相对于固定部F2沿X轴转动时的示意图，图63是光学元件驱动机构2100的活动部2300以及设置在活动部2300上的其他元件相对于固定部F2沿Z轴转动时的示意图。如图62与图63所示，活动部2300以及其上的光学模块2900可使用球状的支撑元件2700作为支点，通过驱动组件D2产生的推力，而在不同方向而进行转动。虽然图62与图63的实施例仅示出活动部2300相对于一轴进行转动时的状态，但应理解的是，活动部2300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64至图68分别是根据本公开一些实施例所示出的光学元件驱动机构3101的立体图、爆炸图、沿图64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65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66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66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66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66、图67、以及图68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66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69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69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69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70至图73分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构3102的立体图、爆炸图、沿图70中线段B3-B3示出的剖面图、以及沿图70中线段C3-C3示出的剖面图。在图71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74是图73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74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71以及图72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72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75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75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76至图79分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构3103的立体图、爆炸图、沿图76中线段D3-D3示出的剖面图、以及沿图76中线段E3-E3示出的剖面图。在图76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78以及图79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80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80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79)作为支点，通过驱动组件D33产生的推力而进行转动。虽然图80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81至图84分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构3104的立体图、爆炸图、沿图81中线段F3-F3示出的剖面图、以及沿图81中线段G3-G3示出的剖面图。在图81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85是底座3214的示意图，而图86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87是图84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81中的线段F3-F3)，相对于底座3214进行转动。
此外，如图83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81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88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88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。
图89至图93分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构4101的立体图、爆炸图、沿图89中线段A4-A4示出的剖面图、一些元件的示意图、以及侧视图。在图90中，光学元件驱动机构4101主要包括沿一主轴O14排列的底座4211(或称为固定部F14)、活动部4301、第一磁性元件4411、第二磁性元件4421、位置感测元件4431、电路板4601、支撑元件4700、导磁元件4801、以及弹性元件4810。光学元件驱动机构4101可用以驱动一光学模块4990，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4411与第二磁性元件4421可合称为驱动组件D14，用以驱动活动部4301相对于固定部F14进行移动。举例来说，第一磁性元件4411与第二磁性元件4421可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件4411可为驱动磁铁，而第二磁性元件4421可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件4411可为驱动线圈，而第二磁性元件4421可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性元件4411与第二磁性元件4421可分别位在固定部F14以及活动部4301上，或者位置亦可互换，取决于设计需求。因此，活动部4301可通过驱动组件D14而相对于固定部F14移动。因此，设置在活动部4301上的光学模块4990亦会被活动部4301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，光学元件驱动机构4101具有矩形的形状，且驱动组件D14可设置在光学元件驱动机构4101的侧边处或者是角落处。在一些实施例中，驱动组件D14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4411可在垂直主轴O14的方向上(例如X方向或Y方向)上延伸，以允许活动部4301以X轴或Y轴为轴心进行旋转运动。在一些实施例中，如图91所示，在垂直主轴O14的方向上，驱动组件D14光学模块4990不重叠，以实现小型化。应了解的是，通过第一磁性元件4411与第二磁性元件4421之间的作用，可产生磁力迫使光学模块4990相对于固定部F14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4601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F14。于一些实施例中，电路板4601是电性连接设置于光学元件驱动机构4101内部或外部的其他电子元件。举例来说，电路板4601可传送电信号至驱动组件D14，借此可控制活动部4301的移动。在一些实施例中，在Z方向上，电路板4601可位在底座4211以及活动部4301之间。在一些实施例中，电路板4601可具有导磁性的材料，以增强驱动组件D14的电磁驱动力。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构4101中设置位置感测元件4431，以感测活动部4301相对于固定部F14的位置。上述位置感测元件4431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4211上可具有多个凸起部4211F(图94)，位置感测元件4431可位在两个凸起部4211F之间，且第二磁性元件4421可围绕所述两个凸起部4211F以及位置感测元件4431，以保护位置感测元件4431。
支撑元件4700可具有球状的形状，用以连接活动部4301与固定部F14，以让活动部4301经由支撑元件4700相对固定部F14运动。详细而言，活动部4301具有凹槽4301A，底座4211具有朝向活动部4301延伸的凸起部4211A、以及位在凸起部4211A中的凹陷部4211B，且支撑元件4700部分设置在活动部4301的凹槽4301A中以及底座4211的凹陷部4211B中，以限制支撑元件4700的位置。如图91所示，由于凹槽4301A以及凹陷部4211B可具有半球状的形状，故球状的支撑元件4700可在凹槽4301A以及凹陷部4211B中转动，而降低活动部4301与固定部F14间的摩擦力，使活动部4301可相对于固定部F14转动。在一些实施例中，支撑元件4700的材料可包括陶瓷或树脂，以避免与驱动组件D14发生磁干扰。此外，在主轴O14的方向上，凸起部4211A与活动部4301的最小距离G24小于支撑元件4700的直径DM4，以防止支撑元件4700在活动部4301相对于固定部F14运动时从活动部4301的凹槽4301A中以及底座4211的凹陷部4211B中掉出。
如图91所示，第二磁性元件4421与活动部4301的底表面4301B的距离为G14，凸起部4211A与活动部4301的底表面4301B的距离为G24，且距离G14小于距离G24。因此，可增强设置在活动部4301上的第一磁性元件4411与设置在底座4211上的第二磁性元件4421的电磁驱动力。此外，底座4211包括顶表面4211C以及底表面4211D，在主轴O14的方向上，顶表面4211C与活动部4301的距离G34可小于底表面4211D与活动部4301的距离G44，弹性元件4810与底表面4211D的最小距离G54可小于活动部4301与底表面4211D的最小距离G44。因此，可降低光学元件驱动机构4101在主轴O14上的尺寸，而达到小型化。
弹性元件4810可设置在光学元件驱动机构4101的侧边(例如设置在相对的侧边，即主轴O14位在两个弹性元件4810间)，并设置在平行主轴O14的平面上。此外，弹性元件4810可具有S形的形状。弹性元件4810可用以连接固定部F14(底座4211)与活动部4301，以限制活动部4301相对于固定部F14移动的范围。此外，如图91、图92、以及图93所示，底座4211在侧边可具有凹槽4211E，而弹性元件4810可部分设置在凹槽4211E中，以保护弹性元件4810免于损坏。沿主轴O14的方向观察，弹性元件4810与驱动组件D14不重叠，以降低光学元件驱动机构4101在Z方向上的尺寸。
如图91所示，导磁元件4801可设置(例如通过埋入射出的方式设置)在底座4211中，例如内埋且不露出底座4211。在主轴O14的方向上，导磁元件4801、第一磁性元件4411与第二磁性元件4421至少部分重叠，且导磁元件4801可包括金属的材质。因此，可调整第一磁性元件4411与第二磁性元件4421的磁场，并实现小型化。此外，第一磁性元件4411或第二磁性元件4421还可与导磁元件4801之间产生磁力，可固定设置在其中的元件的位置。
图94是底座4211的示意图。底座4211还包括在Z方向上两两相对延伸的凸起部4211F。第二磁性元件4421可环绕在两个凸起部4211F上，位置感测元件4431可设置在两个凸起部4211F之间，并且第二磁性元件4421可环绕位置感测元件4431。此外，底座4211上还可具有在Z方向上延伸的止动部4211G，用于限制活动部4301相对于底座4211的可移动范围。在一些实施例中，可在底座4211中设置线路(例如内埋在底座4211中，未示出)，用以电性连接驱动组件D14以提供电信号。在一些实施例中，止动部4211G可位在底座4211的角落处，以进一步利用角落处的空间。然而本发明并不以此为限。举例来说，亦可在底座4211的侧边处设置朝向可动部4301延伸的止动部(未示出)。
图95是图93R4部分的放大图。如图95所示，第一磁性元件4411与第二磁性元件4421间的距离G64大于止动部4211G与活动部4301的距离G74。因此，可防止第一磁性元件4411与第二磁性元件4421发生撞击。
图96是光学元件驱动机构4101的活动部4301以及设置在活动部4301上的其他元件相对于固定部F14沿Y轴转动时的剖面图。如图96所示，活动部4301以及其上的光学模块4990可使用球状的支撑元件4700作为支点，通过驱动组件D14产生的推力，而在不同方向而进行转动。虽然图96的实施例仅示出活动部4301相对于一轴进行转动时的状态，但应理解的是，活动部4301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。
虽然前述实施例的第二磁性元件4421是环绕在底座4211的凸起部4211F上，但本发明并不以此为限。举例来说，图97至图100是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构4102的示意图、爆炸图、沿图97的线段B4-B4示出的剖面图、以及侧视图。应注意的是，在图97中为了简洁起见而省略了一些元件。
在图98中，光学元件驱动机构4102主要包括沿一主轴O24排列的底座4212(或称为固定部F24)、活动部4303、第一磁性元件4412、第二磁性元件4422(可合称为驱动组件D24)、位置感测元件4432、电路板4602、支撑元件4700、导磁元件4802、以及弹性元件4810。光学元件驱动机构4102可用以驱动光学模块4990，或者亦可用以驱动各种光学元件。与前述实施例相同或相似的元件于此不再赘述。
在本实施例中，如图97与图99所示，第一磁性元件4412可设置在第二磁性元件4422中。换句话说，从垂直主轴O24的方向(例如X方向或Y方向)观察，如图100所示，第一磁性元件4412以及第二磁性元件4422至少部分重叠，以降低所使用的空间。在一些实施例中，第二磁性元件4422可设置在电路板4602上，而第一磁性元件4412可设置在活动部4302上并且与电路板4602隔开一距离。在一些实施例中，第一磁性元件4412可设置在活动部4302中，以固定第一磁性元件4412。在一些实施例中，第一磁性元件4412与第二磁性元件4422两者的位置亦可互换。因此，亦可通过第一磁性元件4412与第二磁性元件4422间所产生的电磁驱动力而使活动部4302相对于固定部F24移动。
图101是底座4212的示意图，而图102是底座4212与位置感测元件4432的下视图。底座4212上可具有开口4212A，而位置感测元件4432可设置在开口4212A中，借此可保护位置感测元件4432，并实现小型化。换句话说，位置感测元件4432可与驱动组件D24设置在电路板4602的同一侧(图97)或者设置在电路板4602的两侧(图102)，并且在主轴O24的方向上，位置感测元件4432的厚度可小于底座4212的厚度，以允许使用底座4212保护位置感测元件4432。在一些实施例中，亦可使用凹槽来取代开口4212A，以增强底座4212的强度。在一些实施例中，在主轴O24的方向上，第一磁性元件4412或第二磁性元件4422可与位置感测元件4432至少部分重叠，以感测第一磁性元件4412或第二磁性元件4422的磁场变化。
在前述实施例中，是使用设置在光学元件驱动机构侧边的弹性元件4810来连接活动部以及固定部，但本发明并不以此为限。举例来说，图103至图106是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构4103的示意图、爆炸图、剖面图、以及侧视图。应注意的是，在图103中为了简洁起见而省略了一些元件。
在图104中，光学元件驱动机构4103主要包括沿一主轴O34排列的底座4213(或称为固定部F34)、活动部4303、第一磁性元件4413、第二磁性元件4423(可合称为驱动组件D34)、位置感测元件4433、电路板4603、支撑元件4700、导磁元件4803、以及弹性元件4820。光学元件驱动机构4103可用以驱动光学模块4990，或者亦可用以驱动各种光学元件。与前述实施例相同或相似的元件于此不再赘述。
在光学元件驱动机构4103中，使用了弹性元件4820来取代前述实施例的弹性元件4810以连接活动部4303以及固定部F34。图107是弹性元件4820的示意图。弹性元件4820包括内周部4821、延伸部4822、连接内周部4821以及延伸部4822的连接部4823、在延伸部4822一端的接着部4824以及在内周部4821上的接着部4825。如图103所示，接着部4824可直接设置在底座4213上并连接底座4213，例如通过胶合的方式固定在底座4213上。而接着部4825可设置在活动部4303上(于图103中未示出)。因此，可通过单一个弹性元件4820来连接活动部4303以及固定部F34。在一些实施例中，电路板4303可与弹性元件4820设置在固定部F34的不同侧，以降低所需的空间。在一些实施例中，弹性元件4820位在一平面上，且此平面的法向量与主轴O34平行。
应注意的是，弹性元件4820的接着部4824及/或接着部4825可设置在光学元件驱动机构4103的两侧(相对于主轴O34的两侧)，以平衡光学元件驱动机构4103各个方向的力。此外，接着部4824与接着部4825可设置在内周部4821的不同侧。举例来说，如图107所示，接着部4824是设置在内周部4821的外侧，而接着部4825是设置在内周部4821的内侧。然而，亦可互换接着部4824与接着部4825的位置。因此，可降低所需的空间，而实现小型化。弹性元件4820大致上设置在与主轴O34垂直的平面上。因此，可降低活动部4303相对于主轴O34的转动运动。
在一些实施例中，亦可同时设置前述弹性元件4810以及设置在XY平面上的弹性元件。举例来说，图108至图110是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构4104的示意图、爆炸图、以及侧视图。
在图109中，光学元件驱动机构4104主要包括沿一主轴O44排列的底座4214(或称为固定部F44)、活动部4304、第一磁性元件4414、第二磁性元件4424(可合称为驱动组件D44)、位置感测元件4434、电路板4604、支撑元件4700、导磁元件4804、弹性元件4810、以及弹性元件4811。光学元件驱动机构4104可用以驱动光学模块4990，或者亦可用以驱动各种光学元件。与前述实施例相同或相似的元件于此不再赘述。
如图110所示，弹性元件4810以及弹性元件4811皆各自连接活动部4304以及固定部4214，两个弹性元件4810是设置在光学元件驱动机构4104的两侧，而两个弹性元件4811是设置在光学元件驱动机构4104的另外两侧。此外，弹性元件4810以及弹性元件4811是设置在光学元件驱动机构4104的不同侧。因此，可限制活动部4304在不同方向上相对于固定部F44移动的最大范围。通过将弹性元件4810以及弹性元件4811设置在光学元件驱动机构4104的不同侧，可降低在单一侧上所需的空间，而实现小型化。
图111是光学元件驱动机构4104的上视图。如图111所示，光学元件驱动机构4104具有长方形的形状，其长度为L4，宽度为W4，且长度L4大于宽度W4。因此，可降低光学元件驱动机构4104在X方向上的尺寸，而实现小型化。
图112至图115分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构5100的立体图、爆炸图、沿图112的线段A5-A5示出的剖面图、以及侧视图。在图113中，光学元件驱动机构5100主要包括沿一主轴O5排列的顶壳5200、底座5210、活动部5300、连接元件5330、第一磁性元件5410、第二磁性元件5420、位置感测元件5430、第一电路板5600、第二电路板5610、以及导磁元件5830，光学元件驱动机构5100可用以驱动一光学模块5900，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(beamsplitter)、光圈(aperture)等光学元件)。
在一些实施例中，顶壳5200以及底座5210可相互结合而构成光学元件驱动机构5100的外壳。此外，顶壳5200以及底座5210可合称为固定部F5。在一些实施例中，如图115所示，顶壳5200以及底座5210间可具有间隙5201，若使用接合剂来固定顶壳5200以及底座5210，则间隙5201可储存多余的接合剂，以防止接合剂与其他元件接触。此外，亦可使用激光焊接等方式来固定顶壳5200以及底座5210。
在一些实施例中，活动部5300可相对于固定部F5(例如包括顶壳5200以及底座5210)移动，亦即活动部5300可相对于固定部F5进行移动。因此，设置在活动部5300上的光学模块5900亦会被活动部5300带动而一起进行移动，可达到例如或光学防手震(OIS)的效果。
在一些实施例中，第一磁性元件5410与第二磁性元件5420可合称为驱动组件D5，用以驱动活动部5300相对于固定部F5进行移动。此外，第一磁性元件5410与第二磁性元件5420可包括线圈与磁铁的组合，例如第一磁性元件5410可为磁铁，而第二磁性元件5420可为线圈；或者例如第一磁性元件5410可为线圈，而第二磁性元件5420可为磁铁，于此并不限制。应了解的是，通过第一磁性元件5410与第二磁性元件5420之间的作用，可产生磁力迫使光学模块5900相对于固定部F5移动，可达到例如光学防手震(OIS)的效果。在一些实施例中，驱动组件D5亦可包括压电元件、记忆合金金属等驱动元件。
此外，第一电路板5600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F5。于一些实施例中，第一电路板5600是电性连接设置于光学元件驱动机构5100内部或外部的其他电子元件。举例来说，第一电路板5600可传送电信号至驱动组件D5，借此可控制活动部5300的移动。
如图113与图114所示，第一电路板5600可包括对应驱动组件D5的主体5602、从主体5602朝外延伸的延伸部5604、以及设置在延伸部5604上的解读元件5606。在主轴O5的方向上，主体5602与光学模块5900可不重叠，以降低光学元件驱动机构5100在Z方向上的尺寸。此外，在垂直主轴O5的方向上，第一电路板5600的主体5602可与活动部5300重叠。解读元件5606例如可包括芯片等控制元件，可例如与惯性感测单元5700(图129)电性连接，以处理惯性感测单元5700的信号。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构5100中设置位置感测元件5430，以感测活动部5300相对于固定部F5的位置。上述位置感测元件5430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)。在一些实施例中，如图113所示，第二磁性元件5420可围绕位置感测元件5430。
图116是光学模块5900的爆炸图。如图116所示，光学模块5900主要可包括外框5910、底座5920、以及设置在外框5910与底座5920间的光学元件5990，上述元件与感光元件5970一起设置在基板5980上。应了解的是，外框5910及底座5920上分别形成有顶壳开孔及底座开孔，顶壳开孔的中心对应于光学元件5990的主轴O5，底座开孔则对应于感光元件5970，且感光元件5970可设置在基板5980上。据此，设置于光学模块5900中的前述光学元件5990可在主轴O5方向(即Z方向)与感光元件5970进行对焦。
此外，在光学模块5900中，还可设置可相对于外框5910以及底座5920运动的活动组件(未示出)，并将光学元件5990固定在此活动组件上(例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定)。此外，在光学模块5900中还可提供额外的驱动部件(例如磁铁与线圈的组合，未示出)，以驱动光学元件5990与活动组件一起在与活动部5300的驱动方向不同的方向上运动，而在更多方向上驱动光学元件5990。在一些实施例中，光学模块5900的驱动部件可与驱动组件D5设置在主轴O5的相对侧，以降低磁干扰。
基板5980例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座5920上。于本实施例中，基板5980是电性连接设置于光学模块5900内部或外部的其他电子元件。举例来说，基板5980可传送电信号至驱动部件，借此可控制活动组件在X、Y或Z方向上的移动，进而实现自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的功能。在一些实施例中，请一并参考图114，基板5980可包括线路5982，而顶壳5200可包括第一部分5202以及第二部分5204，其中线路5982可设置在第二部分5204中，而光学模块5900的其他部分可设置在第一部分5202，以进一步保护线路5982。在一些实施例中，如图114所示，线路5982可通过弯折的方式，在主轴O5的方向上堆叠成多层，以节省设置线路5982所需的空间，进而实现小型化。在一些实施例中，在主轴O5的方向上，线路5982与设置在第一部分5202的光学模块5900的其他部分可不重叠(例如与活动部5300不重叠)。此外，在垂直主轴O5的方向上，线路5982与活动部5300至少部分重叠，以降低光学元件驱动机构5100在Z方向上的尺寸，而实现小型化。
此外，光学元件驱动机构5100还包括增强元件5220。虽然在图113中，增强元件5220与顶壳5200是分开示出，但增强元件5220可设置(例如内埋)在顶壳5200中，以增强顶壳5200的机械强度。在一些实施例中，增强元件5220可包括金属的材质，以进一步增强机械强度。此外，可将金属材质的接触元件5222设置(例如通过焊接、熔接、电阻焊、导电胶等设置)在增强元件5220上，以用以与连接元件5330进行连接(于随后说明)。在一些实施例中，增强元件5220与接触元件5222亦可一体成形。
在一些实施例中，如图114所示，第一电路板5600与线路5982可设置在光学元件驱动机构5100的不同侧，例如可设置在相对侧或相邻侧，进而降低在特定一侧所需的空间，而实现小型化。可在光学元件驱动机构5100未设置第一电路板5600与线路5982的一侧设置额外的光学元件，以得到具有多个光学元件的光学系统。
举例来说，图117是增强元件5220以及接触元件5222的示意图，图118是顶壳5200、增强元件5220、以及接触元件5222的俯视图，而图119是顶壳5200、增强元件5220、以及接触元件5222的示意图。增强元件5220可具有两个臂部5221，并且臂部5221具有面朝-Z方向的表面5221A，而接触元件5222可设置在臂部5221上并接触表面5221A。此外，所述两个臂部5221以及两个接触元件5222可设置在相对于主轴O5的相反处，例如设置在增强元件5220的对角处，并且朝向图113中的连接元件5330的方向延伸(-Z方向)。在一些实施例中，臂部5221露出于顶壳5200，以允许接触元件5222设置在臂部5221上。在一些实施例中，可根据各种不同的需求而替换接触元件5222，以实现模块化。
图120是顶壳5200的示意图。顶壳5200在面朝光学模块5900方向(-Z方向)的一侧具有止动部5206，具有相对于主轴O5对称的形状(例如圆形等)，可用以限制活动部5300在各个方向上的可动范围，并防止活动部5300与顶壳5200其他部分发生撞击。止动部5206的材料可包括柔性的缓冲材料(例如橡胶、泡棉等)或者金属等，可避免活动部5300运行时损坏其他的零件、降低噪音，或者可增加止动部5206的耐用度。止动部5206可与顶壳5200一体成形或分开设置，取决于设计需求。
图121是底座5210的示意图。底座5210包括本体5212、以及从本体5212延伸的延伸部5214。延伸部5214上具有凹槽5215，用以容纳并保护一控制元件5216。控制元件5216可包括芯片等控制元件，用以电性连接并驱动例如驱动组件D5或其他元件。此外，底座5210可具有一开口5218，位在延伸部5214的不同侧，以允许第二电路板5610通过开口5218而连接光学元件驱动机构5100外部的其他元件。
图122是连接元件5330的示意图。连接元件5330包括主体5332、延伸部5334、以及连接部5336。延伸部5334可从主体5332的角落处延伸，连接部5336位在延伸部5334上，并且可具有球状的形状。在一些实施例中，连接元件5330的材料可为不导磁的金属材料，以避免与光学元件驱动机构5100中的其他元件发生磁干扰(例如第一磁性元件5410或第二磁性元件5420)。
图123是活动部5300的示意图，而图124是光学元件驱动机构5100一些元件的示意图。活动部5300可具有容置部5303，而驱动组件D5至少部分设置在容置部5303中。举例来说，可将第一磁性元件5410设置在容置部5303，以固定第一磁性元件5410的位置。在一些实施例中，活动部5300可具有两个容置部5303，以容纳在不同方向驱动活动部5300的第一磁性元件5410。在一些实施例中，亦可改为将第二磁性元件5420设置在容置部5303中，取决于设计需求。
如图124所示，活动部5300可具有远离主轴O5方向延伸的两个臂部5301，而接触元件5302可设置在臂部5301上。此外，所述两个臂部5301以及两个接触元件5302可设置在相对于主轴O5的相反处，例如设置在活动部5300的对角处，并且朝向图113中的连接元件5330的方向延伸(-Z方向)。在一些实施例中，连接元件5330包括四个延伸部5334以及位在延伸部5334上的四个连接部5336，连接部5336的其中两者可连接活动部5300，且连接部5336的另外两者可连接增强元件5220(固定部F5的一部分)。此外，连接活动部5300的连接部5336可位在主轴O5的相对侧，且连接固定部F5的连接部5336可位在主轴O5的相对侧，以允许活动部5300相对于固定部F5在不同方向上进行运动。
此外，在一些实施例中，活动部5300可包括金属的材质，因此活动部5300亦可用做一导磁元件，可用以引导第一磁性元件5410或第二磁性元件5420的磁力线，以集中磁场而增强第一磁性元件5410或第二磁性元件5420的磁力。再者，包括金属材质的活动部5300还可增加活动部5300的机械强度。在一些实施例中，可将包括金属材质的接触元件5302设置(例如通过焊接、熔接、电阻焊、导电胶等)在增强元件活动部5300上，以用以与连接元件5330进行连接(于随后说明)。在一些实施例中，活动部5300与接触元件5302亦可一体成形。
应注意的是，如图124所示，第一磁性元件5410可位在第二磁性元件5420的一侧，而在第二磁性元件5420的另一侧可具有导磁元件5830。导磁元件5830可具有金属材质，并且可用以引导第一磁性元件5410或第二磁性元件5420的磁力线，以集中磁场而增强第一磁性元件5410或第二磁性元件5420的磁力。在垂直主轴O5的方向上，第一磁性元件5410距离光学元件5990的距离可小于导磁元件5830距离光学元件5990的距离。从垂直主轴O5的方向观察，导磁元件5830与第二磁性元件5420可至少部分重叠。因此，可降低光学元件驱动机构5100的尺寸，而达到小型化。
图125是光学元件驱动机构5100一些元件的侧视图。如图125所示，活动部5300可同时连接驱动组件D5(包括第一磁性元件5410或第二磁性元件5420)以及光学模块5900。此外，在垂直主轴O5的方向上(例如X方向或Y方向)，活动部5300与光学模块5900可至少部分重叠，以降低所需的空间，而实现小型化。
连接元件5330的连接部5336可分别与接触元件5302以及接触元件5222进行连接。举例来说，图126是连接部5336与接触元件5302或接触元件5222连接处的放大图，而图127是连接部5336与接触元件5302或接触元件5222连接处的剖面图。接触元件5222或接触元件5302可具有一对接触部5224，在Z方向上延伸。在所述两个接触部5224上分别可具有一组装部5226(例如为圆形开口)。两个接触部5224可从连接部5336的两侧夹持连接部5336，亦即连接部5336可位在两个接触部5224之间。此外，具有球形形状的连接部5336可部分设置在组装部5226中，也就是说沿主轴O5的方向观察(在Z方向上)，连接部5336可与接触部5224重叠，以允许连接元件5330可动地连接顶壳5200(固定部F5的一部分)或活动部5300。换句话说，接触元件5222或5302的其中一对连接部5336可直接并可动地连接活动部5300或固定部F5的其中一者，而另一对连接部5336可直接并可动地连接活动部5300或固定部F5的另一者。
在一些实施例中，组装部5226与连接部5336接触的角落5228可设计成非直角(例如为R角或C角)，以防止连接部5336与直角直接接触而发生损坏。此外，接触部5224的末端可具有弯折部5229，朝向远离对面的接触部5224的方向弯折，以便于将连接部5336设置到两个接触部5224之间。
因此，可允许连接元件5330可通过磨擦接触的方式设置在光学元件驱动机构5100中，以达到单轴或多轴以上的旋转，而不需要使用簧片悬吊在光学元件驱动机构5100中。因此，只要克服连接元件5330与顶壳5200、活动部5300间的摩擦力即可使光学元件驱动机构5100进行运行，可节省所需的电力。此外，这种设计方式可允许光学元件驱动机构5100对光学模块5900进行较大角度的旋转(例如正负2度至正负10度等)。此外，这种设计方式由于使用强度较强的连接元件5330，可增加光学元件驱动机构5100的可靠度，并且改善光学模块5900由于本身的重量而下沉的问题。
图128是底座5210、第一电路板5600、第二电路板5610、与光学模块5900的俯视图，其中第一电路板5600与第二电路板5610可分别电性连接到不同的元件。如图128所示，第一电路板5600与第二电路板5610在Z方向上可不重叠，或者第一电路板5600与光学模块5900在Z方向上亦可不重叠，以降低光学元件驱动机构5100在Z方向上的尺寸，而实现小型化。然而，本发明并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，第一电路板5600与第二电路板5610亦可重叠，以降低光学元件驱动机构5100在XY方向上的尺寸。在一些实施例中，如图128所示，第一电路板5600与第二电路板5610可在互相平行的方向上延伸，或者亦可在互相不平行的方向上延伸，取决于设计需求。
在一些实施例中，可在光学元件驱动机构5100外设置另一个光学元件(未示出)，以形成一双镜头的光学系统。在平行主轴O5的方向上，另一个光学元件不与第一电路板5600以及第二电路板5610重叠，以降低此光学系统在主轴O5方向上的尺寸。
图129以及图130是光学元件驱动机构5100一些元件电性连接关系的方框图。光学元件驱动机构5100还可包括一惯性感测元件5700(或者可设置在光学元件驱动机构5100之外)，电性连接控制元件5216。惯性感测元件5700例如可包括陀螺仪或加速度感测器，并与驱动组件D5电性连接，用以感测光学元件驱动机构5100的惯性。待惯性感测元件5700测量光学元件驱动机构5100的重力状态或加速度状态后，可将感测结果传送至控制元件5216，控制元件5216即可根据此感测结果提供适当的信号至驱动组件D5，以驱动光学模块5900旋转。此外，控制元件5216还可电性连接位置感测元件5430，以通过惯性感测元件5700、位置感测元件5430所提供的信号来控制驱动组件D5。
在一些实施例中，如图130所示，还可提供另一个解读元件5606，电性连接惯性感测元件5700以及控制元件5216，用以接收惯性感测元件5700所提供的电子信号，并使用控制元件5216来接收位置感测元件5430所提供的电子信号，以避免不同的信号之间发生干扰。在一些实施例中，亦可将解读元件5606、控制元件5216、及/或位置感测元件5430封装在一起，以降低所需的元件数目。在一些实施例中，可互换解读元件5606与控制元件5216的位置。
图131至图133分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构6100的立体图、爆炸图、以及沿图131中线段A6-A6示出的剖面图。在图132中，光学元件驱动机构6100主要包括沿一主轴排列的顶壳6200、底座6210、活动部6300、第一磁性元件6410、第二磁性元件6420、位置感测元件6430、电路板6600、支撑元件6700、限位元件6710、以及导磁元件6720。光学元件驱动机构6100可用以驱动一光学模块6900，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，顶壳6200以及底座6210可相互结合而构成光学元件驱动机构6100的外壳。此外，顶壳6200以及底座6210可合称为固定部F6。在一些实施例中，顶壳6200上可具有开口6201，用以允许设置在光学元件驱动机构6100中的一些元件从固定部F6中露出(例如图133中的基板6980)。在一些实施例中，活动部6300可相对于固定部F6(例如包括顶壳6200以及底座6210)移动。因此，设置在活动部6300上的光学模块6900亦会被活动部6300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，固定部F6以及活动部6300可包括相同的材料(例如金属或树脂等材料)，以具有大致上相同的硬度，而避免当活动部6300与固定部F6发生碰撞时发生损坏。
在一些实施例中，第一磁性元件6410与第二磁性元件6420可合称为驱动组件D6，用以驱动活动部6300相对于固定部F6进行移动。此外，第一磁性元件6410与第二磁性元件6420可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件6410可为驱动磁铁，而第二磁性元件6420可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件6410可为驱动线圈，而第二磁性元件6420可为驱动磁铁，于此并不限制。应了解的是，通过第一磁性元件6410与第二磁性元件6420之间的作用，可产生磁力迫使光学模块6900相对于固定部F6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D6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6410可设置在活动部6300上，而第二磁性元件6420可设置在固定部F6上(例如通过胶合的方式固定地设置)，以允许通过第一磁性元件6410以及第二磁性元件6420间产生的磁力而让活动部6300相对固定部F6运动。然而，本发明并不以此为限。举例来说，亦可将第一磁性元件6410设置在固定部F6上，而将第二磁性元件6420设置在活动部6300上，取决于设计需求。
在一些实施例中，第一磁性元件6410在主轴O6方向(Z方向)上的尺寸小于第一磁性元件6410在垂直主轴O6的方向上(X方向或Y方向)的尺寸。因此，可降低第一磁性元件6410在Z方向的尺寸，达到小型化。
此外，电路板6600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F6。于一些实施例中，电路板6600是电性连接设置于光学元件驱动机构6100内部或外部的其他电子元件。举例来说，电路板6600可传送电信号至驱动组件D6，借此可控制活动部6300的移动。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构6100中设置位置感测元件6430，以感测活动部6300相对于固定部F6的位置。上述位置感测元件6430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)。在一些实施例中，如图132所示，第二磁性元件6420可围绕位置感测元件6430。
在一些实施例中，支撑元件6700、限位元件6710、以及导磁元件6720可合称为辅助组件AS6，用以限定活动部6300相对固定部F6的运动模式。此外，限位元件6710可设置在支撑元件6700以及导磁元件6720之间，且支撑元件6700以及导磁元件6720间可具有磁力，以固定限位元件6710。
如图134所示，光学模块6900可包括外框6910、底座6920、以及设置在外框6910与底座6920上的光学元件6990。应了解的是，外框6910及底座6920上分别形成有顶壳开孔及底座开孔，顶壳开孔的中心对应于光学元件6990的主轴O6，底座开孔则对应于感光元件6970，且感光元件6970可设置在基板6980上。据此，设置于光学模块6900中的前述光学元件6990可在主轴O6方向(即Z方向)与感光元件6970进行对焦。
此外，在光学模块6900中，还可设置可相对于外框6910以及底座6920运动的活动组件(未示出)，并将光学元件6990固定在此活动组件上(例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定)。此外，在光学模块6900中还可提供额外的驱动部件(例如磁铁与线圈的组合，未示出)，以驱动光学元件6990与活动组件一起在与活动部6300的驱动方向不同的方向上运动，以在更多方向上驱动光学元件6990。举例来说，可在X、Y、或者在Z方向上驱动光学元件6990。
基板6980例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座6920上。于本实施例中，基板6980是电性连接设置于光学模块6900内部或外部的其他电子元件。举例来说，基板6980可传送电信号至驱动部件，借此可控制活动部6300在X、Y或Z方向上的移动，进而实现自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的功能。
应注意的是，如图133所示，顶壳6200的顶表面6200A到底座6210的底表面6210A的距离为H16(光学元件驱动机构6100的总高)，外框6910的顶表面6910A到底座6210的底表面6210A的距离为H26，而光学元件6990的顶表面6990A到底座6210的底表面6210A的距离为H36。可将距离H16设计为小于距离H26，或者将距离H16设计为小于距离H36，以降低光学元件驱动机构6100的总高，而实现小型化。
图135是光学元件驱动机构6100一些元件的示意图，而图136是沿图135的线段B6-B6示出的剖面图。活动部6300可具有大致上为矩形的形状，并在角落可具有在XY平面上延伸的限位部6302。此外，活动部6300在侧边处还具有多个凸起部6306，其中具有凹槽以容纳第一磁性元件6410。在凸起部6306的两侧还具有凸起部6308，用以定位光学模块6900的位置。
应注意的是，在图136中，支撑元件6700是部分内埋在活动部6300中，并且包括内埋在活动部6300中的埋入部6702以及至少部分露出于活动部6300的露出部6704。埋入部6702可具有板状的形状，而露出部6704可具有半球状的形状。通过将半球状的露出部6704露出于活动部6300，可允许活动部6300通过露出部6704在多个轴向方向旋转(例如相对于X、Y、Z轴旋转)。
图137是光学元件驱动机构6100的上视图，而图138是光学元件驱动机构6100一些元件的示意图。在图137中，基板6980与电路板6600是分别从底座6210的开口6211以及开口6212露出，其中开口6211以及开口6212位在光学元件驱动机构6100的不同侧(例如为相反侧)。换句话说，光学元件驱动机构6100与光学模块6900的电路出线端是位在光学元件驱动机构6100的不同侧，以降低所需空间。
活动部6300的限位部6302位在底座6210的角落空间6213。在活动部6300相对于固定部F6移动的时候，限位部6302可容置在角落空间6213并进行移动，且可通过限位部6302与角落空间6213附近的凸起部6214的碰撞，来限制活动部6300相对于固定部F6移动的范围。
在图138中，底座6210可包括主体6210B以及侧墙6210C，在主体6210B上可具有凹槽6215、位在凹槽6215中的第一开口6216、以及环绕凹槽6215的凸起部6217。此外，活动部6300与底座6210之间还具有限位元件6710以及导磁元件6720。导磁元件6720可设置在第一开口6216中，而限位元件6710可设置在凹槽6215中。此外，限位元件6710可具有连接部6712以及凸柱6714。连接部6712可设置在凹槽6215中，并通过凸起部6217定位限位元件6710。在一些实施例中，连接部6712可具有十字形的形状，以进一步定位限位元件6710。凸柱6714中可具有开口，而支撑元件6700的露出部6704可设置在此开口中。
图139是图138中一些元件的放大剖面图。导磁元件6720与第一开口6216在剖面中可具有梯形的形状，以防止导磁元件6720从第一开口6216中掉出。此外，在埋入部6702与限位元件6710之间可具有间距G6，以提供活动部6300与支撑元件6700相对于固定部F6的活动空间。在一些实施例中，可使用一凹陷部来取代第一开口6216，并将导磁元件6720设置在此凹陷部中，以增强底座6210的结构强度。换句话说，从-Z方向观察，导磁元件6720未从底座6210露出。
在一些实施例中，如图138所示，在底座6210的侧墙6210C上可形成第二开口6218，以设置驱动组件D6(例如第二磁性元件6420)，并且还可降低底座6210的重量。此外，在一些实施例中，可在底座6210的主体6210B上形成第三开口6219，以避免活动部6300以及第一磁性元件6410在运动时直接撞击底座6210。
图140是光学元件驱动机构6100未显示底座6210的下视图，图141是图140R6部分的放大图，而图142是沿图137的线段C6-C6示出的剖面图。如图142所示，顶壳6200包括朝向底座6210延伸的挡止部6202(朝-Z方向延伸)。沿着主轴O6方向(Z方向)观察，如图140以及图141所示，挡止部6202与活动部6300的限位部6302至少部分重叠。换句话说，当活动部6300进行运动时，可通过限位部6302与挡止部6202间的相互碰撞来定义活动部6300的可动范围，以防止辅助组件AS6从活动部6300与固定部F6上脱离。
图143以及图144分别是顶壳6200、底座6210、与电路板6600的示意图以及剖面图。如图143以及图144所示，电路板6600可夹设于顶壳6200以及底座6210之间。举例来说，从垂直主轴O6的方向上观察，顶壳6200、底座6210、以及电路板6600至少部分重叠。因此，可保护电路板6600免于外界的冲击而受到损坏。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构6100上或者是光学模块6900上提供额外的阻挡元件(未示出)，以防止光学元件驱动机构6100或者是光学模块6900在运行时外界的灰尘进入光学模块6900。
图145是光学元件驱动机构6100的活动部6300以及设置在活动部6300上的其他元件相对于固定部F6沿Y轴转动时的剖面图。如图145所示，活动部6300以及其上的光学模块6900可使用球状的支撑元件6700作为支点，通过驱动组件D6产生的推力，而在不同方向而进行转动。虽然图145的实施例仅示出活动部6300相对于一轴进行转动时的状态，但应理解的是，活动部6300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146至图149分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构7100的立体图、爆炸图、光学元件驱动机构7100一些元件的示意图、以及沿图146中线段A7-A7示出的剖面图。光学元件驱动机构7100主要包括沿一主轴O17排列的顶壳7200、底座7210、第一活动部7310、第二活动部7320、第一磁性组件7410(包括第一磁性元件7410A、7410B)、第二磁性组件7420(包括第二磁性元件7420A、7420B)、位置感测组件7430(包括位置感测元件7430A、7430B)、电路板7600、以及弹性元件7810。在一些实施例中，第一活动部7310与第二活动部7320可合称为活动部M17。
光学元件驱动机构7100可用以驱动一光学模块7900，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)。前述光学模块7900可通过例如胶合的方式设置在活动部M17上。
在一些实施例中，顶壳7200以及底座7210可相互结合而构成光学元件驱动机构7100的外壳。此外，顶壳7200以及底座7210可合称为固定部F17。在一些实施例中，顶壳7200以及底座7210的材料可包括金属(例如铁)。在一些实施例中，顶壳7200以及底座7210的材料亦可包括非导磁材料或弱导磁材料。在一些实施例中，顶壳7200可包括顶壳开口7201以及围绕顶壳开口7201的挡止部(未示出)，朝向活动部M17的方向延伸，用以限制第一活动部7310的活动范围，且主轴O17通过顶壳开口7201。前述挡止部可具有对称于主轴O17的形状，例如为圆形等，以平衡第一活动部7310在各个方向上的活动范围。如图146所示，沿垂直主轴O17的方向观察，顶壳7200以及底座7210之间可具有凹槽R17，可用以容纳接合顶壳7200以及底座7210时所使用的粘着剂，而避免外流至其他元件上。此外，还可增加顶壳7200以及底座7210之间的接合面积。
在一些实施例中，活动部M17(包括第一活动部7310与第二活动部7320)可相对于固定部F17(例如包括顶壳7200以及底座7210)移动。在一些实施例中，第二活动部7320亦可相对于第一活动部7310移动，且第一活动部7310与第二活动部7320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M17上的光学模块7900亦会被活动部M17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，第一磁性组件7410与第二磁性组件7420可合称为驱动组件D17，用以驱动活动部M17相对于固定部F17进行移动。举例来说，第一磁性组件7410与第二磁性组件7420可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性组件7410可为驱动磁铁，而第二磁性组件7420可为驱动线圈；或者例如第一磁性组件7410可为驱动线圈，而第二磁性组件7420可为驱动磁铁，于此并不限制。第一磁性组件7410与第二磁性组件7420可分别位在固定部F17以及活动部M17上，或者位置亦可互换。应了解的是，通过第一磁性组件7410与第二磁性组件7420之间的作用，可产生磁力迫使光学模块7900相对于固定部F17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D17亦可包括压电元件、记忆合金金属等驱动元件。
此外，电路板7600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F17。于一些实施例中，电路板7600是电性连接设置于光学元件驱动机构7100内部或外部的其他电子元件。举例来说，电路板7600可传送电信号至驱动组件D17，借此可控制活动部M17的移动。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构7100中设置位置感测组件7430，以感测活动部M17相对于固定部F17的位置。上述位置感测组件7430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)。在一些实施例中，位置感测组件7430可设置在固定部F17上，例如设置在顶壳7200或底座7210上，以感测活动部M17相对于固定部F17的位置。
虽然在图147中的主轴O17是示出成不通过电路板7600，但本公开并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，电路板7600亦可设计成包括延伸到光学模块7900出光侧的部分(未示出)，亦即在Z方向上与光学模块7900重叠。此外，可在此延伸到光学模块7900出光侧的部分的电路板7600上设置额外的位置感测元件，亦即光学元件驱动机构7100可包括至少三个位置感测元件，以增强感测的效果。
图150是光学模块7900的爆炸图。光学模块7900可包括外框7910、底座7920、以及设置在外框7910与底座7920间的光学元件7990。应了解的是，外框7910及底座7920上分别形成有顶壳开孔及底座开孔，顶壳开孔的中心对应于光学元件7990的主轴O17，底座开孔则对应于一感光元件(未示出)。据此，设置于光学模块7900中的前述光学元件7990可在主轴O17方向(即Z方向)与感光元件进行对焦。
此外，在光学模块7900中，还可设置可相对于外框7910以及底座7920运动的活动组件7930，并将光学元件7990固定在此活动组件7930上(例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定)。此外，在光学模块7900中还可提供额外的驱动部件，例如第一驱动磁性元件7940与第二驱动磁性元件7950。第一驱动磁性元件7940与第二驱动磁性元件7950可包括磁铁与线圈的组合，以驱动光学元件7990与活动组件7930一起在与活动部M17的驱动方向不同的方向上运动，以在更多方向上驱动光学元件7990。举例来说，第一驱动磁性元件7940可为线圈，第二驱动磁性元件7950可为磁铁，从而可在X、Y、或Z方向上驱动光学元件7990。
基板7980例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座7920上。于本实施例中，基板7980是电性连接设置于光学模块7900内部或外部的其他电子元件。举例来说，基板7980可传送电信号至驱动部件，借此可控制活动组件在X、Y或Z方向上的移动，进而实现自动对焦(AF)、或光学防手震(OIS)的功能。
图151以及图152是光学元件驱动机构7100一些元件的示意图以及俯视图，图153以及图154分别是光学元件驱动机构7100一些元件沿图152的线段B7-B7以及线段C7-C7示出的剖面图，图155是底座7210的示意图，图156是第一活动部7310的示意图，图157是第二活动部7320的示意图。
底座7210具有矩形的形状，且在其中两个角落可具有延伸部7211，在另外两个角落可具有增强部7212，且在延伸部7211上可具有凹槽7213。
第一活动部7310包括主体7311、两个从主体7311朝大致上垂直主轴O17方向延伸的延伸部7312、从延伸部7312延伸的接触部7313、从主体7311朝大致上平行主轴O17方向延伸的容置部7314、以及从主体7311朝大致上平行主轴O17方向延伸的挡板7315。
第二活动部7320包括主体7321、从主体7321弯折的两个弯折部7322、在弯折部7322上的凹槽7323、在主体7321上的接触部7324、以及从主体7321弯折的容置部7325。
如图151、图153、图154所示，第一活动部7310的接触部7313可设置在第二活动部7320的凹槽7323中，而第二活动部7320的接触部7324可设置在底座7210的凹槽7213中。图158是接触部7313与凹槽7323(或接触部7324与凹槽7213)的局部剖面图。应注意的是，接触部7313与凹槽7323接触的部分可包括圆角的形状，凹槽7323可具有平坦的表面7323A，与接触部7313直接接触，且接触部7313与凹槽7323的侧壁7323B之间可具有一距离，借此可允许接触部7313在凹槽7323中进行运动，并且还可降低接触部7313与凹槽7323的摩擦力。此外，图158中的接触部7313的两个侧边7313A之间的夹角可小于凹槽7323的两个侧壁7323B之间的夹角，故可方便组装第一活动部7310以及第二活动部7320。
在一些实施例中，接触部7313与凹槽7323(或接触部7324与凹槽7213)之间可包括相同的材料，以让两者的硬度相似，进而增加在运行时的耐用度。举例来说，接触部7313与凹槽7323(或接触部7324与凹槽7213)皆可包括金属材料，以进一步增加耐用度。
在一些实施例中，如图151所示，在Z方向上，由于第二活动部7320包括朝向Z方向上弯曲的弯折部7322，且第一活动部7310的接触部7313接触此弯折部7322，故第一活动部7310与底座7210的底表面7214的最小距离与第二活动部7320与底座7210的底表面7214的最小距离可不同。
应注意的是，如图152所示，在一些实施例中，底座7210的增强部7212可作为第二活动部7320相对以线段B7-B7为轴心进行转动运动时的挡止部。具体来说，在图152中，增强部7212与第二活动部7320在主轴O17的方向(Z方向)上至少部分重叠。因此，可限制第二活动部7320的活动范围，以避免第二活动部7320与其他元件发生不想要的碰撞而损坏第二活动部7320。在一些实施例中，增强部7212可包括金属的材料，以进一步增强增强部7212的机械强度。
如图152所示，第二活动部7320与底座7210的两个接触点通过线段B7-B7，而第一活动部7310与第二活动部7320的两个接触点通过线段C7-C7，故可允许第一活动部7310与第二活动部7320分别相对于线段C7-C7以及线段B7-B7进行转动，进而可提供在不同维度上的运动。虽然前述接触点是大致上位在光学元件驱动机构7100的角落处，但本发明并不以此为限。举例来说，亦可将前述接触点设置在光学元件驱动机构7100的侧边处，亦即相对于主轴O17的两个接触点的连线可大致上垂直于光学元件驱动机构7100的侧边7216。
请参考图148、图156、图157，第一磁性元件7410A以及第一磁性元件7410B可分别设置在第一活动部7310的容置部7314以及第二活动部7320的容置部7325上，且由于第二磁性元件7420A、7420B可设置在电路板7600上，故第一磁性元件7410A以及第一磁性元件7410B可分别用以驱动第一活动部7310以及第二活动部7320，以允许第一活动部7310以及第二活动部7320可在不同的方向上进行运动。
虽然在图148中，第一活动部7310的主体7311在Z方向上与光学模块7900重叠，但本公开并不以此为限。举例来说，在一些实施例中，亦可将主体7311改为围绕在光学模块7900的X方向或Y方向的侧壁上，并接合在光学模块7900上，以进一步降低光学元件驱动机构7100在Z方向上的高度。
在一些实施例中，如图146以及图156所示，顶壳7200在对应第一活动部7310的延伸部7312的角落处可具有开口7202，以避免延伸部7312与顶壳7200发生碰撞，进而增加光学元件驱动机构7100的耐用度。举例来说，在主轴O17的方向上，延伸部7312至少部分露出于开口7202。
在一些实施例中，可将光学元件驱动机构7100的各个元件设计成包括弱导磁或非导磁的材料，以避免光学元件驱动机构7100或光学模块7900在运行时的磁干扰。
图159与图160是第二活动部7320相对于底座7210转动时的立体图以及侧视图，其中第一活动部7310未相对于第二活动部7320移动。图161与图162是第一活动部7310在图159的状态之后进一步相对于第二活动部7320转动时的立体图以及侧视图。如图159至图162所示，活动部M17可通过驱动组件D17产生的推力，而在不同方向而进行转动，以达到例如光学防手震(OIS)的效果。
图163以及图164分别是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构7101的示意图以及爆炸图。如图163以及图164所示，光学元件驱动机构7101可包括在一主轴O27上排列的固定部F27、第一活动部7330、以及设置在第一活动部7330与固定部F27之间的第二活动部7340。第一活动部7330以及第二活动部7340可合称为活动部M27。光学元件驱动机构7101可用以驱动光学模块7900，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)。前述光学模块7900可通过例如胶合的方式设置在活动部M27上，以和活动部M27一起移动。应注意的是，为了简洁起见，在图163以及图164中省略了前述驱动组件、位置感测组件、电路板等元件。
第二活动部7340上可包括朝向固定部F27的两个接触部7341、以及朝向第一活动部7330的两个接触部7342，可分别设置在固定部F27的凹槽R27以及第一活动部7330的凹槽7331中。换句话说，接触部7341与接触部7342的延伸方向相反。在一些实施例中，两个接触部7341的连线D7-D7以及两个接触部7342的连线E7-E7可大致上互相垂直，以允许第一活动部7330以及第二活动部7340在不同方向上移动。
图165是第一活动部7330相对于第二活动部7340转动时的立体图，其中第二活动部7340未相对于固定部F27移动。图166是第二活动部7340在图165的状态之后进一步相对于固定部F27转动时的立体图。如图165至图166所示，活动部M27可通过驱动组件产生的推力，而在不同方向而进行转动，以达到例如光学防手震(OIS)的效果。
图167以及图168分别是本发明另一些实施例的光学元件驱动机构7102的示意图以及爆炸图。光学元件驱动机构7102可包括在一主轴O37上排列的底座7230(或固定部F37)、第一活动部7350、以及设置在第一活动部7350与固定部F37之间的第二活动部7360。第一活动部7350以及第二活动部7360可合称为活动部M37。光学元件驱动机构7102可用以驱动光学模块7900，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)。前述光学模块7900可通过例如胶合的方式设置在活动部M37上，以和活动部M37一起移动。应注意的是，为了简洁起见，在图165以及图166中省略了前述驱动组件、位置感测组件、电路板等元件。
图169是光学元件驱动机构7102的俯视图。底座7230上可具有两个朝向活动部M37延伸的接触部7231，而第二活动部7360上可包括对应于接触部7231的凹槽7361。此外，第二活动部7360可具有两个朝向第一活动部7350延伸的接触部7362，而第一活动部7350上可包括对应于接触部7362的凹槽7351。应注意的是，两个接触部7231的连线F7-F7以及两个接触部7362的连线G7-G7可大致上互相垂直，以允许第一活动部7350以及第二活动部7360在不同方向上移动。
图170是第二活动部7360相对于底座7230转动时的立体图，其中第一活动部7350未相对于第二活动部7360移动。图171是第一活动部7350在图170的状态之后进一步相对于第二活动部7360转动时的立体图。如图170至图171所示，活动部M37可通过驱动组件产生的推力，而在不同方向而进行转动，以达到例如光学防手震(OIS)的效果。
图172至图174分别是根据本发明一些实施例所示出的光学元件驱动机构8100的立体图、爆炸图、以及沿图172中线段A8-A8示出的剖面图。在图172中，光学元件驱动机构8100主要包括沿一主轴O8排列的顶壳8200、底座8210、第一活动部8310、第二活动部8320、第一磁性元件8411、8412、第二磁性元件8421、8422、位置感测元件8431、8432、以及电路板8600。光学元件驱动机构8100可用以驱动一光学模块8900，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，顶壳8200以及底座8210可相互结合而构成光学元件驱动机构8100的外壳。此外，顶壳8200以及底座8210可合称为固定部F8。
在一些实施例中，第一活动部8310与第二活动部8320可合称为活动部M8，且第一活动部8310与第二活动部8320可相对于固定部F8(例如包括顶壳8200以及底座8210)移动。在一些实施例中，第二活动部8320亦可相对于第一活动部8310移动，且第一活动部8310与第二活动部8320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M8上的光学模块8900亦会被活动部M8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8411与第二磁性元件8421可合称为第一驱动组件D81，第一磁性元件8412与第二磁性元件8422可合称为第二驱动组件D82，而第一驱动组件D81与第二驱动组件D82可合称为驱动组件D8，用以驱动活动部M8相对于固定部F8进行移动。举例来说，第一磁性元件8411、8412与第二磁性元件8421、8422可包括驱动线圈与驱动磁铁的组合，例如第一磁性元件8411、8412可为驱动磁铁，而第二磁性元件8421、8422可为驱动线圈；或者例如第一磁性元件8411、8412可为驱动线圈，而第二磁性元件8421、8422可为驱动磁铁，于此并不限制。在一些实施例中，从垂直主轴O8的方向观察，第二驱动元件8421、8422可具有椭圆形的形状。
第一磁性元件8411、8412与第二磁性元件8421、8422可分别位在固定部F8以及活动部M8上，或者位置亦可互换，亦即第一磁性元件8411、8412与第二磁性元件8421、8422可分别位在活动部M8以及活动部固定部F8上，取决于设计需求。在一些实施例中，第一磁性元件8411、8412(或第二磁性元件8421、8422)可分别位在第一活动部8310、第二活动部8320上，用以分别驱动第一活动部8310与第二活动部8320进行运动。在一些实施例中，亦可将第一磁性元件8411设置在第一活动部8310上，将第二磁性元件8422设置在第二活动部8320上，并将第一磁性元件8412以及第二磁性元件8421设置在固定部F8上。在一些实施例中，亦可将第一磁性元件8411、8412皆设置在第一活动部8310上。
应了解的是，通过第一磁性元件8411、8412与第二磁性元件8421、8422之间的作用，可产生磁力迫使光学模块8900相对于固定部F8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D8亦可包括压电元件、记忆合金金属等驱动元件。
此外，电路板8600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F8。于一些实施例中，电路板8600是电性连接设置于光学元件驱动机构8100内部或外部的其他电子元件。举例来说，电路板8600可传送电信号至驱动组件D8，借此可控制活动部8300的移动。
在一些实施例中，还可在光学元件驱动机构8100中设置位置感测元件8431、8432，分别对应于第一驱动组件D81、第二驱动组件D82，以感测活动部M8相对于固定部F8的位置。上述位置感测元件8431、8432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(GiantMagnetoresistance Effect Sensor，GMR Sensor)、穿隧磁阻效应感测器(TunnelingMagnetoresistance Effect Sensor，TMR Sensor)、或磁通量感测器(Fluxgate Sensor)。
在一些实施例中，位置感测元件8431可至少部分设置于第一活动部8310以及固定部F8，而位置感测元件8432可至少部分设置于第二活动部8320以及固定部F8，以在不同的方向上分别感测第一活动部8310与第二活动部8320的移动。此外，在一些实施例中，位置感测元件8431、8432亦可至少部分设置于第一活动部8310或第二活动部8320，以增强感测的效果。
图175是光学元件驱动机构8100一些元件的示意图，而图176是图175的元件的侧视图。如图175所示，在第一活动部8310的一组对角处可具有第一连接部8311，且两个第一连接部8311的连线B8-B8可作为第一活动部8310相对于底座8210的转轴。此外，在第二活动部8320的一组对角处可具有第二连接部8321，且两个第二连接部8321的连线C8-C8可作为第二活动部8320相对于第一活动部8310的转轴。光学元件驱动机构8100的主轴O8可定义为通过连线B8-B8与连线C8-C8的交点，并在Z方向延伸的轴。
如图175所示，第一驱动组件D81与第二驱动组件D82是位在活动部M8的不同侧，而在活动部M8的一些侧边可不具有驱动组件D8。换句话说，从Z方向观察，光学元件驱动机构8100的主轴O8可与光学元件驱动机构8100的中心偏移大于零的一距离，而非通过光学元件驱动机构8100的中心。举例来说，若光学元件驱动机构8100在Z方向上具有矩形的形状，则其中心可定义为通过矩形两对角线的点。因此，可降低驱动组件D8的元件数量，而实现小型化。此外，如图176所示，在Z方向上，第一活动部8310的高度大于第二活动部8320的高度，亦即第一活动部8310的顶表面与底座8210的底表面的距离大于第二活动部8320的顶表面与底座8210的底表面的距离。
图177是底座8210的示意图。请一并参照图175以及图177，底座8210在对角处可具有一对凹槽8213，对应于第二活动部8320对角处的第二连接部8321。此外，底座8210在未具有凹槽8213的角落处可具有凸柱8211，朝Z方向延伸，且在底座8210的侧边处可具有容纳部8212，其中电路板8600可容纳在容纳部8212中，并且通过凸柱8211定位电路板8600的位置。举例来说，底座8210可在两个相邻侧边处具有容纳部8212，且电路板8600可具有L形的形状，以容纳在两个容纳部8212。
图178是第二活动部8320的示意图。请一并参照图175以及图178，第二活动部8320在对角处可具有朝外凸出的第二连接部8321。在第二活动部8320的侧边还可具有容置空间8322，用以设置第一磁性元件8412。举例来说，第一磁性元件8412可通过胶合等方式固定在容置空间8322中。此外，在第二活动部8320的一侧可具有开口8323，以允许将第一驱动组件D81设置在开口8323处，并设置在第一活动部8310上。在第二活动部8320未设置第二连接部8321的另一组对角处可具有凹陷部8324，用以设置第一活动部8310的第一连接部8311，而在对应第二连接部8321的对角处可具有挡止部8325，用以限制第一活动部8310相对于第二活动部8320的活动范围。
图179是第一活动部8310的示意图。请一并参照图175以及图179，第一活动部8310在对角处可具有朝外凸出的第一连接部8311。在第一活动部8310的侧边还可具有容置空间8312，用以设置第一磁性元件8411。举例来说，第一磁性元件8411可通过胶合等方式固定在容置空间8312中。此外，在第一活动部8310的角落处可具有凹陷部8313以及凹陷部8314，其中凹陷部8313的底表面8313A面朝第二活动部8320的挡止部8325，可通过底表面8313A与挡止部8325来限制第一活动部8310相对于第二活动部8320的活动范围。在一些实施例中，两个底表面8313A在Z方向上可位在相同的平面，而两个挡止部8325在Z方向上也可位在相同的平面，以平衡活动部M8在各个方向上的移动范围。此外，第一活动部8310上还可具有阻挡部8315，可将光学模块8900固定在阻挡部8315上(例如粘合在阻挡部8315上)，以允许光学模块8900与第一活动部8310一起移动。
图180是沿图175的线段D8-D8示出的局部剖面图，其中亦一并示出顶壳8200。在一些实施例中，第二连接部8321可具有圆柱形的形状，位在底座8210的凹槽8213中，并且可同时接触凹槽8213的侧面8213A、8213B以及顶壳8200的底表面8200A。因此，可增加第二连接部8321与其他元件的接触面积，进而降低第二连接部8321与单一平面接触时的摩擦力，以允许第二连接部8321在凹槽8213中转动。在一些实施例中，可在第二活动部8320的第二连接部8321上(或第一活动部8310的第一连接部8311上)提供润滑用的材料(例如润滑油)，以进一步降低前述连接部转动时的摩擦力。
虽然在前述实施例中，第二连接部8321可同时接触侧面8213A、8213B、底表面8200A，但本公开并不以此为限。在一些实施例中，第二连接部8321在与侧面8213A间可通过紧配的方式设置，而第二连接部8321可与底表面8200A间具有一距离。在一些实施例中，第一连接部8311或第二连接部8321可包括金属的材质，以增强第一连接部8311或第二连接部8321的耐用程度。举例来说，可通过金属埋入的方式在第一连接部8311或第二连接部8321中设置金属。
凹槽8213虽然在图180中具有矩形的形状，但本发明并不限于此。举例来说，凹槽8213或凹陷部8324的截面(例如沿线段D8-D8)可具有V形、方形、梯形、椭圆形、圆弧形等形状，取决于设计需求。换句话说，凹槽8213或凹陷部8324与第一连接部8311、第二连接部8321的接触部分可包括圆角，以降低活动部M8在转动时的摩擦。所述圆角的曲率半径与第一连接部8311、第二连接部8321的曲率半径不同，以降低转动时的摩擦力。在一些实施例中，可在凹槽8213或凹陷部8324中设置额外的位置调整元件(未示出)，或者亦可位在顶壳8200以及底座8210之间，用以调整第一活动部8310、第二活动部8320的位置，以增加光学元件驱动机构8100使用上的弹性。此外，如图175所示，第一活动部8310可在连线B8-B8的方向移动，而第二活动部8320可在连线C8-C8的方向移动。
在一些实施例中，可在活动部M8上设置额外的弹性元件(例如簧片或者是凝胶，未示出)，以允许在未通电的时候活动部M8可回复到一初始位置，从而防止活动部M8于未使用的时候与固定部F8发生碰撞。
图181是光学模块8900的爆炸图。光学模块8900可包括外框8910、底座8920、以及设置在外框8910与底座8920间的光学元件8990。应了解的是，外框8910及底座8920上分别形成有顶壳开孔及底座开孔，顶壳开孔的中心对应于光学元件8990的主轴O8，底座开孔则对应于感光元件8970，且感光元件8970可设置在基板8980上。据此，设置于光学模块8900中的前述光学元件8990可在主轴O8方向(即Z方向)与感光元件8970进行对焦。
此外，在光学模块8900中，还可设置可相对于外框8910以及底座8920运动的活动组件(未示出)，并将光学元件8990固定在此活动组件上(例如可通过锁固、粘合、卡合等方式固定)。此外，在光学模块8900中还可提供额外的驱动部件(例如磁铁与线圈的组合，未示出)，以驱动光学元件8990与活动组件一起在与或活动部M8的驱动方向不同的方向上运动，以在更多方向上驱动光学元件8990。举例来说，可在X、Y、或Z方向上驱动光学元件8990。
基板8980例如为柔性印刷电路板(FPC)，其可通过粘着方式固定于底座8920上。于本实施例中，基板8980是电性连接设置于光学模块8900内部或外部的其他电子元件。举例来说，基板8980可传送电信号至驱动部件，借此可控制活动组件在X、Y或Z方向上的移动，进而实现自动对焦(AF)或光学防手震(OIS)的功能。
图182与图183是第二活动部8320相对于底座8210转动时的立体图以及侧视图，其中第一活动部8310未相对于第二活动部8320移动。图184与图185是第一活动部8310在图182的状态之后进一步相对于第二活动部8320转动时的立体图以及侧视图。如图182至图185所示，活动部M8可通过驱动组件D8产生的推力，而在不同方向而进行转动，以达到例如光学防手震(OIS)的效果。
虽然本公开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，在不脱离本公开的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本公开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技术人员可从本公开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相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本公开使用。因此，本公开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，且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
