CN108153094B

CN108153094B - 光学致动器的悬吊系统

Info

Publication number: CN108153094B
Application number: CN201611099292.4A
Authority: CN
Inventors: 罗启宾; 赵金生; 庄清轩; 吴东凯; 叶世博
Original assignee: MIN AIK Tech CO Ltd
Current assignee: MIN AIK Tech CO Ltd
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2036-12-02
Also published as: CN108153094A

Abstract

本发明提供一种光学致动器的悬吊系统，主要将致动器内的摆动件活动架设在一基座上，该基座于中央设有一组装槽，且在该组装槽的至少一中央平分线上设有一对定位座；一含光学镜片的摆动件，被二挠动件架设在基座上而构成光学致动器的悬吊系统，该二挠动件为片状结构体，且在两侧开设有成型槽而使中间形成有桥部，该桥部两侧又恰为成型槽的定位弧切线位置，故当悬吊系统的挠动件受扭曲时，能将扭旋的支点拘束在桥部中央的固定位置，这样使得经过致动器的光线每一次的摆动都十分精准，光线的投射落至预定位置，进而提升解析度。

Description

光学致动器的悬吊系统

技术领域

本发明涉及一种光学致动器的悬吊系统；特别关于一种搭配弹片式挠动件结构设计而构成的悬吊系统，能使致动器的摆动更为稳定而准确，以增加投影的解析度与稳定性。

背景技术

较先进的光学投影系统不但被要求体积要精简，而且投影的解析度要佳，同时成本要降低，在这三个前提之下，目前较为先进的光学投影系统的设计，请配合参看图9、图10所示，将微型晶片面板60(例如：DMD)的影像，经棱镜70、致动器80、镜头90投射至投影布幕(图中未示)；其中，投影光线行进中会穿过致动器80内的镜片，并且经由致动器80进行快速的反复振动(改变投射位置)，凭借不断的改变影像的所在位置，以增加解析度。

然而现有致动器80的一种常用结构，如图11、图12、图13所示，具有一基座81，并在基座81之中央设有一方形组装槽801，而该组装槽801的相对位置则又各设有一轴承82及转轴83；在该二转轴83间则设有一摆动件84；该摆动件84由一载台841及镜片842所构成，故当致动器在受周侧的电磁作用下(图中未示)，能带动摆动件84以两轴承82及转轴83间的轴线L1为基线，使摆动件84两侧进行上下的规律摆动，以改变投影的位置，这是最常用的使用方法。

然而现有的致动器80结构，由于设计上未臻完善，在实际使用下，常常具有如下的缺点：

现有以轴承82及转轴83作为支点，但是该轴承82及转轴83间具有间隙，故当其在作快速两侧上下摆动时，支点本身的位置会因为间隙而上下跳动，或者转轴83在轴承82内也会产生轴向的偏移，这使得光线投射的位置因为间隙及轴向位移而时时变换，产生无法预测的误差，解析度并不稳定，是现有主要的缺点。

在致动器80的基座上81上设轴承82，体积即无法再缩减或变薄，这使得产品的容积受到限制，并不具有后续的产品提升的前景，是另一缺点。

对于轴承82及转轴83作为支点，使用在致动器80上的成本仍偏高，使制造成本增加，同时磨损后的维修及换装，都是需要较高的成本，是现有设计的再一缺点。

另外，现有尚有一种取代上述轴承为支点的方式，采用了一方形的弹片作为扭力轴，成本上是可以更为降低，但是因为单纯的长方形弹片在左右扭动时，并没有一个固定的支点，使得摆动件在每一次的摆动时，弹片上的支点位置会到处移动，这使得虽然造价可以降低，但由于摆动时支点的位置依然无法固定，使弹片的旋转轴经常变动，造成投射位置不能控制是主要缺点，另外，两端在组装弹片时只要角度稍有偏差，就使旋转轴不能在同一直线，投射位置仍是容易偏动，是另一项主要的缺点。

发明内容

本发明的主要目的，在将致动器内的摆动件活动架设在一基座上，该基座于中央设有一组装槽，且在该组装槽的至少一个中央平分线上设有一对定位座；一含光学镜片的摆动件，被二挠动件架设在基座上而构成光学致动器的悬吊系统，该二挠动件为片状结构体，且在两侧开设有成型槽而使中间形成有桥部，该桥部两侧又恰为成型槽的定位弧切线位置，故当悬吊系统的挠动件受扭曲时，能将扭旋的支点拘束在桥部中央的固定位置，这样使得经过致动器光线的光线每一次的摆动都十分精准，光线的投射落至预定位置，而提升解析度，同时成本更低，不占空间，一次解决了现有的所有缺点。

为达到上述的目的，本发明可以用下列的方式来达成：

一种光学致动器的悬吊系统，其特征在于：致动器内的摆动件活动架设在一基座上，该基座的中央设有一组装槽，且该组装槽至少在其中一对角平分线上各设有一定位座，在该组装槽的侧边设有数个磁力装置，并在一端设有一电源线；

一摆动件，被架设于基座的组装槽上方，包含有一框型载台以及框型载台中央嵌设的光学镜片；

二相对设置的挠动件，为片状长形结构体，其两端部为固定部，其本体的两长侧边分别在接近中央的位置向内侧中央凹设有一成型槽，二成型槽相对错开，而使该二成型槽间构成一狭长的桥部；在二成型槽接近桥部的边缘又形成有定位弧，二定位弧隔着桥部呈相切设置，使该桥部在二定位弧的反曲点上；

二固定件分别固定于二挠动件的一端，且二固定件分别锁固在摆动件的框型载台相对端；另外二固定件固定在该二挠动件的另一端，该另外二固定件锁固于基座上的定位座上，则使得摆动件能够以二挠动件间的轴线为中心进行两侧摆动；

据此，当电源线通以电流而使基座上的磁力装置作用时，摆动件即以轴线为轴，而使两侧产生快速的摆动，而二挠动件上的桥部位置上即形成有支撑摆动件摆动的固定支点，使光线的投射更为精准。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件的定位弧为圆形弧、椭圆形弧、自由曲率弧的其中之一。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件两侧成型槽的定位弧的拱形弧面正对长形本体的两长侧边，且该二定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线呈垂直。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线相重合。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线间呈一夹角，该夹角在0度与90度之间。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件两侧成型槽以桥部为中心呈旋弧状。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件在二固定部间所设的相对凹入成型槽以及中央狭长的桥部构成一S形结构。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：挠动件两侧形成定位弧的槽口处设有倒角，并且裁设有延伸的缺槽。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：该挠动件两端固定部设有锁固孔。

本发明还提供一种光学致动器的悬吊系统，其中：致动器内的摆动件活动架设在一基座上，该基座的中央设有一组装槽，且在该组装槽的四个角落，即两对角线上两端各设有一定位座，在该组装槽的侧边设有数个磁力装置，并在一端设有一电源线；

四个，且为两两相对设置的挠动件，都为片状长形结构体，其两端部为固定部，其本体的两长侧边分别在接近中央的位置向内侧中央凹设有一成型槽，二成型槽相对错开，而使该二成型槽间构成一狭长的桥部；在二成型槽接近桥部的边缘又形成有定位弧，二定位弧隔着桥部呈相切设置，使该桥部在二定位弧的反曲点上；

取四固定件分别贯穿四挠动件一端的固定部，并将四固定件分别锁固在摆动件的框型载台相对端；再取另外四个固定件贯穿该四挠动件另一端的固定部，该另外四个固定件锁固于基座上的定位座上，则使得摆动件分别能够以二组挠动件间的二轴线为中心，进行不同方向的上、下摆动；

据此，当电源线通以电流而使基座上的磁力装置作用时，摆动件即以时间差分别以二轴线为轴，而使四个端部产生有规律而快速的摆动，能得到解析度及稳定性更好的投影。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：任二个相对的挠动件两侧成型槽的定位弧的拱形弧面正对长形本体的两长侧边，且该二定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线呈垂直。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：任二个相对的挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线相重合。

所述的光学致动器的悬吊系统，其中：任二个相对的挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线间呈一夹角，该夹角在0度与90度之间。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：当电源线通以电流而使基座上的磁力装置作用时，摆动件即以轴线为轴，而使两侧产生快速的摆动，而二挠动件上的桥部位置上即形成有支撑摆动件摆动的固定支点，使光线的投射更为精准。

附图说明

图1是本发明的结构组合图。

图2是本发明以单轴旋动为实施例的结构分解图。

图3-1是本发明挠动件的第1种实施例立体结构图。

图3-2是本发明挠动件的第1种实施例平面结构图。

图4-1是本发明挠动件的第2种实施例立体结构图。

图4-2是本发明挠动件的第2种实施例平面结构图。

图5-1是本发明挠动件的第3种实施例立体结构图。

图5-2是本发明挠动件的第3种实施例平面结构图。

图6是本发明以单轴旋动为实施例的平面结构说明图。

图7是本发明以双轴旋动为实施例的结构组合图。

图8是本发明以双轴旋动为实施例的平面结构说明图。

图9是光学致动器应用说明示意图1。

图10是光学致动器应用说明示意图2。

图11是一种现有光学致动器立体结构图。

图12是图11的平面结构图。

图13是图12的A-A剖面图。

附图标记说明：10基座；101组装槽；11定位座；111定位座；12磁力装置；121磁力装置；122磁力装置；123磁力装置；13电源线；20摆动件；21载台；22光学镜片；30挠动件；300固定部；300’固定部；301长侧边；302长侧边；303倒角；304倒角；31锁固孔；32锁固孔；33成型槽；331定位弧；332槽口；34成型槽；341定位弧；342槽口；35桥部；30A挠动件；300A固定部；300’A固定部；301A长侧边；302A长侧边；31A锁固孔；32A锁固孔；33A成型槽；331A定位弧；34A成型槽；341A定位弧；35A桥部；30B挠动件；300B固定部；300’B固定部；301B长侧边；302B长侧边；31B锁固孔；32B锁固孔；33B成型槽；331B定位弧；34B成型槽；341B定位弧；35B桥部；40固定件；50固定件；60微型晶片面板；70棱镜；80致动器；801组装槽；81基座；82轴承；83转轴；84摆动件；841载台；842镜片；90镜头；L0长轴平分线；L1轴线；L2轴线；L2’轴线；L3切线；L4切线；L5切线；P支点。

具体实施方式

请参看第1、2图所示，为本发明光学致动器的悬吊系统的单轴旋动实施例，主要是将致动器内的摆动件20活动架设在一基座10上，该基座10于中央设有一方形组装槽101，且在该组装槽101的一对角线上两端各设有一定位座11,111，又在该组装槽101的侧边设有数个磁力装置12、121、122、123，并在一端设有一电源线13。

一摆动件20，被架设于基座10的组装槽101上方，包含有一框型载台21，以及中央嵌设的光学镜片22。

请配合参看图1、图2、图3-1、图3-2所示，二相对设置的挠动件30，为片状长形结构体，在其两端部为固定部300、300’，最佳的具体实施方式为各设有一锁固孔31、32，并使该挠动件30的长轴平分线L0落在二锁固孔31、32间；在其本体的两长侧边301、302分别在接近中央的位置，各自向内侧中央凹设有一成型槽33、34，该二成型槽33、34相对错开，而使该二成型槽33、34间构成一狭长的桥部35，而使挠动件30中央形成类似S形结构；在二成型槽33、34接近桥部35的边缘，形成有定位弧331、341，且该定位弧331、341可为圆形的弧边，也可为椭圆形的弧边，甚至可以是自由曲率的弧边，但本发明案仅以圆形的弧边作为一说明，该二定位弧331、341隔着桥部35呈相切设置，使该桥部35恰为二定位弧331、341的反曲点，以图3-1、图3-2所示的实施例，该二定位弧331、341的拱形弧面正对挠动件30长形本体的两长侧边301、302，且该二定位弧331、341在桥部35的相切线L3与挠动件30的长轴平分线L0呈垂直(即该切线L3与挠动件30的长轴平分线L0夹角为90度)，此为本发明的第一种较佳的实施例结构。

该挠动件30为使挠动时更为柔韧有弹性，在该二定位弧331、341的槽口332、342处设有圆弧倒角303、304，且该圆弧倒角303、304的弧形相对于的定位弧331、341弧率，而使挠动件30之中央形成更佳的弹性，而该槽口332、342的侧边因强度或重量的因素，也可裁切成各种形状或大小的缺槽，或形成喇叭状或收束状等变化，都不影响本发明的实质内容。

本发明在使用上，请参看图1、图2、图6所示，二固定件40分别贯穿二挠动件30一端的固定部300’，并将其分别锁固在摆动件20的框型载台21相对端；再另取二固定件50贯穿该二挠动件30另一端的固定部300，并锁固于基座10上的定位座11、111上，则使得摆动件20得以二挠动件30间的轴线L2为中心，进行两侧的上、下摆动；因此，如图1所示，当电源线13通以电流而使基座10上的磁力装置12、121、122、123作用时，摆动件20即以轴线L2为轴，而使两侧产生快速的摆动，此时，如图6、图3-1所示，二挠动件30上的桥部35位置上即形成有支撑摆动件20摆动的支点P，该支点P由于受到了二个相切设置的定位弧331、341所拘束，被限制在固定的位置不易偏走位移，而使得摆动件20的每一次反复摆动的旋转角度都被准确固定，则致动器的投射光线位置即变成十分的精确，使得解析度稳定性更好。

上述本发明的挠动件30结构，第二种实施例，如图4-1、图4-2所示，二相对设置的挠动件30A，为片状长形结构体，在其两端部为固定部300A、300’A，最佳的具体实施方式为各设有一锁固孔31A、32A，并使该挠动件30A的长轴平分线L0落在二锁固孔31A、32A间；在其本体的两长侧边301A、302A分别在接近中央的位置，各自向内侧中央凹设有一成型槽33A、34A，该二成型槽33A、34A相对错开，而使该二成型槽33A、34A间构成一狭长的桥部35A，并使挠动件30A中央形成类似S形结构；在二成型槽33A、34A接近桥部35A的边缘，形成有定位弧331A、341A，且该定位弧331A、341A可为圆形的弧边，也可为椭圆形的弧边，甚至可以是自由曲率的弧边，但本发明案仅以圆形的弧边作为一说明；该二定位弧331A、341A隔着桥部35A呈相切设置，使该桥部35A恰为二定位弧331A、341A的反曲点，该二定位弧331A、341A在桥部35A的相切线L4与挠动件30A的长轴平分线L0相重合(即该切线L4与挠动件30A的长轴平分线L0夹角为0度)，这使得挠动件30A在二固定部300A、300’A间的成型槽33A、34A更长，并且以桥部35A为中心呈旋弧状，当挠动件30A受到挠曲时(即如前述第1、6图的状态下)，具有更佳的挠曲效果，且仍能将支点P拘束在桥部35A中央的固定位置。

请参看图5-1、图5-2所示，是本发明挠动件30B的第三种实施例结构，二相对设置的挠动件30B，为片状长形结构体，在其两端部为固定部300B、300’B，最佳的具体实施方式为各设有一锁固孔31B、32B，并使该挠动件30B的长轴平分线L0落在二锁固孔31B、32B间；在其本体的两长侧边301B、302B分别在接近中央的位置，各自向内侧中央凹设有一成型槽33B、34B，该二成型槽33B、34B相对错开，而使该二成型槽33B、34B间构成一狭长的桥部35B，并使挠动件30B中央形成类似S形结构；在二成型槽33B、34B接近桥部35B的边缘，形成有定位弧331B、341B，且该定位弧331B、341B可为圆形的弧边，也可为椭圆形的弧边，甚至可以是自由曲率的弧边，但本发明案仅以圆形的弧边作为一说明；该二定位弧331B、341B隔着桥部35B呈相切设置，使该桥部35B恰为二定位弧331B、341B的反曲点，该二定位弧331B、341B在桥部35B的相切线L5与挠动件30B的长轴平分线L0夹角为45度，虽然本实施例图5-1、图5-2是以45度为示意，惟在考虑桥部35B的强度或挠度时，二定位弧331B、341B切线L5与挠动件30B之中央长轴平分线L0间的夹角是可以被设计的，如30度、45度、60度或0度至90度间的任何角度都可，但该桥部35B仍需是二定位弧331B、341B的切线位置，当挠动件30B受到挠曲时(即如前述第1、6图的状态下)，除具有较佳的弹性，仍能将支点P拘束在桥部35B中央的固定位置。

请参看图7、图8所示，为本发明光学致动器的悬吊系统的双轴旋动实施例，主要是将致动器内的摆动件20活动架设在一基座10上，该基座10于中央设有一方形组装槽101，且在该组装槽101的四个角落，即两对角线上两端各设有一定位座11、111、11’、111’，又在该组装槽101的侧边设有数个磁力装置12、121、122、123，并在一端设有一电源线13。

如图3-1、图3-2所示，或图4-1、图4-2所示，或图5-1、图5-2所示的四个，且两两相对设置的挠动件30、30A、30B，以图3-1、图3-2所示的结构为例，并配合参看图7、图8所示，取四固定件40分别贯穿四挠动件30一端的固定部300’，并将其分别锁固在摆动件20的框型载台21相对端；再另取四个固定件50贯穿该四挠动件30另一端的固定部300，并锁固于基座10上的定位座11、111、11’、111’上，则使得摆动件20分别得以二组挠动件30间的二轴线L2、L2’为中心，进行不同方向的上、下摆动；因此，当电源线13通以电流而使基座10上的磁力装置12、121、122、123作用时，摆动件20即以时间差分别以二轴线L2、L2’为轴，而使四个端部产生有规律而快速的摆动，能得到解析度及稳定性更好的投影。

由于本发明案的设计具有巧思，故在使用及制造上具有如下的优点：

由于本发明以二挠动件架设在基座上而形成光学致动器的悬吊系统，该挠动件在两侧开设有成型槽而使中间形成有桥部，该桥部为二成型槽的弧形反曲点位置，故当悬吊系统的挠动件受扭曲时，能将扭旋的支点拘束在桥部中央的固定位置，这样使得致动器光线的每一次摆动都十分精准，光线的投射落至预定位置，而提升解析度，为本发明主要的优点。

由于本发明是薄片的设计，成本低，而且拆换十分方便，可依需要使用需要的材质制作，在选料上也十分自由。

由于本发明案仅需在基座上架设定位座及片状的挠动件，在体积上也能缩减，不占空间，有利仓储的管控，为本发明的再一优点。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光学致动器的悬吊系统，其特征在于：致动器内的摆动件活动架设在一基座上，该基座的中央设有一组装槽，且该组装槽至少在其中一对角平分线上各设有一定位座，在该组装槽的侧边设有数个磁力装置，并在一端设有一电源线；

相对设置的二挠动件，为片状长形结构体，其两端部为固定部，其本体的两长侧边分别在接近中央的位置向内侧中央凹设有一成型槽，二成型槽相对错开，而使该二成型槽间构成一狭长的桥部；在二成型槽接近桥部的边缘又形成有定位弧，二定位弧隔着桥部呈相切设置，使该桥部在二定位弧的反曲点上；并使该挠动件在二固定部间所设的相对凹入成型槽以及中央狭长的桥部构成一S形结构；

二固定件分别固定于该二挠动件的一端，且二固定件分别锁固在该摆动件的框型载台相对端上；另外二固定件固定在该二挠动件的另一端，该另外二固定件锁固于基座上的定位座上，则使得摆动件能够以二挠动件间的轴线为中心进行两侧摆动；

2.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件的定位弧为圆形弧、椭圆形弧、自由曲率弧的其中之一。

3.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件两侧成型槽的定位弧的拱形弧面正对长形本体的两长侧边，且该二定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线呈垂直。

4.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线相重合。

5.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线间呈一夹角，该夹角在0度与90度之间。

6.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件两侧成型槽以桥部为中心呈旋弧状。

7.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：挠动件两侧形成定位弧的槽口处设有倒角，并且裁设有延伸的缺槽。

8.根据权利要求1所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件两端固定部设有锁固孔。

9.一种光学致动器的悬吊系统，其特征在于：致动器内的摆动件活动架设在一基座上，该基座的中央设有一组装槽，且在该组装槽的四个角落，即两对角线上两端各设有一定位座，在该组装槽的侧边设有数个磁力装置，并在一端设有一电源线；

四个，且为两两相对设置的挠动件，都为片状长形结构体，其两端部为固定部，其本体的两长侧边分别在接近中央的位置向内侧中央凹设有一成型槽，二成型槽相对错开，而使该二成型槽间构成一狭长的桥部；在二成型槽接近桥部的边缘又形成有定位弧，二定位弧隔着桥部呈相切设置，使该桥部在二定位弧的反曲点上；并使该挠动件在二固定部间所设的相对凹入成型槽以及中央狭长的桥部构成一S形结构；

10.根据权利要求9所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该挠动件的定位弧为圆形弧、椭圆形弧、自由曲率弧的其中之一。

11.根据权利要求9所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：任二个相对的挠动件两侧成型槽的定位弧的拱形弧面正对长形本体的两长侧边，且该二定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线呈垂直。

12.根据权利要求9所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：任二个相对的挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线相重合。

13.根据权利要求9所述的光学致动器的悬吊系统，其特征在于：任二个相对的挠动件两侧成型槽的定位弧在桥部设一相切线与挠动件的长轴平分线间呈一夹角，该夹角在0度与90度之间。