CN110750024A

CN110750024A - 单轴光学致动器的悬吊系统

Info

Publication number: CN110750024A
Application number: CN201810821133.3A
Authority: CN
Inventors: 赵金生; 叶世博; 庄清轩; 赖韦龙
Original assignee: MIN AIK Tech CO Ltd
Current assignee: MIN AIK Tech CO Ltd
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2020-02-04
Anticipated expiration: 2038-07-24
Also published as: CN110750024B

Abstract

本发明提供一种单轴光学致动器的悬吊系统，主要设有一框形悬吊弹片，于相对的二端分别经由一切边、转折部而突出设有一悬臂，而该悬吊弹片一侧设有磁力装置，同时由悬臂架设在一补强架上方，可承载一光学镜片，在该致动器以连接器通以电流至磁力装置时，能对悬吊弹片的一侧产生反复的吸附或排斥的力，以使悬吊弹片本身成为摆动件，同时以框体上的二转折部间的虚拟轴线为轴，承载着光学镜片分别于两侧产生快速的限位摆动。

Description

单轴光学致动器的悬吊系统

技术领域

本发明涉及一种单轴光学致动器的悬吊系统，特别关于一种适用在投影设备的微型光学致动器上的悬吊系统，具有单轴方向的摆动特性，能使致动器的摆动更为稳定而准确，大幅提高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11、图12所示，将微型晶片面板92(例如：DMD)的影像，经棱镜91、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13、图14、图15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，使动摆动件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，主要设有特别的悬吊弹片成为悬吊系统的主轴，该悬吊弹片设计为框形体，于相对的二端分别经由一切边、转折部而突出设有一悬臂，而该悬吊弹片一侧设有磁力装置，同时由悬臂架设在一补强架上方，可承载一光学镜片，在该致动器以连接器通以电流至磁力装置时，能对悬吊弹片的一侧产生反复的吸附或排斥的力，以使悬吊弹片本身形成为摆动件，同时以框体上的二转折部间的虚拟轴线为轴，由于该转折部作为该悬吊弹片的偏动支点，定位十分明确而精准，据此承载着光学镜片可分别于两侧产生快速的限位摆动，达到光线的精准定位且组装容易，是本发明的特色。

为达到上述的目的，本发明将由下列第一种实施例来达成：

一种单轴光学致动器的悬吊系统，其特征是至少包含有：

一基座，在中央设有一方形的第一透光孔，且在该第一透光孔的一对角线的对边上各突设有一支柱，又在该方形的第一透光孔的一长边旁设有一组磁力装置，在基座的端部则设有连接器；

一补强架，设于基座的下方，并在中央设有一第二透光孔，而在该第二透光孔一侧边突出设有一支撑片及插片，该支撑片及插片均穿出基座，用以固定磁力装置；

一悬吊弹片，为一扁平金属片，具有一框体，在框体中央形成第三透光孔，该框体对角线的两相对边分别各设有一切边，并且由该切边的外侧形成一转折部，该转折部并朝向外侧突出框体而形成悬臂；使该悬臂在内侧边与切边的外侧边之间留有一间距；

一摆动件，为中央具有第四透光孔的承载胶台，在第四透光孔内缘设有承镜槽，用以承载并嵌固光学镜片；

二固定件分别贯穿悬吊弹片二端突出悬臂外端，再分别锁固在基座的二支柱上，使得悬吊弹片及摆动件能承载着光学镜片，分别以该悬吊弹片二端的固定件为支撑，而将具有光学镜片的摆动件搭设在基座的第一透光孔上方，在受磁力装置作用下，使该摆动件以悬吊弹片的二转折部上挠曲点间的虚拟轴线为轴，而使摆动件两侧产生快速的摆动。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该二支柱设有与悬吊弹片相配合的定位标记及定位挡板。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该二支柱定位标记为定位凸榫，且该悬吊弹片在相对该凸榫处设有一定位凹槽。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该悬吊弹片的悬臂于内端接近转折部处形成有颈缩部，而在外端则穿设有钉孔。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该悬臂的内侧边与第三透光孔的切边外侧边为平行。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该框体的周边设有数个凹入的嵌槽。

为达到上述的目的，本发明将用下列第二种实施例来达成：

一种单轴光学致动器的悬吊系统，其特征是至少包含有：

一悬吊弹片，为一扁平金属片，具有一框体，在框体中央形成第三透光孔，该框体对角线的两相对边分别各设有一切边，并且由该切边的外侧形成一转折部，该转折部并朝向外侧突出框体而形成悬臂，且两个该悬臂向外延伸形成二长形体并和框体侧边平行，而框体又与其中一悬臂相对的该侧边则形成有凹入的组装槽，在该组装槽上则设有一磁力装置，并且连设有一连接器；在框体的第三透光孔周边各冲设有一嵌片，使得框体及诸嵌片能承载着光学镜片以构成一摆动件；

一补强架，设于悬吊弹片的上方，并在中央设有一第二透光孔，该补强架在二端各设有一枕板，以供悬吊弹片的悬臂固定；该补强架在一枕板的内、外两侧各冲设有一插片及支撑片用以固定该磁力装置；

如此，在悬吊弹片以二悬臂端部固定在补强架的内部，在受磁力装置作用下，该悬吊弹片的二转折部上挠曲点间虚拟轴线为轴，而使两侧产生快速的限位摆动。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该二悬臂向外延伸形成二长形体的端部设有嵌扣翼片。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该补强架的插片穿置于磁力装置的线圈内，而支撑片抵于磁石的侧边。

所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其中：该悬吊弹片的悬臂在内端接近转折部处形成有颈缩部。

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：

1.由于本发明的悬吊系统设计上，悬吊弹片系以大片金属框体为承载光学镜片，惟在该框体的二个对角线上设有转折部再延伸出悬臂，当磁力装置对悬吊弹片一端进行吸附或排斥时，悬吊弹片就能以框体上的二转折部间的虚拟轴线为轴，能使光学致动器进行十分精确的二角度位移，角度精确而耐久，是本发明的主要优点。

2.由于本发明的悬吊弹片是一大片的金属冲制而成，不但制造上更为简单，同时整体的组装也更为确实而方便，而摆动件间的搭配及动作更为简易，更换也能确实定位，不占空间，有利仓储的管控，为本发明的再一优点。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的分解图。

图2是本发明第一种实施例的组合图。

图3是本发明第一种实施例的悬吊弹片、摆动件、光学镜片关系图。

图4是本发明第一种实施例的悬吊弹片平面结构图。

图5-1是本发明第一种实施例的悬吊弹片立体结构图。

图5-2是本发明第一种实施例的悬吊弹片作动示意图。

图6是本发明第二种实施例的悬吊弹片平面结构图。

图7-1是本发明第二种实施例的悬吊弹片立体结构图。

图7-2是本发明第二种实施例的悬吊弹片作动示意图。

图8是本发明第二种实施例的组合图。

图9是本发明第二种实施例的分解图。

图10是本发明第二种实施例的另一角度组合图。

图11是光学致动器应用说明示意图1。

图12是光学致动器应用说明示意图2。

图13是一种现有单轴光学致动器立体结构图。

图14是图11的平面结构图。

图15是图12的A-A剖面图。

附图标记说明：〔本发明〕10基座；11第一透光孔；111插孔；12支柱； 121定位标记；122定位挡板；13支柱；131定位标记；132定位挡板；14磁力装置；141线圈；142磁石；15连接器；16固定件；20补强架；200第二透光孔；21支撑片；22插片；30悬吊弹片；31框体；310第三透光孔；31A切边； 31B转折部；31C悬臂；31D补强部；31E颈缩部；31F图弧倒角；32钉孔；33嵌槽；34定位部；40摆动件；401上座；402下座；41第四透光孔；42承镜槽； 50光学镜片；51光学镜片；60悬吊弹片；61框体；610第五透光孔；61A切边； 61B转折部；61C悬臂；61D补强部；61E颈缩部；61F图弧倒角；61G嵌扣翼片；61H嵌扣翼片；61I嵌扣翼片；61J嵌扣翼片；62组装槽；63摆动件；631 嵌镜片；632嵌镜片；633嵌镜片；634嵌镜片；70补强架；701枕板；702枕板；700第六透光孔；71插片；72支撑片；73磁力装置；74连接器；S间距； L2虚拟轴线；L3虚拟轴线；〔现有技术〕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；91棱镜；92微型晶片面板；L1轴线。

具体实施方式

请参看图1、图2所示，为本发明单轴光学致动器的悬吊系统应用的第一种实施例，至少包含有：

一基座10，于中央设有一方形的第一透光孔11，且在该第一透光孔11的一对角线的对边上各突设有一支柱12、13，该二支柱12、13于端部一侧设有定位标记121、131(本发明以定位凸榫为实施例)、又在另一侧设有一定位挡板 122、132，又在该方形的第一透光孔11的一长边旁设有一组(由线圈及磁石组成的)磁力装置14，在基座10的端部则设有连接器15。

一补强架20，尤以金属为佳，设于基座10的下方，并在中央设有一第二透光孔200，而在该第二透光孔200一侧边突出设有一支撑片21及插片22，穿出基座10，用以固定磁力装置14；具体的具体实施方式的一，是在基座10设置磁力装置14的处设有一插孔111，并供补强架20的插片22穿出，而支撑片21 再抵于基座10的侧边，据此将固定磁力装置14的线圈141、磁石142予以穿置固定。

请参看图1、图4所示，一悬吊弹片30，为一扁平金属片，具有一框体31，于中央形成第三透光孔310，该框体31对角线的两相对边分别各设有一切边 31A，并且由该切边31A的外侧形成一转折部31B，并朝向外侧突出框体31而形成悬臂31C，在该悬臂31C在内端接近转折部31B处形成有颈缩部31E，而在外端则穿设有钉孔32；为使该转折部31B能承受较大的应力，于应力容易集中处可增厚寛度而形成补强部31D；该突出框体31的悬臂31C在内侧边与切边 31A的外侧边之间留有一间距S，本发明图示所示实施例，系将悬臂31C的内侧边与切边31A的外侧边为平行，而转折部31B则在内缘形成为图弧倒角31F；另在框体31的周边设有数个凹入的嵌槽33，在悬臂31C的一侧边设有定位部 34，而该定位部34的一个实施例为一凹槽。

请参看图1、图2、图3所示，一摆动件40，为中央具第四透光孔41的承载胶台，于第四透光孔41内缘设有承镜槽42，用以承载并嵌固光学镜片50；该摆动件40可以一体成型的方式将悬吊弹片30所包融其中，则该悬吊弹片30 在框体31周边的嵌槽33能与摆动件40具有较佳的咬合力；惟该摆动件40较佳实施例的一为一体成型，惟也可如图3所示分成二部份，即分别由一上座401 及一下座402所构成。

本发明在使用上，请参看图1、图2、图5-2所示，取二固定件16分别贯穿悬吊弹片30二端突出悬臂31C外端的钉孔32再分别锁固(例如：螺合、铆接、嵌接、扣合等方式)在基座10的二支柱12、13上，使得覆设在悬吊弹片30上的摆动件40能承载着光学镜片50，分别以该悬吊弹片30二端的固定件16为支点，而将具光学镜片50的摆动件40搭设在基座10的第一透光孔11上方；当连接器15通以电流而使基座10上的磁力装置14产生吸附或排斥的作用时，摆动件40侧端因受到该磁力装置14的磁力吸附或排斥作用，该摆动件40即以(如图2、图4、图5-2所示)在二转折部31B上挠曲点间的虚拟轴线L2为轴，而使摆动件40两侧产生快速的摆动。

本发明的精巧之处，如图4、图5-1、图5-2所示，该悬吊弹片30二端突出悬臂31C与框体31的切边31A形成锐角的弯折，而当二悬臂31C与框体31产生相对的扭动时，由转折部31B为固定支点，且该支点由于受到了悬臂31C与框体31的切边31A形成圆弧的弯折，被限制在固定的位置不易偏走位移，而使得摆动件40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能十分的精确，使得投影的解析度及稳定性更佳。

如图1、图2所示，为使该悬吊弹片30及摆动件40被架设在基座10的二支柱12、13间进行光线投射位置更为精确，该悬吊弹片30的悬臂31C外侧边系形成平直边，并且恰抵靠于定位挡板122、132处，以精确定位；再则，又能以悬吊弹片30在悬臂31C上的定位部34(例如：凹槽)，与基座10的二支柱 12、13上的定位标记121、131相对合，也能得到更佳的组装精确度。

上述本发明的第一实施例，主要是针对现行常用规格的一(例如：0.33mm 微形投影面板，或类似DMD等)所精密研发，惟当组设在另一现有常用规格(如： 0.23mm微形投影面板，或类似DMD等)时，仍须以本发明的特征方可达成，请参看图6、图7-1、图7-2、图8、图9所示，该悬吊弹片60为一扁平金属片，具有一框体61，于中央形成第五透光孔610，该框体61对角线的两相对边分别各设有一切边61A，并且由该切边61A的外侧形成一转折部61B，并朝向外侧突出框体61而形成悬臂61C、61C’，在该悬臂61C、61C’于接近转折部61B处形成有上设有颈缩部61E，惟该二悬臂61C、61C’系向外延伸形成二长形体并和框体61侧边平行，并且在二悬臂61C、61C’的端部设有嵌扣翼片61G、61H、 61I、61J，而框体61又与其中一悬臂61C相对的该侧边则形成有凹入的组装槽 62，在该组装槽62上则设有一磁力装置73，并且连设有一连接器74；为使该转折部61B能承受较大的应力，于应力容易集中处可增厚寛度而形成补强部 61D；而在转折部61B内缘则形成为图弧倒角61F；另在框体61的第五透光孔 610周边各冲设有一嵌片631、632、633、634，使得框体61及诸嵌片631、632、 633、634(如图7-2、图8、图9所示)能承载着光学镜片51以构成一摆动件 63。

请参看图8、图9、图10所示，一补强架70，尤以金属为佳，设于悬吊弹片60的上方，并在中央设有一第六透光孔700，该补强架70于二端各设有一枕板701、702，以供悬吊弹片60悬臂61C、61C’的嵌扣翼片61G、61H、61I、61J 抵嵌扣固；该补强架70于一枕板701的内、外两侧各冲设有一插片71及支撑片72用以固定该磁力装置73；具体的具体实施方式的一，(请参看图9、图10 所示)系将该插片72穿置于磁力装置73的线圈731内，而支撑片72再抵于磁石732的侧边，据此将固定磁力装置73于补强架70及悬吊弹片60之间。

本发明第二实施例在使用时，请参看图7-2、图9、图10所示，由于悬吊弹片60以二悬臂61C、61C’端部的嵌扣翼片61G、61H、61I、61J架设在补强架 70的内部，当连接器74通以电流至磁力装置73时，该悬吊弹片60的框体61 端部即受到该磁力装置73的磁力吸附或排斥作用，即以框体61上的二转折部 61B间的虚拟轴线L3为轴，而使框体61两侧产生快速的限位摆动，因框体61 及诸嵌片631、632、633、634上系承载着光学镜片51，即能将光线进行定位的快速摆动。

然而，以上所述的结构，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明实施的范围；故当熟习此技艺所作出等效或轻易的变化者，在不脱离本发明的精神与范围下所作的均等变化与修饰，例如：大致改变元件的形状或尺寸，或悬吊弹片形状的些微改变，或使用不同的材质，或应用在不同的投影场合等，但是运用本发明的特征者，都应涵盖于本发明的特征内。

Claims

1.一种单轴光学致动器的悬吊系统，其特征是至少包含有：

2.根据权利要求1所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该二支柱设有与悬吊弹片相配合的定位标记及定位挡板。

3.根据权利要求2所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该二支柱定位标记为定位凸榫，且该悬吊弹片在相对该凸榫处设有一定位凹槽。

4.根据权利要求1所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该悬吊弹片的悬臂于内端接近转折部处形成有颈缩部，而在外端则穿设有钉孔。

5.根据权利要求1所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该悬臂的内侧边与第三透光孔的切边外侧边为平行。

6.根据权利要求1所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该框体的周边设有数个凹入的嵌槽。

7.一种单轴光学致动器的悬吊系统，其特征是至少包含有：

8.根据权利要求7所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该二悬臂向外延伸形成二长形体的端部设有嵌扣翼片。

9.根据权利要求1所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该补强架的插片穿置于磁力装置的线圈内，而支撑片抵于磁石的侧边。

10.根据权利要求1所述的单轴光学致动器的悬吊系统，其特征在于：该悬吊弹片的悬臂在内端接近转折部处形成有颈缩部。