CN115631911A

CN115631911A - 光学电位器模块

Info

Publication number: CN115631911A
Application number: CN202211426569.5A
Authority: CN
Inventors: 陈爱华; 唐明勇; 李建平; 朱广南; 向杰
Original assignee: Guangdong Ruixun Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Ruixun Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2023-01-20
Also published as: WO2024104136A1

Abstract

本发明公开了一种光学电位器模块，包括具有键槽的电位座体和安装在该键槽内可以上下位移的电位键，键槽内还设置有用于电位键复位的复位件，还包括有由光敏元件和发光元件构成的光对管，电位键上对应于该光对管的光路构设有一光栅，光栅被构设为能够随电位键的上下位移而改变光敏元件接受到发光元件的光通量，进而使光敏元件所产生的电信号随电位键的位移变化而变化。采用光对管结合电位键以改变光通量来实现变化的电信号输出，形成的信号稳定可靠且灵敏度高，模块采用非接触式的光电原件大幅提高使用寿命；不仅能确保电位键的移动稳定平顺，而且极大的简化了内部结构，整体结构布局巧妙，装配更换方便，具有很强的实用性，市场潜力巨大。

Description

光学电位器模块

技术领域

本发明涉及电位器装置，具体涉及一种光学电位器模块。

背景技术

通常使用的电位器元件，是利用不同的电阻值来控制不同的电流大小，以调整电位的数值。例如，电脑中的游戏常常使用摇杆操控，而一般的摇杆结构中，外部具有一个可由手部抓持而摆动的控制杆，在操作时，经由控制杆的移动转换成电子讯号，经游戏界面卡接收后，再输入电脑主机中，以控制游标的移动。

该类型的电位器除了会严重影响到该可变电阻或电位器的使用寿命外，其亦无法提供极具精确度的电阻值；甚至该滑动杆所设折动子与碳质电阻间的摩擦现象，亦会令电子设备产生甚大的杂波，所以现在电子业界流行用光学式电位器取代，灵敏度更高，且适合大量生产；如专利号CN201010509481.0，光敏电位器及其调节方法，通过调节整体亮度来实现对光敏电阻阻值的粗调、并通过对RGB三色光的混色比例的调节来调节光敏电阻的灵敏度以实现对光敏电阻阻值的微调，通过上述粗调和微调的结合，并采用反馈单元对粗调和微调的结果进行校正，最终能够对覆盖光敏电阻的所有阻值范围内的值进行调节；专利号CN201810476153.1，一种电阻式旋转角度传感器及其使用方法，通过设置两旋转电位器、光栅转盘、光栅信号读取头，将两旋转电位器错位安装在旋转轴上，使得在360°方向上均能准确进行旋转角度测量。以上的电位器，通过灯光的变色或光栅转盘的角度变化，实现光电信号的微调，但其无法达到光通量渐变地输出不同电信号，且电位器的结构多采用转轴结构，不够精简，制作不利于大规模快速生产。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种结构合理稳定且便于装配维修更换的可以实现渐变输出不同电信号的光学电位器模块。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种光学电位器模块，包括具有键槽的电位座体和安装在该键槽内可以上下位移的电位键，所述键槽内还设置有用于电位键复位的复位件，还包括有由光敏元件和发光元件构成的光对管，所述电位键上对应于该光对管的光路构设有一光栅，所述光栅被构设为能够随电位键的上下位移而改变光敏元件接受到发光元件的光通量，进而使光敏元件所产生的电信号随电位键的位移变化而变化。

作为优选，所述电位键的一侧延伸有壁状导翼，所述电位座体对应于该导翼构设有导槽，所述导翼兼做光栅，在该导翼上沿电位键移动的方向镂空形成渐变光通孔，该渐变光通孔对应于所述光对管的光路；电位键被按压产生位移变化时，渐变光通孔对应光路的开口面积亦随之变化，使光敏元件接受到发光元件的光通量随之变化。

作为优选，所述光对管安装在一柔性线路板上，所述柔性线路板设有一U形头，该U形头的凹槽部位与导槽匹配确保导翼可以穿过其中，发光元件和光敏元件分居U形头的两侧。

作为优选，所述U形头安装在一光对管座体上，该光对管座体可插拔的安装在电位座体的底侧部。

作为优选，所述光对管座体上具有与电位座体匹配且相对应的导槽，导翼可以贯穿其中。

作为优选，所述电位座体上对应于发光元件和光敏元件的位置均构设有容置腔，当光对管座体插装于电位座体上时，发光元件和光敏元件被允许进入所述容置腔内。

作为优选，所述U形头上具有装配定位孔，所述光对管座体上对应于该装配定位孔的位置设置有安装孔，柔性线路板的U形头通过装配定位孔和安装孔固定在光对管座体上。

作为优选，所述渐变光通孔呈一锐角三角形，锐角朝向电位键向下移动的方向或向上移动的方向。

作为优选，所述渐变光通孔由复数个竖向排列的不同孔径的光孔以孔径大小依次排列组成。

本发明的有益效果是：本方案的光学电位器模块，采用光对管结合电位键以改变光通量来实现变化的电信号输出，形成的信号稳定可靠且灵敏度高，模块采用非接触式的光电原件大幅提高使用寿命；尤其是，该模块采用在电位键一侧构造导翼并开设渐变光通孔兼具光栅，不仅能确保电位键的移动稳定平顺，而且极大的简化了内部结构，通过按压电位键，使导翼在光对管之间上下移动，通过渐变光通孔改变光通量的大小进而使光敏元件输出渐变的线性电信号；更有光对管设计为相对电位键和电位座体便于插拔的独立体，这种结构非常便于组装和维修更换；本模块整体结构布局巧妙，装配更换方便，具有很强的实用性，市场潜力巨大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸图；

图3为本发明的电位座体与光对管座体的爆炸图；

图4为本发明中的电位键与光对管座体的组装示意图；

图5为本发明中的电位键与柔性线路板的局部示意图之一；

图6为本发明中的电位键与柔性线路板的局部示意图之二；

图7为本发明中的电位座体的底部结构示意图；

图8为本发明具体实施例三中的电位键的结构示意图。

其中：1、电位键；11、导翼；110、渐变光通孔；2、电位座体；21、键槽；22、容置腔；23、定位柱；3、光对管座体；31、安装孔；4、复位件；5、柔性线路板；51、U形头；510、凹槽部位；52、装配定位孔；6、发光元件；7、光敏元件；8、导槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。为了对技术方案进行清楚、完整地描述，故选以下实施例进行说明；以下实施例为本发明一部分实施例；基于本申请，在没有做出创造性劳动前提下所获取的其他实施例，均属本发明保护的范围。

在以下实施例中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶/底”等方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于清楚描述本实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，故不能理解为对本申请的限制。与此同时，实施例中的“第一”、“第二”仅用于区分描述目的，而不代表为指示或暗示相对重要性。

如图1-7所示，本发明的具体实施例为一种光学电位器模块，包括具有键槽21的电位座体2和安装在该键槽21内可以上下位移的电位键1，键槽21内还设置有用于电位键1复位的复位件4，本申请的复位件4可以为套设在电位座体2内的张力弹簧或位于电位键1正下方的弹性硅胶件。

本申请还包括有由光敏元件7和发光元件6构成的光对管，发光元件6辐射出光脉冲，进入光栅的作用范围时，被辐射或反射到光敏元件7使其接收到光脉冲，并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，在本申请的具体实施例中，电位键1上对应于该光对管的光路构设有一光栅，光栅被构设为能够随电位键1的上下位移而改变光敏元件7接受到发光元件6的光通量，进而使光敏元件7所产生的电信号随电位键1的位移变化而变化。

作为本申请的具体实施例一，电位键1的一侧延伸有壁状导翼11，电位座体2对应于该导翼11构设有导槽8，导翼11兼做光栅，在该导翼11上沿电位键1移动的方向镂空形成一渐变光通孔110，该渐变光通孔110对应于光对管的光路；电位键1被按压产生位移变化时，渐变光通孔110对应光路的开口面积亦随之变化，使光敏元件7接受到发光元件6的光通量随之变化，电位键1按压过程中，光敏元件7接收到发光元件6的光通量随光栅的渐变光通孔110产生变化，从而输出不同的电信号。

其中，光对管安装在一柔性线路板5上，柔性线路板5设有一U形头，该U形头的凹槽部位510与导槽8匹配使导翼11可以穿过其中，发光元件6和光敏元件7分居U形头的两侧，导翼11能够在凹槽部位510内上下移动，在电位座体2的底侧部还设有一光对管座体3，U形头安装在一光对管座体3上，该光对管座体3可插拔的安装在电位座体2的底侧部，同样地，光对管座体3上具有与电位座体2匹配且相对应的导槽8，导翼11可以贯穿其中，使导翼11能够下行至光对管的下方，起到避空作用。光对管设计为相对电位键1和电位座体2便于插拔的独立体，这种结构非常便于组装和维修更换。

在装配时，U形头上具有装配定位孔52，光对管座体3上对应于该装配定位孔52的位置设置有安装孔31，柔性线路板5的U形头通过装配定位孔52和安装孔31固定在光对管座体3上，电位座体2下设有与装配定位孔52和安装孔31相对应的定位柱23，使光对管座体3与柔性线路板5、电位座体2装配为一体。

为了保护容纳光对管，在电位座体2上对应于发光元件6和光敏元件7的位置均构设有容置腔22，当光对管座体3插装于电位座体2上时，发光元件6和光敏元件7被允许进入所述容置腔22内，发光元件6和光敏元件7置于容置腔22内，容置腔22能够起到保护发光元件6和光敏元件7的作用，也能防止灰尘等。

作为本申请的具体实施例二，渐变光通孔110呈一锐角三角形，锐角朝向电位键1向下移动的方向或向上移动的方向，电位键1下移时，随着通过锐角三角形的光通量变化，线性输出不同的电信号。如图5所示，电位键1在未按压状态下，导翼11的底端位于光对管之间，此时光敏元件7接收到通过光栅的光通量几乎为0，按压电位键1后，如图6所示，导翼11逐渐向下，渐变光通孔110逐渐变大，使得光敏元件7接收到通过光栅的光通量逐渐变大，输出的电信号产生线性变化。

作为本申请的具体实施例三，如图8所示，渐变光通孔110由复数个竖向排列的不同孔径的光孔以孔径大小依次排列组成，从上至下依次变大或依次变小，使得光敏元件7接收到通过光栅的光通量和柔性电路板5输出的电信号随之变化，电位器能够输出非线性的电信号。

作为本申请的具体实施例四，渐变光通孔110呈阶梯状，从上至下能产生阶梯型的变大或变小，使得光敏元件7接收到通过光栅的光通量和柔性线路板5输出的电信号随之变化。

作为本申请的具体实施例五，渐变光通孔110呈水滴状，从上至下圆滑地变大或变小，使得光敏元件7接收到通过光栅的光通量和柔性电路板5输出的电信号随之变化。

另外，需要说明的是，本发明的电位器模块并不是键盘按键，按压该电位器模块中电位键的并非是使用者的手指，而是机械结构件，电位器模块一般可用于游戏手柄、摇杆或其他需要输出连续变化的电信号领域，这是本领局技术人员的常识。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种光学电位器模块，包括具有键槽的电位座体和安装在该键槽内可以上下位移的电位键，所述键槽内还设置有用于电位键复位的复位件，其特征在于：还包括有由光敏元件和发光元件构成的光对管，所述电位键上对应于该光对管的光路构设有一光栅，所述光栅被构设为能够随电位键的上下位移而改变光敏元件接受到发光元件的光通量，进而使光敏元件所产生的电信号随电位键的位移变化而变化。

2.根据权利要求1所述的光学电位器模块，其特征在于：所述电位键的一侧延伸有壁状导翼，所述电位座体对应于该导翼构设有导槽，所述导翼兼做光栅，在该导翼上沿电位键移动的方向镂空形成渐变光通孔，该渐变光通孔对应于所述光对管的光路；电位键被按压产生位移变化时，渐变光通孔对应光路的开口面积亦随之变化，使光敏元件接受到发光元件的光通量随之变化。

3.根据权利要求2所述的光学电位器模块，其特征在于，所述光对管安装在一柔性线路板上，所述柔性线路板设有一U形头，该U形头的凹槽部位与导槽匹配确保导翼可以穿过其中，发光元件和光敏元件分居U形头的两侧。

4.根据权利要求3所述的光学电位器模块，其特征在于，所述U形头安装在一光对管座体上，该光对管座体可插拔的安装在电位座体的底侧部。

5.根据权利要求4所述的光学电位器模块，其特征在于，所述光对管座体上具有与电位座体匹配且相对应的导槽，导翼可以贯穿其中。

6.根据权利要求5所述的光学电位器模块，其特征在于，所述电位座体上对应于发光元件和光敏元件的位置均构设有容置腔，当光对管座体插装于电位座体上时，发光元件和光敏元件被允许进入所述容置腔内。

7.根据权利要求6所述的光学电位器模块，其特征在于，所述U形头上具有装配定位孔，所述光对管座体上对应于该装配定位孔的位置设置有安装孔，柔性线路板的U形头通过装配定位孔和安装孔固定在光对管座体上。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的光学电位器模块，其特征在于，所述渐变光通孔呈一锐角三角形，锐角朝向电位键向下移动的方向或向上移动的方向。

9.根据权利要求2至7中任一项所述的光学电位器模块，其特征在于，所述渐变光通孔由复数个竖向排列的不同孔径的光孔以孔径大小依次排列组成。