CN210244049U - 超微型单轴光学致动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超微型单轴光学致动器，在一基座上架设有一金属冲制的悬吊弹片，该悬吊弹片上又承载着一光学镜片；由于该悬吊弹片的二相对侧固定在基座上，故悬吊弹片能以中央框体的对角线为虚拟轴线，使虚拟轴线两侧能以该虚拟轴线为轴而摆动，又由于该悬吊弹片设有二特殊设计的弹力单元，故在受到电磁组件的电磁感应时，呈现反复精确旋动，恰能带动光学镜片进行一个轴向的精确摆动；由于本实用新型能精简零件而缩小体积，且弹力精良而动作确实，不但简省成本，且适合轻薄的投影机具上的使用。

Description

超微型单轴光学致动器

技术领域

本实用新型涉及一种超微型单轴光学致动器，特别关于一种适用在投影设备的光学致动器，为一磁动式的单轴摆动设计，能使致动器的摆动更为稳定而准确，并且体积及零件均大幅缩减，但投影的解析度与稳定性依旧优良。

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8、图9所示，将微型晶片面板60(例如：DMD)的影像，经棱镜61、致动器80、镜头70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10、图11、图12所示，具有一基座81，并在基座81的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多个电磁构件的作用下(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。

该现有投影设备的光学致动器80结构缺点，在于现有以轴承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。

其次，现有在致动器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，且制作的成本偏高，同时磨损后的维修及换装，都是需要较高的成本。

如图10、图11所示，现有光学致动器在基座上81上的摆动件84周围必需预留置物空间A1、A2、A3、A4，且在该置物空间A1、A2、A3、A4上至少设有二组电磁构件，使得体积仍较为庞大，且零件较多，使成本增加，且体积无法缩小，是现有一直无法突破的缺点。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在一基座上架设有一金属冲制的悬吊弹片，该悬吊弹片上又承载着一光学镜片；由于该悬吊弹片的二相对侧固定在基座上，故悬吊弹片能以中央框体的对角线为虚拟轴线，使虚拟轴线两侧能以该虚拟轴线为轴而摆动，又由于该悬吊弹片设有二特殊设计的弹力单元，故在受到电磁组件的电磁感应时，呈现反复精确旋动，恰能带动光学镜片进行一个轴向的精确摆动；由于本实用新型能精简零件而缩小体积，且弹力精良动作确实，不但简省成本，且适合轻薄的投影机具上的使用。

为达到上述目的，本案可以下列的方式来达成：

一种超微型单轴光学致动器，其特征在于，至少包含有：

一基座，具有一透光孔，在该透光孔的相对角落上分别设有一凸出垫块，在该垫块的上方设有插柱；

一悬吊弹片，为金属片冲压而成，具有一中央框体，该中央框体内侧依序形成有环绕的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面，在该中央框体的对角线为基准线，则两两相邻且斜相对的第一侧面、第四侧面，和第二侧面、第三侧面的外侧分别各设有一弹力单元，该弹力单元突出于中央框体之外，并以二端部与中央框体相接，在该弹力单元的中央设有一固定部，使该弹力单元的固定部至二端部间构成弹力臂，且二弹力臂上设有一个以上的弹力弯折部；该悬吊弹片以二固定部固定于基座的插柱上，而将悬吊弹片架设于基座的垫块上；

一组电磁组件，设于悬吊弹片的一侧，包含有一环状线圈、导磁框及磁铁；其中环状线圈卡置于基座的悬吊弹片外侧；而导磁框呈一倒凵形结构，并以一侧板片插入环状线圈的中央空间，另一侧板片则供一磁铁吸附而悬置于环状线圈的外侧，该电磁组件在通电后能形成一电磁力场，对悬吊弹片的一侧进行吸引或排斥的动作，使得悬吊弹片能以二固定部之间连线作为虚拟轴线，进行快速而准确的反复角度旋动。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该基座在透光孔的一侧留有置物空间，在该置物空间上设有一定位凸块。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该基座上的垫块上设有二个定位基准面；且该悬吊弹片于侧框体上的固定部外端设有定位部，该定位部也相对于垫块的定位基准面而设有二定位端面。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该悬吊弹片上的两侧弹力臂上的弹力弯折部设有二个。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该悬吊弹片上的弹力弯折部是圆弧状结构体。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该悬吊弹片上的弹力弯折部是方形体。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该悬吊弹片上的弹力弯折部为二个以上且都为方形体，并使弹力臂形成连续凸、凹城堡状结构。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该悬吊弹片的中央框体为一具有圆角的方形体。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该基座的垫块与插柱为一体成型。

所述的超微型单轴光学致动器，其中：该基座本身与垫块、插柱之间的结合方式是嵌卡、螺合、铆接、粘合方式的其中之一。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：该电磁组件在通电后能形成一电磁力场，对悬吊弹片的一侧进行吸引或排斥的动作，使得悬吊弹片能以二固定部之间连线作为虚拟轴线，进行快速而准确的反复角度旋动，将投影光线通过光学致动器而自光学镜片导出，不但简省空间，并且能节省成本。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构外观图。

图2是本实用新型将光学镜片拉起后的立体结构图。

图3是本实用新型的立体结构分解图。

图4是本实用新型的悬吊弹片立体结构图。

图5是本实用新型的悬吊弹片平面结构图。

图6是本实用新型的使用状态示意图一。

图7是本实用新型的使用状态示意图二。

图8是现有光学致动器应用说明示意图一。

图9是现有光学致动器应用说明示意图二。

图10是一种现有单轴光学致动器立体结构图。

图11是图10的俯视平面结构图。

图12是图11的A-A剖面图。

附图标记说明：〔本实用新型〕10基座；101置物空间；11透光孔；12锁固脚；13垫块；131定位基准面；132定位基准面；14插柱；15定位凸块；16线孔；20悬吊弹片；20L虚拟轴线；21中央框体；21A第一侧面；21B第二侧面；21C第三侧面；21D第四侧面；22弹力单元；22’弹力单元；221端部；222端部；223固定部；224弹力臂；2241弹力弯折部；2242弹力弯折部；225弹力臂；2251弹力弯折部；2252弹力弯折部；226定位部；2261定位端面；2262定位端面；30电磁组件；31线圈；32导磁框；33磁铁；40光学镜片；50电力信号线；M1旋转力矩；M2旋转力矩；〔现有技术〕60微型晶片面板；61棱镜；70镜头；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；A1置物空间；A2置物空间；A3置物空间；A4置物空间；L1轴线。

具体实施方式

请参看图1、图2、图3所示，分别是本实用新型立体组合图及渐进式的立体分解图；可知本实用新型至少包含有：

一基座10，设有一透光孔11，该透光孔11配合光学镜片60的形状大致形成方形体，在该透光孔11相对角落上，分别各设有一凸出垫块13，在该凸出垫块13的外侧边各设有二个定位基准面131、132，并在该垫块13的上方设有插柱14；基座10在透光孔11的一侧留有置物空间101，在该置物空间101上则设有一定位凸块15；该基座10又于侧壁上留设有线孔16，用以容纳设置一电力信号线70；该基座10在周缘各设有数个锁固脚12以利固定在电子设备(图中未示)上；本案在实际使用时，该基座10上的垫块13及插柱14可为一体成型，也可将插柱14或垫块13设为独立的构件，使基座10本身与垫块13、插柱14之间的结合方式，是嵌卡、螺合、铆接、粘合方式的其中之一来达成。

请配合参看图2、图3、图4、图5所示，一悬吊弹片20，为金属片冲压而成，具有一中央框体21，该中央框体21的较佳实施例为一具四个圆角的方形体，使中央框体21(如图5所示)依序以顺时针形成有环绕的第一侧面21A、第二侧面21B、第三侧面21C、第四侧面21D，在该中央框体21的对角线为虚拟轴线20L，则两两相邻且斜相对的第一侧面21A、第四侧面21D，和第二侧面21B、第三侧面21C的外侧分别各设有一弹力单元22，该弹力单元22突出于中央框体21之外，并以二端部221、222与中央框体21相接，在该弹力单元22的中央设有一固定部223，该固定部223的较佳实施例为环形体，而该弹力单元22的固定部223至二端部221、222间则构成了弹力臂224、225，且该二弹力臂224、225上设有一个以上的弹力弯折部2242、2242、2251、2252，但是本实用新型的图式在每一个弹力臂224、225上设有二个弹力弯折部2241、2242、2251、2252；且该弹力弯折部2241、2242、2251、2252本身的较佳实施例的一为圆弧形结构；在该弹力单元22的中央固定部223的外侧面设有一定位部226，是具有二相邻的二定位端面2261、2262。

请参看图1、图2、图3所示，该悬吊弹片20以二固定部223套设于基座10的插柱14上，而将悬吊弹片20架设于基座10的垫块13上；同时，悬吊弹片20的定位部226的二定位端面2261、2262恰能对合于垫块13的二个定位基准面131、132，使该悬吊弹片20能准确定位，在悬吊弹片20的固定部223及定位部226抵于垫块13顶面并予上胶固定，而将悬吊弹片20架设于基座10的垫块13上。

请参看图1、图2、图3所示，一组电磁组件30，设于悬吊弹片20的一侧，特别是设于基座10上惟一的置物空间101上；包含有一环状线圈31、导磁框32及磁铁33；其中环状线圈31卡置于基座10的定位凸块151处；而导磁框32呈一倒凵形结构，并以一侧板片插入环状线圈31的中央空间，另一侧板片则供一磁铁33吸附而悬置于环状线圈31的外侧，该电磁组件30在通电后能形成一电磁力场，对悬吊弹片20的一侧进行吸引或排斥的动作，使得悬吊弹片20能以虚拟轴线20L为基准，进行快速而准确的反复角度旋动，能将投影光线通过光学致动器而自光学镜片60导出。

本实用新型在使用上，请参看图4、图5、图6、图7所示，该悬吊弹片20上承载着光学镜片60，以二固定部223套设于基座10的插柱14上；当电磁组件30通以电流时时，能对悬吊弹片20的侧边产生吸附或排斥的作用，恰能将承载着光学镜片60的悬吊弹片20以该虚拟轴线20L为轴，形成顺时针或逆时针的旋转力矩M1、M2，由于悬吊弹片20两边的弹力单元22具有蓄积能量的弹力弯折部2241、2242、2251、2252，具有反弹的力量，故当电磁组件30以连续的吸附或排斥时，就能使悬吊弹片20承载着光学镜片60以虚拟轴线20L为轴而进行反复的顺时针及逆时针的旋动，即能带动光学镜片60在基座10的平面上进行反复快度的偏动，提升投影画素的品质，提高投影效果。

请参看图4、图5所示，本实用新型的悬吊弹片20上的两侧弹力臂224、225上，虽各设二个弹力弯折部2241、2242、2251、2252，但实际的测试中，可以依所需的弹力大小而加以调整其个数，以符合最佳的效能；而本案的弹力弯折部224、225、226、227是以圆弧状为实施例，在实际的制造中，也可将该圆弧状改为方形，且弹力弯折部224、225、226、227设为二个或二个以上，使弹力臂224、225形成连续凸、凹城堡状结构，也具有相同的效果，而此为熟悉此技艺人士所能简单置换，并不另赘图式说明，以上所示的细微改变仍能达到本实用新型预期的效果，即也属本实用新型的范畴之中。

本实用新型在使用上，设置了精巧的悬吊弹片结构，能使基座的体积更小，且仅需一个电磁组件即可构成单轴向的摆动特性，结构精简而不占空间，且使摆动更为精准且耐用，为本实用新型的主要优点。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求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，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超微型单轴光学致动器，其特征在于，至少包含有：

一基座，具有一透光孔，在该透光孔的相对角落上分别设有一凸出垫块，在该垫块的上方设有插柱；

一悬吊弹片，为金属片冲压而成，具有一中央框体，该中央框体内侧依序形成有环绕的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面，在该中央框体的对角线为基准线，则两两相邻且斜相对的第一侧面、第四侧面，和第二侧面、第三侧面的外侧分别各设有一弹力单元，该弹力单元突出于中央框体之外，并以二端部与中央框体相接，在该弹力单元的中央设有一固定部，使该弹力单元的固定部至二端部间构成弹力臂，且二弹力臂上设有一个以上的弹力弯折部；该悬吊弹片以二固定部固定于基座的插柱上，而将悬吊弹片架设于基座的垫块上；

一组电磁组件，设于悬吊弹片的一侧，包含有一环状线圈、导磁框及磁铁；其中环状线圈卡置于基座的悬吊弹片外侧；而导磁框呈一倒凵形结构，并以一侧板片插入环状线圈的中央空间，另一侧板片则供一磁铁吸附而悬置于环状线圈的外侧，该电磁组件在通电后能形成一电磁力场，对悬吊弹片的一侧进行吸引或排斥的动作，使得悬吊弹片能以二固定部之间连线作为虚拟轴线，进行快速而准确的反复角度旋动。

2.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该基座在透光孔的一侧留有置物空间，在该置物空间上设有一定位凸块。

3.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该基座上的垫块上设有二个定位基准面；且该悬吊弹片于侧框体上的固定部外端设有定位部，该定位部也相对于垫块的定位基准面而设有二定位端面。

4.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该悬吊弹片上的两侧弹力臂上的弹力弯折部设有二个。

5.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该悬吊弹片上的弹力弯折部是圆弧状结构体。

6.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该悬吊弹片上的弹力弯折部是方形体。

7.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该悬吊弹片上的弹力弯折部为二个以上且都为方形体，并使弹力臂形成连续凸、凹城堡状结构。

8.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该悬吊弹片的中央框体为一具有圆角的方形体。

9.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该基座的垫块与插柱为一体成型。

10.根据权利要求1所述的超微型单轴光学致动器，其特征在于：该基座本身与垫块、插柱之间的结合方式是嵌卡、螺合、铆接、粘合方式的其中之一。

Images