TWI624688B - 光學致動器之懸吊系統 - Google Patents

Abstract

一種光學致動器之懸吊系統，主要係將致動器內的擺動件活動架設在一基座上，該基座於中央設有一組裝槽，且在該組裝槽的至少一中央平分線上設有一對定位座；一含光學鏡片之擺動件，係被二撓動件架設在基座上而構成光學致動器的懸吊系統，該二撓動件為片狀結構體，且在兩側開設有成型槽而使中間形成有橋部，該橋部兩側又恰為成型槽的定位弧切線位置，故當懸吊系統的撓動件受扭曲時，能將扭旋的支點拘束在橋部中央的固定位置，這樣使得經過致動器的光線每一次的擺動都十分精準，光線的投射落至預定位置，進而提昇解析度。

Description

光學致動器之懸吊系統

本發明係關於一種光學致動器之懸吊系統；特別關於一種搭配彈片式撓動件結構設計而構成的懸吊系統，能使致動器的擺動更為穩定而準確，以增加投影的解析度與穩定性。

較先進的光學投影系統不但被要求體積要精簡，而且投影的解析度要佳，同時成本要降低，在這三個前題之下，目前較為先進的光學投影系統的設計，請配合參看第9、10圖所示，將微型晶片面板60(例如：DMD)的影像，經稜鏡70、致動器80、鏡頭90投射至投影布幕(圖中未示)；其中，投影光線行進中會穿過致動器80內的鏡片，並且經由致動器80進行快速的反覆振動(改變投射位置)，藉由不斷的改變影像的所在位置，以增加解析度。

然而習用致動器80的一種常用結構，如第11、12、13圖所示，係具有一基座81，並在基座81的中央設有一方形組裝槽801，而該組裝槽801的相對位置則又各設有一軸承82及轉軸83；在該二轉軸83間則設有一擺動件84；該擺動件84係由一載台841及鏡片842所構成，故當致動器在受周側的電磁作用下(圖中未示)，能帶動擺動件84以兩軸承82及轉軸83間的軸線L1為基線，使動擺動件84兩側進行上下的規律擺動，以改變投影的位置，這是 最常用的使用方法。

惟習用的致動器80結構，由於設計上未臻完善，在實際使用下，常常具有如下的缺點：

1.習用以軸承82及轉軸83作為支點，但是該軸承82及轉軸83間具有間隙，故當其在作快速兩側上下擺動時，支點本身的位置會因為間隙而上下跳動，或者轉軸83在軸承82內也會產生軸向的偏移，這使得光線投射的位置因為間隙及軸向位移而時時變換，產生無法預測的誤差，解析度並不穩定，是習用主要的缺點。

2.在致動器80的基座上81上設軸承82，體積即無法再縮減或變薄，這使得產品的容積受到限制，並不具有後續的產品提昇的前景，是另一缺點。

3.對於軸承82及轉軸83作為支點，使用在致動器80上的成本仍偏高，使製造成本增加，同時磨損後的維修及換裝，都是需要較高的成本，是習用設計的再一缺點。

另外，習用尚有一種取代上述軸承為支點的方式，係採用了一方形的彈片作為扭力軸，成本上是可以更為降低，但是因為單純的長方形彈片在左右扭動時，並沒有一個固定的支點，使得擺動件在每一次的擺動時，彈片上的支點位置會到處移動，這使得雖然造價可以降低，但由於擺動時支點的位置依然無法固定，使彈片的旋轉軸經常變動，造成投射位置不能控制是主要缺點，另外，兩端在組裝彈片時只要角度稍有偏差，就使旋轉軸不能在同一直線，投射位置仍是容易偏動，是另一項主要的缺點。

本發明之主要目的，在將致動器內的擺動件活動架設在一基座上，該基座於中央設有一組裝槽，且在該組裝槽的至少一個中央平分線上設有一對定位座；一含光學鏡片之擺動件，係被二撓動件架設在基座上而構成光學致動器的懸吊系統，該二撓動件為片狀結構體，且在兩側開設有成型槽而使中間形成有橋部，該橋部兩側又恰為成型槽的定位弧切線位置，故當懸吊系統的撓動件受扭曲時，能將扭旋的支點拘束在橋部中央的固定位置，這樣使得經過致動器光線的光線每一次的擺動都十分精準，光線的投射落至預定位置，而提昇解析度，同時成本更低，不佔空間，一次解決了習用的所有缺點。

為達到上述的目的，本發明可以用下列的方式來達成：係將致動器內的擺動件活動架設在一基座上，該基座於中央設有一組裝槽，且該組裝槽至少在其中一對角平分線上各設有一定位座，又在該組裝槽的側邊設有數個磁力裝置，並在一端設有一電源線；一擺動件，被架設於基座的組裝槽上方，包含有一框型載台，以及中央嵌設的光學鏡片；二相對設置的撓動件，為片狀長形結構體，在其兩端部為固定部，在其本體的兩長側邊分別在接近中央的位置，各自向內側中央凹設有一成型槽，該二成型槽係相對錯開，而使該二成型槽間構成一狹長的橋部；在二成型槽接近橋部的邊緣又形成有定位弧，該二定位弧係隔著橋部呈相切設置，使該橋部恰在二定位弧的反曲點上；二固定件分別固定於二撓動件的一端，並將其分別鎖固在擺動件的框型載台相對端；再另取二固定件固定該二撓動件的另一端，並鎖固於基座上的定位座上，則使得擺動件得以二撓動件間的軸線為中心，進行兩側擺動；據此，當電源線通以電流而使基座 上的磁力裝置作用時，擺動件即以軸線為軸，而使兩側產生快速的擺動，而二撓動件上的橋部位置上即形成有支撐擺動件擺動的固定支點，使光線的投射更為精準。

10‧‧‧基座

101‧‧‧組裝槽

11‧‧‧定位座

111‧‧‧定位座

12‧‧‧磁力裝置

121‧‧‧磁力裝置

122‧‧‧磁力裝置

123‧‧‧磁力裝置

13‧‧‧電源線

20‧‧‧擺動件

21‧‧‧載台

22‧‧‧光學鏡片

30‧‧‧撓動件

300‧‧‧固定部

300’‧‧‧固定部

301‧‧‧長側邊

302‧‧‧長側邊

303‧‧‧倒角

304‧‧‧倒角

31‧‧‧鎖固孔

32‧‧‧鎖固孔

33‧‧‧成型槽

331‧‧‧定位弧

332‧‧‧槽口

34‧‧‧成型槽

341‧‧‧定位弧

342‧‧‧槽口

35‧‧‧橋部

30A‧‧‧撓動件

300A‧‧‧固定部

300’A‧‧‧固定部

301A‧‧‧長側邊

302A‧‧‧長側邊

31A‧‧‧鎖固孔

32A‧‧‧鎖固孔

33A‧‧‧成型槽

331A‧‧‧定位弧

34A‧‧‧成型槽

341A‧‧‧定位弧

35A‧‧‧橋部

30B‧‧‧撓動件

300B‧‧‧固定部

300’B‧‧‧固定部

301B‧‧‧長側邊

302B‧‧‧長側邊

31B‧‧‧鎖固孔

32B‧‧‧鎖固孔

33B‧‧‧成型槽

331B‧‧‧定位弧

34B‧‧‧成型槽

341B‧‧‧定位弧

35B‧‧‧橋部

40‧‧‧固定件

50‧‧‧固定件

60‧‧‧微型晶片面板

70‧‧‧稜鏡

80‧‧‧致動器

801‧‧‧組裝槽

81‧‧‧基座

82‧‧‧軸承

83‧‧‧轉軸

84‧‧‧擺動件

841‧‧‧載台

842‧‧‧鏡片

90‧‧‧鏡頭

L0‧‧‧長軸平分線

L1‧‧‧軸線

L2‧‧‧軸線

L2’‧‧‧軸線

L3‧‧‧切線

L4‧‧‧切線

L5‧‧‧切線

P‧‧‧支點

第1圖係本發明之結構組合圖。

第2圖係本發明以單軸旋動為實施例之結構分解圖。

第3-1圖係本發明撓動件之第1種實施例立體結構圖。

第3-2圖係本發明撓動件之第1種實施例平面結構圖。

第4-1圖係本發明撓動件之第2種實施例立體結構圖。

第4-2圖係本發明撓動件之第2種實施例平面結構圖。

第5-1圖係本發明撓動件之第3種實施例立體結構圖。

第5-2圖係本發明撓動件之第3種實施例平面結構圖。

第6圖係本發明以單軸旋動為實施例之平面結構說明圖。

第7圖係本發明以雙軸旋動為實施例之結構組合圖。

第8圖係本發明以雙軸旋動為實施例之平面結構說明圖。

第9圖係光學致動器應用說明示意圖1。

第10圖係光學致動器應用說明示意圖2。

第11圖係一種習用光學致動器立體結構圖。

第12圖係第11圖之平面結構圖。

第13圖係第12圖之A-A剖面圖。

請參看第1、2圖所示，為本發明光學致動器之懸吊系統的單軸旋動實施例，主要是將致動器內的擺動件20活動架設在一基座10上，該基座10於中央設有一方形組裝槽101，且在該組裝槽101的一對角線上兩端各設有一定位座11,111，又在該組裝槽101的側邊設有數個磁力裝置12,121,122,123，並在一端設有一電源線13。

一擺動件20，被架設於基座10的組裝槽101上方，包含有一框型載台21，以及中央嵌設的光學鏡片22。

請配合參看第1、2、3-1、3-2圖所示，二相對設置的撓動件30，為片狀長形結構體，在其兩端部為固定部300,300’，最佳的實施方式為各設有一鎖固孔31,32，並使該撓動件30的長軸平分線L0落在二鎖固孔31,32間；在其本體的兩長側邊301,302分別在接近中央的位置，各自向內側中央凹設有一成型槽33,34，該二成型槽33,34係相對錯開，而使該二成型槽33,34間構成一狹長的橋部35，而使撓動件30中央形成類似S形結構；在二成型槽33,34接近橋部35的邊緣，係形成有定位弧331,341，且該定位弧331,341可為圓形的弧邊，亦可為橢圓形的弧邊，甚至可以是自由曲率的弧邊，但本發明案僅以圓形的弧邊作為一說明，該二定位弧331,341係隔著橋部35呈相切設置，使該橋部35恰為二定位弧331,341的反曲點，以第3-1、3-2圖所示之實施例，該二定位弧331,341的拱形弧面係正對撓動件30長形本體的兩長側邊301,302，且該二定位弧331,341在橋部35的相切線L3係與撓動件30的長軸平分線L0呈垂直(即該切線L3與撓動件30的長軸平分線L0夾角為90度)，此為本發明的第一種較佳的實施例結構。

該撓動件30為使撓動時更為柔靭有彈性，在該二定位弧 331,341的槽口332,342處設有圓弧倒角303,304，且該圓弧倒角303,304的弧形係相對於的定位弧331,341弧率，而使撓動件30的中央形成更佳的彈性，而該槽口332,342的側邊因強度或重量的因素，亦可裁切成各種形狀或大小的缺槽，或形成喇叭狀或收束狀等變化，皆不影響本發明的實質內容。

本發明在使用上，請參看第1、2、6圖所示，二固定件40分別貫穿二撓動件30一端的固定部300’，再分別鎖固(例如：螺合、鉚接、嵌接、扣合等方式)在擺動件20的框型載台21相對端上；再另取二固定件50貫穿該二撓動件30另一端的固定部300，並鎖固於基座10上的定位座11,111上，則使得擺動件20受二撓動件30所銜接，並分別以該撓動件30外端的固定部300為支點而將擺動件20搭接在基座10的組裝槽101上方；如第1圖所示，當電源線13通以電流而使基座10上的磁力裝置12,121,122,123作用時，擺動件20即以二撓動件30間的軸線L2為軸，而使兩側產生快速的擺動，此時，如第6、3-1圖所示，二撓動件30上的橋部35位置上即形成有支撐擺動件20擺動的支點P，該支點P由於受到了二個相切設置的定位弧331,341所拘束，被限制在固定的位置不易偏走位移，而使得擺動件20的每一次反覆擺動的旋轉角度都被準確固定，則致動器的投射光線位置即變成十分的精確，使得解析度穩定性更好。

上述本發明的撓動件30結構，第二種實施例，如第4-1、4-2圖所示，二相對設置的撓動件30A，為片狀長形結構體，在其兩端部為固定部300A,300’A，最佳的實施方式為各設有一鎖固孔31A,32A，並使該撓動件30A的長軸平分線L0落在二鎖固孔31A,32A間；在其本體的兩長側邊301A,302A分別在接近中央的位置，各自向內側中央凹設有一成型槽 33A,34A，該二成型槽33A,34A係相對錯開，而使該二成型槽33A,34A間構成一狹長的橋部35A，並使撓動件30A中央形成類似S形結構；在二成型槽33A,34A接近橋部35A的邊緣，係形成有定位弧331A,341A，且該定位弧331A,341A可為圓形的弧邊，亦可為橢圓形的弧邊，甚至可以是自由曲率的弧邊，但本發明案僅以圓形的弧邊作為一說明；該二定位弧331A,341A係隔著橋部35A呈相切設置，使該橋部35A恰為二定位弧331A,341A的反曲點，該二定位弧331A,341A在橋部35A的相切線L4係與撓動件30A的長軸平分線L0相重合(即該切線L4與撓動件30A的長軸平分線L0夾角為0度)，這使得撓動件30A在二固定部300A,300’A間的成型槽33A,34A更長，並且以橋部35A為中心呈旋弧狀，當撓動件30A受到撓曲時(即如前述第1、6圖的狀態下)，具有更佳的撓曲效果，且仍能將支點P拘束在橋部35A中央的固定位置。

請參看第5-1、5-2圖所示，是本發明撓動件30B的第三種實施例結構，二相對設置的撓動件30B，為片狀長形結構體，在其兩端部為固定部300B,300’B，最佳的實施方式為各設有一鎖固孔31B,32B，並使該撓動件30B的長軸平分線L0落在二鎖固孔31B,32B間；在其本體的兩長側邊301B,302B分別在接近中央的位置，各自向內側中央凹設有一成型槽33B,34B，該二成型槽33B,34B係相對錯開，而使該二成型槽33B,34B間構成一狹長的橋部35B，並使撓動件30B中央形成類似S形結構；在二成型槽33B,34B接近橋部35B的邊緣，係形成有定位弧331B,341B，且該定位弧331B,341B可為圓形的弧邊，亦可為橢圓形的弧邊，甚至可以是自由曲率的弧邊，但本發明案僅以圓形的弧邊作為一說明；該二定位弧331B,341B係隔著橋部35B呈相切設置，使該橋部35B恰為二定位弧331B,341B的反曲點， 該二定位弧331B,341B在橋部35B的相切線L5係與撓動件30B的長軸平分線L0夾角為45度，雖然本實施例第5-1、5-2圖係以45度為示意，惟在考慮橋部35B的強度或撓度時，二定位弧331B,341B切線L5與撓動件30B的中央長軸平分線L0間的夾角是可以被設計的，如30度、45度、60度或0度至90度間的任何角度皆可，但該橋部35B仍需是二定位弧331B,341B的切線位置，當撓動件30B受到撓曲時(即如前述第1、6圖的狀態下)，除具有較佳的彈性，仍能將支點P拘束在橋部35B中央的固定位置。

請參看第7、8圖所示，為本發明光學致動器之懸吊系統的雙軸旋動實施例，主要是將致動器內的擺動件20活動架設在一基座10上，該基座10於中央設有一方形組裝槽101，且在該組裝槽101的四個角落，即兩對角線上兩端各設有一定位座11,111,11’,111’，又在該組裝槽101的側邊設有數個磁力裝置12,121,122,123，並在一端設有一電源線13。

一擺動件20，被架設於基座10的組裝槽101上方，包含有一框型載台21，以及中央嵌設的光學鏡片22。

如第3-1、3-2圖所示，或第4-1、4-2圖所示，或第5-1、5-2圖所示的四個，且兩兩相對設置的撓動件30,30A,30B，以第3-1、3-2圖所示之結構為例，並配合參看第7、8圖所示，取四固定件40分別貫穿四撓動件30一端的固定部300’，並將其分別鎖固(例如：螺合、鉚接、嵌接、扣合等)在擺動件20的框型載台21相對端；再另取四個固定件50貫穿該四撓動件30另一端的固定部300，並鎖固於基座10上的定位座11,111,11’,111’上，使得該擺動件20受該四撓動件30所銜接，並分別以該四撓動件30外端的固定部300為支點，而將擺動件20搭接在基座10的組裝槽101上方；因此，當電源線13 通以電流而使基座10上的磁力裝置12,121,122,123作用時，擺動件20即以時間差分別以兩兩相對撓動件30間的二軸線L2,L2’為軸，而使四個端部產生有規律而快速的擺動，能得到解析度及穩定性更好的投影。

由於本發明案的設計具有巧思，故在使用及製造上具有如下的優點：

1.由於本發明以二撓動件架設在基座上而形成光學致動器的懸吊系統，該撓動件在兩側開設有成型槽而使中間形成有橋部，該橋部為二成型槽的弧形反曲點位置，故當懸吊系統的撓動件受扭曲時，能將扭旋的支點拘束在橋部中央的固定位置，這樣使得致動器光線的每一次擺動都十分精準，光線的投射落至預定位置，而提昇解析度，為本發明主要的優點。

2.由於本發明係為薄片的設計，成本低，而且拆換十分方便，可依需要使用需要的材質製作，在選料上亦十分自由。

3.由於本發明案僅需在基座上架設定位座及片狀的撓動件，在體積上亦能縮減，不佔空間，有利倉儲的管控，為本發明之再一優點。

唯，以上所述之結構，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍；故當熟習此技藝所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，例如：大致改變元件之形狀或尺寸，或撓動件形狀的些微改變，或使用不同的材質等，但係運用本發明之特徵者，皆應涵蓋於本發明之特徵內。

Claims (15)

1. 一種光學致動器之懸吊系統，係將致動器內的擺動件活動架設在一基座上，該基座於中央設有一組裝槽，且該組裝槽至少在其中一對角平分線上各設有一定位座，又在該組裝槽的側邊設有數個磁力裝置，並在一端設有一電源線；該擺動件包含有一框型載台，以及中央嵌設的光學鏡片；二相對設置的撓動件，為片狀長形結構體，在其兩端部為固定部，在其本體的兩長側邊分別在接近中央的位置，各自向內側中央凹設有一成型槽，該二成型槽係相對錯開，而使該二成型槽間構成一狹長的橋部；在二成型槽接近橋部的邊緣又形成有定位弧，該二定位弧係隔著橋部呈相切設置，使該橋部恰在二定位弧的反曲點上；二固定件分別固定於該二撓動件的一端，並將其分別結合嵌固在該擺動件的框型載台相對端上；再另取二固定件貫穿該二撓動件另一端的固定部，並鎖固於基座上的定位座上，使得該擺動件受該二撓動件所銜接，並分別以該撓動件外端的固定部為支點，而將擺動件搭接在基座的組裝槽上方，則使得擺動件得以二撓動件間的軸線為中心，進行兩側擺動；據此，當電源線通以電流而使基座上的磁力裝置作用時，該擺動件即以軸線為軸，而使兩側產生快速的擺動，而該二撓動件上的橋部位置上即形成有支撐擺動件擺動的固定支點，使光線的投射更為精準。
2. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件的定位弧為圓形弧、橢圓形弧、自由曲率弧的其中之一。
3. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件兩側成型槽的定位弧，其拱形弧面係正對長形本體的兩長側邊，且該二定位弧在橋部設一相切線係與撓動件的長軸平分線呈垂直。
4. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件兩側成型槽的定位弧，在橋部設一相切線係與撓動件的長軸平分線相重合。
5. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件兩側成型槽的定位弧，在橋部設一相切線係與撓動件的長軸平分線間呈一夾角，該夾角在0度與90度之間。
6. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件兩側成型槽，係以橋部為中心呈旋弧狀。
7. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件在二固定部間所設的相對凹入成型槽，以及中央狹長的橋部，係構成一S形結構。
8. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件兩側形成定位弧的槽口處設有倒角，並且裁設有延伸之缺槽。
9. 根據申請專利範圍第1項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件兩端固定部設有鎖固孔。
10. 一種光學致動器之懸吊系統，係將致動器內的擺動件活動架設在一基座上，該基座於中央設有一組裝槽，且在該組裝槽的四個角落，即兩對角線上兩端各設有一定位座，又在該組裝槽的側邊設有數個磁力裝置，並在一端設有一電源線；該擺動件包含有一框型載台，以及中央嵌設的光學鏡片； 四個，且為兩兩相對設置的撓動件，皆為片狀長形結構體，在其兩端部為固定部，在其本體的兩長側邊分別在接近中央的位置，各自向內側中央凹設有一成型槽，該二成型槽係相對錯開，而使該二成型槽間構成一狹長的橋部；在二成型槽接近橋部的邊緣又形成有定位弧，該二定位弧係隔著橋部呈相切設置，使該橋部恰在二定位弧的反曲點上；取四固定件分別固定於該四撓動件一端的固定部，並將其分別結合嵌固在該擺動件的框型載台相對端上；再另取四個固定件貫穿該四撓動件另一端的固定部，並鎖固於基座上的定位座上，使得該擺動件受該四撓動件所銜接，並分別以該四撓動件外端的固定部為支點，而將擺動件搭接在基座的組裝槽上方，則使得該擺動件分別得以該二組撓動件間的二軸線為中心，進行不同方向的上、下擺動；據此，當電源線通以電流而使基座上的磁力裝置作用時，該擺動件即以時間差分別以該兩兩相對撓動件間的二軸線為軸，而使四個端部產生有規律而快速的擺動，能得到解析度及穩定性更好的投影。
11. 根據申請專利範圍第10項之光學致動器之懸吊系統，該撓動件的定位弧為圓形弧、橢圓形弧、自由曲率弧的其中之一。
12. 根據申請專利範圍第10項之光學致動器之懸吊系統，該四個撓動件中，任二個相對的撓動件兩側成型槽的定位弧，其拱形弧面係正對長形本體的兩長側邊，且該二定位弧在橋部設一相切線係與撓動件的長軸平分線呈垂直。
13. 根據申請專利範圍第10項之光學致動器之懸吊系統，該四個撓動件中，任二個相對的撓動件兩側成型槽的定位弧，在橋部設一相切線係與撓動件的長軸平分線相重合。
14. 根據申請專利範圍第10項之光學致動器之懸吊系統，該四個撓動件中，任二個相對的撓動件兩側成型槽的定位弧，在橋部設一相切線係與撓動件的長軸平分線間呈一夾角，該夾角在0度與90度之間。
15. 根據申請專利範圍第10項之光學致動器之懸吊系統，該四個撓動件在二固定部間所設的相對凹入成型槽，以及中央狹長的橋部，係構成一S形結構。