旋转模块转让专利

申请号 : CN201910547414.9

文献号 : CN110275270A

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 游证凯吴发权宋秉儒

申请人 : 辽宁中蓝电子科技有限公司

摘要 :

本发明提供一种旋转模块,主要由顶盖、外壳、光路调整元件、第一旋转元件、第二旋转元件、载体、第一驱动元件、框架、第二驱动元件、底座、基板组合而成;本发明采用旋转支点及夹持弹性体来连结固定部与活动部达到载体旋转的功能,藉由此功能可有效的将光学调整元件进行旋转运动。并可抑制各种姿势情况下造成的光路调整元件受重力平移问题。

权利要求 :

1.一种旋转模块,其特征在于,主要由顶盖、外壳、光路调整元件、第一旋转元件、第二旋转元件、载体、第一驱动元件、框架、第二驱动元件、底座、基板组合而成;

其中旋转模块为光路调整元件提供沿第一轴向上的旋转运动力,旋转模块与第一轴向上的固定部及活动部连接,相互连结处至少有两个以上的接触部,两个接触部之间具有距离,将所有接触部相互连线成一线段,此线段为第一轴向上的旋转轴心;

其中光路调整元件放置于旋转模块上,搭配驱动模块所产生的旋转力可改变光路径的角度;

驱动模块产生旋转力使光路调整元件至少在第一轴向上进行旋转运动;

载体上设有光路调整元件,载体下部设有框架;

底座与基板连接;将外壳罩设到底座上,然后扣接有顶盖。

2.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,旋转模块包括第一旋转元件和第二旋转元件,第一旋转元件为旋转支点,第一旋转元件设置于第一旋转轴上的固定部及活动部中间;第二旋转元件为夹持弹性体,该此夹持弹性体分为外侧及内侧,至少其中一侧与固定部连接,而另一侧与活动部连接。

3.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,第一旋转元件为独立部件,也可以为载体或框架的延伸特征。

4.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,第二旋转元件夹持弹性体连结至固定部及活动部的连接面非共平面,藉由两平面的高度差可产生一夹持力,用以稳定且持续的使旋转支点与固定部及活动部相互连结。

5.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,第二旋转元件夹持弹性体,其连结至载体及框架的连接面非共平面,藉由两平面的高度差可产生一夹持力,用以稳定且持续的使旋转支点与载体及框架保持接触。

6.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,第一驱动元件至少含有第一磁性元件及第一线圈组件,并相面对配置产生电磁驱动力。

7.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,第一磁性元件及第一线圈组件,垂直放置于第一轴向的位置,并产生第一轴向旋转力。

8.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,基板配置感测模块,用以量测载体于至少第一轴向上的旋转角度。

9.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,

光路调整元件改变光路路径,挂载于载体的承靠面上;载体的底部设置第一旋转元件;

第一旋转元件由第一滚珠、第二滚珠及片状夹持弹性体组成,载体底部设置第一滚珠容置槽、第二滚珠容置槽;框架对应载体设置第三容置槽、第四容置槽;片状夹持弹性体为一平面薄弹片,内侧横梁与框架连接;外侧横梁与载体连接,中间的滚珠使载体与框架的产生高低差,进而产生弹片反力,使载体与框架共同夹持住滚珠达到稳定接触的状态;

载体的第一滚珠容置槽中放置第一磁性元件,第二滚珠容置槽中放置第二磁性元件;

对应面设置有第一线圈组件和第一线圈组件,当线圈组件获得电流讯号时,使两侧的驱动元件产生相反方向的驱动力;

第一旋转元件中的的第一滚珠和第二滚珠,中间有相隔一定的距离,将第一滚珠和第二滚珠与载体接触的两个点拉成一个线段,当第一驱动元件产生驱动力的时候,载体与第一滚珠和第二滚珠受夹持力的关系会形成一个旋转支点,而第一滚珠和第二滚珠所连成的线段会成为第一旋转轴轴心,当有垂直第一旋转轴的力量出现时则会被第一滚珠和第二滚珠刚体结构所限制,导致驱动力产生的力量只能沿着第一旋转轴轴心旋转运动;配合第一驱动元件所产生的两侧相反方向力,可以转变成沿着第一旋转轴心旋转的旋转力,来达到载体于第一旋转轴上旋转运动。

10.根据权利要求所述的一种旋转模块,其特征在于,框架上所延伸的两个臂上设置第二旋转元件,第二旋转元件由第三滚珠和第四滚珠及第一夹持弹性体和第二夹持弹性体组成,框架两侧延伸的臂型结构底部设置第一滚珠容置槽和第二滚珠容置槽,其位置与底座的第一滚珠容置槽、第二滚珠容置槽对应;其中第一夹持弹性体和第二夹持弹性体本身为一平面薄弹片,弹片第一夹持弹性体的内侧及第二夹持弹性体的内侧与框架连接;第一夹持弹性体的外侧与第二夹持弹性体的外侧与底座连接,第一中间滚珠、第二中间滚珠可制作出框架与底座的高低差来产生弹片反力,使框架与底座共同夹持住第一中间滚珠、第二中间滚珠达到稳定接触的状态。

说明书 :

旋转模块

技术领域

[0001] 本发明涉及一种旋转模块,尤指运用旋转支点及夹持弹性体来制造至少一个以上的稳定旋转轴,并配合驱动模块及控制模块达到光路调整元件的旋转运动。

背景技术

[0002] 一般常见于市场上的音圈马达多数为直线运动,不论是对焦马达(AF)或防手震系统马达(OIS)在使用上多数为乘载光学元件进行平移达到所需要的光学效果。受限于市面上数位产品的体积及高度上的要求,直线型的光路产品需要进行转折来降低初始设备或元件的尺寸。而在此处光学元件平移运动不一定能满足光路调整或应用上的需求,进而有成载光学元件进行角度调整的需求产生。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种旋转模块的应用方式,主要适用于挂载光学折射模块,例反射镜或稜镜,也可延伸为挂载光学镜头或其他光学元件。藉由旋转支点元件,可控制旋转中心位置,进而达到光路调整角度的需求。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0005] 一种旋转模块,主要由顶盖、外壳、光路调整元件、第一旋转元件、第二旋转元件、载体、第一驱动元件、框架、第二驱动元件、底座、基板组合而成;
[0006] 其中旋转模块为光路调整元件提供沿第一轴向上的旋转运动力,旋转模块与第一轴向上的固定部及活动部连接,相互连结处至少有两个以上的接触部,两个接触部之间具有距离,将所有接触部相互连线成一线段,此线段为第一轴向上的旋转轴心;
[0007] 其中光路调整元件放置于旋转模块上,搭配驱动模块所产生的旋转力可改变光路径的角度;
[0008] 驱动模块产生旋转力使光路调整元件至少在第一轴向上进行旋转运动;
[0009] 载体上设有光路调整元件,载体下部设有框架;
[0010] 底座与基板连接;将外壳罩设到底座上,然后扣接有顶盖。
[0011] 旋转模块包括第一旋转元件和第二旋转元件,第一旋转元件为旋转支点,第一旋转元件设置于第一旋转轴上的固定部及活动部中间;第二旋转元件为夹持弹性体,该此夹持弹性体分为外侧及内侧,至少其中一侧与固定部连接,而另一侧与活动部连接。
[0012] 光路调整元件改变光路路径,挂载于载体的承靠面上;载体的底部设置第一旋转元件;
[0013] 第一旋转元件由第一滚珠、第二滚珠及片状夹持弹性体组成,载体底部设置第一滚珠容置槽、第二滚珠容置槽;框架对应载体设置第三容置槽、第四容置槽;片状夹持弹性体为一平面薄弹片,内侧横梁与框架连接;外侧横梁与载体连接,中间的滚珠使载体与框架的产生高低差,进而产生弹片反力,使载体与框架共同夹持住滚珠达到稳定接触的状态;
[0014] 载体的第一滚珠容置槽中放置第一磁性元件,第二滚珠容置槽中放置第二磁性元件;对应面设置有第一线圈组件和第一线圈组件,当线圈组件获得电流讯号时,使两侧的驱动元件产生相反方向的驱动力;
[0015] 第一旋转元件中的的第一滚珠和第二滚珠,中间有相隔一定的距离,将第一滚珠和第二滚珠与载体接触的两个点拉成一个线段,当第一驱动元件产生驱动力的时候,载体与第一滚珠和第二滚珠受夹持力的关系会形成一个旋转支点,而第一滚珠和第二滚珠所连成的线段会成为第一旋转轴轴心,当有垂直第一旋转轴的力量出现时则会被第一滚珠和第二滚珠刚体结构所限制,导致驱动力产生的力量只能沿着第一旋转轴轴心旋转运动;配合第一驱动元件所产生的两侧相反方向力,可以转变成沿着第一旋转轴心旋转的旋转力,来达到载体于第一旋转轴上旋转运动。
[0016] 框架上所延伸的两个臂上设置第二旋转元件,第二旋转元件由第三滚珠和第四滚珠及第一夹持弹性体和第二夹持弹性体组成,框架两侧延伸的臂型结构底部设置第一滚珠容置槽和第二滚珠容置槽,其位置与底座的第一滚珠容置槽、第二滚珠容置槽对应;其中第一夹持弹性体和第二夹持弹性体本身为一平面薄弹片,弹片第一夹持弹性体的内侧及第二夹持弹性体的内侧与框架连接;第一夹持弹性体的外侧与第二夹持弹性体的外侧与底座连接,第一中间滚珠、第二中间滚珠可制作出框架与底座的高低差来产生弹片反力,使框架与底座共同夹持住第一中间滚珠、第二中间滚珠达到稳定接触的状态。
[0017] 本发明的优点特点是:
[0018] 1、本发明采用旋转支点及夹持弹性体来连结固定部与活动部达到载体旋转的功能,藉由此功能可有效的将光学调整元件进行旋转运动。并可抑制各种姿势情况下造成的光路调整元件受重力平移问题。
[0019] 2、本发明再多轴应用上可搭配多次的旋转支点及夹持弹性体相互堆栈达成,达到结构简单且微小化的多轴光学旋转装置。
[0020] 3、本发明利用初始状态为一平面形状的夹持弹性体,藉由内侧及外侧的承靠面高低差及中间配置滚珠保持高低差间距,产生一反向弹性回覆力来达到夹持功能。
[0021] 4、本发明于基板上放置位置传感器,藉由位置传感器的讯号反馈,位于基板上的控制模块可以进行电流输出及位置反馈达到光路径角度补偿的功能。

附图说明

[0022] 图1为本发明的爆炸图。
[0023] 图2为本发明的光路调整元件示意图。
[0024] 图3为本发明的载体底面示意图。
[0025] 图4为本发明的框架示意图。
[0026] 图5为本发明的第一旋转轴向部件剖面图。
[0027] 图6为本发明的第一驱动架构剖面图。
[0028] 图7为本发明的第二旋转轴向部件剖面图。
[0029] 图8为本发明的第二驱动架构剖面图。
[0030] 图9为本发明的框架示意图。

具体实施方式

[0031] 下面结合说附图1-9及附图标记对本发明进一步详细说明。
[0032] 本发明的旋转作用原理,乃是将旋转元件作为旋转支点,配合驱动元件于垂直旋转支点处产生驱动力,藉由力矩杠杆原理达到旋转运动。在实施例中旋转元件于旋转轴上可镜射摆置,两侧的旋转支点作用在同一轴上,而垂直于旋转支点的两侧有两个相反的驱动力,藉由力与力臂的关系,两侧驱动力皆可转换为同一旋转方向的旋转力而不会相互抵消,藉由此方法可有效增加旋转强度并增加整体架构稳定性;在结构限制情况下也可以将驱动力设置于同一个旋转方向上,此设计可同样产生旋转力,但力的分量无法全部抵销,剩下分力的部分藉由旋转元件于分力方向的刚性结构去抑制平移量来满足稳定的旋转轴心。
[0033] 一种旋转模块,主要由顶盖1、外壳2、光路调整元件3、第一旋转元件4、第二旋转元件5、载体6、第一驱动元件7、框架8、第二驱动元件9、底座10、基板11组合而成;
[0034] 其中旋转模块包括第一旋转元件4和第二旋转元件5,为光路调整元件3提供沿第一轴向上的旋转运动力,旋转模块与第一轴向上的固定部及活动部连接,相互连结处至少有两个以上的接触部,两个接触部之间具有距离,将所有接触部相互连线成一线段,此线段为第一轴向上的旋转轴心;
[0035] 其中光路调整元件3放置于旋转模块上,搭配驱动模块包括第一驱动元件7和第二驱动元件9,所产生的旋转力可改变光路径的角度;
[0036] 驱动模块产生旋转力使光路调整元件至少在第一轴向上进行旋转运动;
[0037] 载体6上设有光路调整元件3,载体6下部设有框架8;
[0038] 底座10与基板11连接;将外壳2罩设到底座10上,然后扣接有顶盖1。
[0039] 旋转模块包括第一旋转元件4和第二旋转元件5,第一旋转元件4为旋转支点,第一旋转元件4设置于第一旋转轴上的固定部及活动部中间;第二旋转元件5为夹持弹性体,该此夹持弹性体可分为外侧及内侧,至少其中一侧与固定部连接,而另一侧与活动部连接。
[0040] 第一旋转元件4为独立部件,也可以为载体或框架的延伸特征。
[0041] 第二旋转元件5夹持弹性体连结至固定部及活动部的连接面非共平面,藉由两平面的高度差可产生一夹持力,用以稳定且持续的使旋转支点与固定部及活动部相互连结。
[0042] 第二旋转元件5夹持弹性体,其连结至载体及框架的连接面非共平面,藉由两平面的高度差可产生一夹持力,用以稳定且持续的使旋转支点与载体及框架保持接触。
[0043] 第一驱动元件至少含有第一磁性元件及第一线圈组件,并相面对配置产生电磁驱动力。
[0044] 第一磁性元件及第一线圈组件,垂直放置于第一轴向的位置,并产生第一轴向旋转力。
[0045] 基板配置感测模块,用以量测载体于至少第一轴向上的旋转角度。
[0046] 光路调整元件3改变光路路径,挂载于载体6的承靠面上;载体6的底部设置第一旋转元件4;
[0047] 第一旋转元件4由第一滚珠41a、第二滚珠41b及片状夹持弹性体44组成,载体6底部设置第一滚珠容置槽43a、第二滚珠容置槽43b;框架8对应载体6设置第三容置槽42a、第四容置槽42b;在此实施例中一边为V型沟槽一边为方形沟槽,功能为限制滚珠位置即可,片状夹持弹性体44为一平面薄弹片,内侧横梁44a与框架8连接;外侧横梁44b与载体6连接,中间的滚珠使载体6与框架8的产生高低差,进而产生弹片反力,使载体6与框架8共同夹持住滚珠达到稳定接触的状态;
[0048] 载体6的第一滚珠容置槽43a中放置第一磁性元件71a,第二滚珠容置槽43b中放置第二磁性元件71b;对应面设置有第一线圈组件72a和第一线圈组件72b,当线圈组件获得电流讯号时,使两侧的驱动元件产生相反方向的驱动力;
[0049] 第一旋转元件4中的的第一滚珠41a和第二滚珠41b,中间有相隔一定的距离,将第一滚珠41a和第二滚珠41b与载体6接触的两个点拉成一个线段,当第一驱动元件7产生驱动力的时候,载体6与第一滚珠41a和第二滚珠41b受夹持力的关系会形成一个旋转支点,而第一滚珠41a和第二滚珠41b所连成的线段会成为第一旋转轴轴心,当有垂直第一旋转轴的力量出现时则会被第一滚珠41a和第二滚珠41b刚体结构所限制,导致驱动力产生的力量只能沿着第一旋转轴轴心旋转运动;配合第一驱动元件所产生的两侧相反方向力,可以转变成沿着第一旋转轴心旋转的旋转力,来达到载体6于第一旋转轴上旋转运动。
[0050] 框架8上所延伸的两个臂上设置第二旋转元件5,第二旋转元件由第三滚珠51a和第四滚珠51b及第一夹持弹性体52a和第二夹持弹性体52b组成,框架8两侧延伸的臂型结构底部设置第一滚珠容置槽81a和第二滚珠容置槽81b,其位置与底座10的第一滚珠容置槽101a、第二滚珠容置槽101b对应;其中第一夹持弹性体52a和第二夹持弹性体52b本身为一平面薄弹片,弹片第一夹持弹性体52a的内侧521a及第二夹持弹性体52b的内侧521b与框架
8连接;第一夹持弹性体52a的外侧522a与第二夹持弹性体52a的外侧522b与底座10连接,第一中间滚珠51a、第二中间滚珠51b可制作出框架8与底座10的高低差来产生弹片反力,使框架8与底座10共同夹持住第一中间滚珠51a、第二中间滚珠51b达到稳定接触的状态。
[0051] 实施例一说明:
[0052] 如图2所示,光路调整元件3在此实施例中为稜镜,作为光路改变路径方向所使用,其稜镜挂载于载体6的承靠面上。如图6所示,载体6的两侧设置两个容置槽,容置槽中放置第一磁性元件71a、第二磁性元件71b,而其面对位置设置第一线圈组件72a、第二线圈组件72b,当控制元件给予电流讯号时,两侧的第一驱动元件会产生相反方向的驱动力。
[0053] 其中第一旋转元件中4的第一滚珠41a和第二滚珠41b,中间有相隔一定的距离,可将第一滚珠41a和第二滚珠41b与载体6接触的两个点拉成一个线段,当第一驱动元件7产生驱动力的时候,载体6与第一滚珠41a和第二滚珠41b受夹持力的关系会形成一个旋转支点,而第一滚珠41a和第二滚珠41b所连成的线段会成为一第一旋转轴轴心,当有垂直第一旋转轴的力量出现时则会被第一滚珠41a和第二滚珠41b刚体结构所限制,导致驱动力产生的力量只能沿着第一旋转轴轴心旋转运动。配合第一驱动元件所产生的两侧相反方向力,可以转变成沿着第一旋转轴心旋转的旋转力,来达到载体6于第一旋转轴上旋转运动。
[0054] 如图9所示,框架的底面及侧面设置两个容置槽,容置槽中放置第三磁性元件91a、第四磁性元件91b,对应位置设置第三线圈组件92a、第四线圈组件92b,当控制元件给予电流时,两侧的驱动元件会产生同一旋转方向的驱动力。其中第二旋转元件中5的第三滚珠51a和第四滚珠51b,中间有相隔一定的距离,可将第三滚珠51a和第四滚珠51b与框架8接触的两个点拉成一个线段,当第二驱动元件产生驱动力的时候,框架8与第三滚珠51a和第四滚珠51b受夹持力的关系会变成一个支点,而第三滚珠51a和第四滚珠51b所连成的线段会成为一第二旋转轴的轴心,当有垂直第二旋转轴的力量出现时则会被第三滚珠51a和第四滚珠51b所限制,导致驱动力产生的力量只能沿着第二旋转轴轴心旋转运动。
[0055] 由于第二驱动元件9所产生出来的两个力无法相互抵销,故这两个力所产生的分量位移会被夹持的第三滚珠51a和第四滚珠51b及底座上的第一V形槽101a、第二V形槽101b刚体接触所限制住,导致此两分量的力不会造成光路调整元件的平移产生。
[0056] 第一旋转轴上设置有第一位置传感器101,第二旋转轴上有设置第二位置传感器102,第一位置传感器101、第二位置传感器102、第一驱动元件7及第二驱动元件9的讯号会与基板上的控制模块连结,藉由控制模块接收到位置第一位置传感器101、第二位置传感器
102数值反馈,可实时调整第一驱动元件7及第二驱动元件9的电流输出,满足光路调整元件的旋转运动及满足任何姿势变化下的指定角度位置。
[0057] 第二实施例说明:
[0058] 此实施例与第一实施例的差异为新框架80将第一滚珠41a和第二滚珠41b及第三滚珠51a和第四滚珠51b的特征直接在新框架80上成形,其余部件与实施例1相同,如此变更可以省去滚珠的组装工站及节省成本,达到更低成本的结构设计。
[0059] 在此实施例将滚珠特征长于框架上,在其他空间及应用上也可将此特征长在载体或底座上,亦可达到相同的功能。
[0060] 上述的说明,对本发明仅为说明性的,而非限制性,本领域具基本相关专业知识人员理解,在不脱离权利要求所限定的精神与范围的情况下,可以作出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围内。