CN102033289A - 棱镜调整装置与投影装置 - Google Patents

Abstract

一种棱镜调整装置，包括一承载件、一传动件、一棱镜模组与一线性限位模组。承载件具有一承载基座与配置于承载基座上的一弧形导轨。传动件枢设于承载基座上。棱镜模组包括一棱镜支持件与一棱镜。棱镜支持件滑设于弧形导轨上且枢设于传动件上。棱镜固定于棱镜支持件上。线性限位模组包括一线性导轨与一限位滑动件。线性导轨配置于承载基座且沿着一第一轴向延伸。限位滑动件滑设于线性导轨上。棱镜支持件滑设于限位滑动件上，使得棱镜支持件适于相对于限位滑动件而沿着一第二轴向移动。此外，具有上述棱镜调整装置的投影装置亦被提出。

Description

棱镜调整装置与投影装置

技术领域

本发明关于一种棱镜调整装置，且特别是关于一种具有此棱镜调整装置的投影装置。

背景技术

投影装置的光源模组、棱镜与合光元件之间的相对位置和投影装置所投射出的影像品质息息相关。光源模组通常具有多个光源，且棱镜将这些光源发出的光束反射至合光元件，以增加投影装置所投射出的影像亮度。当光源模组中的这些光源其中之一的发光功能失效时，棱镜移动至适当位置以避免投影装置所投射出的影像亮度过度衰减。

棱镜的调整方式揭露于许多专利，例如美国专利公开号US2007/0071430的图14以及美国专利号US7,201,498的图3。上述习知技术中，棱镜可作一维或二维的线性移动，以达到调整棱镜位置的目的。然而，习知技术的棱镜的位置的调整方式并无法满足其他设计者的不同需求。

发明内容

本发明提供一种棱镜调整装置，其棱镜可沿着一弧型导轨移动且棱镜的指向不变。

本发明提供一种投影装置，投影装置的棱镜调整装置的棱镜可沿着一弧型导轨移动且棱镜的指向不变。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例提出一种棱镜调整装置，包括一承载件(carrying element)、一传动件(transmission element)、一棱镜模组(prism module)与一线性限位模组(linear limiting module)。承载件具有一承载基座(carrying base)与配置于承载基座上的一第一弧形导轨(arc-shaped guide rail)。传动件枢设于承载基座上。

棱镜模组包括一棱镜支持件(prism holder)与一棱镜。棱镜支持件滑设于第一弧形导轨上且枢设于传动件上。传动件与承载基座的枢接处和棱镜支持件与传动件的枢接处维持一第一预定距离(predetermined distance)。棱镜支持件与传动件的枢接处和棱镜支持件与第一弧形导轨的滑接处维持一第二预定距离。棱镜固定于棱镜支持件上。

线性限位模组包括一线性导轨(linear guide rail)与一限位滑动件(limiting sliding element)。线性导轨配置于承载基座上且沿着一第一轴向延伸。限位滑动件滑设于线性导轨上。棱镜支持件滑设于限位滑动件上，使得棱镜支持件适于相对于限位滑动件而沿着一第二轴向移动。第一轴向垂直于第二轴向。第一预定距离与第二预定距离平行第一轴向与第二轴向所在的一假想平面。

在本发明的一实施例中，上述的第一弧形导轨为一弧形导槽(arc-shaped trench)且贯穿承载基座。棱镜支持件包括一支持本体(holding body)与一第一螺栓。棱镜固定于支持本体上。第一螺栓适于穿过第一弧形导轨而固定于支持本体上，使得支持本体不脱离承载基座且使得棱镜支持件滑设于第一弧形导轨上。

在本发明的一实施例中，上述的承载件还具有一第二弧形导轨，第二弧形导轨为一贯穿承载基座的弧形导槽。传动件包括一第一插拴(pin)。第一插拴适于穿过第二弧形导轨而插入棱镜支持件，使得棱镜支持件枢设于传动件上。

在本发明的一实施例中，上述的传动件包括一扇形齿轮(sector wheel)与一连接件。扇形齿轮枢设于承载件上，并且连接件连接至扇形齿轮上且枢接至棱镜支持件上。此外，棱镜调整装置还包括一驱动马达(driving motor)，驱动马达具有一啮合扇形齿轮的转轴(rotational shaft)。

在本发明的一实施例中，上述的承载件包括一第二插拴，第二插拴配置于承载基座上且适于插入传动件，使得传动件枢设于承载基座上。此外，棱镜调整装置还包括一第二螺栓，承载件还具有一第三弧形导轨，第三弧形导轨为一贯穿承载基座的弧形导槽。第二螺栓适于穿过第三弧形导轨而固定于传动件上，使得传动件不脱离承载基座。另外，棱镜调整装置还包括一支撑件(supporting element)，配置于承载基座上且顶靠传动件，使得传动件不脱离承载基座。

在本发明的一实施例中，上述的限位滑动件具有一突出柱(protruding rod)，棱镜支持件包括一套管(sleeve)。套管套设突出柱，使得棱镜支持件滑设于限位滑动件上。

在本发明的一实施例中，上述的线性导轨为一导杆(guiding rod)。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例提出一种投影装置，包括一照明装置(illumination device)、一光阀(light valve)与一投影镜头(projection lens)。照明装置包括上述棱镜调整装置、一第一光源(light source)、一第二光源与一合光元件(light homogenizer)。第一光源适于向棱镜发射一第一光束，第二光源适于向棱镜发射一第二光束。合光元件适于接收经由棱镜反射后的第一光束与第二光束，且适于传输一照明光束(illumination beam)。光阀位于照明光束的传递路径上，且适于将照明光束转换为一影像光束(image beam)。投影镜头位于影像光束的传递路径上，且适于将影像光束投射至一屏幕。

由于传动件枢设于承载基座上，棱镜支持件滑设于第一弧形导轨上且枢设于传动件上，并且棱镜支持件滑设于限位滑动件上，所以当传动件转动以带动棱镜模组时，棱镜模组受限于第一弧形导轨与限位滑动件，使得棱镜模组沿着第一弧形导轨移动且棱镜模组不转动。因此，与习知技术相较，本发明的实施例的棱镜调整装置与具有棱镜调整装置的投影装置可提供设计者另一种不同的棱镜移动方式的选择。

为让本发明的实施例的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图，作如下的详细说明。

附图说明

图1A绘示本发明第一实施例的一种棱镜调整装置的立体组合示意图。

图1B绘示图1A的棱镜调整装置的另一立体组合示意图。

图1C绘示图1A的棱镜调整装置的立体分解示意图。

图1D绘示图1B的棱镜调整装置的立体分解示意图。

图1E绘示图1A的承载件的另一立体示意图。

图1F绘示图1A的棱镜调整装置的剖面示意图。

图2A绘示图1A的棱镜调整装置的棱镜模组处于第一位置的仰视示意图。

图2B绘示图1A的棱镜调整装置的棱镜模组处于第二位置的仰视示意图。

图3绘示本发明第一实施例的一种具有棱镜调整装置的投影装置的示意图。

图4A绘示本发明第二实施例的一种棱镜调整装置的立体组合示意图。

图4B绘示图4A的棱镜调整装置的立体分解示意图。

图4C绘示图4A的棱镜调整装置的剖面示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A绘示本发明第一实施例的一种棱镜调整装置的立体组合示意图。图1B绘示图1A的棱镜调整装置的另一立体组合示意图。图1C绘示图1A的棱镜调整装置的立体分解示意图。图1D绘示图1B的棱镜调整装置的立体分解示意图。图1E绘示图1A的承载件的另一立体示意图。图1F绘示图1A的棱镜调整装置的剖面示意图。请参考图1A至图1F，第一实施例的棱镜调整装置200包括一承载件210、一传动件220、一棱镜模组230、一线性限位模组240、一驱动马达250与一第二螺栓260。

承载件210具有一承载基座212、一第一弧形导轨214、一第二弧形导轨215、一第三弧形导轨216与一第二插拴218。承载基座212具有彼此相对的一第一承载面212a与一第二承载面212b。第一弧形导轨214、第二弧形导轨215与第三弧形导轨216配置于承载基座212上，且分别为一贯穿承载基座212的弧形导槽。第二插拴218配置于承载基座212的第二承载面212b上。

传动件220配置于承载基座212的第二承载面212b上，且包括一扇形齿轮222、一连接件224与一第一插栓226。连接件224连接至扇形齿轮222，且第一插栓226配置于连接件224上。第一插拴226穿过第二弧形导轨215。承载件210的第二插栓218插入传动件220的扇形齿轮222，使得传动件220枢设于承载件210的承载基座212上。此外，第二螺栓260适于穿过第三弧形导轨216而固定于传动件220的扇形齿轮222上，使得传动件220不脱离承载基座212。另外，驱动马达250具有一转轴252，转轴252啮合扇形齿轮222。

棱镜模组230配置于承载基座212的第一承载面212a上，且包括一棱镜支持件232与一棱镜234。棱镜支持件232包括一支持本体232a、一第一螺栓232b与至少一套管232c(图1D示意地绘示两个)。棱镜支持件232的支持本体232a与传动件220分别位于承载基座212的相对两侧。棱镜234固定于支持本体232a上，且套管232c配置于支持本体232a上。第一螺栓232b适于穿过第一弧形导轨214而固定于支持本体232a上，使得支持本体232a不脱离承载基座212且使得棱镜支持件232滑设于第一弧形导轨214。此外，传动件220的第一插拴226插入棱镜支持件232的支持本体232a，使得棱镜支持件232枢设于传动件220。换言之，传动件220的连接件224藉由第一插拴226插入棱镜支持件232的支持本体232a的方式而枢接至棱镜支持件232。

传动件220与承载基座212的枢接处和棱镜支持件232与传动件220的枢接处维持一第一预定距离D1。换言之，在本实施例中，承载件210的第二插栓218和传动件220的第一插栓226相距第一预定距离D1。此外，棱镜支持件232与传动件220的枢接处和棱镜支持件232与第一弧形导轨214的滑接处维持一第二预定距离D2。换言之，在本实施例中，传动件220的第一插栓226和棱镜支持件的第一螺栓232b相距第二预定距离D2。

线性限位模组240包括一线性导轨242与一限位滑动件244。线性导轨242例如为一导杆，线性导轨242配置于承载基座212的第一承载面212a上且沿着一第一轴向A1延伸。限位滑动件244滑设于线性导轨242上，且限位滑动件244具有至少一突出柱244a(图1D示意地绘示两个)。棱镜支持件232的套管232c套设突出柱244a，使得棱镜支持件232滑设于限位滑动件244上。进言之，棱镜支持件232适于相对于限位滑动件244而沿着一第二轴向A2移动。第一轴向A1垂直于第二轴向A2。此外，第一预定距离D1与第二预定距离D2平行第一轴向A1与第二轴向A2所在的一假想平面。

图2A绘示图1A的棱镜调整装置的棱镜模组处于第一位置的仰视示意图。图2B绘示图1A的棱镜调整装置的棱镜模组处于第二位置的仰视示意图。在此必须说明的是，为了方便说明起见，图2A与图2B省略绘示棱镜调整装置的部分这些构件。此外，图2A与图2B中的第一弧形导轨214、第二弧形导轨215与第三弧形导轨216以虚线绘示。请参考图1F、图2A与图2B，当驱动装置250的转轴252转动以驱动传动件220的扇形齿轮222，使得棱镜模组230由图2A所示的第一位置S1移动至图2B所示的第二位置S2时，传动件220的连接件224带动棱镜支持件232，且棱镜模组230受限于第一弧形导轨214与限位滑动件244，使得棱镜模组230沿着第一弧形导轨214移动且棱镜模组230不转动。

换言之，当棱镜模组230由图2A所示的第一位置S1移动至图2B所示的第二位置S2时，限位滑动件244沿着第一轴向A1移动，且棱镜模组230相对于限位滑动件244而沿着第二轴向A2移动(亦即，棱镜模组230的棱镜234的指向不变)。

图3绘示本发明第一实施例的一种具有棱镜调整装置的投影装置的示意图。请参考图1A与图3，本实施例的投影装置20包括一照明装置22、一光阀24与一投影镜头26。照明装置22包括棱镜调整装置200、一第一光源22a、一第二光源22b与一合光元件22c。第一光源22a适于向棱镜234发射一第一光束L1，第二光源22b适于向棱镜发射一第二光束L2。合光元件22c适于接收经由棱镜234反射后的第一光束L1与第二光束L2，且适于传输一照明光束B1。光阀24位于照明光束B1的传递路径上，且适于将照明光束B1转换为一影像光束B2。投影镜头26位于影像光束B2的传递路径上，且适于将影像光束B2投射至一屏幕N1。

图4A绘示本发明第二实施例的一种棱镜调整装置的立体组合示意图。图4B绘示图4A的棱镜调整装置的立体分解示意图。图4C绘示图4A的棱镜调整装置的剖面示意图。请参考图4A、图4B与图4C，第二实施例的棱镜调整装置300与第一实施例的棱镜调整装置200的主要不同之处在于，棱镜调整装置300省略第二螺栓260的配置而增设一支撑件360。支撑件360例如藉由螺丝锁固的方式配置于承载基座312的第二承载面312b上且顶靠传动件320的扇形齿轮322，使得传动件320不脱离承载基座312。

综上所述，本发明的实施例的棱镜调整装置至少具有以下其中之一或其他优点。由于传动件枢设于承载基座上，棱镜支持件滑设于第一弧形导轨上且枢设于传动件上，并且棱镜支持件滑设于限位滑动件上，所以当传动件转动以带动棱镜模组时，棱镜模组受限于第一弧形导轨与限位滑动件，使得棱镜模组沿着第一弧形导轨移动且棱镜模组不转动。因此，与习知技术相比较，本发明的实施例的棱镜调整装置与具有棱镜调整装置的投影装置可提供设计者另一种不同的棱镜移动方式的选择。

虽然如上面所述本发明已以实施例揭露，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达到本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件的检索，并非用来限制本发明的权利范围。

主要符号名称列表

20：投影装置

22：照明装置

22a、22b：光源

22c：合光元件

24：光阀

26：投影镜头

200、300：棱镜调整装置

210：承载件

212、312：承载基座

212a、212b、312b：承载面

214、215、216：弧形导轨

218、226：插栓

220、320：传动件

222、322：扇形齿轮

224：连接件

230：棱镜模组

232：棱镜支持件

232a：支持本体

232b、260：螺栓

232c：套管

234：棱镜

240：线性限位模组

242：线性导轨

244：限位滑动件

244a：突出柱

250：驱动马达

252：转轴

360：支撑件

A1、A2：轴向

B1：照明光束

B2：影像光束

D1、D2：预定距离

L1：L2：光束

N1：屏幕

S1、S2：位置。

Claims (20)

1.一种棱镜调整装置，包括：

一承载件，具有一承载基座与配置于该承载基座上的一第一弧形导轨；

一传动件，枢设于该承载基座上；

一棱镜模组，包括：

一棱镜支持件，滑设于该第一弧形导轨上且枢设于该传动件上，其中该传动件与该承载基座的枢接处和该棱镜支持件与该传动件的枢接处维持一第一预定距离，并且该棱镜支持件与该传动件的该枢接处和该棱镜支持件与该第一弧形导轨的滑接处维持一第二预定距离；以及

一棱镜，固定于该棱镜支持件上；以及

一线性限位模组，包括：

一线性导轨，配置于该承载基座上且沿着一第一轴向延伸；以及

一限位滑动件，滑设于该线性导轨上，其中该棱镜支持件滑设于该限位滑动件上，使得该棱镜支持件适于相对于该限位滑动件而沿着一第二轴向移动，该第一轴向垂直于该第二轴向，且该第一预定距离与该第二预定距离平行该第一轴向与该第二轴向所在的一平面。

2.如权利要求1所述的棱镜调整装置，其中该第一弧形导轨为一弧形导槽且贯穿该承载基座，该棱镜支持件包括一支持本体与一第一螺栓，该棱镜固定于该支持本体上，该第一螺栓适于穿过该第一弧形导轨而固定于该支持本体上，使得该支持本体不脱离该承载基座且使得该棱镜支持件滑设于该第一弧形导轨上。

3.如权利要求1所述的棱镜调整装置，其中该承载件还具有一第二弧形导轨，该第二弧形导轨为一贯穿该承载基座的弧形导槽，该传动件包括一第一插拴，该第一插拴适于穿过该第二弧形导轨而插入该棱镜支持件，使得该棱镜支持件枢设于该传动件上。

4.如权利要求1所述的棱镜调整装置，其中该传动件包括一扇形齿轮与一连接件，该扇形齿轮枢设于该承载件上，并且该连接件连接至该扇形齿轮上且枢接至该棱镜支持件上。

5.如权利要求4所述的棱镜调整装置，还包括一驱动马达，具有一啮合该扇形齿轮的转轴。

6.如权利要求1所述的棱镜调整装置，其中该承载件包括一第二插拴，该第二插拴配置于该承载基座上且适于插入该传动件，使得该传动件枢设于该承载基座上。

7.如权利要求6所述的棱镜调整装置，还包括一第二螺栓，该承载件还具有一第三弧形导轨，该第三弧形导轨为一贯穿该承载基座的弧形导槽，该第二螺栓适于穿过该第三弧形导轨而固定于该传动件上，使得该传动件不脱离该承载基座。

8.如权利要求6所述的棱镜调整装置，还包括一支撑件，配置于该承载基座上且顶靠该传动件，使得该传动件不脱离该承载基座。

9.如权利要求1所述的棱镜调整装置，其中该限位滑动件具有一突出柱，该棱镜支持件包括一套管，该套管套设该突出柱，使得该棱镜支持件滑设于该限位滑动件上。

10.如权利要求1所述的棱镜调整装置，其中该线性导轨为一导杆。

11.一种投影装置，包括：

一照明装置，包括：

一棱镜调整装置，包括：

一承载件，具有一承载基座与配置于该承载基座上的一第一弧形导轨；

一传动件，枢设于该承载基座上；

一棱镜模组，包括：

一棱镜支持件，滑设于该第一弧形导轨上且枢设于该传动件上，其中该传动件与该承载基座的枢接处和该棱镜支持件与该传动件的枢接处维持一第一预定距离，并且该棱镜支持件与该传动件的该枢接处和该棱镜支持件与该第一弧形导轨的滑接处维持一第二预定距离；以及

一棱镜，固定于该棱镜支持件上；以及

一线性限位模组，包括：

一线性导轨，配置于该承载基座上且沿着一第一轴向延伸；以及

一限位滑动件，滑设于该线性导轨上，其中该棱镜支持件滑设于该限位滑动件上，使得该棱镜支持件适于相对于该限位滑动件而沿着一第二轴向移动，该第一轴向垂直于该第二轴向，且该第一预定距离与该第二预定距离平行该第一轴向与该第二轴向所在的一平面；

一第一光源，适于向该棱镜发射一第一光束；

一第二光源，适于向该棱镜发射一第二光束；以及

一合光元件，适于接收经过该棱镜作用后的该第一光束与该第二光束，且适于传输一照明光束；

一光阀，位于该照明光束的传递路径上，且适于将该照明光束转换为一影像光束；以及

一投影镜头，位于该影像光束的传递路径上，且适于将该影像光束投射至一屏幕。

12.如权利要求11所述的投影装置，其中该第一弧形导轨为一弧形导槽且贯穿该承载基座，该棱镜支持件包括一支持本体与一第一螺栓，该棱镜固定于该支持本体上，该第一螺栓适于穿过该第一弧形导轨而固定于该支持本体上，使得该支持本体不脱离该承载基座且使得该棱镜支持件滑设于该第一弧形导轨上。

13.如权利要求11所述的投影装置，其中该承载件还具有一第二弧形导轨，该第二弧形导轨为一贯穿该承载基座的弧形导槽，该传动件包括一第一插拴，该第一插拴适于穿过该第二弧形导轨而插入该棱镜支持件，使得该棱镜支持件枢设于该传动件上。

14.如权利要求11所述的投影装置，其中该传动件包括一扇形齿轮与一连接件，该扇形齿轮枢设于该承载件上，并且该连接件连接至该扇形齿轮上且枢接至该棱镜支持件上。

15.如权利要求14所述的投影装置，其中该棱镜调整装置还包括一驱动马达，具有一啮合该扇形齿轮的转轴。

16.如权利要求11所述的投影装置，其中该承载件包括一第二插拴，该第二插拴配置于该承载基座上且适于插入该传动件，使得该传动件枢设于该承载基座上。

17.如权利要求16所述的投影装置，其中该棱镜调整装置还包括一第二螺栓，该承载件还具有一第三弧形导轨，该第三弧形导轨为一贯穿该承载基座的弧形导槽，该第二螺栓适于穿过该第三弧形导轨而固定于该传动件上，使得该传动件不脱离该承载基座。

18.如权利要求16所述的投影装置，其中该棱镜调整装置还包括一支撑件，配置于该承载基座上且顶靠该传动件，使得该传动件不脱离该承载基座。

19.如权利要求11所述的投影装置，其中该限位滑动件具有一突出柱，该棱镜支持件包括一套管，该套管套设该突出柱，使得该棱镜支持件滑设于该限位滑动件上。

20.如权利要求11所述的投影装置，其中该线性导轨为一导杆。

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