CN111198474B - 光机模块 - Google Patents

Abstract

一种光机模块，包括壳体、光阀以及补偿模块。壳体具有开口。光阀具有主动面，该光阀配置于该壳体上且该光阀的该主动面从该壳体的该开口露出，该主动面用于提供光束。补偿模块配置于该壳体上，且包括位于光束的传递路径上的光学补偿元件、以及用以固持该光学补偿元件的散热支架，其中当主动面的一部分处于第一状态时，光束传递至并通过光学补偿元件，当主动面的一部分处于第二状态时，光束传递至该散热支架。本发明提供的光机模块借由避免散热模块产生晃动而提升散热模块的稳定性，以提升光阀的散热效率，进而提供良好的光学效果。

Description

光机模块

技术领域

本发明是有关于一种光学模块，且特别是有关于一种用于投影装置的光机模块。

背景技术

投影装置为一种用以产生画面的显示装置。投影装置的成像原理大体上是借由光阀将光源所产生的照明光束转换成影像光束，再借由镜头将影像光束投射到屏幕或墙面上。然而，在目前的光机模块中，用以传导光阀所累积的热的散热装置锁附于壳体上的方式易造成晃动，因而使得投影装置的成像品质下降。除此之外，需设置散热片，以将光阀在光机模块内部所累积的热传导至周边环境，而额外配置散热片造成成本的提高。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些不构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光机模块，借由避免散热模块产生晃动而提升散热模块的稳定性，以提升光阀的散热效率，进而提供良好的光学效果。

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。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种光机模块，包括壳体、光阀及补偿模块。壳体具有开口，且光阀具有主动面，该光阀配置于该壳体上且该光阀的该主动面从该壳体的该开口露出。光阀的主动面用于提供光束。补偿模块，配置于该壳体上，且包括位于光束传递路径上的光学补偿元件及用以固持该光学补偿元件的散热支架，其中当主动面的一部分处于第一状态时，光束传递至并通过光学补偿元件，当该主动面的一部分处于第二状态时，光束传递至该散热支架。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的光机模块中，光机模块借由至少三个固定元件与壳体的至少三个固定结构配合，将散热模块固定连接至壳体。可避免散热模块产生晃动而提升散热模块的稳定性，以提升光阀的散热效率，进而提供良好的光学效果。在本发明的其他光机模块中，补偿模块除了用以配置投影装置所需用的光学补偿片之外，还可用以在光机模块内实现散热及遮光的效果，以此增加光机模块内的可用空间，及/或降低花费成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的光机模块的立体示意图。

图2为图1的光机模块的分解示意图。

图3为图2的光机模块中的散热模块于另一视角的立体示意图。

图4为图1的光机模块的俯视示意图。

图5为图2的光机模块中的部分结构的立体示意图。

图6为本发明另一实施例的光机模块的立体示意图。

图7为图6的光机模块的分解示意图。

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一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。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1为本发明一实施例的光机模块的立体示意图。图2为图1的光机模块的分解示意图。请参考图1及图2，本实施例提供一种光机模块100，包括一壳体110、一光阀120、一散热模块130、至少三固定元件140以及一补偿模块200。具体而言，在本实施例中，光机模块100还包括一电路板160以及一光传导模块190。举例而言，电路板160可为印刷电路板(Printed circuit board，PCB)。光机模块100可配置于投影装置中，可将投影装置中光源所提供的照明光束转换成影像光束，并借由投影镜头(未绘示)更进一步转换成投影光束，以投射至投影目标(未绘示)，例如屏幕或墙面。在本实施例中，光机模块100使用RTIR光路架构，但本发明并不限于此。

光阀120例如是反射式光调变器或穿透式光调变器。以反射式光调变器为例，光阀120例如是液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)、数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)等。于一些实施例中，光阀120也可以是透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)，电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Maganeto-Optic modulator)、声光调变器(Acousto-Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器。光阀120具有主动面S1及热介面S2。主动面S1包括多个可动式反射镜面，用以接收照明光束并提供影像光束。热介面S2用以传递热能至周边环境。电路板160电性连接于光阀120，用以借由电讯号改变光阀120的多个可动式反射镜面的状态，例如启动状态或关闭状态。光传导模块190例如是棱镜组，用以将光阀120所提供的影像光束反射或折射传递至投影镜头。本发明对光阀120、电路板160及光传导模块190的型态及其种类并不加以限制。

在本实施例中，光阀120及光传导模块190配置于壳体110内，且电路板160配置于壳体110上。具体而言，壳体110包括上壳体110_1、下壳体110_2以及一开口114。光阀120配置于上壳体110_1中，且从壳体110的开口114露出。主动面S1用于提供光束(即上述影像光束)。光传导模块190位于上壳体110_1及下壳体110_2之间。电路板160例如可借由一个或多个电路板固定件240(例如，螺丝)锁附固定于壳体110上。图3为图2的光机模块中的散热模块于另一视角的立体示意图。请同时参考图1至图3。散热模块130配置于壳体110上，且电路板160位于散热模块130与光阀120之间。散热模块130具有散热接触面S3，用以接触光阀120的热介面S2，以将光阀120所产生的热传递至散热模块130的散热结构。详细而言，在本实施例中，散热模块130具有一凸出部134，且散热接触面S3位于此凸出部134的末端。在此实施例中，凸出部134呈方形，但本申请不局限于此。电路板160具有一凸出部穿孔162，而散热模块130的凸出部134穿过电路板160的凸出部穿孔162与光阀120的热介面S2接触。因此，光阀120可借由散热模块130的凸出部134直接接触而将热直接传递至周边环境。

图4为图1的光机模块的俯视示意图。请同时参考图1、图2及图4，壳体110还包括至少三个固定结构112，其中固定结构112的数量及位置对应于固定元件140的数量及位置。换句话说，固定结构112与固定元件140成对配置。固定结构112及固定元件140的数量可为三个或以上，以下说明将以三个为例，但本发明并不限于此。光机模块100可借由固定结构112与固定元件140的配合，使得散热模块130、电路板160或其他元件固定连接至壳体110。举例而言，壳体110可包括至少一电路板固定结构113，电路板160中开设至少一电路板穿孔1601、1602。例如，电路板固定件240可穿过电路板穿孔1601而锁附至壳体110上的电路板固定结构113，以此将电路板160固定至壳体110。详细而言，电路板固定结构113可为内设螺纹的固定柱，电路板固定件240例如可为螺丝，螺丝的杆部穿过电路板的电路板穿孔1601，从而与电路板固定结构113螺纹连接。然而，本申请不限定电路板固定结构113、或电路板固定件240的数目。在其他实施例中，可配置两个及以上的电路板固定结构113、及两个及以上的电路板固定件240，借由电路板固定件240与电路板固定结构113的锁附而使电路板受力均匀地固定于壳体上。举例而言，在壳体包含两个电路板固定结构113的实施例中，两个电路板固定结构113相对于电路板上用以使散热模块130的凸出部134穿过的凸出部穿孔162呈对称排布，以利电路板受力均匀，避免翘曲。本申请亦不限定电路板固定结构113、或电路板固定件240的形式。在其他实施例中，用以固定电路板160的电路板固定结构113及电路板固定件240可用其他的固定元件或固定结构取代或部分取代。举例而言，在其他实施例中，可用转接元件170(下文详述)代替电路板固定元件240。

详细而言，在本实施例中，固定结构112的至少其中一者为固定柱，且内设有螺纹，以下说明将以三个固定柱为例。散热模块130包含对应固定结构112数量的穿孔132，用以使固定元件140分别穿过穿孔132，且进一步与固定结构112连接固定，以达成配合。因此，当壳体110与固定元件140连接固定时，壳体110可借由固定结构112的柱状结构限定散热模块130及电路板160的水平方向位置，使整体结构更稳定。在其他实施例中，固定结构112可为内设有螺纹的固定穿孔，而固定元件140穿过散热模块130及电路板160而与固定结构112螺纹连接，以达成配合。然而，本申请不限定固定元件140与固定结构112的配合方式，二者可为直接连接，亦可为中间存在其他元件的间接连接。

在本实施例中，固定元件140例如是阶梯螺丝。在其他实施例中，亦可使用一般螺丝或其他种类的螺丝，本发明并不限于此。在本实施例中，在平行于光阀120的热介面S2的平面上，多个固定元件140构成三角形或其他多边形。举例而言，三个固定元件140在平行于热介面S2的平面上并不会三点连成一线。如此一来，可避免散热模块130产生晃动而提升散热模块130的稳定性，以提升光阀120的散热效率，进而提供良好的光学效果。

除此之外，在本实施例中，光机模块100还包括至少三弹簧件150。举例而言，三个弹簧件150分别连接于固定元件140与壳体110的固定结构112之间。具体而言，本实施例的三个弹簧件150套设于固定元件140上，即套设于阶梯螺丝的阶梯结构部分。额外地或附加地，散热模块130的穿孔132可包含弹簧件承靠面133，当弹簧件150套接于固定元件140上而将散热模块130固定于壳体上时，弹簧件150抵靠于穿孔132的弹簧件承靠面133上。如此一来，可进一步提供散热模块130与壳体110的缓冲空间，以消除散热模块130固定至壳体110时所产生的公差。在本实施例中，弹簧件150例如为螺旋压缩弹簧，但在其他实施例中，亦可选用盘状弹簧或上述两者的组合，本发明并不限于此。

在本实施例中，光机模块100还可包括至少一转接元件170。举例而言，在一个转接元件170的情形中，其固定连接于固定元件140其中一者与固定结构112其中一者之间。具体而言，壳体110中的一个固定结构112借由一个转接元件170与对应的固定元件140固定连接。换句话说，在本实施例中，壳体110中的三个固定结构112的长度彼此可相同或不同。转接元件170包含一内螺纹部172及一外螺纹杆部174(图2绘示的外螺纹杆部174仅为示意目的)。内螺纹部172用以固定连接固定元件140其中之一，且外螺纹杆部174固定连接壳体110中的固定结构112其中之一。在本实施例中，内螺纹部172与外螺纹杆部174为一体成型，例如是使用转接螺丝，但本发明并不限于此。因此，固定元件140可借由连接转接元件170而与固定结构112配合，进一步增加散热模块130与电路板160之间的稳定性。同时，可借由改变转接元件170的高度而改变散热模块130与电路板160的距离，进而调配良好的散热效果。额外地或附加地，转接元件170亦可用以辅助固定电路板160。举例而言，转接元件170的外螺纹杆部174可穿过电路板160的电路板穿孔1602，进而与固定结构112其中一者螺纹连接。在此情形中，连接至转接元件170的固定结构112与上述电路板固定结构113系定位成分布于电路板160上凸出部穿孔162的两侧且呈对称排布，以利电路板的稳定固定及受力均匀。

此外，光机模块100还可包括至少一辅助元件180，套接于例如一个转接元件170上，且位于转接元件170与一个固定结构112之间。在本实施例中，辅助元件180可选用盘状弹簧等弹性元件，但在其他实施例中，亦可选用类似于弹簧件150的螺旋压缩弹簧，本发明并不限于此。如此一来，使用固定元件140、转接元件170、辅助元件180及固定结构112的连接方式所产生的弹力，约等同于两倍的其他固定元件140直接与固定结构112的连接方式所产生的弹力。举例而言，当完成组装时，施加于光阀120的压力可不超过12kg。因此，可进一步提供散热模块130与壳体110的缓冲空间，以消除散热模块130固定至壳体110时所产生的公差。

在本实施例中，在固定元件140与固定结构112之间设置有转接元件170及辅助元件180的情形中，固定结构112可设计为高度较低的固定柱。换句话说，固定结构112的高度彼此可为相同或不同。或者是，在固定元件140与固定结构112之间设置有转接元件170及辅助元件180的情形中，固定元件140设计为长度较短的螺丝或阶梯螺丝，以达成稳固的配合，但本发明并不限于此。

图5为图2的光机模块中的部分结构的立体示意图。请参考图1、图2及图5，在本实施例中，补偿模块200配置于壳体110上，且可从壳体110的一槽口116嵌入至壳体110内以完成配置。详细而言，补偿模块200包括光学补偿元件220以及散热支架210，散热支架210位于光阀120与光学补偿元件220之间。光学补偿元件220位于光束的传递路径上，例如是B270光学补偿片，用以补偿光束的光程差。散热支架210用以固持光学补偿元件220，光传导模块190位于光阀120与补偿模块200的光学补偿元件220之间。

光阀120的主动面S1可借由电讯号加以控制，而在不同的状态之间切换。在以下的说明中，定义第一状态为光阀120内所包含的例如一部分的可动式反射镜面呈启动时的状态，在此状态下，此部分的可动式反射镜面将光机模块100内的照明光束转换成影像光束，并使其传递至投影镜头。定义第二状态为光阀120内所包含的例如一部分的可动式反射镜面呈关闭的状态，在此状态下，此部分的可动式反射镜面停止传递影像光束至投影镜头处。在本实施例中，当光阀120中的一部分反射镜面处于第一状态时，使得光束传递至并通过光学补偿元件220。当光阀120中的该部分反射镜面处于第二状态时，使得光束传递至散热支架210。因此，可借由传递光束的方式，将热传递至散热支架210以进行散热。换句话说，在本实施例中，补偿模块200除了用以配置投影装置所需用的光学补偿片之外，还可用以在光机模块100内实现散热及遮光的效果，以此进一步增加光机模块100内的可用空间，及/或降低花费成本。

更详细而言，在本实施例中，散热支架210的横剖面呈L型，且可包括散热部212及支架部214。散热部212可固定于壳体110上。支架部214可用以固持光学补偿元件220且可穿过壳体110上的槽口116，使得散热支架210将光学补偿元件220架设于光束的传递路径上。在本实施例的架构(例如，RTIR(Reverse Total Internal prism)光路架构)中，散热支架210的支架部214与光阀120分别位于光传导模块190的相邻两侧，但本发明并不限于此。在本施实例中，散热部212与支架部214为一体成型，但在其他实施例中，散热部212与支架部214可为单独的元件，其可加以组装，以构成散热支架210。

在本实施例中，散热支架210还包括多个夹持结构216，用以夹持光学补偿元件220。此外，在本实施例中，散热支架210还可包括多个凹槽218，而补偿模块200还可包括多个粘着件230，这些粘着件230可填充于该些凹槽218中。在本实施例中，粘着件230为UV胶，但本发明并不限于此。因此，光学补偿元件220除了可借由夹持结构216限位于散热支架210上之外，还可借由粘着件230粘附并固定于散热支架210上。如此一来，可进一步增加补偿模块200的稳定性，使光机模块100具有良好的光学效果。本发明不限定多个夹持结构216的数量及位置，其可为2～4个或更多，且多个夹持结构216可相对于所夹持的光学补偿元件220呈对称或非对称设置。

图6为本发明另一实施例的光机模块的立体示意图。图7为图6的光机模块的分解示意图。请参考图6及图7，本实施例的光机模块100A类似于图1的光机模块100。两者在差别在于，在本实施例中，光机模块100A使用TIR光路架构。在此实施例中，补偿模块200中散热支架210的支架部214与光阀120(图中未绘示)分别位于光传导模块190的相对两侧。因此，在本实施例中，当光阀120中的一部分反射镜面处于第一状态时，使得光束传递通过光学补偿元件220。当光阀120中的该部分反射镜面处于第二状态时，使得光束传递至位在侧向上的散热支架210。如此一来，补偿模块200除了用以配置投影装置所需用的光学补偿片之外，还可用以在光机模块100内实现散热及遮光的效果，进一步增加光机模块100内的可用空间，及/或降低花费成本。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的光机模块中，光机模块借由至少三个固定元件与壳体的至少三个固定结构配合，将散热模块固定连接至壳体。可避免散热模块产生晃动而提升散热模块的稳定性，以提升光阀的散热效率，进而提供良好的光学效果。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及发明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成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检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

100、100A：光机模块

110：壳体

110_1：上壳体

110_2：下壳体

112：固定结构

113：电路板固定结构

114：开口

116：槽口

120：光阀

130：散热模块

132：穿孔

133：弹簧件承靠面

134：凸出部

140：固定元件

150：弹簧件

160：电路板

1601：电路板穿孔

1602：电路板穿孔

162：凸出部穿孔

170：转接元件

172：内螺纹部

174：外螺纹杆部

180：辅助元件

190：光传导模块

200：补偿模块

210：散热支架

212：散热部

214：支架部

216：夹持结构

218：凹槽

220：光学补偿元件

230：粘着件

240：电路板固定件

S1：主动面

S2：热介面

S3：散热接触面。

Claims (10)

1.一种光机模块，其特征在于，包括壳体、光阀、补偿模块以及光传导模块，其中：

所述壳体具有开口；

所述光阀具有主动面，所述光阀配置于所述壳体上且所述光阀的所述主动面从所述壳体的所述开口露出，所述主动面用于提供光束；

所述补偿模块配置于所述壳体上，包括光学补偿元件以及散热支架，其中：

所述光学补偿元件位于所述光束的传递路径上；以及

所述散热支架用以固持所述光学补偿元件，其中当所述主动面的一部分处于第一状态时，所述光束传递至并通过所述光学补偿元件，当所述主动面的一部分处于第二状态时，所述光束传递至所述散热支架；以及

所述光传导模块配置于所述壳体上，且沿着所述光束的传递路径位于所述光阀与所述补偿模块的所述光学补偿元件之间，所述光传导模块为棱镜组，所述光学补偿元件用以补偿所述光束的光程差，且所述散热支架邻近于所述光阀，

其中，所述壳体上还设有槽口，用以使所述光学补偿元件以及所述散热支架嵌入至所述壳体内。

2.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述散热支架的横剖面呈L型。

3.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述散热支架位于所述光阀与所述补偿模块的所述光学补偿元件之间。

4.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述散热支架包括散热部及支架部，其中所述散热部借由至少一固定元件固定于所述壳体上，且所述支架部用以固持所述光学补偿元件且用以穿过所述壳体上的所述槽口，使得所述散热支架将所述光学补偿元件架设于穿过所述光传导模块的所述光束的传递路径上。

5.根据权利要求4所述的光机模块，其特征在于，所述散热支架的所述支架部与所述光阀分别位于所述光传导模块的相邻两侧。

6.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述散热支架包括多个夹持结构，用以夹持所述光学补偿元件。

7.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述补偿模块的所述散热支架上设置多个凹槽，所述光学补偿元件借由填充于所述多个凹槽中的多个粘着件而固定于所述散热支架。

8.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，还包括：

散热模块，配置于所述壳体上，且配置成与所述光阀接触。

9.根据权利要求1所述的光机模块，其特征在于，所述补偿模块的所述散热支架与所述壳体为一体成型。

10.根据权利要求4所述的光机模块，其特征在于，所述散热支架的所述支架部与所述光阀分别位于所述光传导模块的相对两侧。

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