CN111736289B - 光学模块 - Google Patents

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Abstract

一种光学模块，包括第一承座以及第二承座。该第一承座包括第一承载部以及斜面，该第一承载部用以承载第一光学组件，该斜面设置于该第一承载部的第一端面的周缘。该第二承座包括第二承载部以及凸出部，该第二承载部用以承载第二光学组件，该第二承载部的第二端面面向该第一承载部的该第一端面，该凸出部自该第二承载部的该第二端面朝该第一承载部延伸而出，并用以接触该斜面，且当该凸出部接触该斜面时，该斜面在由该第一承载部至该第二承载部的一方向上未暴露该凸出部。

Description

光学模块
技术领域
本发明是有关于一种光学模块，特别是指一种能简化组装过程的光学模块。
背景技术
一般的光学模块通常包括光源与透镜，且在光学模块的组装过程中，常常需要调整光源相对于透镜的位置(或透镜相对于光源的位置)以实现光学设计。因此，在承载透镜的一承座外常常提供有相对应于欲调整方向(例如X、Y及Z方向)的复数个螺丝，而使用者可以藉由转动螺丝来移动承座，进而调整透镜相对于光源的位置。
然而，上述组装过程繁琐，且仅适用对于调整精度需求较低的光学模块。为了满足对于调整精度需求较高的光学模块，另一种调整方式为提供一调整机构(例如齿轮箱)。调整机构一方面藉由其复杂的设计来提供帮助，使光学模块内的组件可经受高精度的调整，但另一方面，也造成了光学模块成本的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的光学模块的上述缺陷，提供一种光学模块，可简化组装过程并降低成本。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供光学模块的其中一实施例包括第一承座以及第二承座。该第一承座包括第一承载部以及斜面，该第一承载部用以承载第一光学组件，该斜面设置于该第一承载部的第一端面的周缘。该第二承座包括第二承载部以及凸出部，该第二承载部用以承载第二光学组件，该第二承载部的第二端面面向该第一承载部的该第一端面，该凸出部自该第二承载部的该第二端面朝该第一承载部延伸而出，并用以接触该斜面，且当该凸出部接触该斜面时，该斜面在由该第一承载部至该第二承载部的一方向上未暴露该凸出部。
在另一实施例中，该斜面沿该第一端面的该周缘倾斜。除了该凸出部以外，该第二承座上的其他部分都未接触该第一承座。该第一承载部的该第一端面具有第一开口，该第一开口暴露出该第一光学组件，该第一端面的该周缘围绕该第一开口，该第二承载部的该第二端面具有第二开口，该第二开口暴露出该第二光学组件，该凸出部设置于该第二端面上除了该第二开口以外的其他区域内。该第一承载部与该第二承载部的其中之一具有第三端面，该第三端面与该第一端面或第二端面相对且具有第三开口，该第三开口暴露该第一光学组件或该第二光学组件。该第一承座更包括另斜面，该些斜面彼此分隔地设置于该第一承载部的该第一端面的该周缘，该第二承座更包括另凸出部，该些凸出部分别对应该些斜面且彼此相隔开，每一该凸出部自该第二承载部的该第二端面朝该第一承载部延伸而出，并用以接触对应的该斜面，当该些凸出部的其中之一接触对应的该斜面时，该斜面在由该第一承载部至该第二承载部的该方向上未暴露该凸出部。当该凸出部接触该斜面时，该第一光学组件与该第二光学组件构成一光轴。
在另一实施例中，该第一光学组件与该第二光学组件的其中之一为一光源，该第一光学组件与该第二光学组件的其中之另一为透镜，该光源用以发出一光束，该透镜用以让该光束通过。该光学模块更包括光调变单元以及光导引单元，该光调变单元用以接收来自该透镜的该光束，并将一画面信息加入该光束以产生一影像光束，该光导引单元用以将该影像光束导引至人眼。该光调变单元位于该光导引单元与用来承载该透镜的该第一或第二承座之间。
在另一实施例中，在组装该光学模块时，使该凸出部接触该斜面，并藉由使该第一承座与该第二承座相对旋转和在垂直面上相对位移，使得该凸出部与该斜面相对位移，从而使该第一光学组件与该第二光学组件相对准并调整该第一光学组件与该第二光学组件的间距，以构成该光轴，该光轴垂直穿越该垂直面。
实施本发明的光学模块，具有以下有益效果：其改良用以承载光源与透镜的二个承座，因此，藉由简单的旋转操作即可调整光源相对于透镜的位置(或透镜相对于光源的位置)，并可实现高精度的调整。换言之，该光学模块不需使用到设计复杂的调整机构就能达成高精度的调整，因而可简化组装过程并降低成本。
附图说明
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
图1为本发明的其中一实施例的光学模块的示意图。
图2为图1中的透镜模块与光源模块的示意图。
图3为图2中的透镜模块与光源模块的爆炸图。
图4为图2中的透镜模块与光源模块于组装过程中的示意图。
图5为本发明的其中另一实施例的光学模块的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的其中一实施例的光学模块100包括透镜模块1、光源模块3、光调变单元5以及成像镜头7，其中，光源模块3产生一光束L1，该光束L1通过透镜模块1，并被光调变单元5转变为影像光束L2后藉由成像镜头7投影出去。以下详细说明透镜模块1与光源模块3的组装：
请参阅图2及3，透镜模块1包括透镜承座11以及透镜13，而透镜承座11包括第一承载部111、凸缘部113以及复数个斜面115。于本实施例中，第一承载部111大致上为中空的圆柱体，且用以承载透镜13，而凸缘部113自第一承载部111上靠近光源模块3的一端部沿着第一承载部111的径向延伸而出。此外，凸缘部113上朝向光源模块3的第一端面的一周缘设置有彼此分隔的这些斜面115，其中，每斜面115都沿着第一承载部111的周向弯曲，使这些斜面115构成一环。若由第一承载部111的径向观察这些斜面115，可发现每斜面115都具有一最高点以及一最低点，换言之，每斜面115都沿着该第一端面的该周缘倾斜。
又如图3所示，光源模块3包括光源31以及光源承座33，而光源承座33包括第二承载部331以及复数个凸出部333。于本实施例中，第二承载部331大致上为一中空的长方体，且用以承载光源31，而这些凸出部333自第二承载部331上的第二端面朝透镜模块1延伸而出，并用以接触这些斜面115,其中第二承载部331的第二端面面向透镜模块1的该第一端面。值得注意的是，这些凸出部333相对于这些斜面115设置。
该第一端面具有第一开口117，该第一端面的该周缘围绕第一开口117，而第一开口117用以暴露出透镜13。该第二端面具有第二开口(未绘示，因为图3视角的关系而无法看到)，该第二开口用以暴露出光源31，且这些凸出部333设置于该第二端面上除了该第二开口以外的其他区域内。此外，第一承载部111更具有第三端面，而该第三端面与该第一端面相对，具有第三开口(未绘示，因为图3视角的关系而无法看到)，且用以暴露出透镜13，进而使光源模块3产生的该光束L1可藉由第一开口117与该第三开口通过透镜13。
于本实施例中，光源31为雷射二极管(Laser Diode,LD)，透镜13为准直透镜，该光调变单元为数字微镜装置(Digital Micromirror Device,DMD)。
请参阅图4，组装时，透镜13固定于透镜承座11的第一承载部111，而光源31固定于光源承座33的第二承载部331，以进行后续调整对位。具体而言，光源模块3相对于透镜模块1在一垂直面(即为图4中所示的x及y方向所构成的平面)上移动，以将光源31的中心调整对准透镜13的中心。光源31与透镜13对准后，将光源模块3沿着垂直于该垂直面的方向(即为图4中所示的z方向)相对于透镜模块1移动，以将这些凸出部333抵接于这些斜面115。当这些凸出部333接触这些斜面115时，透镜13与光源31构成垂直穿越该垂直面的光轴L，且这些斜面115在负z方向(即由第一承载部111至第二承载部331的方向)上未暴露这些凸出部333。光源模块3接着相对于透镜模块1转动，与此同时，这些凸出部333移动于这些斜面115的最高点与最低点之间，使光源模块3沿着平行于光轴L的方向相对于透镜模块1进行小幅度的移动，进而调整光源31相对于透镜13的位置(或透镜13相对于光源31的位置)。可以理解的是，若凸出部333朝斜面115的最低点移动，则光源31与透镜13的距离将逐渐缩短，而若凸出部333朝斜面115的最高点移动，则光源31与透镜13的距离将逐渐增加。最终，当光源31被调整到与透镜13相隔一预设距离时，在这些凸出部333与这些斜面115的接触面点胶，使光源模块3与透镜模块1相互黏合固定，从而完成光学模块100的组装。值得注意的是，由于这些斜面115与这些凸出部333相互接触，可避免在透镜承座11与光源承座33之间出现悬空点胶的情况，并提高信赖性。除了凸出部333以外，光源模块3上的其他部分都未接触透镜模块1。
其中，虽然上述调整过程的说明以转动光源模块3为主，但实际上也可透过转动透镜模块1来将光源31调整到与透镜13相隔该预设距离，换言之，转动光源模块3或透镜模块1，都能使光源模块3与透镜模块1之间沿着平行于光轴L的方向产生相对移动。
藉由这些斜面115的设计，光源模块3或透镜模块1的旋转运动可转换为小幅度的直线(沿着欲调整方向)运动。换言之，与光学模块100搭配的调整机构(未绘示)只需提供简单的旋转操作，即可让光学模块100经受高精度的调整。此外，这些斜面115的设计可根据使用者对于调整精度的需求而修改，不需为了改变调整精度而重新设计调整机构或采用别种调整方式。相较于使用设计复杂的调整机构的传统光学模块，光学模块100得以降低体积与成本、简化组装过程并有效地提高调整精度，且与其配合的调整机构在设计上也较为简单。
操作时，光源31发出光束L1，而该光束通过透镜13准直，并入射光调变单元5。光调变单元5将画面信息(未绘示)加入该光束L1，以产生影像光束L2。
于另一实施例中，凸缘部113也可仅设置斜面(未绘示)，该斜面沿着第一承载部111的周向倾斜并弯曲而构成一环。相较于复数个斜面，单斜面的设计可在平行于光轴L的方向(即如图4所示的z方向)上提供范围较广的调整距离。其余组件的设置与操作与前述实施例类似，故不在此赘述。
又于另一实施例中，复数个斜面(未绘示)设置于第二承载部331上面向透镜模块1的第二端面，且复数个凸出部(未绘示)自第一承载部111上面向光源模块3的第一端面沿着平行于光轴L的方向延伸而出，以抵接于这些斜面。其余组件的设置与操作与前述实施例类似，故不在此赘述。
请参阅图5，其表示本发明又另一实施例的一光学模块200。光学模块200与图1中的光学模块100之间的差异在于，光学模块200更包括光导引单元8。操作时，光源31发出的光束L1通过透镜13准直，并入射光调变单元5。光调变单元5将一画面信息(未绘示)加入该光束L1，以产生影像光束L2。该影像光束L2接着经由成像镜头7而入射光导引单元8，并被光导引单元8导引至人眼，以供使用者观看。

Claims (11)

1.一种光学模块，其特征在于，包括：
第一承座，包括第一承载部以及斜面，该第一承载部用以承载第一光学组件，该斜面设置于该第一承载部的第一端面的周缘；以及
第二承座，包括第二承载部以及凸出部，该第二承载部用以承载第二光学组件，该第二承载部的第二端面面向该第一承载部的该第一端面，该凸出部自该第二承载部的该第二端面朝该第一承载部延伸而出，并用以接触该斜面，且当该凸出部接触该斜面时，该斜面在由该第一承载部至该第二承载部的一方向上未暴露该凸出部；
在组装该光学模块时，使该凸出部接触该斜面，并藉由使该第一承座与该第二承座相对旋转和在垂直面上相对位移；
当所述第一光学组件被调整到与所述第二光学组件相隔一预设距离时，固定所述凸出部与所述斜面的相对位置，使所述第一光学组件与所述第二光学组件相互固定连接在一起；
该第一光学组件与该第二光学组件的其中之一为一光源模块，该第一光学组件与该第二光学组件的其中之另一为透镜模块，该光源模块用以发出一光束，该透镜模块用以让该光束通过；
该光源模块相对于该透镜模块在垂直光轴的面上移动，该光源模块沿着平行于光轴的方向相对于该透镜模块移动。
2.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，该斜面沿该第一端面的该周缘倾斜。
3.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，除了该凸出部以外，该第二承座上的其他部分都未接触该第一承座。
4.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，该第一承载部的该第一端面具有第一开口，该第一开口暴露出该第一光学组件，该第一端面的该周缘围绕该第一开口，该第二承载部的该第二端面具有第二开口，该第二开口暴露出该第二光学组件，该凸出部设置于该第二端面上除了该第二开口以外的其他区域内。
5.如权利要求4所述的光学模块，其特征在于，该第一承载部与该第二承载部的其中之一具有第三端面，该第三端面与该第一端面或第二端面相对且具有第三开口，该第三开口暴露该第一光学组件或该第二光学组件。
6.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于：
该第一承座更包括另斜面，该些斜面彼此分隔地设置于该第一承载部的该第一端面的该周缘；
该第二承座更包括另凸出部，该些凸出部分别对应该些斜面且彼此相隔开，每一该凸出部自该第二承载部的该第二端面朝该第一承载部延伸而出，并用以接触对应的该斜面；
当该些凸出部的其中之一接触对应的该斜面时，该斜面在由该第一承载部至该第二承载部的该方向上未暴露该凸出部。
7.如权利要求1至6的其中之一所述的光学模块，其特征在于，当该凸出部接触该斜面时，该第一光学组件与该第二光学组件构成一光轴。
8.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，更包括：
光调变单元，用以接收来自该透镜的该光束，并将画面信息加入该光束以产生影像光束；以及
光导引单元，用以将该影像光束导引至人眼。
9.如权利要求8所述的光学模块，其特征在于，该光调变单元位于该光导引单元与用来承载该透镜的该第一或第二承座之间。
10.如权利要求7所述的光学模块，其特征在于，使得该凸出部与该斜面相对位移，从而使该第一光学组件与该第二光学组件相对准并调整该第一光学组件与该第二光学组件的间距，以构成该光轴，该光轴垂直穿越该垂直面。
11.一种光学模块，其特征在于，包括：
第一承座，包括第一承载部以及斜面，该第一承载部用以承载第一光学组件，该斜面设置于该第一承载部的第一端面的周缘；以及
第二承座，包括第二承载部以及凸出部，该第二承载部用以承载第二光学组件，该第二承载部的第二端面面向该第一承载部的该第一端面，该凸出部自该第二承载部的该第二端面朝该第一承载部延伸而出，并用以接触该斜面，在组装该光学模块时，该凸出部接触该斜面，使第一承座可沿着平行于垂直面的方向相对于第二承座移动；
该第一光学组件与该第二光学组件的其中之一为一光源，该第一光学组件与该第二光学组件的其中之另一为透镜，该光源用以发出一光束，该透镜用以让该光束通过；
该光源模块相对于该透镜模块在垂直光轴的面上移动，该光源模块沿着平行于光轴的方向相对于该透镜模块移动。
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