CN112015031A - 光学模块及投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学模块，包括第一架体、第二架体、柱体以及光学元件。第一架体具有调整部，调整部具有导引槽。第二架体沿第一轴线可转动地连接于第一架体。柱体连接于第二架体且穿设于导引槽，柱体用于受力而沿导引槽摆动，以带动第二架体以第一轴线为转轴旋转。光学元件配置于第二架体。此外，一种具有此光学模块的投影机亦被提及，可借由光学模块对光学元件的旋转角度进行精准的调整。

Description

光学模块及投影机

技术领域

本发明关于一种光学模块及投影机，且特别是关于一种可调整光学元件的旋转角度的光学模块及投影机。

背景技术

投影机为一种用以产生大尺寸画面的显示装置。投影机的成像原理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荧幕或墙面上。

一般而言，照明光束及影像光束需借由投影机内的光学模块的各种光学元件的导引而沿预定的传递路径行进。投影机于产品出厂时，需将其内的光学元件调整至准确的角度以达到良好的投影效果。此外，在投影机的使用或搬移过程中可能产生震动，使得光学元件难免产生角度的偏移，导致照明光束及影像光束可能会偏离预定的传递路径。因此，投影机内的光学模块须设置对应的调整机构以便于进行出厂前的调整以及后续维修的调整，使光学元件回到准确的角度。随着投影机的小型化趋势及对于投影品质的高水准要求，如何借由精简的调整机构对光学元件的旋转角度进行精准的调整，是所述调整机构设计上的重要议题。

“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”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所公开的内容，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

本发明提供一种光学模块及投影机，可借由精简的调整机构对光学元件的旋转角度进行精准的调整。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开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，本发明的一实施例提出一种光学模块，光学模块包括第一架体、第二架体、柱体以及光学元件。第一架体具有调整部，调整部具有导引槽。第二架体沿第一轴线可转动地连接于第一架体。柱体连接于第二架体且穿设于导引槽，柱体用于受力而沿导引槽摆动，以带动第二架体以第一轴线为转轴旋转。光学元件配置于第二架体。

为达到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出一种投影机，投影机包括光源、光阀、镜头以及光学模块。光阀，配置于照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换为影像光束。镜头配置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束投射至投影机外。光学模块包括第一架体、第二架体、柱体以及光学元件。第一架体具有调整部，调整部具有导引槽。第二架体沿第一轴线可转动地连接于第一架体。柱体连接于第二架体且穿设于导引槽，柱体用于受力而沿导引槽摆动，以带动第二架体以第一轴线为转轴旋转。光学元件配置于第二架体且位于照明光束或影像光束的传递路径上。

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。在本发明的实施例的光学模块中，借由柱体沿导引槽的摆动来带动第二架体及光学元件以第一轴线为转轴旋转，让使用者可直接拨动柱体来完成第一轴线的调整操作，而不需利用额外的工具来进行所述调整，从而提升操作上的便利性。

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是本发明一实施例的投影机的示意图。

图2是图1的光学模块的立体图。

图3绘示图2的光学模块的局部结构。

图4A及图4B绘示图2的柱体摆动。

图5是本发明另一实施例的光学模块的立体图。

图6A及图6B绘示图5的调整件移动。

图7是图5的第一架体的立体图。

附图标记列表

50：投影机

52：光源

54：光阀

56：镜头

100、200：光学模块

110、210：第一架体

112、212：调整部

112a：导引槽

112b、122、212b：轴部

112c：调整孔

112d：凸弧面

120、220：第二架体

130、230：柱体

132：穿设部

134：止挡部

140、240：光学元件

150、250：弹性件

210a：开孔

214：第一背板部

214a：凹弧面

220a：锁附孔

224：第二背板部

224a：凸弧面

240a：侧边

260：锁附件

A1：第一轴线

A2：第二轴线

D：延伸方向

L1：照明光束

L2：影像光束。

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优选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是本发明一实施例的投影机50的示意图。请参考图1，本实施例的投影机50包括光源52、光阀54及镜头56。光源52用于提供照明光束L1，光阀54配置于照明光束L1的传递路径上且用于将照明光束L1转换为影像光束L2，镜头56配置于影像光束L2的传递路径上且用于将影像光束L2投射至投影机50外。此外，投影机50还包括光学模块100，光学模块100配置于照明光束L1的传递路径上。在其他实施例中，光学模块100也可配置于影像光束L2的传递路径上，本发明不对此加以限制。

图2是图1的光学模块100的立体图。图3绘示图2的光学模块100的局部结构。请参考图2及图3，光学模块100包括第一架体110、第二架体120、柱体130以及光学元件140。第一架体110具有调整部112，调整部112具有导引槽112a及轴部112b且用于借由轴部112b沿第二轴线A2可转动地连接于座体，所述座体可为投影机50的壳体或其他适当结构，本发明不对此加以限制。调整部112用于与治具相接合并借由所述治具的施力而带动第一架体110以第二轴线A2为转轴旋转，所述治具例如是以插入调整部112的调整孔112c的方式来对调整部112施力，然本发明不局限于此。

第二架体120沿垂直于第二轴线A2的第一轴线A1可转动地连接于第一架体110。柱体130例如是螺柱并以螺合的方式连接于第二架体120，柱体130穿过轴部112b并穿设于导引槽112a。导引槽112a的延伸方向D例如垂直于第一轴线A1及第二轴线A2。图4A及图4B绘示图2的柱体摆动。为使图式较为清楚，图4A及图4B仅绘示出光学模块100的部分结构。柱体130用于受力而沿导引槽112a从图4A所示位置摆动至图4B所示位置，以带动第二架体120以第一轴线A1为转轴旋转。光学元件140例如是分色镜，其配置于第二架体120且位于影像光束L2的传递路径上。在其他实施例中，光学元件140可为其他种类的透光元件或反射元件，且可位于照明光束L1的传递路径上，本发明不对此加以限制。

在上述配置方式之下，光学模块100借由柱体130沿导引槽112a的摆动来带动第二架体120及光学元件140以第一轴线A1为转轴旋转，让使用者可直接拨动柱体130来完成第一轴线A1的调整操作，而不需利用额外的工具来进行所述调整，从而提升操作上的便利性。进一步而言，第一架体110的调整部112除了用以带动第一架体110以第二轴线A2为转轴旋转，还用以供柱体130穿设，以借由柱体130相对于调整部112的摆动来带动第二架体120以第一轴线A1为转轴旋转。也就是说，光学模块100将第一轴线A1的调整操作及第二轴线A2的调整操作整合于调整部112处，据以使光学模块100的整体结构较为精简，从而可节省投影机50内的配置空间并降低制造组装成本。并且，使用者仅需从投影机50的单一侧对柱体130及调整部112进行操作，就能完成第一轴线A1的调整操作及第二轴线A2的调整操作，而使得调整作业较为便利。

本发明实施例的光学模块100还包括弹性件150。柱体130包括穿设部132及止挡部134，穿设部132穿设于导引槽112a且连接于止挡部134与第二架体120之间，弹性件150例如是压缩弹簧且套设于柱体130而配置于止挡部134与调整部112之间。柱体130用于抵抗弹性件150的弹性力而沿导引槽112a摆动，且用于借由弹性件150的弹性力而被定位。更详细而言，本实施例的调整部112具有至少一凸弧面112d，弹性件150的相对两端分别抵接于凸弧面112d及止挡部134，以提供用以定位柱体130的弹性力。此外，凸弧面112d例如为部分圆柱面，且第一轴线A1例如通过凸弧面112d的曲率中心，即圆柱面的最高点将位于导引槽112a中间部分，使柱体130及弹性件150借由凸弧面112d的导引顺畅地摆动。

本实施例的第二架体120具有至少一轴部122并借由轴部122而沿第一轴线A1枢接于第一架体110。轴部122例如为轴孔且其数量例如为两个并分别位于第二架体120的相对两侧边，且位于第一轴线A1上。在其他实施例中，轴部122的形式、数量及配置位置可依需求加以变化，本发明不对此加以限制。在本实施例中，第一轴线A1及第二轴线A2例如皆通过光学元件140的几何中心，使光学元件140的几何中心在上述调整过程中不会产生偏移，以维持良好的出光效率及成像品质。

图5是本发明另一实施例的光学模块200的立体图。图6A及图6B绘示图5的调整件移动。在图5、图6A及图6B所示的光学模块200中，第一架体210、调整部212、轴部212b、第二架体220、柱体230、光学元件240、弹性件250的配置与作用方式类似前述实施例的第一架体110、调整部112、轴部112b、第二架体120、调整件130、光学元件140、弹性件150的配置与作用方式，于此不再赘述。

光学模块200与光学模块100的不同处在于，光学元件240例如是反射元件，光线不需穿透光学元件240，故第一架体210及第二架体220可分别具有第一背板部214及第二背板部224。第二背板部224覆盖光学元件240的背面。第二背板部224与第一背板部214可相互止挡以限制第二背板部224的移动范围。

此外，第一背板部214具有凹弧面214a，第二背板部224具有凸弧面224a，凸弧面224a与凹弧面214a相互靠合，第二架体220用于随着凸弧面224a与凹弧面214a的相对滑动而旋转。也就是说，第二架体220是借由凸弧面224a与凹弧面214a的配合而沿第一轴线A1可转动地连接于第一架体210，而非如同前述实施例的第二架体120由其轴部122而沿第一轴线A1枢接于第一架体110。在本实施例中，第一背板部214的高度可小于第二背板部224，惟其需高于第二背板部224的凸弧面224a，以使其凹弧面214a能够对位于凸弧面224a。

进一步而言，在本实施例中，光学模块200还包括锁附件260。第一架体210具有开孔210a，第二架体220具有锁附孔220a，开孔210a对位于凹弧面214a，锁附孔220a对位于凸弧面224a。锁附件260穿过开孔210a并螺合于锁附孔220a，以将第二架体220限制为无法分离于第一架体210。图7是图5的第一架体的立体图。开孔210a例如为图7所示的长槽的形式且开孔210a的延伸方向的孔径大于锁附孔220a的孔径，以使第二架体220及锁附件260有足够的自由度可相对于第一架体210旋转。在本实施例中，凸弧面224a、凹弧面214a、开孔210a、锁附孔220a、锁附件260对位于光学元件240的几何中心，使本实施例的第一轴线A1可如同前述实施例的第一轴线A1般通过光学元件240的几何中心。具体而言，凸弧面224a及凹弧面214a例如是曲率半径相同的部分圆柱面，且凸弧面224a、凹弧面214a的曲率中心位于光学元件240的几何中心。

另一方面，在本实施例中，由于第二架体220是借由其第二背板224来与第一架体210进行连接，而非由其边框来与第一架体210进行连接，故第二架体220可如图5所示省略部分边框，且第一架体210亦相应地省略部分边框，以暴露光学元件240的至少一侧边240a。由此，可使投影机50中的其他光路从光学元件240的侧边240a处通过，以提升光路设计的灵活性。

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。在本发明的实施例的光学模块中，借由柱体沿导引槽的摆动来带动第二架体及光学元件以第一轴线为转轴旋转，让使用者可直接拨动柱体来完成第一轴线的调整操作，而不需利用额外的工具来进行所述调整，从而提升操作上的便利性。进一步而言，第一架体的调整部除了用以带动第一架体以第二轴线为转轴旋转，还用以供柱体穿设，以借由柱体相对于调整部的摆动来带动第二架体以第一轴线为转轴旋转。也就是说，光学模块将第一轴线的调整操作及第二轴线的调整操作整合于调整部处，据以使光学模块的整体结构较为精简，从而可节省投影机内的配置空间并降低制造组装成本。并且，使用者仅需从投影机的单一侧对柱体及调整部进行操作，就能完成第一轴线的调整操作及第二轴线的调整操作，而使得调整作业较为便利。再者，第一轴线及第二轴线可皆通过光学元件的几何中心，使光学元件的几何中心在上述调整过程中不会产生偏移，以维持良好的出光效率及成像品质。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依照本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，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公开的全部目的或优点或特点。此外，说明书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。

Claims (20)

1.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块包括第一架体、第二架体、柱体以及光学元件，其中：

所述第一架体具有调整部，所述调整部具有导引槽；

所述第二架体沿第一轴线可转动地连接于所述第一架体；

所述柱体连接于所述第二架体且穿设于所述导引槽，所述柱体用于受力而沿所述导引槽摆动，以带动所述第二架体以所述第一轴线为转轴旋转；

所述光学元件配置于所述第二架体。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，其中所述调整部具有轴部且用于借由所述轴部沿第二轴线可转动地连接于座体，所述柱体穿过所述轴部。

3.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于，其中所述调整部用于与治具相接合并借由所述治具的施力而带动所述第一架体以所述第二轴线为转轴旋转。

4.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于，其中所述导引槽的延伸方向垂直于所述第一轴线及所述第二轴线。

5.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述光学模块包括弹性件，所述柱体包括穿设部及止挡部，所述穿设部穿设于所述导引槽且连接于所述止挡部与所述第二架体之间，所述弹性件配置于所述止挡部与所述调整部之间，所述柱体用于抵抗所述弹性件的弹性力而沿所述导引槽摆动，且用于借由所述弹性件的弹性力而被定位。

6.根据权利要求5所述的光学模块，其特征在于，所述调整部具有至少一凸弧面，所述弹性件的相对两端分别抵接于所述至少一凸弧面及所述止挡部。

7.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，其中所述第二架体具有至少一轴部并借由所述至少一轴部而沿所述第一轴线枢接于所述第一架体。

8.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述第一架体具有第一背板部，所述第二架体具有第二背板部，所述第二背板部覆盖所述光学元件的背面，所述第一背板部具有凹弧面，所述第二背板部具有凸弧面，所述凸弧面与所述凹弧面相互靠合，所述第二架体用于随着所述凸弧面与所述凹弧面的相对滑动而沿所述第一轴线旋转。

9.根据权利要求8所述的光学模块，其特征在于，所述光学模块包括锁附件，其中所述第一架体具有开孔，所述第二架体具有锁附孔，所述开孔对位于所述凹弧面，所述锁附孔对位于所述凸弧面，所述锁附件穿过所述开孔并螺合于所述锁附孔，所述开孔的孔径大于所述锁附孔的孔径。

10.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，其中所述第二架体暴露所述光学元件的至少一侧边。

11.一种投影机，其特征在于，所述投影机包括光源、光阀、镜头以及光学模块，其中：

所述光源用于提供照明光束；

所述光阀配置于所述照明光束的传递路径上，用于将所述照明光束转换为影像光束；

所述镜头配置于所述影像光束的传递路径上，用于将所述影像光束投射至所述投影机外；

所述光学模块包括第一架体、第二架体、柱体以及光学元件，其中：

所述第一架体具有调整部，其中所述调整部具有导引槽；

所述第二架体沿第一轴线可转动地连接于所述第一架体；

所述柱体连接于所述第二架体且穿设于所述导引槽，其中所述柱体用于受力而沿所述导引槽摆动，以带动所述第二架体以所述第一轴线为转轴旋转；

所述光学元件配置于所述第二架体且位于所述照明光束或所述影像光束的传递路径上。

12.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，其中所述调整部具有轴部且用于借由所述轴部沿第二轴线可转动地连接于座体，所述柱体穿过所述轴部。

13.根据权利要求12所述的投影机，其特征在于，其中所述调整部用于与治具相接合并借由所述治具的施力而带动所述第一架体以所述第二轴线为转轴旋转。

14.根据权利要求12所述的投影机，其特征在于，其中所述导引槽的延伸方向垂直于所述第一轴线及所述第二轴线。

15.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，其中所述光学模块包括弹性件，所述柱体包括穿设部及止挡部，所述穿设部穿设于所述导引槽且连接于所述止挡部与所述第二架体之间，所述弹性件配置于所述止挡部与所述调整部之间，所述柱体用于抵抗所述弹性件的弹性力而沿所述导引槽摆动，且用于借由所述弹性件的弹性力而被定位。

16.根据权利要求15所述的投影机，其特征在于，其中所述调整部具有至少一凸弧面，所述弹性件的相对两端分别抵接于所述至少一凸弧面及所述止挡部。

17.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，其中所述第二架体具有至少一轴部并借由所述至少一轴部而沿所述第一轴线枢接于所述第一架体。

18.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，其中所述第一架体具有第一背板部，所述第二架体具有第二背板部，所述第二背板部覆盖所述光学元件的背面，所述第一背板部具有凹弧面，所述第二背板部具有凸弧面，所述凸弧面与所述凹弧面相互靠合，所述第二架体用于随着所述凸弧面与所述凹弧面的相对滑动而沿所述第一轴线旋转。

19.根据权利要求18所述的投影机，其特征在于，其中所述光学模块包括锁附件，所述第一架体具有开孔，所述第二架体具有锁附孔，所述开孔对位于所述凹弧面，所述锁附孔对位于所述凸弧面，所述锁附件穿过所述开孔并螺合于所述锁附孔，所述开孔的孔径大于所述锁附孔的孔径。

20.根据权利要求11所述的投影机，其特征在于，其中所述第二架体暴露所述光学元件的至少一侧边。

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