CN113219647A - 光学模块及投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学模块及投影装置。光学模块包括基座、第一框体、光学元件以及至少一个第一驱动组件。第一框体设置于基座内且具有第一本体以及一对第一轴部，其中第一轴部自第一本体向外延伸，且第一本体具有一对第一内折边。光学元件设置在一对第一内折边之间。第一驱动组件与光学元件分别承靠在其中一个第一内折边的相对两侧，且第一驱动组件用于驱动第一本体以第一轴部为转轴相对于基座摆动。本发明的光学模块具有较小的整体体积，且应用此光学模块的投影装置能够有效降低运转时的噪音。

Description

光学模块及投影装置

技术领域

本发明涉及一种光学模块与投影装置，尤其是涉及一种可调整光学元件的偏转角度的光学模块及采用此光学模块的投影装置。

背景技术

体积是设计光学模块时的重要指标。小体积的光学模块可以节省光学设备的空间。此外，较大的体积对应较大的转动惯量，因此会需要更大的推力才能达到目标的摆动速度，而且较大的体积运作时会产生较大的噪音。因此，光学模块的设计以尽可能地缩小体积为设计目标之一。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的现有技术。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所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种具备较小体积的光学模块。

本发明提供一种有效减少运转时所发出的噪音的投影装置。

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。

为实现上述的一个或部分或全部目的、或是其他目的，本发明的一实施例提出一种光学模块，包括基座、第一框体、光学元件以及至少一个第一驱动组件。第一框体设置于基座内。第一框体具有第一本体以及一对第一轴部，其中第一轴部自第一本体向外延伸，且第一本体具有一对第一内折边。光学元件设置在一对第一内折边之间。第一驱动组件与光学元件分别承靠在其中一个第一内折边的相对两侧，且第一驱动组件用于驱动第一本体以第一轴部为转轴相对于基座摆动。

为实现上述的一个或部分或全部目的、或是其他目的，本发明的一实施例还提出一种投影装置，包括照明系统、光阀、上述的光学模块以及投影镜头。照明系统用于提供照明光束；光阀位于照明光束的传递路径上，且用于将照明光束转换为影像光束；光学模块位于影像光束的传递路径上，用于提高影像光束的分辨率；投影镜头位于影像光束的传递路径上，且用于投射影像光束，其中光学模块配置于光阀与投影镜头之间。

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及投影装置中，驱动组件与光学元件分别承靠在框体的内折边的相对两侧，使得驱动组件能更靠近光学元件，如此一来，可以有效缩减光学模块的整体尺寸，且减少投影装置运转时产生的震动音。

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

以下结合附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明的投影装置的示意图；

图2A为图1中的光学模块的示意图；

图2B为图2A的框体与基座的示意图；

图3为另一实施例的光学模块的示意图；

图4为本发明又一实施例的光学模块的示意图。

附图标号说明

1：投影装置；

10：照明系统；

20：光阀；

30、30’、30”：光学模块；

31、31’：第一框体；

312：第一本体；

3121：第一内折边；

3122：第一内水平部；

3123：第一外折边；

3124：第一外水平部；

314、314’：第一轴部；

32：基座；

33：光学元件；

34：第一驱动组件；

342：磁铁；

344：线圈；

35：第二框体；

352：第二本体；

3521：第二内折边；

3522：第二内水平部；

3523：第二外折边；

354：第二轴部；

36：第二驱动组件；

362：磁铁；

364：线圈；

40：投影镜头；

L1：照明光束；

L2：影像光束；

X：第一方向；

Y：第二方向；

C、C’：断开部。

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，在以下配合附图的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。此外，只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1为本发明的投影装置的示意图，图2A为图1中的光学模块的示意图，而图2B为图2A的框体与基座的示意图。请同时参考图1、图2A及图2B，投影装置1包括照明系统10、光阀20、光学模块30以及投影镜头40。照明系统10用于提供照明光束L1。光阀20位于照明光束L1的传递路径上，且用于将照明光束L1转换为影像光束L2；光学模块30位于影像光束L2的传递路径上，用于提高影像光束L2的分辨率。投影镜头40位于影像光束L2的传递路径上，且用于投射影像光束L2，其中光学模块30配置于光阀20与投影镜头40之间。

上述的光学模块30包括基座32、第一框体31、光学元件33以及至少一个第一驱动组件34。图2A中示出两个第一驱动组件34。第一框体31可以是由金属板件经由冲压、裁切及弯折等方式加工而成。第一框体31设置于基座32内，且第一框体31具有第一本体312以及一对第一轴部314，其中第一轴部314自第一本体312向外延伸，在本实施例中，第一轴部314例如是自第一本体312的相对两侧延伸至基座32以与基座32连接，但本发明不局限于此。第一本体312具有一对第一内折边3121，其中内折边是指从板件的内侧边缘朝向相对外侧弯折以形成在板件的相对内侧的边，内侧是指相对远离基座32的一侧，外侧是指相对靠近基座32的一侧，而第一本体312还具有与第一内折边3121大致垂直相连的第一内水平部3122。

光学元件33设置在一对第一内折边3121之间。具体而言，光学元件33框设于第一本体312所围绕的内部区域(未标示)，而第一内折边3121位于在光学元件33的相对两侧。

用来驱动第一本体312以第一轴部314为转轴相对于基座32摆动的第一驱动组件34与光学元件33分别承靠在第一内折边3121的相对两侧。确切地说，第一驱动组件34放置在第一本体312的第一内水平部3122上，并且承靠于相对应的第一内折边3121的外侧，光学元件33承靠于相对应的第一内折边3121的内侧。本实施例中的第一驱动组件34有两个，因此两个第一驱动组件34放置在位于第一本体312的相对两侧的第一内水平部3122上，并且各自承靠相对应的第一内折边3121。

在其他的实施方式中，第一驱动组件34的设置数量也可以仅为一个，因此第一驱动组件34以承靠于两个第一内折边3121的其中一个的方式设置。

第一本体312还具有一对第一外折边3123，其中第一内折边3121位于第一本体312的一相对两侧，而第一外折边3123位于第一本体312的另一相对两侧。换言之，第一内折边3121以及第一外折边3123大致上共同形成方形。此处的外折边是指板件的外侧边缘朝向相对内侧弯折以形成在板件的相对外侧的边，内侧是指相对远离基座32的一侧，外侧是指相对靠近基座32的一侧，且将第一本体312与第一外折边3123大致垂直相连处定义为第一外水平部3124。光学元件33放置在第一本体312的第一外水平部3124上，且承靠第一外折边3123及第一内折边3121。具体而言，第一内折边3121位于第一内水平部3122以及光学元件33之间，因此光学元件33承靠于第一内折边3121；第一外水平部3124位于两个第一外折边3123之间，因此光学元件33放置在第一外水平部3124上并且承靠于第一外折边3123。

请同时参考图2A及图2B，通过折边的设置方式，让第一驱动组件34能够经由与光学元件33共同地将第一内折边3121夹置于其中的方式而更靠近光学元件33地放置。因此，可以在第一方向X上节省板宽，有效缩小第一框体31的尺寸。

此外，由于本实施例中的第一驱动组件34直接放置在第一内水平部3122且承靠于第一内折边3121，因此可以增进固定第一驱动组件34的稳定性。

另外，由于光学元件33承靠于第一外折边3123，也可以更进一步地在第一本体312未设置有第一驱动组件34的侧边，即第二方向Y上，缩减板宽。因此，第一框体31的整体尺寸可以有效地缩小。

附带一提，第一驱动组件34的侧面面对所承靠的第一内折边3121，且第一驱动组件34的侧面与第一驱动组件34所承靠的第一内折边3121的重合面积大于或等于第一驱动组件34的侧面的面积的50％。

进一步而言，第一驱动组件34例如包含磁铁342及线圈344，磁铁342及线圈344彼此面对，且磁铁342及线圈344之间具有间隙。在本实施例中，磁铁342承靠于第一内折边3121的外侧，线圈344设置于基座，然而，在其他实施例中，磁铁342及线圈344的位置可互相调换，例如线圈344可承靠于第一内折边3121的外侧，而磁铁342设置于基座，本发明不局限于此。此外，由于第一框体31是选用导磁性材料(金属)制作而成，因此通过这样的设计，当光学模块30运作时，第一驱动组件34被供电而形成电磁效应，第一内折边3121可以做为轭铁，进而增加磁力线，从而使得第一驱动组件34带动光学元件33的力更强。

请继续参考图2A及图2B，第一外折边3123可具有断开部C，在此断开部C对应设置的是第一轴部314，第一轴部314与第一外水平部3124平行并且朝向基座32延伸，以与基座32连接在一起。

上述实施例是以光学模块30的第一框体31以单轴的方式形成，且第一轴部314自第一本体312的其中一对侧边往相反两侧的方向向外延伸来做说明。

图3为另一实施例的光学模块的示意图。请参考图3，本实施例与前述实施例不同之处在于：在光学模块30’中，第一框体31’的第一轴部314’自第一本体312的对角线向外延伸。

确切地说，第一轴部314’形成在第一本体312的两个侧边的相连处，其中这两个侧边的其中一个形成有第一内折边3121，且另一个侧边形成有第一外折边3123。

在第一轴部314’形成在第一本体312的对角线处的情况下，第一内折边3121或第一外折边3123可以是连续不间断的而并不具有断开部C。在不具有断开部C的情况下，第一驱动组件34与第一内折边3121的承靠接触面积更大，因此第一驱动组件34能够稳固地设置在第一框体31’上。当然，也可能视需求，例如减轻第一框体31’的整体重量，而使得第一内折边3121或第一外折边3123具有断开部C。

图4为本发明又一实施例的光学模块的示意图。请参考图4，在本实施例中，光学模块30”与光学模块30类似，不同之处在于，光学模块30”还包括设置于第一框体31与基座32之间的的第二框体35。第二框体35具有第二本体352以及一对第二轴部354，其中第一轴部314连接至第二本体352，第二轴部354自第二本体352的相对两侧向外延伸并连接至基座32，第一轴部314的延伸方向垂直于第二轴部354的延伸方向。

第二本体352可具有一对第二内折边3521、多个第二外折边3523，以及与第二内折边3521连接的第二内水平部3522，其中内、外折边的定义已于前说明过，因此不再赘述。

光学模块30”还包括至少一个第二驱动组件36，设置在一对第二内折边3521的其中之一的朝向基座32的一侧。图4中示出两个第二驱动组件36，分别设置于一对第二内折边3521。第二驱动组件36用于驱动第二本体352以第二轴部354为转轴相对于基座32摆动。其中第二驱动组件36的部分夹设于多个第二外折边3523的其中两个第二外折边3523之间，以达到定位第二驱动组件36的功效。进一步而言，第二驱动组件36例如包含磁铁362及线圈364，磁铁362及线圈364彼此面对，且磁铁362及线圈364之间具有间隙。在本实施例中，磁铁362承靠于第二内折边3521的外侧，且夹设于两个第二外折边3523之间，线圈364设置于基座，然而，在其他实施例中，磁铁362及线圈364的位置可互相调换，例如线圈364可承靠于第二内折边3521的外侧，且夹设于两个第二外折边3523之间，而磁铁362设置于基座，本发明不局限于此。

在其他的实施方式中，第二驱动组件36的设置数量也可以仅为一个，因此第二驱动组件36以承靠于两个第二内折边3521的其中一个的方式设置。

在本实施例中，第一框体31及第二框体35可以是由一块金属板件制作而成，其中第一外折边3123可具有断开部C，且第一框体31的第一轴部314从第一外折边3123的断开部C处延伸以直接连接到第二框体35的第二本体352。或者，当第一框体31及第二框体35是经由后加工的方式而连接在一起时，也可以是使第一外折边3123的断开部C朝向第二框体35延伸出第一轴部314以与第二框体35的第二本体352连接。此外，如图4所示，第二内折边3521可具有断开部C’，第一框体31的第一轴部314即是从第一外折边3123的断开部C处延伸至第二内折边3521的断开部C’处。

而在另一种实施方式中，第一外折边3123及第二外折边3523可为连续不间断的折边，而第一框体31以及第二框体35可以是经由后加工的方式以连接在一起，例如在第一框体31及第二框体35之间另外用铁片以焊接或锁固的方式，将第一框体31连接至第二框体35。

此外，再回到图4，第二本体352所具有的多个第二外折边3523亦可分布于未设置第二驱动组件36的侧边，以强化第二本体352的结构强度。再者，在图4的实施例中，还可包括其他多个第二内折边3521，同样可分布于未设置第二驱动组件36的侧边，以强化第二本体352的结构强度。

综上所述，在本发明的光学模块及应用此光学模块的投影装置中，经由改变折边的设置方式，进而让第一驱动组件更靠近光学元件地设置，因此可以有效缩小光学模块的框体及基座的尺寸，进而使得光学模块的整体尺寸更为紧凑。具体而言，框体可以在宽度方向(例如图2A及2B所示的第一方向X)上及长度方向(例如图2A及2B所示的第二方向Y)上分别节省出7％及5％的空间。

此外，框体的整体尺寸有效缩减，使得转动惯量能够减少14％，因此当光学模块运作时，提供给光学模块的推力需求可以降低5％便能达到相同的摆动速度，且可减少投影装置运转时产生的震动音。

再者，由于第一驱动组件的侧面直接承靠于第一内折边，且第一驱动组件的侧面与第一驱动组件所承靠的第一内折边的重合面积大于或等于第一驱动组件的侧面的面积的50％，这使得第一折边可以作为轭铁，进而增加磁力线，从而使得第一驱动组件带动光学元件的力更强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依据本发明的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之技术方案不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分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 (18)

1.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块包括基座、第一框体、光学元件以及至少一个第一驱动组件，其中：

所述第一框体设置于所述基座内，所述第一框体具有第一本体以及一对第一轴部，其中所述一对第一轴部自所述第一本体向外延伸，所述第一本体具有一对第一内折边；

所述光学元件设置在一对所述第一内折边之间；以及

所述至少一个第一驱动组件与所述光学元件分别承靠在一对所述第一内折边的其中之一的相对两侧，且所述至少一个第一驱动组件用于驱动所述第一本体以所述一对第一轴部为转轴相对于所述基座摆动。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述第一本体还具有一对第一外折边，其中所述第一内折边位于所述第一本体的其中相对两侧，所述第一外折边位于所述第一本体的其中另外的相对两侧，而所述光学元件承靠一对所述第一外折边及一对所述第一内折边。

3.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，其中所述第一驱动组件的侧面面对所承靠的所述第一内折边，所述第一驱动组件的所述侧面与所述第一驱动组件所承靠的所述第一内折边的重合面积大于或等于所述第一驱动组件的所述侧面的面积的50％。

4.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，其中所述一对第一轴部自所述第一本体的对角线向外延伸。

5.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，还包括第二框体，设置于所述第一框体与所述基座之间，所述第二框体具有第二本体以及一对第二轴部，其中所述一对第一轴部连接至所述第二本体，所述一对第二轴部自所述第二本体的相对两侧向外延伸并连接至所述基座，所述一对第一轴部的延伸方向垂直于所述一对第二轴部的延伸方向。

6.根据权利要求5所述的光学模块，其特征在于，还包括至少一个第二驱动组件，且所述第二本体还具有一对第二内折边，所述至少一个第二驱动组件，设置在一对所述第二内折边的其中之一的朝向所述基座的一侧，所述至少一个第二驱动组件用于驱动所述第二本体以所述一对第二轴部为转轴相对于所述基座摆动。

7.根据权利要求6所述的光学模块，其特征在于，还包括多个第二外折边，所述至少一个第二驱动组件的部分夹设于所述多个第二外折边的其中两个第二外折边之间。

8.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于，所述第一外折边为连续不间断的折边。

9.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于，所述第一外折边具有断开部。

10.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光阀、光学模块以及投影镜头，其中：

所述照明系统用于提供照明光束；

所述光阀位于所述照明光束的传递路径上，且用于将所述照明光束转换为影像光束；

所述光学模块位于所述影像光束的传递路径上，用于提高所述影像光束的分辨率，且所述光学模块包括基座、第一框体、光学元件以及至少一个第一驱动组件，其中：

所述第一框体设置于所述基座内，所述第一框体具有第一本体以及一对第一轴部，其中所述一对第一轴部自所述第一本体向外延伸，所述第一本体具有一对第一内折边；

所述光学元件设置在一对所述第一内折边之间；以及

所述至少一个第一驱动组件与所述光学元件分别承靠在一对所述第一内折边的其中之一的相对两侧，且所述至少一个第一驱动组件用于驱动所述第一本体以所述一对第一轴部为转轴相对于所述基座摆动；以及

所述投影镜头位于所述影像光束的传递路径上，且用于投射所述影像光束，其中所述光学模块配置于所述光阀与所述投影镜头之间。

11.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，所述第一本体还具有一对第一外折边，其中所述第一内折边位于所述第一本体的其中相对两侧，所述第一外折边位于所述第一本体的其中另外的相对两侧，而所述光学元件承靠一对所述第一外折边及一对所述第一内折边。

12.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，其中所述第一驱动组件的侧面面对所承靠的所述第一内折边，所述第一驱动组件的所述侧面与所述第一驱动组件所承靠的所述第一内折边的重合面积大于或等于所述第一驱动组件的所述侧面的面积的50％。

13.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，其中所述一对第一轴部自所述第一本体的对角线向外延伸。

14.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，还包括第二框体，设置于所述第一框体与所述基座之间，所述第二框体具有第二本体以及一对第二轴部，其中所述一对第一轴部连接至所述第二本体，所述一对第二轴部自所述第二本体的相对两侧向外延伸并连接至所述基座，所述一对第一轴部的延伸方向垂直于所述一对第二轴部的延伸方向。

15.根据权利要求14所述的投影装置，其特征在于，还包括至少一个第二驱动组件，且所述第二本体还具有一对第二内折边，所述至少一个第二驱动组件，设置在一对所述第二内折边的其中之一的朝向所述基座的一侧，所述至少一个第二驱动组件用于驱动所述第二本体以所述一对第二轴部为转轴相对于所述基座摆动。

16.根据权利要求15所述的投影装置，其特征在于，还包括多个第二外折边，所述至少一个第二驱动组件的部分夹设于所述多个第二外折边的其中两个第二外折边之间。

17.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一外折边为连续不间断的折边。

18.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一外折边具有断开部。

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