CN113640998A - 光扩散模块及投影装置 - Google Patents

Abstract

一种光扩散模块，包括第一框体、扩散片及至少一第一悬吊臂。扩散片配置于第一框体内且具有光轴。第一悬吊臂连接于第一框体。至少一第一悬吊臂连接座体，第一框体借由至少一第一悬吊臂的弹性变形而沿第一轴线相对于座体往复移动。至少一第一悬吊臂沿第一轴线的方向上的距离小于至少一第一悬吊臂沿第二轴线的方向上的距离。第一轴线与第二轴线互相垂直，且第一轴线与第二轴线皆垂直于扩散片的光轴。还提供了包含所述光扩散模块的投影装置。所述光扩散模块和投影装置可有效避免悬吊臂产生非预期的旋转摆动。

Description

光扩散模块及投影装置

技术领域

本发明是有关于一种光扩散模块及投影装置，且特别是有关于一种包含可往复移动的框体的光扩散模块及具有此光扩散模块的投影装置。

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。

若以激光作为投影装置的光源，则投影表面的不平整易使激光光束(laser beam)形成光程差而导致投影画面出现激光光斑(laser speckle)。为了解决上述问题，一些投影装置内装设了可往复移动的扩散片结构来消除激光光斑，其利用悬吊臂的变形而驱使扩散片结构作动(移动)，因为旋转摆动对于使用穿透式扩散片来消除激光光斑是没有功效的。为了使扩散片结构有足够的位移量，悬吊臂需设计为细长形，然细长形的悬吊臂亦导致扩散片结构容易产生非预期的旋转摆动而影响投影品质。

“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没有构成所属技术领域中的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，不代表所述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的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光扩散模块及投影装置，可降低悬吊臂在扩散片移动方向的强度，方便扩散片的移动，以及可增加悬吊臂垂直方向强度，可避免悬吊臂产生非预期的旋转摆动。

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出一种光扩散模块，包括第一框体、扩散片及至少一第一悬吊臂。扩散片配置于第一框体内且扩散片具有光轴。第一悬吊臂连接于第一框体。第一框体借由至少一第一悬吊臂而连接至座体，第一框体借由至少一第一悬吊臂的弹性变形而沿一第一轴线相对于座体往复移动。至少一第一悬吊臂沿第一轴线的方向上的距离小于至少一第一悬吊臂沿一第二轴线的方向上的距离。第一轴线与第二轴线互相垂直，且第一轴线与第二轴线皆垂直于扩散片的光轴。

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出一种投影装置，包括光源模块、光阀及投影镜头。光源模块包括光源及光扩散模块，光源用于提供照明光束。光扩散模块包括第一框体、扩散片及至少一第一悬吊臂。扩散片配置于第一框体内且位于照明光束的传递路径上，且扩散片具有光轴。至少一第一悬吊臂连接于第一框体。至少一第一悬吊臂连接一座体。第一框体借由至少一第一悬吊臂的弹性变形而沿第一轴线相对于座体往复移动。至少一第一悬吊臂沿第一轴线的方向上的距离小于至少一第一悬吊臂沿一第二轴线的方向上的距离。第一轴线与第二轴线互相垂直，且第一轴线与第二轴线皆垂直于扩散片的光轴。光阀用于将来自扩散片的照明光束转换为影像光束。投影镜头用于投射影像光束。

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。在本发明的光扩散模块中，悬吊臂在对应之移动轴线的方向上的距离较小，而可有效降低悬吊臂在此方向上的结构强度，使悬吊臂在此方向可产生足够的变形量让框体沿对应的移动轴线的方向往复移动变得容易。并且，悬吊臂在其他方向上的距离较大，而可有效增加悬吊臂在其他方向上的结构强度，以避免悬吊臂产生非预期的旋转摆动。

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装置的示意图。

图2是图1的光扩散模块的立体图。

图3及图4是图2的光扩散模块的局部放大图。

图5是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。

图6及图7是图5的光扩散模块的局部放大图。

图8是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。

图9及图10是图8的光扩散模块的局部放大图。

图11是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。

图12是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。

图13及图14是图12的光扩散模块的局部放大图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之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是本发明一实施例的投影装置的示意图。请参考图1，本实施例的投影装置100包括光源模块110、光阀120及投影镜头130。光源模块110包括光源110a及光扩散模块110b，光源110a例如是激光光源且用于提供照明光束B1，光扩散模块110b用于对照明光束B1进行光扩散以消除激光光斑(laser speckle)。光阀120例如是数字微镜元件(digital micro-mirror device，DMD)或是反射式的硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)，也可以是透光液晶面板(Transparent Liquid Crystal Panel)。且光阀120用于将通过光扩散模块110b的扩散片114(标示于图2)的照明光束B1转换为影像光束B2。投影镜头130用于投射影像光束B2。

图2是图1的光扩散模块的立体图。请参考图2，本实施例的光扩散模块110b包括第一框体113、第二框体112、扩散片114、至少一第一悬吊臂117(绘示为两个)及至少一第二悬吊臂116(绘示为两个)。第一框体113、第二框体112、第一悬吊臂117、第二悬吊臂116例如为一体成形的板金结构(金属材料)。一座体118借由第一悬吊臂117连接第一框体113。此外，照明光束B1由图2上方通过扩散片114。

扩散片114配置于第二框体112内，第二框体112及其内的扩散片114配置于第一框体113内，且扩散片114位于照明光束B1(绘示于图1)的传递路径上。两个第一悬吊臂117分别连接于第一框体113的相对两侧，第一框体113借由第一悬吊臂117而连接至座体118。第一悬吊臂117连接第一框体113与座体118。两个第二悬吊臂116分别连接于第二框体112的相对两侧，第二框体112借由第二悬吊臂116连接至第一框体113。第二悬吊臂116连接第一框体113与第二框体112。

第一框体113借由第一悬吊臂117的弹性变形而沿第一轴线A1相对于座体118往复移动，且第二框体112借由第二悬吊臂116的弹性变形而沿第二轴线A2相对于第一框体113以及座体118往复移动，使第二框体112内的扩散片114借由沿第一轴线A1或者第二轴线A2的往复移动而对照明光束B1进行光扩散。第一轴线A1与第二轴线A2互相垂直，且第一轴线A1与第二轴线A2皆垂直于扩散片114的光轴OA。

图3及图4是图2的光扩散模块的局部放大图。如图3所示，在本实施例中，第一悬吊臂117沿第一轴线A1(绘示于图2)的方向上的距离T1小于第一悬吊臂117沿第二轴线A2的方向上的距离L1，且第一悬吊臂117沿第一轴线A1的方向上的距离T1小于第一悬吊臂117沿光轴OA的方向上的距离W1，且第二悬吊臂116沿第二轴线A2的方向上的距离T2小于第二悬吊臂116沿第一轴线的方向上的距离L2，且第二悬吊臂116沿第二轴线A2的方向上的距离T2小于第二悬吊臂116沿光轴OA的方向上的距离W2。

如上所述，第一悬吊臂117在对应的移动轴线(即第一轴线A1)的方向上的距离T1较小，而可有效降低第一悬吊臂117在第一轴线A1的方向上的结构强度，使第一悬吊臂117在第一轴线A1的方向可产生足够的变形量，让第一框体113沿第一轴线A1的方向往复移动变得容易。并且，第一悬吊臂117在其他方向上的距离L1、W1较大，而可有效增加第一悬吊臂117在其他方向上的结构强度，以避免第一悬吊臂117产生非预期的旋转摆动。第一悬吊臂117的距离T1的方向平行于扩散片114位移的第一轴线A1的方向。

类似地，第二悬吊臂116在对应的移动轴线(即第二轴线A2)的方向上的距离T2较小，而可有效降低第二悬吊臂116在第二轴线A2的方向上的结构强度，使第二悬吊臂116在第二轴线A2的方向可产生足够的变形量，让第二框体112沿第二轴线A2的方向往复移动变得容易。并且，第二悬吊臂116在其他方向上的距离L2、W2较大，而可有效增加第二悬吊臂116在其他方向上的结构强度，以避免第二悬吊臂116产生非预期的旋转摆动。

请参考图2，本实施例的光扩散模块110b包括两组第一驱动元件111及两组第二驱动元件115。部分的第一驱动元件111配置于座体118，部分的第一驱动元件111配置于第一框体113，第一框体113借由第一驱动元件111的驱动沿第一轴线A1相对于座体118往复移动。第二驱动元件115配置于第一框体113及第二框体112之间，第二框体112借由第二驱动元件115的驱动沿第二轴线A2相对于第一框体113往复移动。详细而言，各组第一驱动元件111包括磁铁111a及线圈111b。线圈111b配置于座体118，磁铁111a配置于第一框体113，但本发明不以此为限，线圈111b可配置于第一框体113，磁铁111a配置于座体118。借由磁铁111a及线圈111b之间的磁性力而带动第一框体113往复移动。类似地，各组第二驱动元件115包括磁铁115a及线圈115b，并可借由磁铁115a及线圈115b之间的磁性力而带动第二框体112往复移动。其中线圈115b配置于座体118，磁铁115a配置于第二框体112，但本发明不以此为限，线圈115b可配置于第二框体112，磁铁115a配置于座体118。

在本实施例中，第一悬吊臂117如图2及图3所示包含长方形区段，第二悬吊臂116如图2及图4所示包含长方形区段。然本发明不对第一悬吊臂117及第二悬吊臂116的形状加以限制，以下借由附图对此说明。图5是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。图6及图7是图5的光扩散模块的局部放大图。图5至图7所示实施例与图2至图4所示实施例的不同处在于，图5及图6的第一悬吊臂117A包含两连接区段S1及介于两连接区段S1之间的弯曲状区段S2，弯曲状区段S2的延伸方向D1垂直于两连接区段S1的延伸方向D2。借由弯曲状区段S2的设置，可在不增加第一悬吊臂117A沿轴线A2的方向的距离的情况下增加第一悬吊臂117A的延伸长度，以进一步提升其变形能力。类似地，图5及图7的第二悬吊臂116A包含两连接区段S3及介于两连接区段S3之间的弯曲状区段S4，弯曲状区段S4的延伸方向D3垂直于两连接区段S3的延伸方向D4。借由弯曲状区段S4的设置，可在不增加第二悬吊臂116A沿轴线A1的方向的距离的情况下增加第二悬吊臂116A的延伸长度，以进一步提升其变形能力。

图8是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。图9及图10是图8的光扩散模块的局部放大图。图8至图10所示实施例与图5至图7所示实施例的不同处在于，图8及图9的光扩散模块还包括至少一结构强化肋R1(绘示为多个)，结构强化肋R1形成于第一悬吊臂117A与第一框体113之间且/或形成于第一悬吊臂117A与座体118之间，以适度增加第一悬吊臂117A的结构强度，避免第一悬吊臂117A产生非预期的旋转摆动。类似地，图8及图10的光扩散模块还包括至少一结构强化肋R2(绘示为多个)，结构强化肋R2形成于第二悬吊臂116A与第一框体113之间且/或形成于第二悬吊臂116A与第二框体112之间，以适度增加第二悬吊臂116A的结构强度，避免第二悬吊臂116A产生非预期的旋转摆动。

图11是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。图11所示实施例与图8所示实施例的不同处在于，图11的第一框体113包括至少一结构强化折壁113a(绘示为多个)，结构强化折壁113a形成于第一框体113的外缘，且从第一框体113的外缘沿平行于光轴(如图2所示的光轴OA)的方向延伸，以提升第一框体113的结构强度。类似地，图11的第二框体112包括至少一结构强化折壁112a(绘示为多个)，结构强化折壁112a形成于第二框体112的外缘，且从第二框体112的外缘沿平行于光轴(如图2所示的光轴OA)的方向延伸，以提升第二框体112的结构强度。

图12是本发明另一实施例的光扩散模块的部分构件立体图。图13及图14是图12的光扩散模块的局部放大图。如图13及图14所示，第一框体113具有相对的两表面113b、113c，第二框体112具有相对的两表面112b、112c。图12至图14所示实施例与图11所示实施例的不同处在于，图12及图13的第一悬吊臂117B的连接区段S1’从第一框体113的表面113b凸起，且第一悬吊臂117B的弯曲状区段S2’从第一框体113的另一表面113c凸起，以避免连接区段S1’及弯曲状区段S2’皆往相同方向凸起而过度增加光扩散模块整体结构的厚度。类似地，图12及图14的第二悬吊臂116B的连接区段S3’从第二框体112的表面112b凸起，且第二悬吊臂116B的弯曲状区段S4’从第二框体112的另一表面112c凸起，以避免连接区段S3’及弯曲状区段S4’皆往相同方向凸起而过度增加整体结构厚度。

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。在本发明的光扩散模块中，悬吊臂在对应的移动轴线的方向上的距离较小，而可有效降低悬吊臂在此方向上的结构强度，使悬吊臂在此方向可产生足够的变形量让框体沿对应的移动轴线的方向往复移动变得容易。并且，悬吊臂在其他方向上的距离较大，而可有效增加悬吊臂在其他方向上的结构强度，以避免悬吊臂产生非预期的旋转摆动。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。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之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之权利范围。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：投影装置

110：光源模块

110a：光源

110b：光扩散模块

111：第一驱动元件

111a、115a：磁铁

111b、115b：线圈

112：第二框体

112a、113a：结构强化折壁

112b、112c、113b、113c：表面

113：第一框体

114：扩散片

115：第二驱动元件

116、116A、116B：第二悬吊臂

117、117A、117B：第一悬吊臂

118：座体

120：光阀

130：投影镜头

A1：第一轴线

A2：第二轴线

B1：照明光束

B2：影像光束

D1、D2、D3、D4：延伸方向

L1、L2、T1、T2、W1、W2：距离

OA：光轴

R1、R2：结构强化肋

S1、S1’、S2、S2’：连接区段

S3、S3’、S4、S4’：弯曲状区段。

Claims (29)

1.一种光扩散模块，其特征在于，所述光扩散模块包括第一框体、扩散片及至少一第一悬吊臂，其中：

所述扩散片配置于所述第一框体内且所述扩散片具有光轴；以及

所述至少一第一悬吊臂连接于所述第一框体，其中所述至少一第一悬吊臂用于连接座体，所述第一框体借由所述至少一第一悬吊臂的弹性变形而沿第一轴线相对于所述座体往复移动，其中所述至少一第一悬吊臂沿所述第一轴线的方向上的距离小于所述至少一第一悬吊臂沿第二轴线的方向上的距离，其中所述第一轴线与所述第二轴线互相垂直，且所述第一轴线与所述第二轴线皆垂直于所述扩散片的所述光轴。

2.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂的数量为两个，所述两个第一悬吊臂分别连接于所述第一框体的相对两侧。

3.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，还包括至少一组驱动元件，其中所述第一框体用于借由所述至少一组驱动元件的驱动沿所述第一轴线相对于所述座体往复移动。

4.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂包含长方形区段。

5.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂包含两连接区段及介于所述两连接区段之间的弯曲状区段。

6.根据权利要求5所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂的所述弯曲状区段的延伸方向垂直于所述两连接区段的延伸方向。

7.根据权利要求5所述的光扩散模块，其特征在于，所述第一框体具有相对的两表面，所述至少一第一悬吊臂的所述两连接区段从所述第一框体的所述表面凸起，且所述至少一第一悬吊臂的所述弯曲状区段从所述第一框体的另一所述表面凸起。

8.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，还包括至少一结构强化肋，其中所述至少一结构强化肋形成于所述至少一第一悬吊臂与所述第一框体之间且/或形成于所述至少一第一悬吊臂与所述座体之间。

9.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，所述第一框体包括至少一结构强化折壁，所述至少一结构强化折壁形成于所述第一框体的外缘，且从所述第一框体的所述外缘沿平行于所述光轴的方向延伸。

10.根据权利要求1所述的光扩散模块，其特征在于，所述光扩散模块还包括第二框体及至少一第二悬吊臂，其中所述第二框体配置于所述第一框体内，所述扩散片配置于所述第二框体内，且所述第二框体借由所述至少一第二悬吊臂连接至所述第一框体。

11.根据权利要求10所述的光扩散模块，其特征在于，所述第二框体用于借由所述至少一第二悬吊臂的弹性变形而沿所述第二轴线相对于所述第一框体与所述座体往复移动，其中所述至少一第二悬吊臂沿所述第二轴线的方向上的距离小于所述至少一第二悬吊臂沿所述第一轴线的方向上的距离。

12.根据权利要求11所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第二悬吊臂的数量为两个，所述两个第二悬吊臂分别连接于所述第二框体的相对两侧。

13.根据权利要求11所述的光扩散模块，其特征在于，包括至少一组驱动元件，其中所述至少一组驱动元件配置于所述第一框体及所述第二框体之间，所述第二框体用于借由所述至少一组驱动元件的驱动沿所述第二轴线相对于所述第一框体与所述座体往复移动。

14.根据权利要求11所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第二悬吊臂包含长方形区段。

15.根据权利要求11所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第二悬吊臂包含两连接区段及介于所述两连接区段之间的弯曲状区段。

16.根据权利要求15所述的光扩散模块，其特征在于，所述至少一第二悬吊臂的所述弯曲状区段的延伸方向垂直于所述两连接区段的延伸方向。

17.根据权利要求15所述的光扩散模块，其特征在于，所述第二框体具有相对的两表面，所述至少一第二悬吊臂的所述两连接区段从所述第二框体的所述表面凸起，且所述至少一第二悬吊臂的所述弯曲状区段从所述第二框体的另一所述表面凸起。

18.根据权利要求10所述的光扩散模块，其特征在于，还包括至少一结构强化肋，其中所述至少一结构强化肋形成于所述至少一第二悬吊臂与所述第一框体之间且/或形成于所述至少一第二悬吊臂与所述第二框体之间。

19.根据权利要求10所述的光扩散模块，其特征在于，所述第二框体包括至少一结构强化折壁，所述至少一结构强化折壁形成于所述第二框体的外缘，且从所述第二框体的所述外缘沿平行于所述光轴的方向延伸。

20.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括光源模块、光阀及投影镜头，其中：

所述光源模块包括光源及光扩散模块，其中：

所述光源用于提供照明光束；及

所述光扩散模块包括第一框体、扩散片及至少一第一悬吊臂，其中：

所述扩散片配置于所述第一框体内，且位于所述照明光束的传递路径上，所述扩散片具有光轴；

所述至少一第一悬吊臂连接于所述第一框体，其中所述至少一第一悬吊臂用于连接座体，所述第一框体借由所述至少一第一悬吊臂的弹性变形而沿第一轴线相对于所述座体往复移动，其中所述至少一第一悬吊臂沿所述第一轴线的方向上的距离小于所述至少一第一悬吊臂沿第二轴线的方向上的距离，其中所述第一轴线与所述第二轴线互相垂直，且所述第一轴线与所述第二轴线皆垂直于所述扩散片的所述光轴；

所述光阀用于将来自所述扩散片的所述照明光束转换为影像光束；以及

所述投影镜头用于投射所述影像光束。

21.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于，所述光扩散模块还包括第二框体及至少一第二悬吊臂，其中所述第二框体配置于所述第一框体内，所述扩散片配置于所述第二框体内，且所述第二框体借由所述至少一第二悬吊臂连接至所述第一框体，

其中所述第二框体借由所述至少一第二悬吊臂的弹性变形而沿所述第二轴线相对于所述第一框体与所述座体往复移动，且其中所述至少一第二悬吊臂沿所述第二轴线的方向上的距离小于所述至少一第二悬吊臂沿所述第一轴线的方向上的距离。

22.根据权利要求20所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂的数量为两个，所述两个第一悬吊臂分别连接于所述第一框体的相对两侧。

23.根据权利要求21所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第二悬吊臂的数量为两个，所述两个第二悬吊臂分别连接于所述第二框体的相对两侧。

24.根据权利要求21所述的投影装置，其特征在于，所述光扩散模块包括至少一组驱动元件，其中所述第一框体借由所述至少一组驱动元件的驱动沿所述第一轴线相对于所述座体往复移动，

其中所述第二框体借由另一所述至少一组驱动元件的驱动沿所述第二轴线相对于所述第一框体与所述座体往复移动。

25.根据权利要求21所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂及/或所述至少一第二悬吊臂包含长方形区段。

26.根据权利要求21所述的投影装置，其特征在于，所述至少一第一悬吊臂及/或所述至少一第二悬吊臂包含两连接区段及介于所述两连接区段之间的一弯曲状区段。

27.根据权利要求26所述的投影装置，其特征在于，所述弯曲状区段的延伸方向垂直于所述两连接区段的延伸方向。

28.根据权利要求21所述的投影装置，其特征在于，所述光扩散模块包括至少一结构强化肋，所述至少一结构强化肋形成于所述至少一第一悬吊臂与所述第一框体之间、所述至少一第一悬吊臂与所述座体之间、所述至少一第二悬吊臂与所述第一框体之间，及/或所述至少一第二悬吊臂与所述第二框体之间。

29.根据权利要求21所述的投影装置，其特征在于，所述第一框体及/或所述第二框体包括至少一结构强化折壁，所述至少一结构强化折壁形成于所述第一框体及/或所述第二框体的外缘，且从所述第一框体及/或所述第二框体的所述外缘沿平行于所述光轴的方向延伸。

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