CN210720997U

CN210720997U - 光源模块

Info

Publication number: CN210720997U
Application number: CN201921961978.9U
Authority: CN
Inventors: 陈松濂; 范辰玮
Original assignee: Coretronic Corp
Current assignee: Coretronic Corp
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-14
Also published as: US11320114B2; US20210148544A1

Abstract

一种光源模块包括光源、第一透镜、反射镜、第一扩散元件以及第二透镜被提出。光源用以发出光束。第一透镜用以使光束聚焦于第一焦点。反射镜设置于光束的传递路径，且第一透镜位于光源与反射镜之间。第一扩散元件设置于第一透镜与反射镜之间。第一扩散元件包括第一扩散板以及第一驱动机构。第一扩散板位于第一焦点或第一焦点附近。光束在通过第一扩散板后传递至反射镜。第一驱动机构设置于第一扩散板与第一透镜之间，且用以带动第一扩散板移动或转动。第二透镜具有位于入光侧的第二焦点。反射镜位于入光侧，且第二焦点重合于第一焦点。本实用新型的光源模块的照明光束的均匀度较佳，且反射镜的设计裕度也较大。

Description

光源模块

技术领域

本实用新型是有关于一种光学系统，且特别是有关于一种光源模块。

背景技术

投影机的使用已成为日常生活中常见的信息呈现方式。近年来，可携带式投影装置的出现增加了使用上的便利性，还能满足不同情境的使用需求。为了实现投影装置的微型化，此类的投影装置大都设有反射元件，以增加整体光路的设计裕度。同时，为了提供均匀的照明光源，自光源发出的光束，其传递路径上设有扩散元件，且这类扩散元件通常都是采用转轮的方式来实现。也就是说，此类投影装置还需配置有带动扩散元件转动的驱动件，例如马达。尽管马达可缩小达20毫米的尺寸，但仍需占有一定的布局空间，以避免与其他构件(例如反射元件的调整机构)产生结构上的干涉。如此一来，整体光机系统微型化的困难度势必增加。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，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实用新型一个或多个实施例所要解决的问题在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

实用新型内容

本实用新型提供一种光源模块，其照明光束的均匀度较佳，且反射镜的设计裕度也较大。

为达上述之一或部分或全部目的或其他目的，本实用新型的一实施例提出一种光学模块。光学模块包括光源、第一透镜、反射镜、第一扩散元件以及第二透镜。光源用以发出光束。第一透镜用以使光束聚焦于第一焦点。反射镜设置于光束的传递路径，且第一透镜位于光源与反射镜之间。第一扩散元件设置于第一透镜与反射镜之间。第一扩散元件包括第一扩散板以及第一驱动机构。第一扩散板位于第一焦点或第一焦点附近。光束在通过第一扩散板后传递至反射镜。第一驱动机构设置于第一扩散板与第一透镜之间，且用以带动第一扩散板移动或转动。第二透镜具有位于入光侧的第二焦点。反射镜位于入光侧，且第二焦点重合于第一焦点。

基于上述，在本实用新型一实施例的光学模块中，扩散元件设置在反射镜与光源之间，且用以带动扩散元件转动或移动的驱动机构设置在扩散板远离反射镜的一侧，可增加反射镜的布局空间，有助于提升光学模块的设计裕度。另一方面，将扩散板设置于两透镜的焦点或焦点附近，有助于缩减扩散板的尺寸。

为让本实用新型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是依照本实用新型的第一实施例的光源模块的侧视示意图；

图2是依照本实用新型的第二实施例的光源模块的侧视示意图；

图3是依照本实用新型的第三实施例的光源模块的侧视示意图；

图4是依照本实用新型的第四实施例的光源模块的侧视示意图；

图5是依照本实用新型的第五实施例的光源模块的侧视示意图；

图6是依照本实用新型的第六实施例的光源模块的侧视示意图。

附图标记说明：

10、11、12、13、14、15：光学模块；

100：光源；

110：第一透镜；

110e、120e、130e：出光侧；

120：第二透镜；

120i、130i：入光侧；

130：第三透镜；

150：反射镜；

150r：反射面；

160、160A、160B：调整机构；

210、210A：第一扩散元件；

211、211A：第一扩散板；

212、212A：第一驱动机构；

220：第二扩散元件；

221：第二扩散板；

222：第二驱动机构；

250：固定式扩散元件；

300：积分柱；

AX、AX1、AX2、AX3：轴；

FP1：第一焦点；

FP2：第二焦点；

FP3：第三焦点；

G：间距；

OA1、OA2：光轴；

RA、RA’：旋转轴。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其它技术内容、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，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到方向用语，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是依照本实用新型的第一实施例的光源模块的侧视示意图。请参照图1，光源模块10包括光源100、第一透镜110、反射镜150以及第一扩散元件210。光源100用以发出多道光束LB。在本实施例中，光源100例如是半导体激光二极管(semiconductor laserdiode)或其所排列成的光源阵列，但不以此为限。在其他实施例中，光源100也可以是发光二极管(light emitting diode)。第一透镜110用以使这些光束LB在第一透镜110的出光侧110e汇聚于第一焦点FP1。反射镜150设置于这些光束LB的传递路径上，且第一透镜110位于光源100与反射镜150之间。第一扩散元件210设置于第一透镜110与反射镜150之间，且包括第一扩散板211与第一驱动机构212。在本实施例中，第一驱动机构212用以带动第一扩散板211相对于第一扩散元件210的旋转轴RA转动，但不以此为限。第一扩散元件210的第一驱动机构212例如是马达或致动器(actuator)，但不以此为限。

在本实施例中，光源模块10还可包括调整机构160。反射镜150设置于调整机构160上，且调整机构160用以带动反射镜150相对于至少一轴AX的转动或移动。举例而言，反射镜150在调整机构160的带动下，可相对于轴AX转动以及沿着轴AX的轴向移动。亦即，本实施例的反射镜150可进行两种维度的调整，但不以此为限。在其他实施例中，反射镜150还可相对于另一轴进行转动或移动，以满足四种维度的调整需求。特别说明的是，第一透镜110的光轴OA1与第二透镜120的光轴OA2都相交于反射镜150的轴AX。亦即，第一透镜110的光轴OA1与第二透镜120的光轴OA2都通过反射镜150的轴AX。

值得注意的是，通过将第一驱动机构212配置在第一扩散板211与第一透镜110之间，可降低第一驱动机构212与反射镜150或调整机构160的机构干涉，有助于增加反射镜150的设计裕度，例如反射镜尺寸的公差容许度与反射面的可调整范围。

另一方面，在本实施例中，第一扩散板211可选地位于第一透镜110的第一焦点FP1，但不以此为限。在其他实施例中，第一扩散板211也可设置于第一透镜110的第一焦点FP1附近，例如与第一焦点FP1距离5毫米内的范围。具体而言，多道光束LB在通过第一透镜110后聚焦于第一扩散板211，并在通过第一扩散板211后传递至反射镜150。通过第一扩散板211相对于旋转轴RA的转动，可有效抑制激光光束的散斑(speckle)现象，进而提升光源模块10的出光均匀度。

进一步而言，光源模块10还包括第二透镜120。第二透镜120具有位于入光侧120i的第二焦点FP2，且反射镜150位于第二透镜120的入光侧120i。在本实施例中，第二透镜120的光轴相交于第一透镜110的光轴，且两光轴的相交处位于反射镜150的反射面150r上。具体而言，来自第一扩散板211的光束LB在经由反射面150r的反射后，入射至第二透镜120。特别说明的是，第二透镜120的第二焦点FP2重合于第一透镜110的第一焦点FP1。亦即，第一透镜110与第二透镜120共焦(confocal)。需说明的是，在本实施例中，两透镜各自在入光侧和出光侧的面型是以对称的形式为例进行说明，并不表示本公开以附图揭示内容而加以限制本实用新型。根据其他实施例，透镜在入光侧和出光侧的面型也可以非对称的形式来实施，也就是说，透镜在入光侧和出光侧可具有不同的焦距。

以下将列举另一些实施例以详细说明本公开，其中相同的构件将标示相同的符号，并省略相同技术内容的说明，省略部分请参考前述实施例，以下不再赘述。

图2是依照本实用新型的第二实施例的光源模块的侧视示意图。请参照图2，本实施例的光源模块11与图1的光源模块10的主要差异在于：光源模块11在光束LB的传递路径上还设有固定式扩散元件250。在本实施例中，固定式扩散元件250设置于第一透镜110的第一焦点FP1上，而第一扩散板211设置于第一焦点FP1附近，例如与第一焦点FP1距离5毫米内的范围。更具体地说，固定式扩散元件250与第一扩散板211间隔设置。在本实施例中，固定式扩散元件250与第一扩散板211之间具有间距G，且此间距G大于或等于2毫米，以避免固定式扩散元件250与第一扩散板211产生干涉。

在本实施例中，固定式扩散元件250可选地设置于第一扩散板211与第一透镜110之间，但不以此为限。在其他实施例中，固定式扩散元件250也可设置在第一扩散板211与反射镜150之间。值得注意的是，不同于第一扩散元件210的第一扩散板211可相对于旋转轴RA旋转，固定式扩散元件250是以固定的方式设置在光束LB的传递路径上。由于固定式扩散元件250是设置于第一透镜110的第一焦点FP1上，因此固定式扩散元件250的尺寸可进一步缩减。

另一方面，固定式扩散元件250与第一扩散板211对于准直光束能分别产生α和β的扩散角。因此，当光束LB在依序通过固定式扩散元件250与第一扩散板211后可具有(α²+β²)^1/2的扩散角。换句话说，通过相邻且间隔设置的固定式扩散元件250与第一扩散板211，可进一步消除激光光束的散斑现象，有助于提升光源模块11的出光均匀度。

图3是依照本实用新型的第三实施例的光源模块的侧视示意图。请参照图3，本实施例的光源模块12与图1的光源模块10的差异在于：光源模块12在光束LB的传递路径上还设有第三透镜130、第二扩散元件220以及固定式扩散元件250。具体而言，第三透镜130设置于第二透镜120的出光侧120e，用以使来自第二透镜120的光束LB汇聚于第三透镜130的出光侧130e的第三焦点FP3。第二扩散元件220与固定式扩散元件250设置于第三透镜130的出光侧130e，且设置在第三透镜130的第三焦点FP3附近，例如与第三焦点FP3距离5毫米内的范围。更具体的是，第二扩散元件220与固定式扩散元件250分别位于第三透镜130的第三焦点FP3的相对两侧，但不以此为限。根据其他实施例，第三透镜130的第三焦点FP3也可选地与固定式扩散元件250或第二扩散元件220相重合。也就是说，固定式扩散元件250与第二扩散元件220的其中一者可设置于第三透镜130的第三焦点FP3，而另一者可设置于第三焦点FP3附近。

进一步而言，第二扩散元件220包括第二扩散板221与第二驱动机构222。第二扩散板221与固定式扩散元件250间隔设置。第二驱动机构222用以带动第二扩散板221相对于第二扩散元件220的旋转轴RA’转动或移动，但不以此为限。第二扩散元件220的第二驱动机构222例如是马达或致动器(actuator)。在本实施例中，固定式扩散元件250与第二扩散板221之间具有间距G，且此间距G大于或等于2毫米，以避免固定式扩散元件250与第二扩散板221产生干涉。另一方面，固定式扩散元件250可选地设置于第二扩散板221与第三透镜130之间，但不以此为限。在其他实施例中，第二扩散板221也可设置在固定式扩散元件250与第三透镜130之间。

值得注意的是，不同于第二扩散元件220的第二扩散板221可相对于旋转轴RA’旋转，固定式扩散元件250是以固定的方式设置在光束LB的传递路径上。由于固定式扩散元件250是设置于第三透镜130的第三焦点FP3附近，因此固定式扩散元件250的尺寸可进一步缩减。另一方面，固定式扩散元件250、第一扩散板211以及第二扩散板221对于准直光束能分别产生α、β和γ的扩散角。因此，当光束LB在依序通过第一扩散板211、固定式扩散元件250以及第二扩散板221后可具有(α²+β²+γ²)^1/2的扩散角。换句话说，通过第一扩散板211以及相邻且间隔设置的固定式扩散元件250与第二扩散板221，可进一步消除激光光束的散斑现象，有助于提升光源模块12的出光均匀度。

举例而言，光束LB在通过第二扩散板221后还可入射积分柱(integration rod)300以形成更为均匀的照明光源，但不以此为限。需说明的是，在本实施例中，第三透镜130在入光侧130i和出光侧130e的面型是以对称的形式为例进行说明，并不表示本公开以附图揭示内容而加以限制本实用新型。根据其他实施例，第三透镜130在入光侧130i和出光侧130e的面型也可以非对称的形式来实施，也就是说，第三透镜130在入光侧130i和出光侧130e可具有不同的焦距。

图4是依照本实用新型的第四实施例的光源模块的侧视示意图。请参照图4，本实施例的光源模块13与图1的光源模块10的主要差异在于：第一扩散元件的作动方式不同。具体而言，在本实施例中，第一扩散元件210A的第一驱动机构212A是用以带动第一扩散板211A在垂直于第一透镜110的光轴OA轴向的方向上来回移动，但不以此为限。值得一提的是，通过第一扩散板211A在垂直于第一透镜110的光轴OA轴向的方向上的来回移动，可有效消除激光光束的散斑(speckle)现象，进而提升光源模块13的出光均匀度。

图5是依照本实用新型的第五实施例的光源模块的侧视示意图。请参照图5，本实施例的光源模块14与图1的光学模块10的差异在于：调整机构的操作方式不同。在本实施例中，反射镜150在调整机构160A的带动下，可相对于轴AX1与轴AX2旋转。值得注意的是，轴AX1与轴AX2相交于第一透镜110的光轴OA1，也相交于第二透镜120的光轴OA2。也就是说，第一透镜110的光轴OA1与第二透镜120的光轴OA2都通过轴AX1与轴AX2的相交处。举例而言，在本实施例中，轴AX2的轴向可选地垂直于轴AX1的轴向，但不以此为限。

图6是依照本实用新型的第六实施例的光源模块的侧视示意图。请参照图6，本实施例的光源模块15与图1的光学模块10的差异在于：调整机构的操作方式不同。在本实施例中，反射镜150在调整机构160B的带动下，可沿着轴AX1与轴AX3的轴向移动，且轴AX3的轴向可选地垂直于轴AX1的轴向，但不以此为限。在其他实施例中，轴AX3的轴向也可不垂直于轴AX1的轴向。举例而言，反射镜150的调整可先沿轴AX1或轴AX3的轴向移动，再同时沿轴AX1与轴AX3的轴向移动，但不以此为限。

综上所述，基于上述，在本实用新型一实施例的光学模块中，扩散元件设置在反射镜与光源之间，且用以带动扩散元件转动或移动的驱动机构设置在扩散板远离反射镜的一侧，可增加反射镜的布局空间，有助于提升光学模块的设计裕度。另一方面，将扩散板设置于两透镜的焦点或焦点附近，有助于缩减扩散板的尺寸。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即所有依本实用新型权利要求及实用新型说明内容所作的简单的等效变化或修改，都仍属于本实用新型专利覆盖的范围。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不需达成本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”、“第三”或“第四”等用语仅用以命明元件(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。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种光源模块，其特征在于，包括光源、第一透镜、反射镜、第一扩散元件以及第二透镜，其中：

所述光源用以发出光束；

所述第一透镜用以使所述光束聚焦于第一焦点；

所述反射镜设置于所述光束的传递路径，且所述第一透镜位于所述光源与所述反射镜之间；

所述第一扩散元件设置于所述第一透镜与所述反射镜之间，且所述第一扩散元件包括第一扩散板以及第一驱动机构，其中：

所述第一扩散板位于所述第一焦点或所述第一焦点附近，其中所述光束在通过所述第一扩散板后传递至所述反射镜；以及

所述第一驱动机构设置于所述第一扩散板与所述第一透镜之间，且用以带动所述第一扩散板移动或转动；以及

所述第二透镜具有位于入光侧的第二焦点，其中所述反射镜位于所述入光侧，且所述第二焦点重合于所述第一焦点。

2.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括：

固定式扩散元件，设置于所述第一焦点上或所述第一焦点附近，且所述固定式扩散元件与所述第一扩散板间隔设置。

3.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，所述固定式扩散元件位于所述第一扩散板与所述第一透镜之间。

4.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，所述第一扩散板与所述固定式扩散元件的间距大于或等于2毫米。

5.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述第一扩散板与所述第一焦点之间的距离小于或等于5毫米。

6.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括：

第三透镜，设置于所述第二透镜的出光侧，用以使来自所述第二透镜的所述光束聚焦于第三焦点；以及

固定式扩散元件，设置于所述第三焦点或所述第三焦点附近。

7.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，所述固定式扩散元件与所述第三焦点之间的距离小于或等于5毫米。

8.根据权利要求6所述的光源模块，其特征在于，还包括：

第二扩散元件，设置于所述第三透镜的出光侧，且包括：

第二扩散板，位于所述第三焦点上或所述第三焦点附近，且所述第二扩散板与所述固定式扩散元件间隔设置；以及

第二驱动机构，用以带动所述第二扩散板移动或转动。

9.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，所述固定式扩散元件位于所述第二扩散板与所述第三透镜之间。

10.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，所述第二扩散板与所述固定式扩散元件的间距大于或等于2毫米。

11.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述第一扩散元件的所述第一驱动机构用以带动所述第一扩散板相对于旋转轴转动。

12.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括：

调整机构，其中所述反射镜设置于所述调整机构上，且所述调整机构用以带动所述反射镜相对于至少一轴的转动。

13.根据权利要求12所述的光源模块，其特征在于，所述调整机构用以带动所述反射镜相对于第一轴与第二轴转动，且所述第一轴的轴向垂直于所述第二轴的轴向。

14.根据权利要求12所述的光源模块，其特征在于，所述调整机构用以带动所述反射镜相对于第一轴与第二轴转动，且所述第一轴与所述第二轴相交于所述第一透镜的光轴。

15.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括：

调整机构，其中所述反射镜设置于所述调整机构上，且所述调整机构用以带动所述反射镜沿至少一轴的轴向移动。