CN212276198U - 投影机及转轮式光学组件 - Google Patents

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Abstract

一种投影机及转轮式光学组件。投影机包括光源、光学元件、上述转轮式光学组件、光阀及投影镜头。光学元件配置于光源提供的照明光束的传递路径上。转轮式光学组件包括架体、驱动单元、转轮、光学感测元件及遮光结构。驱动单元配置于架体。转轮连接于驱动单元且位于照明光束的传递路径上，驱动单元驱动转轮绕一转动轴线转动。光学感测元件配置于架体且感测转轮的转速。遮光结构连接于架体且围绕光学感测元件。遮光结构在参考平面上的正投影与转动轴线在参考平面上的正投影部分地重叠，参考平面的法线平行于光学元件的光轴与转动轴线的最短连线。光阀将照明光束转换为影像光束。投影镜头将影像光束投射出。本实用新型提升光学感测元件的感测准确性。

Description

投影机及转轮式光学组件
技术领域
本实用新型是有关于一种显示装置及光学组件，且特别是有关于一种投影机及转轮式光学组件。
背景技术
投影机为一种用于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，再借由投影镜头(projection lens)将影像光束投射到屏幕或墙面上。
一般来说，来自光源的照明光束透过荧光轮(phosphor wheel)的激发及/或滤光轮(color filter wheel)的滤光而成为各种色光。为了确保光源、荧光轮、滤光轮及光阀之间的同步，可借由光学感测元件来感测荧光轮及/或滤光轮的转速是否符合预期。然而，若光源发出的照明光的波长范围与光学感测元件的感测光束的波长范围近似，则其在投影机内漫射易对光学感测元件造成干扰，而使得光学感测元件的感测准确性下降。
本「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」中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。此外，在「背景技术」中所揭露的内容并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，也不代表在本实用新型申请前已被所属技术领域中的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投影机及转轮式光学组件，可提升光学感测元件的感测准确性。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的投影机包括光源、光学元件、转轮式光学组件、光阀及投影镜头。光源用于提供照明光束。光学元件配置于照明光束的传递路径上。转轮式光学组件包括架体、驱动单元、转轮、光学感测元件及遮光结构。驱动单元配置于架体。转轮连接于驱动单元且位于照明光束的传递路径上，驱动单元用于驱动转轮绕转动轴线转动。光学感测元件配置于架体且用于感测转轮的转速。遮光结构连接于架体且围绕光学感测元件。遮光结构在参考平面上的正投影与转动轴线在参考平面上的正投影部分地重叠，参考平面的法线平行于光学元件的光轴与转动轴线的最短连线。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。投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束投射出。
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的转轮式光学组件包括架体、转轮、驱动单元、光学感测元件及遮光结构。转轮配置于架体且位于照明光束的传递路径上。驱动单元连接于转轮且用于驱动转轮绕转动轴线转动。光学感测元件配置于架体且用于感测转轮的转速。遮光结构连接于架体且围绕光学感测元件。遮光结构在参考平面上的正投影与转动轴线在参考平面上的正投影部分地重叠，参考平面的法线平行于光学元件的光轴与转动轴线的最短连线，光学元件位于照明光束的传递路径上。
基于上述，本实用新型借由从架体延伸出的遮光结构来遮蔽光学感测元件，遮光结构延伸至光学元件与光学感测元件之间，而可确实地阻止来自光学元件处的漫射光往光学感测元件传递，以提升光学感测元件的感测准确性。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的投影机的示意图。
图2是图1的转轮式光学组件的立体图。
图3是图2的转轮式光学组件于另一视角的立体图。
图4是图1的转轮式光学组件及光学元件的侧视图。
图5是图4的转轮式光学组件及光学元件的局部后视图。
具体实施方式
图1是本实用新型一实施例的投影机100的示意图。请参考图1，本实施例的投影机100包括光源110、光学元件120、转轮式光学组件130、光阀140及投影镜头150。光源110用于提供照明光束L1。光学元件120、转轮式光学组件130及光阀140配置于照明光束L1的传递路径上。光阀140用于将照明光束L1转换为影像光束L2。投影镜头150配置于影像光束L2的传递路径上且用于将影像光束L2投射出。
在本实施例中，光学元件120例如是光均匀元件(如积分柱)，转轮式光学组件130例如是滤光轮组件，光阀140例如是数字微镜元件(digital micro-mirror device，DMD)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)或液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)面板。在其他实施例中，转轮式光学组件130可以是荧光轮组件，且光学元件120可以是邻近荧光轮组件的透镜，本实用新型不对此加以限制。
图2是图1的转轮式光学组件130的立体图。图3是图2的转轮式光学组件130于另一视角的立体图。请参考图2及图3，本实施例的转轮式光学组件130包括架体132、驱动单元134、转轮136、光学感测元件138。驱动单元134例如是马达且配置于架体132。转轮136例如是滤光轮或荧光轮，其连接于驱动单元134且位于照明光束L1(绘示于图1)的传递路径上。
驱动单元134用于驱动转轮136绕转动轴线A转动，使转轮136的多个不同区域依序移至照明光束L1的传递路径。所述多个不同区域可以是滤光轮的多个不同滤光区，或是荧光轮的多个不同光激发区。光学感测元件138配置于架体132且用于感测转轮136的转速是否符合预期，以确保光源110(绘示于图1)、转轮136及光阀140(绘示于图1)之间同步。具体而言，光学感测元件138可借其发光单元往驱动单元134发出感测光束，此感测光束随着驱动单元134的转动而照射至驱动单元134的反射区134a或是驱动单元134的非反射区134b。照射至反射区134a的感测光束会反射回光学感测元件138，照射至非反射区134b的感测光束则不会反射，光学感测元件138的感测单元可借以感测驱动单元134的转速。反射区134a例如是金属表面，而非反射区134b例如是黑色涂层，以吸收光线而使光线不会被反射。
本实施例的转轮式光学组件130还包括遮光结构139。遮光结构139例如一体成形地连接于架体132且围绕光学感测元件138，以阻止投影机100(标示于图1)内的漫射光对光学感测元件138造成干扰。具体而言，光学感测元件138发出的感测光束的波长范围例如约为700nm～1200nm，光源110(绘示于图1)例如是红外线光源，其发出的照明光束L1(标示于图1)是红外线光束，使得所述感测光束的波长范围与照明光束L1的波长范围至少部分地重叠，且转轮136例如为光穿透式而用于使照明光束L1通过并往光学感测元件138传递。换句话说，转轮136的多个不同区域例如包括可使照明光束L1通过的穿透区，穿透区的材料可以是透光性实体材质，例如为玻璃，或者穿透区可以是镂空的开口。遮光结构139可遮挡往光学感测元件138传递的照明光束L1，以避免照明光束L1到达光学感测元件138而导致光学感测元件138将其误判为感测光束。
图4是图1的转轮式光学组件130及光学元件120的侧视图。图5是图4的转轮式光学组件130及光学元件120的局部后视图。请参考图4及图5，进一步而言，本实施例的遮光结构139在参考平面S上的正投影与转动轴线A在参考平面S上的正投影部分地重叠，参考平面S的法线N平行于光学元件120的光轴OA与转动轴线A的最短连线C。借此，遮光结构139延伸至光学元件120与驱动单元134之间，亦即，至少部分的遮光结构139位于光学元件120与驱动单元134之间，而可确实地阻止来自光学元件120处的漫射光往光学感测元件138传递，以提升光学感测元件138的感测准确性。
本实施例的遮光结构139可包括多个遮光部139a、139b、139c，这些遮光部139a、139b、139c分别在三个不同的方向X、Y、Z上遮蔽光学感测元件138，方向X、Y、Z例如相互垂直。在其他实施例中，遮光结构139可在更多不同的方向上遮蔽光学感测元件138，本实用新型不对此加以限制。此外，在本实施例中，可将遮光结构139的至少部分表面设置为黑色，如此可避免照明光束L1照射到遮光结构139之后反射，以进一步降低照明光束L1传递至光学感测元件138的机率。举例来说，可将遮光结构139的朝向光学元件120的表面139c1、139c2(标示于图3及图5)设置为黑色。
综上所述，本实用新型借由从架体延伸出的遮光结构来遮蔽光学感测元件，遮光结构延伸至光学元件与光学感测元件之间，而可确实地阻止来自光学元件处的漫射光往光学感测元件传递，以提升光学感测元件的感测准确性。此外，遮光结构可至少在三个不同方向上遮蔽光学感测元件，以更全面地阻挡往光学感测元件传递的漫射光。
惟以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露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:投影机
110:光源
120:光学元件
130:转轮式光学组件
132:架体
134:驱动单元
134a:反射区
134b:非反射区
136:转轮
138:光学感测元件
139:遮光结构
139a、139b、139c:遮光部
139c1、139c2:表面
140:光阀
150:投影镜头
A:转动轴线
C:连线
L1:照明光束
L2:影像光束
N:法线
OA:光轴
S:参考平面
X、Y、Z:方向。

Claims (20)

1.一种投影机，其特征在于，所述投影机包括光源、光学元件、转轮式光学组件、光阀以及投影镜头，其中：
所述光源用于提供照明光束；
所述光学元件配置于所述照明光束的传递路径上；
所述转轮式光学组件包括架体、驱动单元、转轮、光学感测元件以及遮光结构，其中：
所述驱动单元配置于所述架体；
所述转轮连接于所述驱动单元且位于所述照明光束的传递路径上，驱动单元用于驱动所述转轮绕转动轴线转动；
所述光学感测元件配置于所述架体且用于感测所述转轮的转速；以及
所述遮光结构连接于所述架体且围绕所述光学感测元件，其中所述遮光结构在参考平面上的正投影与所述转动轴线在所述参考平面上的正投影部分地重叠，所述参考平面的法线平行于所述光学元件的光轴与所述转动轴线的最短连线；
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；以及
所述投影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出。
2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，至少部分所述遮光结构位于所述光学元件与所述驱动单元之间。
3.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述光学元件为光均匀元件。
4.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述转轮为荧光轮或滤光轮。
5.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述遮光结构一体成形地连接于所述架体。
6.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述遮光结构的至少部分表面为黑色。
7.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述转轮为光穿透式，且用于使所述照明光束通过。
8.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述遮光结构在至少三个不同的方向上遮蔽所述光学感测元件。
9.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述光源为红外线光源，所述照明光束为红外线光束。
10.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述光学感测元件用于发出感测光束，所述感测光束的波长范围与所述照明光束的波长范围至少部分地重叠。
11.一种转轮式光学组件，其特征在于，所述转轮式光学组件包括架体、转轮、驱动单元、光学感测元件以及遮光结构，其中：
所述转轮配置于所述架体且位于照明光束的传递路径上；
所述驱动单元连接于所述转轮且用于驱动所述转轮绕转动轴线转动；
所述光学感测元件配置于所述架体且用于感测所述转轮的转速；以及
所述遮光结构连接于所述架体且围绕所述光学感测元件，其中所述遮光结构在参考平面上的正投影与所述转动轴线在所述参考平面上的正投影部分地重叠，所述参考平面的法线平行于光学元件的光轴与所述转动轴线的最短连线，所述光学元件位于所述照明光束的传递路径上。
12.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，至少部分所述遮光结构位于所述光学元件与所述驱动单元之间。
13.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述光学元件为光均匀元件。
14.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述转轮为荧光轮或滤光轮。
15.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述遮光结构一体成形地连接于所述架体。
16.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述遮光结构的至少部分表面为黑色。
17.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述转轮为光穿透式，且用于使所述照明光束通过。
18.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述遮光结构在至少三个不同的方向上遮蔽所述光学感测元件。
19.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述照明光束为红外线光束。
20.根据权利要求11所述的转轮式光学组件，其特征在于，所述光学感测元件用于发出感测光束，所述感测光束的波长范围与所述照明光束的波长范围至少部分地重叠。
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