CN213934360U - 固定结构及使用此固定结构的投影装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种固定结构及一种投影装置。投影装置包括照明系统、光阀及投影镜头。用于提供照明光束的照明系统包括光源、上述的固定结构及光学元件。固定结构具有围绕中心轴而形成通孔的内壁及设置在内壁的第一肋条。第一肋条自内壁沿着通孔的径向朝向中心轴突起。第一肋条的延伸方向平行于中心轴的轴向。光学元件放置在通孔中，且第一肋条干涉光学元件，以使光学元件固定在通孔中。光源对光学元件照光以形成照明光束。光阀位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。投影镜头位于影像光束的传递路径上，用于投射影像光束。本实用新型的固定结构的结构简单且可减少使用零件，本实用新型的投影装置能够同时简化零件及制程。

Description

固定结构及使用此固定结构的投影装置

技术领域

本实用新型是有关于一种固定结构及投影装置，且特别是有关于一种可固定光学元件的固定结构及使用此固定结构的投影装置。

背景技术

常见的光学元件，例如透镜，固定在投影机光机中的方式大致有下列几种。

其中一种方式是在透镜载座的胶槽上点胶以固定透镜。

另一种方式是先将透镜组装在光机引擎的底座后，再于底座上的胶槽上点胶以固定透镜。

又一种方式是先将透镜以透镜载座以及盖板组装在一起之后，再利用螺丝锁附的方式将透镜固定在光机引擎的底座上。

由上述可知，透镜的固定方式很多。但是，在尺寸较小的投影产品上使用以上的方式固定透镜，将会增加产品整体尺寸，或是增加作业上的困难。

“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固定结构，其结构简单且可减少使用零件。

本实用新型提供一种投影装置，能够同时简化零件及制程。

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，本实用新型的一实施例提出一种固定结构，用于固定光学元件。固定结构具有内壁以及第一肋条。内壁围绕中心轴而形成通孔。第一肋条设置在内壁，且自内壁沿着通孔的径向朝向中心轴突起。第一肋条的延伸方向平行于中心轴。光学元件放置在通孔中时，第一肋条干涉光学元件，以使光学元件固定在通孔中。

为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的一实施例提出一种投影装置，包括照明系统、光阀及投影镜头。照明系统用于提供照明光束，照明系统包括光源、固定结构以及光学元件。固定结构具有内壁以及第一肋条。内壁围绕中心轴而形成通孔。第一肋条设置在内壁，且第一肋条自内壁沿着通孔的径向朝向中心轴突起。第一肋条的延伸方向平行于中心轴的轴向。光学元件放置在通孔中，且第一肋条干涉光学元件，以使光学元件固定在通孔中。光源对光学元件照光，以形成照明光束。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。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。

基于上述，在本实用新型的固定结构中，借由在内壁设置肋条而可以在不使用其他额外的零件的情况下将光学元件固定在固定结构的通孔中。因此，对于使用此固定结构的投影装置来说，可以减少组装用的零件，同时简化组装流程。

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是本实用新型一实施例的投影装置的示意图。

图2是图1中的固定结构与光学元件的局部示意图。

图3是图2的固定结构的不同视角的局部示意图。

图4为图2的固定结构的另一视角的局部示意图。

图5为本实用新型另一实施例的固定结构与光学元件的局部示意图。

图6是图5的固定结构的另一视角的局部示意图。

图7是沿图6的A-A剖面线的局部剖视示意图。

具体实施方式

有关本实用新型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实用新型。

图1是本实用新型一实施例的投影装置的示意图。图2是图1中的固定结构与光学元件的局部示意图。图3是图2的固定结构的不同视角的局部示意图。请同时参考图1、图2及图3。

本实用新型的投影装置1包括照明系统2、光阀3及投影镜头4。照明系统2用于提供照明光束L1。光阀3位于照明光束L1的传递路径上，用于将照明光束L1转换为影像光束L2。投影镜头4位于影像光束L2的传递路径上，用于投射影像光束L2，以在屏幕、墙面、或其他投影目标上显示画面。举例而言，光阀3例如是数字微镜元件(Digital Micro-mirrorDevice,DMD)或液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)等反射式光调变器。在一些实施例中，光阀3例如可为穿透式液晶面板(Liquid Crystal DisplayPanel)，电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Maganeto-Opticmodulator)、声光调变器(Acousto-Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器。但本揭露内容对光阀3的型态及种类不加以限制。举例而言，投影镜头4例如包括具有屈光度的一或多个非平面光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。在一实施例中，投影镜头4也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀3的影像光束L2投射出投影装置1外。本揭露内容对投影镜头4的型态及其种类并不加以限制。

上述的照明系统2包括光源21、固定结构22以及光学元件23。固定结构22以及光学元件23设置于光源21与光阀3之间。详细而言，投影装置1具有基座20(如图2及图3中所标示)，而固定结构22则是配置于基座20。

固定结构22具有内壁221以及第一肋条222。内壁221围绕中心轴C而形成通孔H，如此一来，中心轴C为通孔H的中心轴。第一肋条222设置在内壁221，其中第一肋条222自内壁221沿着通孔H的径向朝向中心轴C突起，且第一肋条222的延伸方向平行于中心轴C的轴向。具体地说，第一肋条222自内壁221沿着通孔H的径向朝向中心轴C突起的高度为第一肋条222的厚度，而第一肋条222以平行于中心轴C的轴向延伸的距离为第一肋条222的长度L，而第一肋条222沿着通孔H的圆周方向分布的尺寸为第一肋条222的弧长A1。

光学元件23放置在通孔H中，其中本实施例的光学元件23为透镜，而光源21对光学元件23照光，以形成照明光束L1。在光学元件23放置在通孔H中时，位在内壁221中的第一肋条222对光学元件23形成干涉，以使光学元件23固定在通孔H中。

在一种实施方式中，第一肋条222仅设置一个就可以达到在通孔H中干涉光学元件23以将光学元件23固定在通孔H中的目的。在此情况下，光学元件23在固定于通孔H中之前，光学元件23的光轴与通孔H的中心轴C并不重叠，但借由设置一个第一肋条222，可将光学元件23固定于使光学元件23的光轴与通孔H的中心轴C重叠的位置，以达到良好的光束传递效果。

图4为图2的固定结构的另一视角的局部示意图。请同时参考图2、图3及图4。附带一提，当第一肋条222只设置为一个的情况下，固定结构22可还具有设置在内壁221的定位凸台223，其中定位凸台223沿着通孔H的圆周方向延伸并自内壁221沿着通孔H的径向朝向中心轴C凸起。

进一步而言，定位凸台223与第一肋条222环绕中心轴C等角度地设置。举例而言，在图4所绘示的实施例中，第一肋条222的数量为一个，定位凸台223的数量亦为一个，在此情况下，定位凸台223与第一肋条222呈180度角地设置。即，以中心轴C作为通孔H的中心，定位凸台223与第一肋条222在通孔H的径向上位在中心轴C的相对两侧。借由第一肋条222与定位凸台223呈180度角地设置，第一肋条222及定位凸台223以对称的角度及较为均匀的力对光学元件23形成干涉，以使光学元件23不易歪斜，进而能更稳固地固定于通孔H中。在其他实施例中，第一肋条222的数量为一个，但定位凸台223的数量可为多个。以定位凸台223的数量为两个为例，要满足定位凸台223与第一肋条222环绕中心轴C等角度地设置的条件，一个第一肋条222与两个定位凸台223可呈120度角地设置(图未示)，以对光学元件23提供较为均匀的力，使光学元件23能较稳固地固定于通孔H中。

承上述，定位凸台223自内壁221沿着通孔H的径向朝向中心轴C凸起的高度不需要很高，可以略大于、等于或略小于第一肋条222的厚度。第一肋条222及定位凸台223自内壁221沿着通孔H的径向朝向中心轴C凸起的高(厚)度可搭配透镜的尺寸而适应性地改变。此外，沿着所述通孔H的圆周方向，定位凸台223的弧长A2大于第一肋条222的弧长A1，以提升光学元件23固定于通孔H中的稳定度。在其他实施方式中，在定位凸台223的数量为多个的情况下，弧长A2可视为多个定位凸台223的加总弧长A2，并使加总弧长A2大于第一肋条222的弧长A1即可，此时单一个定位凸台223的弧长不一定需要大于第一肋条222的弧长A1。进一步而言，第一肋条222以及定位凸台223的设置位置及尺寸应设定为能将光学元件23固定于使光学元件23的光轴与通孔H的中心轴C重叠的位置，以达到良好的光束传递效果。

由上述可知，第一肋条222以及定位凸台223以沿着通孔H的径向方向对光学元件23产生干涉，借此以将光学元件23稳固地固定在通孔H之中。如此一来，便不需要使用点胶或锁附的方式来固定光学元件23，不仅减少了组装零件(夹持座、盖板及螺丝)的使用，也简化了组装流程。此外，由于是利用机械干涉的方式取代粘胶粘附的方式，因此如果组装有问题，也能够在不破坏固定结构22或是光学元件23的情况下方便且简易地进行重工。

图5为本实用新型另一实施例的固定结构与光学元件的局部示意图。为了让光学元件23均匀地受力而更稳固地固定在通孔H中，在如图5的实施方式中，第一肋条222的数量也可以设置为多个(图5中例示性地绘示三个第一肋条222)，且第一肋条222环绕中心轴C等角度地设置。当第一肋条222的设置数量为多个且环绕中心轴C等角度地设置时，可不设置定位凸台223。当然，当第一肋条222的设置数量为多个时，也可以依照需求而设置定位凸台223，且定位凸台223与第一肋条222在通孔H的圆周方向上错开设置(图未示)。

图6是图5的固定结构的另一视角的局部示意图。图7是沿图6的A-A剖面线的局部剖视示意图。须注意的是，为清楚表示固定结构的内部结构，图6及图7中省略绘示光学元件。请同时参考图6及图7，固定结构22还具有第一表面22a及第二表面22b，其中内壁221连接在第一表面22a及第二表面22b之间。光学元件23沿着自第一表面22a朝向第二表面22b的方向D置入通孔H中。固定结构22还具有第二肋条224，其中第二肋条224也设置在内壁221。与第一肋条222不同的是，第二肋条224的设置方式是沿着通孔H的圆周方向延伸，并自内壁221沿着通孔H的径向朝向中心轴C凸起，以止挡光学元件23。进一步而言，光学元件23自第一表面22a朝向第二表面22b的方向组装至通孔H时，第二肋条224的设置可用来限制光学元件23的组装距离，防止组装人员施力过大而使光学元件23自第二表面22b脱落。

上述的第二肋条224的数量为多个，且环绕中心轴C等角度地设置。将多个第二肋条224以等角度地设置，可以避免光学元件23安装定位时歪斜。此外，第一肋条222与第二肋条224环绕中心轴C在角度上交错设置，换句话说，第一肋条222与第二肋条224在通孔H的圆周方向上交错地设置。例如，第一肋条222设置在0度、120度、240度处，而第二肋条224设置在60度、180度及300度处。这样设置的好处在于当用以形成第一肋条222或第二肋条224的模具需要修模时，模具维修较方便。

而在另一种实施方式中，第二肋条224也可以是仅设置为一个，且环绕整个内壁221形成(图未示)。

在本实施例中，第二肋条224连接至内壁221的表面224a可以是相对于内壁221倾斜的斜面。斜面用来止挡为透镜的光学元件的边缘具有曲率的部分。

但是在另一种实施方式中，第二肋条224与内壁221连接的表面224a可以是平面。第二肋条224连接至内壁221的表面224a的形式不限，可符合需求而调整。

上述的定位凸台223与第二肋条224可以依照需求选择性地设置。确切地说，可以不设置有定位凸台223，而设置有第二肋条224；或者可以设置有定位凸台223，而不设置第二肋条224；或者可以同时设置有定位凸台223以及第二肋条224；或者，也可以不设置定位凸台223与第二肋条224，而仅设置第一肋条222。须注意的是，在图4所绘示实施例中，固定结构22亦具有第二肋条224，其中在同时设置有定位凸台223以及第二肋条224的情况下，第二肋条224的突出于内壁221的厚度大于定位凸台223的突出于内壁221的厚度。此外，定位凸台223可以与其中一个第二肋条224连接，且在此情况之下，定位凸台223沿着中心轴C的轴向从第一表面22a延伸到第二肋条224。

在其他实施方式中，定位凸台223可与第二肋条224环绕中心轴C在角度上交错设置。即，沿着中心轴C的轴向，定位凸台223不与任何一个第二肋条224直接地连接(图未示)。

再回到图6及图7，固定结构22还具有多个凸座225，其中凸座225设置在第一表面22a，且环绕中心轴C等角度地设置。在组装时，当治具的顶端碰到第一表面22a时，自动化组装系统就知道已达到光学元件23组装的定位点。

此外，在本实施例中，凸座225的设置数量为4个，且这4个凸座225形成限位区B，而光源21(图未示)对应地设置在限位区B，以对光学元件23发光。

当组装人员将光学元件23组装至固定结构22时，将光学元件23沿着自固定结构22的第一表面22a朝向第二表面22b的方向D置入通孔H中。此时，借由第一肋条222对光学元件23形成干涉，因此组装人员施力推移光学元件23，以将光学元件23固定于通孔H中。此外，在一些实施例中，还可借由定位凸台223对光学元件23的干涉使得光学元件23能更稳固地固定于通孔H中。

而第二肋条224可发挥止挡的作用，用以限制光学元件23在通孔H中沿着中心轴C的轴向移动的距离，防止组装人员因为施力过度而将光学元件23从第二表面22b脱落。

附带一提，为了达到导引光线或提高分辨率等功能，投影装置1还可包含其他光学装置。此些光学装置可依照实际需求而选用。

综上所述，本实用新型的固定结构及使用此固定结构的投影装置具有下列优点：

一、本实用新型利用干涉的方式达到光学元件的组装及固定的效果，不仅不需要花费已知固定方案所需的点胶成本及点胶工时，还可避免因为已知固定方案所使用的胶体的对其他零件造成的污染，进而能够让其余零件保持干净。此外，可以避免因为光线照射造成胶体发挥而污染光学元件的问题。还具有进行重工的方式简单又便利，且不会对光学元件或是固定结构造成破坏性影响，维持光学元件及固定结构的完整性等优点。

二、相比于已知是使用螺丝锁附的方式以固定住光学元件，本实用新型中的光学元件与固定结构的组装能够达到无螺丝组装，减少使用的零件及组装工时，还可以达到降低累积公差的效果。此外，只需要沿着组装方向将光学元件置入固定结构的内壁所形成的通孔中即可，具有组装方式简易方便的优点。

三、可以缩小零件体积，或减少用来固定光学元件的相关零件，进而使投影装置的体积最小化。

四、本实用新型中的光学元件与固定结构的组装可简化组装透镜的制程，进而易于导入自动化组装。

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：

1:投影装置

2:照明系统

3:光阀

4:投影镜头

20:基座

21:光源

22:固定结构

22a:第一表面

22b:第二表面

221:内壁

222:第一肋条

223:定位凸台

224:第二肋条

224a:表面

225:凸座

23:光学元件

L1:照明光束

L2:影像光束

A-A:剖线

A1:弧长

A2:弧长

B:限位区

C:中心轴

D:方向

H:通孔

L:长度。

Claims (21)

1.一种固定结构，用于固定光学元件，其特征在于，所述固定结构具有内壁以及第一肋条，其中：

所述内壁围绕中心轴而形成通孔；以及

所述第一肋条设置在所述内壁，且自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴突起，所述第一肋条的延伸方向平行于所述中心轴，

其中所述光学元件放置在所述通孔中时，所述第一肋条干涉所述光学元件，以使所述光学元件固定在所述通孔中。

2.根据权利要求1所述的固定结构，其特征在于，所述第一肋条的数量为多个，且环绕所述中心轴等角度地设置。

3.根据权利要求1所述的固定结构，其特征在于，还具有第一表面、第二表面及第二肋条，其中所述内壁连接在所述第一表面及所述第二表面之间，所述光学元件沿着自第一表面朝向第二表面的方向放置在所述通孔中，所述第二肋条设置在所述内壁，且所述第二肋条沿着所述通孔的圆周方向延伸并自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴凸起，以止挡所述光学元件。

4.根据权利要求3所述的固定结构，其特征在于，所述第二肋条的数量为多个，且环绕所述中心轴等角度地设置。

5.根据权利要求4所述的固定结构，其特征在于，所述第一肋条的数量为多个，所述第一肋条与所述第二肋条环绕所述中心轴在角度上交错设置。

6.根据权利要求3所述的固定结构，其特征在于，所述第二肋条具有相对于所述内壁倾斜的斜面，且所述斜面与所述内壁连接。

7.根据权利要求3所述的固定结构，其特征在于，还具有定位凸台，其设置在所述内壁，其中所述定位凸台沿着所述通孔的圆周方向延伸并自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴凸起，且所述第二肋条的突出于所述内壁的厚度大于所述定位凸台的突出于所述内壁的厚度。

8.根据权利要求1所述的固定结构，其特征在于，还具有定位凸台，其设置在所述内壁，其中所述定位凸台沿着所述通孔的圆周方向延伸并自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴凸起，所述第一肋条的数量为一个，且所述定位凸台与所述第一肋条环绕所述中心轴等角度地设置。

9.根据权利要求8所述的固定结构，其特征在于，沿着所述通孔的圆周方向，所述定位凸台的弧长大于所述第一肋条的弧长。

10.根据权利要求1所述的固定结构，其特征在于，还具有第一表面、第二表面及多个凸座，其中所述内壁连接在所述第一表面及所述第二表面之间，所述光学元件沿着自第一表面朝向第二表面的方向放置在所述通孔中，所述多个凸座设置在所述第一表面，且环绕所述中心轴等角度地设置，所述多个凸座形成限位区，且光源对应设置在所述限位区。

11.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括照明系统、光阀及投影镜头，其中：

所述照明系统用于提供照明光束，并且所述照明系统包括光源、固定结构以及光学元件，其中：

所述固定结构具有内壁以及第一肋条，所述内壁围绕中心轴而形成通孔，而所述第一肋条设置在所述内壁，且所述第一肋条自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴突起，所述第一肋条的延伸方向平行于所述中心轴的轴向，并且

所述光学元件放置在所述通孔中，且所述第一肋条干涉所述光学元件，以使所述光学元件固定在所述通孔中，而所述光源对所述光学元件照光，以形成所述照明光束；

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；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。

12.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述第一肋条的数量为多个，且环绕所述中心轴等角度地设置。

13.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述固定结构还具有第一表面、第二表面及第二肋条，其中所述内壁连接在所述第一表面及所述第二表面之间，所述光学元件沿着自第一表面朝向第二表面的方向放置在所述通孔中，且所述第二肋条沿着所述通孔的圆周方向延伸并自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴凸起，以止挡所述光学元件。

14.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述第二肋条的数量为多个，且环绕所述中心轴等角度地设置。

15.根据权利要求14所述的投影装置，其特征在于，所述第一肋条的数量为多个，所述第一肋条与所述第二肋条环绕所述中心轴在角度上交错设置。

16.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述第二肋条具有相对于所述内壁倾斜的斜面，所述斜面与所述内壁连接。

17.根据权利要求13所述的投影装置，其特征在于，所述固定结构还具有定位凸台，其设置在所述内壁，其中所述定位凸台沿着所述通孔的圆周方向延伸并自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴凸起，且所述第二肋条的突出于所述内壁的厚度大于所述定位凸台的突出于所述内壁的厚度。

18.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述固定结构还具有定位凸台，其设置在所述内壁，其中所述定位凸台沿着所述通孔的圆周方向延伸并自所述内壁沿着所述通孔的径向朝向所述中心轴凸起，所述第一肋条的数量为一个，且所述定位凸台与所述第一肋条环绕所述中心轴等角度地设置。

19.根据权利要求18所述的投影装置，其特征在于，沿着所述通孔的圆周方向，所述定位凸台的弧长大于所述第一肋条的弧长。

20.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述固定结构还具有第一表面、第二表面及多个凸座，其中所述内壁连接在所述第一表面及所述第二表面之间，所述光学元件沿着自第一表面朝向第二表面的方向放置在所述通孔中，所述多个凸座设置在所述第一表面，且环绕所述中心轴等角度地设置，所述多个凸座形成限位区，且所述光源对应设置在所述限位区。

21.根据权利要求11所述的投影装置，其特征在于，所述光学元件为透镜。

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