CN218767779U - 光学模组及应用其的投影装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种光学模组，其用于与一光路配合以用于对光进行转换，光学模组包括色轮、第一驱动组件以及第二驱动组件。色轮包括至少两个同心设置的色圈，色圈包括多个色区；第一驱动组件与色轮驱动连接，第一驱动组件用于驱动色轮转动，使色圈的不同色区分时地介入光路；第二驱动组件与第一驱动组件驱动连接，第二驱动组件用于带动色轮沿第一方向移动，以使同心设置的色圈分时地介入所述光路，第一方向与光路的延伸方向相交。第一驱动组件带动色轮旋转，同时配合第二驱动组件带动色轮沿第一方向可移动地介入光路，使多个色区都可分时地介入光路，使本申请的光学模组应用于投影装置时可具备较多的变化。本申请还提供应用所述光学模组的投影装置。

Description

光学模组及应用其的投影装置
技术领域
本申请涉及光学显示领域，尤其涉及一种光学模组及应用其的投影装置。
背景技术
随着科技的不断进步，激光投影装置由于其色域广泛、色彩纯度较高等优点，越来越多的出现在了人们的家庭娱乐和工作中。色轮可以作为数位光学处理投影机的色彩来源。光源发出的光线通过数位微型反射镜元件反射，再穿过色轮，即可呈现不同色彩。不同的应用功能对色彩的要求不同，例如绘图演示，需要显示画面具有较高亮度，但对于色彩要求不高，而例如应用于家庭影院或背投电视，则更注重显示色彩。即，针对于不同的应用场景，对色轮具有不同的需求，然而局限于色轮本身尺寸、制造成本等限制，当前的色轮适用性及单个色轮的性能还有待提高。如何解决上述问题，是本领域技术人员需要考虑的。
实用新型内容
为了解决现有技术中的问题，本申请实施例提供一种光学模组及应用其的投影装置，其具备较高地适用性及较好的性能。
本申请实施例提供一种光学模组，其用于与一光路配合以用于对光进行转换，所述光学模组包括：
色轮，包括至少两个同心设置的色圈，所述色圈包括多个色区；
第一驱动组件，与所述色轮驱动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述色轮转动，以使所述色圈的不同所述色区分时地介入所述光路；
第二驱动组件，与所述第一驱动组件驱动连接，所述第二驱动组件用于带动所述色轮沿第一方向移动，以使同心设置的所述色圈分时地介入所述光路，所述第一方向与所述光路的延伸方向相交。
在一种可能的实施方式中，多个所述色圈层叠设置，多个所述色圈的圆心沿所述色轮的旋转平面的投影重叠。
在一种可能的实施方式中，多个所述色圈的半径不相同，多个所述色圈依半径由小至大或由大至小的顺序层叠设置。
在一种可能的实施方式中，所述色圈为圆环状，多个所述色圈依其外圆半径由小至大的顺序依次环绕设置，所述色圈包括子基板及设于所述子基板表面的光转换层，所述光转换层用于对光进行转换。
在一种可能的实施方式中，相邻的两个所述色圈的所述子基板粘结固定。
在一种可能的实施方式中，多个所述色圈的所述子基板一体成型。
在一种可能的实施方式中，所述第一方向与所述光路的延伸方向垂直。
在一种可能的实施方式中，所述第一驱动组件包括旋转驱动件以及转速感应件，所述旋转驱动件包括固定部及转动部，所述转动部相较于所述固定部转动，所述转动部与所述色轮传动连接以用于带动所述色轮转动，所述固定部与所述第二驱动组件连接，所述转速感应件与所述固定部连接，所述转速感应件的感应端朝向所述色轮以用于感测所述色轮的转速。
在一种可能的实施方式中，所述第二驱动组件包括线性驱动件及转接板，所述转接板与所述第一驱动组件固定连接，所述线性驱动件与所述转接板驱动连接，所述线性驱动件通过所述转接板及所述第一驱动组件带动所述色轮沿所述第一方向做往复直线运动。
在一种可能的实施方式中，所述线性驱动件包括步进电机、传动螺杆、传动螺母以及传动板，所述传动板与所述转接板固定连接，所述步进电机与所述传动螺杆传动连接，所述传动螺母套设于所述传动螺杆并与所述传动螺杆传动连接，所述传动螺母与所述传动板固定，所述步进电机用于带动所述传动螺杆转动，以使所述传动螺帽带动所述传动板相较于所述步进电机做线性运动。
在一种可能的实施方式中，所述第二驱动组件还包括导向杆及底座，所述步进电机与所述底座固定连接，所述导向杆与所述底座固定连接，所述导向杆与所述传动板滑动连接，以用于对所述传动板进行导向。
在一种可能的实施方式中，所述传动板包括间隔的第一传动板及第二传动板，所述第一传动板与所述传动螺帽固定，所述第一传动板与所述导向杆滑动连接，所述第二传动板与所述导向杆滑动连接，所述第一传动板及所述第二传动板固定于所述转接板远离所述色轮一侧。
在一种可能的实施方式中，所述第二驱动组件还包括直线位移感应件以及测量螺母，所述测量螺母与所述传动螺杆间隔设置，所述测量螺母与所述传动螺母相较于所述传动螺杆同步移动，所述直线位移感应件与所述测量螺母配合以用于通过感测所述测量螺母沿所述第一方向的位移量获取所述传动螺母沿所述第一方向的位移量。
在一种可能的实施方式中，所述第二驱动组件还包括缓冲件，所述缓冲件设于所述转接板与所述第一驱动组件之间。
本申请实施例还提供一种投影装置，包括光源及如前述的光学模组，所述光源形成所述光路，所述光学模组用于对所述光源发出的光进行转换。
相较于现有技术，本申请的光学模组，色轮包括多个色圈，每个色圈可包括多个色区，第一驱动组件带动色轮旋转，同时一并配合第二驱动组件带动色轮沿第一方向可移动地介入所述光路，使每个色圈及其包含的每个色区都可分时地介入光路，基于该类型投影装置的成像原理，本申请的光学模组在应用于投影装置时可具备较多的变化形式，因而具备较高的适应性及较好的性能。
附图说明
图1为本申请的光学模组一角度的立体示意图。
图2为本申请的光学模组另一角度的立体示意图。
图3为本申请的光学模组的立体分解示意图。
图4为本申请的光学模组的色轮一种实施方式的简易结构示意图。
图5为本申请的光学模组的色轮另一种实施方式的简易结构示意图。
图6为本申请的光学模组的色轮又一种实施方式的简易结构示意图。
图7为本申请的光学模组的局部立体示意图。
图8为本申请的光学模组的局部立体示意图。
图9为本申请的光学模组的局部立体示意图。
图10为本申请的投影装置的结构示意图。
主要元件符号说明
光学模组 1
色轮 10
色圈 101
色区 102
主基板 103
子基板 104
光转换层 105
光学胶 106
圆心 107
第一驱动组件 11
旋转驱动件 111
转速感应件 112
固定部 113
转动部 114
感应端 115
壳体 116
转盘 117
第二驱动组件 12
转接板 120
线性驱动件 121
步进电机 122
传动螺杆 123
传动螺母 124
传动板 125
第一传动子板 1251
第二传动子板 1252
导向杆 126
底座 127
测量螺母 128
直线位移感应件 129
缓冲件 130
投影装置 2
光源 21
光路 22
第一方向 X
旋转平面 A
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而，本申请可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整，并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图限制本申请。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，当在本文中使用时，“包括”和/或“包含”和/或“具有”，整数，步骤，操作，组件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，区域，整数，步骤，操作，组件和/或其群组。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，除非文中明确定义，诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
以下内容将结合附图对示例性实施例进行描述。须注意的是，参考附图中所描绘的组件不一定按比例显示；而相同或类似的组件将被赋予相同或相似的附图标记表示或类似的技术用语。
下面参照附图，对本申请的具体实施方式作进一步地详细描述。
如图1至图10所示，为本申请的光学模组1及应用其的投影装置2。本申请实施例提供一种光学模组1，其用于与一光路22配合以用于对光进行转换。光学模组1包括色轮10、第一驱动组件11以及第二驱动组件12。色轮10包括至少两个同心设置的色圈101，色圈101包括多个色区102。第一驱动组件11与色轮10驱动连接，第一驱动组件11用于驱动色轮10转动，以使色圈101的不同色区102分时地介入光路22。第二驱动组件12与第一驱动组件11驱动连接，第二驱动组件12用于带动色轮10沿第一方向X移动，以使同心设置的色圈101分时地介入光路22，第一方向X与光路22的延伸方向相交。
其中，“同心设置的色圈101”可以理解为多个色圈101所在的圆环所对应的圆心107同轴排布或重叠，“同轴”的轴方向可以为光路22的延伸方向，使多个色圈101的圆环所对应的圆心107在旋转平面A的上投影重叠；多个色圈101所在的圆环可对应不同的圆(此时多个色圈101所对应的圆心107同轴排布)，多个色圈101所在的圆环可对应同一个圆(此时多个色圈101所对应的圆心107重叠)。
相较于现有技术，本申请的光学模组1，第一驱动组件11带动色轮10旋转，同时一并配合第二驱动组件12带动色轮10沿第一方向X可移动地介入光路22，使每个色圈101及每个色圈101中的每个色区102均可分时地介入光路22，基于该类型投影装置2的成像原理，本申请的光学模组1在应用于投影装置2时可具备较多的变化形式，因而具备较高的适应性及较好的性能。
进一步的，色轮10为可以改变光线的亮度或颜色的光学结构，例如，色轮10可以为表面设有滤光层或荧光层的透明基板或其本身具有颜色的非透明基板。第一驱动组件11可以为用于输出旋转扭矩的驱动结构，例如，第一驱动组件11可以为旋转电机；第二驱动组件12可以为用于输出直线运动的驱动结构，例如，二驱动组件可以为直线电机，或二驱动组件可以为带有螺杆的步进电机122。
于一实施例中，色轮10包括至少两圈同心设置的色圈101，在本申请实施例中以两圈色圈101为例进行展示；可以理解的，色圈101的数量还可以三圈、四圈、五圈等多圈，可根据光学模组1应用的投影装置进行播放时的信息流对色圈101的数量进行拓展，配合第二驱动组件12使色轮10在输出画面时具有更多种排列组合的方式，以获取具有更丰富的色彩及/或亮度的画面。
在本实施例中，第一方向X与光路22的延伸方向垂直，即，光路22与色轮10的旋转平面A垂直。
结合图4所示，为本申请的光学模组1的色轮10一种实施方式的简易结构示意图。于一实施例中，多个色圈101层叠设置，多个色圈101的圆心107沿色轮10的旋转平面A的投影重叠，多个色圈101所在的圆环可对应不同的圆(此时多个色圈101所对应的圆心107同轴排布)。
于一实施例中，多个色圈101的半径不相同，多个色圈101依半径由小至大或由大至小的顺序层叠设置。
在本实施例中，多个色圈101沿垂直旋转平面A的方向层叠设置，多个色圈101依半径由小至大或由大至小的顺序层叠设置，多个色圈101的内圆半径相同且外圆半径不同。
结合图5及图6所示，于一实施例中，色圈101为圆环状，多个色圈101依其外圆半径由小至大的顺序依次环绕设置，多个色圈101所在的圆环可对应同一个圆(此时多个色圈101所对应的圆心107重叠)。
在本实施例中，多个色圈101沿平行旋转平面A的方向环绕设置，相邻的两个色圈101中外侧的色圈101的内圆半径大于内侧的色圈101的外圆半径。
如图5所示，为本申请的光学模组1的色轮10另一种实施方式的简易结构示意图。于一实施例中，色圈101包括子基板104及设于子基板104表面的光转换层105，光转换层105用于对光进行转换，相邻的两个色圈101的子基板104粘结固定，相邻的两个色圈101的子基板104可通过光学胶106粘结，多个子基板104依次拼接形成一个主基板103。
如图6所示，为本申请的光学模组1的色轮10又一种实施方式的简易结构示意图。于一实施例中，色圈101包括子基板104及设于子基板104表面的光转换层105，光转换层105用于对光进行转换，多个色圈101的子基板104一体成型。即，色轮10包括一个主基板103，通过在主基板103表面对应不同色圈101乃至色区102的位置镀附不同的光转换层105形成色轮10，主基板103作为一个完整的整体结构对应不同色圈101划分多个子基板104。
进一步，本申请各实施例中的色轮10可依据产品对色彩、亮度的需求设置多圈色圈101，每个色圈101中可划分为多个色区102，每个色区102的形状、多个色区102的几何组合方式、每个光转换层105的材质或性能均可依实际需求进行变更设置。
于一实施例中，第一驱动组件11包括旋转驱动件111以及转速感应件112，旋转驱动件111包括固定部113及转动部114，转动部114相较于固定部113转动。转动部114与色轮10传动连接以用于带动色轮10转动，固定部113与第二驱动组件12连接。转速感应件112与固定部113连接，转速感应件112的感应端115朝向色轮10以用于感测色轮10的转速。
在本实施例中，旋转驱动件111为旋转电机，固定部113至少包括该旋转电机的壳体116及设于可体内的定子结构(图未示，可以包括电磁线圈)，转动部114至少包括该旋转电机的动子模块(图未示，可以包括磁性件或导磁件)及连接所述动子结构的转盘117。色轮10与转盘117固定连接，转盘117与所述动子结构传动连接，所述定子结构与所述动子结构配合使所述动子结构转动以通过转盘117带动色轮10旋转。
在本实施例中，转速感应件112可以为转速传感器，所述转速传感器的类型包括但不限于磁敏式转速传感器及激光式转速传感器。转速感应件112与壳体116连接并固定，转速感应件112的感应端115朝向色轮10设置，转速感应件112可测量色轮10的旋转速度。
于一实施例中，第二驱动组件12包括线性驱动件121及转接板120，转接板120与第一驱动组件11固定连接。线性驱动件121与转接板120驱动连接，线性驱动件121通过转接板120及第一驱动组件11带动色轮10沿第一方向X做往复的直线运动。
进一步的，转接板120通过螺母与第一驱动组件11的固定部113固定连接，转接板120设于固定板远离转盘117一侧，第二驱动组件12可设于转接板120远离第一驱动组件11一侧，避免第一驱动组件11及第二驱动组件12对色轮10造成干涉。
于一实施例中，线性驱动件121包括步进电机122、传动螺杆123、传动螺母124以及传动板125。传动板125与转接板120固定连接，步进电机122与传动螺杆123传动连接，传动螺母124套设于传动螺杆123并与传动螺杆123传动连接，传动螺母124与传动板125固定。步进电机122用于带动传动螺杆123转动，以使传动螺母124带动传动板125相较于步进电机122做线性运动。
进一步的，步进电机122输出转动扭矩使传动螺杆123转动，传动螺杆123外表面可设有外螺纹(图未示)，传动螺母124套设于传动螺杆123外表面，传动螺杆123设有与所述外螺纹匹配的内螺纹(图未示)，所述内螺纹与所述外螺纹发生相对运动将步进电机122输出的转动扭矩转换为沿第一方向X的直线运动。传动板125与传动螺母124固定连接，传动螺母124带动传动板125沿第一方向X做直线运动。传动板125设于传动螺杆123与转接板120之间，传动板125带动转接板120沿第一方向X做直线运动。因此，线性驱动件121可仅有转接板120带动第一驱动组件11及色轮10沿第一方向X做直线运动。
于一实施例中，第二驱动组件12还包括导向杆126及底座127，步进电机122与底座127固定连接，导向杆126与底座127固定连接，导向杆126与传动板125滑动连接，以用于对传动板125进行导向。
进一步的，底座127可用于连接投影装置2，步进电机122与底座127固定以输出稳定的直线运动。导向杆126与底座127固定连接，且导向杆126与传动螺杆123可平行设置，传动板125套设于导向杆126上，通过导向杆126对传动板125进行导向，以提升色轮10的运动精度。
于一实施例中，传动板125包括间隔的第一传动子板1251及第二传动子板1252，第一传动子板1251及第二传动子板1252均与底座127间隔设置，第一传动子板1251与传动螺母124固定，第一传动子板1251与导向杆126滑动连接，第二传动子板1252与导向杆126滑动连接，第一传动子板1251及第二传动子板1252固定于转接板120远离色轮10一侧。
进一步的，第一传动子板1251及第二传动子板1252沿第一方向X间隔设置，使传动板125受力均匀，在运动过程中更不易发生抖动或倾斜，提升运动的平稳性。第一传动子板1251主要作为带动转接板120沿第一方向X运动，第二传动子板1252的主要作用为与导向杆126配合对传动板125进行导向。
于一实施例中，第二驱动组件12还包括直线位移感应件129以及测量螺母128，测量螺母128与传动螺杆123间隔设置。测量螺母128与传动螺母124相较于传动螺杆123同步移动，直线位移感应件129与测量螺母128配合以用于通过感测测量螺母128沿第一方向X的位移量获取传动螺母124沿第一方向X的位移量。
进一步的，测量螺母128套设于传动螺杆123并与传动螺母124间隔设置，测量螺母128的内螺纹与传动螺母124的内螺纹各参数相同，使测量螺母128与传动螺母124可相较于传动螺杆123同步运动。直线位移感应件129可以包括接近传感器、位移传感器或距离传感器，所述接近传感器、位移传感器或距离传感器可通过一软性电路板(直线位移感应件129可集成有所述软性电路板)与步进电机122电连接。直线位移感应件129与测量螺母128配合并感测其位移距离，测量螺母128与传动螺母124同步运动，传动螺母124带动传动板125、转接板120及色轮10与测量螺母128同步运动，使直线位移感应件129可获取色轮10沿第一方向X的运动参数。
于一实施例中，第二驱动组件12还包括缓冲件130，缓冲件130设于转接板120与第一驱动组件11之间。在本实施例中，缓冲件130可以为橡胶环。
结合图10所示，本申请实施例还提供一种投影装置2，包括光源21及光学模组1。光源21用于发出光线形成光路22，光学模组1用于对光源21发出的光进行转换。其中，光源21发出的光线至少可照射于色轮10，色轮10转动以实现画面输出。
上文中，参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本申请的精神和范围的情况下，还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。

Claims (15)

1.一种光学模组，其用于与一光路配合以用于对光进行转换，其特征在于，所述光学模组包括：
色轮，包括至少两个同心设置的色圈，所述色圈包括多个色区；
第一驱动组件，与所述色轮驱动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述色轮转动，以使所述色圈的不同所述色区分时地介入所述光路；
第二驱动组件，与所述第一驱动组件驱动连接，所述第二驱动组件用于带动所述色轮沿第一方向移动，以使同心设置的所述色圈分时地介入所述光路，所述第一方向与所述光路的延伸方向相交。
2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，多个所述色圈层叠设置，多个所述色圈的圆心沿所述色轮的旋转平面的投影重叠。
3.如权利要求2所述的光学模组，其特征在于，多个所述色圈的半径不相同，多个所述色圈依半径由小至大或由大至小的顺序层叠设置。
4.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述色圈为圆环状，多个所述色圈依其外圆半径由小至大的顺序依次环绕设置，所述色圈包括子基板及设于所述子基板表面的光转换层，所述光转换层用于对光进行转换。
5.如权利要求4所述的光学模组，其特征在于，相邻的两个所述色圈的所述子基板粘结固定。
6.如权利要求4所述的光学模组，其特征在于，多个所述色圈的所述子基板一体成型。
7.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一方向与所述光路的延伸方向垂直。
8.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一驱动组件包括旋转驱动件以及转速感应件，所述旋转驱动件包括固定部及转动部，所述转动部相较于所述固定部转动，所述转动部与所述色轮传动连接以用于带动所述色轮转动，所述固定部与所述第二驱动组件连接，所述转速感应件与所述固定部连接，所述转速感应件的感应端朝向所述色轮以用于感测所述色轮的转速。
9.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第二驱动组件包括线性驱动件及转接板，所述转接板与所述第一驱动组件固定连接，所述线性驱动件与所述转接板驱动连接，所述线性驱动件通过所述转接板及所述第一驱动组件带动所述色轮沿所述第一方向做往复直线运动。
10.如权利要求9所述的光学模组，其特征在于，所述线性驱动件包括步进电机、传动螺杆、传动螺母以及传动板，所述传动板与所述转接板固定连接，所述步进电机与所述传动螺杆传动连接，所述传动螺母套设于所述传动螺杆并与所述传动螺杆传动连接，所述传动螺母与所述传动板固定，所述步进电机用于带动所述传动螺杆转动，以使所述传动螺母带动所述传动板相较于所述步进电机做线性运动。
11.如权利要求10所述的光学模组，其特征在于，所述第二驱动组件还包括导向杆及底座，所述步进电机与所述底座固定连接，所述导向杆与所述底座固定连接，所述导向杆与所述传动板滑动连接，以用于对所述传动板进行导向。
12.如权利要求11所述的光学模组，其特征在于，所述传动板包括间隔的第一传动板及第二传动板，所述第一传动板与所述传动螺母固定，所述第一传动板与所述导向杆滑动连接，所述第二传动板与所述导向杆滑动连接，所述第一传动板及所述第二传动板固定于所述转接板远离所述色轮一侧。
13.如权利要求10所述的光学模组，其特征在于，所述第二驱动组件还包括直线位移感应件以及测量螺母，所述测量螺母与所述传动螺杆间隔设置，所述测量螺母与所述传动螺母相较于所述传动螺杆同步移动，所述直线位移感应件与所述测量螺母配合以用于通过感测所述测量螺母沿所述第一方向的位移量获取所述传动螺母沿所述第一方向的位移量。
14.如权利要求9所述的光学模组，其特征在于，所述第二驱动组件还包括缓冲件，所述缓冲件设于所述转接板与所述第一驱动组件之间。
15.一种投影装置，其特征在于，其包括光源及如权利要求1至14任意一项所述的光学模组，所述光源形成所述光路，所述光学模组用于对所述光源发出的光进行转换。
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