TWI490625B - 合光模組及投影光學引擎 - Google Patents

Description

合光模組及投影光學引擎

本發明是關於一種合光模組及使用此種合光模組的投影光學引擎。

目前的行動手持式投影裝置均朝尺寸極小化的方向設計，故於光源模組的設計上，也由原始的三顆發光二極體整合為包含三原色光的單顆發光二極體，且於光機內部需搭配設置分色鏡(dichroic mirror)，使紅光、綠光及藍光三者的光斑充分疊合。

圖7為一習知小型化投影光學引擎的示意圖。投影光學引擎100具有設置於底座102上的一藍光分色鏡104、一綠光分色鏡106及一紅光分色鏡108，用以將光源模組110發出的不同色光偏折並引導至同一方向。然而，藍光分色鏡104、綠光分色鏡106及紅光分色鏡108係利用承靠底座102不同壁面的方式獲得定位效果，再直接點膠固定於底座102上，因此需利用特殊的治具協助定位各分色鏡104、106、108，且若各個分色鏡104、106、108的組裝角度產生誤差，需於組裝後將投影光學引擎100實際投影才能確認而無法即時檢驗，且需將分色鏡104、106、108由底座102上拆下，會造成底座102的損壞或分色鏡104、106、108的損壞，重工操作相當不易。

台灣專利公告第M387284號揭露一種微型投影模組，包括光路本體模組、投影光學鏡頭模組、反射鏡片模組、反射面板模組以及光源模組，且反射鏡片模組套設於光路本體模組的一彎折內側。台灣專利公開第201009480號揭露一種反射鏡調整裝置，包括光學引擎殼體、反射鏡座、反射鏡以及螺栓，當轉動一調整柄時可帶動反射鏡以一支柱為中心轉動，調整至所需位置再鎖上螺栓。

本發明提供一種易於裝卸及重工且可即時檢驗定位精確性的合光模組，及包括此種合光模組的投影光學引擎。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提供一種設置於一投影光學引擎底座的合光模組，且合光模組包括一座體及複數分色鏡。座體具有複數內壁及至少一定位結構，複數內壁界定出複數容置空間，且座體的定位結構相對應地抵靠投影光學引擎底座的一定位結構，用以將座體定位於投影光學引擎底座，且各個分色鏡分別承靠座體內壁並限位於複數容置空間的其中之一。

於一實施例中，投影光學引擎底座的定位結構包括一凹口，座體的定位結構包括一凸緣，且凸緣卡合凹口。

於一實施例中，座體係為一體成型且設有一真空吸取區域。

於一實施例中，座體具有一開口，且開口的面積大於各個分色鏡。

於一實施例中，座體具有複數點膠槽，當各該分色鏡定位後，點膠於該些點膠槽中以將各該分色鏡固定於該座體上。

於一實施例中，座體具有至少一角度檢驗槽，當於安裝分色鏡時，透過該角度檢驗槽以即時檢驗該些分色鏡的定位角度及位置是否正確。

於一實施例中，合光模組更包括至少一固定件，用以將座體鎖固於投影光學引擎底座。

本發明另一實施例提供一種投影光學引擎，包括一底座、一光源模組、一均光透鏡組、一成像模組、一投影鏡頭組以及前述的合光模組。底座具有至少一第一定位結構，光源模組設置於底座且適於發出具不同顏色的複數色光，合光模組設置於底座且偏折色光並將各色光導至同一方向。均光透鏡組適於均勻化由合光模組合光所形成的一合光光束，成像模組適於將均勻化後的合光光束調變成一影像光束，且投影鏡頭組接收並投射出影像光束。

綜上所述，本發明的實施例至少具有下列其中一個優點：因各個分色鏡已先定位於一座體並整合為一體的合光模組，如此於組裝投影光學引擎的過程中，係針對一體化的合光模組而不是個別的分色鏡進行移動或真空吸取移動的操作，因此不需特殊的治具即可完成組裝且可降低分色鏡的定位難度並避免分色鏡於組裝過程中損傷，同時有助於將整個投影光學引擎的組裝過程自動化。另外，於習知設計中若分色鏡的組裝角度產生誤差，需將組裝後的投影光學引擎實際投影才能確認而無法即時檢驗，且將分色鏡由底座拆下的重工操作相當不易。反之，本發明實施例的座體可形成角度檢驗槽，於安裝分色鏡時可即時檢驗分色鏡的定位角度及位置是否正確，且若需調整分色鏡的定位角度或分色鏡損壞時，可利用例如真空吸取方式直接取下座體再取出分色鏡，因此替換分色鏡或調整分色鏡的定位角度的操作變得相當簡易。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參考圖1，依本發明一實施例的設計，投影光學引擎1a具有一底座10，及設置於底座10上的一光源模組20、一合光模組30、一均光透鏡組40、一成像模組50及一投影鏡頭組60。光源模組20適於發出具不同顏色的複數色光，且該些色光可被合光模組30偏折並將該些色光以同一方向引導至均光透鏡組40。均光透鏡組40適於將該些色光均勻化，且均光透鏡組40例如可包括一陣列透鏡42。成像模組50例如包括一數位微反射鏡裝置(digital micromirror device；圖未示)，成像模組50適於將均勻化後的光束調變成一影像光束，且投影鏡頭組60接收並投射出影像光束。圖2為合光模組30的元件以及組裝於底座10的一示意圖。合光模組30例如可包括一座體38及容置於座體38內的一藍光分色鏡32、一綠光分色鏡34、及一紅光分色鏡36，且座體38例如可為一體成型的元件。座體38與底座10分別形成有相互對應的至少一定位結構，且兩者的定位結構相對應地抵靠，用以將座體38定位於投影光學引擎1a的底座10。舉例而言，合光模組30的座體38可具有凸緣38a、38b，且底座10設有對應的凹口10a、10b以分別相對應地抵靠凸緣38a、38b而獲得定位座體38的效果。當然，座體38的定位方式並不限定，例如亦可利用定位梢、肋條或卡榫等其他結構，僅須能獲得將座體38定位於底座10上的效果即可。再者，當藍光分色鏡32、綠光分色鏡34及紅光分色鏡36容置於座體38內後，可利用例如真空吸取的方式將座體38放置於底座10上，再利用例如一螺絲72的固定件將定位後的座體38鎖固於底座10上。當然座體38置於底座10上的方式並不限定，例如利用夾爪抓取的方式亦可。

請參考圖3，座體38具有複數內壁W且該些內壁W界定出複數容置空間(未顯示)，藍光分色鏡32、綠光分色鏡34及紅光分色鏡36分別承靠內壁W並限位於該些容置空間的其中之一。各個分色鏡32、34及36舉例而言可利用真空吸取的方式安裝至座體38內，例如可利用一真空吸頭分別吸附分色鏡32、34及36面積較大的底面或頂面，到達定點後再利用重力下滑至容置空間。如圖4所示，座體38具有一開口P且開口P的面積大於各個分色鏡32、34及36，使分色鏡32、34及36得以經由開口P容置於座體38內。背向開口P的一底側38d可開設複數個點膠槽38e，當各個分色鏡32、34及36定位後即可透過點膠槽38e直接點膠將分色鏡32、34及36固定於座體38上。另外，座體38可另形成一角度檢驗槽38f，以供即時檢驗各分色鏡32、34、36的位置及角度是否正確。舉例而言，角度檢驗槽38f例如可設計為若各分色鏡安裝正確，由角度檢驗槽38f的上方觀察無法看見各分色鏡32、34及36。圖4同時標註出座體38上供吸筆或真空吸頭吸引的一真空吸取區域Q，若實際投影後測得的光學表現不佳，可經由真空吸取區域Q吸附並取下座體38進行元件的更換或調整。

請參考圖5，依本發明另一實施例的設計，投影光學引擎1b可包括兩個光源模組20a、20b及僅具有兩片分色鏡的合光模組30’，光源模組20a例如可發出綠光，光源模組20b例如可發出紅光及藍光，且光源模組20a與光源模組20b的出光方向實質垂直。如圖6所示，第一分色鏡32’及第二分色鏡34’依序置入座體38’以構成一合光模組30’，分色鏡32’、34’與座體38’的定位及固定方式與前述實施例類似，故於此不再贅述。

綜上所述，本發明的實施例的合光模組至少具有下列其中一個優點：因各個分色鏡已先定位於一座體並整合為一體的合光模組，如此於組裝投影光學引擎的過程中，係針對一體化的合光模組而不是個別的分色鏡進行移動或吸取的操作，因此不需特殊的治具即可完成組裝且可降低分色鏡的定位難度並避免分色鏡於組裝過程中損傷，同時有助於將整個投影光學引擎的組裝過程自動化。另外，於習知設計中若分色鏡的組裝角度產生誤差，需將組裝後的投影光學引擎實際投影才能確認而無法即時檢驗，且將分色鏡由底座拆下的重工操作相當不易。反之，本發明實施例的座體可形成角度檢驗槽，於安裝分色鏡時可即時檢驗分色鏡的角度及位置是否正確，且若需調整分色鏡的角度或分色鏡損壞時，可利用例如真空吸取方式直接取下座體再取出分色鏡，因此替換分色鏡或調整分色鏡的角度的操作變得相當簡易。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一定位結構”、“第二定位結構”等用語僅用以命名元件的名稱，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

1a、1b．．．投影光學引擎

10．．．底座

10a、10b．．．凹口

20、20a、20b．．．光源模組

30、30’．．．合光模組

32、32’、34、34’、36．．．分色鏡

38、38’．．．座體

38a、38b．．．凸緣

38d．．．座體底側

38e．．．點膠槽

38f．．．角度檢驗槽

40．．．均光透鏡組

42．．．陣列透鏡

50．．．成像模組

60．．．投影鏡頭組

72．．．螺絲

100．．．投影光學引擎

102．．．底座

104、106、108．．．分色鏡

110．．．光源模組

P．．．座體開口

W．．．座體內壁

Q．．．真空吸取區域

圖1為依本發明一實施例的投影光學引擎的示意圖。

圖2為顯示合光模組的構件組裝於一底座的示意圖。

圖3及圖4分別顯示本發明一實施例的合光模組的正反面的示意圖。

圖5為依本發明另一實施例的投影光學引擎的示意圖。

圖6為依本發明另一實施例的合光模組的示意圖。

圖7為一習知投影光學引擎的示意圖。

1a．．．投影光學引擎

10．．．底座

10a、10b．．．凹口

30．．．合光模組

32、34、36．．．分色鏡

38．．．座體

38a、38b．．．凸緣

72．．．螺絲

Claims (15)

1. 一種合光模組，設置於具有至少一第一定位結構的一投影光學引擎底座，該合光模組包括：一座體，具有複數內壁及至少一第二定位結構，該些內壁界定出複數容置空間，且該第二定位結構相對應地抵靠該第一定位結構，以將該座體定位於該投影光學引擎底座；以及複數分色鏡，各該分色鏡分別承靠該些內壁並限位於該些容置空間的其中之一。
2. 如請求項1所述的合光模組，其中該投影光學引擎底座的該第一定位結構包括一凹口，該座體的該第二定位結構包括一凸緣，且該凸緣卡合該凹口。
3. 如請求項1所述的合光模組，其中該座體係為一體成型。
4. 如請求項1所述的合光模組，其中該座體上設有一真空吸取區域。
5. 如請求項1所述的合光模組，其中該座體具有一開口，且該開口的面積大於各該分色鏡。
6. 如請求項1所述的合光模組，其中該座體具有複數點膠槽，當各該分色鏡定位後，點膠於該些點膠槽中以將各該分色鏡固定於該座體上。
7. 如請求項1所述的合光模組，其中該座體具有至少一角度檢驗槽，於安裝分色鏡時，透過該角度檢驗槽以即時檢驗該些分色鏡的定位角度及位置是否正確。
8. 如請求項1所述的合光模組，更包括：至少一固定件，用以將該座體鎖固於該投影光學引擎底座。
9. 一種投影光學引擎，包括：一底座，具有至少一第一定位結構；一光源模組，設置於該底座且適於發出具有不同顏色的複數色光；一合光模組，設置於該底座，該合光模組偏折該些色光並將該些色光引導至同一方向，且該合光模組包括：一座體，具有複數內壁及至少一第二定位結構，該些內壁界定出複數容置空間，且該第二定位結構相對應地抵靠該第一定位結構，以將該座體定位於該底座；以及複數分色鏡，各該分色鏡分別承靠該些內壁並限位於該些容置空間的其中之一；一均光透鏡組，適於均勻化由該合光模組合光形成的一光束；一成像模組，適於將均勻化的該光束調變成一影像光束；以及一投影鏡頭組，接收並投射出該影像光束。
10. 如請求項9所述的投影光學引擎，其中該均光透鏡組包括一陣列透鏡。
11. 如請求項9所述的投影光學引擎，其中該座體上設有一真空吸取區域，若需調整該些分色鏡的一定位角度或該些分色鏡損壞時，一真空吸取裝置放置於該真空吸取區域，用以將該座體從該底座中取出。
12. 如請求項9所述的投影光學引擎，其中該座體具有一開口，且該開口的面積大於各該分色鏡。
13. 如請求項9所述的投影光學引擎，其中該座體具有複數點膠槽，當各該分色鏡定位後，點膠於該些點膠槽中以將各該分色鏡固定於該座體上。
14. 如請求項9所述的投影光學引擎，其中該座體具有至少一角度檢驗槽，當於安裝分色鏡時，透過該角度檢驗槽以即時檢驗該些分色鏡的定位角度及位置是否正確。
15. 如請求項9所述的投影光學引擎，更包括：至少一固定件，用以將該座體鎖固於該底座。