CN105807385A - 成像位移模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成像位移模块，适用于光学装置中，以切换多数个子图像的图像位置。成像位移模块包括承载基座以及旋转基座。旋转基座，具有光学元件部及转轴，所述旋转基座枢接于所述承载基座上，承载基座适于控制旋转基座于一角度内来回振动，使子图像同时在水平方向上的成像位置移动第一距离以及在垂直方向上的成像位置移动第二距离，其中所述光学元件部的一对角线平行转轴的轴线。从而可以提供相对高解析度的图像。

Description

成像位移模块

技术领域

本发明是有关于一种成像位移模块，且特别是有关于一种成像位移模块。

背景技术

一般背投影显示产品主要是通过光学引擎产生图像，并投射在屏幕上。为了使光学引擎投射于屏幕上的图像解析度更高，则光学引擎需使用较高解析度的显示元件。此外，现今的超高画质解析度的液晶显示器已可提供3840×2160及4096×2160两种规格的图像解析度。相对而言，现今的高画质解析度(FullHD)的背投影显示产品所提供的解析度已不符合市场需求，因此背投影显示产品需要更高的解析度已符合市场的需求。然而，由于较高解析度的显示元件其成本也较高，所以在成本的考量下，如何利用低解析度像素(pixel)的光阀达到高解析度图像画面效果，以提高显示装置制造良率及降低成本，便成为一个要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种成像位移模块，可提供相对高的解析度。

本发明的一种成像位移模块，其适用于光学装置中，切换多数个子图像的图像位置。此成像位移模块包括承载基座以及旋转基座，旋转基座具有光学元件部及转轴。旋转基座枢接于承载基座上，且承载基座适于控制旋转基座于一角度内来回振动，使这些子图像同时在水平方向上的成像位置移动第一距离以及在垂直方向上的成像位置移动第二距离。光学元件部的对角线平行转轴的轴线。

在本发明的一实施例中，上述的第一距离约为1/2像素的距离。另外，第二距离约为1/2像素的距离。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件部是一反射片或一透镜。

本发明的一种成像位移模块，其适用于光学装置中，以于切换多数个子图像的图像位置。成像位移模块包括承载基座以及旋转基座。旋转基座通过至少一弹性件耦接至承载基座。承载基座适于控制旋转基座相对于一参考平面的双轴旋转，以让的这些子图像沿多个移动方向其中之一移动一距离。承载基座环绕旋转基座。这些子图像的移动方向是依据旋转基座的旋转方式来决定。

在本发明的一实施例中，上述的双轴包括在第一方向上的第一转轴以及在第二方向上的第二转轴。旋转基座相对第一转轴及第二转轴两者至少其中之一旋转，以决定这些子图像的移动方向。第一转轴以及第二转轴定义出参考平面。

在本发明的一实施例中，上述的子图像的移动方向包括第一方向及第二方向。旋转基座相对于第一转轴或第二转轴旋转，以及这些子图像沿第一方向或第二方向移动此距离。

在本发明的一实施例中，上述的移动方向包括第三方向及第四方向。第三方向及第四方向介于第一方向及第二方向之间。旋转基座相对于第一转轴及第二转轴旋转。这些子图像沿第三方向或第四方向移动此距离。

在本发明的一实施例中，上述的第一方向和第二方向之间具有一夹角。此夹角小于或等于90度。

基于上述，在本发明的范例实施例中，成像位移模块的承载基座适于控制旋转基座于一角度内来回振动，使子图像同时在水平方向上的成像位置移动第一距离以及在垂直方向上的成像位置移动第二距离。或者，成像位移模块的承载基座适于控制旋转基座相对于参考平面的双轴旋转，以让这些子图像沿多个移动方向其中之一移动一距离。因此，本发明的范例实施例的光学装置可以用以相对低解析度的反射式光阀投影出相对高解析度的图像。

为让本发明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所示为一种光学装置的结构示意图；

图2所示为本发明一实施例所述的光学装置的结构示意图；

图3所示为本发明一实施例的光学装置的成像示意图；

图4所示为本发明一实施例的成像位移模块的结构示意图；

图5所示为本发明图4实施例的沿D-D虚线方向的剖面侧视图；

图6所示为本发明图4实施例的沿A-A虚线方向的剖面侧视图；

图7所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构示意图；

图8所示为本发明图7实施例的沿D-D虚线方向的剖面侧视图；

图9所示为本发明图7实施例的沿A-A虚线方向的剖面侧视图；

图10A所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图；

图10B所示为图10A实施例的上视图；

图10C所示为图10A实施例的剖面侧视图；

图11A所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图；

图11B所示为图11A实施例的成像位移模块的上视图；

图11C所示为图11A实施例的成像位移模块的剖面侧视图；

图12A所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图；

图12B所示为图12A实施例的成像位移模块的上视图；

图12C所示为图12A实施例的成像位移模块的剖面侧视图；

图13A所示为本发明一实施例的子图像的移动方向的概要示意图；

图13B和图13C所示为图13A实施例的子图像的成像位移结果的概要示意图；

图14A所示为本发明另一实施例的子图像的移动方向和成像位置的概要示意图；

图14B所示为图14A实施例的旋转基座在一图框时间中相对不同方向旋转时，其子图像的成像位置的概要对照图；

图15所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图；

图16A所示为本发明另一实施例的子图像的移动方向的概要示意图；

图16B所示为图16A实施例的子图像的成像位置的概要示意图；

图17A所示为本发明一实施例的成像位移模块应用于投影镜头内部的立体示意图；

图17B所示为本发明另一实施例的成像位移模块应用于投影镜头内部的立体示意图；

图18A所示为本发明一实施例的成像位移模块的结构立体示意图；

图18B所示为图18A实施例的成像位移模块的第一弹性件的结构立体示意图；

图18C所示为图18A实施例的成像位移模块的第一弹性件的振幅与时间的关系图；

图18D所示为用以驱动第一弹性件的信号其振幅与时间的关系图；

图19A与图19B所示为应用本发明上述任一实施例的成像位移模块的不同三维打印设备示意图；

图19C所示为由图19A或图19B的不同三维打印设备所三维打印出的三维打印物件示意图。

附图标记说明：

100、200：光学装置；430：轴线；

110、210：照明***；432：孔洞；

112、212：光源；1320：第二弹性件对；

114、214：光束；1400：致动组件；

114a、214a、500：子图像；1410：第一致动组件；

116、216：色轮；1420：第二致动组件；

117、217：集光柱；1610：第一转轴；

118、218：镜片组；1620：第二转轴；

119：内部全反射棱镜；1900a、1900b：三维打印设备；

120：数字微镜装置；1910：成型槽；

130、230：投影镜头；1912：光敏感材料；

140：振动机构；1920：投影装置；

219：棱镜；1930：升降载台；

220：反射式光阀；1932：打印区；

240、1000a、1000b、1000c、X：第一方向；

1000d、1000e、1940：成像位移模块；Y：第二方向；

410、1100：承载基座；XY1：第三方向；

412：磁性材料座；XY2：第四方向；

414a、414b、M1、M2、M3、Z：第五方向；

M4、M5、M6：：磁性材料；XY3：第六方向；

420、1200：旋转基座；B：图像光束；

422、1500：光学元件部；X’、Y’、X’Y’1、X’Y’2、X”、

424：承载座；Y”：方向；

426、427a、427b、C1、C2、C3、S：参考平面；

C4、C5、C6：线圈模块；w：宽度；

426a：线圈座；NW：颈部宽度；

426b：线圈；OB：三维打印物件；

428：转轴；t：厚度。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的多个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”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1所示为一种光学装置的结构示意图。请参照图1，光学装置100包括照明***110、数字微镜装置120、投影镜头130以及振动机构140。其中，照明***110具有光源112，其适于提供光束114，且数字微镜装置120配置光束114的传递路径上。此数字微镜装置120适于将光束114转换为多数个子图像114a。此外，投影镜头130配置于这些子图像114a的传递路径上，且数字微镜装置120位于照明***110与投影镜头130之间。另外，振动机构140配置于数字微镜装置120与投影镜头130之间，且位于这些子图像114a的传递路径上。

上述的光学装置100中，光源112所提供的光束114会依序经过色轮(colorwheel)116、集光柱(lightintegrationrod)117、镜片组118及内部全反射棱镜(TIRPrism)119。之后，内部全反射棱镜119会将光束114反射至数字微镜装置120。此时，数字微镜装置120会将光束114转换成多数个子图像114a，而这些子图像114a会依序通过内部全反射棱镜119及振动机构140，并通过投影镜头130将这些子图像114a投影于屏幕400上。

当这些子图像114a经过振动机构140时，振动机构140会改变部分这些子图像114a的传递路径。也就是说，通过此振动机构140的这些子图像114a会投影在屏幕400上的第一位置(未示出)，另一部分时间内通过此振动机构140的这些子图像114a则会投影在屏幕400上的第二位置(未示出)，其中第一位置与第二位置是在水平方向(X轴)或垂直方向(Z轴)上相差一固定距离。由于振动机构140能使这些子图像114a的成像位置在水平方向或垂直方向上移动一固定距离，因此能提高图像的水平解析度或垂直解析度。

图2所示为本发明一实施例所述的光学装置的结构示意图。请参照图2，本实施例的光学装置200包括照明***210、反射式光阀220、投影镜头230、成像位移模块240以及屏幕400。其中，照明***210具有光源212，其适于提供光束214，且反射式光阀220配置光束214的传递路径上。此反射式光阀220适于将光束214转换为多数个子图像214a。此外，投影镜头230配置于这些子图像214a的传递路径上，且反射式光阀220位于照明***210与投影镜头230之间。

图3所示为本发明一实施例的光学装置的成像示意图。当子图像214a经过成像位移模块240时，成像位移模块240会改变部分这些子图像214a的传递路径。也就是说，通过此成像位移模块240的这些子图像214a会投影在屏幕400上的第一位置(实线方格)，而另一部分时间内通过此成像位移模块240的这些子图像214a则会投影在屏幕400上的第二位置(虚线方格)，因此能同时提高图像的水平解析度及垂直解析度。上述的照明***210例如是远心照明***或非远心照明***。此外，反射式光阀220例如是数字微镜装置或单晶硅反射式液晶面板，本实施例中是以数字微镜装置为例。上述的光源212提供的光束214会依序经过色轮216、集光柱217、镜片组218及棱镜219，而棱镜219会将光束214反射至反射式光阀220。此时，反射式光阀220会将光束214转换成多数个子图像214a，而这些子图像214a会依序通过成像位移模块240、棱镜219或是依序通过棱镜219、成像位移模块240，并通过投影镜头230将这些子图像214a投影于屏幕400上。应注意的是，若使用不同颜色的LED当光源212，则色轮216可被省略。另外，也可使用微透镜阵列(lensarray)取代集光柱217进行光均匀化。

图4所示为本发明一实施例的成像位移模块的结构示意图、图5所示为本发明图4实施例的沿D-D虚线方向的剖面侧视图、图6所示为本发明图4实施例的沿A-A虚线方向的剖面侧视图。请参照图4、5、6，本实施例中，成像位移模块240包括承载基座410及旋转基座420。其中，旋转基座420枢接于承载基座410上，且承载基座410适于控制旋转基座420于一特定角度θ(未示出)内来回振动。此旋转基座420具有光学元件部422，此光学元件部422位于上述这些子图像214a(如图2中所示)的传递路径上。而且，当旋转基座420于此特定角度θ内来回振动时，此光学元件部422可使这些子图像214a的成像位置在一轴线430上移动一距离。换言之，成像位移模块240(如图4中所示)的光学元件部422可使这些子图像214a的成像位置同时在水平方向(X轴)和在垂直方向(Z轴)上各移动一距离。

上述的成像位移模块240中，承载基座410例如包括磁性材料座412、两磁性材料414a、414b以及感应模块(未示出)。旋转基座420例如包括光学元件部422、承载座424、线圈模块426以及转轴428。转轴428上下两端通过孔洞432而枢接于底座(未示出)上。此外，感应模块配置于承载基座410上，而线圈模块426配置于旋转基座420上，且感应模块是通过线圈模块426控制旋转基座420于此特定角度θ内来回振动。更详细地说，承载基座410中例如具有磁性材料414a、414b，且感应模块是通过改变线圈模块426的磁性，使线圈模块426与磁性材料414a、414b之间产生吸引力及排斥力两者至少其中之一，以控制旋转基座420于此特定角度θ内来回振动，进而改变上述这些子图像214a的成像位置。

本发明一实施例中，感应模块例如包括电路板(未示出)以及感应器(未示出)。其中，电路板配置于底座上，而感应器配置于承载基座410上。此感应器用以感应旋转基座420的转轴428摆动幅度，当转轴428向磁性材料414a摆动一定幅度时，电路板会改变线圈模块426的磁性，使线圈模块426与磁性材料414a之间产生排斥力(使线圈模块426与磁性材料414b之间产生吸引力)，进而使线圈模块426远离磁性材料414a。而当转轴428向磁性材料414b摆动一定幅度时，电路板会改变线圈模块426的磁性，使线圈模块426与磁性材料414b之间产生排斥力(使线圈模块426与磁性材料414a之间产生吸引力)，进而使线圈模块426远离磁性材料414b。通过使线圈模块426贴近/远离或远离/贴近磁性材料414a/414b，可使旋转基座420于此特定角度θ内来回振动，进而改变上述这些子图像214a的成像位置。

上述的成像位移模块240中，线圈模块426例如包括线圈座426a以及线圈426b。其中，线圈426b是围绕在线圈座426a上，电路板例如是通过改变线圈426b中电流的方向，而使线圈模块426改变磁性。值得注意的是，在本实施例中，可通过射出模具使旋转基座420的转轴428与光学元件部422一体成型。而在一实施例中，也可将旋转基座420的转轴428与光学元件部422是分开制造，再将光学元件部422与转轴428组装在一起。此外，光学元件部420可为一反射片或一透镜。

图7所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构示意图、图8所示为本发明图7实施例的沿D-D虚线方向的剖面侧视图、以及图9所示为本发明图7实施例的沿A-A虚线方向的剖面侧视图。与图4、5、6的实施例不同点在于，图4中转轴428上下两端分别为水平和垂直配置，而本实施例将转轴428上下两端水平配置。此外，本实施例将线圈模块分成两部分427a、427b。当转轴428向磁性材料414a摆动一定幅度时，电路板会改变线圈模块427a、427b的磁性，使线圈模块427a与磁性材料414a之间产生排斥力，同时使线圈模块427b与磁性材料414b之间产生吸引力，进而使线圈模块427a远离磁性材料414a。而当转轴428向磁性材料414b摆动一定幅度时，电路板会改变线圈模块427a、427b的磁性，使线圈模块427b与磁性材料414b之间产生排斥力，同时使线圈模块427a与磁性材料414a之间产生吸引力，进而使线圈模块427b远离磁性材料414b。通过使线圈模块427a、427b贴近/远离或远离/贴近磁性材料414a/414b，可使旋转基座420于此特定角度θ内来回振动，进而改变上述这些子图像214a的成像位置。

图10A所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图。图10B所示为图10A实施例的上视图。图10C所示为图10A实施例的剖面侧视图。请先参照图10A、图10B以及图10C，在本实施例中，成像位移模块1000a包括承载基座1100以及旋转基座1200。旋转基座1200通过至少一弹性件1300耦接至承载基座1100。承载基座1100适于控制旋转基座1200相对于参考平面S的双轴旋转。在本实施例中，参考平面S的双轴例如为第一方向X上的第一转轴1610以及第二方向Y上的第二转轴1620。第一转轴1610以及第二转轴1620的夹角为90度，并且第一转轴1610以及第二转轴1620定义出参考平面S。承载基座1100以及旋转基座1200相对于第一转轴1610对称。旋转基座1200相对于第一转轴1610以及第二转轴1620两者的至少其中之一旋转。

另一方面，在本实施例中，成像位移模块1000a还包括光学元件部1500。光学元件部1500设置在旋转基座1200上。光学元件部1500包括反射镜或透镜。

在本实施例中，至少一弹性件1300包括一第一弹性件对1310以及一第二弹性件对1320。承载基座1100包括第一承载框1110以及第二承载框1120，第一承载框1110设置于第二承载框1120上。第二承载框1120环绕第一承载框1110。第一承载框1110通过第一弹性件对1310耦接至旋转基座1200，第二承载框1120通过第二弹性件对1320耦接至第一承载框1110。第一弹性件对1310沿双轴的其中的第二转轴1620设置在第一承载框1110的相对两侧，第二弹性件对1320沿双轴的其中的第一转轴1610设置在第二承载框1120的相对两侧。

在本实施例中，至少一弹性件1300为弹簧。在其他实施例中，至少一弹性件1300也可以是其他弹性可变形的物体，如钣金件、薄金属、扭转弹簧或者塑胶，本发明并不以此为限。

在本实施例中，成像位移模块1000a还包括多个致动组件1400。这些多个致动组件1400设置在至少承载基座1100及旋转基座1200两者其中之一。承载基座1100是利用这些致动组件1400控制旋转基座1200相对于参考平面S的双轴旋转。

更具体来说，在本实施例中，这些多个致动组件1400包括第一致动组件1410以及第二致动组件1420。第一致动组件1410设置在承载基座1100上，沿着第二方向Y排列。承载基座1100利用第二致动组件1410控制旋转基座1200相对于第一转轴1610旋转，此时旋转基座1200与第一承载框1110同时相对于第二承载框1120旋转。另一方面，第二致动组件1420设置在承载基座1100上，沿着第一方向X排列。承载基座1100利用第二致动组件1420控制旋转基座1200相对于第二转轴1620旋转，此时旋转基座1200相对于第一承载框1110旋转。

在本实施例中，第一致动组件1410包括两个磁性材料M1、M2以及一个线圈模块C1。磁性材料M1、M2对称第一转轴1610设置于承载基座1100。线圈模块C1设置于第一转轴1610上，并且第二磁性件C1位于磁性材料M1、M2之间。第二致动组件1420包括两个磁性材料M3、M4以及两个线圈模块C2、C3。两个磁性材料M3、M4对称第二转轴1620设置于承载基座1100上。两个线圈模块C2、C3对称第二转轴1620设置于光学元件部1500上。两个线圈模块C2、C3位于两个磁性材料M3、M4之间。磁性材料M3、M4与线圈模块C2、C3沿着第一方向X排列。值得一提的是，本实施例的成像位移模块1000a所使用的线圈总长度最小，其转动惯量最小。

具体而言，在本实施例中，感应模块(未示出)通过改变线圈模块C1、C2、C3的磁性，以控制旋转基座1200相对于参考平面S的双轴旋转。感应模块(未示出)包括电路板以及感应器。感应器是用以感应第一转轴1610以及第二转轴1620的摆动幅度。当第一转轴1610或第二转轴1620的摆动一定幅度时，电路板通过改变线圈模块C1、C2、C3上的电流方向，使线圈模块C1、C2、C3改变磁性。因此，线圈模块C1、C2、C3与磁性材料M1、M2、M3、M4之间产生排斥力或吸引力，使线圈模块C1、C2、C3远离或靠近磁性材料M1、M2、M3、M4，进而控制旋转基座1200相对于参考平面S的双轴旋转。

在本实施例中，多个致动组件包括磁性材料及线圈所构成。在其他实施例中，这些致动组件也可以是利用压电材料或者步进马达来达到如同本实施例中的致动效果，本发明不以此为限。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图11A所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图。图11B所示为图11A实施例的成像位移模块的上视图。图11C所示为图11A实施例的成像位移模块的剖面侧视图。请同时参考图11A、图11B以及图11C，本实施例的成像位移模块1000b与成像位移模块1000a主要的差异是在于：本实施例的第二致动组件1420中的线圈模块C4设置在旋转基座1200上，并且线圈模块C4环绕旋转基座1200的光学元件部1500。值得一提的是，本实施例所使用到的线圈数量少，制程上相对来说较为简单。

图12A所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图。图12B所示为图12A实施例的成像位移模块的上视图。图12C所示为图12A实施例的成像位移模块的剖面侧视图。请同时参考图12A、图12B以及图12C，本实施例的成像位移模块1000c与成像位移模块1000a主要的差异例如如下。在本实施例中，承载基座1100以及旋转基座1200除了相对于第一转轴1610对称之外还相对于第二转轴1620对称。在本实施例中，第一弹性件对1310沿着第一转轴1610设置在第二承载框1120的相对两侧，第二弹性件对1320沿着第二转轴1620设置在第一承载框1110的相对两侧。此外，在本实施例中，第一致动组件1410包括两个磁性材料M5、M6以及两个线圈模块C5、C6。磁性材料M5、M6皆对称于第一转轴1610，并设置在承载基座1100上。线圈模块C5、C6皆对称于第一转轴1610，并设置在光学元件部1500上。磁性材料M5、M6以及线圈模块C5、C6沿着第二方向Y排列，线圈模块C5、C6位于磁性材料M5、M6之间。

在本实施例中，第一致动组件1410与第二致动组件1420分别对称于第一转轴1610以及第二转轴1620配置。也就是说，本实施例的成像位移模块1000c的第一致动组件1410以及第二致动组件1420具有高度对称性，马达可以设定相同出力，控制上较为容易。再者，第一致动组件1410以及第二致动组件1420相对于前述的实施例具有较长的力臂，因此启动成像位移模块1000c的所需的力量相对较小。此外，由于四个磁性材料或四个线圈模块之间距离较远，相对于前述的实施例来说，彼此之间较不易被干扰。

图13A所示为本发明一实施例的子图像的移动方向的概要示意图。图13B和图13C所示为图13A实施例的子图像的成像位移结果的概要示意图。请同时参照图13A以及图13B，在本发明实施例中，成像位移模块适用于光学装置，成像位移模块切换多个子图像500的成像位置，以让这些子图像500沿多个移动方向的其中之一移动一距离。这些子图像500的位置是依据旋转基座1200的旋转方式来决定。具体来说，在本实施例中，当旋转基座1200相对于第一转轴1610或第二转轴1620其中之一旋转时，这些子图像500的位置例如在图2的屏幕400上，沿多个移动方向其中之一移动一距离，多个移动方向例如是第一方向X或第二方向Y。在本实施例中，此距离为约0.7倍像素宽度。因此，这些子图像500由原先的位置(实线方格)可以摆动至四个不同的位置(虚线方格)，换言之，可以提高图像解析度至原先的四倍图像解析度。在另一实施例中，请参考图13C，当旋转基座1200相对于第一转轴1610和/或第二转轴1620旋转时，这些子图像500可沿多个移动方向例如是第一方向X、第二方向Y、第三方向XY1及第四方向XY2其中之一移动。更进一步的说，当旋转基座1200相对于第一转轴1610及第二转轴1620同时旋转时，这些子图像500例如在第三方向XY1或第四方向XY2上移动一距离，其中第三方向XY1及第四方向XY2是介于第一方向X及第二方向Y之间。

图14A所示为本发明另一实施例的子图像的移动方向和成像位置的概要示意图。图14B所示为图14A实施例的旋转基座在一图框时间中相对不同方向旋转时，其子图像的成像位置的概要对照图。请先参照图14A，在本实施例中，当旋转基座相对于第一转轴或第二转轴其中之一旋转时，这些子图像500沿方向X’或Y’其中之一移动。更进一步的说，当旋转基座相对于第一转轴及第二转轴同时旋转时，这些子图像500在方向X’Y’1或方向X’Y’2其中之一移动一距离，其中方向X’Y’1及方向X’Y’2是介于方向X’及方向Y’之间。

请再参照图14A，当旋转基座相对于第一转轴及第二转轴两者至少其中之一旋转时，这些子图像500的位置沿方向X’、Y’、X’Y’1及X’Y’2位移的示意图。具体来说，在本实施例中，这些子图像500在方向X’以及在方向Y’上移动的距离皆为1像素宽度，这些子图像500在方向X’Y’1或方向X’Y’2上移动的距离约为1.4像素宽度。

更详细的说，在图14A及14B中，其标记的数字标号1至9分别代表同一子图像500于不同的时间下位于不同的位置标号。数字标号1代表的是子图像500没有移动的位置。数字标号3、7代表的是子图像500在方向X’上向右或向左移动的位置。数字标号5、9代表的是子图像500在方向Y’上向下或向上移动的位置。数字标号2、6代表的是子图像500在方向X’Y’1上移动的位置。数字标号4、8代表的是子图像500在方向X’Y’2上移动的位置。

图14B中的数字标号1所代表的意思是在此时间区间内，这些子图像500在对应图14A的数字标号1的位置上。同样地，图14B中的数字标号2至9所代表的意思是在各个不同时间区间内，这些子图像500在对应图14A的数字标号2～9的位置上。

图14B的纵轴对应到在不同的时间区间内，子图像500可沿着不同的方向移动(方向X’和/或方向Y’)。举例而言，当在数字标号为1时，其在方向X’及方向Y’对应的纵轴值皆为0，代表子图像500不往方向X’也不往方向Y’作动。当在数字标号为2时，其在方向X’及方向Y’对应的纵轴值皆为正，代表子图像500由位置1往方向X’和方向Y’之间的方向移动到位置2，也就是方向X’Y’1。当在数字标号为3时，其在方向X’对应的纵轴值为正，及方向Y’对应的纵轴值为0，代表子图像500由位置1往方向X’作动到位置3。当在数字标号为4时，其在方向X’对应的纵轴值为正，在方向Y’对应的纵轴值为负，代表的是子图像500由位置1往方向X’和负的方向Y’向量合成的方向作动到位置4，也就是方向X’Y’2的反方向。接续的数字标号以此类推，在此不再赘述。应注意的是，在此处仅为举例这些子图像500可在方向X’、方向Y’方向X’Y’1或方向X’Y’2上移动的其中一种顺序，本发明并不以此为限。另外，子图像500(实线方格)可以在图14B移动至不同的九个位置(虚线方格)，换言之，可以提高图像解析度至原先的九倍图像解析度。

图15所示为本发明另一实施例的成像位移模块的结构立体示意图。请参照图15，在本实施例中，成像位移模块1000d与成像位移模块1000b主要的差异在于：本实施例的第一转轴1610与第二转轴1620具有一夹角。举例而言，本实施例的夹角为45度，也就是说，本发明的范例实施例的第一转轴1610与第二转轴1620并不限定于两者彼此互相垂直。此外，第一弹性件对1310沿一第六方向XY3设置在第一承载框1110的相对两侧，其中第六方向XY3介于第一方向X与第二方向Y之间。

图16A所示为本发明另一实施例的子图像的移动方向的概要示意图。图16B所示为图16A实施例的子图像的成像位置的概要示意图。请参照图16A，具体来说，在本实施例中，当旋转基座相对于第一转轴或第二转轴其中之一旋转时，这些子图像的位置沿方向X”或方向Y”移动一距离。在本实施例中，此距离在沿方向X”时为1倍像素宽度，沿方向Y”时为约1.1倍像素宽度。因此，这些子图像由原先的位置(实线方格)可以摆动至四个不同的位置(虚线方格)，换言之，可以提高图像解析度至原先的四倍图像解析度。

图17A所示为本发明一实施例的成像位移模块应用于投影镜头内部的立体示意图。图17B所示为本发明另一实施例的成像位移模块应用于投影镜头内部的立体示意图。请同时参照图17A以及图17B，本发明的实施例的成像位移模块也可以置于投影镜头的内部或者投影镜头的前方，以使投射出的图像解析度提升为原先四倍的图像解析度。

图18A所示为本发明一实施例的成像位移模块的结构立体示意图。图18B所示为图18A实施例的成像位移模块的第一弹性件的结构立体示意图。图18C所示为图18A实施例的成像位移模块的第一弹性件的振幅与时间的关系图。图18D所示为用以驱动第一弹性件的信号其振幅与时间的关系图。

图18A的成像位移模块可以由前述实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明。因此，在图18A中仅标示下列段落说明所需的元件符号，其他部分不再赘述。此外，由于本实施例中的第一弹性件对1310类似于第二弹性件对1320，因此下列段落是以第一弹性件对1310举例来说明，第二弹性件对1320的操作方式可以此类推。

请参照图18A，举例而言，在本实施例中，第一弹性件对1310包括第一弹性件1311以及第二弹性件1312。第一弹性件1311以及第二弹性件1312是以彼此垂直的方式沿着本实施例的成像位移模块1000e的第一转轴1610设置，此配置方式可使第一转轴1610通过光学元件部1500的轴心。

一般来说，当第一弹性件1311的振幅由一方向转换至另一方向时，其振幅转换的过程所需的时间称为转换时间(transitiontime)T。转换时间T的长短决定了子图像的显示品质。由于转换时间T与第一弹性件1311的自然频率成反比，而自然频率与第一弹性件1311的结构参数有关。因此前述所提到影响自然频率的因素皆可为影响转换时间T的因素。

请参照图18B。承上述，转换时间T与第一弹性件1311的结构参数有关。在本实施例中，第一弹性件1311的颈部宽度NW的结构参数例如是第一弹性件1311的宽度w的0.2倍至0.6倍。此外，第一弹性件1311的厚度t也是影响转换时间T的一个原因。在一实施例中，第一弹性件1311的厚度t至少在0.2毫米(mm)以上。此厚度t的设计可使第一弹性件1311的自然频率至少大于90Hz。由于自然频率与转换时间T成反比，因此此厚度设计也可以有效地降低转换时间T。

除了前述所提到的第一弹性件1311的结构参数会影响转换时间T之外，影响转换时间T的因素还包括第一弹性件1311的振动方式。请同时参照图18C以及图18D，在本实施例中，通过改变第一弹性件1311的振动方式以降低转换时间T。具体而言，在第一弹性件1311的振幅由一方向转为另一方向时，其驱动信号波形如同图18D所示。此外，驱动信号波形也不仅限于如图18D所示的方波形式驱动信号，也可以是正弦波形式的驱动信号波形。转换时间T小于1毫秒，较佳范围在1～0.05毫秒之间，使得光学装置可提供良好的显示品质。

为了更了解前述实施例中所提到的成像位移模块的实际应用，下列段落提出多个应用范例实施例。图19A与图19B所示为应用本发明上述任一实施例的成像位移模块的不同三维打印设备示意图，而图19C所示为由图19A或图19B的不同三维打印设备所三维打印出的三维打印物件示意图。在本应用范例实施例中，三维打印设备例如通过计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，简称为：CAD)或动画建模软件等建构而成的立体模型的多层横截面逐步制造出三维物件。请先参照图19A，在本应用范例实施例中的三维打印设备1900a所采用的三维打印技术例如是采用立体光固化成型法(StereoLithoGraphy，简称为：SLA)，三维打印设备1900a包括成型槽1910、投影装置1920、升降载台1930以及前述实施例所述及的任一的成像位移模块1940，其中三维打印设备1900a用以形成三维打印物件OB，其中图19A的三维打印设备1900a例如是下沉式的三维打印设备1900a。

以下段落将对本应用范例实施例中的三维打印设备1900a中的各组件进行详细地介绍。

成型槽1910用以容置光敏感材料1912，其中光敏感材料1912在具有特定波长的光束照射下，会产生光聚合反应而固化。投影装置1920中具有发光元件，其所采用的发光组件可以是发光二极管(LightEmittingDiode，简称为：LED)、激光(laser)或其它适用的发光元件，发光元件适于发出图像光束B，其中图像光束B可提供能固化光敏感材料1912的波段的光线(例如紫外线)，但图像光束B的波段并不以此为限制，只要是能够固化光敏感材料1912即可。升降载台1930具有打印区1932，且适于在成型槽1910内移动。此外，本应用范例实施例中的三维打印设备1900a还包括控制器(未示出)与输入接口(未示出)，控制器与投影装置1920、升降载台1930以及输入接口电性连接，使用者可以通过输入接口并通过计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，简称为：CAD)或动画建模软件以输入三维打印物件OB的三维实体模型。具体而言，输入接口可以是鼠标、键盘、触控装置或者是其他能够使使用者输入三维打印物件OB的三维实体模型的接口。控制器依据三维实体模型控制升降载台1930与图像光束B的作动方式。具体而言，控制器可以是计算器、微处理器(MicroControllerUnit,简称为：MCU)、中央处理单元(CentralProcessingUnit，简称为：CPU)，或是其它可程序化的控制器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，简称为：DSP)、可程序化控制器、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，简称为：ASIC)、可程序化逻辑装置(ProgrammableLogicDevice，简称为：PLD)或其它类似装置。在本应用范例实施例中，成像位移模块1940配置于投影装置1920的外部，且成像位移模块1940配置于图像光束B的路径上，在其它的应用范例实施例中，成像位移模块1940可以配置于投影装置1920内，只要成像位移模块1940配置在图像光束B的路径上即可，成像位移模块1940配置的位置并不以此为限。

接下来介绍光固化成型的三维打印制程，其制程大致如下：首先，利用计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，简称为：CAD)设计出三维实体模型，利用离散程序将三维实体模型进行切片处理，进而得到多个分层的扫描路径。接着，依据各个切层的扫描路径精确控制图像光束B和升降载台1930的运动。由图19A可看出打印区1932浸入于光敏感材料1912中，图像光束B按第一切层的扫描路径照射到部分光敏感材料1912，此部分光敏感材料1912产生光聚合反应而固化，生成出三维打印物件OB的其中一个截面，进而得到第一固化层附着于打印区1932上。之后，升降载台1930向下移动少许距离，且原先形成的第一固化层对应向下移动少许距离，而原先形成的第一固化层的上表面可以当作承载面，使第一固化层上覆盖另一层光敏感材料1912，再依据第二切层的扫描路径精确控制图像光束B，使图像光束B按第二切层的扫描路径照射到另一层光敏感材料1912的表面，进而得到第二固化层，依照这样的模式不断制作多层后可形成如图19C所绘示的三维打印物件OB。应注意的是，图19C所绘示的三维打印物件OB的形状仅为举例，三维打印物件OB的形状并不以此为限。

请参照图19B，图19B所示为应用本发明上述实施例的成像位移模块的另一种三维打印设备示意图，请先参照图19B，图19B所示的三维打印设备1900b类似于图19A所示的三维打印设备1900a，其主要差异在于：成型槽1910的材料包括透明材料或透光材料，且升降载台1930与投影装置1920分別配置于成型槽1910的相对两侧，其中图19B的三维打印设备1900b例如是上拉式的三维打印设备1900b。由于成型槽1910的材料包括透明材料或透光材料，因此图像光束B可以通过成型槽1910照射光敏感材料1912。当进行三维打印时，图像光束B按第一切层的扫描路径照射到部分光敏感材料1912，此部分光敏感材料1912产生光聚合反应而固化，生成出三维打印物件OB的其中一个截面，进而得到第一固化层附着于打印区1932上。之后，升降载台1930向上移动少许距离，且原先形成的第一固化层对应向上移动少许距离，而原先形成的第一固化层的下表面可以当作承载面，以使第一固化层的下表面覆盖另一层光敏感材料1912再依据第二切层的扫描路径精确控制图像光束B，使图像光束B按第二切层的扫描路径照射到另一层光敏感材料1912的表面，进而得到第二固化层，依照这样的模式不断制作多层后可形成如图19C所绘示的三维打印物件OB。

请同时参照图19A与图19B，由于成像位移模块1940配置在图像光束B的路径上，图像光束B经由成像位移模块1940后，在不同的时间下，图像光束B会投射至不同的位置，详言之，图19A与图19B所绘示的实线，是图像光束B在某一时刻下，图像光束B所投射的位置；而图19A与图19B所绘示的虚线，则是图像光束B在另一时刻下，图像光束B所投射的位置。成像位移模块1940的细部的作动方式可以由前述实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，在此不再赘述。因此，由于本应用范例实施例的三维打印设备1900a与1900b具有前述任一实施例所提到的成像位移模块1940，可以使投影装置1920所投射出的图像光束B的像素提高，以使三维打印设备1900a与1900b固化光敏感材料1912时能够获得更高的解析度，进而使得三维打印物件OB具有更佳的表面精度。

综上所述，本发明的光学装置因采用前述成像位移模块配置于多数个子图像的传递路径上，其中成像位移模块是利用承载基座以控制旋转基座相对于一参考平面的双轴旋转，以决定这些子图像的在二维平面的任意移动方向，可通过成像位移模块使这些子图像提高任意方向的解析度。本发明的光学装置可以用以较低解析度的反射式光阀投影出较高解析度的图像。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种成像位移模块，其特征在于，所述成像位移模块适用于光学装置中，以切换多数个子图像的图像位置，所述成像位移模块包括：

承载基座；以及

旋转基座，具有光学元件部及转轴，所述旋转基座枢接于所述承载基座上，且所述承载基座适于控制所述旋转基座于一角度内来回振动，使该些子图像同时在水平方向上的成像位置移动第一距离以及在垂直方向上的成像位置移动第二距离，其中所述光学元件部的对角线平行转轴的轴线。

2.根据权利要求1所述的成像位移模块，其特征在于，所述第一或所述第二距离约为1/2像素的距离。

3.一种成像位移模块，其特征在于，所述成像位移模块适用于光学装置中，以切换多数个子图像的图像位置，所述成像位移模块包括：

承载基座；以及

旋转基座，通过至少一弹性件耦接至所述承载基座，所述承载基座适于控制所述旋转基座相对于一参考平面的双轴旋转，以让该些子图像沿多个移动方向其中之一移动一距离，其中所述承载基座环绕所述旋转基座，以及该些子图像的所述移动方向是依据所述旋转基座的旋转方式来决定。

4.根据权利要求3所述的成像位移模块，其特征在于，所述双轴包括在第一方向上的第一转轴以及在第二方向上的第二转轴，所述旋转基座相对所述第一转轴及所述第二转轴两者至少其中之一旋转，以决定该些子图像的移动方向，其中所述第一转轴以及所述第二转轴定义出所述参考平面。

5.根据权利要求4所述的成像位移模块，其特征在于，该些子图像的移动方向包括所述第一方向及所述第二方向，所述旋转基座相对于所述第一转轴或所述第二转轴旋转，以及该些子图像沿所述第一方向或所述第二方向移动所述距离。

6.根据权利要求4所述的成像位移模块，其特征在于，该些移动方向包括第三方向及第四方向，所述第三方向及所述第四方向介于所述第一方向及所述第二方向之间，所述旋转基座相对于所述第一转轴及所述第二转轴旋转，以及该些子图像沿所述第三方向及所述第四方向移动所述距离。

7.根据权利要求4所述的成像位移模块，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向之间具有一夹角，以及所述夹角小于或等于90度。

8.根据权利要求3至7任一项所述的成像位移模块，其特征在于，所述成像位移模块还包含光学元件部。

9.根据权利要求8所述的成像位移模块，其特征在于，所述光学元件部包括反射片或透镜。

10.根据权利要求1至7任一项所述的成像位移模块，其特征在于，所述承载基座具有感应模块与磁性材料，所述旋转基座具有线圈模块，且所述感应模块是通过改变所述线圈模块的磁性，使所述线圈模块与所述磁性材料之间产生吸引力及排斥力两者至少其中之一，以控制所述旋转基座于所述角度内来回振动。