CN110967895A - 光学元件调整模块及投影机 - Google Patents

Abstract

一种光学元件调整模块，包括基台、至少一调整结构及至少一第一固定件。基台包括至少一第一基台孔。各调整结构配置于基台上，且包括光学元件、承托件及底座。光学元件包括第一表面。光学元件固持至承托件上。承托件固定于底座上，底座包括第一底座孔，其中第一底座孔的中心轴线平行于光学元件的第一表面。第一底座孔对位于第一基台孔，各第一固定件穿过第一基台孔并接合于第一底座孔中。各调整结构以第一固定件为轴线相对于基台转动，以微调调整结构与基台之间的相对位置。本发明揭露的光学元件调整模块及利用该光学元件调整模块的投影机可达成快速、简单且精准地微调调整结构与基台之间的相对位置。

Description

光学元件调整模块及投影机

技术领域

本发明是有关于一种调整模块及投影机，且特别是有关于一种光学元件调整模块及投影机。

背景技术

一般而言，为了使具有光机的装置(例如是投影机)所发出的光束的亮度且/或色温最佳化，组装者在出厂前会确认光机中光学元件(例如是反射镜或透镜)的角度。然而，要如何能够快速、简单且精准地调整光学元件的角度，则是本领域的技术人员欲探讨的课题。

“背景技术”部分只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”部分所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”部分所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光学元件调整模块，其可快速、简单且精准地微调调整结构与基台之间的相对位置。

本发明提供一种投影机，其具有上述的光学元件调整模块。

本发明的一种光学元件调整模块，包括基台、至少一调整结构及至少一第一固定件。基台包括至少一第一基台孔。至少一调整结构可拆卸地配置于基台上。各调整结构包括光学元件、承托件及底座。光学元件包括第一表面。光学元件固持(hold)至承托件。承托件固定于底座上，底座包括第一底座孔，其中第一底座孔的中心轴线平行于光学元件的第一表面。第一固定件穿过基台的第一基台孔而接合于调整结构的底座的第一底座孔中。

本发明的一种投影机，包括光源、上述的光学元件调整模块、光阀以及投影镜头。光源用于发出第一光束。光学元件调整模块配置于第一光束的路径上，第一光束在通过光学元件调整模块的光学元件之后调整为第二光束。光阀配置于第二光束的路径上，第二光束在通过光阀而被转换为影像光束。投影镜头配置于影像光束的路径上，用于将影像光束转换为投影光束。

基于上述，本发明的光学元件调整模块的第一固定件穿过第一基台孔并接合于第一底座孔中，调整结构以第一固定件为轴线相对于基台稳定地转动，而可快速且简单地转动调整结构。当第一固定件在第一底座孔中旋松时，调整结构相对于基台可旋转，当第一固定件在第一底座孔中旋紧时，调整结构垂直地固定于基台上。此外，由于第一底座孔的中心轴线平行于光学元件的第一表面，因此，光学元件的第一表面系借由转动调整结构而加以旋转，从而精准地将光学元件的第一表面转动至所需的位置。

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是依照本发明的一实施例的一种光学元件调整模块的立体示意图。

图2是图1的另一视角的立体示意图。

图3是图1的光学元件调整模块的俯视示意图。

图4是图1的光学元件调整模块的***示意图。

图5是图4的另一视角的***示意图。

图6是图2的剖面示意图。

图7是依照本发明的一实施例的一种投影机的示意图。

图8是依照本发明的另一实施例的一种投影机的示意图。

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，在以下配合参考附图之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发明。

图1是依照本发明的一实施例的一种光学元件调整模块的立体示意图。图2是图1的另一视角的立体示意图。图3是图1的光学元件调整模块的俯视示意图。请参阅图1至图3，本实施例的光学元件调整模块100可应用于例如是投影机等显示装置内，光学元件调整模块100的角度可被调整，以使具有此光学元件调整模块100的装置(例如是投影机)所发出的光束的亮度且/或色温达到最佳化的效果。当然，光学元件调整模块100也可应用在其他的装置内，并不以上述为限制。下面将对光学元件调整模块100的细部结构进行详细地介绍。

图4是图1的光学元件调整模块的***示意图。图5是图4的另一视角的***示意图。图6是图2的剖面示意图。请同时参阅图1至图6，本实施例的光学元件调整模块100包括基台110、至少一调整结构120及至少一第一固定件150。如图4所示，在本实施例中，至少一第一基台孔113包括两第一基台孔113，至少一调整结构120包括两调整结构120，至少一第一固定件150包括两第一固定件150。当然，第一基台孔113、调整结构120、第一固定件150的数量并不局限于此，且其中之数目「两」意指元件或元件组合的数目，举例而言「两第一基台孔113」意指「两个第一基台孔113」，「两调整结构120」意指「两组调整结构120」，但不局限于此。在其他实施例中，第一基台孔113、调整结构120、第一固定件150也可以分别是一个或多个。

在本实施例中，第一基台孔113形成在基台110的基底111上，且调整结构120可拆卸地配置于基台110的基底111上。在本实施例中，调整结构120包括光学元件122、承托件126及底座130。在本实施例中，光学元件122例如是反射镜或是分光镜，但光学元件122的种类不局限于此，也可以是透镜。光学元件122包括第一表面124。

在本实施例中，光学元件122固持于承托件126上，且承托件126固定于底座130上。承托件126与底座130可以是一体的，但不局限于此。承托件126例如是光学元件122的框架，其可接触光学元件122的多个边缘，以稳固地固定并维持光学元件122。在本实施例中，承托件126例如固定并维持光学元件122的三个边缘，但在其他实施例中，承托件126也可以固定并维持光学元件122的四个边缘或两个边缘，并不局限于此。

由图6可见，在本实施例中，底座130包括第一底座孔131。第一底座孔131的中心轴线平行于光学元件122的第一表面124。更明确地说，由图6的剖面视角可看到，第一固定件150的轴线平行于光学元件122的第一表面124。此外，底座130的第一底座孔131对位于基台110的第一基台孔113。

各第一固定件150穿过第一基台孔113并接合于第一底座孔131中。在本实施例中，第一固定件150例如是螺丝。第一固定件150包括相连的接合部152及帽部154，接合部152具有外螺纹，第一底座孔131具有内螺纹。第一基台孔113的内径大于第一底座孔131的内径，而使得第一固定件150的接合部152可以穿过第一基台孔113。此外，第一固定件150的帽部154的尺寸大于第一基台孔113的孔径，而使第一固定件150的帽部154抵压于基台。当然，第一固定件150的形式不局限于此。

在本实施例中，借由在第一底座孔131中转松第一固定件150的接合部152，调整结构120的底座130可相对于基台110转动，使得调整结构120以第一固定件150为轴线相对于基台110稳定地转动，或者借由在第一底座孔131中转紧第一固定件150的接合部152，调整结构120的底座130可固定于基台110，从而快速且简单地微调调整结构120与基台110之间的相对位置。此外，由于第一底座孔131的中心轴线(与第一固定件150的轴线重叠)平行于光学元件122的第一表面124，故光学元件122的第一表面借由转动调整结构120而加以旋转。因此，光学元件122的第一表面可被精准地转动至所需的位置。

在本实施例中，各调整结构120可包括调整把手件140，配置于承托件126上，且远离底座130。调整把手件140能够让使用者握持或借由工具加以握持而较轻松地调整调整结构120的角度。在本实施例中，调整把手件140的厚度小于承托件126的厚度，且调整把手件140的厚度大于等于2毫米(mm)。上述的尺寸范围可较便于使用者握持或借由工具握持调整把手件140，且能够在转动时观察承托件126的位置。当然，调整把手件140的位置与尺寸不局限于此。

此外，如图4所示，在本实施例中，各底座130的外轮廓可至少局部地包括圆弧状外缘部134，第一底座孔131(未显示于图4中)的中心轴线穿过圆弧状外缘部134所延伸构成的轮廓的圆心。基台110的基底111可包括凹槽112。凹槽112的局部内轮廓匹配于圆弧状外缘部134的轮廓，以容纳且定位底座130，如此可方便组装与定位。在本实施例中，底座130之圆弧状外缘部134的直径与承托件126的高度(或是光学元件122的高度)的比值约在1/10至1/3之间，以使底座在有限空间中仍能够提供稳定的支撑。

在本实施例中，由于基台110的凹槽112的上表面接触底座130的下表面，而提供摩擦力。因此，操作者在手动调整光学元件122的第一表面124的角度之后，光学元件122的第一表面124能够维持在所需位置上。

此外，在图5中可见，在本实施例中，各调整结构120的底座130可包括至少一凹孔133，凹陷于底座130的朝向基台110的表面。在本实施例中，凹孔133可用来调整底座130的底面积大小，凹孔133的数量与尺寸越大，代表底座130的底面积越小。换句话说，底座130的下表面与基台110的凹槽112的上表面之间的接触面积会越小，而降低底座130与基台110之间的摩擦力。反之，若凹孔133的数量与尺寸越小，则提高底座130与基台110之间的摩擦力。设计者可视需求调整底座130的凹孔133的数量与尺寸，藉此调整底座130与基台110之间的摩擦力，以在转动调整结构120所需的转动力道与调整结构120相对于基台110的固定性之间取得平衡。

值得一提的是，在图4与图6可见，在本实施例中，光学元件调整模块100还可包括至少一第二固定件160，基台110包括至少一第二基台孔114，各调整结构120的底座130包括第二底座孔132。第二底座孔132的尺寸大于第二基台孔114的尺寸，第二底座孔132对位于第二基台孔114，举例而言，第二基台孔114为圆孔，第二底座孔132为对位于该圆孔的弧向长圆孔。各第二固定件160穿过第二底座孔132并接合于第二基台孔114中。在本实施例中，第二固定件160用以进一步地将调整结构120稳定地固定于基台110。

在本实施例中，第二固定件160例如是螺丝，各第二固定件160包括相连的接合部162及帽部164。接合部162具有外螺纹，第二基台孔114具有内螺纹。举例而言，帽部164的尺寸大于第二底座孔132的孔径，且第二底座孔132的孔径大于接合部162的外径。接合部162穿过第二底座孔132并锁至第二基台孔114中，且帽部164抵压于底座130上。

要说明的是，由于组装者在将底座130组装至基台110时，可借由第一固定件150将底座130锁至基台110。此时，调整结构120能够以第一固定件150为轴线些微地转动。此外，透过第二固定件160可将底座130稳定地固定至基台110上，进一步防止底座130相对于基台110不乐见地移动。为了使调整结构120可相对于基台110被旋转至不同的位置并在该位置加以固定，在些微转动调整结构120之后，第二底座孔132需仍能对位到第二基台孔114。在图4与图5可见，在本实施例中，各第二底座孔132为非圆孔，例如第二底座孔132可为弧向长圆孔。举例来说，第二底座孔132可以是椭圆孔，在其他实施例中，第二底座孔132也可以是弧形沟。当然，第二底座孔132的形式不局限于此。第二底座孔132的非圆孔设计可使调整结构120在转动后，第二固定件160仍可穿过第二底座孔132，而接合于第二基台孔114中。

当然，在其他实施例中，第二底座孔132也可以是圆孔，帽部164的尺寸需大于第二底座孔132的孔径，且第二底座孔132的孔径需大于接合部162的外径。第二底座孔132的孔径在比接合部162的外径大的部分则作为调整结构120可转动的范围。

另外，如图3所示，在各底座130包括连接于圆弧状外缘部134的直线外缘部135，两底座130的两直线外缘部135相邻，且彼此间隔一间距，以使所述两调整结构可独立地相对于所述基台旋转，其中一个底座130的直线外缘部135限制另一个底座130的转动范围。在本实施例中，调整结构120的转动范围大于0度且小于等于5度，但不局限于此。值得一提的是，在本实施例中，调整结构120的转动范围可以受限于另一个调整结构120的干涉，也可以受限于第二底座孔132的尺寸。

此外，在图4可见，在本实施例中，基台110包括从基底111向上延伸的侧壁115及延伸自侧壁115的至少一指示柱116。各调整结构120的承托件126包括穿孔128，各指示柱116穿设于穿孔128内，以指示承托件126与基台110的相对位置。举例来说，承托件126在穿孔128旁可设有刻度，组装者可读取指示柱116在穿孔128内的相对位置，并据此来判断调整结构120相对于基台110的位置是否正确。在本实施例中，穿孔128的孔径大于2毫米(mm)，指示柱116的孔径小于穿孔128的孔径且大于1.5毫米(mm)，但穿孔128的孔径与指示柱116的孔径不局限于此。

图7是依照本发明的一实施例的一种投影机的示意图。要说明的是，图7仅示意性地绘示出投影机10内部的简易光路与元件的相对位置，投影机10的形式并不局限于此。请参阅图7，本实施例的投影机10包括光源12、上述的光学元件调整模块100、光阀16以及投影镜头18。

在本实施例中，光源12用于发出一第一光束L1。在本实施例中，光源12以激光光源12为例。举例而言，光源12可包括多个排成阵列的激光二极管(未绘示)，但本发明不局限于此。

光学元件调整模块100配置于第一光束L1的路径上，第一光束L1穿透光学元件调整模块100的光学元件122或在通过光学元件调整模块100的光学元件122(图1)之后调整为第二光束L2。在本实施例中，光学元件调整模块100的光学元件122例如是反射镜或分光镜。以反射镜来说，可改变光束的路径。以分光镜来说，可以是部分穿透部分反射元件、分色元件、偏振分光元件或其他各种可将光束分离的元件。举例而言，在本实施例中，光学元件122例如可让蓝色光束穿透，而对其他颜色(如红色、绿色、黄色等)的光束提供反射作用。在此状态下，第二光束L2即为蓝色光束。当然，光学元件调整模块100的光学元件122的形式不局限于此。在本实施例中，投影机10还包括光均匀化元件14，配置于第二光束L2的路径上。在本实施例中，光均匀化元件14包括一积分柱(Integrated rod)，其可使通过的光束均匀化，但本发明不局限于此。

接着，光阀16配置于第二光束L2的路径上，通过光均匀化元件14的第二光束L2在通过光阀16后，被转换为影像光束L3。在本实施例中，光阀16例如为一数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或是一硅基液晶面板(liquid-crystal-on-siliconpanel,LCOS panel)。然而，在其他实施例中，光阀16亦可以是穿透式液晶面板或其他光束调变器。最后，投影镜头18配置于影像光束L3的路径上，用于将影像光束L3转换为投影光束L4，以形成影像画面。

图8是依照本发明的另一实施例的一种投影机的示意图。请参阅图8，图8的投影机10a与图7的投影机10的主要差异在于，在图8中，光均匀化元件14配置于第一光束L1的路径上，第一光束L1例如为照明光束(Illumination light beam)，第一光束L1在通过光均匀化元件14之后，通过光学元件调整模块100的光学元件122。

在上述的投影机10、10a中，由于采用光学元件调整模块100，而可以让组装者快速、简单且精准地调整光学元件122的角度，以提供良好的光学品质，进而调整投影机10所发出的光束的亮度且/或色温。

综上所述，本发明的光学元件调整模块的第一固定件穿过第一基台孔并接合于第一底座孔中，调整结构以第一固定件为轴线相对于基台稳定地转动，而可快速且简单地转动调整结构。此外，由于第一底座孔的中心轴线平行于光学元件的第一表面，因此，光学元件的第一表面借由转动调整结构而加以旋转，以精准地将光学元件的第一表面转动至所需的位置。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即所有依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不必然达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。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：

L1：第一光束

L2：第二光束

L3：影像光束

L4：投影光束

10、10a：投影机

12：光源

14：光均匀化元件

16：光阀

18：投影镜头

100：光学元件调整模块

110：基台

111：基底

112：凹槽

113：第一基台孔

114：第二基台孔

115：侧壁

116：指示柱

120：调整结构

122：光学元件

124：第一表面

126：承托件

128：穿孔

130：底座

131：第一底座孔

132：第二底座孔

133：凹孔

134：圆弧状外缘部

135：直线外缘部

140：调整把手件

150：第一固定件

152：接合部

154：帽部

160：第二固定件

162：接合部

164：帽部。

Claims (12)

1.一种光学元件调整模块，其特征在于，所述光学元件调整模块包括基台、至少一调整结构以及至少一第一固定件，其中：

所述基台包括至少一第一基台孔；

所述至少一调整结构配置于所述基台上，所述至少一调整结构包括光学元件、承托件以及底座，其中：

所述光学元件包括第一表面；

所述光学元件固持于所述承托件上；以及

所述承托件固定于所述底座上，所述底座包括第一底座孔，其中所述第一底座孔的中心轴线平行于所述光学元件的所述第一表面；以及

所述至少一第一固定件穿过所述基台的所述至少一第一基台孔而接合于所述至少一调整结构的所述底座的所述第一底座孔中。

2.如权利要求1所述的光学元件调整结构，其特征在于，

还包括至少一第二固定件，

所述基台还包括至少一第二基台孔，

所述至少一调整结构的所述底座还包括第二底座孔，

其中，所述至少一第二固定件穿过所述底座的所述第二底座孔而接合于所述基台的所述至少一第二基台孔中，所述底座的所述第二底座孔的尺寸大于所述基台的所述至少一第二基台孔的尺寸。

3.如权利要求2所述的光学元件调整结构，其特征在于，所述至少一第二固定件包括相连的接合部及帽部，所述帽部的尺寸大于所述第二底座孔的孔径，所述接合部穿过所述底座的所述第二底座孔，且所述帽部抵压于所述底座上。

4.如权利要求2所述的光学元件调整结构，其特征在于，所述底座的所述第二底座孔为非圆孔。

5.如权利要求1所述的光学元件调整结构，其特征在于，所述底座包括至少一凹孔，凹陷于所述底座的朝向所述基台的表面，以调整所述至少一调整结构与所述基台间的摩擦力。

6.如权利要求1所述的光学元件调整结构，其特征在于，所述基台包括至少一指示柱，所述承托件包括穿孔，所述至少一指示柱穿设于所述承托件的所述穿孔中，以指示所述承托件与所述基台的相对位置。

7.如权利要求1所述的光学元件调整结构，其特征在于，所述至少一调整结构包括调整把手件，配置于所述承托件上，且远离所述底座。

8.如权利要求1所述的光学元件调整结构，其特征在于，所述至少一调整结构的所述底座的外轮廓至少局部地包括圆弧状外缘部，所述第一底座孔的所述中心轴线穿过所述圆弧状外缘部所延伸构成的轮廓的圆心。

9.如权利要求1所述的光学元件调整结构，其特征在于，

所述至少一第一基台孔是两第一基台孔，

所述至少一调整结构是两调整结构，其中所述两调整结构的其中各者分别包含所述底座，

所述至少一第一固定件是两第一固定件，所述两第一固定件其中各者分别穿过所述两第一基台孔并分别接合于所述两调整结构中，其中所述两调整结构的两所述底座的外轮廓各包括相连的圆弧状外缘部及直线外缘部，两所述底座的两所述直线外缘部彼此相邻，且彼此间隔间距，以使所述两调整结构可独立地相对于所述基台旋转。

10.一种投影机，其特征在于，包括光源、光学元件调整模块、光阀以及投影镜头，其中：

所述光源用于发出第一光束；

所述光学元件调整模块是如权利要求1至9中任一项所述的光学元件调整模块，其配置于所述第一光束的路径上，所述第一光束在通过所述光学元件调整模块的所述光学元件之后调整为第二光束；

所述光阀配置于所述第二光束的路径上，所述第二光束在通过所述光阀而被转换为影像光束；以及

所述投影镜头配置于所述影像光束的路径上，用于将所述影像光束转换为投影光束。

11.如权利要求10所述的投影机，其特征在于，还包括光均匀化元件，配置于所述第二光束的路径上，所述第二光束在通过所述光均匀化元件之后，通过所述光阀。

12.如权利要求10所述的投影机，其特征在于，还包括光均匀化元件，配置于所述第一光束的路径上，所述第一光束在通过所述光均匀化元件之后，通过所述光学元件调整模块的所述光学元件。

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