CN210428058U - 光学模块以及投影机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种光学模块以及应用光学模块的投影机。本实用新型提供的光学模块包括第一框体、第二框体及透光板体。第一框体具有至少一第一轴部。第一框体以至少一第一轴部为转轴而摆动。第二框体配置于第一框体内且具有至少一第二轴部。第二框体借由至少一第二轴部而连接于第一框体，且用于以至少一第二轴部为转轴而相对于第一框体摆动。透光板体配置于第二框体内。本实用新型的技术方案可改善因第一框体及第二框体的转动惯量的差异而导致透光板体的不同轴向的摆动不一致。

Description

光学模块以及投影机
技术领域
本实用新型是有关于一种光学模块，且特别是有关于一种可应用于投影机的光学模块以及投影机。
背景技术
投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示设备。投影装置的成像原理是借由光阀将光源所产生的照明光束转换成影像光束，再借由镜头将影像光束投射到屏幕或墙面上。
在现在的产品中，光阀所转换出的影像的分辨率已逐渐不符合市场需求。为了进一步增加影像分辨率，可在投影装置中采用高分辨率的光阀，但会导致投影装置造价昂贵的问题。此外，在一些投影装置中，可额外配置具有光学摆动技术的光学模块，以进一步提升光阀所转换出影像的分辨率。所述光学模块一般包含内框及外框，分别用以进行不同轴向的摆动，若利用相同的驱动信号分别驱动内框及外框摆动，会因转动惯量的差异而导致不同轴向的摆动不一致，造成影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现不同。
“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本领域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本领域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光学模块以及投影机，可改善因转动惯量的差异而导致透光板体的不同轴向的摆动不一致。
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光学模块，包括第一框体、第二框体及透光板体。第一框体具有至少一第一轴部。第一框体以至少一第一轴部为转轴而摆动。第二框体配置于第一框体内且具有至少一第二轴部。第二框体借由至少一第二轴部而连接于第一框体，且用于以至少一第二轴部为转轴而相对于第一框体摆动。透光板体配置于第二框体内。第一框体摆动的反应时间与第二框体摆动的反应时间差异在15％以下。
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的另一实施例提出一种光学模块，包括第一框体、第二框体及透光板体。第一框体具有至少一第一轴部。第一框体以至少一第一轴部为转轴而摆动。第二框体配置于第一框体内且具有至少一第二轴部。第二框体借由至少一第二轴部而连接于第一框体，且用于以至少一第二轴部为转轴而相对于第一框体摆动。透光板体配置于第二框体内。至少一第一轴部的长度小于至少一第二轴部的长度。
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型的又一实施例提出一种光学模块，包括第一框体、第二框体及透光板体。第一框体具有至少一第一轴部。第一框体以至少一第一轴部为转轴而摆动。第二框体配置于第一框体内且具有至少一第二轴部。第二框体借由至少一第二轴部而连接于第一框体，且用于以至少一第二轴部为转轴而相对于第一框体摆动。透光板体配置于第二框体内。至少一第一轴部的杨氏系数大于至少一第二轴部的杨氏系数。
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机，包括：光源、光阀、镜头以及光学模块。光源用于提供照明光束。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。镜头位于影像光束的传递路径上且用于将影像光束投射至投影机外。光学模块位于影像光束的传递路径上且配置于光阀与镜头之间。光学模块包括：第一框体、第二框体及透光板体。第一框体具有至少一第一轴部。第一框体以至少一第一轴部为转轴而摆动。第二框体配置于第一框体内且具有至少一第二轴部。第二框体借由至少一第二轴部而连接于第一框体，且用于以至少一第二轴部为转轴而相对于第一框体摆动。透光板体配置于第二框体内。第一框体摆动的反应时间与第二框体摆动的反应时间差异在15％以下。
基于上述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。借由第一轴部与第二轴部的结构差异，如第一轴部与第二轴部的截面积不同、第一轴部与第二轴部的长度不同或第一轴部与第二轴部的杨式系数不同，可使第一轴部与第二轴部分别具有不同的刚性，从而在第一框体及第二框体进行往复摆动时，第一轴部与第二轴部分别让第一框体及第二框体有不同的回弹速度，据以补偿因转动惯量的差异而导致的不同轴向的摆动不一致。此外，亦可借由第一驱动信号(用以驱动第一框体摆动)与第二驱动信号(用以驱动第二框体摆动)的波形差异来补偿所述摆动不一致。从而，影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现可相同或相近，以提供良好的画面质量。
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机的示意图。
图2是图1的光学模块的示意图。
图3绘示图2的第一框体及第二框体的摆动波形。
图4是本实用新型另一实施例的光学模块的示意图。
图5是本实用新型另一实施例的光学模块的示意图。
图6A绘示未调整的第一驱动信号的波形。
图6B绘示经调整的第一驱动信号的波形。
图7A绘示图6A的第一驱动信号所驱动的第一框体的摆动波形。
图7B绘示图6B的第一驱动信号所驱动的第一框体的摆动波形。
具体实施方式
有关本实用新型之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，仅是参考附加图式的方向。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机的示意图。请参考图1，本实施例的投影机50包括光源52、光阀54及镜头(projection lens)56。光源52用于提供照明光束L1，光阀54位于照明光束L1的传递路径上且用于将照明光束L1转换为影像光束L2，镜头56位于影像光束L2的传递路径上且用于将影像光束L2投射至投影机50外。此外，投影机50还包括光学模块100，光学模块100配置于光阀54与镜头56之间的影像光束L2的传递路径上，用以借由光学摆动技术提升影像光束L2的分辨率。
图2是图1的光学模块的示意图。请参考图2，具体而言，光学模块100包括座体110、第一框体120、第二框体130及透光板体140。第一框体120具有两个第一轴部122，两个第一轴部122分别位于第一框体120的相对两侧。第一框体120借由第一轴部122而连接于座体110，且用于依据第一驱动信号而借由第一轴部122的弹性变形以第一轴部122为转轴相对于座体110沿转动轴线A1(即第一轴部122的轴向)摆动。第二框体130配置于第一框体120内且具有两个第二轴部132，两个第二轴部132分别位于第二框体130的相对两侧。第二框体130借由第二轴部132而连接于第一框体120，且用于依据第二驱动信号而借由第二轴部132的弹性变形以第二轴部132为转轴相对于第一框体120以及座体110沿垂直于转动轴线A1的转动轴线A2(即第二轴部132的轴向)摆动。透光板体140配置于第二框体130内而用于随着第一框体120沿轴线A1的往复摆动。透光板体140配置于第二框体130内而用于随着第二框体130沿轴线A2的往复摆动。透光板体140配置于第二框体130内而用于随着第一框体120沿轴线A1往复摆动及第二框体130沿轴线A2往复摆动，借以提高通过透光板体140的影像光束L2的分辨率。
在本实施例中，沿转动轴线A1转动的结构包含第一框体120及连接于其内的第二框体130，而沿转动轴线A2转动的结构仅包含第二框体130，故沿转动轴线A1第一框体120提供给第一轴部122的转动惯量大于沿转动轴线A2第二框体130提供给第二轴部132的转动惯量。在所述第一驱动信号的波形相同于所述第二驱动信号的波形的情况下，会因转动惯量的差异而导致第一框体120的摆动的反应时间大于第二框体130的摆动的反应时间，使得透光板体140在不同轴向的摆动不一致，造成影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现不同。
有鉴于此，本实施例的各第一轴部122的截面积设计为大于各第二轴部132的截面积，使第一轴部122的刚性大于第二轴部132的刚性，从而在第一框体120及第二框体130进行往复摆动时，第一轴部122让第一框体120的回弹速度大于第二轴部132让第二框体130的回弹速度，据以补偿因转动惯量的差异而导致的不同轴向的摆动不一致。从而，影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现可相同或相近，以提供良好的画面质量。在一实施例中，各第一轴部122的截面积与各第二轴部132的截面积比值约为1.5。第一轴部122具有约为直径2.1mm的截面积，第二轴部132具有约为直径1.7mm的截面积。
图3绘示图2的第一框体及第二框体的摆动波形。其中，a表示第一框体120的摆动波形，b表示第二框体130的摆动波形，Rise Time-a表示第一框体120的一端由最低位置摆动至最高位置所需时间(即前述反应时间)，Fall Time-a表示第一框体120的一端由最高位置摆动至最低位置所需时间(即前述反应时间)，Rise Time-b表示第二框体130的一端由最低位置摆动至最高位置所需时间(即前述反应时间)，Fall Time-b表示第二框体130的一端由最高位置摆动至最低位置所需时间(即前述反应时间)。如图3所示，Rise Time-a与RiseTime-b分别为972.3微秒与914.8微秒，差异在10％以下，而Fall Time-a与Fall Time-b分别为974.9微秒与911.2微秒，差异亦在10％以下。在其他实施例中，差异可在15％以下。
以下说明本实施例驱动第一框体120及第二框体130摆动的具体方式。请参考图2，本实施例的光学模块100还包括至少一第一线圈152(绘示为两个)、至少一第一磁铁154(绘示为两个)、至少一第二线圈162(绘示为两个)及至少一第二磁铁164(绘示为两个)。第一线圈152配置于第一框体120，第一磁铁154对位于第一线圈152，使第一框体120可借由第一线圈152与第一磁铁154之间的磁性力而摆动。类似地，第二线圈162配置于第二框体130，第二磁铁164对位于第二线圈162，使第二框体130可借由第二线圈162与第二磁铁164之间的磁性力而摆动。
此外，本实施例的光学模块100还包括至少一第一轭(yoke)156(绘示为两个)及至少一第二轭166(绘示为两个)。第一轭156例如为磁性金属且配置于第一线圈152与第一磁铁154之间，以增加第一线圈152与第一磁铁154的电磁屏蔽效果。类似地，第二轭166例如为磁性金属且配置于第二线圈162与第二磁铁164之间，以增加第二线圈162与第二磁铁164的电磁屏蔽效果。第一轭156与第二轭166例如可以为磁性金属或者软性磁性材料。
图4是本实用新型另一实施例的光学模块的示意图。图4所示实施例与图2所示实施例的不同处在于，图4所示实施例并非以第一轴部122’与第二轴部132’的截面积差异来使第一轴部122’的刚性大于第二轴部132’的刚性，而是以第一轴部122’与第二轴部132’的长度差异来使第一轴部122’的刚性大于第二轴部132’的刚性。具体而言，图4所示实施例的第一轴部122’的长度小于第二轴部132’的长度，使第一轴部122’的刚性大于第二轴部132’的刚性，从而在第一框体120及第二框体130进行往复摆动时，第一轴部122’与第二轴部132’让第一框体120的回弹速度大于第二框体130的回弹速度，据以补偿因转动惯量的差异而导致的不同轴向的摆动不一致。从而，影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现可相同或相近，以提供良好的画面质量。
图5是本实用新型另一实施例的光学模块的示意图。图5所示实施例与图2所示实施例的不同处在于，图5所示实施例并非以第一轴部122”与第二轴部132”的截面积差异来使第一轴部122”的刚性大于第二轴部132”的刚性，而是以第一轴部122”与第二轴部132”的杨氏系数的差异来使第一轴部122”的刚性大于第二轴部132”的刚性。具体而言，图5所示实施例的第一轴部122”的杨氏系数大于第二轴部132”的杨氏系数，使第一轴部122”的刚性大于第二轴部132”的刚性，从而在第一框体120及第二框体130进行往复摆动时，第一轴部122”与第二轴部132”让第一框体120的回弹速度大于第二框体130的回弹速度，据以补偿因转动惯量的差异而导致的不同轴向的摆动不一致。从而，影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现可相同或相近，以提供良好的画面质量。举例来说，第一轴部122”与第二轴部132”的材质可分别为不锈钢与铜，可分别为不锈钢与铝，可分别为铜与铝，或分别为杨氏系数相异的其他材料。
在其他实施例中，第一轴部120与第二轴部130的刚性可为相同，并借由使所述第一驱动信号的波形不同于所述第二驱动信号的波形，使施加于第一框体120驱动力大于施加于第二框体130驱动力，据以补偿因转动惯量的差异而导致的不同轴向的摆动不一致。从而，影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现可相同或相近，以提供良好的画面质量。以下借由图式对此加以说明。
图6A绘示未调整的第一驱动信号的波形。图6B绘示经调整的第一驱动信号的波形。图7A绘示图6A的第一驱动信号所驱动的第一框体的摆动波形。图7B绘示图6B的第一驱动信号所驱动的第一框体的摆动波形。借由将第一驱动信号从图6A所示波形调整为图6B所示波形而使驱动力增加，可使第一框体120的往复摆动的反应时间由图7A所示的t1减少为图7B所示的t2，使第一框体120的往复摆动的反应时间趋近或相同于第二框体130的往复摆动的反应时间。在其他实施例中，亦可调整第二驱动信号的波形使其驱动力减少而达到相同的效果，本实用新型不对此加以限制。
综上所述，本实用新型的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。借由第一轴部与第二轴部的结构差异，如第一轴部与第二轴部的截面积不同、第一轴部与第二轴部的长度不同或第一轴部与第二轴部的杨式系数不同，可使第一轴部与第二轴部分别具有不同的刚性，从而在第一框体及第二框体进行往复摆动时，第一轴部与第二轴部分别让第一框体及第二框体有不同的回弹速度，据以补偿因转动惯量的差异而导致的不同轴向的摆动不一致。此外，亦可借由第一驱动信号(用以驱动第一框体摆动)与第二驱动信号(用以驱动第二框体摆动)的波形差异来补偿所述摆动不一致。从而，影像画面在垂直方向与水平方向的分辨率表现可相同或相近，以提供良好的画面质量。
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，即所有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”等用语仅用以命名组件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限。
附图标记说明：
50：投影机
52：光源
54：光阀
56：镜头
100：光学模块
110：座体
120：第一框体
122、122’、122”：第一轴部
130：第二框体
132、132’、132”：第二轴部
140：透光板体
152：第一线圈
154：第一磁铁
156：第一轭
162：第二线圈
164：第二磁铁
166：第二轭
A1、A2：转动轴线
L1：照明光束
L2：影像光束。

Claims (10)

1.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块包括第一框体、第二框体以及透光板体，其中：
所述第一框体具有至少一第一轴部，其中所述第一框体以所述至少一第一轴部为转轴而摆动；
所述第二框体配置于所述第一框体内，且所述第二框体具有至少一第二轴部，其中所述第二框体借由所述至少一第二轴部而连接于所述第一框体，且用于以所述至少一第二轴部为转轴而相对于所述第一框体摆动；以及
所述透光板体配置于所述第二框体内，其中所述第一框体摆动的反应时间与所述第二框体摆动的反应时间差异在15％以下。
2.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述第一框体用于依据第一驱动信号以所述至少一第一轴部为转轴而相对于座体转动，所述第二框体用于依据第二驱动信号以所述至少一第二轴部为转轴而相对于所述第一框体转动，其中所述第一驱动信号的波形不同于所述第二驱动信号的波形。
3.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述第一框体用于借由所述第一轴部的弹性变形而摆动。
4.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述第二框体用于借由所述第二轴部的弹性变形而摆动。
5.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述至少一第一轴部的数量为两个，两个所述第一轴部分别位于所述第一框体的相对两侧。
6.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述至少一第二轴部的数量为两个，两个所述第二轴部分别位于所述第二框体的相对两侧。
7.如权利要求1所述的光学模块，其特征在于，所述第一轴部的轴向垂直于所述第二轴部的轴向。
8.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块，包括第一框体、第二框体以及透光板体，其中：
所述第一框体具有至少一第一轴部，其中所述第一框体以所述至少一第一轴部为转轴而摆动；
所述第二框体配置于所述第一框体内，且所述第二框体具有至少一第二轴部，其中所述第二框体借由所述至少一第二轴部而连接于所述第一框体，且用于以所述至少一第二轴部为转轴而相对于所述第一框体摆动；以及
所述透光板体配置于所述第二框体内，其中所述至少一第一轴部的长度小于所述至少一第二轴部的长度。
9.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块，包括第一框体、第二框体以及透光板体，其中：
所述第一框体具有至少一第一轴部，其中所述第一框体以所述至少一第一轴部为转轴而摆动；
所述第二框体配置于所述第一框体内，且所述第二框体具有至少一第二轴部，其中所述第二框体借由所述至少一第二轴部而连接于所述第一框体，且用于以所述至少一第二轴部为转轴而相对于所述第一框体摆动；以及
所述透光板体配置于所述第二框体内，其中所述至少一第一轴部的杨氏系数大于所述至少一第二轴部的杨氏系数。
10.一种投影机，其特征在于，所述投影机包括光源、光阀、镜头以及光学模块，其中：
所述光源用于提供照明光束；
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；
所述镜头位于所述影像光束的传递路径上且用于将所述影像光束投射至所述投影机外；以及
所述光学模块位于所述影像光束的传递路径上且配置于所述光阀与所述镜头之间，其中所述光学模块包括第一框体、第二框体以及透光板体，其中：
所述第一框体具有至少一第一轴部，其中所述第一框体以所述至少一第一轴部为转轴而摆动；
所述第二框体配置于所述第一框体内且具有至少一第二轴部，其中所述第二框体借由所述至少一第二轴部而连接于所述第一框体，且用于以所述至少一第二轴部为转轴而相对于所述第一框体摆动；以及
所述透光板体配置于所述第二框体内，其中所述第一框体摆动的反应时间与所述第二框体摆动的反应时间差异在15％以下。
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