光学元件模块的调整机构及投影装置的制作方法

本实用新型是有关于一种光学元件模块的调整机构及投影装置。

背景技术：

投影装置为一种用以产生大尺寸画面的显示装置，其成像原理是将照明系统中的光源所提供的照明光束借由聚光元件、波长转换元件、滤光元件等光学组件引导或调整后，进一步借由光阀(Light Value) 转换成影像光束，而后将所述影像光束透过投影模块等组件投射到荧幕以形成影像(投影装置的组成不局限于此)。使用者可利用投影装置并搭配投影屏幕，以配合影像源提供影像资讯做图像画面的呈现。因此，投影装置对于资讯的传递起了非常大的作用，而被广泛地用于许多领域。

依据上述内容，可得知光学元件模块与其他组件之间相对位置对于投影装置的成像效果具有相当的关联性。投影装置的现有的组装方式大多是将光学元件模块(例如是作为聚光元件的镜片模块)透过定位结构(例如是定位柱等)完成定位后，直接透过锁附件(例如是螺丝)锁附固定于投影装置的部分壳体上。如此，当光学元件模块与其他部件存在制作公差或组装公差、使投影装置于组装过程中定位不精准的情况下，将可能导致投影装置的成像效果出现品质不佳的问题。

“背景技术”部分只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，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公知技术。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元件模块的调整机构，可将光学元件模块调整至精确的最佳光学位置。

本实用新型提供一种投影装置，其具有上述光学元件模块的调整机构，可将光学元件模块调整至精确的最佳光学位置。

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。

为达上述之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元件模块的调整机构，用于投影装置，包括：壳体、光学元件模块、第一弹性件以及调整元件。壳体具有第一导引结构。光学元件模块设置于壳体的至少一部分上，且具有第二导引结构。第一导引结构及第二导引结构彼此可移动地配合。第一弹性件设置于光学元件模块的第一端与壳体之间，借由第一弹性件施加于第一端的弹性力，使光学元件模块抵靠于壳体。调整元件穿设于光学元件模块的第二端且可移动地配置于壳体上，借由调整元件调整光学元件模块的第二端与壳体的相对距离，使光学元件模块基于第一导引结构及第二导引结构的配合而相对于壳体产生沿光轴方向的旋转与移动。

为达上述之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装置，包括照明模块、光学元件模块的调整机构以及投影模块。照明模块配置于壳体内且用于提供照明光束。光学元件模块的调整机构包括：壳体、光学元件模块、第一弹性件以及调整元件。壳体具有第一导引结构。光学元件模块设置于壳体的至少一部分上，且具有第二导引结构。第一导引结构及第二导引结构彼此可移动地配合。第一弹性件设置于光学元件模块的第一端与壳体之间，借由第一弹性件施加于第一端的弹性力，使光学元件模块抵靠于壳体。调整元件穿设于光学元件模块的第二端且可移动地配置于壳体上，借由调整元件调整光学元件模块的第二端与壳体的相对距离，使光学元件模块基于第一导引结构及第二导引结构的配合而相对于壳体产生沿光轴方向的旋转与移动，且照明光束沿光轴方向通过光学元件模块。投影模块配置于壳体内，并位于光学元件模块的一侧。投影模块用于接收来自光学元件模块的照明光束并发出投影光束。

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。本实用新型的实施例的光学元件模块的调整机构于壳体与光学元件模块分别对应设置有导引结构，光学元件模块的第一端与壳体之间设有弹性件，且光学元件模块的第二端设有穿过壳体的调整元件。如此，调整元件调整第二端与壳体的相对距离，使光学元件模块基于导引结构的配合而相对于壳体产生沿光轴方向的旋转与移动，可将光学元件模块调整至精确的最佳光学位置。进一步来说，由于本实用新型的实施例的投影装置包括上述的光学元件模块的调整机构，可以在组装过程中改善因光学元件模块与其他部件的制作公差所产生的定位不精准的情况，因此本实用新型的实施例的投影装置可将光学元件模块调整至精确的最佳光学位置。

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是依照本实用新型的实施例的投影装置的方块示意图。

图2是图1的投影装置的局部立体图。

图3是图2的投影装置中所应用的光学元件模块的调整机构的整体分解图。

图4是图3的光学元件模块的调整机构的局部分解图。

图5是图3的光学元件模块的调整机构于另一视角的局部分解图。

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之实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。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是依照本实用新型的实施例的投影装置的方块示意图。图2 是图1的投影装置的局部立体图。请参照图1与图2，本实用新型的实施例的投影装置200包括照明系统210以及投影模块220。以下将以图1搭配图2说明投影装置200的组成。

具体而言，照明系统210包括照明模块212、光学元件模块的调整机构100与荧光轮(Phosphor Wheel)214。照明模块212例如包括一个或多个激光二极管(Laser Diode)或发光二极管(Light Emitting Diode)等光源元件，以及/或包括一个或多个合光元件，而荧光轮214 是作为配置有波长转换材料(例如荧光粉)的波长转换元件的一例而使用。光学元件模块的调整机构100是用于调整光学元件模块120(绘示于图2，于光学元件模块的调整机构100中)的调整机构，作为其中一例可采用聚光元件(未绘示)，例如是多片透镜的组合。在其他未绘示的实施例中，照明系统210还可以包括滤光元件(例如是滤色轮 (Filter Wheel))等光学组件，其可依据需求调整。再者，投影模块 220包括光阀222以及成像单元224。其中，光阀222例如是数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)或硅基液晶面板 (Liquid-crystal-on Silicon Panel,LCOS panel)，而成像单元224例如是投影镜头(Projection Lens)。其中，图2仅绘示投影装置200中的光学元件模块的调整机构100与荧光轮214而省略绘示其他组件，以使图式更为清楚易懂。然而，上述说明只是照明系统210与投影模块 220的一例，本实用新型并不局限于此。

更进一步地，如图1及图2所示，照明模块212、光学元件模块的调整机构100、荧光轮214等上述构件配置于投影装置200 的壳体(未绘示)内，其中光学元件模块的调整机构100包括光学元件模块120(绘示于图2，于光学元件模块的调整机构100中)，光学元件模块的调整机构100设置于照明模块212与荧光轮214 之间，而光学元件模块120与荧光轮214设置于照明模块212所发出的照明光束IL的传递路径上。投影模块220也配置于投影装置200的壳体(未绘示)内，并位于光学元件模块120(绘示于图2，于光学元件模块的调整机构100中)的一侧，更进一步是位于荧光轮214的一侧。

借此，照明模块212用于提供照明光束IL，且照明光束IL 沿光轴方向(如后续说明)通过光学元件模块120(绘示于图2，于光学元件模块的调整机构100中)。即，照明光束IL沿着光轴方向经由传递路径依序通过光学元件模块120、荧光轮214等光学组件而引导或调整成照明光束IL’与IL”，而后传递至投影模块 220。再者，投影模块220用于接收来自光学元件模块120(绘示于图2，于光学元件模块的调整机构100中)的照明光束IL’与IL”并发出投影光束P。更进一步是将投影模块220的光阀222配置在来自荧光轮214的照明光束IL”的路径上，并将来自荧光轮214 的照明光束IL”转换为影像光束B，而后使影像光束B传递至成像单元224，而后并将投影光束P投射出投影装置200。有关投影装置的基本架构与成像原理大致说明如上，相关细节可参照现有技术，在此不多加赘述。

在下文中会详细地说明上述实施例中的投影装置200中的光学元件模块的调整机构100。

图3是图2的投影装置中所应用的光学元件模块的调整机构的整体分解图。请参考图2与图3，本实用新型的实施例的光学元件模块的调整机构100进一步包括：壳体110、第一弹性件130、调整元件140、第二弹性件150以及第三弹性件160。壳体110例如是前述投影装置中设置上述光学组件的壳体的局部，也可以是另一用来配置调整机构的壳体，本实用新型不局限于此。光学元件模块120设置于壳体110的至少一部分上。更进一步地，壳体 110包括下盖112以及顶板114。下盖112具有弧形凹部112a。光学元件模块120设置于下盖112的弧形凹部112a上，而顶板114 配置于下盖112与光学元件模块120的上方，即光学元件模块120 位在下盖112与顶板114所构成的空间中，特别是由弧形凹部112a 所形成的空间内。较佳的，光学元件模块120具有至少部分为圆弧形的外周面120a，而所述外周面120a与弧形凹部112a的轮廓相互对应，使光学元件模块120以外周面120a抵靠于弧形凹部 112a上。

再者，第一弹性件130设置于光学元件模块120的第一端122 与壳体110的顶板114之间。第一弹性件130例如是弹簧或其他可提供弹性力的元件，第一弹性件130的两相对端分别抵接在第一端122与顶板130，并提供弹性力。由于下盖112与顶板114 固定在一起(即两者的相对距离为固定)，故第一弹性件130的弹性力施加于光学元件模块120的第一端122。如此，借由第一弹性件130施加于第一端122的弹性力，使光学元件模块120以外周面120a抵靠于下盖112的弧形凹部112a。

另外，调整元件140穿设于光学元件模块120的第二端124 且可移动地配置于壳体110的下盖112上，其中光学元件模块120 的第一端122与第二端124例如是两相对端部。更进一步地说，调整元件140例如是螺丝，穿过光学元件模块120的第二端124 后锁入下盖112(例如是具有内螺纹的凸柱112b)上，而可移动地调整其穿入下盖112的深度。再者，第二端124位于调整元件 140的顶部142与下盖112之间，故调整元件140调整其穿入下盖 112的深度的同时，调整元件140也同时调整光学元件模块120 的第二端124与壳体110的下盖112的相对距离。

此外，在本实用新型的实施例中，第二弹性件150设置于光学元件模块120的第二端124与下盖112之间，且调整元件140 穿过第二弹性件150。更进一步地说，第二弹性件150例如是弹簧或其他可提供弹性力的元件，第二弹性件150的两相对端分别抵接在第二端124与下盖112之间，并对第二端124提供弹性力。并且，第二弹性件150可以环绕于调整元件140与下盖112的凸柱112b的外侧，但本实用新型并不局限于此。由于下盖112与顶板114固定在一起(即两者的相对距离为固定)，故第二弹性件150 的弹性力施加于光学元件模块120的第二端124。如此，借由第二弹性件150施加于第二端124的弹性力，使光学元件模块120 的第二端124抵靠于调整元件140。

由此可知，第一弹性件130所施加的弹性力是施加于光学元件模块120的第一端122，以使光学元件模块120抵靠于弧形凹部112a上。相对地，第二弹性件150所施加的弹性力是施加于光学元件模块120的第二端124，以使光学元件模块120的第二端 124抵靠于调整元件140的顶部142。如此，第一弹性件130所施加的弹性力与第二弹性件150所施加的弹性力为相反方向，可使光学元件模块120产生以光轴方向O为轴心的旋转。

详细而言，在调整元件140穿过第二端124且锁入下盖112 后，调整元件140、第二端124与下盖112的相对位置固定。如此，光学元件模块120的第二端124透过第二弹性件150所施加的弹性力抵靠于调整元件140的顶部142且第一端122透过第一弹性件130所施加的弹性力抵靠于下盖112的弧形凹部112a的基础下处于稳定状态。当旋转调整元件140而使顶部142进一步往下盖 112的方向移动时，调整元件140的顶部142与下盖112之间的相对距离缩短，进而导致光学元件模块120的第二端124往下盖112 的方向移动并压制第二弹性件150，而光学元件模块120在弧形凹部112a上产生以光轴方向O为轴心的旋转(例如逆时针旋转)，使得第一端122往顶板114靠近并压制第一弹性件130。相对地，当旋转调整元件140而使顶部142进一步从远离下盖112的方向移动(并非是从下盖112上移除)时，调整元件140的顶部142 与下盖112之间的相对距离增加，导致受到压缩的第二弹性件150 与第一弹性件130存在复位的空间，因此第二端124借由第二弹性件150的弹性力复位而往顶板114的方向移动并抵靠于调整元件140，且第一端122也借由第一弹性件130的弹性力复位而往下盖112的方向移动，使得光学元件模块120在弧形凹部112a上产生以光轴方向O为轴心的旋转(例如顺时针旋转)，且光学元件模块120维持抵靠于弧形凹部112a。

由此可知，如图1、图2及图3所示，在投影装置200的组装过程中，例如是将光学元件模块120组装至壳体110之后，可透过旋转调整元件140而使顶部142朝靠近或远离下盖112的方向移动来改变两者的相对距离，进而将光学元件模块120调整至最佳光学位置，所述最佳光学位置例如是使作为光学元件模块120 的聚光元件(例如透镜)在光轴方向O上完成对焦，也就是使通过光学元件模块120上的聚光元件的照明光束IL能准确的对焦于荧光轮214上的波长转换材料上，而提高光束的波长转换效率。然而，本实用新型不限于上述实施方式，其可依据需求调整。

此外，由于第一弹性件130提供弹性力使光学元件模块120 抵靠于弧形凹部112a，故当调整元件140的顶部124进一步朝远离下盖112的方向移动，使调整元件140与下盖112之间的相对距离增加时，即使不采用第二弹性件150，在光学元件模块120 的第一端122借由第一弹性件130的弹性力复位而往下盖112的方向移动的同时，光学元件模块120在弧形凹部112a上产生以光轴方向O为轴心的旋转，亦可使光学元件模块120的第二端124 复位而抵靠于调整元件140的顶部142且光学元件模块120维持抵靠于弧形凹部112a。如此，第二弹性件150可依据需求选择是否配置，本实用新型不局限于此。

此外，在本实用新型的实施例中，第三弹性件160设置于光学元件模块120与顶板114之间，并位于第一端122与第二端124 之间。更进一步地说，第三弹性件160相对于第一端122的距离小于第三弹性件160相对于第二端124的距离，即以光轴方向O 或光学元件模块120的中心为基准而言，第三弹性件160较为靠近第一端122。第三弹性件160例如是弹簧或其他可提供弹性力的元件，抵接在光学元件模块120邻近第一端122之处与顶板114 并提供弹性力。如此，第三弹性件160大致上与第一弹性件130 提供相同的作用，即借由第三弹性件160施加于光学元件模块120 的弹性力，使光学元件模块120更稳定地抵靠于下盖112的弧形凹部112a。如此，第三弹性件160可用于增加光学元件模块120 与下盖112之间的稳定性，但亦可省略设置，其可依据需求调整。

图4是图3的光学元件模块的调整机构的局部分解图。图5 是图3的光学元件模块的调整机构于另一视角的局部分解图。请参考图3至图5，在本实用新型的实施例中，壳体110具有第一导引结构116。光学元件模块120具有第二导引结构126。第一导引结构116及第二导引结构126彼此可移动地配合。具体而言，第一导引结构116设置于下盖112的弧形凹部112a，第二导引结构 126设置于光学元件模块120的外周面120a。当光学元件模块120 以外周面120a抵靠于弧形凹部112a时，第一导引结构116及第二导引结构126彼此配合。第一导引结构116与第二导引结构126 包括导引槽与导引柱的组合。其中，本实用新型的实施例中采用导引槽作为壳体110的第一导引结构116并采用导引柱作为光学元件模块120的第二导引结构126，但在其他未绘示的实施例中，也可以相反设置，即采用导引柱作为壳体的第一导引结构并采用导引槽作为光学元件模块的第二导引结构。并且，本实用新型的实施例的第一导引结构116与第二导引结构126包括二个导引槽与二个导引柱的组合，所述二个导引槽于弧形凹槽112a上间隔配置，所述二个导引柱于光学元件模块120的外周面120a上间隔配置，但在其他未绘示的实施例中，也可以仅采用一组，即一个导引槽与一个导引柱的组合，本实用新型不局限于此。

在本实用新型的实施例中，第二导引结构126(导引柱)可在第一导引结构116(导引槽)内移动，较佳的是，当采用二个导引槽与二个导引柱的组合时，二个导引柱在各自所对应得导引槽内的移动行程相同，但不局限于此。借由第二导引结构126(导引柱)在第一导引结构116(导引槽)内的移动，使光学元件模块120相对于壳体110产生以光轴方向O为轴心的旋转与以及沿着光轴方向O的移动。更进一步地说，借由调整元件140调整光学元件模块120 的第二端124与壳体110的相对距离，除了可以如前述说明般使光学元件模块120基于第一导引结构116(导引槽)及第二导引结构 126(导引柱)的配合而相对于壳体11产生以光轴方向O为轴心的旋转之外，还可以使光学元件模块120基于第一导引结构116(导引槽)及第二导引结构126(导引柱)的配合而相对于壳体11产生沿着光轴方向O的移动。

详细而言，在本实用新型的实施例中，上述的第一导引结构 116(导引槽)相对于光轴方向O呈现斜向延伸。所述的斜向延伸是指第一导引结构116(导引槽)的延伸方向(如图4中的延伸方向L1)在光轴方向O所在的虚拟平面上的投影为不平行且不垂直于光轴方向O，但不局限于此。如此，当光学元件模块120借由调整元件140的调整而相对于壳体110产生以光轴方向O为轴心的旋转时，借由第二导引结构126(导引柱)在第一导引结构116(导引槽)内的斜向移动，使以光轴方向O为轴心的旋转转换为沿着光轴方向O的移动，进而使光学元件模块120同时沿着光轴方向O移动。换言之，第一导引结构116(导引槽)及第二导引结构126(导引柱)的配合提供壳体110与光学元件模块120的卡合关系，以增加两者之间的稳定性，还可以进一步作为将光学元件模块120透过调整元件140所引发的以光轴方向O为轴心的旋转转换为沿着光轴方向O的移动。

借此，当在投影装置200(绘示于图1)的组装过程中，例如是将光学元件模块120组装至壳体110之后，透过调整元件140 的顶部142朝靠近或远离下盖112的方向的调整动作改变两者的相对距离，从而使光学元件模块120以光轴方向O为轴心旋转时，光学元件模块120也基于第一导引结构116(导引槽)及第二导引结构126(导引柱)的配合而沿着光轴方向O移动。亦即，透过将调整元件140的顶部142朝靠近或远离下盖112的方向的调整动作，可得到光学元件模块120以光轴方向O为轴心的旋转与沿着光轴方向O的移动的结果。沿着光轴方向O移动是指在光轴方向O上往前或往后。特别是，在采用聚光元件作为光学元件模块120的一例中，光学元件模块120沿着光轴方向O移动的动作可以使作为光学元件模块120的聚光元件在光轴方向O上完成对焦，即达到将光学元件模块120调整至最佳光学位置的目的。

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。本实用新型的实施例的光学元件模块的调整机构100于壳体110与光学元件模块120分别对应设置有彼此可移动配合的第一导引结构116及第二导引结构126，光学元件模块120的第一端122与壳体110之间设有第一弹性件130，且光学元件模块120 的第二端124设有穿入壳体110的下盖112的调整元件140。如此，调整元件140调整光学元件模块120的第二端124与壳体110的下盖112的相对距离，使光学元件模块120基于第一导引结构116 及第二导引结构126的配合而相对于壳体110产生以光轴方向O 为轴心的旋转与沿着光轴方向O的移动，可将光学元件模块120 调整至精确的最佳光学位置，例如使光学元件模块100在光轴方向O上完成对焦。进一步来说，由于本实用新型的实施例的投影装置200包括上述的光学元件模块的调整机构100，可以在组装过程中改善因光学元件模块120与其他部件的制作公差所产生的定位不精准的情况，因此本实用新型的实施例的投影装置200可将光学元件模块100调整至精确的最佳光学位置，例如使光学元件模块100在光轴方向O上完成对焦。

惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求书不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和题目仅是用来辅助专利文件搜索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。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。

符号说明：

100：光学元件模块的调整机构

110：壳体

112：下盖

112a：弧形凹部

112b：凸柱

114：顶板

116：第一导引结构

120：光学元件模块

120a：外周面

122：第一端

124：第二端

126：第二导引结构

130：第一弹性件

140：调整元件

142：顶部

150：第二弹性件

160：第三弹性件

200：投影装置

210：照明系统

212：照明模块

214：荧光轮

220：投影模块

222：光阀

224：成像单元

B：影像光束

IL、IL’、IL”：照明光束

L1：延伸方向

O：光轴方向

P：投影光束。