专利名称：光学系统及光学系统的定位方法
技术领域：
本发明涉及一种光学系统与一种光学系统的定位方法，特别是涉及一种可减少受本身内部构件精度影响的一种光学系统与一种光学系统的定位方法。
背景技术：
近年来，投影机(projector)已经成为一种能有效率地提供信息的设备。无论是报告(presentation)或娱乐(entertainment)，使用者均可广泛地应用投影机来呈现信息。
投影机结合偏极分光镜(polarization beam splitter)的偏极分光特性(polarized light splitting characteristic)，让使用者将想要呈现的影像投影在一屏幕上。一般而言，投影机包括一光机系统(light engine)及一镜头(lens)。光机系统包括一光源、一偏极分光镜以及至少一面板(panel)。而在投影机中，影像通过光机系统与镜头的配合而产生。而镜头的作用在于将光机系统中得到的影像投射到想要的画面上。因此，镜头与光机系统中的配合非常重要，将会直接影响投影出来的影像的亮度分布及画面质量。
而在一般投影机中，镜头与光机系统配合的精度完全由光学系统中的镜头支架(lens flange)、内部个别组件以及内部个别组件的支托物等所有精度来控制。因此，除非能严密的控制所有内部组件的精度，否则难免造成较大的累积误差与组装误差。然而，这样严密的控制所有内部组件精度的动作，需要相当的成本代价。
另外，基于使用寿命的考虑，偏极分光镜经常需要更换维修。因此，光学系统中的偏极分光镜通常设计成可抽换的型式，以供维修方便。但是，也因此增加偏极分光镜的支托物与其它内部构件间的相对位置可能的误差。所以，在更换新的偏极分光镜后，必须再重新校正(alignment)整个光学系统内部构件的相对位置。也就是说，几乎无法由使用者或一般维修站自行更换，造成极大不便。
因此，需要一种能减少受本身内部构件精度影响的光学系统。
发明内容
本发明的目的在于解决光学系统中的定位问题，以减少光学系统受其内部构件精度影响所造成的误差。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种光学系统，包括一壳体；一第一光学装置，该第一光学装置以相对固定的方式设置于该壳体上，且该第一光学装置的一侧设有一靠体；一推力装置，该推力装置以相对固定的方式设置于该壳体上；以及一第二光学装置，该第二光学装置设置于该第一光学装置与该推力装置之间；其中，利用该推力装置的一推力作用，推迫该第二光学装置的一侧，使该第二光学装置抵靠于该靠体，以保持该第一光学装置与该第二光学装置的相对位置固定。
本发明还提供一种光学系统定位方法，一光学系统包括一第一光学装置、一第二光学装置、以及一推力装置，其中该第一光学装置的一侧设有一靠体，该第二光学装置设置于该第一光学装置与该推力装置之间，该光学系统定位方法包括利用该推力装置的一推力作用，推迫该第二光学装置的一侧，使该第二光学装置抵靠于该靠体，以保持该第一光学装置与该第二光学装置的相对位置固定。
图1a及图1b分别为本发明光学系统的一实施例的部分剖视图及透视图；图2a及图2b分别为本发明一光学系统中的一第一光学装置的一实施例分解与组合示意图；图3为本发明一光学系统的一实施例的部分结构图；图4a为本发明一光学系统中的一滑轨框架的一实施例；图4b为本发明一光学系统中的一镜头支架与一滑轨框架的一实施例连接图。
具体实施例方式
如图1a及图1b所示，本发明的光学系统包括一第一光学装置1、一第二光学装置2、一推力装置3、以及一壳体5。第一光学装置1与推力装置3以相对固定的方式设置在壳体5上，而第二光学装置2设置于第一光学装置1与推力装置3之间。第一光学装置1包含有一镜头12。镜头12之一侧设有一镜头支架13，而镜头支架13包括一靠体11。靠体11为向镜头12之中心部分延伸的延伸物(protrusion)。第二光学装置2则为一偏极分光镜21。推力装置3则包含弹簧32。
如图2a所示，在此实施例中，靠体11为四个靠爪(flange claw)。然而，靠体11除使用上述靠爪的实施状态外，也可轻易变换为其它实施状态，在此不作赘述。
在此光学系统中，利用推力装置3的一推力作用，推迫偏极分光镜21的一侧，使偏极分光镜21紧密地抵靠于靠体11，以保持镜头12与偏极分光镜21的相对位置固定。
在此，因为可抽换式的偏极分光镜21直接利用推力装置3的推力作用，而紧密抵靠于靠体11。因此，当偏极分光镜2 1需要更换时，整个光学系统不会受其它内部构件间的精度误差影响。即不需要再重新校正(alignment)光学系统内部构件的相对位置。
如图2a所示，第一光学装置1包括一镜头12以及一镜头支架13。镜头支架13包括一靠体11。镜头支架13的中央部分为一中空环。靠体11附着于中空环上。如图2b所示，镜头支架13通过中空环的内径与镜头12的外径配合，使镜头12穿过中空环抵靠于靠体11，以便定位镜头12。
如图3所示，光学装置还包括一面板22以及一滑轨框架23。面板22固定于一固定座25上。偏极分光镜21以可滑动的方式设置于滑轨框架23的容置空间232中。
在此，偏极分光镜21接收垂直进入图面的一光信号，并导出与图面平行的一第一信号。面板22接收此第一信号，并导出与图面平行的一第二信号。接着，第二信号进入偏极分光镜21，并经由偏极分光镜21传送至第一光学装置1的镜头12中。由此可见，镜头12与偏极分光镜21彼此相对位置必须保持固定不变，才能让光信号被准确接收。
如图3所示，此光学系统中的推力装置3包括二弹簧32。弹簧32以朝镜头12方向施力的方式设置于固定座25上，而另一个弹簧31则设置于滑轨23的下方上，由下往上施力于偏极分光镜21的下侧，使偏极分光镜21向上抵靠于滑轨框架23的上侧承靠面231。而通过这些弹簧的推力作用，光学系统将不必直接以内部构件或其支托物来定位偏极分光镜21。因此，可不受内部构件间的精度误差影响，而达到使镜头12与偏极分光镜21相对位置固定的目的。
如图4a及图4b所示，第一光学装置中的镜头支架13包括一定位槽14(positioning gap)，而滑轨框架23则包括一定位肋24(positioning rib)。本发明的光学系统将定位肋24卡锁于定位槽14，以确定镜头支架13及滑轨框架23之间相对角度不变。此外，镜头支架13与滑轨框架23同时以螺丝(strew)41加以固定，以确保彼此能紧密结合，从而使滑轨框架23内的偏极分光镜21不偏移地抵靠于靠体11。
本发明进一步提供一种光学系统定位方法，其可应用于投影机与光学系统定位机构的相关装置中。
本发明的光学系统定位方法供定位一光学系统。此光学系统包括一第一光学装置、一第二光学装置以及一推力装置。第一光学装置包括一镜头，且第一光学装置的一侧设有一靠体。而第二光学装置放置于一滑轨框架中，且设置于第一光学装置与推力装置之间。在此，第二光学装置为一偏极分光镜。
本发明的光学系统定位方法利用推力装置之一推力作用，使偏极分光镜抵靠于靠体，以保持镜头与偏极分光镜的相对位置固定。因此，当偏极分光镜需要更换维修时，推力装置的推力作用自动将偏极分光镜紧密地贴靠于靠体，达到定位的目的，不需再对光学系统中偏极分光镜与镜头做重新校正。所以，大大减少光学系统中各构件的精度所造成的影响。
除此之外，第一光学装置更包括一镜头支架供固定镜头。镜头支架包括一定位槽。同时，滑轨框架包括一定位肋。而本发明的光学系统定位法更进一步包括将定位肋卡锁于定位槽，以确定镜头支架及滑轨框架之间相对角度不变。此外，镜头支架与滑轨框架同时以螺丝加以固定，以确保彼此能紧密结合，从而使滑轨框架内的偏极分光镜不偏移地抵靠于靠体。
前述说明书中，本发明以特定实施例为参考来描述，然而显然各种的修正与改变都不脱离本发明的宽广的精神与范围。而该对应的说明与图标是用来加以说明而非限制本发明的范畴。因此，表示本发明应涵盖所有出现在本发明的附加的权利要求与其相等项的修正与变化。
权利要求
1.一种光学系统，包括一壳体；一第一光学装置，该第一光学装置以相对固定的方式设置于该壳体上，且该第一光学装置的一侧设有一靠体；一推力装置，该推力装置以相对固定的方式设置于该壳体上；以及一第二光学装置，该第二光学装置设置于该第一光学装置与该推力装置之间；其中，利用该推力装置的一推力作用，推迫该第二光学装置的一侧，使该第二光学装置抵靠于该靠体，以保持该第一光学装置与该第二光学装置的相对位置固定。
2.如权利要求1所述的光学系统，其中该第二光学装置可抽换式地(detachably)设置于该第一光学装置与该推力装置之间。
3.如权利要求2所述的光学系统，其中该光学系统还包括一滑轨框架，该滑轨框架以相对固定的方式设置于该第一光学装置与该推力装置之间，该滑轨框架包括一容置空间；其中，该第二光学装置可抽换式地(detachably)设置于该容置空间内。
4.如权利要求1所述的光学系统，其中该第一光学装置还包括一镜头；以及一镜头支架，供定位该镜头。
5.如权利要求1所述的光学系统，其中该第二光学装置为一偏极分光镜。
6.如权利要求3所述的光学系统，其中该滑轨框架还包括一定位肋(positoning rib)。
7.如权利要求6所述的光学系统，其中该第一光学装置还包括一定位槽(positioning gap)，该定位肋卡锁(lock)在该定位槽中，以防止该第一光学装置及该第二光学装置间的角度旋转。
8.如权利要求1所述的光学系统，其中该推力装置包括至少一个弹力构件(elastic member)。
9.如权利要求8所述的光学系统，其中该弹性构件为一弹簧(spring)。
10.如权利要求1所述的光学系统，其中该靠体为至少一靠爪(flangeclaw) 。
11.一种光学系统定位方法，一光学系统包括一第一光学装置、一第二光学装置、以及一推力装置，其中该第一光学装置的一侧设有一靠体，该第二光学装置设置于该第一光学装置与该推力装置之间，该光学系统定位方法包括利用该推力装置的一推力作用，推迫该第二光学装置的一侧，使该第二光学装置抵靠于该靠体，以保持该第一光学装置与该第二光学装置的相对位置固定。
12.如权利要求11所述的光学系统定位方法，其中该光学系统还包括一滑轨框架，该滑轨框架以相对固定的方式设置于该第一光学装置与该推力装置之间，其中，该滑轨框架包括一容置空间，而该第二光学装置可抽换式地设置于该容置空间内。
13.如权利要求12所述的光学系统定位方法，其中该第一光学装置具有一定位槽，该滑轨框架具有一定位肋，该光学系统定位方法还包括将该定位肋卡锁于该定位槽中，以防止该第一光学装置及该第二光学装置间的角度旋转。
全文摘要
本发明提供一种光学系统。此光学系统包括一第一光学装置、一第二光学装置以及一推力装置。第一光学装置的一侧具有一靠体。而第二光学装置设置于第一光学装置与推力装置之间。在此光学系统中，利用推力装置之一推力作用，推迫第二光学装置的一侧，使第二光学装置抵靠于靠体，以保持第一光学装置与第二光学装置的相对位置固定。
文档编号G02B27/18GK1453630SQ0211847
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月26日 优先权日2002年4月26日
发明者吴志平, 徐世龙 申请人:明基电通股份有限公司