光机模块及投影装置的制作方法

本实用新型是有关于一种光学模块及光学装置，且特别是有关于一种光机模块及投影装置。

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。投影装置的成像原理是藉由光阀将光源所产生的照明光束转换成影像光束，再藉由镜头将影像光束投射到荧幕或墙面上。

然而在现在的产品中，光阀所转换出的影像的解析度已逐渐不符合市场需求。为了进一步增加影像解析度，可在投影装置中采用高解析度的光阀，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抖动技术的解析度增强元件，以进一步提升光阀所转换出影像的解析度。然而，使用上述的增强元件将导致光能量因透射解析度增强元件而有所损失。同时，在使用上述的解析度增强元件时，必须使用弹性片状元件。然而，使用弹性片状元件容易因弹性疲乏而使画面产生不连续性或失真的问题，且在使用上无法即时得知解析度增强元件于抖动时的目前偏转角度与位置。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，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习知技术。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机模块及投影装置，结构简单且可提升影像画面的解析度。

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。

为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本实用新型提出一种光机模块，包括至少一光阀、一反射装置以及一镜头。光阀用于提供一影像光束。反射装置设置于影像光束的传递路径上，包括一转轴、一反射元件以及一马达。反射元件套设于转轴上，包括至少一第一反射片以及至少一第二反射片，其中第一反射片倾斜于转轴的角度与第二反射片倾斜于转轴的角度不同，且第一反射片及第二反射片交错排列以围绕转轴。马达连接于转轴，用于驱动转轴以旋转反射元件。镜头具有一入光端，设置于影像光束的传递路径上，其中影像光束由至少一光阀传递至反射元件，且经由反射元件的转动而反射至入光端的至少两不同位置。

为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本实用新型另提出一种投影装置，包括一照明系统以及一光机模块。照明系统用于提供一照明光束。光机模块包括至少一光阀、一反射装置以及一镜头。光阀设置于照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换为一影像光束。反射装置设置于影像光束的传递路径上，包括一转轴、一反射元件以及一马达。反射元件套设于转轴上，包括至少一第一反射片以及至少一第二反射片，其中第一反射片倾斜于转轴的角度与第二反射片倾斜于转轴的角度不同，且第一反射片及第二反射片交错排列以围绕转轴。马达连接于转轴，用于驱动转轴以旋转反射元件。镜头具有一入光端，设置于影像光束的传递路径上，其中影像光束由至少一光阀传递至反射元件，且经由反射元件的转动而反射至入光端的至少两不同位置。

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。在本实用新型的一实施例中，当马达驱动转轴时，柱状反射元件藉由转轴的带动而转动，影像光束则藉由持续转动的多个反射侧面而被反射至镜头入光端的至少两不同位置上。因此，镜头所投影的影像画面呈现高速改换位置，将使得人眼因画面微幅的移动而产生视觉上的错觉，进而使得使用者能获得解析度较高的影像画面。

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，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的投影装置的示意图。

图2为图1的光机模块的示意图。

图3A及图3B分别为图2的影像光束入射至镜头的不同位置的示意图。

图4为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。

图5为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。

图6为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。

图7A及图7B分别为图6的影像光束入射至镜头的不同位置的示意图。

图8为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式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为本实用新型一实施例的投影装置的示意图。请参考图1，在本实施例中，投影装置10用以提供一投影光束L3，例如是投影机，本实用新型并不限于此。投影装置10包括一照明系统20以及一光机模块100，其中光机模块100包括至少一光阀110、反射装置120以及镜头130。照明系统20用以提供照明光束L1至光阀110以产生影像光束L2，影像光束L2由光阀110传递经反射装置120反射至镜头130，最终由镜头130将影像光束L2转化为投影光束L3并投射至投影目标，例如是屏幕等。

在本实施例中，照明系统20例如为光源及多个光学元件的组合，用于按时序或持续地提供出不同波长的光束以形成照明光束L1。照明系统20提供出照明光束L1的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

光阀110例如是液晶覆硅板(Liquid Crystal On Silicon panel，LCoS panel)、数字微镜元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)等反射式光调变器。于一些实施例中，光阀110也可以是透光液晶面板 (Transparent Liquid Crystal Panel)，电光调变器(Electro-Optical Modulator)、磁光调变器(Maganeto-Optic modulator)、声光调变器 (Acousto-Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器。本实用新型对光阀110的型态及其种类并不加以限制。光阀110将照明光束L1 转换以提供影像光束L2的方法，其详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。本实施例将以单一个光阀110为例，例如是使用单数字微镜元件 (1-DMD)的光机模块100，但在其他实施例中，光阀110的数量可以是多个，本实用新型并不限于此。

镜头130例如包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。于一实施例中，镜头130也可以包括平面光学镜片，以反射或穿透方式将来自光阀110的影像光束L2转化为投影光束L3并投射至投影目标。本实用新型对镜头130的型态及其种类并不加以限制。在本实施例中，镜头130具有入光端132(见如图2)，设置于影像光束L2的传递路径上。

图2为图1的光机模块的示意图。请参考图2，反射装置120设置于影像光束L2的传递路径上，用以反射影像光束L2至镜头130。详细而言，反射装置120包括转轴122、柱状反射元件124以及马达 126。柱状反射元件124套设于转轴122上，可藉由转轴122的带动而转动。换句话说，转轴122是穿设于柱状元件124的通孔或穿孔中，以作为柱状反射元件124的轴心。柱状反射元件124包含两底面S1 及位于两底面S1之间的多个反射侧面S2。在本实施例中，这些反射侧面S2的尺寸大于光阀110的尺寸。详细而言，反射侧面S2的面积大于光阀110中用以反射影像光束L2的反射面112面积。马达126 连接于转轴122的一端，用于驱动转轴122以转动柱状反射元件124。在本实施例中，转轴122的延伸方向A垂直于镜头130的光轴B，但在一些实施例中，上述两者亦可以为具有非直角的角度，本实用新型并不限于此。

因此，当马达126驱动转轴122时，柱状反射元件124藉由转轴 122的带动而转动，影像光束L2则藉由持续转动的多个反射侧面S2 而被分别反射至镜头130入光端132的至少两不同位置上往复移动。换句话说，当影像光束L2高速的改换位置时，将使得人眼因画面微幅的移动而产生视觉上的错觉，进而使得使用者能获得解析度较高的影像画面。在本实施例中，柱状反射元件124为直角柱，而所产生的影像画面的解析度相较传统影像画面的解析度提升两倍。

图3A及图3B分别为图2的影像光束入射至镜头的不同位置的示意图。请参考图2至图3B，具体而言，在使用时，由光阀110所提供的影像光束L2会直射于柱状反射元件124上的其中一反射侧面S2上，并藉由反射侧面S2反射至镜头130入光端132，如图3A所示。因此，当柱状反射元件124开始转动时，反射侧面S2因转动而与影像光束 L2传递路径之间的角度关系产生变化，进而造成由反射侧面S2所反射的影像光束L2的传递路径改变，如图3B所示。如此一来，可藉由转动柱状反射元件124以使影像光束L2高速的改换传递至镜头130 入光端132的位置，进而使镜头130提供不同位置且部分重叠的投影画面。

请继续参考图2，值得一提的是，在本实施例中，光机模块100 还包括套设于反射装置120上的感测模块140。具体而言，在本实施例中，感测模块140为光栅元件142及光电感测器144的组合，其中光栅元件142套设于转轴122，光电感测器144用以侦测通过光栅元件142的光线。因此，当马达126启动时，光栅元件142藉由转轴122 的带动而与柱状反射元件124同步转动。如此一来，可藉由光电感测器144以感测出柱状反射元件124单位时间内的转动角度与转速，进而可依据感测模块140的回馈资讯而调整所产生影像画面变换位置的频率等，但本实用新型并不限于此。

图4为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。请参考图4，本实施例的光机模块100A类似于图2的光机模块100。两者不同之处在于，在本实施例中，在光机模块100A的反射装置120A中，柱状反射元件124A的两底面S1包含第一底面S11与第二底面S12，且反射侧面S2包含多个第一反射侧面S21及多个第二反射侧面S22。而第一反射侧面S21倾斜于第一底面S11的角度不同于第二反射侧面S22倾斜于第一底面S11的角度，且这些第一反射侧面S21与这些第二反射侧面S22交错排列。具体而言，第一反射侧面S21朝第一底面S11倾斜，且第二反射侧面S22朝第二底面S12倾斜。因此，第一反射侧面 S21与第二反射侧面S22可分别将影像光束L2反射至入光端132的不同位置上。详细而言，第一反射侧面S21与第二反射侧面S22的倾斜程度可决定反射影像光束L2的至少两不同位置的间距，且所述至少两不同位置不同于因旋转而产生的至少两不同位置。如此一来，可进一步提升影像画面的解析度。举例而言，在本实施例中，除了因为柱状反射元件124A旋转而会反射影像光束L2至镜头130入光端132于 X方向上的两个不同位置，更因为柱状反射元件124A的第一反射侧面S21倾斜于第一底面S11的角度不同于第二反射侧面S22倾斜于第一底面S11的角度而会反射影像光束L2至镜头130入光端132于Y 方向上的两个不同位置，其中X方向垂直于Y方向，使得所产生的影像画面的解析度相较传统影像画面的解析度提升四倍。

图5为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。请参考图5，本实施例的光机模块100B类似于图2的光机模块100。两者不同之处在于，在本实施例中，在光机模块100B的反射装置120B中，柱状反射元件124B的反射侧面S2为非矩形，且反射侧面S2的数量为偶数。具体而言，在本实施例中，反射侧面S2为梯型且与相邻的反射侧面 S2交错排列。如此一来，可进一步提升影像画面的解析度。于本实施例中，可将相邻的两反射侧面S2视同如图4的第一反射侧面S21与第二反射侧面S22分别倾斜于第一底面S11的角度不同，因此同样可藉由反射侧面S2的旋转而反射影像光束L2至入光端132的至少两不同位置上，且所述至少两不同位置不同于因旋转而产生的至少两不同位置。如此一来，可进一步提升影像画面的解析度。在本实施例中，所产生的影像画面的解析度相较传统影像画面的解析度提升四倍。

图6为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。请参考图6，本实施例的光机模块100C类似于图2的光机模块100。两者不同之处在于，在本实施例中，光机模块100C的反射装置120C包括反射元件 128而不具有柱状反射元件(见如图2的柱状反射元件124)。反射元件128套设于转轴122上。具体而言，反射元件128包括至少一第一反射片128_1以及至少一第二反射片128_2，其中第一反射片128_1 倾斜于转轴122的角度与第二反射片128_2倾斜于转轴122的角度不同，且第一反射片128_1及第二反射片128_2交错排列以围绕转轴 122。在本实施例中，转轴122的延伸方向A平行于镜头130的光轴B，但在一些实施例中，上述两者亦可以倾斜一角度，本实用新型并不限于此。

此外，在本实施例中，第一反射片128_1以及第二反射片128_2 可以是多个成对(即第一反射片128_1的数量为多个，且数量相同于第二反射片128_2)。第一反射片128_1以及第二反射片128_2的形状为扇形，且第一反射片128_1及第二反射片128_2分别朝同一方向倾斜不同角度，如图6所示。因此，反射元件128的外型为类似扇状结构。另外，在本实施例中，第一反射片128_1及第二反射片128_2的尺寸大于光阀110的尺寸。详细而言，第一反射片128_1及第二反射片128_2的面积大于光阀110中用以反射影像光束L2的反射面面积。

因此，当马达126驱动转轴122时，反射元件128藉由转轴122 的带动而转动，影像光束L2则藉由持续转动的第一反射片128_1及第二反射片128_2而被反射至镜头130入光端132的至少两不同位置上。换句话说，当影像光束L2高速的改换位置时，将使得人眼因画面微幅的移动而产生视觉上的错觉，进而使得使用者能获得解析度较高的影像画面。在本实施例中，经反射元件128反射所产生的影像画面的解析度相较传统影像画面的解析度提升两倍。

图7A及图7B分别为图6的影像光束入射至镜头的不同位置的示意图。请参考图6至图7B，具体而言，在使用时，由光阀110所提供的影像光束L2会直射于反射元件128上的第一反射片128_1及第二反射片128_2上，并藉由倾斜于转轴122且具有不同角度的第一反射片128_1及第二反射片128_2反射至镜头130入光端132的不同位置，如图7A及图7B所示。因此，当反射装置120C开始转动时，反射元件128因转动而使第一反射片128_1及第二反射片128_2时序性地切入影像光束L2的传递路径上，进而使影像光束L2的反射角度产生变化。如此一来，可藉由转动反射元件128以使影像光束L2高速的改换传递至镜头130入光端132的位置，进而使镜头130提供不同位置且部分重叠的投影画面。

图8为本实用新型另一实施例的光机模块的示意图。请参考图8，本实施例的光机模块100D类似于图6的光机模块100C。两者不同之处在于，在本实施例中，光机模块100D的反射装置120D包括反射元件128A，其中反射元件128A还包括至少一第三反射片128_3以及至少一第四反射片128_4，其中第一反射片128_1、第二反射片128_2、第三反射片128_3以及第四反射片128_4依序交错排列以围绕转轴 122，且第一反射片128_1与第三反射片128_3倾斜于转轴122的角度相同，第二反射片128_2与第四反射片128_4倾斜于转轴122的角度相同。此外，第一反射片128_1、第二反射片128_2、第三反射片128_3 以及第四反射片128_4分别以各自的对称线偏转，而第一反射片128_1 及第二反射片128_2的偏转方向与第三反射片128_3及第四反射片 128_4的偏转方向相反。在本实施例中，第一反射片128_1、第二反射片128_2、第三反射片128_3以及第四反射片128_4的数量可为成群的多数个，本实用新型并不限于此。

因此，第一反射片128_1、第二反射片128_2、第三反射片128_3 以及第四反射片128_4可分别将影像光束L2反射至入光端132的四个不同位置上。详细而言，第一反射片128_1、第二反射片128_2、第三反射片128_3以及第四反射片128_4的偏转程度可决定反射影像光束L2在一方向上的至少两不同位置的间距，且所述在一方向上的至少两不同位置不同于因反射片与倾斜至转轴122而产生的至少两不同位置。如此一来，可进一步提升影像画面的解析度。在本实施例中，所产生的影像画面的解析度相较传统影像画面的解析度提升四倍。

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。在本实用新型的一实施例中，当马达驱动转轴时，柱状反射元件藉由转轴的带动而转动，影像光束则藉由持续转动的多个反射侧面而被反射至镜头入光端的至少两不同位置上。因此，镜头所投影的影像画面呈现高速改换位置，将使得人眼因画面微幅的移动而产生视觉上的错觉，进而使得使用者能获得解析度较高的影像画面。

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，即大凡依本新型权利要求书及说明书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，摘要部分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

10：投影装置

20：照明系统

100、100A、100B、100C、100D：电子装置

110：光阀

112：反射面

120、120A、120B、120C、120D：反射装置

122：转轴

124、124A、124B：柱状反射元件

126：马达

128、128A：反射元件

128_1：第一反射片

128_2：第二反射片

128_3：第三反射片

128_4：第四反射片

130：镜头

132：入光端

140：感测模块

142：光栅元件

144：光电感测器

A：延伸方向

B：光轴

L1：照明光束

L2：影像光束

L3：投影光束

S1：底面

S11：第一底面

S12：第二底面

S2：反射侧面

S21：第一反射侧面

S22：第二反射侧面。