投影设备的制作方法

1.本发明涉及一种投影设备，尤其涉及一种包含微机电(mems)模块的投影设备。


背景技术：

2.在包含有微机电模块的现有投影设备之中，其两个微机电单元之间的夹角需要被精准地维持在一预定角度，并且现有投影设备是对承载两个所述微机电单元的一金属板进行弯折，以形成上述预定角度。然而，弯折所述金属板的方式对于所述预定角度是容易产生较大的误差。
3.于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种投影设备，其能有效地改善现有投影设备所可能产生的缺陷。
5.本发明实施例公开一种投影设备，其包括一框架、光源模块及微机电模块。框架包含有一第一架体及一第二架体，第二架体具有相连于第一架体的一隔板、分别相连于隔板相反两侧的两个侧板及远离隔板且连接两个侧板的一横梁；其中，框架形成有连通第一架体与隔板的一光通道，并且每个侧板自邻近第一架体的部位凹设形成有一导引槽；一光源模块设置于第一架体；一微机电(mems)模块设置于第二架体，用以传输自光源模块发出且沿经光通道的光线；其中，微机电模块包含一软性电路板、一第一微机电单元及第二微机电单元，第一微机电单元连接于软性电路板并插设于两个侧板的导引槽内；一第二微机电单元，连接于软性电路板并抵靠于两个侧板及/或横梁，以使第一微机电单元与第二微机电单元通过第二架体而相夹有一预定角度。
6.优选地，光源模块定义有多个光轴路径，并且投影设备进一步包含有：一合光透镜，设置于第一架体并位于光源模块的多个光轴路径上，并且合光透镜定义有穿过光通道的一合光路径；及多个准直透镜，位在光源模块与合光透镜之间，并且多个准直透镜彼此间隔地分别位于多个光轴路径上。
7.优选地，第一微机电单元包含有：一第一载板，其两侧部位分别插设于两个侧板的导引槽内；及一第一微机电组件，安装于第一载板并连接于软性电路板。
8.优选地，第二微机电单元包含有：一第二载板，其抵靠于两个侧板及/或横梁，并且第一载板与第二载板为彼此分离设置；及一第二微机电组件，安装于第二载板并连接于软性电路板，并且第一微机电组件的微镜面与第二微机电组件的微镜面通过第一载板与第二载板配合于第二架体而相夹有预定角度。
9.优选地，软性电路板包含有一主体部及相连于主体部的一延伸部，主体部覆盖于其中一个侧板的外侧，并且延伸部自主体部弯折地延伸并连接于第一微机电单元与第二微机电单元。
10.优选地，第一架体具有一承载座及一承载梁，投影设备进一步包含有设置于承载座的至少一个准直透镜，并且承载梁的一端相连于承载座；其中，框架形成有以承载梁为槽底的一作业槽，并且承载梁形成有连通于作业槽的至少一个穿孔；隔板相连于承载座与承载梁的另一端，至少一个准直透镜处于作业槽内；其中，投影设备进一步包含有至少一个黏着体，其位置对应于至少一个穿孔，并且至少一个准直透镜通过至少一个黏着体而黏接固定于承载梁。
11.优选地，光源模块定义有多个光轴路径，至少一个准直透镜的数量与至少一个黏着体的数量各限定为多个，并且多个黏着体彼此间隔地设置且位置分别对应于多个穿孔，每个准直透镜通过一个黏着体而黏接固定于承载梁；其中，投影设备进一步包含有一合光透镜，设置于第一架体并位于光源模块的多个光轴路径上，并且合光透镜定义有穿过光通道的一合光路径；多个准直透镜位在光源模块与合光透镜之间，并且多个准直透镜彼此间隔地分别位于多个光轴路径上。
12.优选地，承载梁包含有分别面向多个准直透镜的多个流道壁，并且每个流道壁相连于一个穿孔的孔壁；其中，每个流道壁与其所相向的准直透镜之间形成有连通于相对应穿孔的一毛细流道，并且每个黏着体充填于一个毛细流道之内。
13.优选地，承载梁在其远离作业槽的表面凹设形成有多个容胶槽，并且承载梁自每个容胶槽的槽底凹设形成有一个穿孔。
14.优选地，任一个容胶槽的槽底的中心与相对应的穿孔的中心彼此不重叠。
15.优选地，多个光轴路径与合光路径共同定义有一合光平面，并且微机电模块用来在一光传输平面上反射沿经合光路径的光线；其中，合光平面与光传输平面相夹有介于85度～95度的一夹角。
16.优选地，光源模块包含有：一光源控制软板，形成有至少一个容置孔；一复合发光器，设置于第一架体上并定义出多个光轴路径；其中，复合发光器包含有多个信号垫及至少一个散热垫，并且多个信号垫安装于光源控制软板；及一散热件，包含有一平板部及自平板部突出的至少一个导热部；其中，平板部固定于光源控制软板，至少一个导热部穿设于至少一个容置孔而连接于至少一个散热垫。
17.综上所述，本发明实施例所公开的投影设备，其所述微机电模块是通过将所述第一微机电单元与所述第二微机电单元安装在成形精度较高的所述框架上，以能精准地控制所述第一微机电单元与所述第二微机电单元之间的所述预定角度。
18.为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。
附图说明
19.图1为本发明实施例的投影设备的立体示意图。
20.图2为图1另一视角的立体示意图。
21.图3为图1的分解示意图(省略黏着体、第一固定胶体及第二固定胶体)。
22.图4为图2的分解示意图(省略黏着体、第一固定胶体及第二固定胶体)。
23.图5为图3中的框架的立体示意图。
24.图6为图4中的框架的立体示意图。
25.图7为图1的立体剖视示意图。
26.图8为图7的部位viii的放大示意图。
27.图9为图1的另一立体剖视示意图。
28.图10为图3中的安装有光感测模块的光源模块分解示意图。
29.图11为图4中的安装有光感测模块的光源模块分解示意图。
30.图12为图3沿剖线xii
‑
xii的剖视示意图。
31.图13为本发明实施例的投影设备的光机电模块的分解示意图(省略第一固定胶体及第二固定胶体)。
32.图14为图1沿剖线xiv
‑
xiv的剖视示意图。
33.图15为本发明实施例的投影设备应用于智能眼镜的立体示意图。
具体实施方式
34.以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“投影设备”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
35.应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
36.请参阅图1至图15所示，其为本发明的一实施例。如图1、图2及图15所示，本实施例公开一种投影设备100，尤其是指应用于智能眼镜1000(如：扩增实境(augmented reality，ar)眼镜)的一种投影设备100(如：所述投影设备100设置于一镜框200的镜脚201)，但本发明不以此为限。其中，如图2至图4所示，所述投影设备100包含有一框架1、一光源模块2、多个准直透镜(collimator lens)3、多个黏着体4(如：图7)、一合光透镜5、一光感测模块(photo detector module)6及一微机电(mems)模块7。以下将分别说明所述投影设备于本实施例中的各个组件构造，而后再适时说明其连接关系。
37.需先说明的是，所述投影设备100于本实施例中是以包含有上述组件来说明，但所述投影设备100的具体实施构造可依设计需求而加以调整变化，并不以本实施例为限。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述光感测模块6可以被省略；或者，所述准直透镜3的数量与所述黏着体4的数量各为至少一个，而所述合光透镜5与所述光感测模块6则是被省略；又或者，多个所述准直透镜3、所述合光透镜5、多个所述黏着体4及所述光感测模块6皆被省略。
38.于本实施例中，如图5和图6所示，所述框架1为一体成形的单件式构造，并且所述框架1的多个角落定义有一布局空间s，而所述布局空间s较佳是呈长方体状，但本发明不以上述为限。
39.再者，如图3和图5所示，所述框架1可以通过以下至少部分结构设计，而使得所述
光源模块2的局部(如：下述的复合发光器22与散热件23)、多个所述准直透镜3、多个所述黏着体4、所述合光透镜5、所述光感测模块6及所述微机电模块7的局部(如：下述的第一微机电单元72与第二微机电单元73)皆位于所述框架1的所述布局空间s内，据以妥善地配置所述投影设备100的各个组件位置、进而有效地控制所述投影设备100的外型与体积，但本发明不受限于此。
40.其中，如图5和图6所示，所述框架1包含有一第一架体11与相连于所述第一架体11的一第二架体12，并且所述框架1形成有连通所述第一架体11与所述第二架体12的一光通道13(如：图9)。于本实施例中，所述第一架体11与所述第二架体12的相同一侧(如：图5中的所述框架1左后侧)定义为一使用者侧s1，所述第一架体11与所述第二架体12的相同另一侧(如：图5中的所述框架1右前侧)定义为一散热侧s2。
41.需额外说明的是，当所述投影设备100应用于配戴在使用者的一智能眼镜1000(如：图15)时，贴近所述使用者的所述投影设备100一侧称为所述使用者侧s1，而所述散热侧s2则是位于所述使用者侧s1的相反侧，但本发明不以此为限。
42.如图5和图6所示，所述第一架体11具有一承载座111及一承载梁112，并且所述承载梁112的一端相连于所述承载座111，而所述承载梁112的另一端相连于所述第二架体12。其中，所述承载座111包含有远离所述第二架体12的一端板1111及相连于所述端板1111与所述第二架体12的一第一基座1112与一第二基座1113，并且所述端板1111与所述第二架体12分别相连于所述承载梁112的所述一端与所述另一端，而所述第一基座1112与所述第二基座1113位于所述端板1111与所述第二架体12之间。
43.再者，所述框架1形成有以所述承载梁112为槽底的一作业槽14，并且所述第一基座1112与所述第二基座1113分别位于所述作业槽14的相反两侧。换个角度来说，如图7和图8所示，所述框架1的底侧可以供任一个所述准直透镜3沿直线方向穿入所述作业槽14而靠近所述承载梁112。
44.更详细地说，如图5至图8所示，所述承载梁112形成有连通于所述作业槽14的多个穿孔1121，并且任一个所述穿孔1121具有孔径d1121。所述承载梁112包含有(位于所述作业槽14的所述槽底的)多个流道壁1122，并且每个所述流道壁1122相连于一个所述穿孔1121的孔壁。
45.再者，所述承载梁112在其远离所述作业槽14的表面(如：图8中的所述承载梁112顶面)凹设形成有间隔设置的多个容胶槽1123，并且所述承载梁112自每个所述容胶槽1123的槽底凹设形成有一个所述穿孔1121。其中，任一个所述容胶槽1123的所述槽底的中心与相对应的所述穿孔1121的中心彼此不重叠，但本发明不以此为限。
46.所述第二架体12具有相连于所述第一架体11的一隔板121、分别相连于所述隔板121相反两侧的两个侧板122及远离所述隔板121且连接两个所述侧板122的一横梁123。其中，所述隔板121于本实施例中相连于所述承载梁112的所述另一端并形成有所述光通道13，两个所述侧板122分别位于所述使用者侧s1与所述散热侧s2，并且每个所述侧板122自邻近所述第一架体11的部位凹设形成有一导引槽1221。
47.进一步地说，两个所述导引槽1221的位置彼此相对应且沿着逐渐远离所述隔板121(或所述第一架体11)的方向斜向地延伸所形成，而所述横梁123的两端则是分别相连于远离所述第一架体11的两个所述侧板122的底部角落。此外，两个所述侧板122的内侧还可
以分别形成有邻近所述横梁123且彼此相向的两个定位结构1222。
48.如图3、图9及图10所示，所述光源模块2设置于所述承载座111(如：所述第一基座1112)上并定义有多个光轴路径l。其中，所述光源模块2包含有一光源控制软板21、设置于所述光源控制软板21的一复合发光器22及连接于所述复合发光器22的一散热件23。再者，所述复合发光器22设置于所述第一架体11上并定义出多个所述光轴路径l，而所述散热件23位于所述框架1的所述散热侧s2，据以有助于快速地散发所述复合发光器22所产生的热能。
49.更详细地说，如图10至图12所示，所述复合发光器22包含有分别定义出多个所述光轴路径l的多个发光单元221、电性耦接于多个所述发光单元221的多个信号垫222及至少一个散热垫223。其中，所述复合发光器22以多个所述信号垫222安装于所述光源控制软板21，以使得所述光源控制软板21能通过多个所述信号垫222而电性耦接于多个所述发光单元221。
50.再者，所述光源控制软板21形成有至少一个容置孔211，所述散热件23包含有一平板部231及自所述平板部231突出的至少一个导热部232。其中，所述平板部231固定于(如：黏接于)所述光源控制软板21，至少一个所述导热部232穿设于至少一个所述容置孔211而连接于至少一个所述散热垫223，据以使得所述复合发光器22所产生的热能可以直接通过至少一个所述散热垫223而快速地传输至所述散热件23。
51.于本实施例中，至少一个所述导热部232是与至少一个所述容置孔211的孔壁之间较佳是形成有一间隙g，据以使至少一个所述导热部232所接收到的热能可以被快速地传递至所述平板部231。也就是说，于导热部周围未形成有间隙的任何散热组件则非为本实施例所指的所述散热件23。
52.需额外说明的是，所述复合发光器22于本实施例中是以单颗式的三合一发光器来说明，据以实现缩小整体体积的效果，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述光源模块2可以是包含有一光源控制软板21及安装于所述光源控制软板21的多个发光单元221，多个所述发光单元221未被整合成单颗且彼此分离设置，并且多个所述发光单元221分别定义出多个光轴路径l。
53.如图8和图9所示，多个所述准直透镜3处于所述框架1的所述作业槽14内并且位置对应于所述光源模块2(如：多个所述准直透镜3彼此间隔地分别位于多个所述光轴路径l上)。换个角度来说，多个所述准直透镜3能由所述框架1的所述底侧进入所述作业槽14，据以靠近所述承载梁112并分别设置在对应于多个所述穿孔1121的位置。
54.更详细地说，多个所述准直透镜3分别面向所述承载梁112的多个所述流道壁1122，并且每个所述流道壁1122与其所相向的所述准直透镜3之间形成有连通于相对应所述穿孔1121的一毛细流道c(如：所述毛细流道c大致呈半圆弧状)。于本实施例中，每个所述流道壁1122的外形对应于其所相向的所述准直透镜3，以使任一个所述毛细流道c具有相同的宽度wc，并且任一个所述毛细流道c具有所述宽度wc，但本发明不受限于此。
55.如图7和图8所示，多个所述黏着体4彼此间隔地设置且位置分别对应于多个所述穿孔1121，并且每个所述黏着体4充填于一个所述毛细流道c之内，以使每个所述准直透镜3通过一个所述黏着体4而黏接固定于所述承载梁112。进一步地说，多个所述黏着体4可先分别置于多个所述容胶槽1123内，而后通过重力(gravity)影响，以使每个所述黏着体4逐渐
流入相对应的所述穿孔1121、并通过毛细现象(capillary phenomenon)而充填于相对应的所述毛细流道c之内。
56.据此，由于多个所述黏着体4的体积可控制在大致相同，并且其固化时是朝向相同的方向(如：朝向所述承载梁112的方向)收缩，以使每个所述黏着体4因收缩而产生的位移量是可控制的，进而有助于提升多个所述准直透镜3的安装精准度。
57.如图3和图9所示，所述合光透镜5设置于所述第一架体11(如：所述第二基座1113)并位于所述光源模块2的多个所述光轴路径l上，多个所述准直透镜3位于所述光源模块2与所述合光透镜5之间，并且所述合光透镜5定义有穿过所述光通道13的一合光路径b。
58.需额外说明的是，所述合光透镜5于本实施例中是采用单件式的透镜结构，但所述合光透镜5的具体构造可依设计需求而加以调整变化。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述合光透镜5可以包含有彼此分离设置的多个透镜。或者，所述合光透镜5可以被省略，并且所述穿孔1121的数量、所述准直透镜3的数量及所述黏着体4的数量也可以各为至少一个；其中，至少一个所述黏着体4位置对应于至少一个所述穿孔1121，并且至少一个所述准直透镜3处于所述作业槽14内并通过至少一个所述黏着体4而黏接固定于所述承载梁112。据此，至少一个所述黏着体4的体积与收缩方向都是可预期的，所以其因收缩而产生的位移量是可控制的，进而有助于提升至少一个所述准直透镜3的安装精准度。
59.所述光感测模块6设置于所述承载座111(如：所述第二基座1113)，并且所述合光透镜5位于所述光感测模块6与多个所述准直透镜3之间。其中，所述光感测模块6能用来接收自所述光源模块2发出且穿过至少一个所述准直透镜3与所述合光透镜5的光线。更详细地说，所述光源控制软板21电性耦接于所述光感测模块6，并且所述光源控制软板21能依据所述光感测模块6所接收的所述光线，而对应调整至少一个所述发光单元221的发光强度，但本发明不受限于此。
60.此外，多个所述光轴路径l与所述合光路径b共同定义有一合光平面p1(如：图9的截面所在的平面)，并且所述微机电模块7用来在一光传输平面p2(如：图14的截面所在的平面)上反射沿经所述合光路径b的光线。于本实施例中，所述合光平面p1与所述光传输平面p2相夹有介于85度～95度(如：90度)的一夹角，据以使得所述投影设备100的各个组件能够被妥善地配置于所述框架1的所述布局空间s之内、进而有效地控制所述投影设备100的外型与体积。
61.如图9所示，所述微机电模块7设置于所述第二架体12，用以传输自所述光源模块2发出且沿经所述光通道13(或所述合光路径b)的光线。其中，如图2、图3、图13及图14所示，所述微机电模块7包含一软性电路板71、连接于所述软性电路板71的一第一微机电单元72与一第二微机电单元73、固定所述第一微机电单元72至所述第二架体12的两个第一固定胶体74、固定所述第二微机电单元73至所述第二架体12的一第二固定胶体75及位置对应于所述第二微机电单元73的一反射镜76。此外，所述微机电模块7还可依据设计需求而增加或减少组件，本实施例在此不加以赘述。
62.于本实施例中，所述软性电路板71包含有一主体部711及相连于所述主体部711的一延伸部712，所述主体部711覆盖于其中一个所述侧板122(如：位于所述使用者侧s1的所述侧板122)的外侧，并且所述延伸部712自所述主体部711弯折地延伸并连接于所述第一微机电单元72与所述第二微机电单元73。
63.再者，所述第一微机电单元72插设于两个所述侧板122的所述导引槽1221内，所述第二微机电单元73抵靠于两个所述侧板122(如：所述定位结构1222)及/或所述横梁123，以使所述第一微机电单元72与所述第二微机电单元73通过所述第二架体12而相夹有一预定角度α。
64.据此，所述微机电模块7于本实施例中通过将所述第一微机电单元72与所述第二微机电单元73安装在成形精度较高的所述框架1上(如：所述框架1以模制成型所制成)，以能精准地控制所述第一微机电单元72与所述第二微机电单元73之间的所述预定角度α。
65.进一步地说，如图2和图13所示，所述第一微机电单元72包含有一第一载板721及安装于所述第一载板721的一第一微机电组件722。其中，所述第一载板721的两侧部位分别插设于两个所述侧板122的所述导引槽1221内，并且两个所述第一固定胶体74分别位于两个所述导引槽1221内。也就是说，所述微机电模块7于本实施例中是通过在每个所述导引槽1221以一个所述第一固定胶体74来固定位于其内的所述第一微机电单元72的部位(如：所述第一载板721的一侧部位)。再者，所述第一微机电组件722连接于所述软性电路板71(如：所述软性电路板71的局部承靠在所述第一载板721并电性耦接于所述第一微机电组件722)。
66.所述第二微机电单元73包含有一第二载板731及安装于所述第二载板731的一第二微机电组件732。其中，所述第一载板721与所述第二载板731为彼此分离设置，并且所述第二载板731抵靠于两个所述侧板122(如：所述定位结构1222)及/或所述横梁123，并且所述微机电模块7于本实施例中是以所述第二固定胶体75黏着所述第二微机电单元73(如：所述第二载板731)至所述横梁123，但本发明不以此为限。再者，所述第二微机电组件732连接于所述软性电路板71(如：所述软性电路板71的另一局部承靠在所述第二载板731并电性耦接于所述第二微机电组件732)。
67.据此，如图14所示，所述第一微机电组件722的微镜面7221与所述第二微机电组件732的微镜面7321于本实施例中可以通过所述第一载板721与所述第二载板731配合于所述第二架体12而相夹有所述预定角度α。
68.需额外说明的是，所述微机电模块7于本实施例中是以两个所述第一固定胶体74与所述第二固定胶体75来协助所述第一微机电单元72与所述第二微机电单元73固定至所述第二架体12，据以进一步提升所述预定角度α的精准度，但本发明不受限于此。举例来说，在本发明未示出的其他实施例中，所述第一微机电单元72与所述第二微机电单元73也可以通过其他手段(如：嵌合手段或螺锁手段)固定至所述第二架体12。
69.[本发明实施例的技术效果]
[0070]
综上所述，本发明实施例所公开的投影设备，其至少一个所述准直透镜是以至少一个所述黏着体而固定于所述承载梁，而基于至少一个所述黏着体的体积与收缩方向都是可预期的，所以其因收缩而产生的位移量是可控制的，进而有助于提升至少一个所述准直透镜的安装精准度。
[0071]
再者，本发明实施例所公开的投影设备，其所述微机电模块是通过将所述第一微机电单元与所述第二微机电单元安装在成形精度较高的所述框架上，以能精准地控制所述第一微机电单元与所述第二微机电单元之间的所述预定角度。
[0072]
另外，本发明实施例所公开的投影设备，其通过所述散热件的至少一个所述导热
部穿设于至少一个所述容置孔而连接于至少一个所述散热垫，据以使得所述复合发光器所产生的热能可以直接通过至少一个所述散热垫而快速地传输至所述散热件，进而提升所述光源模块的散热效率。
[0073]
此外，本发明实施例所公开的投影设备，其通过在相夹有85度～95度的所述合光平面与所述光传输平面上进行组件配置，据以使得所述投影设备的各个组件能够被妥善地配置于所述框架、进而有效地控制所述投影设备的外型与体积。
[0074]
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。