合光装置及投影装置的制作方法

本实用新型是关于一种合光装置及投影装置，特别是一种具有微调机制之合光装置及投影装置。

背景技术：

随着投影装置朝向轻薄化、高影像质量及低能耗之方向发展，目前投影装置之光源系统为使用固态发光元件，例如发光二极管或激光元件。又因应现在投影装置的高质量要求，愈来愈高的亮度为大势所趋，因此常需采用双光源来提高亮度。采用多光源设计的光源系统需使用合光元件将两组固态光源数组所发射之光束进行角度之转换，使固态光源数组所发射之光束可被反射而被导至同一聚光透镜聚焦，以整合至之后的光学元件，并透过适当的光路径安排，将显示讯号的影像投射到屏幕上。

一般合光装置包括两反射镜组，两组固态光源数组所发出的光线分别借由两反射镜组将光束反射至聚光透镜。然而，于实际操作使用上，反射镜组因设计时的组件公差，导致由反射镜组反射后之光束无法集中导送至聚光透镜聚焦，且多个反射镜组亦无适当的调整机构可供调整，使得固态光源数组所提供之光源无法有效汇聚而造成能量耗损，降低光源系统之使用效率，此外，进入投影装置内部之光强度不足将影响成像质量与亮度。

本「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」中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。此外，在「背景技术」中所揭露的内容并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，也不代表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合光装置及投影装置，其中合光装置利用调整元件的旋出及旋入可轻易微调反射镜组的位置，可提高光源模块之使用效率。

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，本实用新型所提供的合光装置，用于安装于投影装置之机壳，机壳上设置至少一第一固定孔，合光装置包含：第一反射镜组、第二反射镜组、至少两预定位结构及调整机构。第一反射镜组包含第一装置本体及第一反射元件，第一反射元件设置于第一装置本体；第二反射镜组包含第二装置本体及第二反射元件，第二反射元件设置于第二装置本体；至少两预定位结构分别将第一装置本体与第二装置本体预定位于机壳上，其中第一装置本体与第二装置本体分离且对应设置；调整机构包含设置在第一装置本体与第二装置本体至少其中一者的至少一调整孔、至少一调整元件以及一弹性元件，其中，弹性元件连接第一装置本体与第二装置本体，调整孔包含穿孔部及锥形孔部，锥形孔部连通穿孔部，锥形孔部具有斜面内壁；调整元件包含锁固部及锥形头部，锁固部穿入穿孔部且锁固于第一固定孔，其中锥形头部对斜面内壁的迫紧或松退使第一装置本体与第二装置本体至少其中一者以至少两预定位结构至少其中一者为轴线偏转至预期位置。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型所提供的投影装置包括机壳、照明系统、光阀及投影镜头。照明系统用于提供照明光束，光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换成影像光束，而投影镜头配置于影像光束的传递路径上。其中照明系统包括光源模块及上述之合光装置，光源模块用于提供光束；合光装置安装于机壳，且配置在光束的传递路径上，以调整光束至特定光路。

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。本实用新型借由调整元件之锥形头部对设置于第一装置本体或第二装置本体之调整孔的锥形孔部的斜面内壁之迫紧或松退使第一装置本体或第二装置本体以预定位结构为轴线偏转至预期位置，其中反射镜组之反射元件的位置可被进行微调。因此合光装置之反射镜组因设计时的组件公差，所导致之由反射元件反射后之光束无法集中导送至聚光透镜聚焦的问题将可被改善，使得光源模块所提供之光束可有效汇聚，而不致造成能量耗损，具有提高光源模块之使用效率的优点。

为让本实用新型之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，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合光装置及其所用于安装之投影装置的部分机壳之结构示意图。

图2是本实用新型一实施例合光装置及其所用于安装之投影装置的部分机壳之另一视角结构示意图。

图3是本实用新型一实施例合光装置预定位或者固定于机壳上示意图。

图4是本实用新型一实施例合光装置组装于机壳之部分剖面示意图。

图5a至图5c是本实用新型一实施例利用调整元件使第一装置本体偏转之动作示意图。

图6是本实用新型一实施例投影装置的方块示意图。

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，仅是参考附图的方向。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合光装置及其所用于安装之投影装置的部分机壳之结构示意图，图2是本实用新型一实施例合光装置及其所用于安装之投影装置的部分机壳之另一视角结构示意图。如图1及图2所示，合光装置10用于安装在投影装置之机壳12上，需注意的是，在本实施例中，机壳12用以代表投影装置的部分机壳。机壳12 上形成有两对称之第一固定孔14(示于图2)及两对称之第二固定孔 16(示于图2)。合光装置10包含两反射镜组、两预定位结构及调整机构42，两反射镜组分别为第一反射镜组18及第二反射镜组20，两预定位结构分别为第一预定位结构22及第二预定位结构24。

如图1及图2所示，第一反射镜组18包含第一装置本体26及第一反射元件28，第二反射镜组20包含第二装置本体30及第二反射元件32。于一实施例中，第一装置本体26及第二装置本体30的轮廓对应且皆各自略呈直角三角柱体，第一装置本体26具有顶面261、底面 262、斜边面及两直角面，第二装置本体30具有顶面301、底面302、斜边面及两直角面，第一装置本体26之其中一直角面及第二装置本体 30之相对应的其中一直角面分别作为第一侧面263及第二侧面303，第一装置本体26之斜边面及第二装置本体30之斜边面分别作为第三侧面264及第四侧面304，第三侧面264与第一侧面263相连接且夹一锐角θ1，第四侧面304与第二侧面303连接且夹一锐角θ2。

接续上述说明，第一反射元件28设置于第一装置本体26上，例如为设置在第一装置本体26的第三侧面264，第二反射元件32设置于第二装置本体30上，例如为设置在第二装置本体30的第四侧面 304，第一反射元件28及第二反射元件32例如相互镜像对称而设置。于一实施例中，如图1及图2所示，第一反射元件28及第二反射元件 32的数量为多个，多个第一反射元件28相互平行地设置于第三侧面 264，多个第二反射元件32相互平行地设置于第四侧面304。

第一预定位结构22及第二预定位结构24分别用以将第一装置本体26及第二装置本体30预定位于机壳12上，使得第一装置本体26 与第二装置本体30可相互镜像对称。于一实施例中，如图2所示，第一预定位结构22包含形成于第一装置本体26之第一定位孔34及形成于机壳12上之第一定位销36；第二预定位结构24包含形成于第二装置本体30之第二定位孔38及形成于机壳12上之第二定位销40。其中，第一定位孔34及第二定位孔38分别形成于第一装置本体26之底面262及第二装置本体30之底面302；于一实施例中，第一定位销36 及第二定位销40可为从机壳12突出的结构，第一定位销36及第二定位销40的位置分别与第一定位孔34及第二定位孔38的位置对应。第一装置本体26及第二装置本体30经由第一定位孔34及第二定位孔 38的分别套设于第一定位销36及第二定位销40而预定位于机壳12 上，如图3所示，其中第一侧面263及第二侧面303分离且对应。

图4是本实用新型一实施例合光装置组装于机壳之部分剖面示意图，具体而言，图4为图3的一剖面之部分，上述剖面平行于图3中所示的YZ平面，且通过调整孔44、调整元件46、第一固定孔14以及弹性元件48。请同时参阅图1及图4所示，调整机构42包含设置在第一装置本体26与第二装置本体30至少其中一者的至少一调整孔 44、至少一调整元件46以及一弹性元件48。弹性元件48连接第一装置本体26及第二装置本体30，于一实施例中，调整机构42还包含两容置槽50、50’分别设置于第一装置本体26的第一侧面263及第二装置本体30的第二侧面303，两容置槽50、50’的位置分别邻近于第一装置本体26的底面262及第二装置本体30的底面302，且两容置槽 50、50’相互对应，而弹性元件48的相对两端则分别固定在两容置槽 50、50’内。

其中，调整孔44例如为贯穿第一装置本体26之底面262或第二装置本体30之底面302的通孔，请同时参阅图4所示，调整孔44的数量于一实施例中例如为两个，分别贯穿第一装置本体26之底面262 及第二装置本体30之底面302。每一调整孔44包含穿孔部441及锥形孔部442，锥形孔部442连通穿孔部441，锥形孔部442具有斜面内壁443，当第一装置本体26及第二装置本体30预定位于机壳上12时，两穿孔部441的位置大致与机壳12上之第一固定孔14的位置对应。于一实施例中，第一固定孔14例如为螺孔，且穿孔部441的截面尺寸大于第一固定孔14的截面尺寸。

其中，于一实施例中，调整元件46的数量例如为两个，各调整元件46包含锁固部461及锥形头部462，锥形头部462连接于锁固部461，锥形头部462之斜面463的斜度例如与锥形孔442之斜面内壁443的斜度相匹配。于一实施例中，锁固部461的至少一部分外表面，例如下端部的外表面，形成有外螺纹464(示于图5a至图5c)。当第一装置本体26及第二装置本体30于机壳12上处于预定位位置时，调整元件 46之锁固部461穿入调整孔44之穿孔部441，且锁固于第一固定孔 14中，其中在锁固部461锁固于第一固定孔14的过程中，锥形头部 462对锥形孔442之斜面内壁443的迫紧或松退使第一装置本体26与第二装置本体30其中一者以第一预定位结构22及第二预定位结构24 至少其中一者为轴线偏转至一预期位置。换句话说，当调整元件46 之锁固部461为穿入第一装置本体26之调整孔44时，锥形头462对斜面内壁446的迫紧或松退使第一装置本体26以第一预定位结构22 的轴线偏转；当调整元件46之锁固部461为穿入第二装置本体30之调整孔44时，锥形头462对斜面内壁446的迫紧或松退使第二装置本体30以第二预定位结构24的轴线偏转。于一实施例中，第一预定位结构22及第二预定位结构24的轴线例如是各自通过第一定位销36 中心轴及第二定位销40中心轴。

接续上述说明，图5a至图5c是本实用新型一实施例利用调整元件使第一装置本体26偏转之动作示意图。其中弹性元件为压缩弹簧。如图5a所示，调整元件46之锁固部461初步进入第一固定孔14，且外螺纹464与第一固定孔14螺合时，弹性元件48的应力将推动第一装置本体26，使第一装置本体26之锥形孔部442的部分斜面内壁443 承靠于锥形头部462，且穿孔部441的一侧接触于锁固部461。接着，旋转调整元件46使锁固部461持续往机壳12之第一固定孔14的方向位移，此时锥形头部462推抵斜面内壁443，使得第一装置本体26往弹性元件48方向偏转且压缩弹性元件48，如图5b所示，穿孔部441 不再接触于锁固部461；而随着锁固部461持续与第一固定孔14螺合，如图5c所示，第一装置本体26往弹性元件48方向偏转至一预期位置，于一实施例中，当第一装置本体26处于预期位置时，锥形头部462 可能沉头于锥形孔部442；惟不限于此，锥形头部462也有可能凸出于锥形孔部442。其中，若第一装置本体26往弹性元件48方向偏转过大时，可将调整元件46稍微的旋出，使锥形头部462对斜面内壁 443略加松退，则原本被压缩之弹性元件48将驱使第一装置本体26 往远离弹性元件48的方向偏转。

可以理解地，亦可以利用另一调整元件46的穿入于第二装置本体30之调整孔44，且将调整元件46锁入于机壳12上之第一固定孔14 中，而对第二装置本体30的位置进行微调。

接续上述说明，如图1、图2及图4所示，合光装置10还包含两固定元件及两定位孔56，两固定元件分别为第一固定元件52及第二固定元件54，两定位孔56分别形成于第一装置本体26的底面262及第二装置本体30的底面302。如图4所示，当第一装置本体26及第二装置本体30处于预期位置时，第一固定元件52及第二固定元件54 分别穿设过第一装置本体26及第二装置本体30的定位孔56且分别与机壳12上之两第二固定孔16结合，以将第一装置本体26与第二装置本体30固定于机壳12上。于一实施例中，如图1及图2所示，第一固定元件52及第二固定元件54例如为固定螺丝，两第二固定孔16 例如为螺孔，第一固定元件52及第二固定元件54穿设过定位孔56 的一端分别与机壳12上之两第二固定孔16螺合。

进一步参阅图3所示，机壳12的两侧壁121、121’上可供分别设置第一光源模块(图中未示)及第二光源模块(图中未示)，第一光源模块及第二光源模块相互镜像对称而设置，第一光源模块及第二光源模块用于提供光束(图中未示)，两侧壁121、121’上分别设有多个光束之入射孔123、123’。第一反射镜组18之第一反射元件28面向第一光源模块(亦即面向入射孔123)，且配置在第一光源模块之光束的传递路径上；第二反射镜组20之第二反射元件32面向第二光源模块(即面向入射孔123’)，且配置在第二光源模块之光束的传递路径上。

接续上述说明，于一实施例中，第一反射元件28及第二反射元件 32的数量为多个时，第一光源模块发出多个第一子光束，第二光源模块发出多个第二子光束，多个第一反射元件28分别对应多个第一子光束各自的光轴，多个第二反射元件32分别对应多个第二子光束各自的光轴，以借由多个第一反射元件28及多个第二反射元件32分别将多个第一子光束及多个第二子光束引导至特定光路上，例如第一子光束及第二子光束皆被引导至皆朝向聚光透镜，以整合至之后的光学元件。而上述之第一装置本体26及第二装置本体30所处于的预期位置例如为使第一反射元件28及第二反射元件32所反射后之子光束被聚光透镜聚光时，可得到最佳的光亮度，或者达到其他光学需求的性能。

另一方面，在上述实施例中，第一预定位结构22及第二预定位结构24分别为第一定位销36配合第一定位孔34及第二定位销40配合第二定位孔38的设计，惟不限于此，于一实施例中，可省略第一定位销36、第二定位销40、第一定位孔34及第二定位孔38的设置，而直接以上述之第一固定元件52、第二固定元件54、两定位孔56及两第二固定孔16取代。举例说明，借由第一固定元件52及第二固定元件 54分别穿过第一装置本体26及第二装置本体30之定位孔56且定位于第二固定孔16中，可先暂时地固定第一装置本体26及第二装置本体30于机壳12，但此时第一装置本体26及第二装置本体30仍未被完全锁固于机壳12上；再利用调整元件46对第一装置本体26进行偏转调整时，第一装置本体26以第一固定元件52的轴线进行偏转，待第一装置本体26微调至预期位置时，将第一固定元件52穿设过定位孔56的一端锁紧于对应的第二定位孔16中；利用调整元件46对第二装置本体30进行偏转调整时，第二装置本体30以第二固定元件54 的轴线进行偏转，待第二装置本体30微调至预期位置时，将第二固定元件54穿设过定位孔56的一端锁紧于对应的第二定位孔16中。

进一步地，当第一固定元件52第二固定元件54分别将第一装置本体26及第二装置本体30锁固于机壳12上后，还可利用硬化胶(图中未示)于第一固定元件52、第二固定元件54及调整元件46的显露处进行点胶，确保合光装置10在使用时，第一固定元件52、第二固定元件54及调整元件46不致松动而使得第一反射元件28/第二反射元件 32改变位置。其中，硬化胶可以是UV胶、绿胶或螺丝胶等能使第一固定元件52、第二固定元件54及调整元件46固定的胶体。

图6是本实用新型一实施例投影装置的方块示意图，如图6所示，投影装置60包括机壳12、照明系统62、光阀64及投影镜头66，照明系统62包括光源模块及合光装置10。在本实施例中，光源模块可包含相互镜像对称设置之第一光源模块68及第二光源模块70，用于提供光束L1，且其中第一光源模块68发出多个第一子光束L1’，第二光源模块70发出多个第二子光束L1”，光束L1包含多个第一子光束 L1’及多个第二子光束L1”。上述的第一光源模块68及第二光源模块 70可以包括发光二极管光源，产生的光束可以是由红光、蓝光以及绿光所组成的，或者，可以是仅由蓝光所组成的；上述的第一光源模块 68及第二光源模块70亦可包括激光光源，产生的光束可以是由红光、蓝光以及绿光所组成的，或者，可以是仅由蓝光所组成的；此外，上述的第一光源模块68及第二光源模块70亦可以是其他种类的固态光源。合光装置10安装于机壳12上且配置在光束的传递路径上，借由合光装置10调整光束L1至特定光路，合光装置10的结构已叙述如上，于此不再赘述。在本实施例中，照明系统62还包括聚光透镜72，聚光透镜72设置于合光装置10与光阀64之间，且聚光透镜72位于照明光束L2的传递路径上。此外，于未绘制的其他实施例中，照明系统62亦可包含两个或三个合光装置10，每一合光装置10搭配相互镜像对称设置的第一光源模块68及第二光源模块70，再搭配分光镜以使照明光束能朝聚光透镜72的方向前进。

于未绘制的其他实施例中，照明系统62中还可包括有例如波长转换元件，滤光元件及光均匀元件等其他光学元件，进而使照明系统62 提供照明光束L2，其中例如当第一光源模块68及第二光源模块70为激光光源，且产生的光束为蓝光时，可利用波长转换元件形成特定颜色的转换光束。滤光元件例如是滤色轮，可用以滤除特定波长范围的光束之外的光束而使此特定波长范围的光束通过，以提升色光的色纯度。光均匀元件例如是光积分柱(light integration rod)，但不局限于此。

接续上述说明，如图6所示，光阀64配置于照明光束L2的传递路径上，以将照明光束L1转换成影像光束L3，光阀64可以是反射式光阀或是穿透式光阀，其中反射式光阀可以为数字微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或硅基液晶面板(liquid crystal on silicon panel,LCOS panel)，而穿透式光阀可以为穿透式液晶面板，但不局限于此。而投影镜头66配置于影像光束L3的传递路径上，以将影像光束L3投射至屏幕，进而在屏幕上形成影像画面。

在本实用新型中，利用调整元件的旋出及旋入可轻易微调第一反射镜组及第二反射镜组的位置，具有便利性及省工时的优点；其中，由于第一反射元件及第二反射元件可被适当的调整，使得反射镜组因设计时的组件公差，所导致之由反射元件反射后之光束无法集中导送至聚光透镜聚焦的问题将可被改善，因而使得光源模块所提供之光束可有效汇聚，而不致造成能量耗损，可提高光源模块之使用效率，此外，亦可避免进入投影装置内部之光强度不足所造成之成像质量与亮度不佳的问题。

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。

附图标记说明：

10：合光装置

12：机壳

121、121’：侧壁

123、123’：入射孔

14：第一固定孔

16：第二固定孔

18：第一反射镜组

20：第二反射镜组

22：第一预定位结构

24：第二预定位结构

26：第一装置本体

261：顶面

262：底面

263：第一侧面

264：第三侧面

28：第一反射元件

30：第二装置本体

301：顶面

302：底面

303：第二侧面

304：第四侧面

32：第二反射元件

θ1、θ2：锐角

34：第一定位孔

36：第一定位销

38：第二定位孔

40：第二定位销

42：调整机构

44：调整孔

441：穿孔部

442：锥形孔部

443：斜面内壁

46：调整元件

461：锁固部

462：锥形头部

463：斜面

464：外螺纹

48：弹性元件

50、50’：容置槽

52：第一固定元件

54：第二固定元件

56：定位孔

60：投影装置

62：照明系统

64：光阀

66：投影镜头

68：第一光源模块

70：第二光源模块

72：聚光透镜

L1：光束

L1’：第一子光束

L1”：第二子光束

L2：照明光束

L3：影像光束。