TWI304895B - Fine adjusting mechanism - Google Patents

Description

1304娜 19844twf.doc/g 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種微調機構，且特別是有關於一種 用以承載光學元件的微調機構。 【先前技術】 隨著現代視訊技術的進步，光學投影裝置已被廣泛地 使用於豕庭劇院、小型會議報告及工作室討論等場合。光 冬才又衫裝置（optical projection device )包括一光學引擎 Φ (〇ptical engine)及一投影鏡頭（projection lens),其中 光學引擎是用以提供-影像光束，而投影鏡頭是用以將影 像光束投射至榮幕（s_n)成像。此外，光學引擎通常 包括一光源、一光積分柱模組（r〇d m〇dule )及一光閥（light valve) ’其中光較用以產生—光束，而光積分柱模組是 ‘束，勻化，^光閥是用以將光束轉換為影像光 般而言，光束均勻化的程度取決於光束通過光積分 $模，’且之光積分柱（㈣）的位置。因此，光積分柱模組通 鲁4整單元（adjUStmg Unit) ’藉以調整光束通過 、’、柱後入射至一聚光透鏡（condenser lens)的位置， 並使=束在離開光積分柱後更為均勻。 =參考圖1A及圖1β，習知光積分柱模組1⑻包括一 :二刀柱11。以及—支架。光積分柱⑽具 、射而I12以及一出射端114，並被固定於支架120 括一三避免光積分柱110雙外力而產生破裂。支架120包 件122而且，光學引擎的基座（engine h〇using) 1304· 19844twf.doc/g 1304· 19844twf.doc/g •凸肋202b以及一穿孔 200具有一第一凸肋202a、 綱。當光積分柱模組被裝配於光學引擎的基座200 上時，光積分柱模組100被放置於第—凸肋202a 凸 肋202b上’而且，定位件122插入穿孔2〇4中。此時，定 =Π與^L 2 0 4之相互卡合而限制光積分柱模組1 〇 〇 於Z軸向位私。之後，請參考圖lc，利用—具有四彈性片 = 覆蓋光積分柱模組刚，然後再利用四 ==定片212，以將光積分柱模組刚固定於 先子引擎的基座200上。此時’第_凸肋耻、第二凸肋 b㈣性片212a緊舰合於光積分柱模組⑽之周 圍，以限制光積分柱模組⑽於χΑγ車由向位移。 凊參考圖ic與圖1D，—第—調整螺絲22 :整螺Π4分別配置於光學引擎的基座相鄰之兩 夕貝卜積分柱m之岀射端114設置，出射端114 H 鏡㈣。請參考圖1E，當出射端114之中 $ 〜時’可藉由轉動第-調整螺絲222斑第二調整 ϋ4作調整’、以將出射端114之中心調整至聚光透鏡 與第二始然而，當使用者在轉動第-調整嫘絲222 202bdi、糸224時’光積分柱模組_會以第二凸肋 2〇2b為支點轉動—角唐 籍八知11Λ 月此時，光積分柱模組_之光 合:推離第112會產生-偏移量dJL出射端114 :光走以。由於入射端112之偏移造成光源 心因 、刀柱110 k會產生光能的損夹，並且， 1304嫩 19844twf.doc/g 入射端112之偏移亦會影響光束投射在數位微鏡裝置 (digital micromirror device，DMD)上之均勻度。 【發明内容】 本發明之目的是提供一種微調機構，以避免微調光學 元件時因槓桿原理而產生偏移的問題。

本發明之另一目的是提供一種微調機構，以解決調整 光積刀柱之出射端位置時會造成入射端產生偏移量，並造 成光能的損失與光束投射在數位微鏡装置上之均勻度不佳 的問題。 又土 為達上述或是其他目的，本發明提出一種微調機構， 適=載-光學科’包括—第—框架、—承载部以及— 組弟-連接部。第-框架具有―第—開孔 設！!光學元件外側，以固定光學元件。承載部ΐ有^ ，弟:開孔中之載板’且承載部是從第—開孔内往第一框 4的-側延伸。第—連接部位於第—開孔内，

框架之間。其中，第-連接部適= 以弟一方向為軸心扭轉㈤st 座生 微調時因槓桿原理以避免 板的二側延;ί载第二體。柱體與載板連接且由載 第-框架、承載部以及第連—接連::二與二:方向重合。 承載部以及第-連接部之材質包括齡金/1—框架' 微調機構更包括—第二框架以及一組第二連接部。第 8 19844twf.doc/g 二框架具有一第二開孔，且第一框架位於第二開孔内。第 二連接部連接於第一框架與第二框架之間，且第二連接部 適於產生以一第二方向為軸心扭轉之彈性變形。第二連接 部包括二分別位於第一框架兩侧之第二連接柱體，而第二 連接柱體的軸心與第二方向重合。第一方向與第二方向為 正交。第二框架更包括一固定部。其中，固定部與第二框 架連接，且固定部是從第二框架底部往第二框架的一側延 伸。第一框架、承載部、第一連接部、第二框架與第二連 接部為一體成形。載板、第一框架及第二框架配置於同一 平面上。 微調機構更包括一調整單元，配置於承載部周圍，適 於推頂承載部。調整單元包括多個調整螺絲。 光學元件為一光積分柱、一反光元件或一透鏡。當光 學元件為光積分柱時，第一連接部之軸心與第二連接部之 軸心之交點，位於光積分柱之軸心上。載板具有一穿孔， 光積分柱之一入射端裝設於穿孔内。光積分柱具有相對之 一入射端及一出射端，載板具有一穿孔，入射端裝設於穿 孔内，調整單元靠近出射端配置。本發明將光積分柱之入 射端位置做為固定端，而且，利用扭轉的彈性變形原理來 調整光積分柱之出射端位置。因此，可避免習知光積分柱 在做調整時會造成入射端產生偏移量’並造成光能的損失 與光束投射在數位微鏡裝置上之均勻度不佳的問題。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 1304膨 19844twf.doc/g 明如下。 【實施方式】

請參考圖2A與圖2B，微調機構3〇〇a適於承載一光 學元件。於本發明之第一實施例中，光學元件例如是光積 勺柱360 ’且光積分柱360具有相對之一入射端36〇b及一 山射端360a。微調機構300a包括一承載部31〇、一第一框 架320以及一第一連接部340。第一框架320具有一第一 開孔320a。承載部310適於裝設於光積分柱3㈤外侧，以 固定光積分柱360。承載部310並具有一設置於第一開孔 3/0a中之載板312’且承載部310是從第一開孔32〇a内往 第一框架320的一側延伸。第一連接部34〇位於第一開孔 320a内，並連接於載板312與第一框架32〇之間。而且， 第一連接部340適於產生以一第一方向37〇a為軸心扭轉之 彈性變形。

、於本發明之較佳實施例中，承载部310更具有一連接 於載板312之柱體314，且光積分柱360適於裝設於杈體 314中。柱體312由載板312的一侧向外延伸，且其延伸 方=垂直於載板312。載板312並具有—穿孔3m，而光 積分柱360之入射端36〇b裝設於穿孔312&，以使光積分 柱 之入射力而360b成為固定端。於較佳實施例中之载板 312為矩形载板，而柱體314為L型柱體。再者，承载部 31:第框架32〇與第一連接部mo例如是以一體成形的 方，、、且成，且其材料例如是鋁合金。但本發明並不以此為 限。舉例來說，載板312可以為圓形載板或其他形狀，而 10 I304M5, 於〆 I9844twf.doc/g 柱體314可以為空心矩形柱體或其他不干涉光束行進路 且適於容納光積分柱360之柱體。 除此之外，第一連接部34〇之外型例如是柱體，且其 軸心與:第一方向370a重合’而且，第一連接部細適ς 產生以第一方向370a為軸心扭轉之彈性變形。載板312 與第一框架320可藉由第一連接部34〇之連接而配置於同 一平面上。於本發明之較佳實施例中，第一連接部34〇包 括二分別位於承載部310兩側之第一連接柱體34〇a。二第 丨一連接柱體340a之一端分別連接於載板312之相對兩側， 而—第一連接柱體340a之另一端分別連接於第一框架 之相對兩邊之内側。二第一連接柱體34〇a共軸心，且其軸 心平行於第一方向370a，且第一方向370a與光積分柱36〇 之軸心成正交。其中，第一連接柱體34〇a適於產生沿第— 連接柱體340a之軸心扭轉之彈性變形。 更詳細而言，當第一框架320被固定於光學引擎基座 (未繪示）時，光積分柱360之入射端360b之中心位置被 固定。而且，當承載部310之柱體314承受一平行於—第 二方向370b之第二外力380b’且第二外力380b作用於光 積分柱360之軸心時，第二外力380b適於在第一連接柱體 340a上形成一第二力矩390b，且第二力矩390b為扭矩 (torque)。此時，第一連接柱體34〇a產生扭轉之彈性變 形’並使光積分柱360之出射端360a之中心位置產生偏 移’以調整出射端360a在第二方向370b上之中心位置。 於上述實施例中，第一方向370a例如是與第二方向37% 11 1304娜 19844twf.doc/g 成正交，且第一方向370a與第二方向370b例如是與光積 分柱360之轴心成正交。

微調機構300a更可以包括一調整單元（未繪示），配 置於承載部310 ’且調整單元適於推頂承載部310。於本實 施例中，調整單元靠近光積分柱360之出射端360a設置， 使光積分柱360之出射端360a成為調整端。再者，調整單 元適於推頂承載部310之柱體314,以產生第二外力380b。 而且，調整單元例如是調整螺絲。值得注意的是，本發明 並不僅限於上述實施例。舉例來說，第一方向37〇a與第二 方向370b可以不為正交。而且，微調機構3〇〇a之安裝方 白"T以相反，因此，可將載板M2設於光積分柱360之出 射端360a而成為固定端，並將調整單元設於光積分柱36〇 之入射端360b而成為調整端。 合值得注意的是，微調機構3〇〇a在微調時只有柱體314 二承X外力作用，而光積分柱36〇是不承受外力作用的，

光積分柱360不會產生破裂或剥離。由於柱體314 3=細周整出射端遍之中心位置時，光積分柱 可僻Ϊ端观之中心位置是被固定的。因此，本發明 CSSS在調整光積分柱之出射端位置心 數位微齡因而造成光能的損失與光束投射在 倣鏡裝置上之均勻度不佳的問題。 之結與圖3Β，第二實施例之微調機構通 相同而者不疋與圖2Β中所示之微調機構遍 向-者不同之處在於··微調機構3_更包括—第二 12 1304縱 19844twf.doc/g 框架330以及-第二連接部35G。第二框帛33()具有一第 二開孔施’而第-框架32G與第二連接部35()皆位 二開孔330a内。第二連接部35〇之外型例如是柱體，且其 軸心與第二方向370b重合。第二連接部35〇連接於 架320與第二框架330之間，以使第—框架32〇與第二框 架330可藉由第二連接部35〇之連接而配置於同一平面 上。因此’載板312、第-框架32〇與第二框架33〇位於 同一平面上。第二連接部35〇適於產生以第二方向π胙 為軸心扭轉之彈性變形。 於此實施例中，第二連接部35Q包括二分別位於第— 框架320兩侧之第二連接柱體挪。二第二連接柱體35〇a 端分別連接於第-框架32Q之相對兩邊的外側，而二 第-連接柱體350a之另-端分別連接於第二框架33〇之相 ，兩，的内侧。二第二連接柱體35〇a共軸心，且其軸心平 行於第二方向3赐’且第二方向现與光積分柱之 轴心成正交。而且，第—連接柱體340a之轴心與第二連接 柱體35Ga之軸心之交點，位於光積分柱360 之轴心上。因 此，載板312、第一框架32〇、第二框架33〇、二第一連接 柱體340a之軸心以及二第二連接柱體％⑽之轴心皆位於 同平面上。相同的，第二連接柱體35〇a適於產生沿第二 連接柱體350a之軸心扭轉之彈性變形。 更弄細而言，當第二框架33〇被固定於光學引擎基座 =光積刀柱360之入射端36〇b之中心位置被固定。而且， 虽承載部310之柱體314承受一平行於第一方向遍之第 13 1304聯 19844twf.doc/g 一外力380a，且第一外力380a作用於光積分柱360之軸 心時，第一外力380a適於在第二連接柱體350a上形成一 第一力矩390a，且第一力矩390a為一扭矩。此時，第二 連接柱體350a產生一扭轉之彈性變形，並使光積分柱360 之出射端360a之中心位置產生偏移，以調整出射端36〇a 在第一方向370a上之中心位置。 相較於第一實施例，第二實施例中之柱體314可同時 承受作用於光積分柱360之軸心之第一外力380a與第二外 籲 力38〇b，以使出射端360a之中心位置可同時作第一方向 370a與第二方向370b之調整。 除此之外，第二框架330更可包括一固定部332。固 定部332連接於第二框架33〇，且固定部332從第二框架 330底部往第二框架330的—側延伸。而且，承載部31〇、 第一框架320、第二框架330、第一連接部34〇、第二連接 邓350以及固定部332例如是以一體成形的方式組成，且 八材料例如疋紹合金。於本發明之較佳實施例中， 固定部 ❿33^延伸方向與柱體314之延伸方向相同且互相平行， =调機構300b可藉由固定部332固定裝配於光學引 擎基座。 —相k於第-實施例’微調機構3嶋可以包括二調整單 調整單元分別配置於承载部31〇相鄰兩侧，且調整 :日二：推頂承載部310，以使出射端360a之中心位置可 二二向37〇a與第二方向370b之調整。然而，調 正早兀的結構與作動方式與第—實施例相同，於此不作贅 14 1304嫩 19844twf.doc/g 述0 值得注意的是，本發明除了可用以承載光積分柱360 外，更可用以承载其他需要被微調的光學元件（例如：反 光元件或透鏡）或其他元件。以下將另外再舉出兩項實施 例以提供較為明確的說明。

請參考圖4A與圖4B，第三實施例之微調機構300c 之結構大致上是與圖3A與圖3B中所示之微調機構300b 相同’而二者不同之處在於：微調機構300c適於承載一反 光元件460’而反光元件460例如是反光鏡，反光元件460 配置於載板412上，且柱體4U是實心柱體。請參考圖5， 第四實施例之微調機構3〇〇d之結構大致上是與圖3A與圖 3B中所示之被调機構3〇〇b相同，而二者不同之處在於： 微调機構300d適於承載一透鏡560，且透鏡配置於載 板312之牙孔312a中。而有關微調機構3〇〇c、3〇〇d之作 動方式與微調機構300b相同，故於此不再資述。

练上所述，本發明之微調機構的設計原理為承载部之 之軸心在受力時’第-連接柱體與第二連接柱體可產生扭 轉之彈性變形。因此，承載部在受力後僅會以第一連接柱 體之軸心與第二連接柱體之如之交點制定點作旋轉， 而不會產生位移。所以’本發明之微調機構在調整時不合 產生偏移關題。相_，#本發明之微調機構被運用^ 光積分柱時，更可避免偏移量所造成光能的損失與 射在數位微鏡裝置上之均勻度不佳的問題。 又 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非 15 1304縱 19844twf.doc/g 限疋本!x明’任何所屬技術 脫離本發明之精神和範圍内，乍知識者，在不 因此本發明之保護範圍當：專=更動與潤飾， 為準。 ％專利範目所界定者 【圖式簡單說明】 圖1A為習知光積分叔 1ΐ3 ^ 尤檟刀柱枳組之立體圖。 參 圖Β為習知光積分桂模組裝配於 局部立體示意圖。 、先予引擎基座上之 圖1C為習知光積分柱模組鎖固 局部立體示意圖。 九予引擎基座上之 圖1D為圖lc中沿卜工，之剖視圖。 圖1E為圖lc中之光積分杈之軸 前與調整後之示意圖。 错由調整螺絲調整 圖2A為本發明第一實施例之一 積分柱之立體圖。 做碉機構應用於光 圖2B為圖2A中所示之微調機構 圖3A為本發明第二實施例之一—立體圖。 積分柱之立體圖。 〜5周機構應用於光 圖3B為圖3A中所示之微調機構 圖4A為本發明第三實施例之一 一立體圖。 光元件之立體圖。 士★調機構應用於反 圖4B為圖4A中所示之微調機構 圖5為本發明第四實施例之 ，^立體圖。 之立體圖。 氣相機構應用於透鏡 16 19844twf.doc/g 【主要元件符號說明】 - 10 0 .光積分柱相τ組 110 :光積分柱 112 :入射端 114 :出射端 120 :支架 122 :定位件 200 :光學引擎的基座 _ 202a、202b:凸肋 204 :穿孔 212 :固定片 212a :彈性片 — 214:鎖固螺絲 222、224 :調整螺絲 250 :聚光透鏡 d ·偏移直 • Θ ·角度 300a、300b、300c、300d :微調機構 310 :承載部 312 :載板 312a :穿孔 314 :柱體 320、330 :框架 320a、330a :開孔 17 1304聯 19844twf.doc/g 332 :固定部 340、350 :連接部 340a、350a :連接柱體 360 :光積分柱 360a :出射端 360b :入射端 370a :第一方向 370b ··第二方向 _ 380a、380b :外力 390a、390b :力矩 410 :承載部 412 :載板 414 :柱體 460 :反光元件 560 :透鏡

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Claims (1)

19844twf.doc/g 十、申請專利範圍： 1. 一種微調機構，適於承載一光學元件，包括： 一第一框架，具有一第一開孔； 一承載部，適於裝設於該光學元件外侧，以固定該光 學元件，其中該承載部具有一載板，且該載板設置於該第 一開孔中；以及 一第一連接部，位於該第一開孔内，且連接於該承載 部之該載板與該第一框架之間，其中該第一連接部適於產 生以一第一方向為軸心扭轉之彈性變形。 2. 如申請專利範圍第1項所述之微調機構，其中該承 載部更包括一柱體，與該載板連接且由該載板的一侧延伸。 3. 如申請專利範圍第1項所述之微調機構，其中該第 一連接部包括二分別位於該承載部兩侧之第一連接柱體， 而該些第一連接柱體的轴心與該第一方向重合。 4. 如申請專利範圍第1項所述之微調機構，其中該第 一框架、該承載部以及該第一連接部為一體成形。 5. 如申請專利範圍第1項所述之微調機構，其中該第 一框架、該承載部以及該第一連接部之材質包括鋁合金。 6. 如申請專利範圍第1項所述之微調機構，更包括： 一第二框架，具有一第二開孔，該第一框架位於該第 二開孔内；以及 一第二連接部，連接於該第一框架與該第二框架之 間，該第二連接部適於產生以一第二方向為軸心扭轉之彈 性變形。 19 BO娜 19844twf.doc/g 二連第6項所述之微調機構，其中該第 體，而該此第連^ 了該I,側之第二連接柱 二弟—連接柱體的軸心與該第二方向。 :二申請專利範圍第6項所述之微 ： 一方向與該第二方向為正交。 肖，、中遠弟 -框Si專利範圍第6項所述之微調機構，…第 -才匸木更包括-固定部，與該第二框二中▲弟 部是框架底部往該第二框架的：延:定 一框架、該承载部、該第—連接部、其中該第 連接部為一體成形。 —框术與該第二 板 , . 卞卸上。 .如申知專利範圍第6項所述之微 學元件為—光積錄、-反光元件或構，其中該光 ^ 13,如申請專利範圍第〗2項所述之 第一連接部之轴心與該第二連接部之轴w ’其令該 光積分柱之軸心上。 'u之父點，位於該 14. 如申請專利範圍第12項 載板且右_馀π斗， <〈似15周機:構，其中嗜 戰板/、有穿孔，該光積純之_ : Μ 15. 如申請專利範圍第J 又於该穿孔内。 调整早兀，配置於該承載部周圍，適毒，- 16. 如申請專利範圍第]5項所述之微載部。 调整皁元包括多個調整螺絲。 …♦構’其中該 申請專利範圍第6項所述之微調機構 该第-框架及該第二框架配置於 ，、中铺 12.如由往击 〇 20 130娜 19844twf.doc/g 130娜 19844twf.doc/g

17.如申請專利範圍第15項所述之微調機構，其中該 光學元件包括一光積分柱，該光積分柱具有相對之一入射 端及一出射端，該載板具有一穿孔，該入射端裝設於該穿 孔内，該調整單元靠近該出射端設置。 21