CN201066401Y

CN201066401Y - 成像位移模组

Info

Publication number: CN201066401Y
Application number: CNU2007201571509U
Authority: CN
Inventors: 陈义昌; 林志健
Original assignee: Young Optics Inc
Current assignee: Young Optics Inc
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2017-07-23

Abstract

一种成像位移模组，包括一框架、一光学元件、一承载座、一连接部以及至少一第一致动器，框架具有一第一开孔，而光学元件、承载座、连接部以及第一致动器皆配置于第一开孔内，承载座适于承载光学元件，而连接部连接框架与承载座，并适于以一轴线为支点产生弹性扭转，第一致动器配置于承载座的一侧，并适于带动承载座反复振动。本实用新型的成像位移模组，可于各图框时间(frame time)内切换多个子影像的成像位置，进而改善投影装置的影像品质。

Description

成像位移模组

【技术领域】

本实用新型是有关于一种成像位移模组(imaging displacementmodule)，且特别是有关于一种可提高影像解析度的成像位移模组。

【背景技术】

近年来，各种显示技术已广泛地应用于日常生活上，如液晶显示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)、电浆显示面板(plasma display panel，PDP)、投影装置(projection apparatus)等。在大尺寸影像的显示方面，又以投影装置最为实用，因此，投影装置已逐渐成为大尺寸显示不可或缺的技术之一。一般而言，当投影装置将影像投至屏幕上时，影像中各个画素之间常会存在有黑色区域，而此黑色区域整体上看起来是呈现网状。由于投影装置大多是应用在大尺寸的影像显示上，因此，上述的网状的黑色区域常会被使用者所察觉，进而令使用者感觉影像品质不佳。

为了解决上述影像品质不佳的问题，已有一些习知技术相继被提出。这些习知技术主要是借由振动光学引擎(optical engine)中的棱镜(prism)或投影镜头(projection lens)，以快速地切换影像在屏幕上的投影位置，进而消除或减少网状黑色区域。然而，在投影装置中，由于棱镜与投影镜头本身的重量与体积很大，若要振动棱镜或是投影镜头，其振动机构势必相当复杂且会占据相当大的空间，因此，振动棱镜或是投影镜头的作法在实际量产上的可行性较低。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种成像位移模组，以于各图框时间(frametime)内切换多个子影像的成像位置，进而改善投影装置的影像品质。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种成像位移模组，其特征在于：包括：

一框架，具有一第一开孔；

一光学元件，配置于该第一开孔内；

一承载座，配置于该第一开孔内，并适于承载该光学元件；

一连接部，连接该框架与该承载座，该连接部适于以一轴线为支点产生弹性扭转；以及

至少一第一致动器，配置于该第一开孔内及该承载座的一侧，该第一致动器适于带动该承载座反复振动。

本实用新型还提供一种成像位移模组，其特征在于：包括：

一框架，具有一第一开孔；

一光学元件，配置于该第一开孔内；

一承载座，具有一第二开孔，适于装设该光学元件；

一连接部，连接于该框架与该承载座之间，其中该连接部适于产生弹性扭转；以及

至少一第一致动器，配置于该第一开孔内，且配置于该承载座的一侧。

为达上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本实用新型提出一种成像位移模组，包括一框架、一光学元件、一承载座、一连接部以及至少一第一致动器。框架具有一第一开孔，而光学元件、承载座、连接部以及第一致动器皆配置于第一开孔内。承载座适于承载光学元件，而连接部连接框架与承载座，并适于以一轴线为支点产生弹性扭转(elastic torsion)。第一致动器配置于承载座的一侧，并适于带动承载座反复振动。连接部的轴线与光学元件的质心所构成的平面将垂直于光学元件的一表面。连接部可包括二分别位于承载座两侧的连接柱体，这些连接柱体为U型或ㄇ型(“门”字形)。框架、承载座以及连接部为一体成形。第一致动器包括音圈马达(voice coil motor，VCM)或压电陶瓷(piezoelectric ceramic，PZT)。成像位移模组更包括至少一第二致动器，配置于第一开孔内，且配置于承载座的另一侧。第二致动器适于与第一致动器带动承载座反复振动。第二致动器包括音圈马达或压电陶瓷。光学元件为一反射镜。连接部连接于承载座的底面，且其两端分别连接于框架的二相对内表面。成像位移模组更包括一底座，且框架适于配置于底座上，而第一致动器配置于承载座与底座之间。成像位移模组更包括一电路板，而底座更具有一第二开孔，且电路板配置于第二开孔中。

底座更具有一连接于第二开孔的内缘的挡板，且电路板的一晶片适于接触挡板或在挡板下方设置一散热片或具散热功能的材料，如散热膏等，其中挡板是以冲压成型方式制作。

成像位移模组更包括一填充于承载座与挡板之间的阻尼材料(damping material)。阻尼材料为阻尼胶(damping adhesive)或泡棉材料。第一致动器包括一线圈以及一磁铁，其中线圈连接于承载座的一侧，而磁铁配置于底座，且邻近于线圈。

底座更具有一容纳部，且磁铁配置于容纳部中。

光学元件为一透光玻璃或一透光塑胶。承载座具有一第三开孔，且透光玻璃或透光塑胶装设于第三开孔中。

成像位移模组更包括一底座，且底座具有一对应于第三开孔的第二开孔。框架配置于底座上，而第一致动器与第二致动器配置于承载座与底座之间。

本实用新型因利用致动器使配置于承载座上的光学元件以连接部为支点反复振动，如此作法可提供十分稳定振动，且实际量产的可行性很高。

综上所述，本实用新型的成像位移模组具有下列优点：

1.使影像光束借由光学元件的反射或透射而投影至屏幕上不同的位置，进而消除或减少网状黑色区域产生，因此可用以改善投影装置的影像品质。

2.利用致动器使配置于承载座上的光学元件以连接部为支点反复振动，因此，其稳定性较高且体积亦较小。

3.连接部是使用连接柱体，因此材料成本会较低。

4.由于不需使用感测器感测承载座的旋转角度，因此材料成本较低，且控制上较为容易。

5.框架、承载座及连接部是以一体成形的方式制作，因此，生产成本较低。

6.致动器是配置于承载座的相对两侧，并位于光学元件的外侧，因此整体厚度会较小。

7.由于承载座具有较小的质量惯性矩，因此，不仅承载座可获得较高的反应速度，而且，只需使用较小的致动器即可达到预设的旋转角度，进而使整体体积可被缩小。

8.用以配置磁铁的容纳部是以冲压成型方式制作，因此，不仅可以降低生产成本，而且，更可以降低整体厚度。

9.电路板是配置于底座的第二开孔中以有效利用成像位移模组的空间，因此整体厚度会较小。

10.挡板不仅可避免电路板在安装时接触承载座，电路板的晶片更可借由接触挡板或挡板下方的散热片或散热膏等而使其在操作时所产生的热能可透过散热片或挡板传递至底座，进而使晶片可透过底座进行散热。

11.致动器带动承载座以连接部为支点反复振动时，填充于承载座与挡板之间的阻尼材料可用以隔绝承载座与底座间被激发所产生的共振现象。

12.连接部可使用U型柱体，以使承载座能够更容易达到预期的旋转角度。

13.不仅可适用于承载反射镜，亦可适用于承载透光玻璃或透光塑胶，以用以装设于一具有多个透镜的L型投影镜头或直筒型投影镜头。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

【附图说明】

图1为本实用新型第一实施例的一种成像位移模组的结构示意图。

图2为图1中沿I-I’剖面线的剖视图。

图3为具有图1中的成像位移模组的L型投影镜头的侧视图。

图4为本实用新型第二实施例的一种成像位移模组的结构示意图。

图5为图4中沿II-II’剖面线的剖视图。

图6为图4的爆炸图。

图7为本实用新型第三实施例的一种成像位移模组的结构示意图。

图8为图7中沿III-III’剖面线的剖视图。

【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。

[第一实施例]

请参考图1与图2，成像位移模组100a包括一框架110、一光学元件120、一承载座130、一连接部140及至少一第一致动器150a。框架110具有一第一开孔112，而光学元件120、承载座130、连接部140及第一致动器150a皆配置于第一开孔112内。承载座130适于承载光学元件120，而连接部140连接于框架110与承载座130之间，并适于以一轴线160为支点产生弹性扭转。第一致动器150a配置于承载座130的一侧，并适于带动承载座130以连接部140为支点反复振动。

于此实施例中，连接部140的轴心与光学元件120的质心所构成的平面将垂直于光学元件120的表面，且光学元件120例如是反射镜。再者，承载座130具有一凹槽132，且光学元件120例如是装设于凹槽132中。此外，连接部140例如是一柱体，并连接于承载座130的底面，且其两端分别连接于框架110的二相对内表面。其中，连接部140的轴心连线例如是一轴线160，而且，框架110、承载座130及连接部140例如是以一体成形的方式制作。

除此之外，成像位移模组100a更包括至少一第二致动器150b，配置于第一开孔112内，且配置于承载座130的另一侧。第二致动器150b适于与第一致动器150a带动承载座130以连接部140为支点反复振动，以使连接部140沿其轴心产生弹性扭转。于此实施例中，第一致动器150a与第二致动器150b的数量皆为一个，且第一致动器150a与第二致动器150b分别配置于承载座130的相对两侧，并位于光学元件120的外侧。但在本实施例中，第一致动器150a与第二致动器150b的数量并非用以限定本实用新型。其中，第一致动器150a与第二致动器150b例如是音圈马达或压电陶瓷，而承载座130借由音圈马达(第一致动器150a与第二致动器150b)的带动而以连接部140为支点反复振动的方式会在之后的实施例中详述。

然后，请参考图3，此实施例中的成像位移模组100a适于装设于一具有多个透镜210的L型投影镜头200，其中透镜210可区分成一第一透镜群212与一第二透镜群214。在投影装置(未绘示)中，经过光学引擎(未绘示)处理后的一影像光束300会经过第一透镜群212，并借由成像位移模组100a反射，之后才经由第二透镜群214投影至屏幕上。

在上述的L型投影镜头200中，由于第一致动器150a与第二致动器150b会带动承载座130以连接部140为支点反复振动，以使影像光束300可借由光学元件120的反射而投影至屏幕上不同的位置，进而消除或减少网状黑色区域产生。因此，成像位移模组100a可用以改善投影装置的影像品质。

此外，由于连接部140是使用连接柱体而非习知技术中所常用的轴承，因此，材料成本会较低。而且，由于承载座130的旋转范围会受到连接部140产生弹性扭转的限制(θ＝M/K，其中θ为旋转角度，M为力矩，而K为材料的弹性是数)而不需使用感测器感测承载座130的旋转角度，因此，材料成本较低，且控制上较为容易。再者，框架110、承载座130及连接部140是以一体成形的方式制作，因此生产成本较低。

除此之外，致动器150a、150b是配置于承载座130的相对两侧，并位于光学元件120的外侧，因此整体厚度会较小。再者，连接部140的轴心与光学元件120的质心所构成的平面垂直于光学元件120的表面时，承载座130会具有较小的质量惯性矩(I＝∫r²dm，其中I为质量惯性矩，r为质点到转轴的距离，而dm为质点的质量)。因此可因具有较小的质量惯性矩而获得较高的自然频率(ω²＝K/I，其中，ω为自然频率，K为材料的弹性是数，而I为质量惯性矩)，进而提升承载座130的反应速度。此外，只需要使用较小的致动器即可使其所提供给承载座130的力矩足以使承载座130达到预设的旋转角度，进而使成像位移模组100a的整体体积缩小。

[第二实施例]

请参考图4至图6，此实施例中的成像位移模组100b的结构大致上是连接部140包括二分别位于承载座130两侧的连接柱体，且以连接柱体的轴线160为支点，成像位移模组100b不包括第二致动器150b。

于此实施例中，成像位移模组100b更可以包括一底座170。其中，框架110例如是配置于底座170上，而第一致动器150a例如是配置于承载座130与底座170之间。再者，第一致动器150a例如是音圈马达，且第一致动器150a包括一线圈152、一线圈架154及一磁铁156，而底座170更可以具有一容纳部172。其中，线圈152例如是缠绕于线圈架154上，并借由线圈架154连接于承载座130的一侧，而磁铁156例如是配置于容纳部172中，而且，容纳部172例如是以冲压成型方式制作。

根据劳伦斯定律(Lorentz law)，当线圈152接受一电流时，线圈152将受到磁铁156所提供的磁场的影响而带动承载座130以连接部140为轴心摆动一角度(未绘示)，并使连接部140沿轴线160为支点产生弹性扭转。然后，当线圈152接受另一方向的电流时，线圈152将受到磁铁156所提供的磁场的影响而带动承载座130以连接部140为轴心朝相反方向摆动另一角度。由此可实施例中可知，第一致动器150a适于借由改变线圈152所接受的电流的方向带动承载座130以连接部140为支点反复振动，以使连接部140沿其轴心产生弹性扭转。

此外，成像位移模组100b更可以包括一电路板180，而底座170更可以具有一第二开孔174(绘示于图6)，且电路板180例如是配置于第二开孔174中。电路板180适于改变线圈152中的电流方向与电流大小，以改变承载座130的旋转方向与旋转角度。

再者，底座170更可以具有一连接于第二开孔174的内缘的挡板176，且电路板180的一晶片182适于接触挡板176或一放置于挡板176下方的一散热片(thermal pad)。挡板176不仅可避免电路板180在安装时接触承载座130，更可借由其下方的散热片或散热膏等散热材质与晶片182的接触而使晶片182在操作时所产生的热能透过散热片等散热材质经挡板176传递至底座170，进而使晶片182可透过底座170进行散热。其中，挡板176例如是以冲压成型方式制作。

除此之外，成像位移模组100b更可以包括一填充于承载座130与挡板176之间的阻尼材料(未绘示)，以隔绝第一致动器150a带动承载座130的振动与成像位移模组100b外部的振动，进而改善承载座130与底座170间被激发所产生的共振现象。其中，阻尼材料例如是阻尼胶或泡棉材料。再者，成像位移模组100b更包括多个锁固构件190。其中，光学元件120例如是借由锁固构件190锁固于凹槽132中，而承载座130例如是借由锁固构件190锁固于底座170上，且线圈架154例如是借由锁固构件190锁固于承载座130。

[第三实施例]

请参考图7与图8，此实施例中的成像位移模组100c的结构为连接部140包括二分别位于承载座130两侧的连接柱体，其中连接柱体的轴心连线为轴线160，且连接柱体例如是U型柱体或ㄇ型柱体(“门”字形柱体)，再者，光学元件120为一透光玻璃或一透光塑胶而非反射镜，而承载座130具有一第三开孔134而非凹槽132，且光学元件120例如是装设于第三开孔134中，使影像光束可穿透光学元件120。

于此实施例中，框架110、承载座130及连接部140并非是以一体成形的方式制作。其中，连接部140例如是分别借由锁固构件190连接于框架110与承载座130之间。值得注意的是，由于U型柱体或ㄇ型柱体(“门”字形柱体)在承受侧向力时的刚性比承受扭矩的时刚性强，因此，在受到外力作用时较为容易产生弹性扭转的变形而不容易产生横向的弯曲变形，进而使承载座130能够较为容易达到预期的旋转角度。

与第二实施例相同的是，成像位移模组100c亦可以包括底座170。其中，框架110例如是配置于底座170上，而第一致动器150a与第二致动器150b例如是配置于承载座130与底座170之间。然而，由于光学元件120为透光玻璃或透光塑胶，因此，底座170上的第二开孔174必须对应于承载座130的第三开孔134，以避免阻挡影像光束的传递。相同的，用以改变线圈152中的电流方向与电流大小的电路板(未绘示)亦不可配置于第二开孔174中，以避免阻挡影像光束的传递。

于此实施例中，第一致动器150a与第二致动器150b例如都是音圈马达，且第一致动器150a与第二致动器150b分别包括线圈152、线圈架154及磁铁156，而底座170更可以具有二相对的容纳部172。其中，线圈152例如是分别缠绕于对应的线圈架154上，并分别借由线圈架154连接于承载座130的相对两侧，而磁铁156例如是分别配置于底座170，且分别配置于对应的容纳部172中，并分别邻近于对应的线圈152。相同的，容纳部172例如是以冲压成型方式制作。其中，音圈马达(第一致动器150a与第二致动器150b)带动承载座130以连接部140为支点反复振动的方式与第二实施例相同，于此不作赘述。由上述实施例中可知，成像位移模组不仅可适用于承载反射镜，亦可适用于承载透光玻璃或透光塑胶，以将成像位移模组装设于一具有多个透镜的直筒型投影镜头。

除此之外，与第二实施例相同的是，光学元件120可借由锁固构件190锁固于凹槽132中，而承载座130可借由锁固构件190锁固于底座170上，且线圈架154可借由锁固构件190锁固于承载座130。

以上所述，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，即大凡依本实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型涵盖的范围内。

【主要元件符号说明】

100a、100b、100c：成像位 160：轴线

移模组 170：底座

110：框架 172：容纳部

112：第一开孔 174：第二开孔

120：光学元件 176：挡板

130：承载座 180：电路板

132：凹槽 182：晶片

134：第三开孔 190：锁固构件

140：连接部 200：投影镜头

150a、150b：致动器 210：透镜

152：线圈 212、214：透镜群

154：线圈架 300：影像光束

156：磁铁

Claims

1.一种成像位移模组，其特征在于：包括：

一框架，具有一第一开孔；

一光学元件，配置于该第一开孔内；

一承载座，配置于该第一开孔内，并适于承载该光学元件；

2.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该连接部的轴线与该光学元件的质心所构成的平面垂直于该光学元件的一表面。

3.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该连接部包括二分别位于该承载座两侧的连接柱体。

4.如权利要求3所述的成像位移模组，其特征在于：这些连接柱体为U型柱体。

5.如权利要求4所述的成像位移模组，其特征在于：该连接柱体为金属或塑胶材质。

6.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该框架、该承载座以及该连接部为一体成形。

7.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该第一致动器包括音圈马达或压电陶瓷。

8.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：还包括至少一第二致动器，配置于该承载座的另一侧，并适于与该第一致动器带动该承载座反复振动。

9.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该光学元件为一反射镜。

10.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该连接部连接于该承载座的底面，且该连接部的两端分别连接于该框架的二相对内表面。

11.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：还包括一底座，其中该框架适于配置于该底座上，而该第一致动器配置于该承载座与该底座之间。

12.如权利要求11所述的成像位移模组，其特征在于：还包括一电路板，其中该底座还具有一第二开孔，且该电路板配置于该第二开孔中。

13.如权利要求12所述的成像位移模组，其特征在于：该底座还具有一挡板，连接于该第二开孔的内缘，且该电路板的一晶片适于接触该挡板或挡板下方的一散热片或散热膏。

14.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：还包括一阻尼材料，填充于该承载座与该底板之间。

15.如权利要求14所述的成像位移模组，其特征在于：该阻尼材料为阻尼胶或泡棉材料。

16.如权利要求1所述的成像位移模组，其特征在于：该第一致动器包括一线圈以及一磁铁，该线圈连接于该承载座的一侧，而该磁铁配置于该底座，且邻近于该线圈。

17.如权利要求16所述的成像位移模组，其特征在于：该底座还具有一容纳部，且该磁铁配置于该容纳部中。

18.一种成像位移模组，其特征在于：包括：

一框架，具有一第一开孔；

一光学元件，配置于该第一开孔内；

一承载座，具有一第二开孔，适于装设该光学元件；

19.如权利要求18所述的成像位移模组，其特征在于：该光学元件为一透光玻璃或一透光塑胶。

20.如权利要求18所述的成像位移模组，其特征在于：该连接部包括二分别位于该承载座两侧的连接柱体，且这些连接柱体适于以该轴线为支点而弹性扭转。

21.如权利要求18所述的成像位移模组，其特征在于：这些连接部为U型柱体。

22.如权利要求18所述的成像位移模组，其特征在于：还包括至少一第二致动器，配置于该承载座的另一侧，并适于与该第一致动器带动该承载座。

23.如权利要求18所述的成像位移模组，其特征在于：该框架、该承载座以及该连接部为一体成形。