[0001] 本发明是有关于一种光学元件及电子装置，且特别是有关于一种致动模块及投影装置。

[0002] 投影装置为一种用以产生大尺寸影像的显示装置，随着科技技术的演进与创新，一直不断的在进步。投影装置的成像原理是将照明系统所产生的照明光束借由光阀转换成影像光束，再将影像光束通过投影镜头投射到投射目标物(例如：荧幕或墙面上)，以形成投影影像。在4K的投影装置中，还会在全反射棱镜与投影镜头之间加入致动器(actuator)，利用来回振动的方式增加投影影像的解析度。

[0003] 在目前设置有致动器的投影装置的光机系统中，为了要吸收光阀在暗画面状态(Off state)下时产生的无效光束，会在全反射棱镜与致动器之间加入无效光束散热器(Off‑ray heatsink)，用以吸收无效光束。然而，放入散热器后会使得投影镜头的背焦增加，必须耗费大量成本重新开模制造新的投影镜头才得以使用。若不放置此散热器，又会有影像边缘处漏光的问题。

[0004] “背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，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所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

[0055] 有关本发明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发明。

[0056] 图1为本发明一实施例的投影装置的示意图。请参考图1。本实施例提供一种投影装置10，包括照明系统50、光机模块60以及投影镜头70。其中，照明系统50用以提供照明光束LB。光机模块60配置于照明光束LB的传递路径上，用以将照明光束LB转换为影像光束LI。投影镜头70配置于影像光束LI的传递路径上，且用以将影像光束LI投射出投影装置10至投影目标(未显示)，例如荧幕或墙面。

[0057] 照明系统50用以提供照明光束LB。举例而言，在本实施例中，照明系统50例如由多个发光元件、波长转换元件、匀光元件、滤光元件以及多个分合光元件所组合而成，用以提供出不同波长的光以形成影像光束LI。多个发光元件例如是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)或激光二极管(Laser Diode,LD)。然而，本发明并不限定投影装置10中照明系统50的种类或形态，其详细结构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。

[0058] 光机模块60例如由多个棱镜元件、至少一光阀以及多个不同种类的光学元件所组合而成，用以接收照明系统50所提供的照明光束LB。详细实施方式将由后续段落继续说明。

[0059] 投影镜头70例如包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，例如包括平面光学镜片、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。本发明对投影镜头70的型态及其种类并不加以限制。在本实施例中，投影镜头70的背焦距小于38.5毫米。

[0060] 图2为本发明一实施例的光机模块的示意图。本实施例的光机模块60至少可应用于图1所显示的投影装置10，故以此为例，请参考图2。在本实施例中，光机模块60包括光阀62以及致动模块100，其中光阀62配置于照明光束LB的传递路径上，用以将照明光束LB转换为影像光束LI及无效光束LN，其中，影像光束L1的投射区域及无效光束LN的投射区域分别以不同角度的斜线填满。在本实施例中，光阀62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62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(Magneto‑Optic modulator)、声光调变器(Acousto‑Optic Modulator，AOM)等穿透式光调变器。本发明对光阀62的型态及其种类并不加以限制。具体而言，光阀62用以在亮画面状态(On state)下将照明光束LB转换成影像光束LI及在暗画面状态(Off state)下将照明光束LB转换为无效光束LN。致动模块100配置于影像光束LI的传递路径上，用以晃动影像光束LI。具体而言，在本实施例中，光机模块60还包括合光棱镜64，配置用以导引来自照明系统50的照明光束LB至光阀62，以及导引来自光阀62的影像光束LI至致动模块100。合光棱镜64例如是全内反射式棱镜(TIR prism或RTIR prism)。

[0061] 图3为本发明一实施例的致动模块的示意图。本实施例的致动模块100至少可应用于图2所显示的光机模块60，故以此为例，请参考图3。致动模块100包括框架110、透光元件120、至少一致动器130以及遮光件140。其中，框架110例如包括固定于光机模块60的壳体的第一框架112及第二框架114，第一框架112系作为框架110的外框，第二框架114枢接于第一框架112之中，换言之，第一框架112环绕于第二框架114。透光元件120设置于框架110的第二框架114之中，且透光元件120例如为透光玻璃。至少一致动器130例如包括至少一磁铁及至少一线圈，于一实施例中，各个磁铁设置于框架110的第二框架114，各个线圈设置于框架
110的第一框架112，且磁铁及线圈的设置位置相互对应，借由通电可使第二框架114产生晃动(例如往复振动)，进而借由第二框架114带动透光元件120产生晃动(例如往复振动)；需注意的是，磁铁及线圈的设置位置可相互置换，即，各个磁铁也可以设置于框架110的第一框架112，各个线圈可以设置于框架110的第二框架114，借由通电亦可使第二框架114产生晃动，本发明不局限于此。需进一步说明的是，第一框架112及第二框架114可由金属或塑胶材料制成，本发明不局限于此。

[0062] 遮光件140配置于无效光束LN的传递路径上，重叠于透光元件120的入射面S1、出光面S2或其组合的其中一者的至少一部分，用以反射及/或吸收光束。于本实施例中，前述光束即为无效光束LN的至少一部分，故其重叠方向即为无效光束LN的传递方向。详细而言，在本实施例中，遮光件140例如包括反射材料或吸光材料，可以贴附方式贴合于透光元件120的入射面S1上，或以镀膜方式形成于透光元件120的入射面S1上，且遮光件140可于透光元件120上形成L形、一字形、环形或不规则形状的区域。换句话说，当透光元件120产生晃动时，遮光件140用以依据框架110一起晃动，或称遮光件140与透光元件120一起晃动。在另一实施例中，可将遮光件140连接于框架110的第一框架112，使遮光件140与透光元件120具有间距。因此在此实施例中，遮光件140将不与透光元件120一起晃动。

[0063] 遮光件140在透光元件120上的正投影与影像光束LI在透光元件120上的成像范围具有间距，意即遮光件140与影像光束LI的最短距离大于0。又换句话说，遮光件140在合光棱镜64的出光面(未标号)的正投影与影像光束LI不重叠。因此，可确保维持影像光束LI的传递，并避免无效光束LN进入投影镜头70。如此一来，借由遮光件140的配置，可减少无效光束进入投影镜头70的漏光情况，改善暗画面时的显示效果。此外，可沿用现有量产投影镜头，而不需重新开模制作镜头。另外，还可解决在使用短背焦的投影镜头70的光学架构下，因配置其他元件导致体积过大的问题。在本实施例中，遮光件140反射或吸收无效光束LN的至少一部分小于等于无效光束LN整体的30％。

[0064] 图4为图3的致动模块及一实施例的散热件的示意图。图5为图4的致动模块及散热件的俯视示意图。图6为沿图5的截线A的光能量分布曲线图。请参考图2及图4至图6。其中在图6中，曲线201表示为影像光束LI在图5中的截线A位置的光能量分布，曲线202则表示为无效光束LN在图5中的截线A位置的光能量分布。在本实施例中，光机模块60还包括散热件66，配置于合光棱镜64与致动模块100之间。遮光件140在无效光束LN的行进方向上的厚度小于散热件66在无效光束LN的行进方向上的厚度。散热件66配置于无效光束LN的传递路径上，且散热件66与影像光束LI的最短距离大于0。详细而言，在本实施例中，遮光件140与影像光束LI的最短距离小于散热件66与影像光束LI的最短距离。

[0065] 更进一步地定义，散热件66具有相对的第一侧A1及第二侧A2，其中第一侧A1朝向遮光件140。无效光束LN包括第一无效光束LN1及第二无效光束LN2，第一无效光束LN1传递至遮光件140，而第二无效光束LN2传递至散热件66的第二侧A2。其中，第一无效光束LN1经遮光件140反射传递至散热件66的第一侧A1。如此一来，借由遮光件140与散热件66的配置与搭配，可有效阻挡无效光束LN，进而减少无效光束LN进入投影镜头70而产生的漏光情况，改善暗画面时的影像显示效果。此外，可沿用现有量产投影镜头，而不需重新开模制作镜头。另外，还可解决在使用短背焦的投影镜头70的光学架构下，因配置其他元件导致体积过大的问题。

[0066] 图7为本发明另一实施例的光机模块的示意图。请参考图7。本实施例所显示的光机模块60’类似于图2所显示的光机模块60。两者不同之处在于，在本实施例中，致动模块100的遮光件140贴合于透光元件120的出光面S2上，或以镀膜方式形成于透光元件120的出光面S2上，换言之，图7的透光元件120并非设置于入射面S1上；此外，遮光件140例如包括反射材料或吸光材料，亦可于透光元件120上形成L形、一字形、环形或不规则形状的区域。

[0067] 图8为本发明另一实施例的光机模块的示意图。附图中省略绘示出部分光学元件，请参考图8。本实施例提供一种光机模块60A，类似于图2所显示的光机模块60。唯两者不同的是，在本实施例中致动模块100A的遮光件140A包括吸光层142以及反射层144，其中本实施例中的吸光层142以及反射层144类似于图2的实施例中遮光件所使用的吸光材料及反射材料。本实施例中的吸光层142的反射率小于5％。其中，吸光层142设置于透光元件120的入射面S1，且吸光层142位于透光元件120的入射面S1与反射层144之间，类似上述之实施例的遮光件140配置，遮光件140在透光元件120的出光面S2的正投影与影像光束LI于透光元件120的出光面S2上所形成之光斑范围不重叠。需说明的是，吸光层142可以镀膜或贴合的方式设置于入射面S1，反射层144可以镀膜或贴合的方式设置于吸光层142。在入射面S1的法线方向(未绘示)上，吸光层142的正投影重叠于反射层144的正投影。致动模块100A具有相对的第一侧及第二侧，透光元件120的入射面S1朝向致动模块100A的第一侧，透光元件120的出光面S2朝向致动模块100A的第二侧，反射层144用以反射来自第一侧的第一光束L1，吸光层142用以吸收来自第二侧的第二光束L2。其中，第一光束L1即为第一无效光束LN1(见如图2所显示)，第二光束L2即为被投影镜头70的镜片72反射的一部分的影像光束LI。需说明的是，图2与图8的差异在于遮光件140A，然而，为了清楚地呈现图8的遮光件140A的吸光层
142及反射层144的设置位置，故，进一步调整其他元件的绘制比例及/或绘制方式；其中，图
10、12亦参考图8进行绘制。

[0068] 图9为本发明另一实施例的光机模块的示意图。请参考图9。本实施例提供一种光机模块60B，类似于图8所显示的光机模块60A。唯两者不同的是，在本实施例中。致动模块100B进一步包括第一抗反射层150及第二抗反射层160。其中，第一抗反射层150设置于透光元件120的入射面S1，第二抗反射层160设置于透光元件120的出光面S2。此外，第一抗反射层150位于吸光层142和透光元件120的入射面S1之间，而吸光层142位于反射层144以及第一抗反射层150之间。其中，吸光层142可以镀膜或贴合的方式设置于第一抗反射层150，反射层144可以镀膜或贴合的方式设置于吸光层142。如此一来，可避免光束传递至透光元件
120的入射面S1及出光面S2产生反射光，进而提升致动模块100B的光学效果。需说明的是，图2与图9的差异在于遮光件140A、第一抗反射层150及第二抗反射层160的配置。然而，为了清楚地呈现图9的遮光件140A的吸光层142及反射层144的设置位置，以及清楚地呈现第一抗反射层150及第二抗反射层160的设置位置，进一步调整其他元件的绘制比例及/或绘制方式。其中，图11、图13亦参考图9进行绘制。

[0069] 关于图9需进一步说明的是，第一抗反射层150可完整地设置于入射面S1，或可设置于入射面S1的其中一部分，第二抗反射层160可完整地设置于出光面S2，或可设置于出光面S2的其中一部分，此外，第一抗反射层150及第二抗反射层160可以镀膜或贴合的方式分别设置于透光元件120的入射面S1及出光面S2。另外，于图11、图13中，第一抗反射层150及第二抗反射层160设置于透光元件120的表面的范围及设置于透光元件120的表面的方式，皆与本段落所提及的技术特征相同，故，后续的相关段落将不再赘述。

[0070] 图10为本发明另一实施例的光机模块的示意图。请参考图10。本实施例提供一种光机模块60C，类似于图8所显示的光机模块60A。唯两者不同的是，在本实施例中，致动模块100C的遮光件140A设置于透光元件120的出光面S2，且遮光件140A的反射层144位于透光元件120的出光面S2与吸光层142之间。需说明的是，吸光层142可以镀膜或贴合的方式设置于反射层144上，反射层144可以镀膜或贴合的方式设置于出光面S2。

[0071] 图11为本发明另一实施例的光机模块的示意图。请参考图11。本实施例提供一种光机模块60D，类似于图10所显示的光机模块60C。唯两者不同的是，在本实施例中。致动模块100D进一步包括第一抗反射层150及第二抗反射层160。其中，第一抗反射层150设置于透光元件120的入射面S1，第二抗反射层160设置于透光元件120的出光面S2。此外，第二抗反射层160位于反射层144及透光元件120的出光面S2之间，且反射层144位于第二抗反射层160以及吸光层142之间；其中，吸光层142可以镀膜或贴合的方式设置于反射层144上，反射层144可以镀膜或贴合的方式设置于第二抗反射层160上。如此一来，可避免光束传递至透光元件120的入射面S1及出光面S2产生反射光，进而提升致动模块100D的光学效果。

[0072] 图12为本发明另一实施例的光机模块的示意图。请参考图12。本实施例提供一种光机模块60E，类似于图8所显示的光机模块60A。唯两者不同的是，在本实施例中，致动模块100E的遮光件140B的吸光层142设置于透光元件120的出光面S2，且反射层144设置于透光元件120的入射面S1；其中，吸光层142可以镀膜或贴合的方式设置于出光面S2，反射层144可以镀膜或贴合的方式设置于入射面S1。另外，在本实施例中，在透光元件120的入射面S1的法线方向上，反射层144的正投影面积大于吸光层142的正投影面积。如此一来，可避免来自光阀62的第一无效光束(即第一光束L1)传递至吸光层142。

[0073] 图13为本发明另一实施例的光机模块的示意图。请参考图13。本实施例提供一种光机模块60F，类似于图12所显示的光机模块60E。唯两者不同的是，在本实施例中。致动模块100F进一步包括第一抗反射层150及第二抗反射层160。其中，第一抗反射层150设置于透光元件120的入射面S1，第二抗反射层160设置于透光元件120的出光面S2。此外，第一抗反射层150位于反射层144以及透光元件120的入射面S1之间，而第二抗反射层160位于吸光层142以及透光元件120的出光面S2之间。其中，吸光层142可以镀膜或贴合的方式设置于第二抗反射层160，反射层144可以镀膜或贴合的方式设置于第一抗反射层150。如此一来，可避免光束传递至透光元件120的入射面S1及出光面S2产生反射光，进而提升致动模块100F的光学效果。

[0074] 综上所述，在本发明的致动模块及投影装置中，致动模块包括框架、透光元件、至少一致动器以及遮光件。其中，遮光件配置以重叠于透光元件的入射面、出光面或其组合的其中一者的至少一部分，用以反射及/或吸收光束。因此，借由遮光件的配置，可确保维持影像光束的传递，并避免无效光束进入投影镜头。如此一来，可减少无效光束进入投影镜头的漏光情况，改善暗画面时的影像显示效果。此外，可沿用现有量产的投影镜头，而不需重新开模制作镜头。另外，还可解决在使用短背焦的投影镜头的光学架构下，因配置其他元件导致体积过大的问题。

[0075] 惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题(发明名称)仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。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。