專利名稱：取像及投影裝置與投影模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種取像及投影裝置與投影模塊。
背景技術(shù)：
已知的投影裝置具有較大的體積，因此通常是單獨(dú)使用，而不利于與其他電子裝置整合在一起。然而，近年來隨著顯示技術(shù)的進(jìn)步，投影裝置的體積越作越小，因此可整合于可攜式電子裝置中，其中可攜式電子裝置例如為行動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(personaldigital assistant, PDA)、筆記型電腦、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)…等。在已知具有投影功能的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)中的投影模塊通常是采用折鏡(foldingmiiTor)及蓋玻璃(cover glass)設(shè)置于投影鏡頭前方，其中折鏡將投影鏡頭所投射出的影像光束反射至蓋玻璃，而影像光束接著經(jīng)由蓋玻璃而傳遞至數(shù)字?jǐn)z影機(jī)外。
然而，采用折鏡與蓋玻璃等兩個(gè)光學(xué)元件會(huì)占用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)內(nèi)過大的空間。此外，折鏡與蓋玻璃仍需機(jī)構(gòu)件來固定，這會(huì)進(jìn)一步占用更大的空間。此外，兩個(gè)光學(xué)元件的組裝較為費(fèi)時(shí)，進(jìn)而增加了投影模塊的整個(gè)制作工時(shí)及制作成本。中國臺(tái)灣專利第M286383號(hào)揭露了棱鏡及具有鏡頭的攝影裝置，其中棱鏡結(jié)合于鏡頭上。美國專利第6652104號(hào)揭露了投影機(jī)具有殼體及設(shè)置于殼體的上表面的蓋體，其中蓋體可依一中心軸旋轉(zhuǎn)。然而，上述專利中的元件無法在空間利用率上有所提升，且在制作工時(shí)及制作成本上亦無法有所突破。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種取像及投影裝置，此取像及投影裝置有助于縮小體積、縮短制作工時(shí)及降低制作成本。本實(shí)用新型提供一種投影模塊，此投影模塊有助于縮短光程、縮短制作工時(shí)及降低制作成本。本實(shí)用新型的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以從本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本實(shí)用新型的一實(shí)施例提出一種投影模塊，其包括影像產(chǎn)生單元、投影鏡頭及內(nèi)部全反射棱鏡。影像產(chǎn)生單元提供影像光束，且投影鏡頭配置于影像光束的傳播路徑上。內(nèi)部全反射棱鏡配置于來自投影鏡頭的影像光束的傳播路徑上，且具有入光面、全反射面及出光面。來自投影鏡頭的影像光束經(jīng)由入光面進(jìn)入內(nèi)部全反射棱鏡。來自入光面的影像光束被全反射面反射至出光面，且經(jīng)由出光面離開內(nèi)部全反射棱鏡。本實(shí)用新型的一實(shí)施例提出一種取像及投影裝置，其包括取像模塊及上述投影模塊。取像模塊包括取像鏡頭及感光元件，其中感光元件配置于來自取像鏡頭的光的傳播路徑上。投影模塊配置于取像模塊的一側(cè)。在本實(shí)用新型的實(shí)施例的取像及投影裝置與投影模塊中，由于采用了一個(gè)內(nèi)部全反射棱鏡來取代折鏡與蓋玻璃，因此本實(shí)用新型的實(shí)施例的取像及投影裝置與投影模塊的體積可以較小。另外，相對(duì)于折鏡與蓋玻璃這兩個(gè)光學(xué)元件的固定機(jī)構(gòu)件，一個(gè)內(nèi)部全反射棱鏡的固定機(jī)構(gòu)件可以較為簡化，如此不但可以進(jìn)一步縮小取像及投影裝置與投影模塊的體積，且可降低組裝工時(shí)與組裝成本。

為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電子裝置的示意圖。圖2為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的取像及投影裝置的示意圖。圖3為圖2中的投影模塊的光路示意圖。圖4A為示出內(nèi)部全反射棱鏡拆離時(shí)圖3的投影模塊的外觀的立體圖。圖4B為示出內(nèi)部全反射棱鏡組合時(shí)圖3的投影模塊的外觀的立體圖。圖5A與圖5B分別為圖4A與圖4B的投影模塊的影像光束的光路示意圖。主要元件符號(hào)說明40:電子裝置50:光100:取像及 投影裝置110:本體112:背面120:活動(dòng)顯示面板122:突幕130:樞接元件200:取像模塊210:取像鏡頭220:感光元件300:投影模塊310:影像產(chǎn)生單元312:影像光束320:投影鏡頭330:內(nèi)部全反射棱鏡332:入光面334:全反射面336:出光面338a、338b、338c:第一可拆卸式連接元件340:照明系統(tǒng)342:照明光束350:光機(jī)殼體352a、352b、352c:第二可拆卸式連接元件[0044]354:開口A:光軸D:方向T:厚度Θ:銳角
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本實(shí)用新型。圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電子裝置的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的電子裝置40包括投影模塊300，投影模塊300用以發(fā)出影像光束312。當(dāng)影像光束312投射于屏幕上時(shí)，便可于屏幕上形成影像。投影模塊300的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及作動(dòng)原理請(qǐng)參閱以下的介紹。電子裝置40例如為數(shù)字?jǐn)z影機(jī)、數(shù)字相機(jī)、行動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、筆記行電腦或其他適當(dāng)?shù)碾娮友b置。以下實(shí)施例中的電子裝置40先以數(shù)字?jǐn)z影機(jī)為例，亦即數(shù)字?jǐn)z影機(jī)與投影模塊300構(gòu)成取像及投影裝置。圖2為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的取像及投影裝置的示意圖，而圖3為圖2中的投影模塊的光路示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2與圖3，本實(shí)施例的取像及投影裝置100包括取像模塊200及投影模塊300。在本實(shí)施例中，取像及投影裝置100例如為一具有投影功能的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)。取像模塊200包括取像鏡頭210及感光元件220，其中感光元件220配置于來自取像鏡頭210的光50的傳播路徑上。取像鏡頭210可將來自外界物體的光50會(huì)聚于感光元件220上，以使外界物體成像于感光元件220,其中感光元件220例如為電荷稱合元件(charge coupled device, CCD)、互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體感測(cè)兀件(complementary metal oxidesemiconductor sensor, CMOS sensor)或其他適當(dāng)?shù)挠跋窀袦y(cè)器。在本實(shí)施例中，取像模塊200即為數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的攝影模塊，其可用以記錄外界的動(dòng)態(tài)影像。投影模塊300配置于取像模塊200的一側(cè)。在本實(shí)施例中，取像模塊200可設(shè)于取像及投影裝置100的本體110中，而投影模塊300可設(shè)于取像及投影裝置100的活動(dòng)顯示面板120上。此外，在本實(shí)施例中，活動(dòng)顯示面板120可具有熒幕122，而投影模塊300與熒幕122可分別設(shè)置于活動(dòng)顯示面板120的相對(duì)兩側(cè)?；顒?dòng)顯示面板120可透過樞接元件130可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于本體110，因此活動(dòng)顯示面板120可收合于本體的背面112，或如圖2那樣展開于本體的一側(cè)。然而，在其他實(shí)施例中，投影模塊300亦可配置于取像及投影裝置100的其他適當(dāng)位置。投影模塊300包括影像產(chǎn)生單元310、投影鏡頭320及內(nèi)部全反射棱鏡330。影像產(chǎn)生單元310提供影像光束312，且投影鏡頭320配置于影像光束312的傳播路徑上。在本實(shí)施例中，投影模塊300還包括照明系統(tǒng)340，照明系統(tǒng)340提供照明光束342，且影像產(chǎn)生單元310例如為光閥(lightvalve)。此光閥配置于照明光束342的傳播路徑上，以將照明光束342轉(zhuǎn)換為影像光束312，其中此光閥例如為數(shù)字微鏡元件(digitalmicro-mirrordevice, DMD)> 娃基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel, LCOSpanel)、穿透式液晶面板或其他適當(dāng)?shù)目臻g光調(diào)變器(spatial light modulator)。然而，在其他實(shí)施例中，影像產(chǎn)生單元310亦可以是自發(fā)光顯示面板，則影像產(chǎn)生單元310可自行發(fā)出影像光束312，因而此時(shí)投影模塊中300可以不采用照明系統(tǒng)340。自發(fā)光顯示面板例如為有機(jī)發(fā)光二極管陣列面板(organiclight emitting diode array panel)、發(fā)光二極管陣列面板(light emitting diodearray panel)或其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)光面板。內(nèi)部全反射棱鏡330配置于來自投影鏡頭320的影像光束312的傳播路徑上，且具有入光面332、全反射面334及出光面336。來自投影鏡頭320的影像光束312經(jīng)由入光面332進(jìn)入內(nèi)部全反射棱鏡330。接著，來自入光面332的影像光束312被全反射面334反射至出光面336，且經(jīng)由出光面336離開內(nèi)部全反射棱鏡330。在本實(shí)施例中，當(dāng)影像光束312入射全反射面334時(shí)，由于入射角大于臨界角(critical angle),因此會(huì)產(chǎn)生全反射現(xiàn)象。如此一來，全反射面334便能夠?qū)⒂跋窆馐?12全反射。在一實(shí)施例中，投影鏡頭320具有光軸A，且全反射面334與光軸A所夾的銳角0落在20度至90度的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例的取像及投影裝置100與投影模塊300中，由于采用了一個(gè)內(nèi)部全反射棱鏡330來取代折鏡與蓋玻璃，因此本實(shí)施例的取像及投影裝置100與投影模塊300的體積可以較小。另外，相對(duì)于折鏡與蓋玻璃這兩個(gè)光學(xué)元件的固定機(jī)構(gòu)件，一個(gè)內(nèi)部全反射棱鏡330的固定機(jī)構(gòu)件可以較為簡化，如此不但可以進(jìn)一步縮小取像及投影裝置100與投影模塊300的體積，且可降低組裝工時(shí)與組裝成本，且亦可縮短投影模塊300的光程。再者，從另一觀點(diǎn)來看，若為了維持相同的光路徑，當(dāng)采用折鏡與蓋玻璃時(shí)，則折鏡可設(shè)于圖3中的全反射面334的左上方,而蓋玻璃則設(shè)于圖3中的出光面336的右方,如此會(huì)使得投影模塊在方向D上的厚度增加，進(jìn)而使活動(dòng)顯示面板120的厚度T增加。相較之下，本實(shí)施例的投影模塊300因采用內(nèi)部全反射棱鏡330來取代折鏡與蓋玻璃，因此投影模塊300于方向D上的厚度便可縮小，進(jìn)而縮短活動(dòng)顯示面板120的厚度T。換言之，本實(shí)施例的取像及投影裝置100與投影模塊300可提升空間利用率。此外，內(nèi)部全反射棱鏡330是采用全反射原理來對(duì)影像光束312全反射，而折鏡則是采用反射鍍膜來反射影像光束312。由于反射鍍膜的反射率有其極限存在，因此折鏡的反射率會(huì)低于內(nèi)部全反射棱鏡的全反射面334的反射率。如此一來，便可提升本實(shí)施例的投影模塊300的光效率。本實(shí)用新型并不限制投影模塊300僅能用于數(shù)字?jǐn)z影機(jī)中，在其他實(shí)施例中，電子裝置40亦可以是數(shù)字相機(jī)。或者，投影模塊300亦可應(yīng)用于行動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、筆記行電腦或其他適當(dāng)?shù)碾娮友b置中。具體而言，內(nèi)部全反射棱鏡330例如為可拆卸地配置于投影鏡頭320上，如此一來，當(dāng)投影模塊300應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的活動(dòng)顯示面板120以外的場(chǎng)合時(shí)，便可適實(shí)際需求而將內(nèi)部全反射棱鏡330從投影鏡頭320上拆除。當(dāng)內(nèi)部全反射棱鏡330拆除時(shí)，投影方向大約在投影鏡頭320的光軸A的方向，此時(shí)投影模塊300例如可應(yīng)用于行動(dòng)電話上，并從行動(dòng)電話的側(cè)面將影像光束312投影出來。當(dāng)內(nèi)部全反射棱鏡330裝設(shè)于投影鏡頭320上時(shí)，經(jīng)由內(nèi)部全反射棱鏡330的反射后，投影方向會(huì)與投影鏡頭320的光軸A夾一角度。圖4A為示出內(nèi)部全反射棱鏡拆離時(shí)投影模塊的外觀立體圖；而圖4B為示出內(nèi)部全反射棱鏡組合時(shí)投影模塊的外觀的立體圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4A與圖4B，本實(shí)施例的投影模塊300還包括光機(jī)殼體350，光機(jī)殼體350容置上述照明系統(tǒng)340、影像產(chǎn)生單元310及投影鏡頭320。在本實(shí)施例中，內(nèi)部全反射棱鏡330具有多個(gè)第一可拆卸式連接元件338a、338b及338c，第一可拆卸式連接元件338a、338b及338c設(shè)置于入光面332的周圍。此外，光機(jī)殼體350具有多個(gè)第二可拆卸式連接元件352a、352b及352c。這些第一可拆卸式連接元件338a,338b及338c分別與這些第二可拆卸式連接元件352a、352b及352c可拆卸地連接，以使內(nèi)部全反射棱鏡330固定于光機(jī)殼體350上。當(dāng)欲使內(nèi)部全反射棱鏡330從光機(jī)殼體350拆離時(shí)，則使第一可拆卸式連接元件338a、338b及338c分別與第二可拆卸式連接元件352a、352b及352c分離即可。在本實(shí)施例中，第一可拆卸式連接元件338a與338b例如為具有插孔的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，而第二可拆卸式連接元件352a與352b例如為凸柱，且凸柱適于插置于環(huán)狀結(jié)構(gòu)的插孔中。另外，第一可拆卸式連接元件338c例如為一缺口，而第二可拆卸式連接元件352c例如為一凸柱，且凸柱適于插置于缺口中。藉由凸柱插置于插孔與缺口中，可使內(nèi)部全反射棱鏡330固定于光機(jī)殼體350。當(dāng)欲將內(nèi)部全反射棱鏡330從光機(jī)殼體350分離時(shí)，則對(duì)內(nèi)部全反射棱鏡330施加一遠(yuǎn)離凸柱的外力，即可將內(nèi)部全反射棱鏡拆離。另外，在本實(shí)施例中，光機(jī)殼體350具有開口 354，以讓來自投影鏡頭320的影像光束312通過而傳遞至內(nèi)部全反射棱鏡330。圖5A與圖5B分別為圖4A與圖4B的投影模塊的影像光束的光路示意圖。請(qǐng)先參照?qǐng)D4A與圖5A，當(dāng)內(nèi)部全反射棱鏡330從光機(jī)殼體350上拆離時(shí)，來自影像產(chǎn)生單元310的影像光束312從投影鏡頭320投射至外界，而沒有經(jīng)過內(nèi)部全反射棱鏡330 ;此時(shí)，影像光束312的投射方向大約在投影鏡頭320的光軸A的延伸方向(如圖5A所不)。另一方面，請(qǐng)參照?qǐng)D4B與圖5B，當(dāng)內(nèi)部全反射棱鏡330組合于光機(jī)殼體350上時(shí)，來自影像產(chǎn)生單元310的影像光束312經(jīng)過內(nèi)部全反射棱鏡330的轉(zhuǎn)折而朝向與光軸A的延伸方向不同的方向投射(如圖5B所示)。綜上所述，在本實(shí)用新型的實(shí)施例的取像及投影裝置與投影模塊中，由于采用了一個(gè)內(nèi)部全反射棱鏡來取代折鏡與蓋玻璃，因此本實(shí)用新型的實(shí)施例的取像及投影裝置與投影模塊的體積可以較小。另外，相對(duì)于折鏡與蓋玻璃這兩個(gè)光學(xué)元件的固定機(jī)構(gòu)件，一個(gè)內(nèi)部全反射棱鏡的固定機(jī)構(gòu)件可以較為簡化，如此不但可以進(jìn)一步縮小取像及投影裝置與投影模塊的體積，且可降低組裝工時(shí)與組裝成本。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即大凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求及說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外本實(shí)用新型的任一實(shí)施例或權(quán)利要求不須達(dá)成本實(shí)用新型所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。此外，本說明書或申請(qǐng)專利范圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名組件的名稱，而并非用來限制組件數(shù)量上的上限或下限。
權(quán)利要求1.一種取像及投影裝置，包括: 取像模塊，包括: 取像鏡頭；以及 感光元件，配置于來自所述取像鏡頭的光的傳播路徑上；以及 投影模塊，配置于所述取像模塊的一側(cè)，且所述投影模塊包括: 影像產(chǎn)生單元，提供影像光束； 投影鏡頭，配置于所述影像光束的傳播路徑上；以及 內(nèi)部全反射棱鏡，配置于來自所述投影鏡頭的所述影像光束的傳播路徑上，且所述內(nèi)部全反射棱鏡具有入光面、全反射面及出光面，其中來自所述投影鏡頭的所述影像光束經(jīng)由所述入光面進(jìn)入所述內(nèi)部全反射棱鏡，來自所述入光面的所述影像光束被所述全反射面反射至所述出光面，且經(jīng)由所述出光面離開所述內(nèi)部全反射棱鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的取像及投影裝置，其特征在于，所述內(nèi)部全反射棱鏡可拆卸地配置于所述投影鏡頭上。
3.如權(quán)利要求1所述的取像及投影裝置，其特征在于，所述投影鏡頭具有光軸，且所述全反射面與所述光軸所夾的銳角落在20度至90度的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的取像及投影裝置，其特征在于，所述投影模塊還包括照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)提供照明光束，所述影像產(chǎn)生單元為光閥，所述光閥配置于所述照明光束的傳播路徑上，以將所述照明光束轉(zhuǎn)換為所述影像光束。
5.如權(quán)利要求4所述的取像及投影裝置，其特征在于，所述光閥為數(shù)字微鏡元件、硅基液晶面板或穿透式液晶面板。
6.如權(quán)利要求1所述的取像及投影裝置，其特征在于，所述內(nèi)部全反射棱鏡具有多個(gè)第一可拆卸式連接元件，所述第一可拆卸式連接元件設(shè)置于所述入光面的周圍，所述投影模塊還包括光機(jī)殼體，所述光機(jī)殼體容置所述影像產(chǎn)生單元及所述投影鏡頭，且具有多個(gè)第二可拆卸式連接元件，所述第一可拆卸式連接元件分別與所述第二可拆卸式連接元件可拆卸地連接，以使所述內(nèi)部全反射棱鏡固定于所述光機(jī)殼體上。
7.一種投影模塊，用于電子裝置，所述投影模塊包括: 影像產(chǎn)生單元，提供影像光束； 投影鏡頭，配置于所述影像光束的傳播路徑上；以及 內(nèi)部全反射棱鏡，配置于來自所述投影鏡頭的所述影像光束的傳播路徑上，且所述內(nèi)部全反射棱鏡具有入光面、全反射面及出光面，其中來自所述投影鏡頭的所述影像光束經(jīng)由所述入光面進(jìn)入所述內(nèi)部全反射棱鏡，來自所述入光面的所述影像光束被所述全反射面反射至所述出光面，且經(jīng)由所述出光面離開所述內(nèi)部全反射棱鏡。
8.如權(quán)利要求7所述的投影模塊，其特征在于，所述內(nèi)部全反射棱鏡可拆卸地配置于所述投影鏡頭上。
9.如權(quán)利要求7所述的投影模塊，其特征在于，所述投影鏡頭具有光軸，且所述全反射面與所述光軸所夾的銳角落在20度至90度的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7所述的投影模塊，其特征在于，投影模塊還包括照明系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)提供照明光束，所述影像產(chǎn)生單元為光閥，所述光閥配置于所述照明光束的傳播路徑上，以將所述照明光束轉(zhuǎn)換為所述影像光束。
11.如權(quán)利要求10所述的投影模塊，其特征在于，所述光閥為數(shù)字微鏡元件、硅基液晶面板或穿透式液晶面板。
12.如權(quán)利要求7所述的投影模塊，其特征在于，所述內(nèi)部全反射棱鏡具有多個(gè)第一可拆卸式連接元件，所述第一可拆卸式連接元件設(shè)置于所述入光面的周圍，所述投影模塊還包括光機(jī)殼體，所述光機(jī)殼體容置所述影像產(chǎn)生單元及所述投影鏡頭，且具有多個(gè)第二可拆卸式連接元件，所述第一可拆卸式連接元件分別與所述第二可拆卸式連接元件可拆卸地連接，以使所述內(nèi)部全反射棱鏡固定于所述光機(jī)殼體上。
專利摘要一種取像及投影裝置與投影模塊，投影模塊用于電子裝置。此投影模塊包括影像產(chǎn)生單元、投影鏡頭及內(nèi)部全反射棱鏡。影像產(chǎn)生單元提供影像光束，且投影鏡頭配置于影像光束的傳播路徑上。內(nèi)部全反射棱鏡配置于來自投影鏡頭的影像光束的傳播路徑上，且具有入光面、全反射面及出光面。來自投影鏡頭的影像光束經(jīng)由入光面進(jìn)入內(nèi)部全反射棱鏡。來自入光面的影像光束被全反射面反射至出光面，且經(jīng)由出光面離開內(nèi)部全反射棱鏡。此取像及投影裝置有助于縮小體積、縮短制作工時(shí)及降低制作成本。
文檔編號(hào)G03B21/28GK203054433SQ20122068428
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者黃逸寒, 陳時(shí)偉, 陳惠萍, 巫欣泰, 汪天仁 申請(qǐng)人:揚(yáng)明光學(xué)股份有限公司