投影装置与家电设备

摘要

本申请公开一种投影装置，包括壳体、透镜组件以及光源图案模块。壳体前端设有开口。透镜组件设置在壳体内部的容置空间并且固定在壳体上，且透镜组件对应开口。光源图案模块设置在容置空间并且固定在壳体上，光源图案模块对应透镜组件。光源图案模块发射成像光源依序穿过透镜组件及开口。

权利要求

1.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：一壳体，所述壳体前端设有一开口；

一透镜组件，设置在所述壳体内部的一容置空间并且固定在所述壳体上，且所述透镜组件对应所述开口；以及

一光源图案模块，设置在所述容置空间并且固定在所述壳体上，所述光源图案模块对应所述透镜组件；

其中，所述光源图案模块发射一成像光源依序穿过所述透镜组件及所述开口。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述开口的面积小于所述透镜组件的面积。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述开口与所述透镜组件的面积比为介于0.25至0.5的范围。

4.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述壳体的底面具有至少一定位孔，所述透镜组件的底部设有至少一对应所述定位孔的定位柱，所述透镜组件通过所述定位柱插设于所述定位孔而固定在所述壳体。

5.根据权利要求4所述的投影装置，其特征在于，所述壳体后端设有一承载部，所述光源图案模块通过设置于所述承载部而固定在所述壳体。

6.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述壳体包括一第一壳体与一第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸地相结合，且所述第一壳体具有一第一结合件，所述第二壳体具有一对应所述第一结合件的第二结合件，所述第一壳体与所述第二壳体通过所述第一结合件卡设于所述第二结合件而相结合。

7.根据权利要求6所述的投影装置，其特征在于，所述第一结合件为一卡扣件，所述第二结合件为一对应所述卡扣件形状的贯孔。

8.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述光源图案模块包括：一图案膜片、一反射盖以及一发光组件，所述反射盖具有至少一通孔，所述反射盖设置在所述发光组件上，所述图案膜片设置在所述反射盖上并且对应所述至少一通孔，所述发光组件发出至少一初始光源依序通过所述至少一通孔及所述图案膜片以形成所述成像光源。

9.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述发光组件为形成至少一点光源的发光二极管模块，所述成像光源包括所述至少一点光源，所述至少一点光源对应所述至少一通孔。

10.根据权利要求8所述的投影装置，其特征在于，所述至少一通孔用以排列成图形、数字或文字，所述发光组件为形成所述图形光源、所述数字光源或所述文字光源的数字显示器模块，所述成像光源包括所述图形光源、所述数字光源或所述文字光源，且所述图形光源、所述数字光源或所述文字光源分别对应所述至少一通孔排列成的所述图形、所述数字或所述文字。

11.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述透镜组件具有一内厚度，所述内厚度大于0。

12.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述透镜组件具有一屈光率，所述屈光率大于0.022。

13.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述透镜组件为平凸透镜，其包括：一第一凸面与一平坦面，所述第一凸面面向所述开口，所述平坦面面向所述光源图案模块。

14.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述透镜组件为双凸透镜，包括：两个第二凸面，所述两个第二凸面分别面向所述开口与所述光源图案模块。

15.根据权利要求14所述的投影装置，其特征在于，所述两个第二凸面的曲率为介于

0.025至0.05的范围。

16.一种家电设备，其特征在于，所述家电设备包括权利要求1至15任一项所述的投影装置，供用户通过所述投影装置监控所述家电设备的运作情形。

说明书

投影装置与家电设备

技术领域

[0001] 本申请涉及一种投影装置与家电设备，特别是涉及一种利用单一透镜即可产生清晰成像的投影装置及家电设备。

背景技术

[0002] 目前，家用电器设备，例如洗衣机、洗碗机等，都会安装操作面板，操作面板含有数字显示器，以显示电器设备的运作情形。

[0003] 然而，使用者如要知道电器设备目前的运作情形，例如洗碗机内部洗碗的情况，必须走到洗碗机的机台面前检视数字显示器来确认。这对于家中事务或工作繁忙的现代人来
说，具有一定程度上的不方便。

[0004] 所以，如何通过改良来克服上述的缺陷，让使用者不需要特地走到电器设备前就能够确认设备的目前状态，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

[0005] 根据本申请的一方面，针对现有技术的不足提供一种投影装置，包括：壳体、透镜组件以及光源图案模块。壳体前端设有开口。透镜组件设置在壳体内部的容置空间并且固
定在壳体上，且透镜对应开口。光源图案模块设置在容置空间并且固定在壳体上，光源图案
模块对应透镜组件。光源图案模块发射成像光源依序穿过透镜组件及开口。根据本申请所
采用的另外一技术方案是提供一种家电设备。家电设备具有上述所提及的投影装置，供用
户通过投影装置监控家电设备的运作情形。

[0006] 本申请的其中一有益效果在于，本申请所提供的投影装置以及包含投影装置的家电设备，其能通过“投影装置，包括壳体、透镜组件以及光源图案模块”、“壳体前端设有开
口”、“透镜组件设置在壳体提供的容置空间并且固定在壳体上，且透镜对应开口”、“光源图
案模块设置在容置空间并且固定在壳体上，光源图案模块对应透镜组件”、“光源图案模块
发射成像光源依序穿过透镜组件及开口”以及“用户通过投影装置监控家电设备的运作情
形”的技术方案，让使用者不需要特地走到家电设备前就能够确认设备的目前状态，提升便
利性。

[0007] 为使能更进一步了解本申请的特征及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本申请加以限制。

附图说明

[0008] 图1为本申请第一实施例的投影装置的分解示意图。

[0009] 图2为本申请第一实施例的投影装置的透镜组件与光源图案模块的组合示意图。

[0010] 图3为本申请第一实施例的投影装置的立体示意图。

[0011] 图4为本申请第一实施例的投影装置的第一壳体的第一示意图。

[0012] 图5为本申请第一实施例的投影装置的第一壳体的第二示意图。

[0013] 图6为本申请第一实施例的投影装置的第二壳体的第一示意图。

[0014] 图7为本申请第一实施例的投影装置的第二壳体的第二示意图。

[0015] 图8为本申请第一实施例的投影装置的光源图案模块的第一示意图。

[0016] 图9为本申请第一实施例的投影装置的光源图案模块的第二示意图。

[0017] 图10为本申请第一实施例的投影装置的透镜组件与第一壳体开口的比例关系图。

[0018] 图11为本申请第二实施例的投影装置的透镜组件与光源图案模块的组合示意图。

[0019] 图12为本申请的投影装置监控家电设备的运作示意图。

[0020] 图13为本申请的投影装置监控家电设备的另一运作示意图。

具体实施方式

[0021] 以下是通过特定的具体实施例来说明本申请所公开有关“投影装置与家电设备”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本申请的优点与效果。本申
请可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观
点与应用，在不悖离本申请的构思下进行各种修改与变更。另外，本申请的附图仅为简单示
意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本申请的相
关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本申请的保护范围。

[0022] 应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一元件与另一
元件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一
个或者多个的组合。

[0023] 第一实施例

[0024] 首先，参阅图1所示，本申请第一实施例提供一种投影装置100，其包括：壳体1、透镜组件2以及光源图案模块3。壳体1前端设有一开口11，且壳体1内部提供一容置空间10。透
镜组件2设置在容置空间10并且固定在壳体1上，以使透镜组件2对应开口11。光源图案模块
3同样也是设置在容置空间10并且固定在壳体1上，且光源图案模块3对应透镜组件2。

[0025] 具体来说，壳体1的底面具有定位孔12。透镜组件2的底部设有对应定位孔12的定位柱21，透镜组件2通过定位柱21插设于定位孔12而固定在壳体1。壳体1后端设有承载部
13，光源图案模块3通过设置于承载部13而固定在壳体1。

[0026] 更进一步来说，壳体1可包括第一壳体14与第二壳体15。第一壳体14与第二壳体15可拆卸地相结合并且在第一壳体14与第二壳体15之间形成容置空间10。第一壳体1前端连
接一板件，而板件设有开口11。

[0027] 接着进一步说明开口11、透镜组件2与光源图案模块3的相对位置关系。参阅图2所示，透镜组件2与光源图案模块3皆设置在容置空间10并且固定在壳体1上。透镜组件2对应
开口11，光源图案模块3对应透镜组件2，透镜组件2位在开口11与光源图案模块3之间。

[0028] 参阅图2与图3所示，光源图案模块3发射一成像光源B依序穿过透镜组件2及开口11，再放大投影至预定距离H而产生没有重影的清晰成像。预定距离H为产生没有重影的清
晰成像的最小距离。预定距离H可视使用者需求来调整透镜组件2的曲率而改变，后述将进
一步详加说明。光线(成像光源B)穿过透镜组件2及开口11后会透影至一接收面S，接收面S
可例如为墙壁、地面或是其他可以显示出投影的对象。在本申请中，预定距离H基本上大于
100毫米，换言之，光线由开口11射出后透影至接收面S的预定距离H大于100毫米。

[0029] 参阅图4与图5所示，图4与图5分别为第一壳体14的不同视角的示意图。具体来说，第一壳体14可包括相对的两长边141、142以及相对的两短边143、144。前段所述的板件即是
设置在第一壳体14的短边143板件。第一壳体14相对两侧长边141、142各具有第一结合件
145。第一壳体14的另一短边144设有与板件10延伸方向相反的壳罩146。

[0030] 参阅图6与图7所示，图6与图7分别为第二壳体15的不同视角的示意图。具体来说，第二壳体15包括一个底板151，承载部13即是设置在底板151上。第二壳体15还包括相对设
置的两侧壁152、153，承载部13进一步连接于两侧壁152、153。第二壳体2还具有对应第一壳
体1的第一结合件145的第二结合件154，第二结合件154设置在两侧壁152、153。定位孔12设
置在两侧壁152、153之间，位于第二壳体15的前端，并且与承载部13相对设置。

[0031] 参阅图4与图6所示，第一壳体14与第二壳体15通过第一结合件145卡设于第二结合件154而相结合。第一结合件145与第二结合件154以是可拆卸的接合式组件。举例来说，
在本申请中，第一结合件145为卡扣件，第二结合件154为对应卡扣件形状的贯孔。然而，上
述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本申请。

[0032] 此外，壳体1的下表面设有第三结合件155，更确切来说，第二壳体15的底板151的下表面设有第三结合件155，如图7所示。具体来说，第三结合件155与承载部13分别设置在
底板151的两相反面。本申请的投影装置100是通过第三结合件155固定于外部机构件。外部
机构件可例如为设置在冰箱、洗碗机或是洗衣机上的卡槽、导轨或通孔等，本申请不以此为
限。

[0033] 参阅图1、图2与图6所示，前述已提到透镜组件2的底部20设有定位柱21(如图1所示)，且定位柱21对应第二壳体15上的定位孔12。进一步来说，定位柱21的数量、形状及大小
都与定位孔12一致，使得透镜组件2能够通过定位柱21插设于定位孔12而固定在第二壳体
15上。值得一提的是，在本实施例中，透镜组件2为平凸透镜22，其具有相对设置的第一凸面
221与平坦面222，且第一凸面221的曲率为0.045。

[0034] 接着参阅图8所示，光源图案模块3包括图案膜片31、反射盖32以及发光组件33。反射盖32具有通孔321，且通孔321的数量可以是一个或多个。反射盖32设置在发光组件33上，
图案膜片31设置在反射盖32上并且对应通孔321。换言之，反射盖32设置于图案膜片31与发
光组件33之间。图案膜片31上可设计想要投影出的图案、文字或数字，通孔321的形状则依
据图案膜片31所设计的图案、文字或数字对应地设计。

[0035] 发光组件33发出初始光源A依序通过通孔321及图案膜片31以形成成像光源B。需说明的是，发光组件33的基本结构为带有发光二极管(LED)的电路板(PCBA)。发光组件33所
发出的初始光源A通过通孔321及图案膜片31之后，会随着通孔321形状及图案膜片31所设
计的图案形成对应的成像光源B。若通孔321的形状为点状通孔，图案膜片31上的图案也设
计为圆孔，那么发光组件33所发出的初始光源A通过通孔321及图案膜片31所形成的成像光
源B即会形成点光源。换言之，发光组件33为形成点光源的发光二极管模块，而成像光源B包
括对应通孔321的点光源。

[0036] 再参阅图9所示，若反射盖32上的通孔321为多个，且多个通孔321排列为图形、数字或文字，而图案膜片31的图案也设计为图形、文字或数字，那么发光组件33所发出的初始
光源A通过通321及图案膜片31所形成的成像光源B即会形成图形光源、数字光源或文字光
源。换言之，发光组件33为形成图形光源、数字光源或文字光源的数字显示器模块。成像光
源B包括图形光源、数字光源或文字光源，且图形光源、数字光源或文字光源分别对应通孔
321排列成的图形、数字或文字。

[0037] 再次参阅图2，并且并合参阅图10所示，图10表示出透镜组件2与开口11的比例关系。开口11的主要功能是用于遮挡光源图案模块3产生成像光源B中的杂散光，让从开口11
射出的光线越加集中，避免投影在接收面S产生的影像出现重影(即重迭的两个影像)。开口
11的尺寸与透镜组件2的尺寸之间的比例关系会影响所滤掉杂散光的量。在本申请中，开口
11的面积(L1×W1)小于透镜组件2的面积(L2×W2)，较佳者，开口11与透镜组件2的面积比
为介于0.25至0.5的范围内。在这个比例关系之下所滤掉杂散光的量，能够使成像光源B投
影在接收面S产生没有重影的清晰成像。

[0038] 如下表1所示，进一步说明开口11的面积(L1×W1)与透镜组件2的面积(L2×W2)之间的比例关系。本申请针对符合面积比介于0.25至0.5的范围内的开口11与透镜组件2的各
种尺寸比例进行探讨。将透镜组件2的长度L2为24.5毫米(mm)，宽度W2为15毫米时而面积
(L2×W2)为367.5平方毫米维持固定，改变开口11的面积以得到各种介于0.25至0.5的范围
内的面积比，并且在接收面S观察所获得的成像的清晰程度，发现当开口11的长度L1为14.7
毫米，宽度W1为7.5毫米时而面积(L1×W1)为110.25平方毫米，此时开口11与透镜组件2的
面积比为0.3，所得到的成像最为清晰且完全没有重影出现。

[0039]

[0040] 表1

[0041] 进一步参阅图2所示，在前面段落中有提到，预定距离H可视使用者需求来调整透镜组件2的曲率而改变。在本实施例中，透镜组件2为平凸透镜22，其包括第一凸面221与平
坦面222。当光源图案模块3与平凸透镜22固定在第二壳体15上，平凸透镜22的平坦面222面
向光源图案模块3，第一凸面221面向开口11。平凸透镜22的厚度T为19.6毫米，第一凸面221
的曲率要大于或等于0.045。光源图案模块3产生成像光源B穿过平凸透镜22及开口11，再放
大投影至预定距离H而产生没有重影的清晰成像，预定距离H为160毫米。也就是说，成像光
源B投影至距离开口11的160毫米处或大于160毫米处的处的接收面S能够产生没有重影的
清晰成像。此外，在本实施例中，平凸透镜22的平坦面222与光源图案模块3之间的距离D为
42毫米。

[0042] 第二实施例

[0043] 参阅图11所示，在第二实施例中，开口11、透镜组件2与光源图案模块3之间的相对位置，透镜组件2与开口11之间的比例关系以及光源图案模块3的作动方式皆与第一实施例
相同，在此不加以赘述。第二实施例与第一实施例的不同在于，透镜组件2为双凸透镜23，其
包括两个位于相反两侧的第二凸面231、232。两个第二凸面231、232分别面向开口11与光源
图案模块3。双凸透镜23的厚度T为21毫米，两个第二凸面231、232的曲率较佳是介于0.025
至0.05的范围。在本实施例中，两个第二凸面231、232曲率相同且分别是0.03。光源图案模
块3产生成像光源B穿过双凸透镜23及开口11，再放大投影至预定距离H而产生没有重影的
清晰成像，预定距离H为140毫米。也就是说，成像光源B投影至距离开口11的140毫米处或大
于140毫米处的接收面S能够产生没有重影的清晰成像。此外，在本实施例中，双凸透镜23的
第二凸面232与光源图案模块3之间的距离D为38毫米。

[0044] 双凸透镜23的两个第二凸面231、232的各别曲率也可以为0.04，且双凸透镜23的厚度T为30毫米。光源图案模块3产生成像光源B穿过双凸透镜23及开口11，再放大投影至预
定距离H而产生没有重影的清晰成像。在本实施例中，预定距离H为105毫米。也就是说，成像
光源B投影至距离开口11的105毫米处或大于105毫米处的接收面S能够产生没有重影的清
晰成像。而此时，双凸透镜23的第二凸面232与光源图案模块3之间的距离D为27毫米。

[0045] 在本申请的一可选实施例中，透镜组件2为一厚透镜。确切来说，无论透镜组件2为第一实施例的平凸透镜22或是本实施例的双凸透镜23，都是属于厚透镜。厚透镜的定义为
有两个折射面包含有一定厚度的光学透明体。举例来说，参阅图11所示，透镜组件2具有一
内厚度t，内厚度t大于0。

[0046] 因此，基于是光学的物距、像距、放大率外，还基于后续机构固定设计考虑，透镜组件2整体的屈光率需大于0.022，也就是说，要满足当形成清晰成像的预定距离H为160毫米
时，透镜组件2的屈光率需大于或等于0.022。进一步来说，屈光率P的公式可如下所列：

[0047] P＝P1+P2-P1×P2×T/n'＝(n'-n)/r1；

[0048] P1＝(n'-n)/r1；

[0049] P2＝(n”-n')/r2；

[0050] 其中，P1为透镜组件2的曲面232的屈光率，r1为曲面232的曲率半径，P2为透镜组件2的曲面231的屈光率，r2为曲面231的曲率半径。T为透镜组件2的厚度。n为入光介质的折
射率，n”为出光介质的折射率。n'为透镜组件2本身的折射率，n'＝1.491。入光介质与出光
介质都是空气，因此n＝n”＝1。而透镜组件2的厚度T＝19.6毫米，曲面232的曲率半径r1的
曲率介于0～0.05的范围(即0≦r1曲率≦0.05)，曲面231的曲率半径r2的曲率介于0～
0.045的范围(即0≦r2曲率≦0.045)，且r1,r2的曲率不可同时为0，此时能够在预定距离H
为160毫米的条件下形成清晰成像。举例来说，当r1曲率＝0.05，r2曲率＝0.045时，P等于
0.039514，其满足了透镜组件2的屈光率需大于或等于0.022的条件，因此能在要满足当形
成清晰成像的预定距离H为160毫米处产生清晰成像。

[0051] 如下表所示，下表2为本申请在满足0≦r1曲率≦0.05且0≦r2曲率≦0.045以及在透镜组件的不同厚度的条件下，所产生的屈光率以及对应形成清晰成像的预定距离H(成像
清晰位置)：

[0052]

[0053]

[0054] 表2

[0055] 参阅图12及图13所示，本申请提供一种家电设备Z，包括上述实施例中任一种实施例所提到的投影装置100。用户可通过投影装置100监控家电设备Z的运作情形。家电设备包
括但不限于冰箱、洗碗机或是洗衣机。

[0056] 实施例的有益效果

[0057] 本申请的其中一有益效果在于，本申请所提供的投影装置100以及包含投影装置100的家电设备，其能通过“壳体1前端设有开口11”、“透镜组件2设置在壳体1内部提供的容
置空间10并且固定在壳体1上，且透镜组件2对应开口11”、“光源图案模块3设置在容置空间
10并且固定在壳体1上，光源图案模块3对应透镜组件2”、“光源图案模块3发射成像光源B依
序穿过透镜组件2及开口11”以及“用户通过投影装置100监控家电设备Z的运作情形”的技
术方案，让使用者不需要特地走到电器设备前就能够确认设备的目前状态，提升便利性。

[0058] 更进一步来说，相较于现有技术需要利用多个透镜才能解决重影问题，本申请仅需利用一个透镜组件2配合一定比例大小的开口11，即能够使光源图案模块3发射成像光源
B穿过透镜组件2及开口11，再放大投影至位于预定距离H的接收面S而产生没有重影的清晰
成像，方法简单且省下多余的透镜设置成本。

[0059] 以上所公开的内容仅为本申请的优选可行实施例，并非因此局限本申请的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本申请说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于
本申请的权利要求书的保护范围内。