為了設計一全新的可調燈模組，先於中華民國專利網站檢索有無 相關專利，結果發現共有六篇專利與投影機的燈模組有相關，分別是 專利案號：090202832，專利名稱：投射光源中心位置之調整裝置，
如圖6-1，此專利係有關於係於一反射燈罩內裝設有一調整座，於該 調整座上裝設有一投射光源；其特徵乃在於：該反射燈罩後方裝設一 具有穿孔之固定座，得以一支撐桿穿過該穿孔，且該支撐桿外徑小於 穿孔內徑，使該支撐桿得以偏擺，又該固定座上環設有複數個定位螺 桿，而該定位螺桿得頂靠在支撐桿的外徑上，另前述之調整座係固定 在支撐桿的前端；得藉由環設在固定座外之複數個定位螺桿以調整支 撐桿之偏擺角度。
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圖 6-1 投射光源中心位置之調整裝置圖
專利案號：091220106，專利名稱：燈泡調整裝置，如圖6-2所示，
此專利係一種燈泡調整裝置，包括一基座、一調整模組及相對設於基 座側面之調整元件及復位元件；其中調整模組包括複數個調整板，並 搭配導柱與導槽相配合以連結，調整模組並與一燈泡連結後容置於基 座內，再鎖固一蓋板而與基座結合；藉由旋轉調整元件，以推動調整 板同時帶動燈泡作軸向位移，並利用復位元件其彈力作用而反向位
移，進而達到調整燈泡位置，使燈泡光束準確對焦，以達到降低 照明損失。
圖 6-2 燈泡調整裝置圖
專利案號：094100102，專利名稱：可調整之光源模組及其應用
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之投影裝置，如圖6-3所示，此專利提出一種光源模組，係架設於一 殼體(Housing)處，光源模組包括一光源和一燈座。與光源的一光軸垂 直之平面上具有一X軸方向和一Y軸方向，且X軸方向和Y軸方向係相 互垂直。光源架設在燈座內，燈座之一端具有一固定塊以將燈座固定 於殼體上。固定塊至少包括一第一表面和一第二表面，且第一表面與 第二表面分別與X軸方向和Y軸方向平行，第一表面與第二表面上具 有一調整機構，以調整固定塊在X軸方向或Y軸方向上之移動。
圖 6-3 可調整之光源模組及其應用之投影裝置圖
專利案號：094200493，專利名稱：可調整之投影系統光源裝置，
如圖6-4所示，此專利提供一種投影系統之光源裝置，其包括：一基 座；一調整框架，其具有一容槽及一轉軸，該調整框架係藉該轉軸而 軸設於該基座上；一燈泡，其係套設於該調整框架之該容槽中，用以 提供該投影系統所需之光源；以及一偏心元件，設置於該基座之一 側，並與該調整框架抵頂，其中藉由致動該偏心元件，使得該調整框 架依該轉軸而旋轉，並進而帶動該燈泡，以調整該光源裝置之聚焦位
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置。藉由本創作之調整，可提昇投影系統光源裝置之光線收集效率以 增加亮度，並獲得較佳之亮度均勻性。
圖 6-4 可調整之投影系統光源裝置圖
專利案號：094147326，專利名稱：光源調整裝置及其調整方法，
如圖6-5所示，此專利係有關於一種光源調整裝置，其包括：一承座，
具有複數個調整單元，該承座設有複數個固定元件基座，該承座之側 面設有複數個調整元件；一托盤，係容置於該複數個調整單元內，且 該托盤具有與該複數個調整元件相對應的複數個壓力板，該複數個壓 力板可將一發光體嵌置於複數個固定元件基座相對應且與該複數個 固定元件基座結合的複數個固定元件，該彈性體可施加一正向推力於 該發光體使其確實貼合於該承座。
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圖 6-5 光源調整裝置及其調整方法圖
專利案號：094122481，專利名稱：投影系統之光源調整裝置，
如圖6-6所示，此專利提供一種投影系統之光源調整裝置，該光源調 整裝置利用一連接框架、一調整框架、以及位於同一平面的一第一調 整元件、一第二調整元件的組合，來形成一個可於同一平面上即能調 整二個方向之燈泡焦距位置的光源調整裝置。
圖 6-6 投影系統之光源調整裝置圖 6.2 三軸向可調燈模組專利說明
一般的投影裝置針對照明系統並無調整機制。因此用來架設光源 的燈座(Lamp Holder)一般是直接固定在殼體上，例如在燈座一端的 固定塊上以一螺絲直接鎖定於殼體處，一旦組裝後即鎖附固定無法再
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做調整。若燈座的材料昂貴將因良率問題而造成生產成本居高不下，
且不能調整的光源使光學品質無法最佳化，沒有生產組裝的彈性可 言，所以接下來將探討燈模組設計成可調整，此一裝置可提升投影系 統光源效率，提高亮度。
以下為本論文針對燈源聚焦點定位所設計的新型多軸調整模組
各零件說明[20]，如圖 6-7、圖 6-8、圖 6-9 所示：
1、11、15 號零件為 Adjust screw 係鎖附於 screw holder 內的 螺絲，用於當作 lamp holder 的旋轉軸。
2、13、14 號零件為 Spring 係套於 screw holder 外，提供一壓 縮力將 lamp holder 往左下角推的彈力件。
3 號零件為 Lamp 係組裝於 lamp holder 上的固定件。
4 號零件為 Rod 係組裝於光機上的固定件。
5 號零件為 Adjust pin 係轉動 lamp holder 的轉動件。
6 號零件為 Adjust Pin lock holder 係將 Adjust pin 固定於 lamp holder 的固定件。
7、12 號零件為 Screw holder 係 lamp holder support 上有內 螺牙，供 adjust screw 於其上轉動用。
8 號零件為 Lamp holder support 係固定於 lamp plate 上，用 於承托 adjust pin 並間接讓 lamp holder 固定。
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9 號零件為 Lamp holder 係用於固定燈，X-Y 軸向的移動是 lamp holder 的移動。
10 號零件為 Lamp plate 係固定所有零件於上之插拔件。
16 號零件為 Lamp cover 係固定 adjust screw，並有內螺牙，
adjust screw 轉動可以使得整個 lamp module 做 Z 軸向移動
17 號零件為 Lamp housing 係包附整個燈模組於其內的固定件。
18 號零件為 Engine 係固定積分柱等光學零件的光機。
圖 6-7 調整模組前視圖
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圖 6-8 調整模組俯視圖
圖 6-9 調整模組
如圖 6-10 所示，Adjust screw 與 Lamp holder 為軸孔配合，固 定 Lamp holer 並限制其運動方向為右下至左上之對角移動。
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圖 6-10 1 號調整螺絲與燈固定座圖
如圖 6-11 所示，左上角的 Adjust screw 內裝入彈簧將 Lamp
holder 往右下角推，右下角的 Adjust screw 順時針旋轉時，施於力 量將 Lamp holder 往左上角推，逆時針旋轉時，彈簧的力量將 Lamp holder 往右下推，以上的機構可使燈模組有 X 軸向的調整機制。
圖 6-11 X 軸向調整機制圖
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如圖 6-12、6-13 所示，利用左上與右下的螺絲當轉動支點，並 於左下角利用偏心圓棒，當旋轉件趨使 Lamp holder 做上下的偏擺運 動，利用轉動 Adjust pin(曲柄軸)帶動 Lamp holder 做上下的角度 擺動，順時針轉 Lamp holder 往上，逆時針轉 Lamp holder 往下，以 上的機構可使燈模組有 Y 軸向的調整機制。
圖 6-12 2 號調整螺絲與燈固定座圖
圖 6-13 Y 軸向調整機制圖
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如圖 6-14 所示，於 Lamp module 前端固定二個彈簧，利用轉動 後端 Adjust screw 帶動 Lamp module 做前後的移動，以上的機構可 使燈模組有 Z 軸向的調整機制。
圖 6-14 3 號調整螺絲與燈固定座圖 6.3 燈模組空間偏移量模擬數據
燈模組設計完成後，接下來要探討燈進入積分柱的偏移量相對於 投影機的亮度值影響程度，有此資料後，我們就可以利用資料來反推 在使用燈調整模組時，該如何做調整，如圖 6-15 所下，積分柱中心 假設為 A，燈心聚焦點假設為 A＇，當 A 與 A＇位值重合時，即 A 相
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對於 A＇的誤差向量為(0,0,0)可得最高亮度 3450 流明，反之 AA＇誤 差向量值越大亮度越低影響越大。
圖 6-15 積分柱與燈模組相對位置圖
如圖 6-16 所示，以空間概念而論，AA＇誤差向量為圓點中心即 (0,0,0)，將可移動位置分為 8 個空間象限，8 個空間象限假設各有 極限量，所以A 相對於 A'的誤差向量於 xyz 向量上每 1mm 取一差量，
可於空間取出27 座標點，將這 27 坐標點於光學模擬軟體 ASAP 內模 擬其亮度值可得表6-1，並將之亮度結果以不同座標圓球直徑表示，
3400~3499 流明圓球直徑為 0.4mm，3300~3399 流明圓球直徑為 0.35mm，3200~3299 流明圓球直徑為 0.3mm，3100~3199 流明圓球直 徑為0.25mm，3000~3099 流明圓球直徑為 0.2mm，2900~2999 流明 圓球直徑為0.15mm，2800~2899 流明圓球直徑為 0.1mm，2700~2799 流明圓球直徑為0.05mm，將 27 座標點亮度值相對圓球直徑大小於空 間表示可得，如圖6-17 所示。
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圖 6-16 積分柱與燈模組相對位置象限圖
由表 6-1、圖 6-17 可以看出，以 x 為-1 時之 y-z 面來看，當燈
心聚焦點 A'往下即負向時其對亮度的影響較往上即正向時來的嚴 重，即亮度越小。與 x 為-1 時比較，以 x 為 1 時之 y-z 面來看，當 燈心聚焦點 A'往下即負向時對亮度的影響較往上即正向時亮度較 暗，但其變化以正向較嚴重，負向較趨緩，由(0,01)與(0,0,-1)的亮 度值可知 Z 軸向的移動對於燈模組的光進入積分柱的能量，影響較 小，亮度值變化在 50 流明內，亮度皆在 3400 流明以上。由(1,00) 與(-1,0,0)的亮度值可知 X 軸向的移動對於燈模組的光進入積分柱 的能量，影響較 Z 軸大，但亮度值變化也僅在 150 流明內，亮度皆在 3300 流明以上。由(1,0,1)(1,0,-1)(-1,0,1)(-1,0,-1)的亮度值可 知 X 軸向和 Z 軸向一起移動時對於燈模組的光進入積分柱的能量，亮 度值變化在 200 流明內，亮度皆在 3250 流明以上。
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27 (-1,-1,-1) 59128 2727 0.05
圖 6-17 空間 27 座標點亮度值相對圓球直徑大小圖 6.4 燈模組 XYZ 軸向偏移量模擬數據
為了更準確判斷 XYZ 各軸向對於燈偏移造成亮度值變化所帶來
的影響，所以再將 XYZ 軸每 O.1mm 取一變異量，探討每一軸向由 0mm 到正負 1.5mm，於 ASAP 模擬後所得亮度的結果於以下表格，表 6-2 為正 X 軸向，表 6-3 為負 X 軸向，表 6-4 為正 Y 軸向，表 6-5 為負 Y 軸向，表 6-6 為正 Z 軸向，表 6-7 為負 Z 軸向，再將每一軸向於每 0.1mm 的誤差向量所得的亮度值與(0,0,0)向量做比較，可以得到表 6-8 為 X 與-X 軸向比較，表 6-9 為 Y 與-Y 軸向比較，表 6-10 為 Z 與-Z 軸向
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6.5 三軸向可調燈模組調整流程
由上節的圖表分析可得知亮度對於軸向的敏感度為-Y 軸>Y 軸
>-X 軸>X 軸>-Z 軸>Z 軸，所以調整時，先以敏感度最大的軸向來調整，
>-X 軸>X 軸>-Z 軸>Z 軸，所以調整時，先以敏感度最大的軸向來調整，