投影裝置及投影裝置光程差補償方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種投影裝置及投影裝置光程差補償方法，該投影裝置包含數(shù)字微鏡元件、鏡頭及光程補償元件，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件；鏡頭設(shè)置于該光束的傳播路徑上；光程補償元件設(shè)置于該鏡頭與該數(shù)字微鏡元件之間，且該光程補償元件位于該光束的該傳播路徑上；其中，該光程補償元件具有復數(shù)個區(qū)域，該光束穿過該復數(shù)個區(qū)域的各個區(qū)域時產(chǎn)生不同的光程，當該鏡頭產(chǎn)生位移時，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭位移產(chǎn)生的光程差。本發(fā)明通過在數(shù)字微鏡元件與鏡頭之間設(shè)置光程補償元件，以達到補償投影裝置因鏡頭位移產(chǎn)生的光程差的目的。
【專利說明】投影裝置及投影裝置光程差補償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種投影裝置及投影裝置光程差補償方法，尤其涉及一種具有光程補償元件的投影裝置及投影裝置光程差補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，投影裝置在生活中有廣泛的使用，一般的投影裝置在使用過程中都有熱量產(chǎn)生，如圖1所示，為傳統(tǒng)技術(shù)投影裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，投影裝置包含殼體200、數(shù)字微鏡元件201 (DMD，Digital Micro mirror Device)以及鏡頭202，在初始狀態(tài)時，該數(shù)字微鏡元件201與鏡頭202的距離為dl，此時自數(shù)字微鏡元件201發(fā)出的光束到達鏡頭202所經(jīng)過的光程為LI (Ll=dl*n，η為空氣的折射率)；隨著投影裝置工作時間的延長，投影裝置產(chǎn)生熱量，使得殼體200及鏡頭202受熱膨脹，從而使得數(shù)字微鏡元件201到鏡頭202的距離發(fā)生變化(如圖1中虛線部分所示，即表示鏡頭受熱膨脹后發(fā)生位移后的位置)，如圖1所示，此時數(shù)字微鏡元件201與鏡頭202之間的距離變化為d2，自數(shù)字微鏡元件201發(fā)出的光束到達鏡頭202所經(jīng)過的光程為L2 (L2=d2*n，n為空氣的折射率);如果鏡頭202的景深比較淺，用戶在開機時鏡頭202的聚焦良好，但當該投影裝置工作一段時間后，隨著自數(shù)字微鏡元件201發(fā)出的光束到達鏡頭202所經(jīng)過的光程發(fā)生變化，投影裝置顯示的畫面會變得模糊，影響用戶的使用，這種現(xiàn)象叫做熱漂移。目前常用的解決方法是對殼體200進行降溫處理，以此來降低熱漂移的影響，但殼體200本身溫度很高，因此降溫處理方法成效很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種投影裝置及投影裝置光程差補償方法，通過在數(shù)字微鏡元件與鏡頭之間設(shè)置光程補償元件，以達到補償投影裝置因鏡頭位移產(chǎn)生的光程差的目的。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明一種投影裝置，包含數(shù)字微鏡元件、鏡頭及光程補償元件，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件；鏡頭設(shè)置于該光束的傳播路徑上；光程補償元件設(shè)置于該鏡頭與該數(shù)字微鏡元件之間，且該光程補償元件位于該光束的該傳播路徑上；其中，該光程補償元件具有復數(shù)個區(qū)域，該光束穿過該復數(shù)個區(qū)域的各個區(qū)域時產(chǎn)生不同的光程，當該鏡頭產(chǎn)生位移時，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭位移產(chǎn)生的光程差。
[0005]作為可選的技術(shù)方案，該光程補償元件的每一個區(qū)域均具有不同的折射率或者不同的厚度。
[0006]作為可選的技術(shù)方案，該光程補償元件為板狀結(jié)構(gòu)，由該板狀結(jié)構(gòu)的中心朝向該板狀結(jié)構(gòu)的周緣形成分割線，從而形成該復數(shù)個區(qū)域，該光程補償元件通過旋轉(zhuǎn)方式使該復數(shù)個區(qū)域的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑。
[0007]作為可選的技術(shù)方案，該光程補償元件為圓盤狀結(jié)構(gòu)。[0008]作為可選的技術(shù)方案，該光程補償元件為板狀結(jié)構(gòu)，沿著該板狀結(jié)構(gòu)的其中一側(cè)邊將該板狀結(jié)構(gòu)分割形成該復數(shù)個區(qū)域，該光程補償元件通過平移方式使該復數(shù)個區(qū)域的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑。
[0009]作為可選的技術(shù)方案，該投影裝置還包含有控制單元，該控制單元與該光程補償元件電性相連，該控制單元包含有計時器，該計時器用以計時該投影裝置的工作時間，該控制單元根據(jù)該工作時間控制該光程補償元件的運動，其中，該鏡頭位移與該投影裝置的工作時間成正比。
[0010]作為可選的技術(shù)方案，該投影裝置還包含有控制單元，該鏡頭與該光程補償元件均與該控制單元電性相連，該控制單元根據(jù)該鏡頭的位移量而控制該光程補償元件的運動。
[0011]本發(fā)明又提出一種投影裝置光程差補償方法，該投影裝置包含數(shù)字微鏡元件、鏡頭以及光程補償元件，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件，該鏡頭設(shè)置于該光束的傳播路徑上，該光程補償元件設(shè)置于該鏡頭與該數(shù)字微鏡元件之間，且該光程補償元件位于該光束的該傳播路徑上，該光程補償元件具有復數(shù)個區(qū)域，該光束穿過該復數(shù)個區(qū)域的各個區(qū)域時產(chǎn)生不同的光程，該方法包含步驟:步驟一:開啟該投影裝置，該鏡頭產(chǎn)生位移；步驟二:偵測該鏡頭是否產(chǎn)生位移；步驟三:控制該光程補償元件運動，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭位移產(chǎn)生的光程差。
[0012]作為可選的技術(shù)方案，該投影裝置還包含有控制單元，該控制單元與該光程補償元件電性相連，該控制單元包含有計時器，該計時器用以計時該投影裝置的工作時間，在該步驟三中該控制單元根據(jù)該工作時間控制該光程補償元件的運動，其中該鏡頭位移與該投影裝置的工作時間成正比。
[0013]作為可選的技術(shù)方案，該投影裝置還包含有控制單元，該鏡頭與該光程補償元件均與該控制單元電性相連，在該步驟三中該控制單元根據(jù)該鏡頭的位移量而控制該光程補償元件的運動。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的投影裝置還包含有光程補償元件，該光程補償元件設(shè)置于該數(shù)字微鏡元件與該鏡頭之間，數(shù)字微鏡元件透出的光束經(jīng)過該光學補償元件再進入該鏡頭，由于該光程補償元件具有復數(shù)個區(qū)域，光束透過該復數(shù)個區(qū)域的每一個區(qū)域時產(chǎn)生的光程均不相同，因此，可以通過控制該光程補償元件的運動來達到控制光束自該數(shù)字微鏡元件至該鏡頭所形成的光程，從而補償因該鏡頭的移動所產(chǎn)生的光程差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為傳統(tǒng)技術(shù)投影裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明投影裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明光程補償元件第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為圖3中B-B的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為圖2中A-A的鏡頭位移前剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為圖2中A-A的鏡頭位移后剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明光程補償元件第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖8為本發(fā)明光程補償元件第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為圖8中C-C的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖10為本發(fā)明光程補償元件第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖11為本發(fā)明一實施例的光程補償元件工作的結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖12為本發(fā)明另一實施例的光程補償元件工作的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0027]為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。
[0028]如圖2所示，為本發(fā)明投影裝置結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的投影裝置包含數(shù)字微鏡元件101、鏡頭102以及光程補償元件103，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件101 ；鏡頭102設(shè)置于該光束的傳播路徑上；光程補償元件103設(shè)置于該鏡頭102與該數(shù)字微鏡元件101之間，且該光程補償元件103位于該光束的該傳播路徑上；其中，該光程補償元件103具有復數(shù)個區(qū)域，如圖3所示，圖3為本發(fā)明光程補償元件第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖，此時該光程補償元件103包含第一區(qū)域1031及第二區(qū)域1032，該光束穿過該第一區(qū)域1031或該第二區(qū)域1032時產(chǎn)生不同的光程，當該鏡頭102產(chǎn)生位移時，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭102的位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭102位移產(chǎn)生的光程差。
[0029]如圖3及圖4所示，圖4為圖3中B-B的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在該第一實施例中，該光程補償元件103為板狀結(jié)構(gòu)，在該第一實施例中，該光程補償元件103為圓盤狀結(jié)構(gòu)，由該板狀結(jié)構(gòu)的中心朝向該板狀結(jié)構(gòu)的周緣形成分割線，從而形成該復數(shù)個區(qū)域，在該第一實施例中，分割線將該光程補償元件103分為第一區(qū)域1031及第二區(qū)域1032，該光程補償元件103通過旋轉(zhuǎn)方式使該第一區(qū)域1031及第二區(qū)域1032的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑。如圖4所示，此時第一區(qū)域1031與第二區(qū)域1032的厚度相同，但其折射率不同，即該第一區(qū)域1031及該第二區(qū)域1032由不同的材質(zhì)構(gòu)成，由于光程為光束所經(jīng)過的實際距離與所經(jīng)過的物質(zhì)的折射率的乘積，因此，該光束透過該第一區(qū)域1031或該第二區(qū)域1032時產(chǎn)生的光程不相同。另外，如圖2所示，本發(fā)明所述的數(shù)字微鏡元件101、鏡頭102及光程補償元件103均可設(shè)置于殼體100內(nèi)。
[0030]下面來詳述光程補償元件103補償光程差的過程。如圖5及圖6所示，圖5為圖2中A-A的鏡頭102位移前剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為圖2中A-A的鏡頭102位移后剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，在鏡頭102位移前，光程補償元件103的第一區(qū)域1031在自數(shù)字微鏡元件101發(fā)出的光束傳播至鏡頭102的傳播路徑上，數(shù)字微鏡元件101至鏡頭102的第一光程S=Sl*n+S2*nl+S3*n(其中η為空氣折射率，nl為第一區(qū)域1031的折射率)；如圖6所示，在鏡頭102位移后，控制該光程補償元件103旋轉(zhuǎn)，使得光程補償元件103的第二區(qū)域1032切入該傳播路徑，數(shù)字微鏡元件101至鏡頭102的第二光程S，=S1’ *n+S2’ *n2+S3’ *n (其中n為空氣折射率，η2為第二區(qū)域1032的折射率)；為達到本發(fā)明的目的，既要補償鏡頭102位移產(chǎn)生的光程差,則需使得鏡頭102位移前的第一光程S與鏡頭102位移后的第二光程S，相等，亦即使得Sl*n+S2*nl+S3*n=Sl’ *n+S2，*n2+S3，*n ;當光程補償元件103距離數(shù)字微鏡元件101的距離保持不變(即S1=S1’)時，由于在該實施例中第一區(qū)域1031與第二區(qū)域1032的厚度相同(即S2=S2’)，且鏡頭102產(chǎn)生位移后與該光程補償元件103的距離增大(即S3’ >S3),因此，此時需要使得第一區(qū)域1031的折射率nl大于第二區(qū)域1032的折射率n2，才能保證第一光程S與第二光程S’相等。
[0031]光程補償元件103的結(jié)構(gòu)不以上述說明為限，如圖7-圖10所示，圖7為本發(fā)明光程補償元件第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為本發(fā)明光程補償元件第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為圖8中C-C的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖10為本發(fā)明光程補償元件第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖。在圖7中，可將該光程補償元件103分隔成四個區(qū)域，如圖7所示的第一區(qū)域1031、第二區(qū)域1032、第三區(qū)域1033及第四區(qū)域1034，通過將該四個區(qū)域的折射率設(shè)計成不同的數(shù)值，可實現(xiàn)光程補償功能。如圖8及圖9所示，除了如上所述的可設(shè)計各個區(qū)域折射率不同外，還可將各區(qū)域的厚度設(shè)計成不同的數(shù)值，圖8中第一區(qū)域1031’的厚度小于第二區(qū)域1032’的厚度，此時該第一區(qū)域1031’與該第二區(qū)域1032’的折射率可設(shè)計成相同，但不以此為限，也可使得第一區(qū)域1031’與該第二區(qū)域1032’的折射率不同，只需要保證光束穿過不同的區(qū)域后，自該數(shù)字顯示微鏡101至該鏡頭102的光程相同。再如圖10所示，前述的光程補償元件103均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，且通過旋轉(zhuǎn)方式使其中一區(qū)域切入傳播路徑，在該第四實施例中，該光程補償元件103為板狀結(jié)構(gòu)，且此時該板狀結(jié)構(gòu)為長方體結(jié)構(gòu)，沿著該板狀結(jié)構(gòu)的其中一側(cè)邊將該板狀結(jié)構(gòu)分割形成該復數(shù)個區(qū)域，如圖10所示，沿著該光程補償元件103的長邊將該光程補償元件103切割成四個區(qū)域，包括第一區(qū)域1031’’、第二區(qū)域1032’ ’、第三區(qū)域1033’ ’、第四區(qū)域1034’ ’，此時，該光程補償元件103通過平移方式使該第一區(qū)域1031’ ’、第二區(qū)域1032’ ’、第三區(qū)域1033’ ’、第四區(qū)域1034’ ’的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑。
[0032]圖11為本發(fā)明一實施例的光程補償元件工作的結(jié)構(gòu)框圖，圖12為本發(fā)明另一實施例的光程補償元件工作的結(jié)構(gòu)框圖。該投影裝置還包含有控制單元104，該控制單元104與該光程補償元件103電性相連，該控制單元104包含有計時器1041，該計時器1041用以計時該投影裝置的工作時間，該控制單元104根據(jù)該工作時間控制該光程補償元件103的運動。因為該鏡頭102的位移量與投影裝置的工作時間之間存在一定的關(guān)系，例如該鏡頭102的位移量與投影裝置的工作時間之間成正比，實際工作時該控制單元104即可根據(jù)該計時器1041所記錄的工作時間，選擇與該鏡頭102的位移量相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，使得該區(qū)域正好可以補償該鏡頭102位移所產(chǎn)生的光程差。
[0033]在其他實施例中，可通過控制單元104直接偵測該鏡頭102的位移量，如圖12所示，該鏡頭102與該光程補償元件103均與該控制單元104’電性相連，該控制單元104’根據(jù)該鏡頭102的位移量而控制該光程補償元件103的運動，即該控制單元先偵測該鏡頭102的位移量，再根據(jù)位移量與光程補償元件103各個區(qū)域之間的關(guān)系，控制單元104’選擇與該鏡頭102的位移量相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭102位移所引起的光程差。
[0034]本發(fā)明又提出一種投影裝置光程差補償方法，該投影裝置包含數(shù)字微鏡元件101、鏡頭102以及光程補償元件103，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件101，該鏡頭102設(shè)置于該光束的傳播路徑上，該光程補償元件103設(shè)置于該鏡頭102與該數(shù)字微鏡元件101之間，且該光程補償元件103位于該光束的該傳播路徑上，該光程補償元件103具有復數(shù)個區(qū)域，該光束穿過該復數(shù)個區(qū)域的各個區(qū)域時產(chǎn)生不同的光程，該方法包含步驟:[0035]步驟一:開啟該投影裝置；
[0036]步驟二:偵測該鏡頭102是否產(chǎn)生位移；
[0037]步驟三:控制該光程補償元件103運動，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭102的位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭102位移產(chǎn)生的光程差。
[0038]本發(fā)明所述的投影裝置光程差補償方法中所用到的光程補償元件103可如上述說明中的光程補償元件103，在此不再贅述。另外，投影裝置光程差補償方法中光程補償元件103的控制方法也可如上述說明所述，例如，在該步驟三中該控制單元104可以根據(jù)該工作時間控制該光程補償元件103的運動，或者，在該步驟三中該控制單元104’根據(jù)該鏡頭102的位移量而控制該光程補償元件103的運動。
[0039]本發(fā)明的投影裝置具有光程補償元件103，且該光程補償元件103具有復數(shù)個區(qū)域，該光束透過該復數(shù)個區(qū)域的每一個區(qū)域時產(chǎn)生的光程均不相同，投影裝置將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭102的位移量相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，可實現(xiàn)對該鏡頭102位移產(chǎn)生的光程差的補償。
[0040]本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種投影裝置，其特征在于包含: 數(shù)字微鏡元件，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件； 鏡頭，設(shè)置于該光束的傳播路徑上；以及 光程補償元件，設(shè)置于該鏡頭與該數(shù)字微鏡元件之間，且該光程補償元件位于該光束的該傳播路徑上； 其中，該光程補償元件具有復數(shù)個區(qū)域，該光束穿過該復數(shù)個區(qū)域的各個區(qū)域時產(chǎn)生不同的光程，當該鏡頭產(chǎn)生位移時，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭位移產(chǎn)生的光程差。
2.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于:該光程補償元件的每一個區(qū)域均具有不同的折射率或者不同的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于:該光程補償元件為板狀結(jié)構(gòu)，由該板狀結(jié)構(gòu)的中心朝向該板狀結(jié)構(gòu)的周緣形成分割線，從而形成該復數(shù)個區(qū)域，該光程補償元件通過旋轉(zhuǎn)方式使該復數(shù)個區(qū)域的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑。
4.如權(quán)利要求3所述的投影裝置，其特征在于:該光程補償元件為圓盤狀結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于:該光程補償元件為板狀結(jié)構(gòu)，沿著該板狀結(jié)構(gòu)的其中一側(cè)邊將該板狀結(jié)構(gòu)分割形成該復數(shù)個區(qū)域，該光程補償元件通過平移方式使該復數(shù)個區(qū)域的其 中之一區(qū)域切入該傳播路徑。
6.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于:該投影裝置還包含有控制單元，該控制單元與該光程補償元件電性相連，該控制單元包含有計時器，該計時器用以計時該投影裝置的工作時間，該控制單元根據(jù)該工作時間控制該光程補償元件的運動，其中，該鏡頭位移與該投影裝置的工作時間成正比。
7.如權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于:該投影裝置還包含有控制單元，該鏡頭與該光程補償元件均與該控制單元電性相連，該控制單元根據(jù)該鏡頭的位移量而控制該光程補償元件的運動。
8.一種投影裝置光程差補償方法，該投影裝置包含數(shù)字微鏡元件、鏡頭以及光程補償元件，該投影裝置具有光束穿過該數(shù)字微鏡元件，該鏡頭設(shè)置于該光束的傳播路徑上，該光程補償元件設(shè)置于該鏡頭與該數(shù)字微鏡元件之間，且該光程補償元件位于該光束的該傳播路徑上，該光程補償元件具有復數(shù)個區(qū)域，該光束穿過該復數(shù)個區(qū)域的各個區(qū)域時產(chǎn)生不同的光程，其特征在于該方法包含步驟: 步驟一:開啟該投影裝置； 步驟二:偵測該鏡頭是否產(chǎn)生位移； 步驟三:控制該光程補償元件運動，將該復數(shù)個區(qū)域中與該鏡頭位移相匹配的其中之一區(qū)域切入該傳播路徑，以補償該鏡頭位移產(chǎn)生的光程差。
9.如權(quán)利要求8所述的投影裝置光程差補償方法，其特征在于:該投影裝置還包含有控制單元，該控制單元與該光程補償元件電性相連，該控制單元包含有計時器，該計時器用以計時該投影裝置的工作時間，在該步驟三中該控制單元根據(jù)該工作時間控制該光程補償元件的運動，其中該鏡頭位移與該投影裝置的工作時間成正比。
10.如權(quán)利要求8所述的投影裝置光程差補償方法，其特征在于:該投影裝置還包含有控制單元，該鏡頭與該光程補償元件均與該控制單元電性相連，在該步驟三中該控制單元根據(jù)該鏡頭的位移量而控制 該光程補償元件的運動。
【文檔編號】G03B21/00GK103744259SQ201310727742
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李禮操 申請人:蘇州佳世達光電有限公司