专利名称：光感测装置和具有光感测装置的投影机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种投影机，特别是涉及一种工业用的具有光感测功能的投影才;u。
技术背景请参阅图1,其为公知技术中一种工业用DLP投影机的内部光线行进 于内部全反射棱镜、光学镜头和数字微镜面装置时的光路径示意图。在图 1中，投影机1主要由光源10、内部全反射棱镜(TIR Prism)ll、数字微 镜面装置(DMD) 12以及光学镜头13构成。为了执行投影功能，光线L由光源10发射之后，由第一棱镜111折 射至到数字微镜面装置12,再经第二棱镜112折射到光学镜头13,最后 由光学镜头13投射出去。在这种传统的"fe影才几1中，由于并不存在任何用于侦测光线L的光线 侦测机构，因此无法对光线L进行强度和颜色的侦测，使得投影机l无法 进行投影光线的变化，其光线投影功能受到限制，不符合市场上多样化的 使用需求。实用新型内容因此，申请人鉴于公知技术中所产生的缺点，经过悉心的试验和研究， 并本着锲而不舍的精神，终于构思出本实用新型"具有光感测功能的投影 机"，以下为本实用新型的筒要说明。因此，申请人构思出了一种具有光感测功能的投影机，其在传统的投5影机中增设光感测装置，用于感测待投影出去的光线，可根据需求而改变 光线的强度和颜色，此外，该光感测装置的结构需考虑散热和减少杂光的 附加功能。
根据上述构想，本实用新型一方面提出一种投影机，其包括光源， 其用于发射光线；内部全反射棱镜，其用于折射来自该光源的该光线；数 字微镜面装置，其用于反射该内部全反射棱镜所折射的该光线；光学镜 头，其用于接收该数字微镜面装置所反射的该光线，其中该数字微镜面装 置到该光学镜头构成第一光路径；以及光感测装置，其位于该第一光路径 以外的第二光路径上，用于感测该数字微镜面装置在致动时朝向该第二光 路径所反射的该光线，以便调整该投影机所投射出的光线的强度及颜色。
根据上述构想，本实用新型另一方面提出一种应用于上述投影机的光 感测装置，其包括金属外壳，其具有受光开口，用于接收该投影机内的 光线；中性密度滤光片(ND filter),其设于该受光开口，用于过滤来自 该受光开口的该光线；以及色彩传感器(color sensor),其位于该金属 外壳内，用于感测经该中性密度滤光片所过滤的该光线，以便调整该投影 机所投射出的光线的强度及颜色。
优选地，其中该内部全反射棱镜由至少一个棱镜构成。
优选地，其中该数字微镜面装置由多个微镜面构成。
优选地，其中该光学镜头进一步将所接收到的该光线发射至该投影机 的外部，以进行投影功能。
优选地，其中该投影机进一步具有金属外罩，该光感测装置的该金属 外壳是连接到该投影机的该金属外罩。
优选地，其中该金属外罩和该金属外壳的材质都包含铝。
优选地，其中该受光开口的面积小于该第二光路径上该光线的截面积。
优选地，其中该中性密度滤光片的法线相对于该第二光路径上的该光 线具有一角度，该角度小于90度大于0度。通过下列图示及详细说明可更深入地理解本实用新型
图1:公知技术中一种工业用DLP投影机的内部光线行进于内部全反 射棱镜、光学镜头和数字微镜面装置时的光路径示意图。图2:本实用新型所提出的投影机的优选实施例的内部光线行进于内 部全反射棱镜、光学镜头和数字微镜面装置时的光路径示意图。图3:本实用新型所提出的光感测装置的优选实施例的内部光线和该 光感测装置的配置示意图。图4:本实用新型所提出的投影机的优选实施例的外部结构的示意图。
具体实施方式
请参阅图2，其为本实用新型所提出的投影机的优选实施例的内部光 线行进于内部全反射棱镜、光学镜头和数字微镜面装置时的光路径示意 图。在图2中，投影机2主要由光源20、内部全反射棱镜(TIR Prism) 21、 数字微镜面装置(DMD) 22、光学镜头23以及光感测装置3构成。和先前技术的例子相同，为了执行投影功能，光线L由光源10发射 之后，由第一棱镜211折射到数字微镜面装置22,再经第二棱镜212折射 到光学镜头23，最后由光学镜头23投射出去。但不同点在于，为了对光 线L进行强度和颜色的侦测，使投影机2能够进行投影光线的变化，本实 用新型在由数字微镜面装置22至光学镜头23构成的第一光路径以外的第 二光路径上设有光感测装置3，用于侦测从数字微镜面装置22至光学镜头 23的光线L的强度和颜色。如图2所示，由于数字微镜面装置22的表面是由多个微镜面22所构 成的，因此当使这些微镜面22致动时，可以在极短时间内将起源于第一 棱镜211的光线L反射至位于该第二路径上的光感测装置3，再利用光感测装置3测定光线L'的强度和颜色，并根据所测得的数值来调整投影机 2所投射出光线L的强度及颜色。
请参阅图3，其为本实用新型所提出的光感测装置的优选实施例的内 部光线和该光感测装置的配置示意图。在图3中，光感测装置3主要由金 属外壳30、中性密度滤光片(ND filter)32以及色彩传感器(color sensor)33构成。其中，金属外壳30上i殳有受光开口 31,中性密度滤光 片32设于此受光开口 31，用于过滤来自受光开口 31的光线L，。光线L， 由中性密度滤光片32滤除之后，由色彩传感器33侦测出光线L，的强度 及颜色等数据，以便调整投影机2所投射出的光线L的强度及颜色。
由于光线L，具有高温和高热，为了首先对光线L，进行处理以及加 强光感测装置3的散热功能，本实用新型针对此光感测装置3作了几项结 构上的改变。首先，如图3所示，将光感测装置3的金属外壳30连接到 投影机2所具有的金属外罩24,由于光感测装置3的金属外壳30和投影 机2的金属外罩24都是利用诸如铝等高散热性的金属来制作的，因此这 种结构上的连接关系将对光感测装置3的散热功能产生极大的功效。
其次，为了降低射入光感测装置3的光线L，的光量，本实用新型将 受光开口 31的面积设计成小于该第二光路径上的光线L，的截面积，以便 排除部分的光线L，的光量；图3中以箭头所表示的L，仅用来代表光线L， 的方向，实际上光线L'的光束面积大于受光开口 31的面积。
最后，为了加强中性密度滤光片32滤除光线L，的效能，本实用新型 刻意针对光线L，在射入中性密度滤光片32时的角度进行了特殊设计。如 图3所示，根据对金属外壳30的设计，当在其上配置中性密度滤光片32 时，使中性密度滤光片32的法线N相对于该第二光路径上的入射光线L' 具有一角度oc，其中角度ot是小于90度大于0度的锐角。这样，因为入 射光线L，并不是垂直地射入中性密度滤光片32，因此可以降低射入光感 测装置3的光量，使得光感测装置3的温度不致上升过快。
请参阅图4，其为本实用新型所提出的投影机的优选实施例的外部结 构的示意图，图4所呈现的投影机与图2的投影机上下颠倒。由图4可看 出，投影机4主要由内部全反射棱镜41、数字微镜面装置42、光学镜头43以及光感测电路46构成，此外，光感测装置46的附近还装设有遮光片 44。在图4中，被数字微镜面装置所反射的光线L'会首先穿越遮光片44 上的穿孔441，再进入受光开口 45，最后由光感测电路46侦测并分析， 以便调整投影机4将从光学镜头43投射出的光线的强度及颜色。综上所述，本实用新型是在传统的投影机中加装光感测装置，并在非 原光路路径上(off light)利用该光感测装置侦测原投影光，并根据所测 得的结果来调整投影机所投射出的光线的强度及颜色；此外，进一步对该 光感测装置提出数种协助散热和遮光的设计，以加强该光感测装置的耐温 功能。
权利要求1.一种投影机，其特征在于，包括光源，其用于发射光线；内部全反射棱镜，其用于折射来自所述光源的所述光线；数字微镜面装置，其用于反射所述内部全反射棱镜所折射的所述光线；光学镜头，其用于接收所述数字微镜面装置所反射的所述光线，其中所述数字微镜面装置至所述光学镜头构成第一光路径；以及光感测装置，其位于所述第一光路径以外的第二光路径上，用于感测所述数字微镜面装置在致动时朝向所述第二光路径所反射的所述光线，以便调整所述投影机所投射出的光线的强度及颜色。
2. 如权利要求1所述的投影机，其特征在于，其中所述内部全反射 棱镜由至少一个棱镜构成。
3. 如权利要求1所述的投影机，其特征在于，其中所述数字微镜面 装置由多个微镜面构成。
4. 如权利要求1所述的投影机，其特征在于，其中所述光学镜头进 一步将所接收到的所述光线发射到所述投影机的外部，以进行投影功能。
5. —种投影机，其特征在于，包括 光源，其用于发射光线；内部全反射棱镜，其用于折射来自所述光源的所述光线； 数字微镜面装置，其用于反射所述内部全反射棱镜所折射的所述光线；光学镜头，其用于接收所述数字微镜面装置所反射的所述光线，其中 所述数字微镜面装置至所述光学镜头构成第一光路径；以及光感测装置，其位于所述第一光路径以外的第二光路径上，所述光感测装置包括金属外壳，其具有受光开口，用于接收所述数字微镜面装置在致动时朝向所述第二光路径所反射的所述光线；中性密度滤光片，其设于所述受光开口，用于过滤来自所述受光 开口的所述光线；以及色彩传感器，其位于所述金属外壳内，用于感测经所述中性密度 滤光片所过滤的所述光线，以便调整所述投影机所投射出的光线的强度及 颜色。
6. 如权利要求5所述的投影机，其特征在于，其中所述内部全反射 棱镜由至少一个棱镜构成。
7. 如权利要求5所述的投影机，其特征在于，其中所述数字微镜面 装置由多个微镜面所构成。
8. 如权利要求5所述的投影机，其特征在于，其中所述光学镜头进 一步将所接收到的所述光线发射到所述才更影机的外部，以进行投影功能。
9. 如权利要求5所述的投影机，其特征在于，其中所述投影机进一 步具有金属外罩，所述光感测装置的所述金属外壳连接到所述投影机的所 述金属外罩。
10. 如权利要求9所述的投影机，其特征在于，其中所述金属外罩和 所述金属外壳的材质都包含铝。
11. 如权利要求5所述的投影机，其特征在于，其中所述受光开口的 面积小于所述第二光路径上所述光线的截面积。
12. 如权利要求5所述的投影机，其特征在于，其中所述中性密度滤 光片的法线相对于所述第二光路径上的所述光线具有一角度，所述角度小 于90度大于0度。
13. —种应用于投影机的光感测装置，其特征在于，包括 金属外壳，其具有受光开口，用于接收所述投影机内的光线； 中性密度滤光片，其设于所述受光开口，用于过滤来自所述受光开口的所述光线；以及色彩传感器，其位于所述金属外壳内，用于感测经所述中性密度滤光 片所过滤的所述光线，以便调整所述投影机所投射出的光线的强度及颜 色。
14. 如权利要求13所述的光感测装置，其特征在于，其中所述投影机 进一步具有金属外罩，所述光感测装置的所述金属外壳连接到所述投影机 的所述金属外罩。
15. 如权利要求14所述的光感测装置，其特征在于，其中所述金属外 罩和所述金属外壳的材质都包含铝。
16. 如权利要求13所述的光感测装置，其特征在于，其中所述受光开 口的面积小于所述光线的截面积。
17. 如权利要求13所述的光感测装置，其特征在于，其中所述中性 密度滤光片的法线相对于所述光线具有一角度，所述角度小于90度大于0 度。
专利摘要本实用新型主要公开了一种投影机，其包括光源，其用于发射光线；内部全反射棱镜(TIR Prism)，其用于折射来自该光源的该光线；数字微镜面装置(DMD)，其用于折射该内部全反射棱镜所反射的该光线；光学镜头，其用于接收该数字微镜面装置所反射的该光线，其中该数字微镜面装置至该光学镜头构成第一光路径；以及光感测装置，其位于该第一光路径以外的第二光路径上，用于感测该数字微镜面装置在致动时朝向该第二光路径所反射的该光线，以便调整该投影机所投射出的光线的强度及颜色。
文档编号G03B21/14GK201327561SQ200820137240
公开日2009年10月14日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者徐慰伯, 魏子明 申请人:捷扬光电股份有限公司