投影机及其光感测模块的制作方法

本实用新型涉及一种光感测技术，尤指应用于投影机内的光感测模块。

背景技术：

以各类型的显示设备所组成的大屏幕显示(如电视墙)，其中一个最大的问题在于个别显示设备的差异，而本实用新型则着重在个别显示设备的亮度及色彩不一致的现象。就投影机形式的显示设备而言，其中个别差异最大的地方在于各自的光源在使用后的变化，通常是很明显的，即某些投影机的亮度、光线强度有不一致的现象，其中通常是某几个投影机的光源衰减的速度要快于其他的投影机，因此，在整个大屏幕上所呈现的影像会出现某个或某几个区域的亮度明显的与其他区域不同，所以极需一种能够感测投影机光源亮度的装置，并以其所感测到的数据作为调整投影机光源输出强度的基准，调整方式则是将其他较强的光源的输出功率予以降低。中国实用新型专利第201327561Y号的光感测装置是设置在数字微镜面装置的出射端的光线L’的路径上，用以接收并感测被数字微镜面装置所反射的光线，如此即可确认投影机的光线强度是否变强或衰减。然而此实用新型的缺点在于：因为光感测装置是感测已经被数字微镜面装置所反射的光线L’，需要有一部分时间的光被导到传感器这一侧，该缺点需要特别设计一驱动程序，刻意在某个特定时刻把光导到传感器这一侧；另一缺点是降低投影机输出亮度。因此，基于上述的理由，申请人创作出本实用新型的光感测装置，其设置的位置与现有技术不同，避免了需要特别设计一驱动程序，刻意在某个特定时刻把光导到传感器这一侧，以及因而降低投影机输出亮度的缺陷。

所以，申请人基于现有技术中的缺陷，创作出本实用新型“投影机及其光感测模块”，用以克服上述现有技术中的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了创造一种新的投影机及其光感测模块，将具有光感测组件的光感测模块设置在投影机的光源与影像装置(通常是一数字微镜面装置)之间，使得光感测无需特殊的数字微镜面驱动程序，也不会导致降低输出总亮度。

为了达到上述的目的，本实用新型提供一种投影机，包括：一光源，供应一光线以形成一光路；一数字微镜面装置(DMD)，位于该光路上用以接收该光线，以使该光线经过该数字微镜面装置后成为一影像；一成像镜组，用以接收该影像，以使该影像成像于一屏幕，而该数字微镜面装置位于该光源与该成像镜组之间；以及一光感测模块，位于该光源与该数字微镜面装置之间，并受该光线的照射。

为了达到上述的目的，本实用新型又提供一种用于一投影机的光感测模块，其中该投影机具有一壳体、投射一光线的一光源、一数字微镜面装置(DMD)、以及由该光线抵达该数字微镜面装置的一光路，该光感测模块包括：一活动部，可移动地设置于该壳体内；以及一感测组件，固定于该活动部上，并位于该光路的周围，其中该活动部可沿相对于该光路的轴向和/或径向改变该感测组件相对于该光路的一位置。

附图说明

图1，为本实用新型的实施例侧视图；

图2，为图1实施例的光路截面示意图；

图3，为本实用新型的光感测模块周边的立体示意图；

图4，为本实用新型的光感测模块的爆炸图；

图5，为本实用新型的光感测模块的活动部的局部示意图；

图6，为本实用新型的另一实施例示意图；

图7，为图6实施例的局部放大图；以及

图8，为图7的局部侧视放大图。

符号说明

1：光线 1-1：第一光源

1-2：第二光源 1-2-1：第二光源反射镜

1-3：第三光源 1-3-1：第三光源反射镜

13：壳体

2：光路 21：漫射区

22：漫射光

3：光感测模块 31：感测组件

32：支撑架 32a：支撑座

33：活动部 330：位移调整机构

330a：浅孔

331：导杆 331a：导孔

331b：弹簧

34：散光器 34a：散光器板

34b：导光孔

4：积分柱

5：透镜组 5a：聚光透镜

6：反射镜

7：数字微镜面装置

8：成像镜组

91：屏蔽 92：长孔

93：壳体 94：固定销

具体实施方式

以下针对本实用新型的“投影机及其光感测模块”的各实施例进行描述， 请参考附图，但实际的配置及所实施的方法并不必须完全符合所描述的内容，本领域技术人员应当能在不脱离本实用新型的实际精神及范围的情况下，做出种种变化及修改。

请参阅图1，为本实用新型的实施例侧视图，并请同时配合图2，为图1实施例的光路截面示意图。其中，投影机的壳体13即作为支撑光感测模块3的结构体，而光感测模块3的活动部33则相对于壳体13移动，通常活动部33再通过一支撑部与壳体13连接，支撑部是由支撑架32与支撑座32a构成，当然，支撑架32与支撑座32a两者也可一体成型而成为所述支撑部，而活动部33在支撑架32上移动即等效于在支撑部上移动。活动部33上还设有一电路板310，而感测组件31(请配合图4)即是通过电路板310设置在活动部33上。光源的光线1形成一光路2，光线经过初步的聚光后通过一积分柱4以尽可能地使光线趋于平行，而光线则再进入一透镜组5使光线的截面扩展至适当的大小，积分柱4与透镜组5合而为一光线均匀装置。再来光线就会抵达一反射镜6而被改变方向，并进而进入一数字微镜面装置(图中未揭示)。而本实用新型的光感测模块3，如图1所示，设置在光源与数字微镜面装置之间。然而，为了不占用到光路2太多的面积，本实用新型将光感测模块3设置在透镜组5之后、反射镜6之前，也就是位于两者之间，请参阅图2，由于通过积分柱4，所以光路2的截面即以积分柱4的截面形状为准，在本实用新型中则是呈方形，而按照光学原理，光路2边缘的光线强度较弱，且方向也比较散乱，因此不会作为主要的光线来投射至数字微镜面装置，因此实际上数字微镜面装置仅会使用到光路2的主要区域21，意即由光轴2A向外涵括一定范围(约百分之八十)的面积作为主要区域21，而再向外的边缘区域22则为本实用新型的光感测模块3所使用。换言之，就是自光轴2A起算的一定半径内的截面作为主要区域，而在此特定半径外的区域即作为边缘区域。由于在光感测模块3中，感测组件31作为最主要的直接被光线照射以测量光线强度的组件，因此图2采取简易画法，仅将最重要的感测组件31的位置予以绘出，实际上，感测组件31也会尽可能地设置于光感测模块3的边缘，以避免光感测模块3的其他组件和结构挡到光路2，而影响投影成像质量。

请继续参阅图2，由于各投影机的组装、以及所使用的光源仍可能存在差 异，因此本实用新型光感测模块3的活动部33即可使感测组件31以光路2的半径方向移动以接近或远离光轴2A，以调整感测组件31在边缘区域22中适当的径向位置。虽然感测组件31位于边缘区域22，但其所受到的光线照射的强弱仍会因为其在径向上的位置而有所不同，即愈靠近光轴2A的位置所受的照射强度愈强。因此，通过本实用新型的活动部33的设置可以让欲构成同一投影机数组的每个投影机内的光感测模块的感测条件相同。

请参阅图3与图4。其中图3为本实用新型的光感测模块周边的立体示意图；而图4为本实用新型的光感测模块的爆炸图。其中可见透镜组5即位于积分柱4的后方，而光感测模块3则位于透镜组5的后方偏上的边缘的位置。支撑架32与支撑座32a结合为一体而成为一支撑部。请继续参阅图3，在下方则另外单独绘出整体的光感测模块3的结构，感测组件31(请配合图4)设置在电路板310上，而在感测组件的前方可设置一散光器(Diffuser)34以将光路2的边缘区域22(请配合图2)的较不均匀的光线予以均匀化的照射在感测组件31上。而散光器34则通过一散光器板34a固定在活动部33上(请配合图4)，即散光器板34a由外将散光器34压在活动部33上。

请继续参阅图4，并请配合图3以作为参考，同时请配合图5，图5为本实用新型的光感测模块的活动部33的局部示意图。其中活动部33从后方以可活动的方式设置在支撑架32上，而为了能够使活动部33的移动可以很好地被控制，活动部33上还穿设了一导杆331，活动部33上还设有一导孔331a(请参阅图5)，其被导杆331穿过，至使活动部33可以沿着导杆331移动。另外，感测组件31设置在电路板310上，而电路板310又是固定在活动部33上，因此感测组件31是可活动的，即达到了如图2中所示可以光路2的径向移动的功效，因此，通过设置在活动部33上的感测组件31，使得感测组件31实现了位置的调整，以在边缘区域22(请参考图2)内寻找最佳的位置。请参阅图5，从中可以很清楚地看到导杆331在导孔331a内，而导杆331则固定于支撑架32上，因而达到了活动部33在支撑架32上移动的效果。请继续参阅图4与图5，更进一步而言，为了更精确地调整感测组件31在边缘区域22的位置，本实用新型在支撑部的支撑座32a与活动部33之间还设置一位移调整机构330，通常是一螺杆、螺栓之类的具有螺纹的组件，螺栓从支撑座32a穿过并抵达活动部33的浅孔 330a，并将其顶住，而弹簧331b设置于支撑架32与活动部33之间，并套着导杆331，意即弹簧331b的两端分别抵接支撑架32与活动部33，而弹簧331b可将活动部33向上推挤使得浅孔330a抵紧位移调整机构330，当位移调整机构330向上时，弹簧331b得以舒展而将活动部33向上推挤，如以图2的方向而言就是远离光轴2A，但浅孔330a仍抵紧位移调整机构330，从而使得活动部33稳定地定位在所需的位置上。而当位移调整机构330向下时，如以图2的方向而言就是接近光轴2A，则使活动部33向下移动压迫弹簧331b使之收缩，但由于弹簧331b的弹力仍会施予活动部33向上的力量，因而仍能维持浅孔330a与位移调整机构330之间的相互抵接，从而使得活动部33稳定地定位在所需的位置上。如此一来，当位移调整机构330转动时其自身就会上下移动，即让活动部33可以上下移动。如前所述，为了使感测组件31是以光路2的径向接近或远离光轴2A(请配合图2)，因此作为位移调整机构330的螺杆、螺栓的轴向平行于光路2的径向较能符合本实用新型的需求。为了不被活动部33阻挡了边缘区域22的光线，在活动部33上还设置一导光孔34b，其位于感测组件31的前方，而被散光器34所覆盖。

请参阅图6，为本实用新型的另一实施例示意图。如前所述，本实施例使用的第二光感测模块9位于光源与数字微镜面装置之间，其中图6所示的光源是三原色光源，分别是第一光源1-1、第二光源1-2、以及第三光源1-3，除第一光源1-1是直接同轴于光路2之外，第二光源1-2利用一第二光源反射镜1-2-1将光线反射至同轴于光路2，同理，第三光源1-3利用一第三光源反射镜1-3-1将光线反射至同轴于光路2。第二光源反射镜1-2-1与第三光源反射镜1-3-1实际上是具有选择穿透性的玻璃，意即其上具有特定镀膜以使特定波长的光线可以穿透、或是使特定波长的光线被反射。而光路2在抵达积分柱4之前，先通过一聚光透镜5a使光路2的直径缩小至可充分进入积分柱4的大小，再经由积分柱4的整理而使光线呈近乎平行状，之后由透镜组5将光路2扩张为适当的直径并被反射镜6所反射以供数字微镜面装置7使用，然后再抵达成像镜组8。

请继续参阅图6，并请参阅图7与图8。其中图7为图6实施例的局部放大图，而图8为图7的局部侧视放大图。本实施例的第二光感测模块9的感测组件31设置在聚光透镜5a的附近，为的是接收并量测在聚光透镜5a处所产生的漫射 光22。而感测组件31则设置于一电路板310上，而电路板310则尽可能地设置在聚光透镜5a与积分柱4之间的区域内，但同时又不能遮挡了光路2。由于实际上漫射光22一定会产生，因此感测组件31一定可以被漫射光22所照射到，但为了更能够有效的感测漫射光22，使得漫射光22的光量、强度可以达到一定值，而此定值最好是落在感测组件31的感测范围的中间值，所以本实施例还设置一屏蔽91，位于聚光透镜5a与积分柱4之间，用以遮挡两者之间的漫射光22，漫射光22会形成一漫射区21，而屏蔽91即设置于该漫射区21内，如此一来漫射区21即被局限在屏蔽91与光路之间。图6与图7中的感测组件31实际上被屏蔽91所覆盖，由于感测组件31体积很小，所以不易以虚线绘制而仍以实线绘制。屏蔽91内表面则有反射效果，通常以氧化镁或硫酸钡或其他可增加反射效果的化学涂层或在内部表面进行抛光的物理加工来处理以增加反射效果，且屏蔽91的下方并无遮挡，并正对着感测组件31，可见被屏蔽91所遮挡的漫射光22会被反射到感测组件31上。此外，为了可以调整感测组件31所受到的漫射光22照射的光量和强度，电路板310上则设置长孔92，以作为导引电路板310前后移动之用。电路板310通常设置在壳体93上，两者通过一固定销94固定，而经由长孔92的设置使得电路板310即可倚靠固定销94而在壳体13上移动，进而控制感测组件31相对于光路2的轴向上的位置。请参阅图8，聚光透镜5a与积分柱4之间的光路2貌似一锥体，且其直径由聚光透镜5a渐缩至积分柱4，因此当电路板310沿光路2的轴向向聚光透镜5a移动时，使得感测组件31较靠近聚光透镜5a，也就是呈锥体的光路2上较粗的部分，因此感测组件31在靠近聚光透镜5a的位置必可受到更多漫射光22的照射。反之，若电路板310向积分柱4靠近，则使得感测组件31较靠近积分柱4，也就是呈锥体的光路2上较细的部分，因此感测组件31在靠近积分柱4的位置必可受到更少漫射光22的照射。通过上述操作，即可调整感测组件31的受光量。此外，屏蔽91也可固定于电路板310上而一同移动，其效果是当屏蔽91更靠近聚光透镜5a时，屏蔽91就更接近呈锥体的光路2，至使漫射区21内的漫射光22行经更短的距离即被屏蔽91所反射，因此损失的能量较小，进而照射在感测组件31上的光量和强度会更高；反之，当屏蔽91更靠近积分柱4时，屏蔽91就更远离呈锥体的光路2，至使漫射区21内的漫射光22行经更长的距离才会被屏蔽91所反射，因此损失的能量较大，进而照射在感测组件31上的光量和强度会更小。

请参阅图1与图6，虽然两图使用的光源不同，但基本上光感测模块(3、9)的位置都是设置在光源与数字微镜面装置7之间，且使用的光线都是光路2上次要的光线来源。图1的第一光感测模块3是进一步的设置在透镜组5与反射镜6之间，而图6的第二光感测模块9则是设置在聚光透镜5a与积分柱4之间。且第一光感测模块3使用的次要光线是光路2的边缘区域22(请参阅图2)内的，而第二光感测模块9则使用的是聚光透镜5a与积分柱4之间呈锥体状的光路2所产生的漫射光22(请参阅图8)。然而，不论是图1或是图6的实施例均不会被数字微透镜装置7影响，也不会对数字微透镜装置7造成影响，本实用新型所能感测到的光源强度的变化会比现有技术更接近实际光源的表现，因此在调整显示数组的整体亮度表现时会更准确。

综上所述，本实用新型的“投影机及其光感测模块”，是将光感测模块设置在一光源与一影像产生装置(数字微镜面装置)之间，以感测和测量光源的强弱变化，而并非如现有技术那样，设置在影像产生装置与镜头之间，因此本实用新型的光感测模块可以避免影像产生装置如数字微镜面装置因为特殊驱动方式所带来的不确定因素，其所能感测到的光源强度的变化会比现有技术更接近实际光源的表现，因此在调整显示数组的整体亮度表现时会更准确。所以，本实用新型对于显示数组的整体显示效果的优化调整，具有非常大的贡献。

实施例：

1.一种投影机，包括：一光源，供应一光线以形成一光路；一数字微镜面装置(DMD)，位于该光路上用以接收该光线，以使该光线经过该数字微镜面装置后成为一影像；一成像镜组，用以接收该影像，以使该影像成像于一屏幕，而该数字微镜面装置位于该光源与该成像镜组之间；以及一光感测模块，位于该光源与该数字微镜面装置之间，并受该光线的照射。

2.如实施例1所述的投影机，还包括一壳体，其中该光感测模块还包括：一支撑部，固定在该壳体内；一活动部，可移动地设置在该支撑部上；以及一感测组件，固定在该活动部上，其中，藉由该活动部的位移改变该感测组件与该光线之间的相对位置。

3.如实施例1所述的投影机，还包括一光线均匀装置，位于该光路上且 位于该光源与该数字微镜面装置之间，该光线均匀装置用以接收该光线并使该光线趋于平行并进而照射至该数字微镜面装置，其中该光感测模块位于该光源与该光线均匀装置之间、或者位于该光线均匀装置与该数字微镜面装置之间。

4.如实施例1所述的投影机，其中该光感测模块位于该光路的边缘。

5.如实施例1所述的投影机，其中该光路之外还形成一漫射区，而该光感测模块位于该漫射区。

6.一种用于一投影机的光感测模块，其中该投影机具有一壳体、投射一光线的一光源、一数字微镜面装置(DMD)、以及由该光线抵达该数字微镜面装置的一光路，该光感测模块包括：一活动部，可移动地设置在该壳体内；以及一感测组件，固定在该活动部上，并位于该光路的周围，其中该活动部可沿相对于该光路的轴向和/或径向改变该感测组件相对于该光路的一位置。

7.如实施例6所述的光感测模块，还包括一支撑部，固定在该壳体上，而该活动部可移动地设置在该支撑部上，并间接地设置在该壳体上。

8.如实施例7所述的光感测模块，还包括一位移调整机构，可移动地设置在该支撑部与该活动部之间，以使当该位移调整机构移动时，该活动部在该支撑部上移动。

9.如实施例6所述的光感测模块，其中该感测组件位于该光路内，而该活动部依该光路的径向使该感测组件接近或远离该光路的光轴。

10.如实施例6所述的光感测模块，其中该光路自光轴向外依序为一主要区域和一边缘区域，而该感测组件以该光路的径向进入该边缘区域内。

11.如实施例6所述的光感测模块，其中该光路之外形成一漫射区，而在该漫射区还设置一屏蔽，通过该屏蔽收集该漫射区的漫射光，而该光感测模块位于该漫射区内并接收被该屏蔽所收集的漫射光的照射。

上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽然熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内进行诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。