CN101089722B - 光学投影系统及其影像平滑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种影像平滑装置，包括一光学元件、一承载元件、一弹性元件、一基座以及一致动元件。其中，该承载元件承载该光学元件，该承载元件的至少一部分连接于该弹性元件，该基座支撑该弹性元件，该致动元件连接并驱动该承载元件振动。

Description

光学投影系统及其影像平滑装置

技术领域

本发明涉及一种光学投影系统及其影像平滑装置，特别是涉及一种具有平滑影像效果的光学投影系统及其影像平滑装置。

背景技术

投影系统依据投影的原理主要可分为三大类型，分别为液晶(LiquidCrystal Display，LCD)投影系统、单晶硅液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影系统及数字光源处理器(Digital Light Processing，DLP)投影系统。其中，DLP由于具有高亮度、正确的色调重现性、快速的反应时间、无噪声及轻薄短小等优点，因而成为新一代热门的投影系统之一。

如图1所示，DLP投影系统1采用数字控制并利用反射光原理，将来自一光源11的光束集聚之后，穿过红绿蓝三色的一彩色滤光片12后，再经由一透镜元件13聚焦投射至一数字微镜装置14(Digital Micro-mirror Device，DMD)上，通过驱动电极控制数字微镜装置14上多个微反射镜141(如图2所示)的倾斜角度及偏转时间，切换光束进入一投影镜头组15，其中投影镜头组15一般为转折式镜头组，包括多个透镜及一反射镜151，反射镜151是使光束转折而改变光路径，让光束经过该各透镜放大后而投射至一屏幕16成像。

如图1、图2所示，数字微镜装置14的每一微反射镜141对应于影像的每一画素单元(Pixel)，通过选择性控制微反射镜141于两不同倾斜角度间转换，使光束于进入投影镜头组15或不进入投影镜头组15此两种状态间切换。

为了维持微反射镜141的可动性，每一微反射镜141间具有微小间隙，但在经过投影镜头组15的该各透镜的放大效果，相对地也将间隙放大，因而影响影像的连续性。

有鉴于此，本发明提供一种有效达到影像平滑目的的光学投影系统及其影像平滑装置，几经研究实验终至完成此项发明。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种有效达到影像平滑的光学投影系统及其影像平滑装置。

为达上述目的，依据本发明的一种影像平滑装置，其包括一光学元件、一承载元件、一弹性元件、一基座以及一致动元件。其中，该承载元件承载该光学元件，该承载元件的至少一部分连接于该弹性元件，该基座支撑该弹性元件，该致动元件连接并驱动该承载元件振动，其中，该承载元件延伸设置一致动臂，以连接该致动元件，该致动元件包括至少一线圈及至少一第一磁性元件，该第一磁性元件设置于该基座上，该线圈对应该第一磁性元件绕设于该致动臂的一通孔内。

为达上述目的，依据本发明的一种光学投影系统，其包括一光源、一光学调变元件、一投影镜头组以及一影像平滑装置。其中，该光源发射一光线，该光学调变元件调变该光源发射的该光线，该投影镜头组包括一镜头筒，该投影镜头组接收该光学调变元件调变后的该光线，并投射至一显示屏以形成一影像；该影像平滑装置位于该光线的光路径上，该影像平滑装置包括一光学元件、一承载元件、一弹性元件、一基座与一致动元件，该承载元件承载该光学元件，该承载元件的至少一部分连接于该弹性元件，该承载元件的另一部分悬置于该弹性元件外，该基座支撑该弹性元件，该致动元件系连接并驱动该承载元件振动。

承上所述，因依据本发明的一种光学投影系统及其影像平滑装置是通过致动元件使承载元件往复振动，承载元件是在其与弹性元件的连接处施一方向的力，使弹性元件产生形变并通过弹性元件本身的回复力而产生振动，使悬置于弹性元件外的承载元件随弹性元件的振动而产生一自然振动频率，通过随承载元件振动的光学元件破坏规则的光路径，而有效达到影像平滑的目的。

附图说明

图1为一种现有的投影系统的示意图；

图2为一种现有的数字微镜装置的示意图；

图3为依据本发明一较佳实施例的一种影像平滑装置的立体分解图；

图4为依据本发明一较佳实施例的一种影像平滑装置的立体组合图；

图5与图6为依据本发明一较佳实施例的一种影像平滑装置的各种作动示意图；

图7为依据本发明另一较佳实施例的一种影像平滑装置的立体组合图；

图8与图9为依据本发明另一较佳实施例的一种影像平滑装置的各种作动示意图；以及

图10为依据本发明一较佳实施例的一种光学投影系统的示意图。

主要元件符号说明：

1       投影系统

11      光源

12      彩色滤光片

13      透镜元件

14      数字微镜装置

141     微反射镜

15      投影镜头组

151     反射镜

16      屏幕

2       光学投影系统

20      影像平滑装置

201     光学元件

202     承载元件

2021    连接件

2022    致动臂

2024    通孔

203     弹性元件

2031    悬臂

204     基座

2041    空间

205     致动元件

2051    线圈

2052    第一磁性元件

206   第一支撑件

207   支点元件

2071  第二磁性元件

2072  软磁元件

208   第二支撑件

21    光源

22    光学调变元件

221   滤光器

222   数字微镜装置

23    投影镜头组

231   镜头筒

24    显示屏

D     方向

D1    第一方向

D2    第二方向

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依据本发明较佳实施例的一种光学投影系统及其影像平滑装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参照图3所示，依据本发明较佳实施例的一种影像平滑装置20包括一光学元件201、一承载元件202、一弹性元件203、一基座204以及一致动元件205。

该承载元件202承载该光学元件201，该光学元件201可为一反射镜或是一透明玻璃。举例来说，该影像平滑装置20可应用于一穿透式平滑影像元件，此该光学元件201为透明玻璃。

如图4所示，该承载元件202的至少一部分连接于该弹性元件203，该承载元件202的另一部分悬置于该弹性元件203外。在本实施例中，该弹性元件203为一弹片并具有二悬臂2031，该各悬臂2031相互平行设置，该承载元件202的目对侧边则分别延伸设置一连接件2021，该承载元件202以该各连接件2021连接于该各悬臂2031，在此该承载元件202的其它部分则悬置于该各悬臂2031外。

该基座204支撑该弹性元件203，如图3与图4所示，该基座204设置至少一第一支撑件206于该基座204的一表面，用以支撑该弹性元件203。

该致动元件205包括至少一线圈2051及至少一第一磁性元件2052，在本实施例中，该承载元件202延伸设置一致动臂2022，其具有一通孔2024，该线圈2051设置于该通孔2024之内，该第一磁性元件2052则相对该线圈2051容置于该基座204的一空间2041中并固设于该基座204，该通孔2024则套接于该第一磁性元件2052，通过该线圈2051与该第一磁性元件2052的相对作用而致动该承载元件202。

在本实施例中，该第一磁性元件2052可为一永久磁铁，当该线圈2051通以电流使产生一磁场，与该第一磁性元件2052的磁场作用，即通过改变电流方向或切换以及释放电流状态，而使绕设该线圈2051的该承载元件202致动，并可通过改变电流的大小来改变致动的强度。

影像平滑装置20的具体实施方式如图5所示，当对该线圈2051通以电流而产生一磁场时，该磁场与该第一磁性元件2052作用，并以一频率切换充磁与释磁状态，而使该承载元件202的致动臂2022以一方向D上下运动，其中，当该承载元件202的致动臂2022向下运动，其之该各连接件2021压制该弹性元件203的该各悬臂2031，造成该弹性元件203产生一形变，悬置于该弹性元件203外的该承载元件202的自由端是由该弹性元件203的一回复力，而以一频率上下往返振动。

如图3与图6所示，该影像平滑装置20还包括至少一支点元件207设置于该承载元件202与该基座204之间，该支点元件207包括一第二磁性元件2071与一软磁元件2072，该第二磁性元件2071设置于该承载元件202上，该软磁元件2072对应该第二磁性元件2071设置于该基座204上。在本实施例中，该第二磁性元件2071为一永久磁铁，该软磁元件2072的材质为金属，且该软磁元件2072的形状可为球形或圆柱形，该第二磁性元件2071与该软磁元件2072产生一相吸作用力。

当该承载元件202的致动臂2022受该致动元件205致动，而以该承载元件202与该弹性元件203的连接处压制该各悬臂2031，由于该软磁元件2072与该第二磁性元件2071的相吸作用力，所以该承载元件202的振动是以该支点元件207为支点，而使该承载元件202的自由端以一振幅摆动，该支点元件207限制该承载元件202以一支点摆动，所以可通过调整该支点元件207的位置而改变该承载元件202的振动幅度以及修正该影像平滑装置20的组装公差，例如当该支点元件207愈往一第一方向D1设置，该承载元件202的振动幅度愈大，反之，当该支点元件207愈往一第二方向D2设置，该承载元件202的振动幅度愈小。

如图7与图8所示，依据本发明另一较佳实施例的影像平滑装置20的该基座204除了该第一支撑件206的设置外，更可设置至少一第二支撑件208，用以支撑该弹性元件203，且该第一支撑件206与该第二支撑件208位于该连接件2021的相对侧；当该各连接件2021压制该弹性元件203的该各悬臂2031，通过该各悬臂2031的形变与回复力，使该承载元件202以一频率振动。另外，如图7与图9所示，影像平滑装置20更可在该承载元件202与该基座204之间设置该支点元件207，且该支点元件207位于该第一支撑件206与该第二支撑件208之间，用以调整该承载元件202的振动幅度以及该影像平滑装置20的组装公差。

如图3与图10所示，依据本发明较佳实施例的一种光学投影系统2包括一光源21、一光学调变元件22、一投影镜头组23以及一影像平滑装置20。

该光源21发射一光线，该光学调变元件22调变该光源21发射的该光线，其可包括一滤光器221与一数字微镜装置222，该滤光器221用以过滤来自该光源21发射的该光线，该数字微镜装置222则接收通过该滤光器221的该光线，并控制调变该光线的光路径。

该投影镜头组23包括一镜头筒231以及至少一镜片组，该镜片组容置于该镜头筒231中，该投影镜头组23接收该光学调变元件22调变后的该光线，并放大投射至一显示屏24以形成一影像。

该影像平滑装置20则位于该光线的光路径上，以提供平滑该影像的目的。该影像平滑装置20可邻设(如图10所示)或连接于该镜头筒231，该影像平滑装置20包括一光学元件201、一承载元件202、一弹性元件203、一基座204与一致动元件205，由该致动元件205驱动并配合该弹性元件203使该承载元件202以一频率振动，由此破坏规则的光路径使该影像具有连续性。其中，该镜头筒231可为一直筒式镜头筒(如图10所示)，在此该光学元件201为一透明玻璃；另外，该镜头筒231也可为一转折式镜头筒(图未示)，在此该光学元件201为一反射镜。

由于该影像平滑装置20的结构特征、动作方式与功能是如上的相同元件所述，故不再赘述。

综上所述，因依据本发明的一种光学投影系统及其影像平滑装置通过致动元件使承载元件往复振动，承载元件是在其与弹性元件的连接处施一方向的力，使弹性元件产生形变并通过弹性元件本身的回复力而产生振动，使悬置于弹性元件外的承载元件随弹性元件的振动而产生一自然振动频率，通过随承载元件振动的光学元件破坏规则的光路径，而有效达到影像平滑的目的。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于本发明所要求保护的范围中。

Claims (14)

1.一种影像平滑装置，包括：

一光学元件；

一承载元件，用以承载该光学元件；

一弹性元件，该承载元件的至少一部分连接于该弹性元件，该承载元件的另一部分悬置于该弹性元件外；

一基座，支撑该弹性元件；以及

一致动元件，连接并驱动该承载元件振动；

其中，该承载元件延伸设置一致动臂，以连接该致动元件，该致动元件包括至少一线圈及至少一第一磁性元件，该第一磁性元件设置于该基座上，该线圈对应该第一磁性元件绕设于该致动臂的一通孔内。

2.如权利要求1所述的影像平滑装置，其中该弹性元件具有二悬臂，该承载元件的相对侧边分别延伸设置一连接件，该各连接件连接于该各悬臂。

3.如权利要求1所述的影像平滑装置，其中该基座设置至少一第一支撑件，以支撑该弹性元件。

4.如权利要求2所述的影像平滑装置，其中该基座设置至少一第一支撑件，以支撑该弹性元件，以及至少一第二支撑件，以支撑该弹性元件，且该连接件位于该第一支撑件与该第二支撑件之间。

5.如权利要求1所述的影像平滑装置，还包括至少一支点元件，设置于该承载元件与该基座之间。

6.如权利要求5所述的影像平滑装置，其中该支点元件包括一第二磁性元件与一软磁元件，该第二磁性元件设置于该承载元件上，该软磁元件对应该第二磁性元件设置于该基座上。

7.如权利要求6所述的影像平滑装置，其中该第一或第二磁性元件为一永久磁铁。

8.如权利要求1所述的影像平滑装置，其中该弹性元件为一弹片。

9.如权利要求1所述的影像平滑装置，其中该光学元件为一透明玻璃或一反射镜。

10.如权利要求1所述的影像平滑装置，其应用于一穿透式平滑影像元件。

11.如权利要求1所述的影像平滑装置，其应用于一光学投影系统中，该光学投影系统还包括：

一光源，产生一光线；

一光学调变元件，调变该光线；以及

一投影镜头组，该投影镜头组接收该光学调变元件调变后的该光线，并投射至一显示屏以形成一影像；

其中，该影像平滑装置，位于该光线的光路径上。

12.如权利要求11所述的影像平滑装置，其中该投影镜头组还包括一直筒式或转折式镜头筒，该影像平滑装置邻设或连接于该镜头筒。

13.如权利要求12所述的影像平滑装置，其中该投影镜头组还包括至少一镜片组，该镜片组容置于该镜头筒中，用接收该光学调变元件调变后的该光线，并放大投射至一显示屏以形成一影像。

14.如权利要求11所述的影像平滑装置，其中该光学调变元件包括一滤光器与一数字微镜装置，该滤光器用以过滤来自该光源发射的该光线，该数字微镜装置则接收通过该滤光器的该光线，并控制调变该光线的光路径。

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