CN101713908A - 投影机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种投影机，其包括光源组件、扩散片及荧光元件。光源组件包括光源、分光元件及反射镜。光源发出单束光线，单束光线进入分光元件后形成第一路光线及第二路光线。荧光元件具有三个色段，分别为红光色段、蓝光色段及绿光色段。第一路光线沿单束光线的光路依次进入扩散片及荧光元件的三个色段中的一个色段。第二路光线为单束光线在分光元件上的反射光线。反射镜设置在第二路光线的光路上，且以不低于20赫兹的频率做往返运动。第二路光线经过反射镜反射后，以不低于20赫兹的移位频率依次进入扩散片及荧光元件的三个色段中的一个色段。模糊人眼感觉到的光斑，实现消除光斑。设置荧光元件得到彩色光源，减少单色光源数量，投影机小型化。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及一种投影机。
背景技术
目前，很多投影机采用波长比较窄的光源，如激光，因光源本身同调性高，使得光与光在叠加时会产生建设性干涉(constructive interference)与破坏性干涉(destructiveinterference)的现象，从而在投影屏幕上产生亮暗的区块，俗称光斑(speckle)效应，造成投影品质不佳。其中，同调性是指光的相干性，而所谓建设性干涉是指两波重迭时，合成波的振幅大于分波的振幅；所谓破坏性干涉是指两波重叠时，合成波的振幅小于分波的振幅。另外，目前所用的光源有单色光源也有彩色光源，而采用彩色光源大多数是将多个单色光源一起使用，这样会导致整个投影机的体积增大，不能满足小型化的要求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能消除光斑效应同时达到小型化的投影机。
一种投影机，其包括一个光源组件、一个扩散片及一个荧光元件。所述光源组件包括一个光源、一个分光元件及一个反射镜。所述光源发出一个单束光线，所述单束光线进入所述分光元件后形成一个第一路光线及一个第二路光线。所述荧光元件具有三个色段，分别为红光色段、蓝光色段及绿光色段。所述第一路光线沿所述单束光线的光路依次进入所述扩散片及所述荧光元件的三个色段中的一个色段。所述第二路光线为所述单束光线在所述分光元件上的反射光线。所述反射镜设置在所述第二路光线的光路上，且以不低于20赫兹的频率做往返运动。所述第二路光线经过所述反射镜反射后，以不低于20赫兹的移位频率依次进入所述扩散片及所述荧光元件的三个色段中的一个色段。
与现有技术相比，所述投影机，通过使反射镜的往返运动频率不低于20赫兹，从而使所述第一路光线与经过所述反射镜的第二路光线形成的光斑现象以不低于20赫兹的频率移位，模糊人眼感觉到的光斑现象，进而实现消除光斑效应。另外，利用在光路上活动设置荧光元件可以得到彩色光源，减少了使用的单色光源的数量，因此实现了投影机的小型化。
附图说明
图1为本发明第一实施方式提供的投影机的结构示意图。
图2为图1的投影机的荧光元件与第二马达配合的立体示意图。
图3为本发明第二实施方式提供的投影机的结构示意图。
图4为图3的投影机的荧光元件的立体示意图。
图5为本发明第三实施方式提供的投影机的结构示意图。
图6为图5的投影机的荧光元件、电磁元件与磁性元件配合的立体示意图。
具体实施方式
为了对本发明的投影机做进一步的说明，举以下实施方式并配合附图进行详细说明如下。
第一实施方式
请参阅图1，为本发明第一实施方式提供的投影机10，其包括一个光源组件100、一个扩散片200、一个荧光元件300、一个光均匀化元件400、其他光学元件500、一个第一马达600及一个第二马达700。所述光源组件100包括一个光源110、一个分光元件120及一个反射镜130。所述荧光元件300具有三个色段，分别为红光色段、蓝光色段及绿光色段。
所述光源110发出一个单束光线L，所述单束光线L进入所述分光元件120后形成一个第一路光线L1及一个第二路光线L2，其中，所述第一路光线L1与所述第二路光线L2的光线亮度比例可以随意，在本实施方式中，所述第一路光线L1与所述第二路光线L2的光线亮度比例为1∶1。所述第一路光线L1沿所述单束光线L的光路依次进入所述扩散片200及所述荧光元件300的三个色段中的一个色段，所述第二路光线L2为所述单束光线L在所述分光元件120上的反射光线，所述第二路光线L2经过所述反射镜130反射后依次进入所述扩散片200及所述荧光元件300的三个色段中的一个色段。所述扩散片200使所述光源110发出的第一路光线L1与第二路光线L2均匀扩散。在本实施方式中，扩散片200为以全像方式使光扩散的扩散片，优选地，所述扩散片200为毛玻璃。其中，全像方式即为全像术，是指利用光的干涉原理，将光波的振幅与相位同时记录在感光底片上，而将此拍摄所得的底片上的影像加以重建，可以显示出与原物一样的立体像。
其中，所述反射镜130以一个恒定角度θ1且不低于20赫兹的频率做往返旋转，且使所述第二路光线L2经过所述反射镜130反射后依次进入所述扩散片200及所述荧光元件300，优选地，所述恒定角度θ1的范围为0度＜θ1＜5度。可以理解，若所述恒定角度θ1过大，将不能保证所述第二路光线L2经过所述反射镜130反射后可以进入所述扩散片200及所述荧光元件300。所述反射镜130的旋转，是改变所述第二路光线L2在所述反射镜130上的法线，从而使经过所述反射镜130反射至所述扩散片200的光线发生改变。当物体振动频率高达20赫兹以上时，相对于人眼，物体很模糊，无法区分物体的运动状态。因此当所述反射镜130的往返旋转频率不低于20赫兹时，即所述反射镜130的往返旋转次数每秒不低于20次时，经过所述反射镜130反射后的第二路光线L2的移位次数每秒不低于20次，从而使所述第一路光线L1与所述第二路光线L2形成的光斑现象以不低于20赫兹的频率移位，模糊人眼感觉到的光斑现象，进而消除光斑效应。可以理解，所述反射镜130的旋转频率越高，相对于人眼，光斑现象越是模糊。所述反射镜130的形状可以为矩形、圆形及菱形等其他形状，只要所述反射镜130的反射面的面积比所述第二路光线L2在所述反射镜130的反射面上的投影面积大即可。在本实施方式中，所述反射镜130的形状为矩形。
在本实施方式中，所述反射镜130采用第一马达600以所述恒定角度θ1且以不低于20赫兹的频率做旋转运动。
第一马达600包括一个转轴610，所述转轴610的一端固定在所述第一马达600上，所述转轴610的另一端固定在所述反射镜130的一端上。所述第一马达600使所述转轴610旋转，从而所述转轴610带动所述反射镜130旋转，可以理解，控制所述第一马达600的旋转角度与旋转频率，即可控制所述反射镜130以所述恒定角度θ1且以不低于20赫兹的频率做旋转运动。
本实施方式中，所述第一马达600的转轴610固定在所述反射镜130的一端的中心，可以理解，只要能使所述第二路光线L2经过所述反射镜130反射至所述扩散片200，所述第一马达600的转轴610可以固定所述反射镜130的一端的任何位置。
请进一步参阅图2，本实施方式中，所述荧光元件300为圆盘状，所述荧光元件300平均分成三个扇形色段，所述荧光元件300绕其中心O1以旋转的方式移动使所述第一路光线L1与所述第二路光线L2的光线进入所述荧光元件300的三个色段中的一个色段。本方式采用第二马达700实现，所述第二马达700包括一个转子710，所述荧光元件300的中心固定在所述转子710上且与所述转子710同轴，在所述转子710的带动下所述荧光元件300旋转，其中，所述荧光元件300沿S1方向旋转。
所述第一路光线L1与所述第二路光线L2经过所述扩散片200后进入所述荧光元件300，经所述荧光元件300出射后进入光均匀化元件400，所述光均匀化元件400是将光源110发出的光线进行均匀化处理。所述光均匀化元件400输出的光线再进入其他光学元件500，可以理解，所述其他光学元件500为所述投影机10中的透镜组等。其中，所述光均匀化元件400为空心光导管或实心光导管。在本实施方式中，所述光均匀化元件400为空心光导管。本实施方式中，所述光均匀化元件400沿所述第二路光线L2设置在所述荧光元件300之后，可以理解，所述光均匀化元件400也可以沿所述第二路光线L2设置在所述扩散片200和所述荧光元件300之间。
第二实施方式
请参阅图3，为本发明第二实施方式提供的投影机10a，其与本发明第一实施方式提供的投影机10基本相同，不同点在于，所述反射镜130a以一个恒定幅度d且以不低于20赫兹的频率沿所述第二路光线L22的入射光路做往返运动，且使所述第二路光线L22经过所述反射镜130a反射后依次进入所述扩散片200a及所述荧光元件300a的三个色段中的一个色段。若所述恒定幅度d过大，将不能确保所述第二路光线L22经过所述反射镜130a反射后依次进入到所述扩散片200a及所述荧光元件300a。优选地，所述恒定幅度d的范围为0毫米＜d＜1毫米。
所述反射镜130a以所述恒定幅度d且以不低于20赫兹的频率沿所述第二路光线L22的光路做往返运动的实现方式很多，在本实施方式中，采用以下方式实现。
所述投影机10a包括一个驱动件800，所述驱动件800包括一个与所述反射镜130a相匹配的支架810、一个线圈820、一个弹性元件830、一个磁石840及一个基座850。所述支架810用于支撑所述反射镜130a。在本实施方式中，所述弹性元件830为弹簧。所述磁石840固定在所述基座850上，所述弹性元件830的一端固定在所述磁石840背向所述基座850的一侧上，所述弹性元件830的另一端固定在所述线圈820面向所述基座850的一侧上，所述线圈820远离所述基座850的一侧固定在所述支架810面向所述基座850的一侧上。所述线圈820通电后产生磁场(图未示)，所述磁场与位于所述线圈820正下方的磁石840的磁场(图未示)形成磁极排斥，从而使所述线圈820产生与所述磁石840相对向上的斥力。所述线圈820的向上运动带动所述支架810与所述反射镜130a沿所述第二路光线L1的光路向上运动，此时，固定在所述线圈820与所述磁石840之间的弹性元件830产生向下拉力，进而控制所述线圈820的移动精度。可以理解，要使所述反射镜130a以一个恒定幅度d且以不低于20赫兹的频率沿所述第二路光线L1的光路做往返运动，所述线圈820必须具备一定的电流大小及电流变化周期。所述线圈820的电流的大小不仅与所述支架810的重量、所述反射镜130a的重量及所述线圈820的重量成正比，还与所述弹性元件830的弹力成正比。所述线圈820的电流的电流变化周期由所述反射镜130a的运动频率决定。
请进一步参阅图4，本实施方式中，荧光元件300a为方形板状，三个色段依次均匀分布在所述荧光元件300a上，所述荧光元件300a以往返平动的方式移动使所述第一路光线L12与所述第二路光线L22的光线进入所述荧光元件300a的三个色段中的一个色段。该方式的实现与所述反射镜130a移动方式的实现相同，即通过所述驱动件800来实现所述荧光元件300a的移动，其中，所述荧光元件300沿方向S2往返平动。
第三实施方式
请一并参阅参阅图5及图6，为本发明第三实施方式提供的投影机10b。所述投影机10b与第一实施方式提供的投影机10基本相同，不同点在于，荧光元件300b的形状为扇形，三个色段依次均匀分布在所述荧光元件300b上，所述荧光元件300b绕其圆心O2以往返摆动的方式移动使所述第一路光线L13与所述第二路光线L23的光线进入所述荧光元件300b的三个色段中的一个色段。该方式是利用电磁元件900来实现，具体地，在所述荧光元件300b的两个边上均设置有一个磁性元件310，并且在所述荧光元件300b的附近与所述磁性元件310相对应设置有两个电磁元件900，若使其中一个电磁元件900通电，则该电磁元件900与其临近的磁性元件310相互吸引，从而使所述荧光元件300b绕其圆心O2向通电的电磁元件900的方向移动。而所述两个所述电磁元件900交替通电，则可以使所述荧光元件300b摆动，从而实现使所述第一路光线L13与所述第二路光线L23的光线进入所述荧光元件300b的三个色段中的一个色段。其中，所述荧光元件300沿方向S3往返摆动。
可以理解，本发明的实施方式还包括上述实施方式以外的反射镜及荧光元件的运动方式的其他组合。
综上所述，本发明提供的投影机，通过所述荧光元件可以得到彩色光源，再通过使反射镜的往返运动频率不低于20赫兹，从而使所述第一路光线与经过所述反射镜的第二路光线形成的光斑现象以不低于20赫兹的频率移位，模糊人眼感觉到的光斑现象，进而实现消除光斑效应。另外，利用在光路上活动设置荧光元件可以得到彩色光源，减少了使用的单色光源的数量，因此实现了投影机的小型化。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种投影机，其包括一个扩散片及一个光源组件，所述光源组件包括一个光源、一个分光元件及一个反射镜，所述光源发出一个单束光线，所述单束光线进入所述分光元件后形成一个第一路光线及一个第二路光线，其特征在于：所述投影机还包括一个沿光路活动设置在所述扩散片之后的荧光元件，所述荧光元件具有三个色段，分别为红光色段、蓝光色段及绿光色段，所述第一路光线沿所述单束光线的光路依次进入所述扩散片及所述荧光元件的三个色段中的一个色段，所述第二路光线为所述单束光线在所述分光元件上的反射光线，所述反射镜设置在所述第二路光线的光路上，且以不低于20赫兹的频率做往返运动，所述第二路光线经过所述反射镜反射后，以不低于20赫兹的移位频率依次进入所述扩散片及所述荧光元件的三个色段中的一个色段。
2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：所述反射镜以一个恒定角度做往返转动，且所述反射镜使所述第二路光线经过所述反射镜反射后依次进入所述扩散片及所述荧光元件的三个色段中的一个色段。
3.如权利要求2所述的投影机，其特征在于：所述恒定角度大于0度小于5度。
4.如权利要求2所述的投影机，其特征在于：所述投影机还包括一个第一马达，所述第一马达包括一个转轴，所述转轴的一端固定在所述第一马达上，另一端固定在所述反射镜上，所述第一马达使所述转轴以所述恒定角度且以不低于20赫兹的频率往返旋转，从而所述转轴带动所述反射镜以所述恒定角度且以不低于20赫兹的频率往返旋转。
5.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：所述反射镜以一个恒定幅度沿所述第二路光线的入射光路做往返运动，且所述第二路光线经过所述反射镜反射后依次进入所述扩散片及所述荧光元件。
6.如权利要求5所述的投影机，其特征在于：所述恒定幅度大于0毫米小于1毫米。
7.如权利要求5所述的投影机，其特征在于：所述投影机还包括一个与所述反射镜相匹配的支架、一个线圈、一个弹性元件、一个磁石及一个基座，所述支架用于支撑所述反射镜，所述磁石固定在所述基座上，所述弹性元件的一端固定在所述磁石背向所述基座的一侧上，所述弹性元件的另一端固定在所述线圈面向所述基座的一侧上，所述线圈远离所述基座的一侧固定在所述支架面向所述基座的一侧上，所述线圈的电流大小及电流变化周期，使所述反射镜以所述恒定幅度且以不低于20赫兹的频率沿所述第二路光线的入射光路做往返运动。
8.如权利要求1的投影机，其特征在于：所述投影机还包括一个光均匀化元件，所述光均匀化元件沿所述第二路光线设置在所述荧光元件之后，所述光均匀化元件接收所述荧光元件输出的光线并进行光均匀化处理。
9.如权利要求8所述的投影机，其特征在于：所述光均匀化元件为空心光导管或实心光导管。
10.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：所述扩散片为以全像方式使光扩散的扩散片。
11.如权利要求10所述的投影机，其特征在于：所述扩散片为毛玻璃。
12.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：所述荧光元件为圆盘状，所述荧光元件平均分成三个扇形色段，所述荧光元件绕其中心以转动的方式使所述第一路光线与所述第二路光线依次进入所述荧光元件的三个色段中的一个色段。
13.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：所述荧光元件为方形板状，三个色段依次均匀分布在所述荧光元件上，所述荧光元件以往返平动的方式移动使所述第一路光线与所述第二路光线的光线进入所述荧光元件的三个色段中的一个色段。
14.如权利要求1所述的投影机，其特征在于：所述荧光元件的形状为扇形，三个色段依次均匀分布在所述荧光元件上，所述荧光元件绕其圆心以摆动的方式移动使所述第一路光线与所述第二路光线的光线进入所述荧光元件的三个色段中的一个色段。
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