CN104049442A - 具有亮度自动检修功能的投影机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于投影机领域，提供了一种具有亮度自动检修功能的投影机，包括依次设置的多个光学单元，多个光学单元分别为用于发射光束的照明单元、用于对从照明单元发出的光束进行调整处理并输出平行光束的光处理单元、用于接收来自光处理单元的平行光束并生成图像光束的图像生成单元、用于对图像生成单元生成的图像光束进行角度调节的角度调整单元和投影镜头；该具有亮度自动检修功能的投影机还包括用于检测各光学单元输出光线亮度并对测得的亮度信号进行处理分析以确定问题部位的亮度检修单元。通过亮度检修单元无需拆卸投影机，即可确定影响亮度的问题部位，方便重新安装维修，提高生产效率。

Description

具有亮度自动检修功能的投影机

技术领域

本发明属于投影机领域，尤其涉及一种具有亮度自动检修功能的投影机。

背景技术

投影机是由一系列的光学单元组合而成，将光线经处理、调整生成图像并输出至屏幕上的仪器。亮度是投影机的一个重要参数。亮度是投影机产品输出到屏幕上的光线强度，也是投影图像的明亮程度。一般情况下，投影机的亮度越高，投射到屏幕上的相同尺寸的图像越明亮，图像也就越清晰。而在生产制造过程中，可能会因为安装、制造过程中的一些问题，导致投影机亮度不够。现有投影机在检测时，难以立刻找到出现影响亮度的问题部位，必须拆卸整部机器，才能找出问题部位，严重影响生产效率和维修效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有亮度自动检修功能的投影机，旨在解决现有投影机需要拆卸整机才能找出影响亮度的问题部位，严重影响生产效率和维修效率的问题。

本发明是这样实现的，一种具有亮度自动检修功能的投影机，包括依次设置的多个光学单元，多个所述光学单元分别为用于发射光束的照明单元、用于对从所述照明单元发出的光束进行调整处理并输出平行光束的光处理单元、用于接收来自所述光处理单元的所述平行光束并生成图像光束的图像生成单元、用于对所述图像生成单元生成的所述图像光束进行角度调节的角度调整单元和用于接收从所述角度调整单元输出的所述图像光束并将所述图像光束投影至屏幕上的投影镜头；该具有亮度自动检修功能的投影机还包括用于检测各所述光学单元输出光线亮度并对测得的亮度信号进行处理分析以确定问题部位的亮度检修单元。

本发明通过设置亮度检修单元，在投影机的各部件组装后，若投影机出现亮度问题，则无需拆卸投影机，就可以通过亮度检修单元直接确定影响亮度的问题部位，方便重新安装维修，提高生产效率；在维修该投影机时，也需要拆卸整个投影机，就可以通过亮度检修单元确定问题部位，从而有针对性的维修，提高维修效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种具有亮度自动检修功能的投影机的内部结构示意图；

图2是图1的具有亮度自动检修功能的投影机的亮度检修单元的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供的一种具有亮度自动检修功能的投影机。该投影机包括一系列光学单元1和亮度检修单元7。这一系列的光学单元1沿光路一次设置，这一系列的光学单元1分别为照明单元10、光处理单元20、图像生成单元30、角度调整单元40和投影镜头50；其中照明单元10为光源，用于发射光束；由于照明单元10一般为点光源，则通过光处理单元20将照明单元10发出的光束变为平行光束，即光处理单元20用于将照明单元10发生的光束进行调整处理并输出平行光束；光处理单元20输出的平行光进入图像生成单元30，从而形成图像光束输出，即图像生成单元30用于接收来自光处理单元20的平行光束并生成图像光束；图像生成单元30输出的图像光束经角度调整单元40进行角度调节后进入投影镜头50投影至屏幕，即角度调整单元40用于对图像生成单元30生成的图像光束进行角度调节，投影镜头50用于接收从角度调整单元40输出的图像光束并将图像光束投影至屏幕上。

即该投影机包括依次设置的多个光学单元1和亮度检修单元7，多个光学单元1分别为照明单元10、光处理单元20、图像生成单元30、角度调整单元40和投影镜头50。亮度检修单元7用于检测各所述光学单元1输出光线亮度并对测得的亮度信号进行处理分析以确定问题部位，即亮度检修单元7用于检测照明单元10、光处理单元20、图像生成单元30、角度调整单元40和投影镜头50输出光的亮度，并确定照明单元10、光处理单元20、图像生成单元30、角度调整单元40和投影镜头50中那些出现影响亮度的问题，从而快速、精确地确认出出现问题的部位，以方便维修、重新安装。

通过设置亮度检修单元7，在投影机的各部件组装后，若投影机出现亮度问题，则无需拆卸投影机，就可以通过亮度检修单元7直接确定影响亮度的问题部位，方便重新安装维修，提高生产效率；在维修该投影机时，也需要拆卸整个投影机，就可以通过亮度检修单元7确定问题部位，从而有针对性的维修，提高维修效率。

亮度检修单元7包括亮度测量组件70、亮度转换器81、存储器82、比较器83和分析处理器84；其中亮度测量组件70用于测量各光学单元1的亮度，即用于测量照明单元10、光处理单元20、图像生成单元30和角度调整单元40等输出光的亮度，从而得到各个光学单元1的亮度信号，以作用确定出现问题的依据；亮度转换器81用来将亮度测量组件70测得的亮度信号转换为采样亮度数据，即将亮度测量组件70测得的各光学单元1的亮度信号转换为相应光学单元1的采样亮度数据，以方便进行分析处理；存储器82用来存储各光学单元1对应的样品的标准亮度数据，从而作为确定各光学单元1是否出现问题的对照标准；比较器83则将亮度转换器81转换得出的各光学单元1的采样亮度数据与存储器82存储的相应的光学单元1对应的样品的标准亮度数据进行比较，得到相应光学单元1的比较数据并输出该光学单元1的比较数据；分析处理器84则用于对比较器83得到的比较数据进行分析处理，从而确定影响投影机亮度的主要位置所在，即确定问题部位。

例如，亮度测量组件70测得的照明单元10的亮度信号并经亮度转换器81转换得出的照明单元10的采样亮度数据为800，而存储器82中存储的照明单元10对应的样品的标准亮度数据为1200，则比较器83得出的照明单元10的比较数据为66.7％，同理测量、比较得出的光处理单元20的比较数据也为66.7％，图像生成单元30的比较数据也为66.7％和角度调整单元40的比较数据也为66.7％，则照明单元10对亮度的衰减影响最大，可以确定为照明单元10出现问题，即照明单元10为问题部位，只需要对应维修照明单元10即可。

当然，上述例子中，如果角度调整单元40的比较数据也为65.7％，小于66.7％则需要考虑产品老化等问题对亮度的衰减影响，即在投影机内部的光路上前后两个部件或单元之间的测量、比较得出的比较数据应该相差在合理范围内；即光路上，经后一部件输出光的亮度的比较数据应该比光路上前一部件输出光的亮度的比较数据相差在合理范围内，一般为后一部件对应的比较数据与前一部件对应的比较数据相等，或后一部件对应的比较数据与前一部件对应的比较数据小1％～4％为在合理范围内。

当然上述例子中，如果照明单元10的比较数据为100％，同理测量、比较得出的光处理单元20的比较数据也为100％，图像生成单元30的比较数据也为99％和角度调整单元40的比较数据也为99％，而投影机仍然存在亮度问题，则说明光束亮度在投影镜头50中衰减较大，则投影镜头50为相应的问题部位。

在其它一些实施例中，亮度检修单元7也可以仅包括亮度测量组件70，而在外部检修设备中集成亮度转换器81、存储器82、比较器83和分析处理器84，在检修时，将亮度测量组件70与外部检修设备相连即可以确定出现问题的部位。当然在另一些实施例中，可以将亮度测量组件70、亮度转换器81、存储器82、比较器83和分析处理器84中的一个或几个设置在投影机中，而其它部件设置在外部检修设备中。

进一步地，亮度检修单元7还包括用于显示分析处理器84确定的问题部位的显示装置85，显示装置85与分析处理器84电连接。通过显示装置85可以直观地显示出问题部位，方便维修。其它实施例中，也可以将显示装置85设置在外部检修设备中。显示装置85可以为液晶屏。

亮度测量组件70包括用于侦测照明单元10输出光束亮度的第一亮度侦测组件71、用于侦测光处理单元20中光束亮度的第二亮度侦测组件72、用于测量图像生成单元30出射光束亮度的第三亮度侦测组件73和用于侦测角度调整单元40中光束亮度的第四亮度侦测组件74。通过第一亮度侦测组件71来侦测照明单元10输出光的亮度，通过第二亮度侦测组件72来侦测光处理单元20的各部件的输出的光的亮度，通过第三亮度侦测组件73来侦测图像生成单元30出射光的亮度，通过第四亮度侦测组件74来侦测角度调整单元40的输出光亮度，从而快速准确侦测各光学单元1的输出光的亮度，同时实现侦测相应光学单元1中各部件的输出光的亮度，从而可以精确定位至相应光学单元1中某一部件是否出现问题。

对于照明单元10来说，其中要是产生光，并将光输出，因而照明单元10具有光输出侧；而对于透光、折射光的光处理单元20、图像生成单元30、角度调整单元40和投影镜头50来说，侧存在相应的接收光的一侧和出射光的一侧，即光接收侧和光出射侧。

第一亮度侦测组件71包括光源亮度侦测器711，光源亮度侦测器711安装在照明单元10的输出光的光路上，即位于照明单元10的输出光的一侧。而相应地存储器82中存储有照明单元10对应的样品的标准亮度数据。对于只有使用一个灯泡组成的照明单元10来说，可以只使用一个光源亮度侦测器711，也可以使用几个光源亮度侦测器711来准确测量照明单元10的亮度。而在一些实施例中，照明单元10可以使用多个灯泡组成，则可以每个灯泡对应设置一个光源弯度侦测器，而存储器82中存储相应灯泡样品的标准亮度数据，从而可以确定是否为照明单元10中某个部件或灯泡为问题部件，影响了投影机的亮度。

同理，对于其它光学单元1，也可以相应地设置多个亮度侦测器分别侦测相应光学单元1中各部件的光出射侧的亮度，以精确定位直至相应光学单元1的相应部件上。在另一些实施例中，也可以仅设置分别侦测各光学单元1输出光亮度的亮度侦测器，仅将问题指示到相应的单元上。

光处理单元20包括用于将照明单元10发射的光束转化为平行光的第一准直透镜21、对第一准直透镜21透射的光束进行均光的复眼镜组22、将复眼镜组22均光后的P态偏振光转换成S态偏振光的PBS板23和用于将PBS板23输出的光束进行整形处理的准直镜组24，第一准直透镜21、复眼镜组22、PBS板23及准直镜组24沿照明单元10输出光束的光路依次设置。即照明单元10发出的光经第一准直透镜21转为平行光，再经复眼镜组22对光进行均匀分布，即均光作用，再经PBS板23将这些光中的P态偏振光转换成S态偏振光，再经准直镜组24整形后进入图像生成单元30，从而提高生成图像的亮度和清晰度。光的S态和P态分别为：P态偏振光即光的振动矢量在入射面内；S态偏振光即光的振动矢量垂直于入射面。而使用PBS板23将P态偏振光转换成S态偏振光，是为使更多的光能通过图像生成单元30，以增加形成的图像的亮度，提高光的利用率。

第二亮度侦测组件72包括用于侦测第一准直透镜21输出光亮度的第一亮度侦测器721、用于侦测复眼镜组22输出光亮度的第二亮度侦测器722、用于侦测PBS板23输出光亮度的第三亮度侦测器723和用于侦测准直镜组24输出光亮度的第四亮度侦测器724。对应的第一亮度侦测器721设于第一准直透镜21的光出射侧，第二亮度侦测器722设于复眼镜组22的光出射侧，第三亮度侦测器723设于PBS板23的光出射侧，第四亮度侦测器724设于准直镜组24的光出射侧。存储器82中存储有：第一准直透镜21对应的样品的标准亮度数据、复眼镜组22对应的样品的标准亮度数据、PBS板23对应的样品的标准亮度数据和准直镜组24对应的样品的标准亮度数据。这样可以通过该亮度检修单元7精确定位是否为光处理单元20中某个部件出现问题。

复眼镜组22包括靠近第一准直透镜21的第一复眼透镜221和远离第一准直透镜21的第二复眼透镜222；第一复眼透镜221为光线均分的光线进入复眼透镜，即复眼in透镜；第二复眼透镜222为光线均分的光线出射复眼透镜，即复眼out透镜。通过第一复眼透镜221和第二复眼透镜222可以使光线更为均匀。第二亮度侦测器722可以为两个，分别安装在第一复眼透镜221的光出射侧和第二复眼透镜222的光出射侧，从而分别侦测第一复眼透镜221和第二复眼透镜222的亮度；存储器82中相应存储有第一复眼透镜221对应的样品的标准亮度数据和第二复眼透镜222对应的样品的标准亮度数据，以更为精确地确定问题部位。

同理，准直镜组24包括设于复眼镜组22输出光的光路上的第二准直透镜241和第三准直透镜242；通过第二准直透镜241和第三准直透镜242对光的整形修整可以使更多的光照射到图像生成单元30上。第四亮度侦测器724可以为两个，分别安装在第二准直透镜241的光出射侧和第三准直透镜242的光出射侧，从而分别侦测第二准直透镜241和第三准直透镜242的亮度；存储器82中相应存储有第二准直透镜241对应的样品的标准亮度数据和第三准直透镜242对应的样品的标准亮度数据，以更为精确地确定问题部位。

图像生成单元30可以为液晶显示板(即LCD板)、硅基液晶板(即LCOS板)或数字微镜装置板(即DMD板)。

第三亮度侦测组件73包括用于侦测图像生成单元30输出光亮度的图像亮度侦测器731，存储器82中存储有图像生成单元30对应的样品的标准亮度数据。图像亮度侦测器731设在图像生成单元30的光出射侧。对于只有一个液晶显示板组成的图像生成单元30，可以只使用一个图像亮度侦测器731，也可以使用几个图像亮度侦测器731来准确测量图像生成单元30的亮度。而在一些实施例中，图像生成单元30可以使用多个液晶显示板组成，或使用多个硅基液晶板等组成，则可以每个液晶显示板或硅基液晶板等对应设置一个图像亮度侦测器731，而存储器82中存储相应液晶显示板或硅基液晶板等样品的标准亮度数据，从而可以确定是否为图像生成单元30中某个部件为问题部件，影响了投影机的亮度。

角度调整单元40包括将图像生成单元30输出的光进行角度微调的偏光片41和将偏光片41输出的光折射至投影镜头50中的棱镜42。图像生成单元30输出的图像光，经偏光片41进行角度微调，以便图像光能准确经棱镜42进入投影镜头50中，而棱镜42的设置可以折射光线，以方面布局投影镜头50，减小投影机的体积。

第四亮度侦测组件74包括用于侦测偏光片41输出光亮度的第一侦测器741和用于侦测棱镜42折射出的光亮度的第二侦测器742，存储器82中存储有偏光片41对应的样品的标准亮度数据和棱镜42对应的样品的标准亮度数据。第一侦测器741和第二侦测器742均为亮度侦测器，第一侦测器741安装在偏光片41的光出射侧，第二侦测器742安装在棱镜42的光出射侧。这种设计，可以在检修时，确定角度调整单元40中某个部件是否为问题部件。

本发明中，亮度侦测器也可以亮度传感器，亮度转换器81可以为照度仪或其它A/D转换器，存储器82可以是存储卡等，比较器83和分析处理器84可以是单片机或中央控制器等。

请参阅图1和图2，亮度检修单元7确认投影机中某个部件为问题部件过程如下：

先通过光源亮度侦测器711测量照明单元10出射光亮度信号，第一亮度侦测器721测量第一准直透镜21光出射侧亮度信号，两个第二亮度侦测器722分别测量第一复眼透镜221和第二复眼透镜222光出射侧亮度信号，第三亮度侦测器723测量PBS板23光出射侧亮度信号，两个第四亮度侦测器724分别测量第二准直透镜241和第三准直透镜242光出射侧亮度信号，图像亮度侦测器731测量图像生成单元30光出射侧亮度信号，第一侦测器741测量偏光片41光出射侧亮度信号，第二侦测器742测量棱镜42光出射侧亮度信号。

再通过亮度转换器81将上述测量的各亮度信号转换为相应的部件的亮度数据，即上述各亮度信号经亮度转换器81转换得到照明单元10对应的采样亮度数据、第一准直透镜21对应的采样亮度数据、第一复眼透镜221对应的采样亮度数据、第二复眼透镜222对应的采样亮度数据、PBS板23对应的采样亮度数据、第二准直透镜241对应的采样亮度数据、第三准直透镜242对应的采样亮度数据、图像生成单元30对应的采样亮度数据、偏光片41对应的采样亮度数据和棱镜42对应的采样亮度数据。

再将上述得到的各部件对应的采样亮度数据与存储器82中存储的各部件对应的样品的标准亮度数据进行比较，得到各部件的亮度比较数据，即得到照明单元10的比较数据、第一准直透镜21的比较数据、第一复眼透镜221的比较数据、第二复眼透镜222的比较数据、PBS板23的比较数据、第二准直透镜241的比较数据、第三准直透镜242的比较数据、图像生成单元30的比较数据、偏光片41的比较数据和棱镜42的比较数据。

再通过分析处理器84对各部件的比较数据进行分析处理，看相邻两个部件中，后一部件与前一部件的比较数据是否相差较大，若相差较大则后一部件则为问题部件；若各部件均相差不大，则对比照明单元10的比较数据是否过小，如果过小，则说明问题部件为照明单元10；若照明单元10的比较数据为正常，侧说明投影镜头50为问题部件。

例如：经测量，照明单元10的采样亮度数据为1200，其对应的标准亮度数据为1200；则照明单元10的比较数据为100％；相应的得到的第一准直透镜21的比较数据为100％、第一复眼透镜221的比较数据为70％、第二复眼透镜222的比较数据为70％、PBS板23的比较数据为70％、第二准直透镜241的比较数据为40％、第三准直透镜242的比较数据为40％、图像生成单元30的比较数据为40％、偏光片41的比较数据为40％、棱镜42的比较数据为40％；则可以确定第一复眼透镜221和第二准直透镜241为问题部件，即第一复眼透镜221和第二准直透镜241对应的两个部位为问题部位。从而通过这种方式可以快速、准确地找出投影机中影响亮度的部件和部位，以方便维修或重新组装，提高维修或组装的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有亮度自动检修功能的投影机，包括依次设置的多个光学单元，多个所述光学单元分别为用于发射光束的照明单元、用于对从所述照明单元发出的光束进行调整处理并输出平行光束的光处理单元、用于接收来自所述光处理单元的所述平行光束并生成图像光束的图像生成单元、用于对所述图像生成单元生成的所述图像光束进行角度调节的角度调整单元和用于接收从所述角度调整单元输出的所述图像光束并将所述图像光束投影至屏幕上的投影镜头；其特征在于，该具有亮度自动检修功能的投影机还包括用于检测各所述光学单元输出光线亮度并对测得的亮度信号进行处理分析以确定问题部位的亮度检修单元。

2.如权利要求1所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述亮度检修单元包括用于测量各所述光学单元的亮度的亮度测量组件、用于将所述亮度测量组件测得的各所述光学单元的亮度信号转为相应光学单元的采样亮度数据的亮度转换器、用于存储各所述光学单元对应的样品的标准亮度数据的存储器、用于比较各所述光学单元对应的所述采样亮度数据与相应的所述光学单元对应的样品的所述标准亮度数据并输出相应光学单元的比较数据的比较器和用于分析所述光学单元对应所述比较数据以确定问题部位的分析处理器。

3.如权利要求2所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述亮度测量组件包括用于侦测所述照明单元输出光束亮度的第一亮度侦测组件、用于侦测所述光处理单元中光束亮度的第二亮度侦测组件、用于测量所述图像生成单元出射光束亮度的第三亮度侦测组件和用于侦测所述角度调整单元中光束亮度的第四亮度侦测组件。

4.如权利要求3所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述第一亮度侦测组件包括安装于所述照明单元输出光的光路上的光源亮度侦测器，所述存储器中存储有所述照明单元对应的样品的标准亮度数据。

5.如权利要求2所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述光处理单元包括用于将所述照明单元发射的光束转化为平行光的第一准直透镜、对所述第一准直透镜透射的光束进行均光的复眼镜组、将所述复眼镜组均光后的P态偏振光转换成S态偏振光的PBS板和用于将所述PBS板输出的光束进行整形处理的准直镜组，所述第一准直透镜、所述复眼镜组、所述PBS板及所述准直镜组沿所述照明单元输出光束的光路依次设置。

6.如权利要求5所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述第二亮度侦测组件包括用于侦测所述第一准直透镜输出光亮度的第一亮度侦测器、用于侦测所述复眼镜组输出光亮度的第二亮度侦测器、用于侦测所述PBS板输出光亮度的第三亮度侦测器和用于侦测所述准直镜组输出光亮度的第四亮度侦测器；所述存储器中存储有：所述第一准直透镜对应的样品的标准亮度数据、所述复眼镜组对应的样品的标准亮度数据、所述PBS板对应的样品的标准亮度数据和所述准直镜组对应的样品的标准亮度数据。

7.如权利要求2所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述第三亮度侦测组件包括用于侦测所述图像生成单元输出光亮度的图像亮度侦测器，所述存储器中存储有所述图像生成单元对应的样品的标准亮度数据；所述图像生成单元可以为液晶显示板、硅基液晶板或数字微镜装置板。

8.如权利要求2所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述角度调整单元包括将所述图像生成单元输出的光进行角度微调的偏光片和将所述偏光片输出的光折射至所述投影镜头中的棱镜。

9.如权利要求8所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述第四亮度侦测组件包括用于侦测所述偏光片输出光亮度的第一侦测器和用于侦测所述棱镜折射出的光亮度的第二侦测器，所述存储器中存储有所述偏光片对应的样品的标准亮度数据和所述棱镜对应的样品的标准亮度数据。

10.如权利要求2-9任一项所述的具有亮度自动检修功能的投影机，其特征在于，所述亮度检修单元还包括用于显示所述分析处理器确定的所述问题部位的显示装置，所述显示装置与所述分析处理器电连接。