CN111443556A - 投影机及其焦距调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影机，包括机壳、控制系统、影像组件以及至少一电热片。影像组件耦接并受控于控制系统，且至少部分地配置在机壳内。至少一电热片耦接并受控于控制系统，且配置在机壳内。其中，控制系统控制至少一电热片，以启动该至少一电热片，从而预加热影像组件且使影像组件升温至截止温度，接着控制系统控制该至少一电热片，以关闭该至少一电热片，且调整影像组件的焦距。本发明还提供一种投影机的焦距调整方法。本发明提供的投影机及其焦距调整方法可改善投影机稳定运作时的热膨胀现象，避免投影机产生过大的焦距偏移，而造成影像的模糊、不清晰。

Description

投影机及其焦距调整方法

技术领域

本发明涉及一种投影机及焦距调整方法，且特别是有关于一种可改善失焦问题的投影机及焦距调整方法。

背景技术

投影机是一种用以产生影像画面的放映设备，常用于电影放映以及会议简报。投影机的成像原理是将光源产生的光束借由光阀(light valve)转换成影像光束，再将影像光束通过镜头投射到屏幕或墙面上以形成影像。

现有的投影机于使用中，随着投影机工作时间的增加，投影机的光源的光束持续照射产生热量，光阀、镜头吸收热量而热膨胀，此造成投影机的焦距产生偏移，当焦距的偏移程度过大时，由镜头投射出的影像会产生模糊、不清晰，此种现象称为热漂移(thermaldrift)。此时需仰赖人力调整镜头的焦距，以重新对焦。

现有技术的解决方式如下，在投影机内增加冷却设备如致冷芯片或是风扇，当投影机运作时，可达到降低光源与镜头温度差距，以减少热膨胀的幅度，进而改善焦距产生偏移的现象。然而，增加致冷芯片或是风扇将造成投影机制作成本的上升，也伴随着噪音与震动问题。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种投影机及其焦距调整方法，可改善投影机稳定运作时的热膨胀现象，避免投影机产生过大的焦距偏移，而造成影像模糊、不清晰。

本发明的投影机包括：机壳，控制系统，影像组件以及至少一电热片。影像组件耦接并受控于控制系统，且至少部分地配置在机壳内。至少一电热片耦接并受控于控制系统，且配置在机壳内。其中，控制系统启动至少一电热片，以预加热影像组件且使影像组件升温至截止温度，接着控制系统关闭至少一电热片，且调整影像组件的焦距。

本发明的投影机的调整方法，投影机包括影像组件。影像组件至少部分地配置于机壳内，至少一电热片配置于影像组件上，且控制系统耦接且控制影像组件及至少一电热片，调整方法包括：投影机开机，且启动所述控制系统；控制系统控制至少一电热片，以启动至少一电热片，预加热影像组件并判断影像组件是否升温至截止温度；当影像组件升温至截止温度，控制系统控制至少一电热片，以关闭至少一电热片，当影像组件升温未达到截止温度，至少一电热片持续加热；以及调整影像组件的焦距，以输出影像。

基于上述，本发明的投影机在开启运作后，在进行调整焦距之前，启动至少一电热片于短时间内预加热影像组件升温至截止温度，此时通过控制系统关闭至少一电热片，接着以手动或自动手段调整影像组件的焦距。同时影像组件也持续升温至运作温度，由于截止温度相较于室温更接近于投影机的运作温度，使得在影像组件在截止温度下所调整的焦距在升温至运作温度后，其经历的温差较小，从而降低热膨胀的程度，以避免投影机因热膨胀程度过大产生过大的焦距偏移。因此本发明的投影机，相较于现有的投影机，可在短时间内升温至截止温度，并进行焦距调整，无需等待投影机升温至运作温度后才进行焦距调整，可节省等待时间，亦可避免焦距偏移后的手动调整步骤。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一实施例的投影机的结构方块图；

图2为本发明的投影机的焦距调整方法方块图；

图3为本发明的投影机相较于现有投影机的升温过程图表。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1为本发明一实施例的投影机的结构方块图。

参考图1，本实施例的投影机100包括：机壳110，控制系统120，影像组件130，至少一电热片140，以及一照明组件170。

机壳110例如是以塑料材质所构成且具有容置空间，主要用以承载各个组件。控制系统120例如包括安装于机壳110内的程序处理核心以及外部的遥控装置。详细而言，在投影机100开启后，程序处理核心可通过内置的程序而自动运作预定的流程，也可透过外部的遥控装置下达预加热等指令。电热片140例如可为供电时提供热量的元件，其可为片状或板状，惟本发明不限于此。在本实施例中，电热片140例如可为蚀刻电热片、硅胶电热片、云母电热片等。

影像组件130耦接并受控于控制系统120，且至少部分地配置在机壳110内，举例而言，影像组件130可部分地伸出机壳110以作为影像光束的投射端。

影像组件130包括光机模块131以及镜头模块132。照明模块170包括光源，以使照明组件170提供照明光束IB至光机模块131，光机模块131包含至少一光阀，以将照明光束IB转换为带有影像资讯的影像光束MB，最后再借由镜头模块132将影像光束投射到屏幕或墙面上以形成影像。光机模块131受控于控制系统120并用以发出影像光束MB，随着投影机100运作时间的增加，照明模块170内的光源的光束持续照射产生热量，光机模块131、镜头模块132吸收热量而热膨胀。镜头模块132例如是凸透镜且位于光源模块131的影像光束MB的传递路径上，用以汇聚影像光束MB，接着将通过镜头模块132的影像光束MB投射到屏幕或墙面上以形成影像。举例而言，照明组件170包括光源(图未示)，该光源例如可为多个激光元件(图未示)，这些激光元件例如呈阵列排列，激光元件例如是激光二极管(laser diode，LD)。在其他实施例，照明组件170亦可为固态发光源(solid-state illumination source)，例如是发光二极管(light emitting diode)或者是激光二极管(laser diode)或高压气体放电灯(High-intensity discharge)。光机模块131包含的至少一光阀例如是数字微镜元件(digital micro-mirror device，DMD)或硅基液晶面板(liquid-crystal-on-siliconpanel，LCOS panel)。然而，在其他实施例中，光阀亦可以是穿透式液晶面板(lightcrystal display panel，LCD panel)或其他空间光调变器，不局限于此。举例而言，镜头模块132可包含用以投射画面的镜头。

于本实施例中，至少一电热片140的数量可为一个或是多个，各个电热片140耦接并受控于控制系统120，且配置在机壳110上。例如，各个电热片140可设置在影像组件130附近，并用以将热量传递至影像组件130以使其升温。举例而言，电热片140可设置在光机模块131的光阀附近，电热片140例如可设置在影像组件130的镜头模块132周围，此利于镜头模块132的快速升温。在其他实施例中，电热片140还可贴附于镜头模块132上。在又其他的实施例中，电热片140还设置于光机模块131的光阀与镜头模块132之间的位置处。

以下简述投影机100的运作过程。其中，当投影机100开始运作时或开始运作前，控制系统120可控制至少一电热片140，以启动至少一电热片140，以预加热影像组件130且使影像组件130升温至截止温度，接着控制系统120依据内置指令加以控制，以关闭至少一电热片140，从而停止加热，此时可调整影像组件130之镜头模块132的焦距。补充而言，调整镜头模块132的焦距，借此可调节屏幕或墙面成像的清晰程度。

进一步而言，调整影像组件130的焦距的步骤包含手动调整焦距及/或自动对焦。举例而言，使用者可透过外部的遥控装置输入指令以调整镜头模块132使投影至屏幕或墙面输出清晰影像。使用者亦可转动聚焦环，以调整焦距。另一方面，控制系统120可依据默认指令而主动调整镜头模块132相对于光源模块131的直线距离，此默认指令亦可通过人为改写其默认焦距数值。

其中，前述的至少一电热片140具有热敏传感器141，其可用以感测影像组件130的局部温度并回传第一控制信号至控制系统120，其中第一控制信号包含与局部温度相关的信息。借此推估影像组件130的升温情形。

投影机100还包括温度传感器150，耦接于控制系统120。温度传感器150例如是配置在机壳110内，并用以感测影像组件130的整体温度并回传第二控制信号至控制系统120，其中第二控制信号包含与整体温度相关的信息。借此推估影像组件130的升温情形。

举例而言，热敏传感器141、温度传感器150例如可为市售将温度转化为电子数据的电子元件。在一实施例中，热敏传感器141、温度传感器150例如可包含热电偶、热敏电阻等，惟本揭露内容不局限于此。

此外，投影机100还包括散热组件160，耦接且受控于控制系统120，用以在调整影像组件130的焦距之后，降低或维持影像组件130的运作温度。进一步而言，散热组件160包括致冷芯片(Thermoelectric Cooling)、风扇、导热管或散热片，且邻近影像组件130加以配置。

图2为本发明的投影机的调整方法方块图。图3为本发明的投影机相较于现有投影机的升温过程图表。

参考图2，以下详细说明本发明的投影机100的调整方法，首先进行步骤S1投影机100开机。本技术领域技术人员应察知，此处的步骤“投影机100开机”并非特指投影机开始投射画面，亦可包含开启电源但投影机尚未投射画面的状态。进行步骤S2，启动控制系统120，并依据内置程序而自动启动至少一电热片140，以对影像组件130预加热且使影像组件130快速升温至截止温度。接着进行步骤S3，控制系统120持续地接收来自热敏传感器141及/或温度传感器150所回传的第一控制信号及/或第二控制信号，借由影像组件130的局部温度及/或整体温度判断影像组件是否已升温至截止温度，若控制系统120判断为否，表示影像组件升温未达到截止温度，则至少一电热片140持续加温。若控制系统120判断为是，表示影像组件升温至截止温度，则进行步骤S4，控制系统120自动关闭至少一电热片140以停止加温。接着进行步骤S5，在电热片140停止加温后，调整影像组件130的焦距。

请参考图3，于本实施例中，具有电热片140的投影机100在启动后，影像组件130在电热片140预加热五分钟后，影像组件130上升至截止温度(例如，摄氏34度)。影像组件130的稳定运作温度在60分钟后上升至摄氏40度，此说明影像组件130在第5分钟与第60分钟的温度差为6度。

作为对比，不具有电热片的投影机在启动后，仅仅透过光源造成的升温，当影像组件在第五分钟时，影像组件上升至截止温度(例如，摄氏28度)。影像组件的稳定运作温度在60分钟后上升至摄氏40度。此说明现有影像组件在第5分钟与第60分钟的温度差为12度。

进一步而言，本实施例的投影机100与现有的投影机皆在一时间段后(例如，在第5分钟)进行自动或手动调整焦距。本实施例的投影机100在上升至稳定运作状态后，由于截止温度与运作温度的温差较小(6度)，其相较于现有配置情况下的温差(12度)，可有效避免影像组件130由于大温差而产生过度热膨胀的现象，进而减少影像组件130的焦距偏移量。在现有投影机的配置中，其截止温度与运作温度的温差达到12度，使得由温差导致的热膨胀幅度较大，而导致较大的焦距偏移，易于使投射出的影像产生模糊、不清晰的现象。

如本技术领域技术人员可察知，考虑到投影机中可用以安装电热片的空间大小、位置，截止温度可根据电热片的数量、位置及/或使用者的需求而定，一般而言，截止温度与运作温度的温差越小，代表影像组件在调整焦距后升温至运作温度所经历的温差越小，其热膨胀的程度及焦距的偏移量越小。举例而言，当运作温度为摄氏40度时，运作温度与截止温度的温差可介于摄氏一度到摄氏六度之间，亦即，截止温度可设定为摄氏34-39度。在此情形中，可增加电热片的功率，在五分钟内，将影像组件的截止温度提升至39度，以达成运作温度与截止温度之间摄氏1度的温差。然而，在其他实施例中，亦可借由设置散热组件160，以在调整焦距后对影像组件130进行散热，从而降低影像组件130的运作温度，此举亦可降低的运作温度与截止温度之间的温差。由此可知，本发明的截止温度不以摄氏34度为限，运作温度与截止温度之间的温差亦不受限于本文中的范例。

综上所述，本发明的投影机在开启运作后，启动至少一电热片于短时间内预加热影像组件升温至截止温度，此时通过控制系统关闭至少一电热片，接着以手动或自动手段调整影像组件中镜头模块的焦距。当影像组件持续地升温至运作温度后，由于相较于无电热片的情形，截止温度较接近投影机的运作温度，使得在影像组件在截止温度下所调整的镜头模块的焦距在升温至运作温度后，其经历的温差较小，热膨胀的程度被缩小，以此可避免投影机由于过度的热膨胀而产生过大的焦距偏移。因此本发明的投影机，相较于现有的投影机，可在短时间内升温至截止温度，并进行焦距调整，无需等待投影机升温至运作温度后才进行焦距调整，可节省等待时间，亦可避免焦距偏移后的手动调整步骤。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名组件(Element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限。

附图标号说明：

100：投影机

110：机壳

120：控制系统

130：影像组件

131：光机模块

132：镜头模块

170：照明组件

140：电热片

141：热敏传感器

150：温度传感器

160：散热组件

IB：照明光束

MB：影像光束

S1～S5：步骤。

Claims (15)

1.一种投影机，其特征在于，包括机壳、控制系统、影像组件以及至少一电热片，其中：

所述影像组件耦接并受控于所述控制系统，且至少部分地配置在所述机壳内；以及

所述至少一电热片耦接并受控于所述控制系统，且配置在所述机壳内，

其中，所述控制系统控制所述至少一电热片，以启动所述至少一电热片，以预加热所述影像组件且使所述影像组件升温至截止温度，接着所述控制系统控制所述至少一电热片，以关闭所述至少一电热片，且调整所述影像组件的焦距。

2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述投影机还包括照明组件，其中：

所述照明组件用于发出照明光束，其中，所述影像组件包括光机模块以及镜头模块，其中：

所述光机模块位于所述照明光束的传递路径上，用于将所述照明光束转换为影像光束；以及

所述镜头模块位于所述影像光束的传递路径上，用于形成影像。

3.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述至少一电热片具有热敏传感器，用于感测所述影像组件的局部温度并回传第一控制信号至所述控制系统，其中所述第一控制信号包含与所述局部温度相关的信息。

4.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包括温度传感器，其耦接于所述控制系统，所述温度传感器用于感测所述影像组件的整体温度并回传第二控制信号至所述控制系统，其中所述第二控制信号包含与所述整体温度相关的信息。

5.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，还包括散热组件，其耦接且受控于所述控制系统，用于在调整所述影像组件的焦距之后，降低或维持所述影像组件的运作温度。

6.根据权利要求5所述的投影机，其特征在于，所述散热组件包括致冷芯片、风扇或散热片，且邻近所述影像组件配置。

7.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，调整所述影像组件的焦距的步骤包含手动调整焦距及/或自动对焦。

8.一种投影机的焦距调整方法，该投影机包含影像组件，其特征在于，所述投影机的焦距调整方法包括：

投影机开机；

启动控制系统，所述控制系统控制至少一电热片，以启动所述至少一电热片，预加热所述影像组件；

判断所述影像组件是否升温至截止温度；当所述影像组件升温至所述截止温度，所述控制系统控制所述至少一电热片，以关闭所述至少一电热片，当所述影像组件升温未达到所述截止温度，所述至少一电热片持续加温；以及

调整所述影像组件的焦距，以输出影像。

9.根据权利要求8所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，所述投影机还包含散热组件，所述散热组件用于在调整所述影像组件的焦距之后，降低或维持所述影像组件的运作温度。

10.根据权利要求9所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，所述运作温度与所述截止温度的温差介于摄氏一度到摄氏六度之间。

11.根据权利要求8所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，所述至少一电热片预加热所述影像组件一时间段后，所述影像组件上升至所述截止温度。

12.根据权利要求8所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，所述至少一电热片具有热敏传感器，用于感测所述影像组件的局部温度并回传第一控制信号至所述控制系统，其中所述第一控制信号包含与所述局部温度相关的信息。

13.根据权利要求8所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，还包括温度传感器，其耦接于所述控制系统，所述温度传感器用于感测所述影像组件的整体温度并回传第二控制信号至所述控制系统，其中所述第二控制信号包含与所述整体温度相关的信息。

14.根据权利要求8所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，所述影像组件包括：

光机模块，用于将照明光束转换为影像光束；以及

镜头模块，位于所述影像光束的传递路径上，用于形成影像。

15.根据权利要求8所述的投影机的焦距调整方法，其特征在于，调整所述影像组件的焦距的步骤包含手动调整焦距及/或自动对焦。

Images