TW201122715A - Optical device and lens moving method thereof - Google Patents
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Description
201122715 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種光學裝置,特別係有關於一種可 以防止鏡頭發生碰撞的光學裝置。 【先前技術】 習知之光學裝置,如中華民國公開第200905354號專 利所揭露的,主要係使用步進馬達進行鏡頭的位移控制。 雖然步進馬達可以㈣單的方式達成控制位移的目的,但 是’由於步進馬達的馬力輪出較直流馬達低,因此,當步 進馬達安裝於投影機等光料置之中時,其並不具備足狗 的馬力以移動高晝質的玻璃鏡頭。因此習知技術並不適用 於高階的投影機之中。 【發明内容】 本發明即為了欲解決習知技術之問題而提供之一種光 學裝置包括-鏡頭、-水平傳動模組、―垂直傳動模組、 -水平驅動單元、,垂直驅動單水平角度感測元件、 -垂直角度感測元件、-使用者介面以及—控制單元。該 水平驅動單元透過該水平傳動触使該铜沿—水平方向 移動。水平角度錢元件€_制之—水平移動量並發 出一水平❹m號。垂直_單元透過㈣直傳動模喊 該鏡頭沿-垂直方向移動。垂直角度感測元件感測該鏡頭 之一垂直移動量並發出—垂直感測訊號。使用者介面發出 201122715 -操作訊號。㈣單元_簡作錢、該水平感測訊號 以及該垂直❹號㈣該朗的軸。 " 逵』:二之光學裝置’可以使用較大馬力的直流馬 旦:的玻璃鏡頭,因此可適用於高階的投影機之 :競二馬達的成本較低,因此可以提昇產品的市 【實施方式】 鲁 參照第1 @,其係顯示本發明實施例之鮮裝置⑽, 包括一鏡頭110、一水平傳動模組m、-垂直傳動模組 130、-水平驅動單元(水平馬達⑽、一水平角度感測元 件150、-垂直驅動單元(垂直馬達)16〇、一垂直角度感測 元件170、一使用者介面18〇以及一控制單元19〇。水平傳 動模組120連接該鏡頭110。垂直傳動模組13〇連接該鏡 頭110。水平驅動單元14〇連接該水平傳動模組12〇,該水 平驅動單元140透過該水平傳動模組π〇使該鏡頭11()沿 φ —水平方向移動。水平角度感測元件15〇感測該鏡頭1〇〇 之一水平移動量並發出一水平感測訊號。垂直驅動單元16〇 連接該垂直傳動模組130,該垂直驅動單元160透過該垂 直傳動模組130使該鏡頭110沿一垂直方向移動。垂直角 度感測元件170感測該鏡頭110之一垂直移動量並發出一 垂直感測訊號。使用者介面180發出一操作訊號。控制單 元190電性連接該使用者介面180、該水平角度感測元件 150、該垂直角度感測元件170、該水平驅動單元140以及 201122715 該垂直驅動單元16〇,其中,該控制單元⑽根據該操作 訊號、財平感測訊號以及該垂直感測訊號控制該鏡頭的 在本發明之實施例中,該水平驅動單元140包括—直 流馬達1垂直驅動單元⑽包括—直流馬達。該水 度感測70件15G駿轉編碼器,縣直肖絲心件 亦為旋轉編踢ϋ。該水平肖度感測元件15()連接該水平 動模組120’該垂直角度感測元件17〇連接該垂直傳動模 參…、第2 ® ’其係顯示本發明之水平傳動模組以 及水^動單元14()的細部構造’其中’水平傳動模㈣( ,括21、齒輪122以及螺桿123等元件。水平驅鸯 單几140連接齒輪12卜並透過齒輪⑵帶動水 招 組12〇。水平角度感測元件! 傳動楣 ,_ ,θ , ^ 蜂件123的一诚,告 感測螺桿123旋轉時,水平角度_元件15G輸出且右: 低準位變化的方波。控制單it 19G U由準 ^有: 知螺桿123的轉動量,即,可換 二 動量。在-實施例中,控制單元19〇藉== 數與該準位變化次數相加減 刊置變 丄本士& 于知鏡頭110的水平座 =模組以,直_單元的結構相同於水平 卡亩座尸值、/'驅動單兀。同時,鏡頭的垂直移動量及 垂m財式亦㈣於水平移動量及水平座標值感 測方^在本發明之一變形例之中,水平角度感測元件15〇 亦驅動單元140之上,同樣的,垂直角度感测 元件170亦可設於垂直驅動單元16〇之上。 201122715 感測㈣射,該㈣輯該水平 平座標“及垂直具該鏡頭之-座標值(水 該座標值utr x_y練)。該控制器將 P值滿足# 邊界控制方程式(例如x-y方程式),當該座 “元或===:控制單元限制該水平驅 來昭筮1国動的動作’以防止該鏡頭發生碰撞。 範圍K)之中,H界控制方程式係透過在鏡頭的可動 範圍10的邊毒文全縫20,以防止鏡頭碰撞可動 學運算的^ 緣)。該安全範圍20可直接透過數 圍20的H取得。而該邊界㈣方程式係定義該安全範 ^第4圖’其係顯示本發明實施例之使用者介面 ㈣3具有一上鍵⑻、一下鍵182、-左鍵183以及-右鍵184。 、、第5圖,其係顯示本發明實施例之鏡頭移動控制 晋rsi、包括下述步驟:首先,提供本發明實施例之光學裳 。再,根據該水平感測訊號以及該垂直感測訊號計 鏡頭之一座標值(S2)。最後,將該座標值輸入一邊界 工」方程式,當該座標值滿足該邊界控制方程式時,該控 制單元限制該水平驅動單元或該垂直轉單元的動作,以 防止該鏡頭發生碰撞(S3)。應用上述之鏡頭移動控制方 法該控制單兀可根據該操作訊號控制該水平驅動單元或 該垂直驅動單元進行轉動,並且根據該操作訊號控制該水 動單元及該垂直驅動單元的轉動方向,以使鏡頭在安 全範圍内朝上下左右等方向移動。 7 201122715 考慮到光學裝置重新開機後的鏡頭定位需要,該光學 裝置可更具有一儲存單元,該儲存單元電性連接該控制單 元。該控制單元可隨時將該座標值存入該儲存單元之中; 當該光學裝置開機時,該控制單元從該儲存單元中擷取該 座標值,以判斷該鏡頭之位置。 參照第6圖,其係顯示本發明實施例之鏡頭移動控制 方法的細部流程,其主要顯示當使用者壓按上鍵、一下鍵、 一左鍵或一右鍵時,控制單元根據操作訊號產生不同的動 作。 應用本發明之光學裝置,可以使用較大馬力的直流馬 達移動高晝質的玻璃鏡頭,因此可適用於高階的投影機之 中。同時,直流馬達的成本較低,因此可以提昇產品的市 場競爭力。 雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上,然其並 非用以限定本發明,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發 明之精神和範圍内,仍可作些許的更動與潤飾,因此本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 201122715 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明實施例之光學裝置; 第2圖係顯示本發明之水平傳動模組以及水平驅動單 元的細部構造; 第3圖係顯示鏡頭的可動範圍以及安全範圍; 第4圖係顯示本發明實施例之使用者介面; 第5圖係顯示本發明實施例之鏡頭移動控制方法;以 及 φ 第6圖係顯示本發明實施例之鏡頭移動控制方法的細 部流程。 【主要元件符號說明】 10〜可動範圍; 20〜安全範圍; 100〜光學裝置; 110〜鏡頭; 120〜水平傳動模組; 121〜齒輪; 122〜齒輪; 123〜螺桿; 130〜垂直傳動模組; 140〜水平驅動單元(水平馬達); 150〜水平角度感測元件; 9 201122715 160- -垂直驅動單元(垂直馬達); 170- -垂直角度感測元件; 180- '"使用者介面; 181- v上鍵; 182, v下鍵; 183- y左鍵; 184- -右鍵; 190〜控制單元。
Claims (1)
- 201122715 七、申請專利範圍: 1. 一種光學裝置,包括: 一鏡頭; 一水平傳動模組,連接該鏡頭; 一垂直傳動模組,連接該鏡頭; 一水平驅動單元,連接該水平傳動模組,該水平驅動 單元透過該水平傳動模組使該鏡頭沿一水平方向移動; 一水平角度感測元件,感測該鏡頭之一水平移動量並 發出一水平感測訊號; 一垂直驅動單元,連接該垂直傳動模組,該垂直驅動 單元透過該垂直傳動模組使該鏡頭沿一垂直方向移動; 一垂直角度感測元件,感測該鏡頭之一垂直移動量並 發出一垂直感測訊號; 一使用者介面,發出一操作訊號;以及 一控制單元,該控制單元電性連接該使用者介面、該 水平角度感測元件、該水平驅動單元、該垂直角度感測元 件以及該垂直驅動單元,其中,該控制單元根據該操作訊 號、該水平感測訊號以及該垂直感測訊號控制該鏡頭的移 動。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置,其中,該 水平驅動單元包括一直流馬達。 3. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置,其中,該 垂直驅動單元包括一直流馬達。 4. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置,其中,該 水平角度感測元件為旋轉編碼器。 201122715 5. 如申請專利範圍第丨項所述之光學裝置,t ^ 垂直角度感測元件為旋轉編碼器。 、,"中,該 6. 如申請專利範圍第1項所述之光學裝置, ^ 水平角度感測元件連接該水平傳動模組。 、’ e亥 7.如申請專利範圍第1項所述之光學裝置,1 ^ 垂直角度感測元件連接該垂直傳動模組。 /、中°玄 項所述之光學裝置,其令,該 8.如申請專利範圍第 光學裝置為投影機。 9.如申請專利範圍第丨項所述之光學 ^ 光學裝置為攝影機。 其中,该 J〇· —種鏡頭移動控制方法,包括·· 提供如申請專利範圍第1項所述之光學裝置; 根據該水平感測訊號以及該垂直感測訊號算 之一座標值;以及 L T异該鏡頭 該邊一邊界控制方程式’當該座標值滿足 該;作該控制單元限制該水平㈣單元或 早χ的動作’以防止該鏡頭發生碰撞。 11.如申請專利範圍第1〇 法,其更包括: Θ W之鏡碩移動控制方 該控制單域據_作職㈣該 垂直驅動單元進行轉動;以及 驅動早兀或II "亥控制單元根據該操 垂直驅動單_轉動方域控制該水平驅動單元及驾 12.如申请專利範圍第 法,其: $ 1ϋ項所权鏡碩㈣控制$ 201122715 提供一儲存單元,電性連接該控制單元; 該控制單元將該座標值存入該儲存單元之中; 當該光學裝置開機時,該控制單元從該儲存單元中擷 取該座標值,以判斷該鏡頭之位置。 13. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,該控制單元將一水平位置變數與該水平感測訊號相加 減,計算該鏡頭之一水平座標值。 14. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 I 法,該控制單元將一垂直位置變數與該垂直感測訊號相加 減,計算該鏡頭之一垂直座標值。 15. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中’該水平感測訊號為方波。 16. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該垂直感測訊號為方波。 17. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該水平驅動單元包括一直流馬達。 φ 18.如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該垂直驅動單元包括一直流馬達。 19. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該水平角度感測元件為旋轉編碼器。 20. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該垂直角度感測元件為旋轉編碼器。 21. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該水平角度感測元件連接該水平傳動模組。 22. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 13 201122715 法,其中,該垂直角度感測元件連接該垂直傳動模組。 23. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該光學裝置為投影機。 24. 如申請專利範圍第10項所述之鏡頭移動控制方 法,其中,該光學裝置為攝影機。14
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