一种便携式投影系统的变焦方法和变焦装置制造方法及图纸

一种便携式投影系统的变焦方法和变焦装置。变焦装置包括设置在投影系统的ＤＭＤ后面的物镜，设有承载物镜的力矩器和控制力矩器运动的变焦控制系统，变焦控制系统包括依次相连接的位移检测模块、误差伺服算法模块和误差补偿指令模块。变焦方法依次有以下步骤：（１）位移检测模块测量出物镜与置于其前方的投影屏幕之间的距离；（２）误差伺服算法模块采用误差伺服算法计算出位置误差相应需要的偏差补偿驱动电压；（３）误差补偿指令模块发送指令控制力矩器运动至最佳空间位置，完成自动变焦。保证实时改变焦距，物镜位移精度达到０．２３～０．４０μｍ。本发明专利技术可以在便携式投影系统中快速高效自动化调焦，能够满足采用手机、掌上电脑等设备的便携式投影系统对自动变焦的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及投影系统变焦，尤其是涉及一种便携式投影系统的变焦方 法和变焦装置。
技术介绍
采用手机、掌上电脑等便携式设备与数字光处理芯片相结合的投影成像技术，可以投影出接近于DVD画质的视频图像。为了获取清晰的投影 成像效果，要求光学组件具备良好的变焦能力。传统的变焦系统是采用机 械变焦装置，如凸轮机构和导轨滑槽机构，需要手工调整以达到最佳效果， 这种机构难以实现快速高精度定位，不能够进行自适应自动变焦，而且尺 寸过大，难以安装在手机、掌上电脑等便携式设备。现有的典型采用手机 等设备的便携式投影装置主要由被信息调制过的光源、色环、光学元件组 和数字微反射器(Digital Micromirror Device,简称DMD)组成，不具备自动变焦的功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术存在的缺陷，提 出一种便携式投影系统的变焦方法。 ，本专利技术所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术存在的缺陷， 提出一种采用便携式投影系统变焦方法的变焦装置。对于本专利技术的便携式投影系统的变焦方法来说，其技术问题通过以下 技术方案予以解决。这种便携式投影系统的变焦方法的特点是采用包括在所述DMD系统后面设有承载物镜的力矩器，以及相应变 焦控制系统的变焦装置，所述变焦控制系统包括依次相连接的位移检测模 块、误差伺服算法模块和误差补偿指令模块的变焦控制系统，依次有以下 步骤(1) 所述位移检测模块测量出便携式投影系统的物镜与置于其前方的 投影屏幕之间的距离，并通过与设定的焦距对比核算出偏差，其检测数据 输送至误差伺服算法模块；(2) 所述误差伺服算法模块采用误差伺服算法计算出位置误差相应需要的偏差补偿驱动电压；(3)所述偏差补偿驱动电压输送至误差补偿指令模块，所述误差补偿 指令模块发送指令，将偏差补偿驱动电压加载到承载所述便携式投影系统 物镜的力矩器的驱动线圈上，控制力矩器作上下、左右以及倾斜运动，使 其承载的物镜运动至最佳空间位置，完成自动变焦，保证清晰的画面投影 效果。对于本专利技术的便携式投影系统的变焦装置来说，其技术问题通过以下 技术方案予以解决。这种便携式投影系统的变焦装置，包括设置在投影系统的DMD后面 的物镜。这种便携式投影系统的变焦装置的特点是。 设有承载物镜的力矩器。还设有控制所述力矩器运动的变焦控制系统，所述变焦控制系统包括 依次相连接的位移检测模块、误差伺服算法模块和误差补偿指令模块。本专利技术的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。所述力矩器包括可动部件和固定部件，可动部件包括物镜架、通过悬' 线与控制系统的伺服电路连接的驱动线圈、物镜，是力矩器运动的主体； 固定部件包括永磁铁、轭铁和固定板，为驱动线圈提供稳定的磁场。所述位移检测模块检测所述物镜与置于其前方的投影屏幕之间的距 离，并通过与设定的焦距对比核算出偏差，其检测数据输送至误差伺服算 法模块。 ，所述误差伺服算法模块采用误差伺服算法计算出位置误差相应需要 的偏差补偿驱动电压。所述偏差补偿驱动电压输送至误差补偿指令模块，所述误差补偿指令 模块发送指令，将偏差补偿驱动电压加载到所述力矩器的驱动线圈上，控 制力矩器作上下、左右以及倾斜运动，使其承载的物镜运动至最佳空间位 置。从而保证清晰的画面投影效果。所述误差伺服算法模块是基于闭环控制算法的误差伺服算法模块，可 以保证实时改变焦距，物镜位移精度达到0.23 u m 0.40 u m。还设有配合物镜的固定透镜组，所述物镜经固定透镜组的配合以满足 物镜对不同投影距离的要求。本专利技术与现有技术对比的有益效果是.'本专利技术的变焦方法可以在便携式投影系统中快速高效自动化调焦，能够满足未来采用手机、掌上电脑等设备的便携式投影系统对自动变焦的需求。本专利技术的变焦装置可以保证实时改变焦距，物镜位移精度达到0.23y m 0.40 li m。附图说明图1是采用本专利技术变焦装置具体实施方式的便携式投影系统的结构 示意图2是图1的承载物镜的力矩器结构示意图。 具体实施例方式下面对照附图结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。如图l所示的采用本专利技术变焦装置的便携式投影系统，包括依次排列的被信息调制过的调制光源、色环、色轮、分色透镜、DMD、变焦装置和投影屏幕。其变焦装置包括设置在投影系统的DMD后面的物镜、承载物镜的力 矩器和控制力矩器'运动的变焦控制系统，以及配合物镜的固定透镜组，物 镜经固定透镜组的配合以满足物镜对不同投影距离的要求。变焦控制系统包括依次相连接的位移检测模块、误差伺服算法模块和 误差补偿指令模块。如图2所示的力矩器包括可动部件和固定部件，可动部件包括物镜架 6、通过悬线2与控制系统的伺服电路连接的驱动线圈7、物镜5，是力矩 器运动的主体；固定部件包括永磁铁4、轭铁3和固定板1，为驱动线圈7 提供稳定的磁场。本具体实施方式的变焦装置可以保证实时改变焦距，物镜位移精度达 到0.30"m，其变焦方法依次有以下步骤(1) 变焦控制系统的位移检测模块测量出便携式投影系统的物镜与置 于其前方的投影屏幕之间的距离，并通过与设定的焦距对比核算出偏差， 其检测数据输送至误差伺服算法模块； '(2) 误差何服算法模块采用误差伺服算法计算出位置误差相应需要的 偏差补偿驱动电压；(3) 偏差补偿驱动电压输送至误差补偿指令模块，误差补偿指令模块 发送指令，将偏差补偿驱动电压加载到承载便携式投影系统物镜的力矩器 的驱动线圈上，控制力矩器作上下、左右以及倾斜运动，使其承载的物镜 运动至最佳空间位置，完成自动变焦，保证清晰的画面投影效果。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说 明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。权利要求1. 一种便携式投影系统的变焦方法，其特征在于采用包括在所述DMD系统后面设有承载物镜的力矩器，以及相应变焦控制系统的变焦装置，所述变焦控制系统包括依次相连接的位移检测模块、误差伺服算法模块和误差补偿指令模块的变焦控制系统，依次有以下步骤(1)所述位移检测模块测量出便携式投影系统的物镜与置于其前方的投影屏幕之间的距离，并通过与设定的焦距对比核算出偏差，其检测数据输送至误差伺服算法模块；(2)所述误差伺服算法模块采用误差伺服算法计算出位置误差相应需要的偏差补偿驱动电压；(3)所述偏差补偿驱动电压输送至误差补偿指令模块，所述误差补偿指令模块发送指令，将偏差补偿驱动电压加载到承载所述便携式投影系统物镜的力矩器的驱动线圈上，控制力矩器作上下、左右以及倾斜运动，使其承载的物镜运动至最佳空间位置，完成自动变焦。2. —种便携式投影系统的变焦装置，包括设置在投影系统的DMD后 面的物镜，其特征^于设有承载物镜^I力矩器；还设有控制所述力矩器运动的变焦控制系统，所述变焦控制系统包括 依次相连接的位移检测模块、误差伺服算法模块和误差补偿指令模块。3. 如权利要求2所述的便携式投影系统的变焦装置，其特征在于 所述力矩器包括可动部件和固定部件，可动部件包括物镜架、通过悬线与控制系统的伺服电路连接的驱动线圈、物镜，固定部件包括永磁铁、 轭铁和固定板。4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式投影系统的变焦方法，其特征在于：　　　　采用包括在所述ＤＭＤ系统后面设有承载物镜的力矩器，以及相应变焦控制系统的变焦装置，所述变焦控制系统包括依次相连接的位移检测模块、误差伺服算法模块和误差补偿指令模块的变焦控制系统，依次有以下步骤：　　　　（１）所述位移检测模块测量出便携式投影系统的物镜与置于其前方的投影屏幕之间的距离，并通过与设定的焦距对比核算出偏差，其检测数据输送至误差伺服算法模块；　　　　（２）所述误差伺服算法模块采用误差伺服算法计算出位置误差相应需要的偏差补偿驱动电压；　　　　（３）所述偏差补偿驱动电压输送至误差补偿指令模块，所述误差补偿指令模块发送指令，将偏差补偿驱动电压加载到承载所述便携式投影系统物镜的力矩器的驱动线圈上，控制力矩器作上下、左右以及倾斜运动，使其承载的物镜运动至最佳空间位置，完成自动变焦。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马建设，张布卿，程雪岷，毛乐山，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]