[發(fā)明專利]設(shè)有雙液體調(diào)焦透鏡的微型投影機及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010298979.7
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102012613A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊波;張薇;程抒一;竇曉鳴;莊松林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G03B21/14
• 分類號: G03B21/14;G02B26/02;G02B3/14;G03B29/00;H04M1/21;G06F1/16
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 陳偉勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種投影機，尤其涉及一種具有變焦功能的投影機。

背景技術(shù)

為了將相對于手掌還小的便攜式微型投影機或者對筆記本等設(shè)備進行嵌入式設(shè)計的投影儀進行實用化，必須開發(fā)出體積小耗能低的投影模塊出來。因為投影鏡頭是光學(xué)引擎中最厚的部件之一，所以整個微型投影機整體尺寸也會顯著變大。如何在維持投影鏡頭放大功能的前提下減小其厚度，這對于便攜式微型投影機是一個重要的問題。

另外，微型投影機的變焦投影鏡頭通常是由一組大小不一的具有固定焦距的多個透鏡構(gòu)成，它們通常是利用手動或電動的方式改變透鏡組之間的機械位移來滿足投影畫面的不同顯示位置。這就要求投影鏡頭中需要有精度高的齒輪對透鏡組中透鏡的機械位置進行精密的控制與定位，電動調(diào)焦的方式還需要設(shè)計精密的驅(qū)動電機。這些部件的存在導(dǎo)致傳統(tǒng)的投影鏡頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、制造精度高、價格昂貴、機械磨損厲害，并且不易在諸如手機投影鏡頭這樣的小空間范圍內(nèi)實現(xiàn)。

現(xiàn)有的投影機體積較大，也是影響投影機不能很好的裝配在手機和PDA上的主要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)有雙液體調(diào)焦透鏡的微型投影機，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種設(shè)有投影機的手機，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種設(shè)有投影機的掌上計算機，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

設(shè)有雙液體調(diào)焦透鏡的微型投影機，包括一投影透鏡組，所述投影透鏡組包括一調(diào)焦透鏡組，還包括一用于調(diào)節(jié)焦距的變焦調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述變焦調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接一通信模塊，其特征在于，所述調(diào)焦透鏡組包括一調(diào)焦透鏡，所述調(diào)焦透鏡采用雙液體調(diào)焦透鏡；

所述變焦調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一用于控制電壓大小的電壓控制器，所述電壓控制器的輸出端連接所述雙液體調(diào)焦透鏡的輸入端，所述電壓控制器的控制信號的輸入端連接所述通信模塊。通過所述通信模塊與計算機或者其他設(shè)備進行通信。計算機或者其他設(shè)備通過所述通信模塊向所述電壓控制器傳送控制信號。

本發(fā)明采用雙液體調(diào)焦透鏡，和傳統(tǒng)機械變焦方法相比，此類鏡頭具有可靠性高、結(jié)構(gòu)小巧、響應(yīng)速度快、變焦精準(zhǔn)等優(yōu)點，可以有效縮小投影透鏡組的尺寸，也縮小了整個投影機的尺寸。

與所述通信模塊連接的設(shè)備可以是計算機、手機、PDA。因使用投影機時，通常采用投影機本身與計算機相連的方法實現(xiàn)投影，本發(fā)明利用這一使用方法，通過所述通信模塊將所述電壓控制器的控制信號的輸入端連接到計算機，用計算機來自動控制電壓控制器的輸出電壓，從而改變雙液體調(diào)焦透鏡的電壓。基于電濕效應(yīng)的原理，對調(diào)焦透鏡兩端施加的電壓改變，從而實現(xiàn)變焦，使本發(fā)明結(jié)構(gòu)小巧簡單，變焦響應(yīng)快，操作極其方便。

所述電壓控制器包括一整流電路，所述電壓控制器的輸出電壓為0～200V的直流電。電壓控制器可以直接使用市電即可工作，使用簡單方便。

所述雙液體調(diào)焦透鏡包括一呈圓柱體的容器，所述容器中充有兩種透明并互不相溶的液體，其中一種液體是導(dǎo)電的導(dǎo)電液體，另一種液體是絕緣的非極性液體，所述導(dǎo)電液體與所述非極性液體具有不同的折射率、相同的密度；以致這兩種液體的界面在任何方位都能保持球面形狀。

所述容器的側(cè)面內(nèi)壁上依次設(shè)有一層透明的第一電極和一層疏水介電層，所述容器與所述導(dǎo)電液體靠近的底面內(nèi)壁上設(shè)有一層透明的第二電極。第一電極通過疏水介電層與導(dǎo)電液體和非極性液體分開。

所述雙液體調(diào)焦透鏡的輸入端為所述第一電極和所述第二電極的兩端。所述第一電極與所述導(dǎo)電液體之間形成一電容，當(dāng)施加于所述第一電極和所述第二電極之間的電壓進行變化時，所述導(dǎo)電液體的形狀改變。

在第一電極和第二電極兩端施加不同的電壓時導(dǎo)電液體表面聚集的面電荷密度會發(fā)生變化，從而可以有效的改變導(dǎo)電液體與疏水介電層之間的界面張力，即改變導(dǎo)電液體與疏水介電層的接觸角θ，而接觸角θ的大小決定這兩種液體的界面形狀。由于兩種液體的折射率不相同，液體界面形狀的改變最終可以改變雙液體調(diào)焦透鏡的焦距。本發(fā)明采用雙液體調(diào)焦透鏡，為基于電濕效應(yīng)的原理，在外加電壓的作用下變化兩種液體界面的曲率半徑來改變自身焦距的，因此這類投影機無需任何的機械運動來改變投影透鏡組的焦距，從而在不同的顯示位置提供品質(zhì)較好的投影畫面。

所述雙液體調(diào)焦透鏡的輸入端無電壓時，即所述第一電極和所述第二電極之間未施加電壓時，所述導(dǎo)電液體相對于所述非極性液體為凸出，所述導(dǎo)電液體呈一凸出的彎月面的形狀。