[发明专利]设有双液体调焦透镜的微型投影机及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影机，尤其涉及一种具有变焦功能的投影机。

背景技术

为了将相对于手掌还小的便携式微型投影机或者对笔记本等设备进行嵌入式设计的投影仪进行实用化，必须开发出体积小耗能低的投影模块出来。因为投影镜头是光学引擎中最厚的部件之一，所以整个微型投影机整体尺寸也会显著变大。如何在维持投影镜头放大功能的前提下减小其厚度，这对于便携式微型投影机是一个重要的问题。

另外，微型投影机的变焦投影镜头通常是由一组大小不一的具有固定焦距的多个透镜构成，它们通常是利用手动或电动的方式改变透镜组之间的机械位移来满足投影画面的不同显示位置。这就要求投影镜头中需要有精度高的齿轮对透镜组中透镜的机械位置进行精密的控制与定位，电动调焦的方式还需要设计精密的驱动电机。这些部件的存在导致传统的投影镜头结构复杂、体积庞大、制造精度高、价格昂贵、机械磨损厉害，并且不易在诸如手机投影镜头这样的小空间范围内实现。

现有的投影机体积较大，也是影响投影机不能很好的装配在手机和PDA上的主要原因之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设有双液体调焦透镜的微型投影机，以解决上述技术问题。

本发明的目的还在于提供一种设有投影机的手机，以解决上述技术问题。

本发明的目的还在于提供一种设有投影机的掌上计算机，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

设有双液体调焦透镜的微型投影机，包括一投影透镜组，所述投影透镜组包括一调焦透镜组，还包括一用于调节焦距的变焦调节系统，所述变焦调节系统连接一通信模块，其特征在于，所述调焦透镜组包括一调焦透镜，所述调焦透镜采用双液体调焦透镜；

所述变焦调节系统包括一用于控制电压大小的电压控制器，所述电压控制器的输出端连接所述双液体调焦透镜的输入端，所述电压控制器的控制信号的输入端连接所述通信模块。通过所述通信模块与计算机或者其他设备进行通信。计算机或者其他设备通过所述通信模块向所述电压控制器传送控制信号。

本发明采用双液体调焦透镜，和传统机械变焦方法相比，此类镜头具有可靠性高、结构小巧、响应速度快、变焦精准等优点，可以有效缩小投影透镜组的尺寸，也缩小了整个投影机的尺寸。

与所述通信模块连接的设备可以是计算机、手机、PDA。因使用投影机时，通常采用投影机本身与计算机相连的方法实现投影，本发明利用这一使用方法，通过所述通信模块将所述电压控制器的控制信号的输入端连接到计算机，用计算机来自动控制电压控制器的输出电压，从而改变双液体调焦透镜的电压。基于电湿效应的原理，对调焦透镜两端施加的电压改变，从而实现变焦，使本发明结构小巧简单，变焦响应快，操作极其方便。

所述电压控制器包括一整流电路，所述电压控制器的输出电压为0～200V的直流电。电压控制器可以直接使用市电即可工作，使用简单方便。

所述双液体调焦透镜包括一呈圆柱体的容器，所述容器中充有两种透明并互不相溶的液体，其中一种液体是导电的导电液体，另一种液体是绝缘的非极性液体，所述导电液体与所述非极性液体具有不同的折射率、相同的密度；以致这两种液体的界面在任何方位都能保持球面形状。

所述容器的侧面内壁上依次设有一层透明的第一电极和一层疏水介电层，所述容器与所述导电液体靠近的底面内壁上设有一层透明的第二电极。第一电极通过疏水介电层与导电液体和非极性液体分开。

所述双液体调焦透镜的输入端为所述第一电极和所述第二电极的两端。所述第一电极与所述导电液体之间形成一电容，当施加于所述第一电极和所述第二电极之间的电压进行变化时，所述导电液体的形状改变。

在第一电极和第二电极两端施加不同的电压时导电液体表面聚集的面电荷密度会发生变化，从而可以有效的改变导电液体与疏水介电层之间的界面张力，即改变导电液体与疏水介电层的接触角θ，而接触角θ的大小决定这两种液体的界面形状。由于两种液体的折射率不相同，液体界面形状的改变最终可以改变双液体调焦透镜的焦距。本发明采用双液体调焦透镜，为基于电湿效应的原理，在外加电压的作用下变化两种液体界面的曲率半径来改变自身焦距的，因此这类投影机无需任何的机械运动来改变投影透镜组的焦距，从而在不同的显示位置提供品质较好的投影画面。

所述双液体调焦透镜的输入端无电压时，即所述第一电极和所述第二电极之间未施加电压时，所述导电液体相对于所述非极性液体为凸出，所述导电液体呈一凸出的弯月面的形状。