光感測系統(tǒng)及應(yīng)用其的投影儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光感測系統(tǒng)及應(yīng)用其的投影儀，包括光感測單元、電流電壓轉(zhuǎn)換單元、可變電阻模塊及控制單元，該光感測單元感測環(huán)境光并產(chǎn)生電流，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元連接該光感測單元并將電流轉(zhuǎn)換成電壓，控制單元連接于該電流電壓轉(zhuǎn)換單元，接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓，并且該控制單元依據(jù)該輸出電壓調(diào)節(jié)可變電阻模塊的阻值變化，提高了系統(tǒng)光感測能力，提高了光機電整合的精密度。
【專利說明】光感測系統(tǒng)及應(yīng)用其的投影儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影儀領(lǐng)域，尤其涉及一種光感測系統(tǒng)及應(yīng)用該光感測系統(tǒng)的投影儀。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有應(yīng)用在投影機系統(tǒng)的一種光感測元件內(nèi)部集成電路(Integrated circuit)結(jié)構(gòu)如圖1所示，此集成電路包括光感測單元Ia及電流電壓轉(zhuǎn)換單元2a,該光感測單元Ia感測環(huán)境光并產(chǎn)生電流，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2a連接該光感測單元Ia并將電流轉(zhuǎn)換成電壓，通過偵測輸出電壓Vout的變化來計算色輪轉(zhuǎn)動速度。其中，該光感測元件整合感光二極管D1、運算放大器3a及電阻R，感光二極管Dl的負極連接于運算放大器3a的反相輸入端a，感光二極管Dl的正極接地，電阻R連接于運算放大器3a的反相輸入端a與輸出端c之間，運算放大器3a的正相輸入端b接地，電容Cl與電阻R并聯(lián)起到穩(wěn)壓作用。感光二極管Dl受特定波長光源作用產(chǎn)生電流，電流經(jīng)由電源電壓轉(zhuǎn)換單元2a而產(chǎn)生輸出電壓，因此不同波長及不同強度的光源會產(chǎn)生相對應(yīng)的輸出電壓。
[0003]但是該光感測元件中的電源電壓轉(zhuǎn)換單元2a的電阻R為定值，因此當(dāng)光強度到達一定程度會使電源電壓轉(zhuǎn)換單元2a輸出電壓飽和而無法辨別亮度更強的光源，并且該光感測集成元件體積不易縮減，因此在投影儀光機整合時需要較大空間來放置，對應(yīng)較精密的光學(xué)引擎系統(tǒng)設(shè)計會有所限制。
[0004]因此，有必要設(shè)計一種新型的光感測系統(tǒng)及投影儀，以克服上述缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種光感測系統(tǒng)及投影儀，其能夠提高光感測能力，并提高光機電整合精密度。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種光感測系統(tǒng)，該光感測系統(tǒng)包括光感測單元及電流電壓轉(zhuǎn)換單元，該光感測單元感測環(huán)境光并產(chǎn)生電流，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元連接該光感測單元并將電流轉(zhuǎn)換成電壓，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元包括可變電阻模塊，該光感測系統(tǒng)還包括:
[0007]控制單元，連接于該電流電壓轉(zhuǎn)換單元；
[0008]其中，該控制單元接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓，并且該控制單元依據(jù)該輸出電壓調(diào)節(jié)可變電阻模塊的阻值。
[0009]較佳的，該控制單元預(yù)存一第一預(yù)設(shè)電壓，該控制單元接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元輸出端的第一電壓，當(dāng)該第一電壓等于或大于該第一預(yù)設(shè)電壓時，該控制單兀降低可變電阻模塊的阻值。
[0010]較佳的，該控制單元預(yù)存該電流電壓轉(zhuǎn)換單元的最大輸出電壓，該控制單元接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元輸出端的第一電壓，當(dāng)該第一電壓等于該最大輸出電壓時，該控制單元降低可變電阻模塊的阻值。
[0011]較佳的，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元還包括運算放大器，該運算放大器的反相輸入端連接該光感測單元，該可變電阻模塊連接于該運算放大器的反相輸入端和該運算放大器的輸出端之間。
[0012]較佳的，該光感測單元包含感光二極管，該感光二級管的負極連接于該運算放大器的反相輸入端，其正極接地。
[0013]較佳的，該光感測單元包含感光二極管，該感光二級管的負極連接于該運算放大器的反相輸入端，其正極可選擇性地連接于該運算放大器的正相輸入端。
[0014]較佳的，該控制單元連接該運算放大器的正相輸入端，用于改變運算放大器偏壓。
[0015]為達到上述目的，本發(fā)明還提供了一種投影儀，包括光源、分色單元、主板及所述的光感測系統(tǒng)，其中，該光源發(fā)出的光經(jīng)過該分色單元投射到該主板上，該光感測系統(tǒng)用以感測經(jīng)過該分色單元的光線。
[0016]較佳的,該電源電壓轉(zhuǎn)換單元及該控制單元集成在該主板上,該光感測單元感測經(jīng)過該分色單元的光線。
[0017]較佳的，該光感測單元獨立于該電源電壓轉(zhuǎn)換單元。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種光感測系統(tǒng)及投影儀，通過控制單元接收電流電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓，并依據(jù)該輸出電壓調(diào)節(jié)可變電阻模塊的阻值變化，通過對偏壓的調(diào)節(jié)提高了系統(tǒng)光感測能力，增加了輸出電壓的動態(tài)范圍，該光感測系統(tǒng)中獨立的光感測單元便于整合到光學(xué)引擎系統(tǒng)及光機模組的整合，提高光機電整合的精密度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)一種光感測元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明第一實施例的一種光感測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖3a和圖3b為本發(fā)明第二實施例的一種光感測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明第三實施例的一種投影儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023]為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。
[0024]參照圖2所示，揭示了發(fā)明第一實施例的一種光感測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該光感測系統(tǒng)包括光感測單元1、電流電壓轉(zhuǎn)換單元2及控制單元3。
[0025]光感測單元I感測環(huán)境光并產(chǎn)生電流，該電流隨環(huán)境光的頻率或強度的變化而變化，當(dāng)環(huán)境光的頻率或強度增大時，所產(chǎn)生的電流隨之而增大。該光感測單元I獨立與該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2設(shè)置。在一實施例中，該光感測單元I包含感光二極管D1，其負極連接于該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2，進一步的，該感光二極管Dl的正極接地。其中，該感光二極管Dl獨立于該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2，便于將該感光二級管Dl單獨整合于光學(xué)引擎系統(tǒng)，獨立的該感光二極體Dl便于整合光機模組，提高光機電整合之精密度。
[0026]電流電壓轉(zhuǎn)換單元2連接該光感測單元I并將電流轉(zhuǎn)換成電壓，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2包括可變電阻模塊21和運算放大器3，該運算放大器3的反相輸入端a連接該光感測單元1，該可變電阻模塊21連接于該運算放大器3的反相輸入端a和輸出端c之間。進一步的，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2包括電容Cl，該電容Cl與該可變電阻模塊21并聯(lián)，起到相位補償、消除自激來穩(wěn)定電壓的作用。進一步的，該運算放大器3的正相輸入端b接地。
[0027]控制單元4連接于該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2，該控制單元4接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的輸出電壓Vout，并且該控制單元4依據(jù)該輸出電壓Vout調(diào)節(jié)可變電阻模塊21的阻值變化。進一步的，該控制單元4預(yù)存第一預(yù)設(shè)電壓，該控制單元3接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單兀2輸出端的第一電壓，當(dāng)該第一電壓等于或大于該第一預(yù)設(shè)電壓時，該控制單兀4降低可變電阻模塊21的阻值，直至該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的輸出電壓小于該第一預(yù)設(shè)電壓。優(yōu)選的，該控制單元4預(yù)存該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的最大輸出電壓，該控制單元4接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2輸出端的第一電壓，當(dāng)該第一電壓等于該最大輸出電壓時，該控制單元4降低可變電阻模塊21的阻值，降低輸出電壓Vout直至該輸出電壓小于最大輸出電壓。通過降低可變電阻模塊21的阻值可以實現(xiàn)在環(huán)境光頻率或者強度增加時，也能區(qū)別出該頻率或者強度下的光照差異，避免因電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的輸出電壓達到飽和而出現(xiàn)輸出電壓不能真實反映環(huán)境光頻率或者強度變化的現(xiàn)象。
[0028]可變電阻模塊21設(shè)置有多個可調(diào)電阻值，該控制單元4通過控制不同電阻值接入電流電壓轉(zhuǎn)換單元2。進一步的，可變電阻模塊21由多個電阻單元并聯(lián)或串聯(lián)組成，控制單元4通過控制電阻單元接入電路的開關(guān)實現(xiàn)對可變電阻模塊21接入電路阻值的控制，從而辨別不同光源頻率或強度。優(yōu)選的，該可變電阻模塊21可為滑動變阻器。
[0029]在實際應(yīng)用中，該控制單元4可以是微控制器(MCU)，可變電阻模塊21可選數(shù)字電位器(Digital Potent1meter),該微控制器通過串行外圍接口(SPI)或者兩線式串行總線(I2C)改變該數(shù)字電位器的阻值。
[0030]在一實施例中，該可變電阻模塊21由4個電阻R1、R2、R3和R4并聯(lián)，Rl = 1ΜΩ、R2 = 1.6ΜΩ、R3 = 2.2ΜΩ、R4 = 2.8ΜΩ，該控制單元4預(yù)存該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的最大輸出電壓為2.5V，系統(tǒng)上電時，該控制單元4控制可變電阻模塊21的R4電路開關(guān)閉合，為該可變電阻模塊21的初始值，此時，R4接入該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的電路中，該可變電阻模塊21的電阻為2.8ΜΩ，當(dāng)光源頻率為A時，照射光感測單元I產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.5 μ A，輸出電壓為1.4V;
[0031]當(dāng)光源頻率為B時，照射光感測單元I產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I μ Α，輸出電壓為2.5V，此時，控制單元4偵測到輸出電壓等于最大輸出電壓2.5V，控制單元4控制R4電路開關(guān)打開且R3電路開關(guān)閉合，R3接入該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的電路中，可變電阻模塊21的電阻為2.2Μ Ω，此時輸出電壓為2.2V ；
[0032]當(dāng)光源頻率為C時，照射光感測單元I產(chǎn)生的感應(yīng)電流為1.5 μ Α，輸出電壓為
2.5V，此時，控制單元4偵測到輸出電壓等于最大輸出電壓2.5V,降低接入該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的電阻，該控制單元4控制R4電路開關(guān)打開且R3電路開關(guān)閉合，R3接入該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的電路中，該可變電阻模塊21的電阻為2.2ΜΩ，此時輸出電壓仍為2.5V，該控制單元4偵測到輸出電壓等于最大輸出電壓2.5V，繼續(xù)降低接入該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的電阻，該控制單元4控制R3電路開關(guān)打開且R2電路開關(guān)閉合，R2接入該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2的電路中，該可變電阻模塊21的電阻為1.6ΜΩ，此時輸出電壓為2.4V ;該光感測系統(tǒng)通過以上過程區(qū)別輸出電壓，實現(xiàn)了對不同光源頻率Α、B、C的區(qū)分。
[0033]參照圖3a至圖3b所示，揭示了發(fā)明第二實施例的一種光感測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，與圖1所示的第一實施例的區(qū)別在于，光感測單元I’包括感光二極管D1，電流電壓轉(zhuǎn)換單元2’包括運算放大器3’，該感光二極管Dl的負極連接于該運算放大器3’的反相輸入端
a,正極連接于該運算放大器3’的正相輸入端b,控制單元4’連接與該運算放大器3’的正相輸入端b，偵測并調(diào)整該運算放大器3’的正相偏壓，改變輸出電壓的零位準，增加系統(tǒng)電壓輸出的動態(tài)范圍。進一步的，該感光二極管Dl的正極,設(shè)有一選擇開關(guān),該開關(guān)控制感光二極管Dl的正極選擇性地連接于該運算放大器3’的正相輸入端b或者接地，以適應(yīng)不同系統(tǒng)感測能力的需要。
[0034]參照圖4所示，揭示了本發(fā)明一實施例的一種投影儀的結(jié)構(gòu)示意圖，該投影儀包括光源5、分色單元6、主板7及前述實施例所述的光感測系統(tǒng)，其中，該光源5發(fā)出的光經(jīng)過該分色單元6，再投射到該主板7上。該電源電壓轉(zhuǎn)換單元2〃及該控制單元4〃集成在該主板7上，該光感測單元1〃獨立于該電源電壓轉(zhuǎn)換單元2〃，配合設(shè)置在光機系統(tǒng)中，感測經(jīng)過該分色單元6的光線，這種光感測系統(tǒng)解決了集成光感測元件體積不易縮減的問題，提高光機電整合的精密度。進一步的，該光感測單元Γ包括感光二極管D1，該感光二極管Dl獨立與電源電壓轉(zhuǎn)換單元2〃，進一步的，該分色單元6為色輪，該色輪包括轉(zhuǎn)速馬達，該光源5發(fā)出的光經(jīng)過該色輪產(chǎn)生紅、藍、綠三色，該光感測單元1〃感測三種不同頻率的光線，并產(chǎn)生三種不同感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流經(jīng)由電流電壓轉(zhuǎn)換單元2〃產(chǎn)生不同電壓并輸出，該控制單元4"偵測該不同電壓，并依據(jù)電壓的變化來計算色輪的馬達轉(zhuǎn)動速度。進一步的，主板7上可設(shè)有數(shù)字微鏡元件DMD (Digital Micromirror Device),將三色光混合在一起，并且通過數(shù)據(jù)控制轉(zhuǎn)換為彩色圖像，通過投影儀透鏡投射到屏幕上。該投影儀通過該控制單元4"接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元2"的輸出電壓，并依據(jù)該輸出電壓調(diào)節(jié)該可變電阻模塊21的阻值變化，通過對偏壓的調(diào)節(jié)提高了系統(tǒng)光感測能力，增加了輸出電壓的動態(tài)范圍，同時，該感光二級管Dl獨立于該電源電壓轉(zhuǎn)換單元2〃設(shè)置，便于將該感光二級管Dl單獨整合于光學(xué)引擎系統(tǒng)，獨立的該感光二極體Dl便于整合光機模組，提高光機電整合之精密度。
[0035]本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光感測系統(tǒng)，該光感測系統(tǒng)包括光感測單元及電流電壓轉(zhuǎn)換單元，該光感測單元感測環(huán)境光并產(chǎn)生電流，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元連接該光感測單元并將電流轉(zhuǎn)換成電壓，其特征在于，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元包括可變電阻模塊，該光感測系統(tǒng)還包括: 控制單元,連接于該電流電壓轉(zhuǎn)換單元； 其中，該控制單元接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓，并且該控制單元依據(jù)該輸出電壓調(diào)節(jié)可變電阻模塊的阻值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該控制單元預(yù)存一第一預(yù)設(shè)電壓，該控制單元接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元輸出端的第一電壓，當(dāng)該第一電壓等于或大于該第一預(yù)設(shè)電壓時，該控制單元降低可變電阻模塊的阻值。
3.如權(quán)利要求1所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該控制單元預(yù)存該電流電壓轉(zhuǎn)換單元的最大輸出電壓，該控制單元接收該電流電壓轉(zhuǎn)換單元輸出端的第一電壓，當(dāng)該第一電壓等于該最大輸出電壓時，該控制單元降低可變電阻模塊的阻值。
4.如權(quán)利要求1所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該電流電壓轉(zhuǎn)換單元還包括運算放大器，該運算放大器的反相輸入端連接該光感測單元，該可變電阻模塊連接于該運算放大器的反相輸入端和該運算放大器的輸出端之間。
5.如權(quán)利要求4所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該光感測單元包含感光二極管，該感光二級管的負極連接于該運算放大器的反相輸入端，其正極接地。
6.如權(quán)利要求4所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該光感測單元包含感光二極管，該感光二級管的負極連接于該運算放大器的反相輸入端，其正極可選擇性地連接于該運算放大器的正相輸入端。
7.如權(quán)利要求4所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該控制單元連接該運算放大器的正相輸入端，用于改變運算放大器偏壓。
8.如權(quán)利要求1所述的一種光感測系統(tǒng)，其特征在于，該光感測單元獨立于該電源電壓轉(zhuǎn)換單元。
9.一種投影儀，其特征在于，包括光源、分色單元、主板及權(quán)利要求1-9任意一項所述的光感測系統(tǒng)，其中，該光源發(fā)出的光經(jīng)過該分色單元投射到該主板上，該光感測系統(tǒng)用以感測經(jīng)過該分色單元的光線。
10.如權(quán)利要求9所述的一種投影儀，其特征在于，該電源電壓轉(zhuǎn)換單元及該控制單元集成在該主板上，該光感測單元感測經(jīng)過該分色單元的光線。
11.如權(quán)利要求9或10所述的一種投影儀，其特征在于，該光感測單元獨立于該電源電壓轉(zhuǎn)換單元。
【文檔編號】G03B21/14GK104181759SQ201410365897
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】張為鈞, 游俊坤, 宋建緯 申請人:蘇州佳世達光電有限公司, 佳世達科技股份有限公司