專利名稱：光學投影設(shè)備的調(diào)焦/變焦裝置和投影光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學投影設(shè)備，更具體地講，涉及一種用于數(shù)字光處理(DLP)光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置和投影光學系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，數(shù)字光處理(DLP)光學投影設(shè)備包括照明光學系統(tǒng)、數(shù)字微鏡裝置(DMD)模塊和投影光學系統(tǒng)，投影光學系統(tǒng)用于將含有DMD模塊形成的圖像信息的光放大和投影到屏幕上。
投影光學系統(tǒng)包括后投影透鏡組，將含有DMD模塊形成的圖像信息的光放大和聚焦；反射鏡，將經(jīng)過后投影透鏡組的光朝預(yù)定方向反射；前投影透鏡組，將被反射鏡反射的光放大和投影到屏幕上。
后投影透鏡組包括調(diào)焦裝置，圖1示意性地示出了采用這樣的調(diào)焦裝置的一般的后投影透鏡組。參照圖1，后投影透鏡組10包括框架11、安裝在框架11中以沿著光軸方向運動的鏡筒12、支撐鏡筒12的固定板13以及調(diào)焦裝置14。
調(diào)焦裝置14包括調(diào)整環(huán)17和推動單元18。調(diào)整環(huán)17包括內(nèi)螺紋部分16并且與鏡筒12可旋轉(zhuǎn)地組裝在一起。具有預(yù)定螺距的外螺紋部分15形成在鏡筒12的外表面的一部分上，并且內(nèi)螺紋部分16與外螺紋部分15對應(yīng)。推動單元18將調(diào)整環(huán)17推向框架11，這是投影光學系統(tǒng)的參考位置。
透鏡安裝在鏡筒12內(nèi)。因此，可旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)17以使得鏡筒12向光軸方向運動，從而調(diào)節(jié)投影光學系統(tǒng)的焦點。
但是，具有調(diào)焦裝置14的投影光學系統(tǒng)包括調(diào)整環(huán)17、固定板13和包括磁鐵、彈簧等的推動單元18。因此，投影光學系統(tǒng)包括許多部件。結(jié)果，很難使投影光學系統(tǒng)緊湊，并且投影光學系統(tǒng)的裝配很復(fù)雜。
另外，鏡筒12由于調(diào)整環(huán)17的旋轉(zhuǎn)而自由地沿著光軸方向運動。因此，調(diào)節(jié)焦點的精確性降低。換句話說，在焦點被調(diào)節(jié)之后，推動單元18(例如磁鐵或者螺旋彈簧)將調(diào)整環(huán)17推向框架11，使得調(diào)整環(huán)17接觸框架11。但是，調(diào)整環(huán)17和框架11之間可能不能達到接觸。因此，焦點會分散。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提出本發(fā)明總體構(gòu)思以解決上面提到的問題，并且本發(fā)明總體構(gòu)思的一方面是提供一種光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置，該調(diào)焦裝置具有簡單的結(jié)構(gòu)并且能夠提高調(diào)焦的精確度。
本發(fā)明總體構(gòu)思的另一方面是提供一種包括所述調(diào)焦裝置的光學投影設(shè)備的投影光學系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置，其包括框架，包括具有第一螺距的第一螺紋部分；鏡筒，可動地安裝在框架中，并且包括具有第二螺距的第二螺紋部分；調(diào)整環(huán)，包括與第一螺紋部分對應(yīng)的第三螺紋部分和與第二螺紋部分對應(yīng)的第四螺紋部分，所述調(diào)整環(huán)用于將鏡筒支撐在框架中，并且使鏡筒沿著光軸方向運動。
第一螺距可與第二螺距不同。第一螺距可大于第二螺距。第一螺距與第二螺距的比例可為2∶1。
第一螺紋部分和第四螺紋部分可以是內(nèi)螺紋部分，第二螺紋部分和第三螺紋部分可以是外螺紋部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置，包括框架，提供光學系統(tǒng)的參考表面；鏡筒，安裝在框架內(nèi)，并且包括多個透鏡；調(diào)整環(huán)，將鏡筒支撐在框架內(nèi)，并且調(diào)整環(huán)旋轉(zhuǎn)以使鏡筒沿著光軸方向前進和后退。
調(diào)整環(huán)可包括第一筒部和第二筒部，第一筒部包括具有第一螺距的外螺紋部分，第二筒部包括具有第二螺距的內(nèi)螺紋部分，其中，外螺紋部分旋到框架上，內(nèi)螺紋部分旋到鏡筒上。
第二筒部的直徑可大于第一筒部的直徑，并且可在第二筒部的外表面上形成有不平整部分以防止第二筒部從用戶的手中滑脫。第一螺距可大于第二螺距。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光學投影設(shè)備的投影光學系統(tǒng)，包括后投影透鏡組，用于放大和聚焦包含由數(shù)字微鏡裝置(DMD)模塊形成的圖像信息的光；前投影透鏡組，將從后投影透鏡組照射出的光投影到屏幕上。后投影透鏡組可包括框架，包括具有第一螺距的內(nèi)螺紋部分；鏡筒，可動地安裝在框架內(nèi)，并且包括具有第二螺距的外螺紋部分；調(diào)整環(huán)，包括與具有第一螺距的內(nèi)螺紋部分對應(yīng)的外螺紋部分和與具有第二螺距的外螺紋部分對應(yīng)的內(nèi)螺紋部分，所述調(diào)整環(huán)用于將鏡筒支撐在框架內(nèi)，并且使鏡筒沿著光軸方向運動。
所述投影光學系統(tǒng)還可包括用于防止鏡筒在其沿著光軸方向運動時旋轉(zhuǎn)的鏡筒旋轉(zhuǎn)防止單元。
鏡筒旋轉(zhuǎn)防止單元可包括切口，形成在框架上，沿著與光軸方向平行的方向被加長；螺釘，穿過切口旋到鏡筒上。
所述投影光學系統(tǒng)還可包括反射鏡，其用于將從后投影透鏡組照射出的包含圖像信息的光朝著前投影透鏡組反射。
螺釘可通過導(dǎo)向件旋到鏡筒上，導(dǎo)向件的直徑等于切口沿短軸方向的寬度。
鏡筒的端部可被D形切除。


通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明特定實施例進行的描述，本發(fā)明的上述方面和特點將會變得更加清楚，其中圖1是示意性地示出一般的光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置的示圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的調(diào)焦裝置的分解圖；圖3是圖2中示出的調(diào)焦裝置的裝配圖；圖4是圖2中示出的調(diào)焦裝置的仰視圖；圖5是示意性地示出采用根據(jù)本發(fā)明實施例的調(diào)焦裝置的光學投影設(shè)備的投影光學系統(tǒng)的示圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的特定實施例。
在以下描述中，相同的標號被用作指代不同附圖中的相同元件。提供在說明書中定義的內(nèi)容(例如詳細的結(jié)構(gòu)和元件)以幫助全面理解本發(fā)明。顯然，不用這些詳細定義的內(nèi)容也可實現(xiàn)本發(fā)明。另外，由于公知的功能或構(gòu)造在不必要的細節(jié)處會使得本發(fā)明不清楚，所以不對它們進行詳細描述。
參照圖2至圖4，根據(jù)本發(fā)明實施例的光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置包括框架100、鏡筒200和調(diào)整環(huán)300。
鏡筒安裝部分102被設(shè)置在框架100內(nèi)并且連接到前投影透鏡組600和反射鏡700(將參照附圖5在以下進行描述)，以形成預(yù)定光路。
鏡筒安裝部分102的直徑D1等于鏡筒200的直徑D2，并且鏡筒安裝部分102具有非常小的公差，從而防止光軸歪斜。另外，具有第一螺距P1的框架內(nèi)螺紋部分110形成在鏡筒安裝部分102的入口101的內(nèi)表面上，使得調(diào)整環(huán)300旋到框架內(nèi)螺紋部分110中。
鏡筒200從照明光學系統(tǒng)(未示出)接收包含圖像信息的光，按照預(yù)定的放大倍率放大和聚焦所述光，并且將所述光傳播到安裝在圖5所示的前投影透鏡組600中的投影透鏡610上。
鏡筒200安裝在框架100中，以通過調(diào)整環(huán)300運動。鏡筒200隨著調(diào)整環(huán)300的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行滑動操作，以基于光軸前進和后退。安裝作鏡筒200中的多個透鏡的后焦距(BFL)通過滑動操作而被調(diào)節(jié)。為此，具有第二螺距P2的鏡筒外螺紋部分210形成在鏡筒200的表面的一部分上并且旋到調(diào)整環(huán)300上。
凸緣220形成在鏡筒200上與鏡筒外螺紋部分210相鄰的位置，以防止在利用調(diào)整環(huán)300的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)鏡筒200的BFL的過程中鏡筒200過度地插入到框架100中。
可省略鏡筒200的一部分部件(該部分部件與和鏡筒200相鄰的其它部件干涉)，以使數(shù)字光處理(DLP)引擎緊湊。例如，會干涉形成照明光學系統(tǒng)的照明透鏡(未示出)的前透鏡201可被D形切除(D-cut)，如圖2所示。如果前透鏡201被如上所述D形切除，則由于干涉相鄰于前透鏡201的其它部件而浪費的空間被最小化。但是，雖然透鏡被如上所述D形切除，包含圖像信息的光也不經(jīng)過透鏡的D形切除部分。因此，D形切割不影響圖像的投影。
調(diào)整環(huán)300包括第一筒部310和第二筒部320，第二筒部320的直徑大于第一筒部310的直徑。
第一筒部310具有調(diào)整環(huán)外螺紋部分311，調(diào)整環(huán)外螺紋部分311與具有第一螺距P1的框架內(nèi)螺紋部分110對應(yīng)，第二筒部320具有調(diào)整環(huán)內(nèi)螺紋部分321，調(diào)整環(huán)內(nèi)螺紋部分321與具有第二螺距P2的鏡筒外螺紋部分210對應(yīng)。不平整部分330形成在第二筒部320的表面上，以防止第二筒部320從用戶的手中滑脫。
調(diào)整環(huán)外螺紋部分311的第一螺距P1可與調(diào)整環(huán)內(nèi)螺紋部分321的第二螺距P2不同。根據(jù)本發(fā)明的一方面，第一螺距P1可為1mm，第二螺距P2可為0.5mm。
第一螺距P1和第二螺距P2可根據(jù)投影光學系統(tǒng)的透鏡的尺寸不同而變化，并且第一螺距P1和第二螺距P2之間的比例可改變?yōu)椴煌谋壤?。第二螺距P2可以大于第一螺距P1。
鏡筒200的BFL位置移動滿足方程1BFL位置移動＝(第一螺距(P1)一第二螺距(P2))×旋轉(zhuǎn)角/360...(1)例如，如果調(diào)整環(huán)300旋轉(zhuǎn)一周(旋轉(zhuǎn)360°)，第一螺距P1為1mm，第二螺距P2為0.5mm，則鏡筒200的BFL移動為+0.5mm。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，如果旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)300來調(diào)節(jié)鏡筒200的BFL，則可還包括用于防止鏡筒200由于調(diào)整環(huán)300的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的鏡筒旋轉(zhuǎn)防止單元400。
鏡筒旋轉(zhuǎn)防止單元400包括形成在框架100中的切口410和螺釘430。
切口410沿著與圖2至圖4所示的光軸垂直的方向穿透框架100，以連接到形成在框架100中的鏡筒安裝部分102，并且切口410沿著與光軸方向平行的方向被加長為L。另外，螺釘430穿過切口410旋到形成在鏡筒200上的螺紋孔202中。因此，通過螺釘430，鏡筒200可沿著光軸方向運動而不允許繞光軸旋轉(zhuǎn)。
螺釘430可穿過如圖2至圖4所示的導(dǎo)向件420旋到鏡筒200上，以使鏡筒200平穩(wěn)地沿著光軸方向運動。為此，導(dǎo)向件420的直徑可等于切口410沿短軸方向的寬度。如上所述，如果使用導(dǎo)向件420，則可防止螺釘430在鏡筒200的運動期間由于與切口410的接觸而磨損。
現(xiàn)在，將描述具有根據(jù)本發(fā)明實施例的光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置的投影光學系統(tǒng)。
根據(jù)本實施例的投影光學系統(tǒng)包括后投影透鏡組500和前投影透鏡組600。后投影透鏡組500接收來自照明光學透鏡組(未示出)的光以及來自數(shù)字微鏡裝置(DMD)模塊(未示出)的圖像，并且將所述光和圖像放大和聚焦。被后投影透鏡組500放大和聚焦的圖像通過反射鏡700傳送到前投影透鏡組600，然后被投影到屏幕(未示出)上。
后投影透鏡組500包括框架100、鏡筒200和調(diào)整環(huán)300。框架100包括具有第一螺距P1的框架內(nèi)螺紋部分110。鏡筒200可運動地安裝在框架100內(nèi)，并且包括具有第二螺距P2的鏡筒外螺紋部分210。調(diào)整環(huán)300包括與具有第一螺距P1的框架內(nèi)螺紋部分110對應(yīng)的調(diào)整環(huán)外螺紋部分311和與具有第二螺距P2的鏡筒外螺紋部分210對應(yīng)的調(diào)整環(huán)內(nèi)螺紋部分321。
調(diào)整環(huán)300將鏡筒200支撐在框架100內(nèi)并且使鏡筒200沿著光軸方向運動，以調(diào)節(jié)安裝在鏡筒200中的透鏡的BFL。
前投影透鏡組600包括用于將被后投影透鏡組500放大和聚焦后的圖像投影到屏幕上的投影透鏡610。
如果投影光學系統(tǒng)具有以上構(gòu)造(調(diào)整環(huán)300調(diào)節(jié)鏡筒20的BFL，并且同時將鏡筒200固定到框架100中)，則可減少投影光學系統(tǒng)的許多部件。
當旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)300以調(diào)節(jié)鏡筒200的BFL時，鏡筒200可不與調(diào)整環(huán)300一起旋轉(zhuǎn)并且可沿著與光軸平行的方向來回運動。因此，即使在鏡筒200不能旋轉(zhuǎn)并且安裝在鏡筒200中的透鏡被D形切除的投影光學系統(tǒng)中，也可穩(wěn)定并精確地調(diào)節(jié)鏡筒200的BFL。
另外，第二螺距P2比第一螺距P1更密集。因此，鏡筒200的移動距離可被更加精確地調(diào)節(jié)。換句話說，如果按照先前實施例中的第一螺距P1為1mm并且第二螺距P2為0.5mm，則當調(diào)整環(huán)300旋轉(zhuǎn)1°時，鏡筒200可沿著光軸方向移動0.0014mm。因此，可非常精確地調(diào)節(jié)BFL。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可用一個構(gòu)件(即，調(diào)整環(huán))將鏡筒支撐在框架中，并且同時可調(diào)節(jié)鏡筒的BFL。因此，可用少量的部件來構(gòu)造用于調(diào)節(jié)鏡筒的BFL的調(diào)焦裝置。結(jié)果，可簡單地組裝調(diào)焦裝置，并且可降低其制造成本。
另外，調(diào)整環(huán)可具有不同的螺距，以通過調(diào)整環(huán)的旋轉(zhuǎn)精密地移動鏡筒。結(jié)果，可更加精確地調(diào)節(jié)BFL。
上述實施例和優(yōu)點只是示例性的而不用于限制本發(fā)明。本教導(dǎo)可被容易地應(yīng)用到其它類型的裝置中。另外，對本發(fā)明實施例的描述只是闡述性的，而不限制權(quán)利要求的范圍，并且許多替換、修改和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的。
權(quán)利要求
1.一種光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置，包括框架，包括具有第一螺距的第一螺紋部分；鏡筒，可動地安裝在框架中，并且包括具有第二螺距的第二螺紋部分；調(diào)整環(huán)，包括與第一螺紋部分對應(yīng)的第三螺紋部分和與第二螺紋部分對應(yīng)的第四螺紋部分，所述調(diào)整環(huán)用于將鏡筒支撐在框架中，并且使鏡筒沿著光軸方向運動。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其中，第一螺距與第二螺距不同。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)焦裝置，其中，第一螺距大于第二螺距。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)焦裝置，其中，第一螺距與第二螺距的比例為2∶1。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其中，第一螺紋部分和第四螺紋部分是內(nèi)螺紋部分，第二螺紋部分和第三螺紋部分是外螺紋部分。
6.一種光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置，包括框架，提供光學系統(tǒng)的參考表面；鏡筒，安裝在框架中，并且包括多個透鏡；調(diào)整環(huán)，將鏡筒支撐在框架中，并且調(diào)整環(huán)旋轉(zhuǎn)以使鏡筒沿著光軸方向前進和后退。
7.如權(quán)利要求6所述的調(diào)焦裝置，其中，調(diào)整環(huán)包括第一筒部和第二筒部，第一筒部包括具有第一螺距的外螺紋部分，第二筒部包括具有第二螺距的內(nèi)螺紋部分，其中，外螺紋部分旋到框架上，內(nèi)螺紋部分旋到鏡筒上。
8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)焦裝置，其中，第二筒部的直徑大于第一筒部的直徑，并且在第二筒部的外表面上形成有不平整部分以防止第二筒部從用戶的手中滑脫。
9.如權(quán)利要求7所述的調(diào)焦裝置，其中，第一螺距大于第二螺距。
10.一種光學投影設(shè)備的投影光學系統(tǒng)，包括后投影透鏡組，用于放大和聚焦包含由數(shù)字微鏡裝置模塊形成的圖像信息的光；前投影透鏡組，將從后投影透鏡組照射出的光投影到屏幕上，其中，后投影透鏡組包括框架，包括具有第一螺距的內(nèi)螺紋部分；鏡筒，可動地安裝在框架內(nèi)，并且包括具有第二螺距的外螺紋部分；調(diào)整環(huán)，包括與具有第一螺距的內(nèi)螺紋部分對應(yīng)的外螺紋部分和與具有第二螺距的外螺紋部分對應(yīng)的內(nèi)螺紋部分，所述調(diào)整環(huán)用于將鏡筒支撐在框架中，并且使鏡筒沿著光軸方向運動。
11.如權(quán)利要求10所述的投影光學系統(tǒng)，其中，第一螺距與第二螺距不同。
12.如權(quán)利要求11所述的投影光學系統(tǒng)，其中，第一螺距大于第二螺距。
13.如權(quán)利要求12所述的投影光學系統(tǒng)，其中，第一螺距與第二螺距的比例為2∶1。
14.如權(quán)利要求13所述的投影光學系統(tǒng)，還包括用于防止鏡筒在其沿著光軸方向運動時旋轉(zhuǎn)的鏡筒旋轉(zhuǎn)防止單元。
15.如權(quán)利要求14所述的投影光學系統(tǒng)，其中，鏡筒旋轉(zhuǎn)防止單元包括切口，形成在框架上，沿著與光軸方向平行的方向被加長；螺釘，穿過切口旋到鏡筒上。
16.如權(quán)利要求10所述的投影光學系統(tǒng)，還包括反射鏡，其用于將從后投影透鏡組照射出的包含圖像信息的光朝著前投影透鏡組反射。
17.如權(quán)利要求15所述的投影光學系統(tǒng)，其中，螺釘通過導(dǎo)向件旋到鏡筒上，導(dǎo)向件的直徑等于切口沿短軸方向的寬度。
18.如權(quán)利要求14所述的投影光學系統(tǒng)，其中，鏡筒的端部被D形切除。
全文摘要
提供了一種光學投影設(shè)備的調(diào)焦裝置以及投影光學系統(tǒng)，該調(diào)焦裝置具有簡單的結(jié)構(gòu)并且能夠精確地調(diào)焦。調(diào)焦裝置包括框架，包括具有第一螺距的內(nèi)螺紋部分；鏡筒，可動地安裝在框架內(nèi)，包括具有小于第一螺距的第二螺距的外螺紋部分；調(diào)整環(huán)，包括與具有第一螺距的內(nèi)螺紋部分對應(yīng)的外螺紋部分和與具有第二螺距的外螺紋部分對應(yīng)的內(nèi)螺紋部分，該調(diào)整環(huán)用于將鏡筒支撐在框架內(nèi)，并且使鏡筒沿著光軸方向運動。
文檔編號G02B7/00GK101093273SQ200710104740
公開日2007年12月26日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者崔相俊, 盧正鎬 申請人:三星電子株式會社