CN100378484C - 投影装置及其镜头调整机构 - Google Patents
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Abstract
一种投影装置及其镜头调整机构，其中镜头调整机构应用在一投影装置中以迅速且简易地调整镜头的位置。镜头设置于一镜头筒中，且镜头筒设置于一镜头壳体内，镜头壳体则以一框架支撑。调整机构包括基板、第一定位件、第二定位件和第三定位件。与镜头筒连接的基板固定于镜头壳体处并架设在框架上。第一定位件设置在基板的一第一角落；第二定位件设置在基板的一第二角落；一第三定位件设置在基板的一第三角落，第一角落和第二角落在基板上呈一对角位置，且至少第一定位件和第二定位件以可调整方式分别定位于第一角落和第二角落处。通过调整第一定位件、第二定位件和第三定位件与基板的相对位置，使镜头的一中心轴实质上与一光轴平行或重合。
Description
技术领域
本发明涉及一种镜头调整机构，且特别是涉及一种投影装置的镜头调整机构。
背景技术
随着国人对生活品质要求的提高，目前家庭剧院的观念深入社会各阶层，家庭剧院的投影装置(如投影机背投影电视)市场，也成为各家投影装置厂商相互竞争的战场。对于生产厂商来说，如何制造出符合消费者期许的高品质投影装置，已成为一个重要课题。
投影装置主要包括光源、光学组件、成像元件及镜头组件。投影装置在运作时，使光源产生的光线通过光学组件投射至成像元件上，再经由成像元件反射至镜头以产生一图像。光学组件例如是包括一分色转轮(Color Wheel)、一聚光透镜(Condenser)和一折镜(Fold Mirror)。成像元件为一数字微镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)或一液晶显示面版(Liquid Crystal DisplayPanel)。投影装置在运作时，光源到成像元件的光路需正确，方可使得光线投射至成像元件时产生的照亮区与成像元件重合，以使成像元件中的图像能透过镜头组件中的镜头而完整地投射于屏幕上。
投影装置中的各个光学组件经过适当地结合，可找出精密的光路使照亮区与成像元件实质上重合。但是，一般各个光学组件组合后，由于彼此公差的差异不同，需要补偿公差才能使图像顺利且完整地经由成像元件和镜头投射至屏幕上。
传统的投影装置中，镜头是容置于镜头筒内，而镜头筒外部则包覆有壳体，通过壳体使镜头筒固定于投影装置的框架(Frame)上。固定方式例如是：在壳体的凸缘(Flange)上以多个固定件将壳体锁定在投影装置的框架上。也就是说，一旦镜头完成固定，就无法随意调整，因此无法进行镜头调校的动作，当然也就不具有任何可补偿公差的能力。
综合上述，若能研发出一种镜头调整机构，且调整的方式迅速而简便，不但可通过镜头的调整来补偿原本光学组合件之间的公差，在调整镜头时也可节省人力及时间。补偿公差后，镜头的中心轴实质上与光轴(Optical Axis)平行或重合，以准确接收光线，而图像也可完整地经由成像元件和镜头投射至屏幕上。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种镜头调整机构，该镜头调整机构用以装设在一投影装置中，以迅速且简易地调整镜头的位置，以补偿光学组件的公差，使图像能透过镜头精准地投射至屏幕上。
根据本发明的目的，本发明提供一种镜头调整机构，用以调整一镜头的位置，该镜头设置于一镜头筒中，且该镜头筒设置于一镜头壳体内，该镜头壳体以一框架支撑，该镜头调整机构包括：一与该镜头筒连接的基板，该基板一体成型地固定于该镜头壳体处并架设在该框架上；一设置在该基板的一第一角落的第一定位件，该第一定位件包括一第一螺丝和一第一弹性元件，且该第一弹性元件套接在该第一螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第一弹性元件使该基板的第一角落和该框架之间保持一距离；一设置在该基板的一第二角落的第二定位件，该第二定位件包括一第二螺丝和一第二弹性元件，且该第二弹性元件套接在该第二螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第二弹性元件使该基板的第二角落和该框架之间保持一距离；一设置在该基板的一第三角落的第三定位件，该第三定位件包括一第三螺丝，使该基板的该第三角落直接固定于该框架上，该第一角落和该第二角落在该基板上呈一对角位置，且该第一定位件和该第二定位件以可调整方式分别定位于该第一角落和该第二角落处。
本发明还提供一种投影装置，包括：一用以提供一光线的光源；一光学组件；一成像元件；一框架，用于架设该光源、该光学组件及该成像元件；一以可调整方式架设在该框架上的镜头组件，架设在该框架上，该镜头组件包括：一以该框架支撑的镜头壳体；一设置于该镜头壳体内的镜头筒；一设置于该镜头筒中的镜头；和一基板，该基板与该镜头筒连接，且一体成型地固定于该镜头壳体处并架设于该框架上；一设置在该基板的一第一角落的第一定位件，该第一定位件包括一第一螺丝和一第一弹性元件，且该第一弹性元件套接在该第一螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第一弹性元件使该基板的的第一角落和该框架之间保持一距离；一设置在该基板的一第二角落的第二定位件，该第二定位件包括一第二螺丝和一第二弹性元件，且该第二弹性元件套接在该第二螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第二弹性元件使该基板的第二角落和该框架之间保持一距离；以及一设置在该基板的一第三角落的第三定位件，该第三定位件包括一第三螺丝，使该基板的该第三角落直接固定于该框架上，该第一角落和该第二角落在该基板上呈一对角位置，且该第一定位件和该第二定位件以可调整方式分别定位于该第一角落和该第二角落处。其中该光学组件汇聚该光线后投射至该成像元件处，该成像元件将该光线反射至该镜头组件。
概括地讲，本发明所提出的一种镜头调整机构，用以调整一镜头(Lens)的位置，镜头设置于一镜头筒(Lens Barrel)中，且镜头筒设置于一镜头壳体(Lens Housing)内，镜头壳体以一框架(Frame)支撑。镜头调整机构包括基板(Base Plate)、第一定位件、第二定位件和第三定位件。基板与镜头筒连接，基板固定于镜头壳体处并架设在框架(Frame)上。第一定位件设置在基板的一第一角落；第二定位件设置在基板的一第二角落；一第三定位件设置在基板的一第三角落，第一角落和第二角落在基板上呈一对角位置，且至少第一定位件和第二定位件以可调整方式分别定位于第一角落和第二角落处。通过调整第一定位件、第二定位件和第三定位件与基板的相对位置，使镜头的一中心轴实质上与一光轴(Optical Axis)平行或重合。
根据本发明的目的，再提出的一种投影装置(Image Projector)，包括：用以提供光线的一光源、一光学组件、一成像元件、一框架、一镜头组件及至少一定位件。其中，镜头组件以可调整方式架设在框架上，而定位件以可调整方式对应地设置于镜头组件处，使镜头组件可在一方向上进行调整。光学组件在汇聚光线后投射至成像元件处，成像元件则将光线反射至镜头组件。架设在框架上的镜头组件具有一镜头筒，容置镜头筒的一镜头壳体，位于镜头筒内的一镜头，和一基板(Base Plate)。其中，基板与镜头筒连接，且固定于镜头壳体处并架设于框架上。定位件可设置在基板的一角落处，且定位件例如是由一螺丝和一弹性元件所组成，弹性元件套接在螺丝上并位于基板和框架之间。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并组合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1是表示依照本发明一较佳实施例的投影装置的镜头组件与框架组装的示意图。
图2为图1中镜头调整机构的第一定位件组装后的示意图。
图3A是表示图1中镜头组件组装后的上视图。
图3B为图3A的侧视图。
图3C为图3B中沿着剖面线3C-3C所绘制的剖面图。
附图符号说明：
10：框架
121：第一固定孔
123：第二固定孔
125：第三固定孔
20：镜头组件
22：基板
221：第一开口
223：第二开口
225：第三开口
227：第一凹口
24：镜头壳体
241：第一调整孔
243：第二调整孔
245：第三调整孔
321：第一螺丝
331：第一弹簧
323：第二螺丝
333：第二弹簧
325：第三螺丝
26：镜头筒
271：第一螺杆
273：第二螺杆
275：第三螺杆
28：镜头
O轴：镜头的中心轴
Z轴：光轴
具体实施方式
本发明提出一种镜头调整机构，该镜头调整机构以简单且有效率的方式来调整投影装置的镜头，以补偿各光学组件组合后的公差，调整后的镜头可准确地将图像完整地投射于屏幕上。以下以一较佳实施例对本发明做进一步详细的说明。然而，本发明欲保护的范围并不限制于本实施例所列举的所有元件。另外，在绘制时图标省略不必要的元件，以清楚显示本发明的实施例。
参照图1，图1是表示依照本发明一较佳实施例的投影装置的镜头组件与框架组装的示意图。投影装置中主要以一框架10架设光源、光学组件、成像元件及镜头组件20等主要元件。投影装置在运作时，使光源(未显示)产生的光线通过光学组件(未显示)投射至成像元件(未显示)上，再经由成像元件反射至镜头28，当光线投射至成像元件时所产生的照亮区与成像元件重合时，成像元件中的图像可透过镜头28而投射于屏幕上。其中，光学组件例如是包括一分色转轮(Color Wheel)、一聚光透镜(Condenser)和一折镜(FoldMirror)。成像元件例如是一数字微镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)或一液晶显示面版(Liquid Crystal Display Panel)。
如图1所示，镜头组件20包括基板(Base Plate)22、镜头壳体(LensHousing)24、镜头筒(Lens Barrel)26和镜头(Lens)28。具有镜头28的镜头筒26设置于镜头壳体24内，并和基板22连接。基板22固定于镜头壳体24处，且在本实施例中基板22较佳地与镜头壳体24一体成形(One PieceMolding)。因此，通过调整基板22在三维空间的位置，可一一带动镜头壳体24、镜头筒26，而达到调整镜头28位置的目的，使镜头28能精确接收成像元件中的图像，而完整且清晰地将图像投射于屏幕上。
如图1所示，本实施例的镜头调整机构包括第一定位件、第二定位件、和第三定位件。其中，第一定位件设置在基板22的第一角落，包括第一锁定元件(First Fastener)如第一螺丝321，和一第一弹性元件如第一弹簧331。第二定位件设置在基板22的第二角落，包括第二锁定元件如第二螺丝323，和一第二弹性元件如第二弹簧333。第三定位件设置在基板22的第三角落，包括第三锁定元件(First Fastener)如第三螺丝325。
在基板22的第一角落、第二角落和第三角落分别有第一开口221、第二开口223和第三开口225。而框架10上与第一开口221、第二开口223和第三开口225对应处也形成有第一固定孔121、第二固定孔123和第三固定孔125。
要将镜头组件20组装于框架10上时，先将镜头组件20朝框架10方向移动(如图1中箭号R1方向所示)再定位基板22的第一角落、第二角落和第三角落。如本实施例所示，组装时，第一螺丝321先穿过基板22上的第一开口221，再套接第一弹簧331，最后定位于框架10上的第一固定孔121。同理，第二螺丝323先穿过第二开口223，再套接第二弹簧331，最后定位于第二固定孔123。第三螺丝325则穿过第三开口225，最后定位于第三固定孔125。
图2为图1中镜头调整机构的第一定位件组装后的示意图。组装后，套接在第一螺丝321上的第一弹簧331位于基板22和框架10之间，由于第一弹簧331的存在，使基板的第一角落22和框架10之间保持一距离Δd1。其中，第一螺丝321锁得愈深，第一弹簧331就被压缩地愈紧，距离Δd1也愈小。同理，套接在第二螺丝323上的第二弹簧333也位于基板22和框架10之间，且基板的第二角落22和框架10间的距离视第二螺丝323锁的程度而定。而第三螺丝325则直接定位于第三固定孔125中，基板的第三角落22和框架10之间没有距离。
另外，本实施例在基板22的背面对应于弹簧的位置处更形成一凹口(recess)，如图2中的第一凹口227，可用来容置完全压缩后的第一弹簧331，使基板的第一角落22和框架10也可达到完全贴合的状态。同理，基板22的背面对应于第二弹簧333处也有一第二凹口(未显示)，用来容置完全压缩后的第二弹簧333，使基板的第二角落22和框架10间的距离可达到完全贴合的状态。
在本实施例中，将基板22的第一角落和第二角落安排在对角位置(arranged diagonally)。通过调整第一螺丝321和第二螺丝323定位的位置，可改变基板22在三维空间内的位置。当调整到可以使镜头28精准地接收来自成像元件的图像时，可用黏合剂(Adhesive)固定第一螺丝321和第二螺丝323，此时镜头28的一中心轴(如图3A中的O轴所示)与光轴(Optical Axis)(如图3A的Z轴所示)平行或重合。
本实施例中，除了可通过第一、第二和第三定位件来旋转基板22以将镜头28调整至最适当的角度外，还较佳地设计了调整镜头28与成像元件之间距离的机构。参照图3A，其是表示图1中镜头组件组装后的上视图。图3B为图3A的侧视图。图3C为图3B中沿着剖面线3C-3C所绘制的剖面图。
如第3A、3B图所示，镜头壳体24上具有一第一调整孔241，利用一锁定元件如第一螺杆271，螺接于第一调整孔241内并抵住镜头筒26。第一调整孔241的开口形状较佳地为椭圆形。当第一螺杆271抵紧镜头筒26时，可固定镜头筒在Z方向(请见图2)上的位移；若旋松第一螺杆271则镜头筒26可在Z方向上前后移动，进而改变镜头28至成像元件例如数字微镜元件(DMD)42之间的距离。其中，镜头28的移动方向较佳地与光轴Z平行，而光线由R2方向投射至一屏幕上。
如图3C所示，在本实施例中，共在壳体上设计三处调整孔，使镜头筒26能稳定地沿着光轴Z前后移动。镜头壳体24上除了第一调整孔241还有第二调整孔243和第三调整孔245。同理，第二螺杆273和第三螺杆275分别与第二调整孔243，和第三调整孔245螺接后抵住并固定镜头筒26。第一调整孔241、第二调整孔243和第三调整孔245两两之间例如是呈120度夹角，以稳定地固定镜头筒26。
值得注意的是，虽然上述本实施例中将基板22的第三角落设计成固定(第三螺丝325直接锁定第三固定孔125内)，仅通过第一角落的第一螺丝321和第二角落的第二螺丝323来调整。然而本发明并不限于此。在实际应用时，也可以在第三螺丝325上套接一第三弹簧，进行基板调整时，使三个角落的三个定位件都具有可调整的功能。
在上述实施例中所披露的镜头调整机构，利用螺丝与弹簧的配合，简单且有效率地完成调整镜头的步骤，进而达到补偿光学组合件的公差的目的，使镜头可准确地将成像元件中的图像完整地投射于屏幕上。而应用在投影装置时，整体的零件组装上也十分方便迅速，因此也具有成本便宜的优点。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明，任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当然可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书的范围所界定的为准。
Claims (7)
1.一种镜头调整机构，用以调整一镜头的位置，该镜头设置于一镜头筒中，且该镜头筒设置于一镜头壳体内，该镜头壳体以一框架支撑，该镜头调整机构包括：
一与该镜头筒连接的基板，该基板一体成型地固定于该镜头壳体处并架设在该框架上；
一设置在该基板的一第一角落的第一定位件，该第一定位件包括一第一螺丝和一第一弹性元件，且该第一弹性元件套接在该第一螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第一弹性元件使该基板的第一角落和该框架之间保持一距离；
一设置在该基板的一第二角落的第二定位件，该第二定位件包括一第二螺丝和一第二弹性元件，且该第二弹性元件套接在该第二螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第二弹性元件使该基板的第二角落和该框架之间保持一距离；
一设置在该基板的一第三角落的第三定位件，该第三定位件包括一第三螺丝，使该基板的该第三角落直接固定于该框架上，该第一角落和该第二角落在该基板上呈一对角位置，且该第一定位件和该第二定位件以可调整方式分别定位于该第一角落和该第二角落处。
2.如权利要求1所述的镜头调整机构，其特征在于：该第一弹性元件和该第二弹性元件为一弹簧。
3.如权利要求1所述的镜头调整机构，其特征在于：调整后以一黏合剂固定该第一定位件、该第二定位件和该第三定位件。
4.如权利要求1所述的镜头调整机构，其特征在于：还包括多个螺杆，该镜头壳体上具有多个调整孔，这些螺杆分别穿过这些调整孔并抵住该镜头筒。
5.一种投影装置，包括：
一用以提供一光线的光源；
一光学组件；
一成像元件；
一框架，用于架设该光源、该光学组件及该成像元件；
一以可调整方式架设在该框架上的镜头组件，架设在该框架上，该镜头组件包括：
一以该框架支撑的镜头壳体；
一设置于该镜头壳体内的镜头筒；
一设置于该镜头筒中的镜头；和
一基板，该基板与该镜头筒连接，且一体成型地固定于该镜头壳体处并架设于该框架上；
一设置在该基板的一第一角落的第一定位件，该第一定位件包括一第一螺丝和一第一弹性元件，且该第一弹性元件套接在该第一螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第一弹性元件使该基板的第一角落和该框架之间保持一距离；
一设置在该基板的一第二角落的第二定位件，该第二定位件包括一第二螺丝和一第二弹性元件，且该第二弹性元件套接在该第二螺丝上并位于该基板和该框架之间，通过该第二弹性元件使该基板的第二角落和该框架之间保持一距离；以及
一设置在该基板的一第三角落的第三定位件，该第三定位件包括一第三螺丝，使该基板的该第三角落直接固定于该框架上，该第一角落和该第二角落在该基板上呈一对角位置，且该第一定位件和该第二定位件以可调整方式分别定位于该第一角落和该第二角落处，其中该光学组件汇聚该光线后投射至该成像元件处，该成像元件将该光线反射至该镜头组件。
6.如权利要求5所述的投影装置，其特征在于：调整后以一黏合剂固定该第一定位件、该第二定位件和该第三定位件。
7.如权利要求5所述的投影装置还包括多个螺杆，该镜头壳体上则具有多个调整孔，这些螺杆分别穿过这些调整孔并抵紧该镜头筒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: QISDA TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: BENQ CORPORATION. Effective date: 20100408 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: TAOYUAN COUNTY, TAIWAN PROVINCE TO: TAOYUAN COUNTY, TAIWAN PROVINCE, CHINA |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20100408 Address after: China Taiwan Taoyuan County Patentee after: Qisda Corporation Address before: Taoyuan County of Taiwan Province Patentee before: Benq Corp. |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080402 Termination date: 20120119 |