CN102955334A - 投影仪的焦点调节装置以及使用其的投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于投影仪的焦点调节装置以及使用其的投影仪。该装置具有被设计为克服由于投影仪的光学特性引起的焦点调节的不对称性的结构。投影仪的焦点调节装置包括：焦点调节器，提供在投影仪主体的投影透镜单元中，使得焦点可以通过旋转投影透镜单元的透镜镜筒来调节；以及致动器，与焦点调节器齿轮连接并关于投影仪主体线性地移动，从而使焦点调节器旋转。当致动器以恒定的速度线性移动时，焦点调节器的旋转改变。因此，该装置能够在调节用于投影仪的屏幕尺寸时克服焦点调节的不对称性。

Description

投影仪的焦点调节装置以及使用其的投影仪

技术领域

根据示范性实施例的装置和方法涉及一种用于投影仪的焦点调节装置以及使用该焦点调节装置的投影仪，更具体地，涉及具有设计为克服由于投影仪的光学特性引起的焦点调节上的不对称性的结构的焦点调节装置。

背景技术

投影仪是通过投影透镜单元放大图像并将其投影到屏幕上的显示装置。

近来，便于用户携带的紧凑尺寸的便携式投影仪已经变得越来越流行。该投影仪根据到屏幕的距离来调节投影在屏幕上的图像的尺寸，根据该距离，还会需要焦点调节。

图1是常规投影仪的透视图，该投影仪具有包括用于调节焦点的直齿轮（spur gear）的结构。如其中所示，投影仪1包括壳体3、位于壳体3中的投影透镜单元5以及用于调节焦点的直齿轮7。投影透镜单元5包括在镜筒5a中的多片透镜和棱镜，其位置可相对于彼此改变。直齿轮7位于镜筒5a外面，并顺时针或逆时针旋转以调节投影透镜单元5的焦点。具体地，常规投影仪1具有当直齿轮7旋转时透镜沿光轴线性地移动的结构，使得透镜和棱镜之间的距离可以被改变以调节焦点。

常规投影仪1具有如图2和以下表1所示的直齿轮7的旋转与焦点的调节之间的不对称性。

表1

在以上的表1中，“BFL”指的是投影透镜单元的后焦距，“ΔBFL变化”指的是当焦点被调节时投影透镜单元的BFL的变化。此外，“直齿轮的旋转角度”指的是用于在不同尺寸的屏幕上的焦点调节的直齿轮7的旋转角度相对于直齿轮7在参考尺寸的屏幕（参考尺寸：30＂）上的焦点调节的旋转角度。

参照表1和图2，如果焦点通过直齿轮7调节同时屏幕的尺寸（由每个各自屏幕的对角线的长度表示）从参考尺寸30＂改变为10＂、60＂和80＂，ΔBFL变化与直齿轮7的旋转成比例，但是直齿轮7的旋转角度的大小关于参考屏幕尺寸不对称，因此不与屏幕尺寸的相应变化成比例。例如，如果屏幕尺寸从对应于30＂的对角线长度的参考尺寸减小到对应于10＂的对角线长度的尺寸，也就是对角线长度减小20＂，则直齿轮7必须旋转78°的角度。相反，如果屏幕尺寸从30＂增加到80＂，也就是对角线长度增加50＂，则直齿轮7仅必须旋转26°的角度。因而，对于焦点调节的敏感性变得较大，从而难于调节焦点。

发明内容

因而，一个或多个示范性实施例提供了用于投影仪的调节装置以及使用其的投影仪，其结构方便用户调节焦点，并且其被设计为克服当用于投影仪的屏幕尺寸增大或减小时焦点调节上的不对称性。

以上和/或其他的方面可以通过提供一种用于投影仪的焦点调节装置来实现，该投影仪包括投影仪主体和提供在投影仪主体中的投影透镜单元。该装置包括：焦点调节器，提供在投影透镜单元中，使得焦点通过旋转投影透镜单元的透镜镜筒来调节；以及致动器，与焦点调节器齿轮连接。致动器配置为关于投影仪主体线性地移动以使得焦点调节器旋转。当致动器以恒定的速度线性移动时，焦点调节器的旋转改变。

焦点调节器可以包括多级直齿轮，该多级直齿轮包括第一多个轮系。第一多个轮系的每个可以具有不同的各自的半径。致动器可以包括多级齿条，该多级齿条包括第二多个轮系。第二多个轮系的每个可以具有与第一多个轮系中的相应一个啮合的各自的啮合部。

多级直齿轮可以包括：具有第一半径的第一直齿轮轮系；以及具有不同于第一半径的第二半径的第二直齿轮轮系。多级齿条可以包括：第一齿条轮系，布置为与第一直齿轮轮系啮合；以及第二齿条轮系，与第一齿条轮系间隔开设置并布置为与第二直齿轮轮系啮合。

多级直齿轮可以包括：第一直齿轮轮系，具有第一半径；第二直齿轮轮系，具有不同于第一半径的第二半径；以及第三直齿轮轮系，具有不同于第一半径和第二半径两者的第三半径。多级齿条可以包括：第一齿条轮系，布置为与第一直齿轮轮系啮合；第二齿条轮系，与第一齿条轮系间隔开设置并布置为与第二直齿轮轮系啮合；以及第三齿条轮系，与第一和第二齿条轮系两者间隔开设置并布置为与第三直齿轮轮系啮合。

焦点调节器和致动器可以配置为使得焦点调节器的相应于由投影透镜单元投影的比参考尺寸的屏幕大预定比例的图像的旋转角度小于焦点调节器的相应于比该参考尺寸的屏幕小预定比例的图像的旋转角度。

在另一方面，提供一种用于投影图像到屏幕的投影仪。投影仪包括：投影仪主体；投影透镜单元，提供在投影仪主体中，并包括多片透镜和支撑透镜的透镜镜筒；以及前述装置，通过旋转透镜镜筒来调节焦点。

附图说明

以上和/或其他的方面将从以下结合附图对示范性实施例的描述而变得明显并更易于理解，在附图中：

图1是示出具有包括直齿轮的焦点调节结构的现有技术的投影仪的透视图；

图2是用来解释在图1的投影仪中直齿轮的旋转与焦点的调节之间的不对称性的视图；

图3是采用根据示范性实施例的焦点调节装置的投影仪的示意透视图；

图4是根据示范性实施例的投影仪的局部截面图；

图5和图6是分别示出在根据示范性实施例的焦点调节装置中的直齿轮和与其相应的齿条的透视图；

图7A、图7B和图7C是用于示出通过使用图5的直齿轮和图6的齿条获得的焦点调节的视图；

图8和图9是分别示出在根据示范性实施例的焦点调节装置中的直齿轮和与其相应的齿条的透视图；以及

图10是用于示出图8的直齿轮与图9的齿条之间的啮合的视图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述根据示范性实施例的用于投影仪的焦点调节装置以及使用其的投影仪。

图3是采用根据示范性实施例的焦点调节装置的投影仪的示意透视图，图4是根据示范性实施例的投影仪的局部截面图。

如图3和图4所示，根据示范性实施例的投影仪10，其投影图像到屏幕（未示出）上，投影仪10包括：投影仪主体20；投影透镜单元30，位于投影仪主体20中；以及焦点调节装置，其位置根据屏幕与投影仪10之间的距离而改变。

此外，投影仪10包括用于覆盖主体20的壳体15以及用于调节焦点的装置40和50。

投影透镜单元30包括多片透镜31以及用于支撑这些透镜31的透镜镜筒35。具体地，在多片透镜31当中的一些透镜设置为当透镜镜筒35旋转时关于光轴往复移动。因此，透镜镜筒35被焦点调节装置旋转，从而能够调节焦点。

焦点调节装置包括焦点调节器40和致动器50。焦点调节器40提供在投影透镜单元30中并旋转透镜镜筒35。致动器50关于投影仪主体20线性移动，从而使得焦点调节器40旋转。致动器50还可以包括暴露到壳体15的开口外面的把手55。在此情形下，用户可以通过把手55使致动器50线性移动来调节焦点。

具体地，焦点调节器40和致动器50配置为当致动器50以恒定速度线性移动时，焦点调节器40的旋转可以逐节（section-by-section）地改变或逐渐地改变。

参照图5至图10，在根据示范性实施例的用于投影仪的焦点调节装置中，焦点调节器40包括具有第一多个轮系（gear train）的多级直齿轮41，其中第一多个轮系的每个具有不同的各自的半径。致动器50包括具有第二多个轮系的多级齿条（rack gear）51，其中第二多个轮系的每个包括与多级直齿轮41中的第一多个轮系中的相应一个啮合的啮合部。

如图5所示，多级直齿轮41包括具有第一半径的第一直齿轮轮系42以及具有不同于第一直齿轮轮系42的第一半径的第二半径的第二直齿轮轮系43。具体地，第一和第二直齿轮轮系42和43被共轴地布置，第二直齿轮轮系43的半径小于第一直齿轮轮系42的半径。

在一些实施例中，包括在第一直齿轮轮系42中的多个第一齿轮齿42a的每个可以具有与包括在第二直齿轮轮系43中的多个第二齿轮齿43a的每个相同的形状、尺寸和布置。

参照图6，多级齿条51对应于图5的多级直齿轮41。多级齿条51包括布置为与第一直齿轮轮系42啮合的第一齿条轮系52以及布置为与第二直齿轮轮系43啮合的第二齿条轮系53。

第一齿条轮系52包括对应于多个第一齿轮齿42a的多个第三齿轮齿52a。第二齿条轮系53包括对应于多个第二齿轮齿43a的多个第四齿轮齿53a。

多级齿条51的第一和第二齿条轮系52和53彼此间隔开设置使得它们不能同时与多级直齿轮41啮合。

图7A、图7B和图7C是用于示出通过使用图5的直齿轮和图6的齿条获得的焦点调节的视图。

图7A是用于示出当投影到屏幕的图像大于参考尺寸的屏幕时的焦点调节的视图。具体地，图7A示出致动器50已经从图7B示出的位置沿箭头方向A移动。当第一齿条轮系52的第三齿轮齿52a与第一直齿轮轮系42的第一齿轮齿42a啮合时，投影透镜单元30顺时针旋转。此时，第二齿条轮系53的第四齿轮齿53a从第二直齿轮轮系43的第二齿轮齿43a脱离。

图7B是用于示出当投影到屏幕的图像等于参考尺寸的屏幕时的焦点调节的视图。如图7B所示，致动器50处于以下状态，其中布置在第一齿条轮系52和第二齿条轮系53之间的边界中的一些第三齿轮齿52a与第一齿轮齿42a啮合，和/或一些第四齿轮齿53a与第二齿轮齿43a啮合。

图7C是用于示出当投影到屏幕的图像小于参考尺寸的屏幕时的焦点调节的视图。具体地，图7C示出致动器50已经从图7B所示的位置沿箭头方向B移动。当第二齿条轮系53的第四齿轮齿53a与第二直齿轮轮系43的第二齿轮齿43a啮合时，投影透镜单元30逆时针旋转。此时，与图7A所示的配置相反，第一齿条轮系52的第三齿轮齿52a从第一直齿轮轮系42的第一齿轮齿42a脱离。

如上所述以及示出的，例如在图5中，第二直齿轮轮系43的半径小于第一直齿轮轮系42的半径，使得投影透镜单元30的角旋转的各自大小能够彼此不同，即使致动器50在箭头方向A和B上移动相等大小的线性距离。因而，当为了大于参考尺寸的屏幕的图像而调节焦点时投影透镜单元30的顺时针旋转角度相对小于当为了相应地小于参考尺寸的屏幕的图像而调节焦点时投影透镜单元30的相应的逆时针旋转角度。具体地，投影透镜单元30的顺时针旋转和逆时针旋转的各自角度大小之间的差异可以通过改变第一和第二直齿轮轮系42和43之间的半径的相对差异来调节。

在上述示范性实施例中，第一齿轮齿42a和第二齿轮齿43a具有相同的形状、尺寸和布置，但是不限于此。可选地，第一齿轮齿和第二齿轮齿可以具有彼此不同的齿结构，也就是，第一齿轮齿和第二齿轮齿的各自的形状、尺寸和/或位置布置可以改变。

在根据示范性实施例的用于投影仪的焦点调节装置中，当致动器以恒定的速度线性移动时，焦点调节器的由此引起的旋转根据旋转方向而改变，使得对于焦点调节的敏感性可以由于从参考尺寸的屏幕到大尺寸屏幕的变化而减小，从而克服当投影仪的屏幕尺寸被调节时焦点调节的不对称性。具体地，采用具有二级轮系的结构的直齿轮和齿条，使得可以通过将致动器移动与关于减小屏幕尺寸的焦点调节的相对程度相似的量而精确地控制从参考尺寸的屏幕改变到大尺寸的屏幕的直齿轮的旋转角度。

如图8所示，多级直齿轮41可以包括具有第一半径的第一直齿轮轮系46、具有不等于第一半径的第二半径的第二直齿轮轮系47、以及具有不同于第一半径或第二半径的任一个的第三半径的第三直齿轮轮系48。具体地，第一、第二和第三直齿轮轮系46、47和48被共轴地布置，第一直齿轮轮系46的半径大于第二直齿轮轮系47的半径，第二直齿轮轮系47的半径大于第三直齿轮轮系48的半径。在一些示范性实施例中，第一、第二和第三直齿轮轮系46、47和48的每个的各自的多个齿轮齿可以具有相同的形状、尺寸和布置。

参照图9，对应于图8的多级直齿轮41的多级齿条51包括第一齿条轮系56、第二齿条轮系57和第三齿条轮系58，它们被布置为分别与第一直齿轮轮系46、第二直齿轮轮系47和第三直齿轮轮系48啮合，如图9所示。

参照图10，在多级齿条51中，第一、第二和第三齿条轮系56、57和58彼此间隔开设置，使得每个能够分别与第一、第二和第三直齿轮轮系46、47和48啮合而没有交叠。

因此，参照图8、图9和图10，使用直齿轮41和齿条51，其每个具有各自的三级轮系结构，从而与参照图5至图7C所述的构造相比，直齿轮的旋转角度能够被更精确地控制。

在上述示范性实施例中，直齿轮和齿条被配置为具有两级和三级轮系的各自结构，但是这些示范性实施例不限于此。可替代地，直齿轮和齿条可以配置为具有四级或更多级的轮系的各自结构。

尽管已经示出和描述了几个示范性实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在这些示范性实施例中进行改变而不背离本发明构思的原理和精神，本发明构思的范围由权利要求书及其等同物限定。

本申请要求于2011年8月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0081495的优先权，其公开内容通过引用整体结合于此。

Claims (10)

1.一种用于投影仪的焦点调节装置，该投影仪包括投影仪主体和提供在所述投影仪主体中的投影透镜单元，该装置包括：

焦点调节器，提供在所述投影透镜单元中，使得焦点通过旋转所述投影透镜单元的透镜镜筒来调节；和

致动器，与所述焦点调节器齿轮连接，其中所述致动器配置为关于所述投影仪主体线性地移动以使得所述焦点调节器旋转，

其中当所述致动器以恒定的速度线性移动时，所述焦点调节器的旋转改变。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述焦点调节器包括多级直齿轮，该多级直齿轮包括第一多个轮系，所述第一多个轮系的每个具有不同的各自的半径，并且

所述致动器包括多级齿条，该多级齿条包括第二多个轮系，该第二多个轮系的每个具有与所述第一多个轮系中的相应一个啮合的各自的啮合部。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述多级直齿轮包括具有第一半径的第一直齿轮轮系、以及具有不同于所述第一半径的第二半径的第二直齿轮轮系，并且

所述多级齿条包括：第一齿条轮系，布置为与所述第一直齿轮轮系啮合；以及第二齿条轮系，与所述第一齿条轮系间隔开设置并布置为与所述第二直齿轮轮系啮合。

4.如权利要求2所述的装置，其中所述多级直齿轮包括：第一直齿轮轮系，具有第一半径；第二直齿轮轮系，具有不同于所述第一半径的第二半径；以及第三直齿轮轮系，具有不同于所述第一半径和所述第二半径两者的第三半径，并且

所述多级齿条包括：第一齿条轮系，布置为与所述第一直齿轮轮系啮合；第二齿条轮系，与所述第一齿条轮系间隔开设置并被布置为与所述第二直齿轮轮系啮合；以及第三齿条轮系，与所述第一和第二齿条轮系两者间隔开设置并被布置为与所述第三直齿轮轮系啮合。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述焦点调节器和所述致动器被配置为使得所述焦点调节器的相应于由所述投影透镜单元投影的比参考尺寸的屏幕大预定比例的图像的旋转角度小于所述焦点调节器的相应于比该参考尺寸的屏幕小预定比例的图像的旋转角度。

6.一种投影图像到屏幕的投影仪，该投影仪包括：

投影仪主体；

投影透镜单元，提供在所述投影仪主体中，该投影透镜单元包括多片透镜和支撑透镜的透镜镜筒；以及

根据权利要求1所述的装置，通过旋转所述透镜镜筒来调节焦点。

7.根据权利要求6所述的投影仪，其中所述焦点调节器包括多级直齿轮，该多级直齿轮包括第一多个轮系，所述第一多个轮系的每个具有不同的各自的半径，并且

所述致动器包括多级齿条，该多级齿条包括第二多个轮系，所述第二多个轮系的每个具有与所述第一多个轮系中的相应一个啮合的各自的啮合部。

8.根据权利要求7所述的投影仪，其中所述多级直齿轮包括具有第一半径的第一直齿轮轮系、以及具有不同于所述第一半径的第二半径的第二直齿轮轮系，并且

所述多级直齿轮包括：第一齿条轮系，布置为与所述第一直齿轮轮系啮合；以及第二齿条轮系，与所述第一齿条轮系间隔开设置并布置为与所述第二直齿轮轮系啮合。

9.根据权利要求7所述的投影仪，其中所述多级直齿轮包括：第一直齿轮轮系，具有第一半径；第二直齿轮轮系，具有不同于所述第一半径的第二半径；以及第三直齿轮轮系，具有不同于所述第一半径和所述第二半径两者的第三半径，并且

所述多级齿条包括：第一齿条轮系，布置为与所述第一直齿轮轮系啮合；第二齿条轮系，与所述第一齿条轮系间隔开设置并布置为与所述第二直齿轮轮系啮合；以及第三齿条轮系，与所述第一和第二齿条轮系两者间隔开设置并布置为与所述第三直齿轮轮系啮合。

10.根据权利要求6所述的投影仪，其中所述焦点调节器和所述致动器被配置为使得所述焦点调节器的相应于由所述投影透镜单元投影的比参考尺寸的屏幕大预定比例的图像的旋转角度小于所述焦点调节器的相应于比该参考尺寸的屏幕小预定比例的图像的旋转角度。

Images