CN103080832B

CN103080832B - 用于投影透镜的位置调节系统

Info

Publication number: CN103080832B
Application number: CN201180036167.8A
Authority: CN
Inventors: F·埃林; D·朗博
Original assignee: Ba Erke Inc Co
Current assignee: Ba Erke Inc Co
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: GB2482289B; CN103080832A; WO2012013675A1; GB2482289A; EP2598945B1; US9229300B2; US20130120720A1; EP2598945A1; GB201012457D0

Abstract

一种透镜位置调节系统(10)，其允许调节投影透镜(5)相对于投影机(100)的位置，以用于进行沙伊姆弗勒调节。投影透镜(5)具有光学轴线(6)。系统(10)包括：第一支撑部(20)，用于装配在投影机(100)上或形成投影机的一部分；第二支撑部(40)，用于装配在投影透镜(5)上或形成投影透镜的一部分；以及连接部(30)。连接部(30)可枢轴转动地连接于第一支撑部(20)并可枢轴转动地连接于第二支撑部(40)，并被构造成使得第二支撑部(40)能够绕两个旋转轴线(7、8)相对于第一支撑部(20)进行独立调节，这两个旋转轴线相交并且与投影透镜(5)的光学轴线(6)垂直。提供锁定机构(28、29、51-58)用于固定第二支撑部(40)相对于第一支撑部(20)的位置。

Description

用于投影透镜的位置调节系统

技术领域

本发明涉及一种用于能够进行沙伊姆弗勒(Scheimpflug)调节的投影系统的投影透镜的位置调节系统；本发明还涉及构造和操作这种投影系统的方法以及用于这种系统的透镜适配器。

背景技术

当投影系统将图像投影至屏幕上时，如果屏幕未与投影系统的主光学轴线垂直地定位，被投影的图像就可能失焦或者部分失焦。这在使用多面型或弯曲型投影屏幕的系统中特别成为问题，在这种系统中，形成屏幕的元件可能相对于投影系统的光学轴线角度偏离。

能够在不需要重新定位屏幕和/或投影机的情况下校正这种聚焦错误。投影透镜的位置能够相对于投影机进行调节。这种方案通常称为“沙伊姆弗勒原理”。在投影透镜自身上进行的动作称为沙伊姆弗勒调节或校正。

一种在投影系统中进行沙伊姆弗勒调节的方法使用这样一种调节系统，该调节系统包括与投影透镜连接的承载板以及与投影机连接的基板。承载板能够绕定位于透镜上方的水平旋转轴线而相对于基板旋转，承载板能够绕位于透镜侧部处的竖直轴线而相对于基板旋转。调节螺栓和压缩弹簧连接承载板和基板。不过，使得投影透镜倾斜也使它产生了很强的失焦。这需要通过以精确的相同量调节全部三个螺栓而使透镜承载板沿Z轴线运动来将透镜重新聚焦。将焦点(或后焦距)调节和倾斜(或沙伊姆弗勒)调节进行组合，通常需要重复调节，直到获得令人满意的沙伊姆弗勒校正和令人满意的焦点。

在投影系统中进行沙伊姆弗勒调节的另一方法在与投影透镜连接的承载板和与基板或X-Y位置调节机构连接的固定板之间使用球接头或球形接头。球形承载板能够在球形基板内旋转。可能难以通过该装置来进行平滑调节，原因是这种方案是基于摩擦的方案，具有不希望的粘滑效应。另外，很难在调节后锁定投影透镜的位置。这种方案也很昂贵，因为需要平滑的弯曲表面。因此，该方案并不适合较重的投影透镜。

在投影系统中进行沙伊姆弗勒调节的另一方法在EP1566677A1中进行了描述。投影透镜安装在基板上。投影透镜的位置能够通过在与投影透镜的光学轴线垂直的平面中施加水平和/或竖直移位而被调节。投影透镜还能够进行倾斜，以便提供沙伊姆弗勒调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种允许进行沙伊姆弗勒调节的用于投影系统的投影透镜的位置调节系统；本发明还涉及构造和操作这种投影系统的方法以及用于这种系统的透镜适配器。

本发明的一个方面提供了一种用于调节投影透镜相对于投影机的位置以进行沙伊姆弗勒调节的透镜位置调节系统，该投影透镜具有光学轴线，该系统包括：

第一支撑部，用于装配在投影机上或形成投影机的一部分；

第二支撑部，用于装配在投影透镜上或形成投影透镜的一部分；

连接部，该连接部可枢轴转动地连接于第一支撑部并可枢轴转动地连接于第二支撑部，并被构造成允许第二支撑部绕两个旋转轴线相对于第一支撑部进行独立调节，这两个旋转轴线相交并且与投影透镜的光学轴线垂直。

该透镜位置调节系统能够构造成透镜-投影机适配器。

两个旋转轴线相交并且与投影透镜的光学轴线垂直的布置方式具有这样的优点：绕这些轴线的旋转对透镜的后焦距(BFL)设置几乎无影响。因为对BFL的影响非常小，因此在改变沙伊姆弗勒调节时/之后不需要重新调节BFL设置。小的BFL变化(它将引起图像的小失焦效应)能够很容易地通过透镜焦点来校正。这允许容易和非常快速的调节方法。优选地，两个旋转轴线选择为靠近投影透镜的节点，这在进行沙伊姆弗勒调节时进一步减小对图像位置的影响。

本发明的实施例具有能够容易和快速进行沙伊姆弗勒调节的优点。沙伊姆弗勒校正的独立调节能够绕两个旋转轴线中的每个来进行。调节系统紧凑和轻量化，且制造相对便宜。调节系统对总体图像焦点具有很小影响或者没有影响，且对图像位置具有很小影响或者没有影响。还一优点是可枢轴转动的安装提供了透镜位置的低摩擦调节，从而能够在没有现有技术系统的粘滑问题的情况下进行小且精确的透镜位置调节。

优选地，系统包括锁定机构，用于固定第二支撑部相对于第一支撑部的位置。锁定机构提供了投影透镜的调节后位置的可靠锁定，并能够对付较重的投影透镜。

优选地，锁定机构布置成将第二支撑部固定在第一支撑部上。优选地，锁定机构包括至少一个锁定装置，该锁定装置定位在与旋转轴线偏离的位置处。优选地，锁定机构包括多个锁定装置，这些锁定装置定位成环绕第二支撑部的周边。优选地，设置至少三个且优选地至少四个锁定装置，这些锁定装置定位成环绕第二支撑部的周边。优选地，该锁定装置或各锁定装置包括可弹性回弹构件，例如悬臂弹簧。

位置调节系统能够用于各种投影用途。特别需要沙伊姆弗勒调节的用途是模拟或增强现实用途，其中使用多面或弯曲的投影屏幕。

本发明的还一方面提供了一种包括透镜位置调节系统的投影机。

本发明的还一方面提供了一种调节投影透镜相对于投影机的位置以进行沙伊姆弗勒调节的方法，该投影透镜具有光学轴线，该方法包括利用万向节来使投影透镜相对于投影机枢轴转动，这允许相对于投影机定向绕两个旋转轴线独立地调节透镜定向，这两个旋转轴线相交并且与投影透镜的光学轴线垂直。

附图说明

下面将参考附图通过实例介绍本发明的实施例，附图中：

图1显示了处在装配状态中的透镜位置调节系统，该透镜位置调节系统安装在投影透镜上；

图2显示了透镜位置调节系统的分解图；

图3显示了在装配状态中的透镜位置调节系统，其中投影透镜已经移除；

图4显示了透镜位置调节系统的侧视图；

图5详细显示了调节机构和锁定机构；

图6和图7详细显示了锁定机构；

图8显示了在进行了沙伊姆弗勒调节后透镜位置调节系统的侧视图；

图9显示了用在透镜位置调节系统中的连接部的可选实施例；

图10A至10C显示了透镜位置调节系统的一个实施例，其中连接部位于背板的后面；

图11A至11C显示了透镜位置调节系统的一个实施例，其中连接部位于背板的平面中；

图12A和12B显示了透镜位置调节系统的一个实施例，其中承载板利用连接部中的凹部与连接部连接；

图13A至13C显示了透镜位置调节系统的一个实施例，其中承载板连接到连接部的外部。

具体实施方式

下面将针对特定实施例并参考附图来介绍本发明，但是本发明不限于此，而是只由权利要求来限制。所述附图只是示意性的，而不是限制性的。在附图中，为了示例说明目的，一些元件的尺寸可以夸大，没有按比例画出。当在本说明书和权利要求中使用术语“包括”时，它并不排除其它元件或步骤。而且，在说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等是用于在类似元件之间进行区分，而并不必须是说明程序或时间顺序。应当知道，这样使用的术语可在合适情况下进行互换，这里所述的本发明的实施例能够以与这里所述或所示不同的顺序来操作。

图1至图4显示了根据本发明的实施例、用于相对于投影机调节投影透镜5的位置的透镜位置调节系统10。图1和图4显示了处在装配状态中的透镜位置调节系统，该透镜位置调节系统安装在投影透镜5上。图2显示了透镜位置调节系统的分解图。图3显示了处在装配状态中的透镜位置调节系统，其中投影透镜已经移除。透镜位置调节系统能够被构造成透镜-投影机适配器。

透镜位置调节系统的主要部件是第一支撑部20(该第一支撑部将称为基板)、第二支撑部40(该第二支撑部将称为承载板)和连接部30。基板20可安装在投影机或投影系统(100，图4)的机架上或形成该机架的一部分。承载板40可安装在投影透镜5上。承载板40具有管形部45，用于接收透镜的镜筒。投影透镜5通过螺钉或螺栓43固定在承载板40，该螺钉或螺栓穿过透镜5的凸缘部4，并定位在承载板40的孔44中。在可选实施例中，承载板40能够形成透镜5的整体部分。

基板20可安装到投影机或投影系统100的机架110(图4)。基板20具有一组支撑件28，该组支撑件沿光学轴线6的方向从基板20向外突出。在优选实施例中，具有四个支撑件28，各支撑件与相邻支撑件28偏离90°。各支撑件28在该支撑件28的远端处具有沟槽29。各沟槽29形成用于固定透镜5的位置的锁定机构的一部分。沟槽29具有纵向轴线，该纵向轴线与基板20的平面垂直。基板20还具有一对支撑件35，该对支撑件彼此径向相对地定位在基板上。支撑件35与投影透镜的标称光学轴线6(即在任何沙伊姆弗勒调节之前的轴线)对齐。支撑件35给连接部30提供支撑。基板20还具有两个支腿21、23，这两个支腿从基板20向外突出。各支腿21、23具有用于接收相应调节螺钉22、24的孔，该调节螺钉用于调节承载板40的位置。基板20具有孔穴19，该孔穴允许(当需要时)透镜5的镜筒穿过基板突出，如图4中所示。

在该实施例中，连接部30是具有一对径向相对孔32的的环形部件。连接部30通过销31而与支撑件35可枢轴转动地连接。在使用时，连接部30能够绕旋转轴线7旋转。连接部30还具有一对径向相对孔34，并通过销33而与承载板40中的一对径向相对孔42可枢轴转动地连接。在使用时，承载板40能够绕轴线8相对于连接部30旋转。轴线7、8相互垂直，并与投影透镜的(纵向)光学轴线6垂直。轴线7、8在光学轴线6处彼此相交。

支腿21和调节螺钉22垂直于旋转轴线7地定位。在使用时，沿一个方向(例如顺时针方向)转动调节螺钉22将使得螺钉22的末端27压在承载板40的侧面上，并使得承载板40绕旋转轴线7沿一个方向运动。沿相反方向(例如逆时针方向)转动调节螺钉22将使得螺钉22的末端27移动离开承载板40，并允许承载板40绕旋转轴线7沿相反方向运动。以类似方式，支腿23和调节螺钉24垂直于旋转轴线8地定位。在使用时，沿一个方向(例如顺时针方向)转动调节螺钉24将使得螺钉24的末端27压在承载板40的侧面上，并使得承载板40绕旋转轴线8沿一个方向运动。沿相反方向(例如逆时针方向)转动调节螺钉24将使得螺钉24的末端27移动离开承载板40，并允许承载板40绕旋转轴线8沿相反方向运动。在图2所示的定向中，旋转轴线7是竖直轴线，旋转轴线8是水平轴线。在使用时，投影透镜的较大质量提供了绕旋转轴线8的适当力矩，以便使得承载板40绕旋转轴线8运动，因此在螺钉24转动使得它移动离开承载板40时保证承载板与螺钉24的末端的连续接触。竖直旋转轴线7不会以相同方式受益。能够提供可弹性回弹元件(例如压缩弹簧46)，其作用在承载板40和基板20之间，并沿绕轴线7的方向施加力矩。这在转动调节螺钉22使得它移动离开承载板40时帮助承载板40运动。图1和图3显示了安装回弹元件的一种方式。提供两个压缩弹簧46，在承载板40的每侧一个。方便地，一个弹簧46定位在承载板40的、在使用时将处在顶部的部分上，一个弹簧46定位在承载板40的、在使用时将处在底部的部分上。各弹簧的一个孔眼与靠近承载板40的竖向中部外边缘地安装在承载板40的前表面上的柱47连接。这样的位置使得由弹簧施加的机械力矩最大。各弹簧的另一孔眼与安装在基板20上的柱48连接。

各调节螺钉上的螺母25、26的目的是将调节螺钉锁定在基板20上，以使得这些调节螺钉不会松掉，也不会丢失。当螺母25、26被紧固时，将防止调节螺钉22、23旋转，从而防止对沙伊姆弗勒调节的任何改变。可选地，一旦锁定，可以将调节螺钉22、23移除，各调节螺钉22、24的末端27能够倒圆。在使用时，末端27接触承载板40的侧面。在使用过程中，该侧面并不保持与调节螺钉22、24的旋转轴线垂直。根据沙伊姆弗勒设置，侧面能够有双重倾斜。球形末端27保证末端27和承载板的侧面之间的良好确定的接触点。在可选实施例中，螺钉22、24是包括球形插入件的紧定螺钉，其包含用于压靠承载板40表面的平表面。球形插入件能够在紧定螺钉内部旋转，并跟随侧面的倾斜。在调节过程中，接触面也在承载板40的侧面上滑动。这能够降低较高接触压力和磨损。

锁定机构用于固定承载板40相对于基板20的(已调节)位置。锁定机构直接作用在承载板40和基板20之间。在图1至3显示的实施例中，锁定机构包括四个锁定装置。各锁定装置包括细长构件51。各构件51与承载板40的相应拐角连接，并从承载板40径向朝外定向。这些构件51形成圆形阵列，其中这些构件分开90°。优选地，各构件51是可弹性回弹构件，例如悬臂弹簧。各构件51通过螺栓54而固定在承载板40的安装块53上。各构件51具有沟槽52。该沟槽52与构件51的纵向轴线对齐，并相对于承载板40径向对齐。锁定机构的各构件51还包括螺栓56、螺母55和垫片57、58，用于将构件51固定在基板20的支撑臂28上。最好如图6中所示，各螺母55定位在基板20的支撑件28的沟槽29内。在透镜位置的调节过程中，构件51的螺母55能够沿相应沟槽29运动。

透镜位置调节系统10允许绕两个旋转轴线7、8独立地进行沙伊姆弗勒调节(校正)。连接部30可绕旋转轴线7枢轴转动地与基板20连接。承载板40可绕旋转轴线8枢轴转动地与连接部30连接。轴线7、8相互垂直。有利地，一个轴线水平对准，另一轴线竖直对准。由于与连接部的这种枢轴转动安装，透镜位置的调节是低摩擦运动。上述布置以与万向接头或万向节类似的方式起作用。旋转轴线7、8相对于透镜节点的位置能够根据要使用的透镜类型而构造在任意选定位置。在竖直和水平平面中的沙伊姆弗勒调节能够独立地进行。

因为两个旋转轴线7、8相交并且与透镜的光学轴线6垂直，因此绕这些轴线的旋转对透镜的后焦距(BFL)设置几乎没有影响。由于对BFL的影响非常小，因此在进行沙伊姆弗勒调节时/之后不需要重新调节BFL设置。将对图像产生小失焦影响的小BFL变化能够通过透镜焦点而很容易地校正。这允许一种容易和非常快速的调节方法。当两个旋转轴线7、8被选择在投影透镜的节点附近时，沙伊姆弗勒调节对图像位置的影响非常小。

投影机/投影系统100包括图像形成装置，并能够为任意常规设计。通常，投影机100包括光源和光阀阵列。光阀阵列包括光阀元件形成的两维阵列。各光阀元件与图像的像素相对应，并能够被单独控制，以便允许光通过该元件/从该元件反射。通常，在“开(ON)”和“关(OFF)”之间的值(例如256)的范围内对各光阀元件进行控制，以便提供一定范围的灰度值。光阀阵列能够是透射技术，例如液晶显示(LCD)面板，其中，根据需要在像素位置透射的光量，使元件打开、关闭或者处在开和关之间某处的值。可选地，光阀阵列能够使用反射技术，例如硅基液晶(LCOS)或数字光处理(DLP)。

图4显示了透镜位置调节系统10，其中光学轴线6与基板20的平面垂直地对准。下面将参考图5至8介绍调节系统10的操作。用于调节透镜位置的步骤顺序是：

1.通过松开各构件51上的锁定螺栓56而释放锁定机构。

2.松开各调节螺钉22、24的螺母25、26。

3.通过转动调节螺钉22、24来进行沙伊姆弗勒调节。这使得承载板40相对于基板20运动。调节螺钉22调节承载板40绕竖直旋转轴线7的位置。调节螺钉24调节承载板40绕水平旋转轴线8的位置。对一个或两个调节螺钉根据需要进行哪种沙伊姆弗勒调节(水平、竖直)来进行调节。在调节过程中，构件51能够沿轴线81、82相对于支撑件58运动(图5至7)。借助于各构件51中的沟槽52以及各支撑件28中的沟槽29允许构件51的运动。松开的螺栓56保持构件51和支撑件28之间的松弛连接。

4.通过在各构件51上拧紧锁定螺栓56而固定锁定机构。

承载板40在全部四个拐角处通过构件51而连接在基板20上。承载板40以及(因此)投影透镜5被防止在由4个锁定件确定的平面(该平面是与光学轴线6垂直的平面)内进行任何平移运动。因此，也防止承载板40绕旋转轴线7、8的旋转。承载板40绕光学轴线6的旋转也不可能，原因是该旋转由于经由连接部30和轴线部件与基板20的连接而被防止。沿光学轴线6的可能平移也是如此。

构件51能够根据沙伊姆弗勒条件相对于基板20将承载板40锁定在不同位置处。根据正进行调节的沙伊姆弗勒条件，锁定构件(例如悬臂弹簧)能够沿它们的长度轴线扭转。

投影透镜5的重心并不必须处于旋转轴线7、8的平面内。这产生了作用在调节系统10上的附加负载力矩。为了克服它，锁定机构的一些部分(在平面中)定位在离开旋转轴线7、8一定距离处。示例实施例使用4个构件51，这4个构件51提供了稳定和对称的布置。可以只使用3个构件51，这3个构件51关于承载板40等距分开。可选地，能够使用更多构件51。例如，能够将4个构件51设置于拐角处，将4个构件51设置于中部。

悬臂弹簧有利地用作锁定机构的构件51。悬臂弹簧能够沿特定方向变形，且沿其它方向具有很高刚性。它们具有薄截面，这能够很容易沿一个方向变形以及绕纵向轴线扭转。同时它们具有很高的抵抗沿纵向轴线变形的能力，即具很很高的抗拉伸和压缩负载特性。在压缩负载下曲蹲的危险几乎没有，原因是相邻弹簧同时被加载有拉伸负载。悬臂弹簧的可选代替方案是小直径杆或金属绞线。

图8显示了在沙伊姆弗勒调节后的位置调节系统10。图中显示了调节前的光学轴线6和调节后的光学轴线6’。从螺栓56的位置可以看出锁定机构的构件51怎样从它们的标称位置(图4中所示)运动。通常，沙伊姆弗勒调节在安装投影系统时进行。在不改变投影机、投影透镜和投影屏幕的相对位置的情况下，应当不需要进一步调节。

在示例实施例中，连接部30被显示为环形部件，具有用于各旋转轴线7、8的一对可枢轴转动安装件31、33。在图9中所示的可选实施例中，连接部30对于每个旋转轴线7、8具有单个可枢轴转动安装件32、34。这使得连接部30’能够为环的一段。

根据光学路径&透镜布局，连接部30的尺寸能够变化，以便允许更大通光孔径。在所示实施例中，投影透镜5的一部分定位成使得它穿过连接部30突出(最好见图4)。另外，投影透镜5的一部分定位成它穿过基板20突出(最好见图4)。

连接部30通过轴线部件(图2中的31、33)而与基板20和承载板40连接。这样的连接能够在连接部30的任一侧进行，或者使用在环自身的壁中、暴露“轴线”部件的凹部进行。

系统机架机械结构和承载板的定位能够根据周围机械结构和光学约束进行选择。背板/系统机架能够定位在连接部30之前(如图中所示)、在连接部30处或在连接部30之后。承载板40也是如此。这使得该思想能够用于不同种类的投影透镜和光学配置。图10A至13C显示了透镜位置调节系统的一些可选实施例。

图10A至10C显示了连接部30、承载板40和背板20相对于彼此的可选定位，其中，连接部30定位在背板20的相反侧(与图1至8中所示的实施例相比)。背板20具有支撑臂201，用于与连接部30可枢轴转动地连接。承载板40的管形部45向后延伸，并穿过基板20中的孔穴19突出。管形部45可绕销33枢轴转动地与连接部30连接。

图11A至11C显示了连接部30、承载板40和背板20相对于彼此的可选定位，其中，连接部30布置在背板高度处，即，在与背板20相同的平面中。承载板40的管形部45向后延伸直至基板20中的孔穴19。管形部45可绕销33枢轴转动地与连接部30连接。

图12A和12B显示了连接部30的可选定位，其中，承载板40使用连接部30自身的壁中的凹部而与连接部30连接。背板20具有支撑臂201，用于与连接部30可枢轴转动地连接。承载板40的管形部45向后延伸直至(或恰好穿过)基板20中的孔穴19。管形部45具有一对臂401，该对臂401布置在连接部的沟槽301中。各臂401与连接部30可枢轴转动地连接。

图13A至13C显示了连接部30的可选定位，其中，承载板40连接到连接部30的外部。承载板40的管形部45向后延伸直至(或恰好穿过)基板20中的孔穴19。管形部45具有一对臂402，该对臂402与连接部30的外表面可枢轴转动地连接。

其它可选实施例(未示出)包括连接部30相对于背板20的可选定位。例如，背板20和连接部30之间的连接能够通过在连接部中的凹部实现，代替在承载板40和连接部20之间的凹进式连接(如图12A和12B中所示)。在另一可选实施例中，连接部30能够包括四个凹部，用于与承载板40和背板20可枢轴转动地连接。还能够有其它可选实施例。透镜调节系统10的特定构造的选择将在一定程度上由特定透镜和/或投影机来确定。

下面介绍根据本发明实施例的透镜调节系统在进行沙伊姆弗勒调节方面的优点。为了将图像投影在与投影机(例如LCD、LCOS或DLP面板)不平行的屏幕上，需要使得投影透镜5倾斜一定角度，使得面板、投影透镜和屏幕实现“沙伊姆弗勒”状态。匹配给定投影屏幕角度所需的投影透镜倾斜量取决于屏幕角度和放大率(被投影的图像的尺寸和面板尺寸的比例)。该关系已经在文献中直接公开。

在通过LCD、LCOS或DLP投影机进行投影时，放大率通常非常高(例如，面板尺寸20mm，屏幕尺寸2m，放大率＝100)，投影透镜的非常小的倾斜就足以实现投影屏幕大得多的倾斜。

根据透镜在沙伊姆弗勒调节过程中进行倾斜所绕的旋转点或轴线，被投影的图像可能侧向偏移，且可能需要(同时或者作为一种单独调节)重新调节投影透镜的侧向(X-Y)位置，以便使得图像的侧向位置保持不变。通常存在这样的一个点，投影透镜可以绕该点倾斜，而不会引起图像的侧向偏移。该点的确切位置能够在一阶(旁轴)光学近似中计算，并是放大率以及投影透镜的两个节点平面(点)之间的距离的函数。因此，该点对于不同透镜或不同屏幕尺寸并不相同，不能对用于不同用途的投影机进行唯一确定。对于高放大率的用途，该点通常靠近(但并不处于)投影透镜的第一节点，并在第一和第二节点之间。

根据透镜在沙伊姆弗勒调节过程中进行倾斜所绕的旋转点或轴线，LCD、LCOS或DLP面板和投影透镜之间的距离也可能变化(透镜失焦)，可能需要(同时或者作为一种单独调节)重新调节投影透镜的轴向(Z)位置，以便使得图像焦点保持不变。不过，在透镜轴向位置上的一些非常小的误差(例如大约0.05mm)是可以接受的，原因是这能够通过投影透镜自身的焦点调节来补偿，而没有明显的图像质量退化。

还存在投影透镜相对于投影机的一个全局(global)位置，其将匹配给定屏幕尺寸、位置和倾斜度，并且这能够通过商业软件来计算或模拟。在根据本发明实施例的调节系统和其它调节系统之间的差异在于需要多少迭代来获得被调节的投影图像。在现有技术的系统中，投影透镜通常安装在倾斜或沙伊姆弗勒模块上，该倾斜或沙伊姆弗勒模块自身安装在X-Y(甚至Z)模块上，该X-Y(甚至Z)模块自身安装在投影机机架上。这意味着透镜的X-Y调节通常在固定于投影机上的参考系(通常在与光阀平行的平面中)中进行，而不在固定于投影透镜的参考系中进行。

根据本发明实施例的系统将旋转点定位在投影透镜的光学轴线上并使之处在靠近透镜的第一节点(但并不在第一节点上)的位置处，在该位置处，图像偏移对于透镜的倾斜敏感度较低(但并不为零)。当旋转点在光学轴线上时，投影透镜的较小倾斜只引起后工作距离的非常小的变化，这并不需要补偿(不过，对于低放大率用途，可能不再是这种情况，在这种用途中，可能需要更大的透镜倾斜)。

本发明并不局限于这里所述的实施例，这些实施例可以在并不脱离本发明范围的情况下进行变化或改变。

Claims

1.一种用于调节投影透镜相对于投影机的位置以用于进行沙伊姆弗勒调节的透镜位置调节系统，所述投影透镜具有光学轴线，所述系统包括：

第一支撑部，用于装配在投影机上或形成投影机的一部分；

连接部，该连接部为环形部件，所述环形部件具有用于可枢轴转动地连接于第一支撑部并且限定第一旋转轴线的一对第一可枢轴转动安装件或单个第一可枢轴转动安装件、以及可枢轴转动地连接于第二支撑部并且限定第二旋转轴线的一对第二可枢轴转动安装件或单个第二可枢轴转动安装件，所述连接部被构造成允许第二支撑部绕第一旋转轴线和第二旋转轴线相对于第一支撑部进行独立调节，所述第一旋转轴线和第二旋转轴线相交并且与所述投影透镜的光学轴线垂直。

2.根据权利要求1的系统，还包括：锁定机构，用于固定第二支撑部相对于第一支撑部的位置。

3.根据权利要求2的系统，其中：锁定机构布置成将第二支撑部固定于第一支撑部。

4.根据权利要求2或3的系统，其中：锁定机构包括至少一个锁定装置，所述锁定装置定位在与所述第一旋转轴线和第二旋转轴线偏离的位置处。

5.根据权利要求2或3的系统，其中：锁定机构包括至少一个锁定装置，所述锁定装置定位在与光学轴线偏离的位置处。

6.根据权利要求2或3的系统，其中：锁定机构包括多个锁定装置，这些锁定装置环绕第二支撑部的周边定位。

7.根据权利要求6的系统，其中：锁定机构包括至少三个锁定装置，这些锁定装置环绕第二支撑部的周边定位。

8.根据权利要求6的系统，其中：锁定机构包括至少四个锁定装置，这些锁定装置环绕第二支撑部的周边定位。

9.根据权利要求4的系统，其中：所述锁定装置或每个锁定装置包括可弹性回弹构件。

10.根据权利要求9的系统，其中：所述构件或每个构件是悬臂弹簧。

11.根据权利要求1、2或3的系统，还包括：调节机构，该调节机构布置成作用在第一支撑部和第二支撑部之间。

12.根据权利要求11的系统，其中：调节机构包括用于相对于第一支撑部绕第一旋转轴线调节第二支撑部的调节机构以及用于相对于第一支撑部绕第二旋转轴线调节第二支撑部的调节机构。

13.根据权利要求12的系统，其中：调节机构包括用于相对于第一支撑部沿第一旋转方向绕第一旋转轴线调节第二支撑部的调节机构，所述系统还包括用于在第二支撑部上沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向绕所述第一旋转轴线施加力的构件。

14.根据权利要求12的系统，其中：第一旋转轴线是竖直轴线，第二旋转轴线是水平轴线。

15.根据权利要求13的系统，其中：第一旋转轴线是竖直轴线，第二旋转轴线是水平轴线。

16.一种投影机，包括根据前述权利要求中任意一个的透镜位置调节系统。

17.一种使用根据前述权利要求1-15中任意一个的透镜位置调节系统调节投影透镜相对于投影机的位置以用于进行沙伊姆弗勒调节的方法，所述投影透镜具有光学轴线，所述方法包括：

利用万向节来使投影透镜相对于投影机枢轴转动，这允许相对于投影机定向绕两个旋转轴线独立地调节透镜定向，所述两个旋转轴线相交并且与投影透镜的光学轴线垂直。