CN1272652C - 投影机的组合方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影机及组合方法，该投影机包括成像装置、镜头、承载座、电路板以及框架。承载座用来固定成像装置以及镜头，承载座包括用于安装该镜头的镜头承靠面以及物承靠面，该物承靠面包括第一固定侧，第二固定侧，与至少一弹性突出部，弹性突出部位于第一固定侧及第二固定侧之间，弹性突出部与其中一该固定侧相连接，成像装置设置于承载座与固定装置之间，其包括与承载座的第一固定侧相固定的第一装置侧以及与承载座的弹性突出部相抵接的第二装置侧，弹性突出部向安装有成像装置的方向突出。该方法利用承载座的弹性突出部来调整该成像装置与该镜头间的平行度，使镜头的聚焦质量达到最佳化。

Description

投影机的组合方法及装置

技术领域

本发明涉及一种投影机，特别是涉及一种可调整成像装置与镜头间平行度的投影机。

背景技术

请参考图1，图1为现有投影机10的示意图。投影机10包括一承载座12、一镜头14、一数字微镜装置16、一框架18以及一电路板20。镜头14与数字微镜装置16安装于承载座12相对的二侧，承载座12用来固定镜头14与数字微镜装置16之间的距离，框架18用来将数字微镜装置16固定于承载座12上，电路板20电连接于数字微镜装置16，用来传输数据。影响投影机聚焦质量的原因很多，无论是物面、焦距或是像面，只要稍有误差，都可能造成影像模糊不清。由光学原理可知，要得到良好的聚焦质量，数字微镜装置16与镜头14两者之间必须平行，在数字微镜装置16与镜头14之间的距离已决定的前提下，控制焦距以提高聚焦质量将取决于安装数字微镜装置16与镜头14的承载座12，也就是说，承载座12安装数字微镜装置16与镜头14的二侧必须平行，但以产量的角度而言，承载座12二侧的平行度还是会有一些误差，虽然误差可被控制在一预定的范围之内，但仍会影响镜头14的聚焦质量。

请参考图2，图2为成像原理的示意图。一般的成像原理就是一物22经过一透镜24聚焦后，在屏幕上形成一像26，平行于透镜轴线L的光线会被折射通过透镜24的焦点F，通过透镜24镜心O的光线会直线前进，而这两条光线的交汇点就是成像的位置，所以物22的A点最后会成像于屏幕的a点，以此类推，当物22与透镜24平行时，则物22的每一点都可以在屏幕上成像，如此屏幕上便可得到清楚的像26。当物22不平行于透镜24时，依据上述的成像原理，平行于透镜24轴线L的光线会被折射通过透镜24的焦点F，通过透镜24镜心O的光线会直线前进，所以物22的B点会成像于屏幕前方的b点，如此得到的像26便无法在屏幕上清楚的看见。图2中的透镜24就相当于投影机10的镜头14，对镜头14而言，数字微镜装置16就是物22，若数字微镜装置16与镜头14平行，则可以在屏幕上得到清楚的像26，但若数字微镜装置16上的各点与镜头14平面的距离不为定值，也就是数字微镜装置16与镜头14不平行时，则数字微镜装置16的影像无法同时在屏幕上清楚成像。

由上述可知，要在屏幕上得到良好的成像，物22与透镜24必须平行，对于投影机10而言，就是数字微镜装置16与镜头14必须安装在二平行的平面上，如此才能得到高质量的投影成像。现有投影机10使用承载座12来固定数字微镜装置16与镜头14，利用机构的设计，控制承载座12二侧的平行度误差在预定的范围之内，并且加强承载座12的刚性，以避免安装数字微镜装置16与镜头14时不当的施力，使承载座12产生形变，造成承载座12二侧平行度更大的误差。然而数字微镜装置16与镜头14本身的平行度也有一些的误差，加上承载座12的误差，可能就超过镜头14所能容忍的平行度误差，如此投影机10就无法在屏幕上清楚的成像，此时投影机10制造商只好要求镜头14制造商再加强镜头14对平行度误差的容忍度，或者是在镜头14后方加上垫片来改善这个问题，但是垫片的厚度有一定的间距，无法准确的调整。此外，也有些投影机10制造商会进行镜头14配对，例如将误差较大的承载座12配上误差容忍度较大的镜头14，或是将相同倾斜方向的镜头14与承载座12配在一起，但事实上要找到刚好配对的镜头14与承载座12是相当费时且困难的。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种调整投影机的成像装置与镜头间平行度的方法及装置，以解决上述问题。本发明的较佳实施例中提供一种组合投影机的方法，该投影机包括：

一镜头；一承载座，包括一用于安装该镜头的镜头承靠面以及一物承靠面，该物承靠面包括有一第一固定侧，一第二固定侧，与至少一弹性突出部，其中该弹性突出部位于该第一固定侧及该第二固定侧之间，该弹性突出部与其中一该固定侧相连接，该第一固定侧上具有一第一螺丝孔，该第二固定侧上具有一第二螺丝孔；一固定装置，该固定装置具有一第一孔洞与一第二孔洞，分别形成于对应于该第一螺丝孔与该第二螺丝孔的位置；以及一成像装置，设置于该承载座与该固定装置之间，其包括有一与该承载座的第一固定侧相固定的第一装置侧以及一与该承载座的弹性突出部相抵接的第二装置侧，其中该弹性突出部是向安装有该成像装置的方向突出。

该方法包括(a)以四螺丝经由该固定装置的孔洞将该框架与该成像装置安装于该承载座；(b)于该承载座提供至少一弹性突出部，其一端连接于该二固定侧中的一固定侧，另一端未连接于该二固定侧；(c)将该四螺丝中的一螺丝紧锁在该二固定侧中的一固定侧上的一螺丝孔，以及将该四螺丝中的另三螺丝预锁在该二固定侧上的其它三螺丝孔；(d)将物像投影至前方的一屏幕上成像，并调整该镜头的聚焦环以使物像对应于紧锁的螺丝孔的成像位置于该屏幕清楚对焦；以及(e)根据该屏幕上的成像调整预锁的螺丝以使物像在该屏幕上清楚对焦。

本发明还提供一种投影机，其包括：

一镜头；一承载座，包括一用于安装该镜头的镜头承靠面以及一物承靠面，该物承靠面包括有一第一固定侧，一第二固定侧，与至少一弹性突出部，其中该弹性突出部位于该第一固定侧及该第二固定侧之间，该弹性突出部与其中一该固定侧相连接，该第一固定侧上具有一第一螺丝孔，该第二固定侧上具有一第二螺丝孔；一固定装置，该固定装置具有一第一孔洞与一第二孔洞，分别形成于对应于该第一螺丝孔与该第二螺丝孔的位置；以及

一成像装置，设置于该承载座与该固定装置之间，其包括有一第一装置侧与一第二装置侧，该成像装置第一装置侧固定于该承载座第一固定侧上，而该成像装置第二装置侧抵接于该弹性突出部，其中该弹性突出部是向安装有该成像装置的方向突出；

其中当调整该第二螺丝旋入该第二螺丝座的深度时，该成像装置会压缩该弹性突出部而移动。

附图说明

图1为现有投影机的示意图；

图2为成像原理的示意图；

图3为本发明投影机的示意图；

图4为本发明投影机承载座的示意图；

图5为本发明投影机承载座的上视图；

图6为本发明投影机的影像位置的示意图；

图7为调整数字微镜装置与镜头的修正量的示意图。

具体实施方式

请参考图3至图5，图3为本发明投影机30的示意图，图4为本发明投影机承载座的示意图，图5为本发明投影机承载座32的上视图。如图3所示，投影机30包括一承载座32、一镜头34、一数字微镜装置36、一框架38、一固定装置40以及一导电海绵42。固定装置40是一块电路板，可通过设置在框架38中的导电海绵42电连接数字微镜装置36。如图4所示，承载座32包括一镜头承靠面50及一物承靠面52，镜头34安装在镜头承靠面50上，数字微镜装置36安装于物承靠面52上。与现有承载座12不同的是，本发明承载座32所使用的材料为有弹性且可形变的金属，目的是在组合投影机30时，利用承载座32的金属弹性以及可形变的特性，来调整数字微镜装置36与镜头34之间的平行度。为了更容易调整，承载座32的物承靠面52包括一第一固定侧54、一第二固定侧56、一第一弹性突出部58以及一第二弹性突出部60。第一弹性突出部58位于第一固定侧54以及第二固定侧56之间，第一弹性突出部58的一端与第一固定侧54相连接，而另一端则与第二固定侧56之间有一间隙。第二弹性突出部60也位于第一固定侧54以及第二固定侧56之间，第二弹性突出部60的一端与第一固定侧54相连接，而另一端与第二固定侧56之间有一间隙。承载座32上的二弹性突出部58、60其中一端不与第二固定侧56相连接，为了使弹性突出部58、60在组合投影机30时还容易产生形变，而达到调整数字微镜装置36的目的，所以也可以将第二弹性突出部60的一端与第二固定侧56相连接，而另一端则与第一固定侧54之间有一间隙，只要使物承靠面52更容易产生形变的变化方式，皆属于本发明涵盖的范围。此外，第一弹性突出部58以及第二弹性突出部60未与第二固定侧56相连接的一端会微微的向安装数字微镜装置36的方向突出，如图5所示，使得弹性突出部58、60的调整空间更大。

请参考图6，图6为本发明投影机的影像位置的示意图。配合使用上述的承载座32，在安装镜头34与数字微镜装置36时，依据下列的步骤来调整镜头34与数字微镜装置36之间的平行度，可使镜头34的聚焦质量达到最佳化。为方便说明，假设承载座32的物承靠面52的四个端螺丝孔62a、62b、62c、62d分别相对应于屏幕44的四个端点a、b、c、d。

步骤100：将镜头34固定于承载座32的镜头承靠面52；

步骤110：将框架38置于数字微镜装置36与电路板固定装置40之间，再以四颗螺丝66a、66b、66c、66d由固定装置40后方的四个孔洞64a、64b、64c、64d将数字微镜装置36、框架38以及固定装置40预锁于承载座32的物承靠面52；

步骤120：开启投影机30的电源，将影像投影至屏幕44上；

步骤130：将固定装置40的孔洞64a的螺丝66a紧锁，孔洞64b、64c、64d位置的螺丝66b、66c、66d则预锁以不压到承载座32为原则，使数字微镜装置36的第一装置侧46固定于承载座32的第一固定侧54，数字微镜装置36的第二装置侧48固定于承载座32的第二固定侧56；

步骤140：调整镜头34的聚焦环，使屏幕位置d的影像清楚对焦；

步骤150：分别调整孔洞64b的螺丝66b，使屏幕位置c的影像清楚对焦，调整孔洞64c的螺丝66c，使屏幕位置b的影像清楚对焦，调整孔洞64d的螺丝66d，使屏幕位置a的影像清楚对焦；

步骤160：将固定装置40上的四颗螺丝66a、66b、66c、66d分别上胶固定。

由于物承靠面52的弹性突出部58、60未与第二固定侧56相连接的一端会微微的朝安装数字微镜装置36的方向突出，而紧锁螺丝62a会使这个突出更明显，所以数字微镜装置36在预锁螺丝62b位置的部分会离镜头34较远，使得相对于这些位置的成像在屏幕44的前方，在步骤150中，分别将孔洞64b、64c、64d的螺丝66b、66c、66d慢慢锁入，使二弹性突出部58、60向镜头34方向形变，直到屏幕44上相对位置的成像对焦为止。

请参考图7，图7为调整数字微镜装置36与镜头34的修正量的示意图。投影机30将数字微镜装置36与镜头34之间的距离设为一定值，但因为调整镜头34与数字微镜装置36之间的平行度，使得数字微镜装置36与镜头34之间的距离改变，会造成镜头34的后焦不良。现有承载座32为刚性强的材料，当平行度的误差大于镜头34的容忍度时，就使用垫片来调整镜头34以缩小误差，而本发明承载座32因为具有弹性及二弹性突出部58、60，可调整数字微镜装置36来改善镜头34与数字微镜装置36之间的平行度。一般镜头34的尺寸大小为数字微镜装置36的二倍以上，由图7可知，调整数字微镜装置36所造成数字微镜装置36与镜头34之间的距离d1改变远小于调整镜头34所造成的距离d2改变，所以本发明的方法可以大幅度改善因为调整镜头34与数字微镜装置36之间的平行度所造成镜头34后焦不良的影响。

由上述可知，本发明投影机30包括数字微镜装置36、镜头34、承载座32、固定装置40、导电海绵42以及框架38。承载座32的二侧分别为镜头承靠面50及物承靠面52，物承靠面52上包括二固定侧54、56以及二弹性突出部58、60，二弹性突出部58、60的一端连接于第一固定侧54，另一端则未与第二固定侧56相连接。利用承载座32本身材料的弹性以及弹性突出部58、60只有一端与第一固定侧54相连接，可以在线调整安装于物承靠面52的数字微镜装置36与镜头34之间的平行度，依据成像原理，成像愈接近镜头表示数字微镜装置36与镜头34之间的距离愈远，此时便可利用螺丝的锁附力造成弹性突出部58、60产生形变，拉近数字微镜装置36与镜头34之间的距离。

与现有技术相比，本发明投影机的承载座使用有弹性且可形变的材料，并且于承载座的物承靠面提供弹性突出部，当镜头以及数字微镜装置安装在承载座上时，可通过弹性突出部来调整数字微镜装置与镜头的平行度，镜头的聚焦质量达到最佳化。现有的承载座在制造时必须限定安装数字微镜装置与镜头的二侧的平行度误差，而且承载座本身需使用刚性较强的材料来制造，以避免安装数字微镜装置与镜头时不当的施力造成承载座二侧平行度更大的误差，再加上数字微镜装置与镜头本身平行度的误差，则镜头需要更大的误差容忍度。本发明投影机提供了承载座的机构设计以及组合投影机的方法，解决了现有投影机因承载座的机构误差、数字微镜装置歪斜、镜头误差容忍度不佳所造成投影机聚焦质量不良的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种组合投影机的方法，该投影机包括：

一镜头；一承载座，包括一用于安装该镜头的镜头承靠面以及一物承靠面，该物承靠面包括有一第一固定侧，一第二固定侧，与至少一弹性突出部，其中该弹性突出部位于该第一固定侧及该第二固定侧之间，该弹性突出部与其中一该固定侧相连接，该第一固定侧上具有一第一螺丝孔，该第二固定侧上具有一第二螺丝孔；一固定装置，该固定装置具有一第一孔洞与一第二孔洞，分别形成于对应于该第一螺丝孔与该第二螺丝孔的位置；以及

一成像装置，设置于该承载座与该固定装置之间，其包括有一与该承载座的第一固定侧相固定的第一装置侧以及一与该承载座的弹性突出部相抵接的第二装置侧，其中该弹性突出部是向安装有该成像装置的方向突出；

该方法包括下列步骤：

(a)将一第一螺丝穿过该第一孔洞，锁固于该第一螺丝孔中，使该固定装置与该承载座结合，且该成像装置第一装置侧固定于该承载座第一固定侧；

(b)将一第二螺丝穿过该第二孔洞，预锁于该第二螺丝孔中，使该成像装置第二装置侧抵接于该弹性突出部；

(c)将物像投影至前方的一屏幕上成像，并调整该镜头以使对应于该成像装置第一装置侧附近的物像在该屏幕上清楚对焦；以及

(d)根据该屏幕上的成像调整该第二螺丝旋入该第二螺丝座的深度，使该成像装置压缩该弹性突出部而移动，直到对应于该成像装置第二装置侧附近的物像在该屏幕上清楚对焦。

2.如权利要求1所述的方法，其中另包括将所有的螺丝上胶固定。

3.如权利要求1所述的方法，其中该成像装置为数字微镜装置(digitalmicromirror device，DMD)。

4.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)在该承载座提供二弹性突出部，每一弹性突出部的一端连接于该二固定侧中的一固定侧，而该弹性突出部的另一端未与该二固定侧相连接。

5.一种投影机，其包括：

一镜头；一承载座，包括一用于安装该镜头的镜头承靠面以及一物承靠面，该物承靠面包括有一第一固定侧，一第二固定侧，与至少一弹性突出部，其中该弹性突出部位于该第一固定侧及该第二固定侧之间，该弹性突出部与其中一该固定侧相连接，该第一固定侧上具有一第一螺丝孔，该第二固定侧上具有一第二螺丝孔；一固定装置，该固定装置具有一第一孔洞与一第二孔洞，分别形成于对应于该第一螺丝孔与该第二螺丝孔的位置；以及

一成像装置，设置于该承载座与该固定装置之间，其包括有一第一装置侧与一第二装置侧，该成像装置第一装置侧固定于该承载座第一固定侧上，而该成像装置第二装置侧抵接于该弹性突出部，其中该弹性突出部是向安装有该成像装置的方向突出；

其中当调整该第二螺丝旋入该第二螺丝座的深度时，该成像装置会压缩该弹性突出部而移动。

6.如权利要求5所述的投影机，其中该承载座包括二弹性突出部，每一弹性突出部的一端连接于该第一固定侧，另一端与该第二固定侧之间有一间隙。

7.如权利要求6所述的投影机，其中该二弹性突出部与该第一固定侧形成C字型。

8.如权利要求5所述的投影机，其中该承载座包括二弹性突出部，其中一弹性突出部的一端连接于该第一固定侧，另一端与该第二固定侧之间有一间隙，另一弹性突出部的一端连接于该第二固定侧，另一端与该第一固定侧之间有一间隙。

9.如权利要求8所述的投影机，其中一弹性突出部与该第一固定侧形成L字型，另一弹性突出部与该第二固定侧也形成L字型。

10.如权利要求5所述的投影机，其中该成像装置安装于该承载壳体具有该弹性突出部的一侧，而该镜头则安装于该承载座的另一侧。

11.如权利要求10所述的投影机，其中该承载座的二弹性突出部向安装成像装置的一侧突出。

12.如权利要求5所述的投影机，其中该成像装置为数字微镜装置(digital micromirror device，DMD)。

13.如权利要求5所述的投影机，还包括一弹性框架，该框架设置于该成像装置与该固定装置之间，用以使该成像装置与该固定装置能紧密结合。

14.如权利要求5所述的投影机，还包括一导电海绵，而该固定装置为一电路板，该导电海绵设置于该成像装置与该固定装置之间，该成像装置可通过该导电海绵与该电路板上的信号沟通。

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