ES2296059T3 - Dispositivo de convergencia ajustable mejorado para un proyector y proyector equipado con un dispositivo de convergencia. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de convergencia ajustable mejorado para ajustar la posición de un modulador de luz de píxeles de un proyector que comprende al menos dos moduladores de luz (3-5) de este tipo montados sobre el bastidor (2) del proyector (1), en el que el motor compuesto por el bastidor (2) y los moduladores de luz (3-5) está dispuesto dentro de una carcasa cerrada herméticamente (7), comprendiendo dicho dispositivo de convergencia (9-10) un montaje de placas que está fijado sobre el bastidor de soporte (2) y que soporta el modulador de luz (3-5) que va a ser ajustado, en el que dicho montaje de placas está compuesto por al menos dos elementos de placa, respectivamente un elemento de placa (25) que está fijado al bastidor de soporte (2) y un elemento de placa (29) sobre el cual está fijado el modulador de luz (3-5), en el que estos elementos de placa (25, 29) están conectados entre sí por medio de al menos una junta elástica y en el que al menos un primer ajustador de autobloqueo (41-42) estádispuesto para transmitir una fuerza entre estos elementos de placa (25, 29) paralela a un plano del modulador, con el fin de ajustar la posición relativa entre dichos elementos de placa (25, 29), comprendiendo dicho ajustador de autobloqueo (41-42) un mecanismo de pistón (43) con un bloque de pistón (49) y un tornillo de ajuste (54), caracterizado porque el tornillo de ajuste (54) de los mecanismos de pistón (43) tiene una parte alargada (59) con una extremidad (60) que sobresale de la carcasa (7) a través de un paso cerrado herméticamente (61) existente en la carcasa (7).
Description
Dispositivo de convergencia ajustable mejorado
para un proyector y proyector equipado con un dispositivo de
convergencia.
La presente invención se refiere a un proyector
que está equipado con dos o más moduladores de luz de píxeles, como
por ejemplo DMD (dispositivos de espejo digital), LCOS, LCD o
similares, en los cuales cada modulador de luz genera una imagen
separada con una luz de color diferente, generalmente rojo, verde y
azul claro, y en los que estas imágenes separadas son proyectadas a
través de un sistema de lentes y prismas sobre una pantalla de
proyección para constituir una imagen superpuesta única a todo
color.
Para obtener una buena calidad de la imagen
final, es esencial que los moduladores de luz separados estén bien
alineados unos con respecto a otros, en general en seis grados de
libertad, a saber tres traslaciones siguiendo las direcciones X, Y
y Z de un sistema de coordenadas rectangular y las correspondientes
tres rotaciones alrededor de estos ejes. Estando las traslaciones X
e Y situadas en el plano del modulador de luz concernido, y la
traslación Z en la dirección del eje óptico del modulador de luz
perpendicular al plano de dicho modulador.
La rotación de un modulador de luz alrededor de
los ejes X e Y controla la agudeza de la imagen, mientras que el
desplazamiento del modulador de luz en la dirección Z controla la
magnificación de la imagen, posibilitando estos movimientos
combinados la obtención de una imagen nítida.
Los otros tres grados de libertad, a saber los
movimientos en el plano del modulador de luz, el cual consiste en
una traslación vertical y una traslación horizontal junto con la
rotación en este plano, se utilizan para obtener una imagen de la
pantalla que esté bien posicionada en la dirección horizontal y en
la dirección vertical, así como en la dirección rotacional. Estos
tres grados de libertad se utilizan para alinear o hacer converger
las imágenes compuestas de forma separada a partir de cada uno de
los moduladores de luz sobre la pantalla, de forma que los
correspondientes píxeles de estas imágenes queden perfectamente
ajustados, evitando de esta forma la pérdida de agudeza de la
imagen y la pérdida de colores correctores, debidas a la
interferencia de píxeles adyacentes superpuestos de las imágenes
separadas.
La posición crítica de los moduladores entre sí
resulta afectada negativamente por los cambios en cuanto a
temperatura y humedad, por las vibraciones involuntarias acaecidas
durante el transporte, y otras circunstancias de este tipo.
Los grados de libertad que controlan la
convergencia de las imágenes separadas sobre la pantalla, son
altamente sensibles a dichos cambios. Los grados restantes de
libertad que controlan la agudeza y la magnificación son menos
sensibles en este sentido.
La convergencia de los moduladores de luz
requiere a veces, por consiguiente, un reajuste para mantener la
alineación. Un proyector de buena calidad requiere una convergencia
dentro de 1/8 de píxel.
Una relación de coste/función óptima se obtiene
mediante la fijación de tres grados de libertad para la agudeza y
la magnificación en la producción de todos los moduladores. Uno de
los moduladores es fijo y sirve como referencia. Cada modulador
restante es por consiguiente, ajustable en 3 grados de libertad en
sus respectivos planos. Ello posibilita los efectos involuntarios
de acuerdo con lo anteriormente descrito. En una configuración de 3
moduladores ello conduce a una reducción en los grados de libertad
de 3 x 6 grados de libertad a 2 x 3 grados de libertad.
La invención se refiere a un dispositivo de
convergencia que posibilita el ajuste preciso de la posición de un
modulador de luz de este tipo en su propio plano, con el fin de
ajustar la convergencia de las imágenes proyectadas.
En proyectores conocidos se utiliza un
dispositivo de convergencia del tipo que comprende una placa sobre
la cual se fija un modulador de luz concernido, de forma que esta
placa está montada de manera deslizable sobre el bastidor del
proyector quedando sujeta en posición por medio de una pluralidad de
tornillos de fijación.
Una intervención para reajustar la convergencia
requiere el aflojamiento de estos tornillos, el ajuste de forma
deslizable de la posición de la placa y de nuevo el apriete de los
tornillos de acuerdo con una secuencia predeterminada.
Una desventaja de este tipo de dispositivo de
convergencia es que el apriete de estos tornillos afecta a la
alineación de la placa, requiriendo, por consiguiente, hasta siete
repeticiones para fijar la placa en la posición deseada. Ello
requiere la paciencia y la diligencia de una persona experimentada y
de pulso firme.
Una operación completa para reajustar la
convergencia de dichos proyectores conocidos típicamente dura
treinta minutos y más.
Otra desventaja de los sistemas actuales es que
los moduladores de luz están típicamente montados formando sus
bordes un ángulo con la vertical. Con el fin de desplazar la imagen
proyectada en una dirección vertical sobre la pantalla de
proyección, el modulador de luz en cuestión tiene que ser desplazado
en una dirección en ángulo, dificultando aún más las
correcciones.
Otra desventaja es que el acceso a los tornillos
de ajuste es a menudo muy difícil. Ello se complica aún más por la
propia construcción de los proyectores con una carcasa
herméticamente sellada. En dichos casos una intervención correctora
requeriría el envío al laboratorio para abrir el cierre precintado
en un entorno controlado libre de polvo,
en el que el sistema de
convergencia comprende un montaje de placas fijado sobre un bastidor
de soporte del proyector. El modulador es soportado por el montaje
de placa que está compuesto por dos elementos de placa, en
particular un elemento de placa fijado al bastidor de soporte y un
elemento de placa fijado al modulador. Los elementos de placa están
conectados entre sí por una junta elástica, mientras que los
ajustadores de autobloqueo están dispuestos para transmitir una
fuerza entre los elementos de placa paralelos al plano del
modulador, con el fin de ajustar la posición relativa entre los
elementos de placa. Los ajustadores de autobloqueo comprenden un
mecanismo de pistón y un tornillo de ajuste, de forma que el
tornillo de ajuste es arrastrado por un bloque motor dispuesto
dentro del proyector y accionable por control remoto desde el
exterior del dispositivo
proyector.
Una ventaja del sistema de convergencia expuesto
es que puede controlarse desde fuera de la carcasa del proyector.
Sin embargo, la construcción de este sistema es compleja y el uso de
bloques motores controlables a distancia hace que el sistema
resulte bastante costoso.
Constituye un objetivo de la invención
proporcionar un sistema de ajuste de la convergencia que posibilite
el ajuste de la posición de un modulador de luz de píxeles de un
proyector con una carcasa herméticamente sellada, sin abrir la
carcasa y de una construcción barata y a prueba de impericia.
Con este fin, la invención proporciona un
dispositivo de convergencia ajustable mejorado para ajustar la
posición de un modulador de luz de píxeles de un proyector que
comprende al menos dos moduladores de luz de este tipo montado
sobre el bastidor del proyector,
en el que el motor compuesto por el
bastidor y los moduladores de luz está dispuesto dentro de una
carcasa cerrada herméticamente, comprendiendo dicho dispositivo de
convergencia: un montaje de placas el cual está fijado sobre dicho
bastidor de soporte y que soporta el modulador de luz que va a ser
ajustado, en el que dicho montaje de placas está compuesto al menos
por dos elementos de placa, respectivamente un elemento de placa
que está fijado al bastidor de soporte y un elemento de placa sobre
el cual está fijado el modulador de luz, en el que estos elementos
de placa están conectados entre sí por medio de al menos una junta
elástica, en el que al menos un primer ajustador de autobloqueo
está dispuesto para transmitir una fuerza entre estos elementos de
placa paralelos sobre un plano del modulador, con el fin de ajustar
la posición relativa entre dichos elementos de placa, comprendiendo
el ajustador de autobloqueo un mecanismo de pistón con un bloque de
pistón y un tornillo de ajuste y en el que el tornillo de ajuste del
mecanismo de pistón tiene una parte alargada con una extremidad que
sobresale de la carcasa a través de un paso herméticamente cerrado
existente en la
carcasa.
Las juntas elásticas existentes entre los
elementos de placa eliminan cualquier huelgo entre estos
elementos.
Los medios de ajuste de autobloqueo tienen la
ventaja de que los ajustes subsecuentes en las direcciones de
ajuste no influencian los ajustes anteriores, y no requieren una
acción perturbadora separada para la fijación del ajuste obtenido,
lo que da como resultado que se practiquen muy pocas acciones con un
número mínimo de repeticiones, lo que, por consiguiente, conduce
muy rápidamente a los resultados deseados.
De acuerdo con una forma de realización
preferente, los medios de ajuste comprenden un mecanismo de pistón
con un bloque de pistón que está fijado a un elemento de placa y que
está provisto de un paso orientado siguiendo la dirección de ajuste
de los medios de ajuste concernidos y que sirve como guía de un
pistón que está montado de manera deslizable dentro de este paso, y
que está en conexión con el otro elemento de placa para empujar y/o
traccionar en la dirección deseada, comprendiendo así mismo el
mecanismo de pistón un tornillo de ajuste diferencial con dos
partes roscadas, teniendo las dos partes roscadas un paso diferente,
cooperando una parte con una parte roscada del paso dentro del
bloque de pistón, y cooperando la otra parte con un agujero roscado
existente en el pistón.
Dicho mecanismo de pistón utilizado en
combinación con el montaje de placa anteriormente mencionado, está
perfectamente indicado para su aplicación en la presente invención,
dado que posibilita unos muy exactos y precisos ajustes y resulta
también autobloqueante.
Dado que los tornillos de ajuste tienen una
parte alargada con una extremidad que sobresale de la carcasa a
través de un paso herméticamente cerrado existente dentro de dicha
carcasa, es posible el ajuste de la convergencia de las imágenes
desde fuera, pudiendo descartarse por consiguiente el desmontaje del
conjunto cerrado.
\newpage
De acuerdo con una forma de realización
preferente las partes alargadas de los tornillos de ajuste están
constituidas por un tubo flexible, de forma que las extremidades
que sobresalen de estos tornillos de ajuste pueden ser dirigidas en
cualquier dirección de ajuste determinada para potenciar la
accesibilidad.
Preferentemente, el montaje de placas del
dispositivo de convergencia ajustable mejorado está compuesto por
al menos tres elementos de placa, respectivamente un primer elemento
de placa que está fijado al bastidor de soporte, un segundo
elemento de placa sobre el cual está fijado el modulador de luz, y
un tercer elemento de placa intermedio que está conectado a cada
uno de los primero y segundo elementos de placa por medio de al
menos una junta elástica y donde están dispuestos unos primeros
medios de ajuste para transmitir una fuerza en una primera
dirección de ajuste entre los primero e intermedio elementos de
placa y, a su vez, un segundo medio de ajuste para transmitir una
fuerza en una segunda dirección de ajuste entre la placa intermedia
y el segundo elemento de placa.
Los elementos de placa de las juntas elásticas
pueden estar constituidos por una única placa provista de unos
surcos que separan estos elementos de placa y de unas juntas
elásticas en forma de brazos curvados, dejando una conexión entre
los elementos de placa y los brazos al nivel de las extremidades de
los brazos, sirviendo estas conexiones como pivotes flexibles.
Una ventaja es la sencillez inherente de cada
montaje de convergencia ajustable proporcionando una unidad
compacta y modular, sencilla de montar que contiene entre otros los
elementos de enfriamiento activos y pasivos, los elementos
electrónicos y el modulador de luz.
La presente invención se refiere también a un
proyector con al menos dos moduladores de luz de píxeles y al menos
un dispositivo de convergencia ajustable de acuerdo con lo descrito
anteriormente en la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Con la intención de mostrar mejor las
características de la invención, a continuación, como ejemplo sin
ningún tipo de carácter limitativo, se describe una forma
preferente de realización de un dispositivo de convergencia
ajustable mejorado de acuerdo con la invención para un proyector y
un proyector equipado con un dispositivo de convergencia mejorado,
con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La figura 1 representa esquemáticamente en
sección horizontal la estructura general de un proyector equipado
con un dispositivo de convergencia ajustable mejorado de acuerdo con
la invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva más
detallada del dispositivo de convergencia ajustable indicado por la
referencia F2 en la figura 1;
la figura 3 es una vista en despiece ordenado de
la parte que se indica por la referencia F3 en la figura 2, pero en
posición inclinada;
la figura 4 es una vista en alzado a mayor
escala de la parte referida como F4 en la figura 3;
la figura 5 representa a mayor escala una vista
detallada de la parte contenida dentro del rectángulo F5 en
la
figura 3;
figura 3;
la figura 6 es una sección transversal de
acuerdo con la línea VI-VI en la figura 5.
\vskip1.000000\baselineskip
El proyector 1 representado en las figuras 1 y 2
comprende principalmente un llamado motor compuestos por un
bastidor 7, tres moduladores de luz 3, 4 y 5 montados sobre dicho
bastidor 2; un sistema óptico 6 compuesto por una pluralidad de
lentes, prismas y elementos similares, y unos componentes
electrónicos que no se representan, motor que está encerrado en una
carcasa 7, preferentemente una carcasa herméticamente sellada 7, con
una ventana de proye-
cción 8.
cción 8.
Los moduladores de luz 3, 4, 5 son dispositivos
bien conocidos, como por ejemplo los dispositivos de espejo digital
(DMD), utilizados cada uno para generar una imagen digital en un
color diferente, por ejemplo una imagen en rojo, verde y azul,
respectivamente, siendo éstas guiadas de la forma conocida a través
del sistema óptico 6 y a través de la ventana 8 de la carcasa y
proyectadas en superposición sobre una pantalla de proyección que
no se representa.
El modulador de luz 5, por ejemplo el modulador
del azul claro, está en este caso fijado al bastidor, mientras que
cada uno de los otros dos moduladores de luz 3 y 4, por ejemplo los
moduladores del rojo y del verde, están montados sobre un
dispositivo de convergencia ajustable, respectivamente 9 y 10, de
acuerdo con la invención y permitiendo el muy preciso ajuste de la
posición de cada modulador de luz 3 y 4 en cuestión, con el fin de
ajustar perfectamente la posición de las imágenes superpuestas sobre
la pantalla.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Los dispositivos de convergencia 9 y 10 están
fijados sobre unas abrazaderas 11 por medio de unos pasadores
encolados entre sí 12 y unas arandelas de vidrio 13, atravesando los
pasadores 13 unos agujeros 14, estando dichas abrazaderas 11
fijadas sobre el bastidor 2 por medio de unos tornillos 15.
La figura 3 representa una vista en despiece
ordenado de un montaje del dispositivo de convergencia ajustable 9,
de un montaje modulador de luz 16 y de un elemento de refrigeración
17 para la refrigeración del montaje modulador 16.
El montaje modulador 16 está compuesto por una
placa de circuito impreso 18 sobre la cual está fijada el modulador
3 de la luz roja junto con una pluralidad de piezas de montaje que
no son relevantes respecto de la presente invención y que por
consiguiente se describirán con mayor detalle más adelante y que se
montan por medio de unos tornillos 19 y unas tuercas 20.
Dicho montaje modulador 16 está fijado al
dispositivo de convergencia 9 por medio de los tornillos 19 y de
las tuercas 21, atravesando los tornillos 19 unos agujeros 22
practicados en el dispositivo de convergencia 9, mientras que el
elemento de refrigeración 17 está fijado al dispositivo de
convergencia 9 por medio de unos tornillos 23 que son atornillados
en unos agujeros roscados 24 del dispositivo de convergencia 9.
El dispositivo de convergencia ajustable 9
comprende un montaje de placas (mostrado con mayor detalle en la
figura 4) y tres elementos de placa coplanares, respectivamente un
primer elemento de placa exterior 25 con una abertura central 26,
un segundo elemento de placa intermedio 27 centrado en la abertura
26 y también provisto de una abertura central 28 y un tercer
elemento de placa intermedio 29 que sujeta los primero y segundo
elementos de placa 25 y 27 entre sí por medio de unas juntas en
forma de brazos en forma de U 30 a 37 que están fijados en cada una
de sus extremidades a uno de los elementos de placa en cuestión
25-27-29.
En este ejemplo, los elementos de placa 25, 27 y
29 y los brazos 30 a 37 están constituidos como una única placa
provista de una pluralidad de surcos 38 que separan estos elementos
de placa y los brazos, dejando una conexión material 39 entre las
extremidades de los brazos y los elementos de placa, de forma que
estas conexiones 39 pueden funcionar como bisagras flexibles que
permitan que los brazos 30 a 37 pivoten sin ninguna holgura con
respecto al elemento de placa al que están unidos.
Con el fin de mantener las tensiones de las
conexiones 39 al mínimo, los agujeros 40 pueden ser taladrados en
el extremo de los surcos exteriores 38 que rodean los brazos 30 a
37, ensanchando de esta forma o divergiendo los surcos en sus
extremos situados en las conexiones 39 en las extremidades de los
brazos.
Los cuatro brazos en forma de U 30 a 33 que
conectan el primer elemento de placa 25 con el elemento de placa
intermedio 29 están orientados con sus segmentos lineales paralelos
respecto de la dirección longitudinal X del modulador de luz 3 que
puede ser fijado, como se muestra en la figura 3, sobre la abertura
central 28 situada sobre el segundo elemento de placa 27 con su
dirección longitudinal X y su dirección transversal Y, tal como se
indica en la figura 4.
Estos cuatro brazos 30 a 33 están dispuestos en
diagonal con respecto a la abertura 28 cubierta por el modulador de
luz 3 y comprenden un brazo 33 que está dimensionado para tener unos
segmentos lineales más rígidos que los restantes brazos 30 a 32,
por ejemplo porque estos segmentos lineales sean más cortos. Ello
para potenciar las capacidades rotacionales del ajuste.
Los brazos en forma de U 34 a 37 que conectan el
segundo elemento de placa 27 con el elemento de placa intermedio 29
están orientados con sus segmentos lineales paralelos a la dirección
transversal Y del modulador de luz 3 y están también dispuestos en
diagonal con respecto a un modulador de luz.
Entre los brazos 34 a 37, al menos dos brazos,
preferentemente los dos brazos 34 y 35 situados en los lados
opuestos del modulador de luz 3, son más cortos que los otros dos
brazos 36 y 37. Ello es para compensar la aplicación de la fuerza
asimétrica en la dirección X.
El primer elemento de placa 25 del montaje de
placa que soporta el modulador de luz 3 está fijado al bastidor 2
del proyector 1, como se muestra en la figura 2, con lo que el
montaje de placa y el modulador de luz 3 están montados formando
ángulo con la dirección vertical V-V'. Ello para
posibilitar los ajustes x-y tal como se aprecian en
la pantalla.
El dispositivo de convergencia ajustable 9
comprende así mismo unos ajustadores de autobloqueo 41 para
transmitir una fuerza en una primera dirección de ajuste paralela a
la dirección transversal Y del modulador de luz 3 entre el primer
elemento de placa 25 y el elemento intermedio de placa 29 con el fin
de ajustar la posición relativa entre dichos primero e intermedio
elementos de placa 25 y 29, así como un segundo medio de ajuste de
autobloqueo 42 para transmitir una fuerza en una segunda dirección
de ajuste paralela a la dirección longitudinal X del modulador de
luz entre el segundo elemento de placa 27 y el elemento de placa
intermedio 29 en la posición relativa entre dichos segundo e
intermedio elementos de placa 27 y 29.
Los primeros ajustadores 41 comprenden dos
mecanismos de pistón, respectivamente 43 y 44, orientados de forma
paralela respecto de la primera dirección de ajuste Y, mientras que
los segundos ajustadores 42 comprenden dicho mecanismo de pistón 45
orientado de forma paralela respecto de la segunda dirección de
ajuste X.
Como se representa con detalle en las figuras 5
y 6 para el mecanismo de pistón 43, como ejemplo, cada uno de los
mecanismos de pistón 43 y 44 comprende un tope 46 fijado sobre el
elemento de placa intermedio 29 por medio de unos tornillos 47 que
encajan en unos agujeros roscados 48 de este elemento de placa 29 y
de un bloque de pistón 49 fijado al primer elemento de placa 25 por
medio de unos tornillos 50 que encajan en unos agujeros roscados 51
del elemento de placa 25 de forma que el bloque de pistón 49 está
provisto de un paso 52 orientado siguiendo la dirección de ajuste Y
y sirviendo como guía para un pistón 53 que está montado de forma
deslizable dentro de este paso 52, dando cara a dicho tope 46.
Dichos mecanismos de pistón 43 y 44 comprenden
también, cada uno, un tornillo de ajuste diferencial 54 con dos
partes roscadas 55 y 56, respectivamente, teniendo las dos partes 55
y 56 un paso ligeramente diferente, por ejemplo métrico 4 y métrico
5, cooperando una parte 55 con una parte roscada 57 del paso 52 del
bloque de pistón 49, cooperando la otra parte 56 con un agujero
roscado 58 del pistón 53. El pistón ha sido diseñado para impedir
su rotación.
Los tornillos de ajuste 54 tienen una parte
alargada 59, preferentemente en forma de tubo flexible, con una
extremidad 60 que sobresale de la carcasa 70 a través de los pasos
herméticamente cerrados 61 existentes en dicha carcasa 7,
posibilitando el ajuste desde el exterior de la carcasa 7 del
proyector 1.
Los dos mecanismos de pistón 43 y 44 están
separados entre sí y están cada uno separados en lados diferentes
del eje de simetría transversal del modulador de luz 3 y en el lado
opuesto del brazo más pequeño 33.
El mecanismo de pistón 45 está compuesto de
forma similar por un tope 46 que en este caso está fijado sobre el
segundo elemento de placa 27 por medio de los tornillos 47 que
encajan en los agujeros roscados 62 de dicho elemento de placa 27 y
un pistón 53 montado en un bloque de pistón 49 que está fijado al
elemento de placa intermedio 29 con unos tornillos que encajan en
unos agujeros roscados 63 existentes en dicho elemento de placa 29
y que son accionados por un tornillo de ajuste diferencial 54 con
una parte alargada 59 con una extremidad que sobresale 60. Dicho
mecanismo de pistón 45 está situado a distancia del eje de simetría
longitudinal del modulador de luz 3.
El uso de los dispositivos de convergencia
ajustables 9 y 10 de acuerdo con la invención es fácil y según se
expone a continuación.
Cuando el motor está montado, los dispositivos
de convergencia 9 y 10 son ajustados de tal forma que las imágenes
generadas por los tres moduladores de luz 3, 4 y 5 que son
proyectados a través del sistema óptico 6 y de la ventana 8 sobre
una pantalla, están perfectamente alineados unos con respecto a
otros.
La alineación correcta de las imágenes puede
cambiar con el tiempo debido a la variación de la posición de los
moduladores de luz 3, 4 y 5 como resultado de las variaciones de la
temperatura y de la humedad o debido a las vibraciones u otros
efectos.
Por consiguiente, a veces se requiere el
reajuste de las posiciones relativas de los moduladores de luz 3, 4
y 5 mediante la utilización de los dispositivos de convergencia
ajustables 9 y 10 para ajustar la convergencia de las imágenes del
rojo y el verde de los moduladores de luz 3 y 4 entre sí y con
respecto a la imagen del azul del modulador de luz fijo 5, más
exactamente mediante el manejo de los tornillos de ajuste 54 de los
respectivos mecanismos de pistón 43, 44 y 45.
Haciendo girar el tornillo de ajuste 54 de dicho
mecanismo de pistón 43-44-45, por
ejemplo en la dirección dextrorso, el tornillo de ajuste 54 queda
más profundamente encajado dentro del bloque de pistón 49
desplazándose de esta forma en la dirección del tope 46 del
mecanismo de pistón 43-44-45,
mientras que al mismo tiempo el tornillo de ajuste 54 queda más
profundamente encajado dentro del pistón 53 provocando de esta forma
la retracción del pistón 53 en la dirección opuesta.
Cuando se da una vuelta al tornillo de ajuste
54, dicho tornillo 54 recorre una distancia igual al paso de la
parte roscada 57 del paso 52 del bloque de pistón 49, mientras que
el pistón 53 es retraído a lo largo de una distancia igual al paso
del agujero roscado 58 del pistón 53. El movimiento resultante del
pistón 53 y, con ello, del tope 46 que es empujado por dicho pistón
53 es la diferencia entre dichos pasos.
Resultan posibles unos ajustes muy precisos de
la posición del pistón 53 al escoger pasos que son solo ligeramente
diferentes, posibilitando el ajuste en una fracción de las
dimensiones de los píxeles de los moduladores de luz 3, 4 y 5, por
ejemplo ajustes fácilmente de hasta 1/8 de las dimensiones de un
píxel con un tamaño de 13 micrómetros.
El procedimiento para ajustar la posición del
modulador de luz 3 es como sigue:
Para ajustar la posición horizontal de la imagen
proyectada del modulador de luz 3 sobre la pantalla de proyección,
debe actuarse sobre el tornillo de ajuste 54 del dispositivo de
convergencia 45. Al hacerlo, el pistón 53 es desplazado en la
segunda dirección de ajuste X, apartando el tope 46 situado sobre el
segundo elemento de placa 27 contra la acción de las juntas
elásticas 34 a 37. Estas juntas elásticas están dimensionadas para
compensar la acción asimétrica sobre el segundo elemento de placa 27
de tal forma que el tornillo de ajuste 54 del dispositivo de
convergencia 45 tiene como consecuencia un desplazamiento lineal del
segundo elemento de placa 27 y del modulador de luz 3 fijado sobre
aquél, en dicha dirección X.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Los ajustes son dirigidos en la dirección X e Y
de cada modulador respectivo. Esto se traduce en ajustes en las
direcciones X e Y sobre la pantalla, potenciando la naturaleza
espontánea de las correcciones requeridas.
Al montar el motor, el dispositivo de
convergencia 45 es montado sobre el bastidor 2 con una cierta
precompresión de las juntas elásticas, de forma que, cuando el
tornillo de ajuste 54 es aflojado, el segundo elemento de placa 27
y el modulador de luz 3 son desplazados en la dirección opuesta
debido a la acción liberadora de las juntas elásticas comprimidas
34 a 37. Una ventaja de esto es que las fuerzas ejercidas por el
pistón 53 siempre actúan de la misma forma, eliminando con ello la
influencia de cualquier huelgo en las partes roscadas
55-56-57-58 del
mecanismo de pistón 45.
Alternativamente, en lugar de un tope de una
dirección, también podría emplearse un sistema de acoplamiento de
dos direcciones para traccionar y/o empujar dicho tope,
preferentemente también precargado, y proporcionar la posibilidad
de duplicar el margen de actuación.
Para ajustar la posición vertical de la imagen
proyectada del modulador de luz 3, los tornillos de ajuste de ambos
mecanismos de pistón 43 y 44 son igualmente girados, desplazando de
esta forma el elemento de placa intermedio 29 en la primera
dirección Y.
El ajuste rotacional de la imagen sobre la
pantalla resulta posible mediante la sola actuación sobre el
tornillo de ajuste 54 del mecanismo de pistón 43. Actuando sobre
dicho tornillo 54 el elemento de placa intermedio 29 y el modulador
de luz 3 rotarán debido a la acción asimétrica del mecanismo de
pistón 43 situado sobre el elemento de placa intermedio 29 y a
causa del hecho de que la junta elástica 33 es más rígida que las
otras tres juntas elásticas 30 a 32, sirviendo de esta forma como
pivote del elemento de placa intermedio 29.
La imagen proyectada del modulador de luz 4
puede ser ajustada de forma similar actuando sobre los tornillos de
ajuste 54 del dispositivo de convergencia 10.
Es evidente que son posibles otras disposiciones
de las juntas elásticas 30 a 37 y de los mecanismos de pistón
43 a 45.
43 a 45.
Las juntas elásticas pueden estar, por ejemplo,
constituidas por unos brazos que se curven en formas más complejas
con al menos una incurvación y uno o más segmentos lineales.
El tope 46 de los mecanismos de pistón 43 a 45
pueden ser parte de los pistones 53 posibilitando el empuje y
tracción con estos pistones sobre los elementos de placa en
cuestión.
Es posible usar un dispositivo de convergencia
de acuerdo con la invención, de forma que solo dos elementos de
placa sean utilizados y solo uno o dos mecanismos de pistón estén
actuando en una dirección. En este caso el ajuste de la
convergencia podría únicamente llevarse a cabo en una dirección de
desplazamiento y/o en una dirección rotacional.
No es necesario que los elementos de placa
25-27-29 y que los brazos 30 a 37
estén hechos con la misma placa, pero no se excluye el empleo de
piezas separadas para estos elementos.
En dichos casos podrían utilizarse materiales
elásticos como por ejemplo resortes de lámina o materiales similares
como un tirante elástico entre los elementos de placa
separados.
Tampoco se excluye que uno de los elementos de
placa fijados al bastidor 2 sea una parte integrada de este
bastidor 2.
bastidor 2.
También es evidente que cada uno de los
tornillos de ajuste 54 podría ser accionado por medio de o
sustituido por un motor, un elemento piezoeléctrico o cualquier
otro accionador, más concretamente cualquier otro accionador de
autobloqueo que puentee dos elementos de placa.
En lugar de los mecanismos de pistón
43-44-45 pueden utilizarse otros
accionadores, por ejemplo un motor lineal, un cilindro accionado
hidráulica o neumáticamente, o similares.
La presente invención no queda en forma alguna
limitada a la forma de realización descrita a modo de ejemplo y
representada en las figuras; por el contrario, el dispositivo de
convergencia ajustable mejorado de acuerdo con la invención
anteriormente expuesto así como un proyector equipado con dicho
dispositivo de convergencia pueden llevarse a la práctica de
diversas formas sin apartarse del alcance de la invención.
Claims (20)
1. Un dispositivo de convergencia ajustable
mejorado para ajustar la posición de un modulador de luz de píxeles
de un proyector que comprende al menos dos moduladores de luz
(3-5) de este tipo montados sobre el bastidor (2)
del proyector (1), en el que el motor compuesto por el bastidor (2)
y los moduladores de luz (3-5) está dispuesto
dentro de una carcasa cerrada herméticamente (7), comprendiendo
dicho dispositivo de convergencia (9-10) un montaje
de placas que está fijado sobre el bastidor de soporte (2) y que
soporta el modulador de luz (3-5) que va a ser
ajustado, en el que dicho montaje de placas está compuesto por al
menos dos elementos de placa, respectivamente un elemento de placa
(25) que está fijado al bastidor de soporte (2) y un elemento de
placa (29) sobre el cual está fijado el modulador de luz
(3-5), en el que estos elementos de placa (25, 29)
están conectados entre sí por medio de al menos una junta elástica y
en el que al menos un primer ajustador de autobloqueo
(41-42) está dispuesto para transmitir una fuerza
entre estos elementos de placa (25, 29) paralela a un plano del
modulador, con el fin de ajustar la posición relativa entre dichos
elementos de placa (25, 29), comprendiendo dicho ajustador de
autobloqueo (41-42) un mecanismo de pistón (43) con
un bloque de pistón (49) y un tornillo de ajuste (54),
caracterizado porque el tornillo de ajuste (54) de los
mecanismos de pistón (43) tiene una parte alargada (59) con una
extremidad (60) que sobresale de la carcasa (7) a través de un paso
cerrado herméticamente (61) existente en la carcasa (7).
2. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque el tornillo de ajuste (54) del mecanismo de pistón (43)
tiene dos partes roscadas, teniendo las dos partes un paso
diferente, cooperando una parte (55) con una parte roscada (57) de
un paso (52) del bloque de pistón (49) fijado a un elemento de
placa, cooperando la otra parte (56) con un agujero roscado (58)
existente en un pistón (53) que está en conexión con el otro
elemento de placa, o viceversa.
3. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque el ajustador (41-42) se extiende en paralelo
o aproximadamente en paralelo con el eje de simetría longitudinal o
transversal del modulador de luz (3-5).
4. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado
porque el ajustador (41-42) está situado separado
del eje de simetría longitudinal o transversal del modulador de luz
(3-5).
5. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque se disponen dos ajustadores de autobloqueo
(41-42), cada uno paralelo o aproximadamente
paralelo con el eje de simetría longitudinal o transversal del
modulador de luz (3-5) y cada uno situado en un lado
diferente del eje particular y separado de este último.
6. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la parte
alargada (59) está constituida por un tubo flexible.
7. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada una de
las juntas elásticas que conectan los elementos de placa (25, 29)
están constituidas por un brazo (30-37) que está
fijado mediante pivote en cada una de sus extremidades a cada uno de
los elementos de placa concernidos.
8. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 7, en el que los
brazos
(30-37) de las juntas elásticas tienen una forma curvada, preferentemente una forma en U, con al menos una incurvación y dos segmentos lineales.
(30-37) de las juntas elásticas tienen una forma curvada, preferentemente una forma en U, con al menos una incurvación y dos segmentos lineales.
9. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 8, en el que los segmentos
lineales de los brazos (30-37) están orientados en
dirección transversal con la dirección de ajuste, con el fin de
obtener unos ajustes espontáneos sobre la pantalla.
10. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 9, en el que los elementos
de placa (25, 29) están conectados entre sí por medio de al menos
tres brazos (30-37), preferentemente cuatro brazos,
con respecto al modulador de luz.
11. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 10, en el que al menos un
brazo (33) tiene unos segmentos lineales más rígidos que los otros
brazos (30, 32), con el fin de potenciar la capacidad
rotacional.
12. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 10, en el que, entre los
brazos en forma de U, al menos dos brazos situados en lados opuestos
del modulador de luz tienen segmentos lineales más cortos.
13. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el montaje
de placa está constituido por una única placa que está provista de
unos surcos que separan estos elementos de placa
(25, 29) y los brazos del montaje de placa, dejando una conexión entre los elementos de placa (25, 29) y los brazos en las extremidades de los brazos (30-37).
(25, 29) y los brazos del montaje de placa, dejando una conexión entre los elementos de placa (25, 29) y los brazos en las extremidades de los brazos (30-37).
14. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 13, en el que los surcos
exteriores que rodean los brazos divergen en sus extremos situados
en las extremidades de los brazos (30-37).
15. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el montaje
de placa está compuesto por al menos tres elementos de placa (25,
27, 29), respectivamente un primer elemento de placa (25) que está
fijado al bastidor de soporte (2), un elemento de placa (29) sobre
el cual está fijado el modulador de luz
(3-5), y un tercer elemento de placa intermedio (27) que está conectado a cada uno de los primero y segundo elementos de placa por medio de al menos una junta elástica y por medio de lo cual los primeros ajustadores de autobloqueo
(41-42) están dispuestos para transmitir una fuerza en una primera dirección de ajuste entre los primero e intermedio elementos de placa (25, 27), y a su vez unos segundos ajustadores de autobloqueo para transmitir una fuerza en una segunda dirección de ajuste entre los elementos intermedio y segundo de placa (27, 29).
(3-5), y un tercer elemento de placa intermedio (27) que está conectado a cada uno de los primero y segundo elementos de placa por medio de al menos una junta elástica y por medio de lo cual los primeros ajustadores de autobloqueo
(41-42) están dispuestos para transmitir una fuerza en una primera dirección de ajuste entre los primero e intermedio elementos de placa (25, 27), y a su vez unos segundos ajustadores de autobloqueo para transmitir una fuerza en una segunda dirección de ajuste entre los elementos intermedio y segundo de placa (27, 29).
16. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 15, en el que las primera
y segunda direcciones de ajuste están orientadas en las direcciones
longitudinal y transversal del modulador de luz
(3-5).
(3-5).
17. El dispositivo de convergencia ajustable
mejorado de acuerdo con la reivindicación 15, en el que las juntas
elásticas están constituidas por unos brazos curvados
(30-37) por medio de lo cual los segmentos lineales
de los brazos (30-33) que conectan el primer
elemento de placa (25) con el elemento intermedio (27) están
orientados en dirección transversal con la primera dirección de
ajuste, mientras que los segmentos lineales de los brazos
(34-37) que conectan el elemento intermedio (27) y
el segundo elemento de placa (29) están orientados en dirección
transversal con la segunda dirección de ajuste.
18. Un proyector que comprende una carcasa, al
menos dos moduladores de luz de píxeles y al menos un dispositivo
de convergencia ajustable de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17.
19. Un motor que comprende al menos un bastidor,
al menos dos moduladores de luz y al menos un dispositivo de
convergencia ajustable de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 17.
20. El motor de acuerdo con la reivindicación
19, en el que tres moduladores de luz (3-5) están
montados sobre un bastidor (2) y en el que un modulador de luz está
fijado al bastidor, mientras que uno y otro moduladores de luz
están fijados sobre un dispositivo de convergencia ajustable que
está fijado al bastidor.
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|---|---|---|---|
| US10/790,053 US7002760B2 (en) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | Adjustable convergence device for a projector and projector equipped with such a convergence device |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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