专利名称：透镜移动机构和液晶投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保持和移动液晶投影仪镜筒的透镜移动机构，以及一种使用该透镜移动机构的液晶投影仪。
背景技术：
图1示出了一种常规液晶投影仪的结构例。该图中，附图标记1表示光源，其由一个灯泡如金属卤化物灯泡构成，附图标记2和3表示用于分离光线的分色镜，附图标记4和5表示反光镜，附图标记6、7和8表示液晶板，附图标记9和10表示用于重新会聚光线的分色镜，附图标记11表示由一对液晶棱镜12A和12B构成的光路调节机构，附图标记13表示投影透镜。全部这些部件都设置在投影仪壳体14中。
从光源1发出的光线由分色镜2和3分成三原色的光线，即红色(R)、蓝色(B)和绿色(G)。由对应的液晶板6、7或8根据每个颜色成分的图像信息对每个分离出的光线对其透射比进行调制。液晶板6、7和8分别位于相应的光路中。经调制的光线由分色镜9和10重新会聚。
重新会聚的光线由光路调节机构11对其光路进行调节，然后放大并通过一个投影透镜13投影到一个屏幕(未图示)上。
在上述常规的液晶投影仪中，光路调节机构11设置在投影透镜13的正前方。这种设置存在一个问题，即难以小型化，因为光路调节机构11需要在液晶投影仪中加长从各液晶板6、7和8到投影透镜13之间的距离(例如图1中液晶板6的距离m)。
还有另一个问题，即具有图像信息的光线在传导通过液晶板6、7和8之后经过构成光路调节机构11的液晶棱镜12A和12B的多个玻璃板，然后通过投影透镜13投影，从而将图像放大并显示在屏幕上。由于该多个玻璃板，增大了投影到屏幕上的图像中的图像失真和色差失真，从而不能进行高分辨率图像显示。
为了解决不能小型化以及由于在投影图像中图像失真和色差失真的增大而引起的不能显示高分辨率图像的问题，作为示例，在日本未审专利公开文献No.H6-331953中公开了一种以这样的方式构造的液晶投影仪，其设有一个镜筒移动机构，它能够在垂直于投影仪壳体的方向相对于投影仪壳体移动其中具有投影透镜的镜筒，从而取消光路调节机构，光路调节机构是导致难以小型化以及由于图像失真和色差失真的增大而引起的难以进行高分辨率显示的因素。
通过以这种方式构造液晶投影仪，可实现小型化，并能够完成投影图像的转移或摆动调节，而不会在投影图像中产生图像失真和色差失真。
发明内容
本发明的一个目的是进一步改进上述液晶投影仪的镜筒移动机构，其中取消了光路调节机构；此外，本发明还要提供一种结构简单的透镜移动机构，它能够平稳和精确地移动镜筒，以及使用该透镜移动机构的液晶投影仪。
为实现上述目的，本申请第一项发明提供了一种透镜移动机构，包括一个用于保持镜筒的透镜保持元件，该镜筒中设有一个用于投影具有图像信息的光线的投影透镜；一个透镜保持元件导引装置，其用于在至少一个垂直于所述光线的光轴的轴线方向上可移动地导引所述透镜保持元件；一个固定支承元件，其用于支承所述透镜保持元件导引装置；和一个驱动装置，其用于向镜筒施加驱动力，其中所述透镜保持元件导引装置包括一个轨道元件，其设有一个沿其纵向延伸的滚动元件运行表面；一个可移动元件，其装入所述轨道元件中从而可相对于所述轨道元件移动，并且设有一个与所述轨道元件的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面；以及多个滚动元件，它们安置于所述轨道元件的滚动元件运行表面与所述可移动元件的滚动元件运行表面之间。
由于透镜保持元件导引装置具有上述结构，即包括一个轨道元件，其设有一个沿其纵向延伸的滚动元件运行表面；一个可移动元件，其装入所述轨道元件中从而可相对于所述轨道元件移动，并且设有一个与所述轨道元件的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面；以及多个滚动元件，它们安置于所述轨道元件的滚动元件运行表面与所述可移动元件的滚动元件运行表面之间，可移动元件相对于轨道元件的运动由于滚动元件而平稳，从而实现了投影透镜的平稳运动。
本申请的第二项发明提供了前述的透镜移动机构，其特征在于还包括一个中间元件，其用于将所述透镜保持元件与所述固定支承元件相互连接起来，其中所述透镜保持元件导引装置包括一个设置于所述固定支承元件与所述中间元件之间的第一导引装置，和一个设置于所述中间元件与透镜保持元件之间的第二导引装置，所述第一导引装置在第一预定方向导引所述中间元件，所述第二导引装置在垂直于所述第一预定方向的第二预定方向导引所述透镜保持元件，及所述第一导引装置和所述第二导引装置各自的轨道元件和各自的可移动元件相对于光轴方向设置在基本相同的位置上。
如上所述，由于所述第一导引装置和所述第二导引装置各自的轨道元件和各自的可移动元件相对于光轴方向设置在基本相同的位置上，透镜移动机构可构造成在光轴方向具有减小的厚度，从而能够小型化。
本申请的第三项发明提供了前述的透镜移动机构，其特征在于，所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件以这样的方式设置，即它们的横向基本上平行于光轴的方向。
由于所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件设置成使它们的横向基本上平行于光轴的方向，提高了抵抗在垂直于光轴L的方向的转矩的刚度，因而可以高刚度支承重镜筒，从而能够精确和平稳地移动镜筒。
本申请的第四项发明提供了前述的透镜移动机构，其特征在于，在滚动元件与所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件的滚动元件运行表面之间设有过盈配合。
如上所述，通过在滚动元件与所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件的滚动元件运行表面之间设置过盈配合(负间隙)，提高了透镜保持元件导引装置的刚度，更精确和平稳地移动重镜筒。
本申请的第五项发明提供了前述的透镜移动机构，其特征在于，所述轨道元件是一个由板元件制成的外部导轨，其在垂直于其纵向的截面中基本上形成为U形形状，并在其横向的两个内侧具有滚动元件运行表面；所述可移动元件是一个由板元件制成的内部导轨，其在垂直于其纵向的截面中基本上形成为U形形状，并在其横向的两个外侧具有滚动元件运行表面；所述透镜移动机构还包括一个可旋转地保持所述滚动元件的滚动元件保持器。
由于轨道元件和可移动元件是由板元件制成的外部导轨和内部导轨，轨道元件和可移动元件可以很容易地例如通过压制钢板而制成，且可将市场上廉价的球用作这些滚动元件。结果，可以相对较低的成本制成导引机构，从而实现成本降低。
本申请的第六项发明提供了前述的透镜移动机构，其特征在于，所述轨道元件是一个在其横向的两侧设有滚动元件运行表面的轨道式导轨，所述可移动元件是一个设有环形循环通道的可移动块，该环形循环通道包括与所述轨道式导轨的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面，及所述滚动元件被容纳而对准在所述环形循环通道中，并且随着所述可移动块相对于所述轨道式导轨的运动而循环。
在轨道元件是一个在其横向的两侧设有滚动元件运行表面的轨道式导轨，所述可移动元件是一个设有环形循环通道的可移动块，该环形循环通道包括与所述轨道式导轨的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面，及所述滚动元件被容纳而对准在所述环形循环通道中，并且随着所述可移动块相对于所述轨道式导轨的运动而循环这样的结构中，可实现极其平稳的操作，即可移动块可相对于轨道式导轨极其平稳地移动。此外，由于由轨道式导轨和可移动块构成的透镜保持元件导引装置具有高刚度，可以刚性地支承镜筒，并以更高的精度移动镜筒。
本申请的第七项发明提供了一种液晶投影仪，其特征在于包括一个如权利要求1至6中任一所述的透镜移动机构；和一个其中设有液晶板的投影仪壳体，其中来自所述液晶板的带有图像信息的光线被引入由所述透镜移动机构保持的投影透镜中。
液晶投影仪包括前述的透镜移动机构，从而实现了紧凑的液晶投影仪，而不会在投影图像中产生图像失真和色差失真。
图1是一个视图，表示常规液晶投影仪的结构例；图2是一个视图，表示使用根据本发明的透镜移动机构的液晶投影仪的结构例；图3是一个示意性透视图，表示根据本发明的透镜移动机构的镜筒移动机构(第一实施例)的结构例；图4是根据本发明的透镜移动机构的镜筒移动机构(第一实施例)的结构例；图5是沿图4中线A1-A1取的剖视图；图6是沿图4中线B1-B1取的剖视图；图7(A)、7(B)是视图，表示第一导引机构的结构，其中图7(A)是其局部切开透视图，图7(B)是沿图7(A)中的线C-C取的剖视图；图8是镜筒移动机构的固定支承元件的主视图；图9是镜筒移动机构的中间元件的主视图；
图10是镜筒移动机构的透镜保持元件的主视图；图11(A)、11(B)是视图，表示第一导引机构的驱动机构的结构例，其中图11(A)是其底视图，图11(B)是其主视图；图12是一个主视图，表示根据本发明的透镜移动机构的镜筒移动机构(第二实施例)的结构例；图13是沿图12中线A2-A2取的剖视图；图14是沿图12中线B2-B2取的剖视图；图15是第一导引机构的主要部分的局部切开透视图；图16是图15中第一导引机构的局部切开侧视图；图17是图15中第一导引机构的局部切开主视图。
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施例进行描述。图2是一个视图，表示使用根据本发明的透镜移动机构的液晶投影仪的第一实施例的结构例。
图2中，用与图1中相同的附图标记表示相同或对应的部件。
液晶投影仪包括一个设置在容纳投影透镜13的镜筒15外部的镜筒移动机构16，用于相对于投影壳体14在水平方向(X轴方向)和垂直方向(Z轴方向)移动镜筒15，该机构的结构将在下面描述。
在镜筒15中，一个玻璃板17以覆盖住镜筒15的发射端的方式设置在投影透镜13的发射侧。
在镜筒15外部设有一个玻璃板旋转机构18，其可环绕一个在水平方向(X轴方向)延伸的第一旋转轴线和一个在垂直方向(Z轴方向)延伸的第二旋转轴线旋转玻璃板17。
图3至6是视图，表示上述镜筒移动机构16的结构例，其中图3是其示意性透视图，图4是其主视图，图5是沿图4中线A1-A1取的剖视图，图6是沿图4中线B1-B1取的剖视图。
镜筒移动机构16包括一个用于保持镜筒15的透镜保持元件20，一个固定支承元件21，一个将透镜保持元件20和固定支承元件21相互连接起来的中间元件，和一个在垂直方向(Z轴方向)和水平方向(X轴方向)移动透镜保持元件20的透镜保持元件导引机构。
镜筒移动机构包括设置在固定支承元件21和中间元件22之间的第一导引机构23、23，以及设置在中间元件22与透镜保持元件20之间的第二导引机构24、24。这两个导引机构将在下面详细描述。
图7(A)、7(B)是视图，表示其中一个第一导引机构23的结构，其中图7(A)是其局部切开透视图，图7(B)是沿线C-C取的剖视图。在图7(A)、7(B)中，附图标记23-1表示作为轨道元件的外部导轨，附图标记23-2表示内部导轨，该内部导轨安装在外部导轨23-1中并以这样的方式与之结合，使内部导轨23-2可相对于外部导轨23-1滑动，附图标记23-3表示作为在外部导轨23-1和内部导轨23-2之间滚动的滚动元件的球，附图标记23-4表示作为球保持器的保持器，用于以预定的间隔将多个球对准和保持在外部导轨23-1和内部导轨23-2之间。
外部导轨23-1由板元件制成，在垂直于纵向的剖面内形成基本上U形形状，并在两个横向内侧设有沿纵向延伸的滚动元件运行表面23-1a。
外部导轨23-2由板元件制成，在垂直于纵向的剖面内形成基本上U形形状，并在两个横向外侧设有沿纵向延伸的滚动元件运行表面23-2a。
外部导轨23-1的滚动元件运行表面23-1a和内部导轨23-2的滚动元件运行表面23-2a一起配合，容纳由保持器23-4可旋转地保持着的多个球23-3。
另外，第二导引机构24具有与第一导引机构23相同的结构，也就是说，包括一个外部导轨24-1，一个内部导轨24-2，球24-3和一个保持器24-4。其图示省略。
如图5中所示，第一导引机构23、23的外部导轨23-1、23-1在水平方向(X轴方向)固定到固定支承元件21的两个内侧，内部导轨23-2、23-2在水平方向固定到中间元件22的两端。
另外，如图6中所示，第二导引机构24、24的外部导轨24-1、24-1在垂直方向(Z轴方向)固定到中间元件22、22的相应内侧，内部导轨24-2、24-2在垂直方向固定到透镜保持元件20的外侧。
通过用下面将详细描述的一个驱动机构相对于外部导轨23-1、23-1垂直移动第一导引机构23、23的内部导轨23-2、23-2，透镜保持元件20被垂直移动，即镜筒15被垂直移动。
通过用一个驱动机构(未图示)相对于外部导轨24-1、24-1水平移动第一导引机构24、24的内部导轨24-2、24-2，透镜保持元件20被水平移动，即镜筒15被水平移动。
根据前述结构，其中透镜保持元件导引机构包括由外部导轨23-1和内部导轨23-2构成的用于垂直导引透镜保持元件20的第一导引机构23、23和由外部导轨24-1和内部导轨24-2构成的用于水平导引透镜保持元件20的第二导引机构24、24，内部导轨23-2、23-2相对于第一导引机构23、23的外部导轨23-1、23-1的运动可由球23-3、23-3平稳地完成。相似地，内部导轨24-2、24-2相对于第一导引机构24、24的外部导轨24-1、24-1的运动可由球24-3、24-3平稳地完成。结果镜筒15可以平稳地移动。
由于外部导轨23-1、24-1和内部导轨23-2、24-2可以很容易地例如通过压制钢板而制成，且可将市场上廉价的球用作这些球，因此可以相对较低的成本制成导引机构，从而实现成本降低。
另外，第一导引机构23、23和第二导引机构24、24的外部导轨23-1、23-1、24-1、24-1和内部导轨23-2、23-2、24-2、24-2分别相对于光轴L设置在基本相同的位置。
因此，镜筒移动机构16可构造成在光轴L方向具有减小的厚度，从而实现小型化。
此外，第一导引机构23、23和第二导引机构24、24的外部导轨23-1、23-1、24-1、24-1和内部导轨23-2、23-2、24-2、24-2以这样的方式设置，即它们的横向基本上平行于光轴L的方向。
这种结构提高了抵抗在垂直于光轴L方向的转矩的刚度。因而可以高刚度支承重镜筒15，从而确保镜筒15的精确和平稳的移动。
此外，在球23-3与第一导引机构23的外部导轨23-1和内部导轨23-2的滚动元件运行表面之间，以及在球24-3与第二导引机构24的外部导轨24-1和内部导轨24-2的滚动元件运行表面之间，设有过盈配合(负间隙)。
这种结构提高了第一导引机构23和第二导引机构24的刚度，从而确保重镜筒15的精确和平稳的移动。
图8是镜筒移动机构16的固定支承元件21的主视图。该图中，固定支承元件21是一个设置于中心部分的板元件，其设有一个用于接收镜筒15的通孔25，该通孔是一个在垂直方向(Z轴方向)具有更大直径的加长孔。
通孔25在垂直方向(Z轴方向)的直径比镜筒1 5的直径D1大2d1，在水平方向(X轴方向)的直径比镜筒15的直径D1大2d2(d1＞d2)，因而允许镜筒15带有一个余量地宽松装配在孔25中。
图9是镜筒移动机构16的中间元件22的主视图。该图中，中间元件22是一个设置于中心部分的板元件，其设有一个用于接收镜筒15的通孔26，该孔是一个在水平方向(X轴方向)具有更大直径的加长孔。
孔26在水平方向(X轴方向)的直径比镜筒15的直径D1大2d4，在垂直方向(Z轴方向)的直径比镜筒15的直径D1大2d3(d4＞d3)，因而允许镜筒15宽松装配在孔25中。这里，d2≥d4。
图10是镜筒移动机构16的透镜保持元件20的主视图。该图中，透镜保持元件20是一个设置于中心部分的板元件，其设有一个用于接收镜筒15的圆形通孔27。该27的直径等于镜筒15的直径，因而允许镜筒15紧密配合在孔27中。
通过以上述方式设定固定支承元件21、中间元件22和透镜保持元件20的通孔25、26和27的直径，中间元件22可相对于固定支承元件21在垂直方向在范围d1内移动，镜筒15紧密配合在其通孔27中的透镜保持元件20可在水平方向相对于中间元件22在范围d4内移动。
结果，其中设有投影透镜13的镜筒15可在垂直方向在范围d1内移动，在水平方向可在范围d4内移动，从而可对投影图像的投影位置进行转移调节。
图11(A)和11(B)是视图，表示用于向第一导引机构23的内部导轨23-2施加驱动力的驱动机构的结构例，其中图11(A)是其底视图，图11(B)是其主视图(除一个电机和一个蜗杆以外)。
该驱动机构包括一个电机28，一个与电机28的旋转轴相连的蜗杆29，一个与蜗杆29啮合的蜗轮30，一个与蜗轮30连接的螺纹轴31，一个与螺纹轴31配合的螺母33，和一个连接螺母33和内部导轨23-2的连接元件32。
在具有上述结构的驱动机构中，电机28的旋转(正转或反转)借助于蜗杆29而旋转蜗轮30和螺纹轴31。螺纹轴31的旋转在垂直方向(Z轴方向)移动螺母33，又借助于连接元件32在垂直方向(Z轴方向)移动与螺母33相连的内部导轨23-2。
此外，用于向第二导引机构24的内部导轨24-2施加力的未图示的驱动机构具有与上述相似的结构。
在上述例子中，镜筒15通过第一和第二导引机构23、24沿两个轴移动，即在水平方向(X轴方向)和垂直方向(Z轴方向)移动。但镜筒可构造成仅在其中一个方向(X轴方向或X轴方向)移动。
此外，在上述例子中，球23-3、24-3用作第一和第二导引机构23、24中的滚动元件。但应当理解，用于导引机构的滚动元件并不限于球，而是例如可以是圆柱形辊。
另外，在上述例子中，在第一和第二导引机构23、24中，外部导轨23-1、24-1是固定部件，内部导轨23-2、24-2是可移动部件。但应当理解，内部导轨23-2、24-2可以是固定部件，外部导轨23-1、24-1可以是可移动部件。
图12至14表示根据本发明第二实施例，作为液晶投影仪主要部分的镜筒移动机构的结构。附图中，附图标记56表示镜筒移动机构。
本实施例的镜筒移动机构56可用来安装在图2中所示的液晶投影仪上，以代替前述的镜筒移动机构16。镜筒移动机构56的结构与前述镜筒移动机构16相似，不同之处在于下面描述的部件。由于与前述实施例中相同的部件用相同的附图标记表示，关于这些部件的详细描述将省略。
图12是镜筒移动机构56的主视图，图13是沿图12中线A2-A2取的剖视图，图14是沿图12中线B2-B2取的剖视图。如图中所示，镜筒移动机构56设有一个透镜保持元件导引机构，它可在垂直方向(Z轴方向)和水平方向(X轴方向)移动透镜保持元件20。
该透镜保持元件导引机构包括设置于固定支承元件21与中间元件22之间的第一导引机构63、63，设置于中间元件22与透镜保持元件20之间的第二导引机构64、64。这两个导引机构将在下面详细描述。
图15至17表示其中一个第一导引机构63的主要部分的结构，其中图15是其局部切开透视图，图16是其局部切开侧视图，图17是其局部切开主视图。
如图中所示，第一导引机构63包括一个作为轨道元件的轨道式导轨101，一个作为可移动元件的可移动块102，该可移动块102以可相对于轨道式导轨101滑动的方式装配到轨道式导轨101上，作为多个滚动元件的球103，这些球103容纳对准在形成于可移动块102中的环形循环通道中。球103在负载作用下在轨道式导轨101与可移动块102之间滚动。
在这种情况下，将两个可移动块102用作一个轨道式导轨101。
此外，可移动块102设有一个保持器104，用于当从轨道式导轨101取出可移动块102时防止球103从可移动块102中脱出。
轨道式导轨101在垂直于纵向的截面中形成基本上矩形形状，并在两侧横向侧设有沿纵向延伸的滚动元件运行表面101-1。
在这种情况下，在每个横向侧分别形成一个滚动元件运行表面101-1，即总共形成两个。如果需要，可以改变滚动元件运行表面101-1的数量和布置。
在附图中，附图标记101-3表示用于将螺栓(未图示)插入其中以固定轨道式导轨101的每个螺栓孔。螺栓孔101-3沿轨道式导轨101的纵向以预定间隔形成。
同时，可移动块102以跨越轨道式导轨101设置的方式在垂直于移动方向的截面中形成基本上U形形状。可移动块102包括一个块体121，一对在块体121的移动方向固定在两个端面上的端盖122，以及通过螺杆130连接到端盖122上的端部密封件123，用于密封可移动块102与轨道式导轨101之间的间隙，使之与外部隔离。
如从图17中看到的，块体121分别包括一个具有安装表面121-1的水平部件121-2，一对从水平部件121-2的两端部向下延伸的壁121-3、121-3，以及形成在各臂121-3的内壁中的滚动元件运行表面121-5，所述滚动元件运行表面对应于轨道式导轨101的滚动元件运行表面101-1。
此外，每个臂121-3具有一个形成在其中的平行于滚动元件运行表面121-5延伸的滚动元件返回通道121-6。
图15中同样示出滚动元件运行表面121-5和滚动元件运行表面121-6。
此外，水平部件121-2设有攻螺纹的孔121-7，螺栓(未图示)插入其中，以固定块体121。
如图15中所示，每个端盖122设有一个形成于其中的用于球103的回转通道122-1。
当每个端盖122通过螺栓129连接到块体121的每一端上时，滚动元件运行表面121-5与块体121中的滚动元件运行表面121-6通过回转通道122-1连接而使它们之间相通，从而形成环形循环通道。
如上所述，球103容纳而对准在环形循环通道中，并随轨道式导轨101相对于可移动块102的运动而循环。
球在负载作用下在轨道式导轨101的滚动元件运行表面101-1与可移动块102的滚动元件运行表面121-5之间滚动。
第二导引机构64也具有与第一导引机构63相似的结构，包括与轨道式导轨101和可移动块102具有相同结构的一个轨道式导轨201和一个可移动块202。关于第二导引机构64的详细附图和描述被省略。
如图13中所示，第一导引机构63、63的轨道式导轨101在水平方向(X轴方向)固定到固定支承元件21的两个内侧，可移动块102在水平方向固定到中间元件22的两端。
另外，如图14中所示，第二导引机构64、64的轨道式导轨201在垂直方向(Z轴方向)固定到中间元件22的两个内侧，可移动块202在垂直方向固定到透镜保持元件20的两个外侧。
本实施例中，来自驱动机构的驱动力不是施加到可移动块101、102上，而是施加到透镜保持元件20或中间元件22上。
通过在垂直方向上向中间元件施加驱动力，透镜保持元件20在垂直方向移动，也就是说，镜筒15在垂直方向移动。通过在水平方向上向透镜保持元件20施加驱动力，透镜保持元件20在水平方向移动，也就是说，镜筒15在水平方向移动。
如上所述，透镜保持元件导引机构包括设有轨道式导轨101和可移动块102的第一导引机构63、63，用于在垂直方向导引透镜保持元件20，以及设有轨道式导轨201和可移动块202的第二导引机构64、64，用于在水平方向导引透镜保持元件20，并构造成使球103随可移动块102、202相对于轨道式导轨101、201的运动而在环形循环通道中循环，从而使操作，即可移动块102、202相对于轨道式导轨101、201的运动极其平稳。结果镜筒15能够更平稳地移动。
另外，由轨道式导轨101、201和可移动块102、202构成的透镜保持元件导引机构具有很高的刚度，确保镜筒15的刚性支承和精确移动。
另外，在这种情况下，第一导引机构63、63和第二导引机构64、64的轨道式导轨101、201和可移动块102、202基本上设置在相对于光轴L方向的相同位置。
因此，镜筒移动机构56可构造成在光轴L方向具有减小的厚度，从而实现小型化。
另外，第一导引机构63、63和第二导引机构64、64的轨道式导轨101、201和可移动块102、202以这样的方式设置，使它们的横向基本上平行于光轴L的方向。
这种结构提高了抵抗在垂直于光轴L的方向的转矩的刚度。因而可以高刚度支承重镜筒15，从而确保镜筒15的精确和平稳的运动。
另外，在球103与第一导引机构63的轨道式导轨101和可移动块102的滚动元件运行表面之间，以及在球与第二导引机构64的轨道式导轨201和可移动块202的滚动元件运行表面之间，设有过盈配合(负间隙)。
这种结构提高了第一导引机构63和第二导引机构64的刚度，从而确保了重镜筒15的更精确和平稳的运动。
此外，在上述例子中，在第一和第二导引机构63、64中，轨道式导轨101、201是固定部件，可移动块102、202是可移动部件。但可移动块102、202也可以是固定部件，轨道式导轨101、201可以是可移动部件。
发明效果如上所述，根据本发明可获得下面的优良效果。
根据本申请的第一项发明，透镜保持元件导引装置包括一个轨道元件，其设有一个沿其纵向延伸的滚动元件运行表面；一个可移动元件，其装入所述轨道元件中从而可相对于所述轨道元件移动，并且设有一个与所述轨道元件的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面；以及多个滚动元件，它们安置于所述轨道元件的滚动元件运行表面与所述可移动元件的滚动元件运行表面之间，从而提供一种结构简单且尺寸减小的透镜移动机构，能够平稳地移动其中设有投影透镜的镜筒。
根据本申请的第二项发明，第一导引装置和第二导引装置的各轨道元件和各可移动元件相对于光轴方向设置在基本上相同的位置，从而减小了透镜移动机构在光轴方向的厚度，因而提供了更紧凑的透镜移动机构。
根据本申请的第三项发明，透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件以这样的方式设置，即它们的横向基本上平行于光轴的方向，从而提高了抵抗在垂直于光轴L的方向的转矩的刚度，因而透镜移动机构能够以高刚度支承重镜筒，并实现了镜筒的精确和平稳的运动。
根据本申请的第四项发明，通过在滚动元件与所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件的滚动元件运行表面之间设置一个过盈配合，使透镜移动机构能够以更大的高精度平稳地移动重镜筒。
根据本申请的第五项发明，轨道元件和可移动元件是由板元件制成的外部导轨和内部导轨。因此，由于轨道元件和可移动元件可以很容易地例如通过压制钢板而制成，且可将市场上廉价的球用作这些滚动元件，可以相对较低的成本制造该机构，从而实现成本降低。
根据本申请的第六项发明，轨道元件是一个在其横向的两侧设有滚动元件运行表面的轨道式导轨，可移动元件是一个设有环形循环通道的可移动块，该环形循环通道包括与所述轨道式导轨的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面，滚动元件容纳而对准在所述环形循环通道中，并且随着所述可移动块相对于所述轨道式导轨的运动而循环。通过这种结构，可实现极其平稳的操作，即可移动块可相对于轨道式导轨极其平稳地移动。因此透镜移动机构能够实现镜筒的平稳移动。
另外，由轨道式导轨和可移动块构成的透镜保持元件导引装置具有高刚度，从而可以刚性地支承镜筒，并以更高的精度移动镜筒。
根据本申请的第七项发明，一种液晶投影仪包括一个如权利要求1至6中任一所述的透镜移动机构，从而提供了一个紧凑的液晶投影仪，而不会在投影图像中产生图像失真和色差失真。
权利要求
1.一种透镜移动机构，包括一个用于保持镜筒的透镜保持元件，该镜筒中设有一个用于投影具有图像信息的光线的投影透镜；一个透镜保持元件导引装置，其用于在至少一个垂直于所述光线的光轴的轴线方向上可移动地导引所述透镜保持元件；一个固定支承元件，其用于支承所述透镜保持元件导引装置；和一个驱动装置，其用于向镜筒施加驱动力，其中所述透镜保持元件导引装置包括一个轨道元件，其设有一个沿其纵向延伸的滚动元件运行表面；一个可移动元件，其装入所述轨道元件中从而可相对于所述轨道元件移动，并且设有一个与所述轨道元件的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面；以及多个滚动元件，它们安置于所述轨道元件的滚动元件运行表面与所述可移动元件的滚动元件运行表面之间。
2.如权利要求1中所述的透镜移动机构，还包括一个中间元件，其用于将所述透镜保持元件与所述固定支承元件相互连接起来，其中所述透镜保持元件导引装置包括一个设置于所述固定支承元件与所述中间元件之间的第一导引装置，和一个设置于所述中间元件与透镜保持元件之间的第二导引装置，所述第一导引装置在第一预定方向导引所述中间元件，所述第二导引装置在垂直于所述第一预定方向的第二预定方向导引所述透镜保持元件，及所述第一导引装置和所述第二导引装置各自的轨道元件和各自的可移动元件相对于光轴方向设置在基本相同的位置上。
3.如权利要求1或2所述的透镜移动机构，其特征在于，所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件以这样的方式设置，即它们的横向基本上平行于光轴的方向。
4.如权利要求1、2或3所述的透镜移动机构，其特征在于，在滚动元件与所述透镜保持元件导引装置的轨道元件和可移动元件的滚动元件运行表面之间设有过盈配合。
5.如权利要求1至4中任一所述的透镜移动机构，其特征在于，所述轨道元件是一个由板元件制成的外部导轨，其在垂直于其纵向的截面中基本上形成为U形形状，并在其横向的两个内侧具有滚动元件运行表面；所述可移动元件是一个由板元件制成的内部导轨，其在垂直于其纵向的截面中基本上形成为U形形状，并在其横向的两个外侧具有滚动元件运行表面；所述透镜移动机构还包括一个可旋转地保持所述滚动元件的滚动元件保持器。
6.如权利要求1至4中任一所述的透镜移动机构，其特征在于，所述轨道元件是一个在其横向的两侧设有滚动元件运行表面的轨道式导轨，所述可移动元件是一个设有环形循环通道的可移动块，该环形循环通道包括与所述轨道式导轨的滚动元件运行表面相对应的滚动元件运行表面，及所述滚动元件被容纳而对准在所述环形循环通道中，并且随着所述可移动块相对于所述轨道式导轨的运动而循环。
7.一种液晶投影仪，包括一个如权利要求1至6中任一所述的透镜移动机构；和一个其中设有液晶板的投影仪壳体，其中来自所述液晶板的带有图像信息的光线被引入由所述透镜移动机构保持的投影透镜中。
全文摘要
本发明的目的是对液晶投影仪镜筒移动机构作进一步改进，并提供一种能够平稳和精确移动镜筒的结构简单的透镜移动机构以及一种使用该透镜移动机构的液晶投影仪。本发明提供了一种用于在Z轴和X轴方向移动透镜保持元件(20)的透镜移动机构，其保持着一个镜筒(15)，该镜筒(15)设有一个用于投影具有图像信息的光线的投影透镜。该透镜移动机构包括第一和第二导引机构(23、23，24、24)，每个导引机构分别包含一个轨道元件、一个可移动元件以及设置于轨道元件的滚动元件运行表面与可移动元件的滚动元件运行表面之间的多个滚动元件，从而由第一和第二导引机构在Z轴和X轴方向导引镜筒(15)。
文档编号G02B7/02GK1487324SQ0312784
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月12日 优先权日2002年8月12日
发明者木场弘树, 竹原进, 星出薰, 小内实, 卫藤健太郎, 太郎 申请人:三洋电机株式会社, Thk株式会社