专利名称：聚焦调整器和具有该聚焦调整器的投影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影设备，如投影仪。更具体地讲，本发明涉及一种用于调整投影到屏幕上的图像的聚焦的投影设备的聚焦调整器。
背景技术：
传统上，投影设备是用于将图像形成单元产生的光学图像放大并投影到投影面如屏幕上而设计的显示装置。
投影设备通常包括发光光学系统，用于产生光；图像形成单元，用于将由发光光学系统产生的光转换为光学图像；投影系统，用于将由图像形成单元转换的光学图像投影到投影面上。另外，投影系统包括第一透镜单元，用于由图像形成单元产生的入射的光学图像；第二透镜单元，用于将穿过第一透镜单元的光学图像投影到投影面上。
另外，投影设备包括聚焦调整器，用于调节放大并投影到投影面上的光学图像的聚焦。聚焦调整器通过改变第一和第二透镜单元之间的间隔来调节光学图像的聚焦。
传统的光学调整器包括控制器，所述控制器突出在投影设备的主体外面，以使用户容易进行控制；功率传输单元，用于将功率从控制器传输到第一透镜单元。用户通过旋转控制器来启动具有上述构造的聚焦调整器的操作。然后，控制器的旋转被功率传输单元传输并使得第一透镜单元旋转。第一透镜单元通过该旋转沿着光学图像的光轴的方向移动。第一透镜单元在光轴的方向上的移动调节第一和第二透镜单元之间的间隔，从而调整投影图像的聚焦。此外，控制器与第一透镜单元一起沿着光轴的方向移动。
然而，当控制器沿着光轴的方向移动时，为了容纳控制器的移动，投影设备内部附加的空间是必需的。详细地，由于为了使用户容易控制，控制器从投影设备的主体的外部突出出来，因此，用于确保该必需的空间的设计变得更困难。另外，提供该空间妨碍了投影设备的最小化。
详细地，随着对便携投影设备的需求的增长，具有简单结构并有利于设备的最小化的聚焦调整器的开发变得很必要。
此外，随着对投影设备进行设计的重要性的增长，固定地安装在投影设备的主体上的遮罩用于遮盖主体的前面。然而，当使用上述的聚焦调整器时，由于遮罩不应约束控制器的前后移动，遮罩的设计变得困难。
因此，需要一种具有聚焦调整器的改进的投影设备，同时使投影设备最小化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使投影设备的尺寸最小化的聚焦调整器，以及一种具有该聚焦调整器的投影设备。
另外，本发明的另一目的在于提供一种简化产品设计的聚焦调整器以及一种具有该聚焦调整器的投影设备。
根据本发明的一方面，提供了一种聚焦调整器，包括控制器，可旋转地安装在主体上，所述控制器在光轴(OX)方向上的移动受到限制；聚焦透镜单元，安装到所述主体的投影透镜单元上，可通过与所述控制器一起被旋转而沿着所述光轴的方向移动。
根据本发明的一个示例性实施例，所述控制器包括环形体，具有所述聚焦透镜单元的一端插入其中的里面的部分；至少一个功率传输肋，从所述环形体沿着聚焦透镜单元的方向延长并突出。另外，所述聚焦透镜单元包括以传输旋转功率的方式安装到所述功率传输肋上的聚焦环上。另外，多个突起以特定间隔形成在所述聚焦环的外周上，所述功率传输肋插在所述突起之间。通过这种构造，控制器安装到聚焦透镜单元上，从而聚焦透镜单元沿着光轴(OX)的方向移动。
最好，所述聚焦透镜单元利用螺纹被安装到所述投影透镜单元上。另外，所述主体具有基座，用于支撑所述投影透镜单元；盖子，安装在所述基座上，所述盖子具有用于使控制器的一端插入的开口；遮罩，安装在所述盖子上，用于遮盖所述盖子的开口侧的表面，所述遮罩具有使所述控制器的另一端插入的开口。控制器沿着所述光轴(OX)方向的移动受到所述盖子和所述遮罩的限制。
通过提供一种投影设备也可实现本发明的目的，所述投影设备包括主体和形成在所述主体上用于产生和发射光的发光光学系统。图像形成单元形成在所述主体上，用于将由发光光学系统发射的光转换为光学图像。投影透镜单元接收由所述图像形成单元转换的光学图像。聚焦透镜单元沿着光轴(OX)的方向可移动地安装到投影透镜单元上。可旋转地安装在所述主体上的控制器在光轴(OX)的方向上的移动受到限制，所述控制器用于将旋转功率传输到所述聚焦透镜单元。
通过下面结合附图进行的描述以及本发明的优选实施例的公开，本发明的其他目的、优点和显著特点将会变得清楚。
通过下面参照附图对本发明的特定示例性实施例的描述，本发明的上述方面和特点将会变得清楚，其中图1是根据本发明的示例性实施例的投影设备的分解透视图；图2是表示图1的投影设备的操作的示意图；图3是图1的投影设备的进一步分解的透视图；图4A和4B是根据图3的线IV-IV截取的主视图，示出了本发明示例性实施例的投影设备的操作。
在整个附图中，相同的标号应该被理解为指示相同的元件、组件和构造。
具体实施例方式
将参照附图更详细地描述本发明的特定示例性实施例。
参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的投影设备包括主体10、发光光学系统30、图像形成单元50、投影透镜单元70和聚焦调整器100。
主体10包括基座12、盖子14、遮罩16和壳体18。
基座12形成投影设备的底平面，并支撑发光光学系统30、图像形成单元50、投影透镜单元70和聚焦调整器100。
盖子14安装到基座12上用于盖住每个部件。开口15形成在盖子14前面，用于当聚焦调整器100前进以调整聚焦时使聚焦调整器100从其中穿过。
最好使用螺钉等将遮罩16固定到盖子14的两侧以及盖子14的前面。与盖子14前面的开口15相应的开口17形成在遮罩的前面。当聚焦调整器前进时，聚焦调整器100除了穿过形成在盖子14上的开口15之外，还穿过开口17。如图3所示，聚焦调整器100的控制器140可旋转地形成在遮罩16和盖子14之间。下面详细描述聚焦调整器。
壳体18容纳上述部件，并最好使用螺钉等被固定到基座12。壳体18用于使这些部件形成模块，当每个部件都固定到基座12上时，可以省略壳体18。
发光光学系统30包括光源32、准直透镜34、二向色滤光器36和中继透镜单元38。
光源32包括用于发射蓝光和红光的第一光源32a以及用于产生绿光的第二光源32b。最好将发光二极管(LED)光源用作第一和第二光源32a和32b，以将投影设备最小化，但是，也可以使用卤素灯、紫外高性能(UHP)灯等。
准直透镜34将从第一和第二光源32a和32b发出的光转换为平行光，如图2所示。
光根据其波长被二向色滤光器36透射或反射。即，通过二向色滤光器36，红光和蓝光被透过，绿光被反射。因此，从第一光源32a发出的光被透过，并入射到中继透镜单元38上。此外，从第二光源32b投射的光被反射并入射到中继透镜单元38上。
中继透镜单元38所起的作用是不仅将从二向色滤光器发出的光的密度均匀地标准化，而且将光收集到长方形中，并将收集的光发射到图像形成单元50。
图像形成单元50根据图像信号将从中继透镜单元38入射的光转换为图像。CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)、DMD(数字微镜装置)等可被用作图像形成单元50。当前，广泛地将DMD用作图像形成单元。DMD包括多个可独立地旋转的镜子，所述镜子将从中继透镜单元38发射的光选择地反射向投影透镜单元70，从而形成图像。
投影透镜单元70安装在壳体18内部，并接收由图像形成单元50产生的入射的光学图像。多个透镜布置在投影透镜单元70内部，所述多个透镜放大光学图像并补偿光学图像中的各种像差。如图3所示，螺纹70a形成在投影透镜单元70内部。
参照图3，聚焦调整器100包括聚焦透镜单元120和控制器140。
聚焦透镜单元120包括聚焦镜筒122和聚焦环124。
与投影透镜单元70的螺纹70a相应的螺纹122a形成在聚焦镜筒122的外圈上。聚焦镜筒122插入投影透镜单元70的内部并通过螺纹70a和122a安装在其中。因此，当聚焦镜筒122旋转时，聚焦镜筒122沿着光轴(OX)的方向从投影透镜单元70线性移动。作为使用螺纹将聚焦镜筒122和投影透镜单元70结合的其他选择，只要聚焦镜筒122的旋转能实现沿着光学图像的光轴的方向的移动，则也可使用其他结合方式，如锁突或锁槽。至少一个透镜被布置在聚焦镜筒122内部，并且能够通过调节聚焦镜筒122中的透镜和投影透镜单元70中的透镜之间的距离实现投影到投影面上的图像的聚焦的调节。
聚焦镜筒122的一部分插入聚焦环124中，并且最好通过使用螺钉等固定聚焦镜筒122的插入部分来将聚焦环124固定到聚焦镜筒122。另外，至少一个突起126形成在聚焦环124上。
控制器140包括环形体142；至少一个功率传输肋144，在聚焦环124的方向上从主体142上突起；环形支撑肋146，形成在环形体142上并向着遮罩的方向从环形体142上突起，所述遮罩位于基本上与所述至少一个功率传输肋144相反的方向上。
为了使聚焦环124从环形体142中穿过，环形体142在其中心部分具有小直径开口148。因此，聚焦环124通过穿过开口148沿着光轴的方向线性移动。
功率传输肋144插入突起126之间。因此，如果控制器140旋转，控制器140的旋转功率通过功率传输肋144和突起126传输到聚焦环124。另外，通过旋转聚焦环124，聚焦镜筒122沿着光轴的方向从投影透镜单元70线性移动。然而，由于控制器140被放置在盖子14和遮罩16之间，所以控制器140沿着光轴的方向的移动受到限制。因此，聚焦环124在光轴方向上沿着功率传输肋144在控制器140的开口148中进行滑动移动。同样地，通过功率传输肋144和突起126的简单结构，控制器140的旋转功率可被传输到聚焦透镜单元120。这种构造具有使投影设备最小化的优点。详细地说，因为聚焦环124在插入传输肋144和突起126之间的同时在控制器140上滑动，所以控制器140难于接收作用在光轴方向上的力，并且由于盖子14和遮罩16而沿光轴方向的移动受限。因此，用于控制器140的移动的另外的空间不是必要的，从而在使投影设备的尺寸最小化方面更具有优点。
当突起126形成在聚焦镜筒122上时，聚焦环124可以省略。另外，根据本发明的一个示例性实施例，盖子14和遮罩16限制控制器140沿着光轴方向的移动。作为选择，控制器140的功率传输肋144可以延长并向着投影透镜单元70突起，从而投影透镜单元70限制功率传输肋144在光轴方向上的移动。例如，可分别在投影透镜单元70的周向上和在功率传输肋144的一端形成槽和突起，并且突起在插入到槽中的同时旋转，从而当突起嵌入槽中时可限制控制器140沿着光轴方向的移动。
同时，根据本发明的一个示例性实施例，投影透镜单元70是使用螺纹被安装到聚焦镜筒122上的示例性的框架。作为选择，该框架可以形成为安装到主体10上的分离的部件。另外，控制器140的功率传输肋144可以可旋转地形成，同时通过在所述框架上形成沟槽并相对于框架延长功率传输肋144，从而在光轴的方向上具有受限的移动。
支撑肋146插入遮罩16的开口17中而且是可旋转的，同时实现沿着光轴(OX)方向的控制器的受限的移动。
下面，参照图4A和4B，描述根据本发明一个示例性实施例的操作。
首先，由如图2所示的发光光学系统30产生的光被如图2所示的图像形成单元50转换为光学图像。另外，光学图像穿过投影透镜单元70和聚焦调整器100，然后被投影到屏幕上。另外，用户调节控制器140将投影的图像聚焦到屏幕上。
此时，用户旋转从盖子14和遮罩16突起的控制器140。通过旋转控制器140，控制器140的功率传输肋144将功率传输到聚焦环124的突起126上并旋转聚焦环124。另外，当聚焦环124旋转时，固定到聚焦环124上的聚焦镜筒122也旋转。另外，最好使用螺纹被安装到投影透镜单元70上的聚焦镜筒122在光轴(OX)的方向上从投影透镜单元70线性移动。
此时，由于控制器140沿着光轴(OX)的方向的移动受到遮罩16和盖子14的限制，所以聚焦环124通过滑动到功率传输肋144中而沿着光轴的方向移动。同样，通过限制控制器140在光轴(OX)方向上的移动可使投影设备最小化，并且不用限制遮罩16的形状，从而设计限制减少。另外，当聚焦镜筒122和聚焦环124线性移动时，聚焦镜筒122和聚焦环124穿过如图3所示的控制器140的开口148、如图3所示的盖子14的开口15和遮罩16的开口17。
如上所述，根据本发明，控制器和聚焦透镜单元之间的功率传输构造被简化，这对使投影设备的尺寸最小化是有利的。
详细地，聚焦透镜单元在光轴(OX)的方向上移动，而控制器140没有沿着光轴(OX)的方向移动，这更有利于使投影设备的尺寸最小化。
上述实施例和优点仅仅是示例性的，不应该理解为对本发明的限制。本教导可以被应用到其他类型的设备中。此外，本发明的示例性的实施例旨在解释，不是为了限制权利要求的范围，并且对于本领域的技术人员来说，许多替换、变型和改变是清楚的。
权利要求
1.一种聚焦调整器，包括控制器，可旋转地形成在主体上，并适于沿着光轴的方向移动；聚焦透镜单元，安装于所述主体的投影透镜单元上，并适于通过与所述控制器一起被旋转来沿着所述光轴的方向移动。
2.如权利要求1所述的聚焦调整器，其中，所述控制器包括环形体，所述聚焦透镜单元的一端插入所述环形体的内部。
3.如权利要求2所述的聚焦调整器，其中，所述控制器包括至少一个功率传输肋，从所述环形体向着所述聚焦透镜单元延长并延伸。
4.如权利要求3所述的聚焦调整器，其中，所述的聚焦透镜单元包括聚焦环，安装于所述功率传输肋上，并适于在聚焦环和功率传输肋之间传输旋转功率。
5.如权利要求4所述的聚焦调整器，其中，所述的聚焦透镜单元包括聚焦镜筒，固定到所述聚焦环上，所述聚焦镜筒在其内部具有至少一个透镜。
6.如权利要求5所述的聚焦调整器，其中，多个突起以预定的圆周间隔形成在所述聚焦环的外周，所述功率传输肋可插入相邻的突起之间。
7.如权利要求1所述的聚焦调整器，其中，所述的聚焦透镜单元通过螺纹被安装到所述投影透镜单元上。
8.一种聚焦调整器，包括框架；控制器，可旋转地形成在所述框架上，并适于沿着光轴的方向移动；聚焦透镜单元，安装于所述框架上，并适于通过与所述控制器一起被旋转来沿着所述光轴的方向移动。
9.如权利要求8所述的聚焦调整器，其中，所述框架通过螺纹被安装到所述聚焦透镜单元上。
10.如权利要求8所述的聚焦调整器，其中，所述框架是投影透镜单元。
11.一种投影设备，包括主体；发光光学系统，形成在所述主体上，用于产生并发出光；图像形成单元，形成在所述主体上，用于将由所述发光光学系统发出的光转换为光学图像；投影透镜单元，用于接收由所述图像形成单元转换的所述光学图像；聚焦透镜单元，安装于所述投影透镜单元上，当所述聚焦透镜单元被旋转时可沿着光轴的方向移动；控制器，可旋转地形成在所述主体上，用于将旋转功率传输到所述聚焦透镜单元，所述控制器适于沿着所述光轴的方向移动。
12.如权利要求11所述的投影设备，其中，所述控制器包括环形体，所述环形体具有所述聚焦透镜单元的一端插入其中的里面的部分。
13.如权利要求12所述投影设备，其中，所述控制器包括从所述环形体向着所述聚焦透镜单元延长并延伸的至少一个功率传输肋。
14.如权利要求13所述的投影设备，其中，所述的聚焦透镜单元包括聚焦环，安装于所述功率传输肋上，用于在所述聚焦环和所述功率传输肋之间传输旋转功率；聚焦镜筒，固定到所述聚焦环上，在所述聚焦镜筒内部具有至少一个透镜。
15.如权利要求14所述的投影设备，其中，多个突起在圆周方向上形成在所述聚焦环的外周上，所述功率传输肋插在相邻突起之间。
16.如权利要求11所述的投影设备，其中，所述聚焦透镜单元通过螺纹安装到所述投影透镜单元上。
17.如权利要求11所述的投影设备，其中，所述主体包括基座，用于支撑所述投影透镜单元；盖子，形成在所述基座上，具有用于使所述控制器的第一端插入的开口；遮罩，形成在所述盖子上，用于遮盖所述盖子的形成有盖子开口的一侧，所述遮罩具有适于容纳所述控制器的第二端的遮罩开口，所述控制器在光轴方向上的移动受到所述盖子和所述遮罩的限制。
全文摘要
提供了一种用于使图像投影仪的结构简化和最小化的聚焦调整器。所述聚焦调整器包括可旋转地形成在主体上的控制器，所述控制器可沿着光轴的方向受限地移动。聚焦透镜单元安装到所述主体的所述投影透镜单元上，通过与所述控制器一起被旋转而可沿着所述光轴(OX)的方向移动。
文档编号G03B21/00GK1831640SQ20051012427
公开日2006年9月13日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年3月9日
发明者金珉彻 申请人:三星电子株式会社