图像投影装置的制造方法_3

文档序号:9563837阅读:来源:国知局
3的前端从主体中露出,如图1所示。
[0097]当移动聚焦杠杆33的时候,聚焦齿轮36通过杠杆齿轮34和空转齿轮35旋转。在聚焦齿轮36旋转的时候,构成投影透镜单元31中的第一光学系统70的多个透镜在预定的方向上移动,以调整投影图像的焦点。
[0098]透镜支架32具有4个螺钉通孔32c 1至32c4,用于将第二光学单元40固定在第一光学单元30上的螺钉48穿过每一个螺钉通孔(如图9所示,示出了 3个螺钉通孔32cl至32c3,螺钉48穿过螺钉通孔中的每一个。图中可看到螺钉48的边缘)。在每一个螺钉通孔32cl至32c4的周围,形成从透镜支架32突出的第二光学单元定位突起32dl至32d4 (32dl至32d3如图9所示)。
[0099]图10是沿图9所示的A-A线的截面图。
[0100]如图10所示,支腿32al、32a2分别设置有定位连接突起32bl、32b2。位于图的右侧的定位连接突起32bl插入在照明支架26的顶板26b上的圆孔形的定位孔26el,该定位孔26el为主要基准。位于图的左侧的定位连接突起32b2插入照明支架26的顶板26b上的长孔形的定位孔26e2,该定位孔26e2为子基准。由此,Z轴方向和X轴方向上的定位完成。螺钉37插入形成在照明支架26的顶板26b上的通孔26cl至26c4中,使得螺钉拧入透镜支架32的支腿32al至32a4中的每一个上的螺孔中,并且,第一光学单元70定位并固定在照明单元20上。
[0101]位于透镜支架32上方的投影透镜单元31的上部由第二光学单元的反射镜支架45(参照图12)覆盖,这将在下文中说明。如图3所示,在投影透镜单元31的透镜支架32下方,在透镜支架32和照明单元20的照明支架26的顶板26b之间的投影透镜单元31的一部分露出,但由于投影透镜单元31与透镜支架32接合,没有光从露出的部分进入图像的光路中。
[0102]接着说明第二光学单元40。
[0103]图11透视地示出包括在第二光学单元40中的第二光学系统,并还示出投影透镜单元31、照明单元20和图像形成单元10。
[0104]如图11所示,第二光学单元40设置有构成第二光学系统的反射镜41和凹面的曲面镜42。曲面镜42的反射面可以是球面、旋转对称非球面、或自由曲面等。
[0105]图12是与第一光学单元30、照明单元20和图像形成单元10 —起示出第二光学单元40的透视图。
[0106]如图12所示,第二光学单元40也设置有透射玻璃51,用于透过在曲面镜42上反射的光学图像,并保护装置内的光学元件不受尘土污染。
[0107]第二光学单元40包括用于保持反射镜41和透射玻璃51的反射镜支架43,用于保持曲面镜42的自由反射镜支架44,以及安装有反射镜支架43和自由反射镜支架44的反射镜保持件45。
[0108]反射镜保持件45具有盒状。特别地,从上侧看时,具有U形,其中,盒的顶部、底部、以及图中的X方向的深度侧是开放的。在反射镜保持件45的上部开口的边缘部分在Z方向上的前侧和深度侧上从X方向上的前侧向深度侧延伸。这些边缘部分中的每一个包括倾斜部分和平行部分,该倾斜部分倾斜使得随着向图中的X方向的深度侧延伸而升高,该平行部分平行于图中的X方向。倾斜部分设置在X方向上的平行部分的前侧。位于图中X方向的前侧处、沿Z方向延伸的反射镜保持件45的上部开口的边缘部分与图中的Z方向平行。
[0109]反射镜支架43安装在反射镜保持件45的上部上。反射镜支架43包括倾斜面43a和平行面43b,该倾斜面43a抵住反射镜保持件45的上部开口边缘的倾斜部分上,并倾斜使得随着它向图中X方向的深度延伸而升高。与X方向平行的平行面43b抵靠在反射镜保持件45的上部开口边缘的平行部分上。倾斜面43a和平行面43b分别具有开口。在这些开口中,支承反射镜41,从而封闭倾斜面43a上的开口,并支承透射玻璃51,从而封闭平行面43b上的开口。
[0110]通过将反射镜41的Z方向上的两端由板簧状反射镜加压元件46按压在反射镜支架43的倾斜面43a上,反射镜41被定位并固定在反射镜支架43的倾斜面43a上。反射镜41的一个Z方向的端部由2个反射镜加压元件46固定,反射镜41的另一个Z方向的端部由一个反射镜加压元件46固定。
[0111]通过将透射玻璃51的Z方向上的两端由板簧状的玻璃加压元件47按压在反射镜支架43的平行面43b上,透射玻璃51被定位并固定在反射镜支架43上。透射玻璃51的Z方向上的每一端分别由一个玻璃加压元件47固定。
[0112]用于保持曲面镜42的自由反射镜支架44具有在其Z轴方向的两端上的臂44a。每一个臂44a倾斜使得随着它从图中X方向的深度侧向前侧延伸而降低。自由反射镜支架44还具有在两个臂44a的上侧连接这两个臂44a的连接部分44b。对于这个自由反射镜支架44,臂44a连接在反射镜保持件45上,使得曲面镜42覆盖反射镜保持件45的X方向深度侧的开口。
[0113]曲面镜42被固定,使得在透射玻璃侧的曲面镜42的大致中心部分由板簧状的自由反射镜加压元件49按压在自由反射镜支架44的连接部分44b上。曲面镜42的在第一光学系统侧的Z方向上的两端分别通过螺钉固定在自由反射镜支架44的臂44a上。
[0114]第二光学单元40叠置并固定在第一光学单元30的透镜支架32上。特别地,底面451形成在反射镜保持件45的下方,其面对透镜支架32的上表面,底面451具有4个圆柱形螺纹接头45al至45a4(仅45al、45a2在图13中示出;45a3在图6中示出),这些螺纹接头形成为将第二光学单元40螺纹固定在第一光学单元30上。以螺钉48穿过形成在第一光学单元30中的透镜支架32上的螺孔32cl至32c4,并然后拧入并紧固在螺纹接头45al至45a4中的方式,第二光学单元40固定到第一光学单元30上。此时,第二光学单元40中的反射镜保持件45的底面抵靠在透镜支架32上的第二光学单元定位突起32dl至32d4上,使得第二光学单元40在Y方向上定位并固定。
[0115]在第二光学单元40叠置并固定在第一光学单元30的透镜支架32上的情况下,如图9所述的位于透镜支架32上方的投影透镜单元31的上部容置在第二光学单元40中的反射镜保持件45中。在第二光学单元40叠置并固定在第一光学单元30的透镜支架32上的情况下,在曲面镜42和透镜支架32之间形成间隙,空转齿轮35 (见图9)插入该间隙中。
[0116]图13是示出从第一光学系统70至投影面101 (屏幕)的光路的透视图。
[0117]穿过构成第一光学系统70的投影透镜单元31的光束形成中间图像,该中间图像与形成在反射镜41和曲面镜42之间的DMD12上的图像共轭。这个中间图像形成为反射镜41和凹面镜42之间的曲面镜图像。然后,光学图像进入凹曲面镜42,使得中间图像由曲面镜42转化为“进一步放大图像”,以投影并形成在投影面101上。
[0118]因此,由于投影光学系统由第一光学系统70和第二光学系统构成的结构,中间图像形成在第一光学系统70和第二光学系统的曲面镜42之间,该中间图像由曲面镜42放大和投影,可缩短投影距离。由此该投影仪可用于较小的会议室等。
[0119]如图13所示,第一光学单元30和第二光学单元40叠置并固定在照明支架26上。此外,图像形成单元10也固定。因此,照明支架26的支腿29固定在底部元件53上,使得支腿29支承第一光学单元30、第二光学单元40以及图像形成单元10的重量。
[0120]图14是说明投影仪中的各单元设置的示意图。
[0121]如图14所示,图像形成单元10、照明单元20、第一光学单元30以及第二光学单元40以叠置的方式设置在Y方向上,该Y方向为投影面的短轴方向。相对于图像形成单元10、照明单元20、第一光学单元30以及第二光学单元40的叠置单元,光源单元60设置在Z方向上,该Z方向为投影面的长轴方向。因此,根据该实施例,图像形成单元10、照明单元20、第一光学单元30、第二光学单元40以及光源单元60沿与投影图像和投影面101平行的Y方向和Z方向设置。更特别地,图像形成单元10和照明单元20形成图像形成部分A,而第一光学单元30和第二光学单元40形成投影光学部分B。光源单元60在与图像形成部分A和投影光学系统B叠置的方向相垂直的方向上与图像形成部分A相连接。图像形成部分A和光源单元60沿与底部元件53平行的同一直线设置。图像形成部分A和投影光学系统B沿与底部元件53相垂直的同一直线设置,以从底部元件53侧起图像形成部分A和投影光学系统B的顺序。
[0122]在该实施例中,用于向光源61和DMD12供电的电源单元80设置在光源单元60的上方。光源单元60、电源单元80、图像形成部分A以及投影光学部分B容置在由外罩(参照图18)构成的投影仪1的外壳内,该外罩将在后面描述,覆盖投影仪的上表面、底部元件53、以及投影仪1的周围。
[0123]图15说明本实施例的投影仪1的使用示例。图16和图17说明传统投影仪1A和1B的使用示例。
[0124]如图15至图17所示,在投影仪1用于会议室等的情况下,则例如,投影仪1以置于桌子100上、将图像投影在例如白板的投影面101上的方式使用。
[0125]如图16所示,在传统投影仪1A中,DMD12(图像形成元件)、照明单元20、第一光学系统70以及第二光学系统(曲面镜42)沿与投影在投影面101上的投影图像的面相垂直的方向串联设置。因此,投影仪1A在与投影仪1A的投影面相垂直的方向(X方向)上增长,投影仪1A占据与投影面101相垂直的方向上的空间。由于观看投影在投影面101上的图像的人们所使用的椅子和桌子一般是沿与投影面相垂直的方向设置,如果投影仪占据了与投影面相垂直的方向的空间,则放置椅子和桌子的空间被其限制,造成不便。
[0126]在如图17所示的投影仪1B中,DMD12(图像形成元件)、照明单元20以及第一光学系统70在与投影在投影面101上的投影图像的平面相平行的方向上串联设置。因此,与如图16所示的投影仪1A相比,可减小在与投影面101相垂直的方向上的长度。然而,在如图17所示的投影仪1B中,相对于照明单元20,光源61在与投影图像的平面相垂直的方向上设置。因此,不能充分地减小投影仪在与投影面101相垂直的方向上的长度。
[0127]另一方面,根据如图15所示的实施例的投影仪1,包括图像形成单元10和照明单元20的图像形成部分A,以及包括第一光学单元30和反射镜41的投影光学部分B,在与投影面101和投影在投影面101上的投影图像的像平面平行的方向中,沿如图所示的Y方向串联设置。此外,光源单元60和照明单元20在与投影在投影面101上的投影图像的平面平行的方向中沿如图所示的Z方向串联设置。S卩,根据该实施例的投影仪1具有这样一种结构,其中,光源单元60、图像形成单元10、照明单元20、第一光学单元30、以及反射镜41在与投影在投影面101的投影图像的屏幕相平行的方
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