CN204667034U - 投影仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供具备了能够使投影透镜以轻负载且良好精度移动的透镜位移机构的投影仪。投影仪具备透镜位移机构(5)。透镜位移机构具备:基座部(51),其固定于投影仪内部;第一驱动轴(524),其以沿与投影透镜的光轴正交的面内的第一方向延伸突出的第一中心轴(524j)为中心能够旋转地支承于基座部、并在外周具有引导槽;移动部(6),其具有与引导槽卡合的卡合部并支承投影透镜、并通过第一驱动轴(524)的旋转而沿第一方向移动;第一引导机构(53),其具有转动部件并支承于基座部、并引导移动部朝第一方向的移动;以及拉伸螺旋弹簧(54),其相对于基座部将移动部向沿着第一方向的方向施力。
Description
技术领域
本实用新型涉及投影仪。
背景技术
以往以来,公知有具备了对从光源射出的光进行调制的调光装置、以及对调制出的光进行投影的投影透镜的投影仪。而且,提出有具备了透镜位移机构的投影仪,该透镜位移机构使投影透镜移动,以便能够移动投影出的图像,而使用者不必变更投影仪的姿势、设置位置(例如,参照专利文献1)。
专利文献1所记载的透镜位移机构具备移动基座、固定基座、轴承机构、具有外螺纹的升降轴、马达、以及多个齿轮,投影透镜经由安装板而固定于移动基座。
移动基座在两边部具有阶梯部,且固定有在侧部形成有螺纹孔的板部件。固定基座具有两边部弯曲而相互对置的支承片。固定基座与移动基座对置地配置,在支承片与阶梯部之间安装有轴承机构,升降轴的外螺纹旋合于板部件的螺纹孔。
而且,专利文献1所记载的透镜位移机构通过马达的驱动,经由多个齿轮使升降轴旋转,其结果,对投影透镜进行支承的移动基座被轴承机构引导而沿上下方向移动。
专利文献1:日本特开2003-315916号公报
然而,在专利文献1的技术中,在沿上下方向位移的透镜位移机构中,通过投影透镜等的自重,使板部件的螺纹部与升降轴的螺纹部在上下方向抵接,因此移动基座的位置稳定,但在沿左右方向位移的透镜位移机构中,存在移动基座会在板部件的螺纹部与升降轴的螺纹部发生晃动的距离范围内移动的可能性。即,对于在专利文献1的记载的技术中具备了沿左右方向位移的透镜位移机构的投影仪(投影型图像显示装置)而言,存在因振动等干扰使投影透镜移动而使投影的图像错位的问题、或者使图像向一侧的方向移动后,在想要再次返回原来的位置的情况下等,如果移动与朝一侧的方向移动的移动量相同的量,则会从原来的位置偏离的问题。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式或者应用例而实现。
[应用例1]本应用例的投影仪具备:对从光源射出的光进行调制的调光装置、对由上述调光装置调制出的光进行投影的投影透镜、以及在与上述投影透镜的光轴正交的面内使上述投影透镜移动的透镜位移机构,上述投影仪的特征在于,上述透镜位移机构具备:基座部,其固定于该投影仪内部;第一驱动轴,其以沿上述面内的第一方向延伸的第一中心轴为中心能够旋转地支承于上述基座部,并在该第一驱动轴的外周具有引导槽;移动部,其具有与上述引导槽卡合的卡合部并支承上述投影透镜,并通过上述第一驱动轴的旋转而沿上述第一方向移动;第一引导机构,其具有转动部件并支承于上述基座部,并引导上述移动部朝上述第一方向的移动;以及第一施力部,其相对于上述基座部,向沿着上述第一方向的方向对上述移动部施力。
根据该结构,透镜位移机构具备具有转动部件的第一引导机构,因此能够使投影透镜以轻负载移动。另外,透镜位移机构具备施力部,移动部被该施力部向沿着移动的方向的方向被施力,因此能够可靠地使该方向的第一驱动轴的引导槽与卡合部抵接,从而能够抑制移动部相对于第一驱动轴的晃动。因此,在抑制因振动等干扰而产生的移动部的移动而可靠地维持投影的图像的位置、在图像向一侧的方向移动后,欲使其再次返回原来的位置的情况下等,能够容易地以与朝一侧的方向的移动量相同的量再次返回原来的位置。
另外,能够不必为了在第一驱动轴的引导槽与卡合部之间不产生松动而高精度地加工构成部件、或者做成可以进行装配调整的复杂结构地构成透镜位移机构。因此,能够不使用昂贵的部件并且无需繁琐的制造工序地提供具备了抑制了投影透镜的位置偏移且高精度地移动图像的透镜位移机构的投影仪。
[应用例2]在上述应用例的投影仪中,优选上述第一方向是在该投影仪被设置的姿势下的左右方向。
根据该结构,移动部沿左右方向移动,通过施力部向沿左右方向的方向被施力,因此能够使第一驱动轴的引导槽与移动部的卡合部在左右方向可靠地抵接。因此,有效地抑制移动部相对于第一驱动轴的晃动,因此能够提供具备了能够在左右方向抑制投影透镜的位置偏移,精度良好地移动图像的透镜位移机构的投影仪。
[应用例3]在上述应用例的投影仪中,优选上述移动部具备:第一移动部,其被上述第一引导机构引导而沿上述第一方向移动;第二驱动轴,其以沿与上述第一方向正交的第二方向延伸突出的第二中心轴为中心能够旋转地支承于上述第一移动部,并在该第二驱动轴的外周具有引导槽;第二移动部,其具有与上述第二驱动轴的引导槽卡合的卡合部并支承上述投影透镜,并通过上述第二驱动轴的旋转而沿上述第二方向移动;第二引导机构,其具有转动部件并支承于上述第一移动部,并引导上述第二移动部朝上述第二方向的移动;以及第二施力部,其相对于上述第一移动部,向沿着上述第二方向的方向对上述第二移动部施力。
根据该结构,透镜位移机构能够在与光轴正交的面内沿相互正交的两个方向使投影透镜移动。而且,投影透镜被第一引导机构、第二引导机构引导而沿各方向移动,并被第一施力部、第二施力部向沿着各方向的方向施力。由此,能够使投影的图像以轻负载沿上下左右移动,并且在投影仪投影横长的图像的姿势(横放姿势)、以及从横放姿势旋转90°而投影纵长的图像的姿势(纵放姿势)的双方下,都能够抑制第一移动部以及第二移动部的晃动。因此,投影仪在横长的图像的投影以及纵长的画像的投影中,都能够抑制投影透镜的位置偏移,精度良好地移动投影出的图像。
[应用例4]在上述应用例的投影仪中,优选上述第一施力部相对于上述投影透镜配置于配置有上述第一驱动轴的一侧。
根据该结构,第一施力部以及第一驱动轴相对于投影透镜配置于相同侧,因此抑制以因第一施力部的作用力而产生的第一驱动轴的引导槽与卡合部卡合的部位为支点的旋转方向的力矩,从而能够有效地沿着第一中心轴传递第一施力部的作用力。因此能使移动部更加顺畅地移动。
[应用例5]在上述应用例的投影仪中,优选上述第二施力部相对于上述投影透镜配置于配置有上述第二驱动轴的一侧。
根据该结构,第二施力部以及第二驱动轴相对于投影透镜配置于相同侧,因此抑制以因第二施力部的作用力而使第二驱动轴的引导槽与卡合部卡合的部位为支点的旋转方向的力矩,从而能够有效地沿着第二中心轴传递第二施力部的作用力。因此能使第二移动部更加顺畅地移动。
附图说明
图1是表示本实施方式的投影仪的简要结构的示意图。
图2是表示本实施方式的投影透镜以及透镜位移机构的立体图。
图3A、图3B是本实施方式的透镜位移机构的立体图。
图4是从斜前方观察本实施方式的透镜位移机构的分解立体图。
图5是从斜后方观察本实施方式的透镜位移机构的分解立体图。
图6A、图6B是本实施方式的滑动单元的立体图。
图7是本实施方式的透镜位移机构的剖视图。
图8是本实施方式的透镜位移机构的剖视图。
图9A、图9B是表示本实施方式的第一驱动部的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式的投影仪进行说明。
本实施方式的投影仪根据图像信息对从光源射出的光进行调制并将其投影于投影屏等的投影面。另外,本实施方式的投影仪能够构成为,将横长的图像投影于投影面的横放姿势的设置、以及将纵长的图像投影于投影面的纵放姿势的设置。
〔投影仪的主要结构〕
图1是表示本实施方式的投影仪1的简要结构的示意图。
如图1所示,投影仪1具备构成外装的外装筐体2、控制电路部(省略图示)、具有光源装置31的光学单元3、以及对光源装置31、控制电路部等供给电力的电源装置4等。此外,虽省略图示,但在外装筐体2的内部进一步配置有冷却内部的构成部件的冷却装置等。
对于外装筐体2而言,虽省略详细的说明,但具备构成上部的上壳、以及构成下部的下壳等,这些部件相互通过螺钉等固定。另外,虽省略图示,但在外装筐体2配置有操作面板以及遥控受光部,能够进行通过该操作面板的操作、遥控(遥控器)进行的对投影仪1的各种设定、操作。
控制电路部具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)等,并作为计算机发挥功能,且具备进行投影仪1的动作控制的控制部、以及存储各种数据的存储部。
光学单元3在控制部的控制下,对从光源装置31射出的光进行光学处理并投影。
如图1所示,光学单元3除了光源装置31之外,还具备积分器照明光学系统32、色分离光学系统33、中继光学系统34、电光学装置35、投影透镜36、透镜位移机构5、以及将这些光学部件配置于光路上的规定位置的光学部件用筐体37。
如图1所示,光学单元3形成为俯视呈大致L字形,在一侧的端部以可拆装的方式配置有光源装置31,在另一侧的端部配置有投影透镜36。此外,以下,为了方便说明,将从光源装置31将光射出的方向作为+X方向,将从投影仪1将光投影的方向作为+Y方向(前方),将横放姿势的投影仪1的上方作为+Z方向记载。
光源装置31具备由超高压水银灯、金属卤化物水银灯等构成的放电型的光源311、以及反射器312,并通过反射器312反射从光源311射出的光,并将其朝向积分器照明光学系统32射出。
积分器照明光学系统32具备透镜阵列321、322、偏振光转换元件323、以及叠加透镜324。透镜阵列321、322、以及叠加透镜324使从光源装置31射出的光在后述的液晶光阀351的表面大致均匀化。偏振光转换元件323使从透镜阵列322射出的随机光在后述的液晶光阀351汇集成可利用的第一直线偏振光。
色分离光学系统33具备两个分色镜331、332、以及反射镜333,并将从积分器照明光学系统32射出的光分离为红色光(以下称为“R光”)、绿色光(以下称为“G光”)、蓝色光(以下称为“B光”)这三个颜色的色光。
中继光学系统34具备入射侧透镜341、中继透镜343、以及反射镜342、344,并具有将由色分离光学系统33分离的R光引导至R光用的液晶光阀351的功能。此外,光学单元3形成为中继光学系统34引导R光的结构,但不局限于此,例如,也可以形成为引导B光的结构。
电光学装置35具备作为调光装置的液晶光阀351以及作为色合成光学装置的正交分色棱镜352,根据图像信息对由色分离光学系统33分离的各色光进行调制,将调制后的各色光进行合成。
针对三色的色光的每一种都具备液晶光阀351(使R光用的液晶光阀形成为351R,使G光用的液晶光阀形成为351G,使B光用的液晶光阀形成为351B),液晶光阀351分别具有透射式的液晶面板、以及配置于液晶面板的光入射侧的入射侧偏光板、配置于液晶面板的光射出侧的射出侧偏光板。
液晶光阀351具有未图示的微小像素形成为矩阵状的矩形形状的像素区域,将各像素设定为与显示图像信号对应的透光率,在像素区域内形成显示图像。而且,由色分离光学系统33分离出的各色光被液晶光阀351调制后,向正交分色棱镜352射出。
正交分色棱镜352呈粘贴四个直角棱镜而成的俯视为大致正方形,在使直角棱镜彼此粘贴的界面形成有两个电介质多层膜。正交分色棱镜352的电介质多层膜对由液晶光阀351R、351B调制出的色光进行反射,透过由液晶光阀351G调制出的色光,将各色光合成。
投影透镜36是组合多个透镜而构成的,并具有沿着±Y方向延伸的光轴36j。投影透镜36将由正交分色棱镜352合成的光放大投影于投影屏等。
透镜位移机构5对投影透镜36进行支承,并能够在与光轴36j正交的面内使投影透镜36在两个方向(±X方向、以及±Z方向)上移动。±X方向相当于第一方向,±Z方向相当于第二方向。
〔透镜位移机构的结构〕
此处,对透镜位移机构5详细地进行说明。
图2是表示投影透镜36以及透镜位移机构5的立体图。图3A、图3B是透镜位移机构5的立体图,图3A是从斜前方观察的图,图3B是从斜后方观察的图。图4是从斜前方观察透镜位移机构5的分解立体图。图5是从斜后方观察透镜位移机构5的分解立体图。
如图2所示,透镜位移机构5在前侧对投影透镜36进行支承,且如图4、图5所示,具备基座部51、第一驱动部52、两个第一引导机构53、移动部6、作为第一施力部的拉伸螺旋弹簧54、以及检测部10X、10Z。
基座部51是对透镜位移机构5整体进行支承的部件,如图5所示,形成为俯视为矩形形状,在中央形成有供投影透镜36(参照图2)的光入射侧的端部插通的开口部511,在四个角形成有安装用孔51H。基座部51在该安装用孔51H插通螺钉SC(参照图4)而固定于光学部件用筐体37。即,基座部51固定于投影仪1内部。
如图5所示,在基座部51-Y侧的面形成有用于安装第一驱动部52的多个螺孔512。多个螺孔512在基座部51的-X侧端部附近上下并列设置为两列。而且,在基座部51且在上下并列设置的螺钉孔512之间形成有±X方向比±Z方向大的长孔513,在多个螺孔512的下方设置有朝-Y方向突出的突起514。而且,在该突起514形成有在±X方向贯通的贯通孔。
另外,在基座部51,在+Z侧的面、以及-Z侧的面分别设置有用于安装第一引导机构53的多个螺孔515(省略图示-Z侧的螺孔)。
如图3B所示,第一驱动部52安装于基座部51,并使移动部6沿±X方向(第一方向)移动。
如图4、图5所示,第一驱动部52具备马达521、蜗杆522、斜齿轮523、第一驱动轴524、轮列支架525、马达机座526、以及后述的盘形弹簧527(参照图9A、图9B)。
马达521经由电缆而连接于控制电路部,从而基于控制部的指示输出驱动力。本实施方式的马达521采用直流马达。
蜗杆522插入有马达521的旋转轴(省略图示),并与该旋转轴共同旋转。斜齿轮523与蜗杆522啮合,从而将马达521的转矩传递至第一驱动轴524。这样,利用蜗杆522与斜齿轮523啮合的结构,不会出现马达521的转速的减速、以及从斜齿轮523侧使蜗杆522旋转的、所谓的自锁状态。
第一驱动轴524具有第一中心轴524j且一方的端部侧插入斜齿轮523,与斜齿轮523共同旋转。在第一驱动轴524的外周形成有作为引导槽的螺纹槽(省略图示),在第一驱动轴524,移动部6的后述的连结部61B与该螺纹槽卡合配置。
轮列支架525将第一驱动轴524支承为可旋转。
马达机座526保持马达521,并安装于轮列支架525。
稍后详细地进行说明,第一驱动轴524被盘形弹簧527施力,从而以在沿着第一中心轴524j的方向不产生晃动的方式被支承于轮列支架525。
如图3B所示,第一驱动部52以使第一中心轴524j沿着±X方向(第一方向)的方式安装于基座部51。
如图4、图5所示,两个第一引导机构53分别安装于基座部51的+Z侧的面、-Z侧的面,并对移动部6的±X方向(第一方向)的移动进行引导。
第一引导机构53具有滑动单元531、以及单元安装板532(图4中,省略图示-Z侧的单元安装板532)。
图6A、图6B是滑动单元531的立体图,图6A是从一侧观察的图,图6B是从另一侧观察的图。图7是从+X侧观察透镜位移机构5的剖视图。
如图6A、图6B、图7所示,滑动单元531具备固定板5311、可动板5312、以及多个转动部件5313。
固定板5311由金属制的板状部件形成,且如图6A、图6B所示,具有长条状的平坦部5311a、从平坦部5311a的短边方向的两端折弯成外侧凸的大致半圆弧状的一对引导部5311b、以及从平坦部5311a的长边方向的两端折弯为大致直角的一对阻挡部5311c。
而且,在平坦部5311a形成有多个螺孔5311s、以及能够供螺钉头插通的多个大孔5311h。
可动板5312是配置于一对引导部5311b的内侧的部件,在固定板5311之间夹持转动部件5313并形成为能够在一对阻挡部5311c之间移动。可动板5312由金属制的板状部件形成,并具有长条状的平坦部5312a、以及从平坦部5312a的短边方向的两端折弯成外侧凹的大致半圆弧状的一对引导部5312b。
而且,在平坦部5312a形成有供螺钉插通的多个插通孔5312h。可动板5312供螺钉从固定板5311的大孔5311h以及插通孔5312h插通,从而固定于移动部6的后述的第一移动部61。
本实施方式的转动部件5313是金属制的球状部件,可旋转地配置于固定板5311的引导部5311b与可动板5312的引导部5312b之间。
可动板5312通过转动部件5313转动,而相对于固定板5311轻负载且顺畅地移动。
单元安装板532安装于固定板5311,并对滑动单元531进行支承。
单元安装板532由金属制的板状部件形成,如图4所示,形成为俯视为长方形。在单元安装板532形成有,向基座部51安装用的多个插通孔5321、向固定板5311安装用的多个插通孔5322、以及为了将可动板5312固定于第一移动部61而供螺钉插通的多个大孔5323。
而且,如图7所示,一个第一引导机构53以滑动单元531位于单元安装板532的下方的姿势安装于基座部51的上表面,一个第一引导机构53以滑动单元531位于单元安装板532的上方的姿势安装于基座部51的下表面。
如图4、图5所示,移动部6具备第一移动部61、第二移动部62、第二驱动部63、第二引导机构64L、64R、以及作为第二施力部的压缩螺旋弹簧65。
第一移动部61具备配置于基座部51的前方的第一移动主体部61A、以及配置于第一驱动部52的连结部61B,且构成为能够相对于基座部51沿±X方向移动。另外,第一移动主体部61A在±Y方向与基座部51分离地配置。
如图4、图5所示,第一移动主体部61A形成为俯视为矩形形状,在中央形成有供投影透镜36的光入射侧的端部插通的开口部611。
如图5所示,在第一移动主体部61A的-X侧端部设置有朝-Y方向突出的突出部612、以及与突出部612连接,并朝-X方向突出的安装部613,在安装部613进一步形成有朝-Y方向突出的突起614。
如图4、图5所示,突出部612形成为长方体状,在中央形成有在±Y方向贯通的开口部612H。而且,在突出部612的+X侧以及-X侧的侧面,设置有在开口部612H贯通的螺孔612S。
开口部612H是供连结部61B嵌合的孔,如图4所示,形成为俯视为矩形形状。
如图4所示,在安装部613设置有多个螺孔6131,并安装有第二驱动部63。
图8是从+Z方向观察透镜位移机构5的剖视图。
如图8所示,突起614设置于与基座部51的突起514的-X侧对置的位置,并形成有在±X方向贯通的贯通孔。在该突起614的贯通孔、和基座部51的突起514的贯通孔卡止有拉伸螺旋弹簧54的各自的端部。即,作为第一施力部的拉伸螺旋弹簧54相对于投影透镜36而配置于第一驱动轴524配置的一侧,并相对于基座部51,将移动部6向±X方向(第一方向)的+X方向施力。
另外,如图4所示,在第一移动主体部61A的+Y侧的面,且在开口部611的+X侧形成有施力接受部616。
施力接受部616是配置有压缩螺旋弹簧65的部位,并具有接受压缩螺旋弹簧65的一侧的端部的突起部、以及限制压缩螺旋弹簧65朝侧方的移动的突起部。施力接受部616形成为使压缩螺旋弹簧65的另一端侧露出。
另外,在第一移动主体部61A,且在+Z侧的面、-Z侧的面分别设置有用于固定第一引导机构53的可动板5312(参照图6A、图6B)的多个螺孔615(省略图示-Z侧的螺孔)。
如图7所示,上下的第一引导机构53分别将固定板5311经由单元取付板532而固定于基座部51,将可动板5312固定于第一移动主体部61A。
而且,第一移动部61通过第一驱动部52的驱动,从而被第一引导机构53引导而相对于基座部51沿±X方向移动。
另外,在第一移动主体部61A,如图4所示,在-X侧的端面设置有用于安装第二引导机构64L的多个螺孔617,如图5所示,在+X侧的端面设置有用于安装第二引导机构64R的多个螺孔618。
如图4、图5所示,连结部61B具有筒状部61Ba、以及从筒状部61Ba突出的臂部61Bb。
在筒状部61Ba的内表面设置有与第一驱动轴524的螺纹槽卡合的卡合部(省略图示)。
如图4所示,臂部61Bb形成为长方体状,且以嵌合于第一移动主体部61A的开口部612H的方式形成。臂部61Bb从设置于轮列支架525的孔525c、以及基座部51的长孔513突出,并嵌合于开口部612H。而且,连结部61B通过插通于螺孔612S的螺钉(例如,固定螺钉等)将臂部61Bb的两侧夹持,从而固定于第一移动主体部61A。而且,第一移动主体部61A能够与连结部61B共同移动,第一移动部61通过第一驱动轴524旋转,而沿着第一中心轴524j移动。
第二移动部62对投影透镜36进行支承,如图4、图5所示,具备配置于第一移动部61的前方的第二移动主体部62A、以及与连结部61B相同地形成、并配置于第二驱动部63的连结部62B,且构成为能够相对于第一移动部61沿±Z方向移动。另外,第二移动主体部62A在±Y方向与第一移动部61分离地配置。
如图4、图5所示,第二移动主体部62A形成为俯视为矩形形状,在中央形成有供投影透镜36的光入射侧的端部插入的开口部621。
如图4所示,在第二移动主体部62A的-X侧端部形成有朝-X方向突出的突出部622。突出部622是固定连结部62B的臂部62Bb的部位,且具有供臂部62Bb嵌合的凹部622a、以及设置于凹部622a的上下并在上下方向贯通的螺孔622S。
另外,如图5所示,在第二移动主体部62A的-Y侧的面(与第一移动主体部61A对置的一侧的面)设置有板状的突起部623,在突起部623的下方形成有矩形形状的开口部624。
如图7所示,突起部623形成为位于第一移动主体部61A的施力接受部616的上方,供压缩螺旋弹簧65的上端抵接。即,作为第二施力部的压缩螺旋弹簧65相对于第一移动部61将第二移动部62向±Z方向(第二方向)的+Z方向施力。
开口部624设置为,在第二移动主体部62A经由第二引导机构64L、64R而装入第一移动主体部61A后,能够在施力接受部616与突起部623之间配置压缩螺旋弹簧65。此外,该开口部624在装入压缩螺旋弹簧65后,如图3A所示,通过板状的部件62X被封闭。
另外,在第二移动主体部62A,如图4所示,在-X侧的端面设置有用于固定第二引导机构64L的可动板5312的多个螺孔625,如图5所示,在+X侧的端面设置有用于固定第二引导机构64R的可动板5312的多个螺孔626。
此外,省略详细的说明,但第二移动主体部62A具有利用了板簧的卡口构造,如图5所示,进行投影透镜36的锁定解除的杆62Y设置于开口部621的上侧。而且,投影透镜36通过对该杆62Y进行操作来更换。
连结部62B与连结部61B相同地形成,并具备具有卡合部的筒状部62Ba、以及从筒状部62Ba突出的臂部62Bb(参照图4)。
对于连结部62B而言,嵌合于凹部622a的臂部62Bb被插通螺孔622S的螺钉(例如,固定螺钉等)夹持两侧,从而固定于第二移动主体部62A。而且,第二移动主体部62A能够与连结部62B共同移动。
第二驱动部63如上述那样地安装于第一移动部61的安装部613,并使第二移动部62沿±Z方向(第二方向)移动。
第二驱动部63与第一驱动部52相同地构成,并具备与第一驱动部52的马达机座526形状不同的马达机座632,该马达机座632以外的构成部件使用与第一驱动部52的构成部件共用的部件。此外,为了明确地区分第一驱动部52与第二移动部62,而将第二驱动部63的与第一驱动轴524共用的部件作为第二驱动轴631,将其中心轴作为第二中心轴631j。
如图4所示,第二驱动部63与第一驱动部52相比,蜗杆522相对于轮列支架525的角度不同,以蜗杆522与斜齿轮523啮合的方式进行组装,如图3A所示,以使第二中心轴631j沿着±Z方向(第二方向)的方式安装于第一移动主体部61A。另外,在第二驱动部63,与第一驱动部52相同地,连结部62B与第二驱动轴631的引导槽卡合地配置。
而且,第二移动部62将第二移动主体部62A与连结部62B结合,并通过第二驱动轴631以第二中心轴631j为中心旋转,而沿着第二中心轴631j,即±Z方向(第二方向)移动。
如图4、图5所示,第二引导机构64L配置于第一移动主体部61A的-X侧,并具有滑动单元531以及单元安装板641。
单元安装板641与单元安装板532形状不同,但具有与单元安装板532相同的功能。
如图4、图5所示,第二引导机构64R配置于第一移动主体部61A的+X侧,并具有滑动单元531以及单元安装板642、643。
单元安装板642、643分别使用板厚比单元安装板641的板厚薄的材料,且在单元安装板643的一部分形成有切口。单元安装板643层叠于单元安装板642的外侧,并与单元安装板642一起对滑动单元531进行支承。这样,对滑动单元531进行支承的部件由两个(单元安装板642、643)构成,在一方设置有切口,从而能够确保对滑动单元531进行支承的强度,并且能够在该切口附近配置其他部件。
如图8所示,第二引导机构64L将固定板5311经由单元安装板641固定于第一移动主体部61A,从而将可动板5312固定于第二移动主体部62A。第二引导机构64R将固定板5311经由单元安装板642、643固定于第一移动主体部61A,将可动板5312固定于第二移动主体部62A。
而且,第二移动部62通过第二驱动部63的驱动,从而被第二引导机构64L、64R引导而沿±Z方向移动。
检测部10X具有检测第一移动部61的位置的功能,如图4所示,配置于基座部51的+Y侧的面。
检测部10X具备主体部以及杆,并使用通过杆相对于主体部相对移动使测定间的电阻值改变的线性传感器。主体部经由未图示的电缆与控制电路部连接,并固定于基座部51。杆卡止于第一移动部61。而且,检测部10X将与第一移动部61的位置对应的检测结果向控制电路部输出。
检测部10Z与检测部10X相同地构成,并具有检测第二移动部62的位置的功能,如图4所示,配置于第一移动主体部61A的+Y侧的面。检测部10Z的主体部经由未图示的电缆连接于控制电路部,并固定于第一移动主体部61A。检测部10Z的杆卡止于第二移动部62。而且,检测部10Z将与第二移动部62的位置对应的检测结果向控制电路部输出。
此外,作为检测部10X、10Z不限于利用了电阻的变化的部件,也可以采用利用了光和磁力的变化的部件。
〔第一驱动部、第二驱动部的结构〕
此处,对第一驱动部52以及第二驱动部63详细地进行说明。
第一驱动部52以及第二驱动部63构成相同,因此着眼于第一驱动部52进行说明。
图9A、图9B是表示第一驱动部52的图,图9A是从-Y方向观察的俯视图,图9B是从+Z方向观察的剖视图。
如图9A、图9B所示,第一驱动部52除了具备马达521、蜗杆522、斜齿轮523、第一驱动轴524、轮列支架525、马达机座526、盘形弹簧527,还具备轴承528L、528R以及挡圈529。
轮列支架525具有长方体状的基部、以及从该基部的一侧的面相互对置地突出的一对突出部525a,在突出部525a设置有在沿着第一中心轴524j的方向贯通的贯通孔525b。另外,如图9B所示,在轮列支架525的基部,设置有供臂部61Bb插通的俯视为矩形形状的孔525c,如图9A所示,形成有与设置于基座部51的多个螺孔512(参照图5)对应的插通孔525d。第一驱动部52在该插通孔525d将螺钉插通,从而安装于基座部51。
马达机座526由金属制的板状部件形成,并具有保持马达521的保持部526a、以及从保持部526a弯曲并安装于轮列支架525的安装部526b。
轴承528L、528R形成为筒状,并形成为能够在贯通孔525b插通,并在一侧的端部设置有具有比贯通孔525b的内径大的外径的凸缘部。如图9B所示,轴承528L、528R插在贯通孔525b中,并配置为凸缘部位于突出部525a的-X侧。
第一驱动轴524经由轴承528L、528R而支承于轮列支架525。另外,轮列支架525固定于基座部51,因此第一驱动轴524经由轴承528L、528R以及轮列支架525而支承于基座部51。
具体而言,第一驱动轴524具有形成有螺纹槽的螺纹形成部524a、和设置于螺纹形成部524a的两端并比螺纹形成部524a的外径小的外径的被螺纹部524R、524L。
被螺纹部524R形成为比被螺纹部524L长。被螺纹部524R插入轴承528R,被螺纹部524L插入轴承528L,第一驱动轴524可旋转地被支承于轴承528L、528R。
如图9B所示,被螺纹部524R在轴承528R的外侧依次配置有盘形弹簧527、马达机座526的安装部526b以及斜齿轮523,这些部件通过挡圈529防止从被螺纹部524R的脱落。
盘形弹簧527位置于轴承528R与安装部526b之间,将轴承528R向+X方向施力。由此,第一驱动轴524被轴承528R按压,在±X方向与轴承528L抵接,而且轴承528L将凸缘部与突出部525a抵接。其结果,第一驱动轴524被限制+X方向的移动。另外,第一驱动轴524通过盘形弹簧527的作用力被限制-X方向的移动。即,第一驱动轴524在第一移动部61移动的方向,抑制相对于轮列支架525的晃动。
这样,盘形弹簧527经由轴承528R对第一驱动轴524施力,从而抑制第一驱动轴524相对于基座部51的±X方向(第一方向)的晃动。
虽省略详细的说明,但第二驱动部63与第一驱动部52构成相同,第二驱动轴631经由轴承528L、528R以及轮列支架525支承于第一移动部61。而且,第二驱动轴631通过盘形弹簧527的作用力,被抑制相对于第一移动部61的±Z方向(第二方向)的晃动。
〔透镜位移机构的动作〕
此处,对透镜位移机构5的动作进行说明。
如上述那样,投影仪1能够构成为将横长的图像投影于投影面的横放姿势的设置,以及将纵长的图像投影于投影面的纵放姿势的设置,在横放姿势,±X方向(第一方向)成为左右方向,在纵放姿势,±Z方向(第二方向)成为左右方向。而且,透镜位移机构5通过操作面板或遥控器的操作,基于控制部的指示,使第一驱动部52、第二驱动部63驱动,使投影透镜36在与光轴36j正交的面内移动。
具体而言,在横放姿势,若第一驱动部52被驱动,则连结部61B与第一驱动轴524卡合的第一移动部61被第一引导机构53引导而与第一驱动轴524的旋转方向对应地沿左右方向(±X方向)移动。支承于第二移动部62的投影透镜36与第一移动部61共同沿±X方向移动。
第一驱动轴524被盘形弹簧527施力,被抑制相对于基座部51的晃动,第一移动部61被拉伸螺旋弹簧54施力,被抑制相对于第一驱动轴524的晃动,因此第一移动部61相对于基座部51的晃动被抑制地沿左右方向(±X方向)移动。
相同地,在横放姿势,若第二驱动部63驱动,则连结部62B与第二驱动轴631卡合的第二移动部62被第二引导机构64L、64R引导而与第二驱动轴631的旋转方向对应地沿上下方向(±Z方向),与投影透镜36共同移动。
第二驱动轴631被盘形弹簧527施力,被抑制相对于第一移动部61的晃动,第二移动部62被压缩螺旋弹簧65施力,被抑制相对于第二驱动轴631的晃动,因此第二移动部62相对于第一移动部61的晃动被抑制地沿上下方向(±Z方向)移动。
在纵放姿势也与上述相同,第一移动部61相对于基座部51的晃动被抑制地移动,第二移动部62相对于第一移动部61的晃动被抑制地移动。
另外,投影仪1基于检测部10X、10Z的检测结果,将投影透镜36的位置存储于存储部,控制部也能够基于存储于存储部的信息控制第一驱动部52、第二驱动部63的驱动。
如以上说明的那样,根据本实施方式的投影仪1,能够得到以下的效果。
(1)透镜位移机构5能够以轻负载使投影透镜36沿上下左右移动。另外,投影透镜36抑制第一移动部61相对于第一驱动轴524的晃动、以及第二移动部62相对于第二驱动轴631的晃动。因此,在抑制因振动等干扰产生的第一移动部61以及第二移动部62的移动而可靠地维持投影的图像的位置、欲使图像向一侧的方向移动之后,再次回到原来的位置的情况下等,能够以与朝一侧的方向的移动量相同的量容易地再次返回到原来的位置。
(2)第一驱动轴524被盘形弹簧527施力,被抑制相对于基座部51的晃动,第二驱动轴631被盘形弹簧527施力,被抑制相对于第一移动部61的晃动,因此能够进一步抑制投影透镜36的上下左右的晃动。
(3)能够无需为了使在第一驱动轴524的引导槽与连结部61B的卡合部之间、以及第二驱动轴631的引导槽与连结部62B的卡合部之间不产生晃动地形成为高精度地加工构成部件、进行组装的调整之类的复杂的结构地构成透镜位移机构5。因此,能够提供具备了能够抑制投影透镜36的位置偏移,精度良好地移动图像,而不使用昂贵的部件,并且无需繁琐的制造工序的透镜位移机构5的投影仪1。
(4)透镜位移机构5在投影仪1的横放姿势的设置,以及纵放姿势的设置的双方,都能够抑制投影透镜36的晃动。由此,投影仪1在横长的图像的投影以及纵长的图像的投影,都能够抑制图像偏移、能够精度良好地移动投影出的图像。另外,投影透镜36抑制两个方向的晃动,因此投影仪1在横放姿势与纵放姿势之间的姿势,也能够起到相同的效果。
(5)拉伸螺旋弹簧54以及第一驱动轴524相对于投影透镜36配置于相同侧,因此对以通过拉伸螺旋弹簧54的作用力使第一驱动轴524的引导槽与连结部61B的卡合部卡合的部位作为支点的旋转方向的力矩进行抑制,从而能够有效地沿着第一中心轴524j传递拉伸螺旋弹簧54的作用力。因此,能够使移动部6顺畅地移动。另外,能够使移动部6更顺畅地移动,因此实现由马达521的低功耗而产生的节能和第一驱动部52的小型化。
(6)第一移动部61构成为配置于第一驱动部52的连结部61B与第一移动主体部61A独立。由此,透镜位移机构5的组装变容易,并且能够分别进行第一移动主体部61A相对于基座部51的位置调整、以及连结部61B相对于第一驱动部52的位置调整,因此抑制加载于第一移动部61和第一驱动部52的应力,从而能够成为使第一移动部61更加顺畅地移动的结构。
相同地,第二移动部62构成为配置于第二驱动部63的连结部62B与第二移动主体部62A独立。由此,透镜位移机构5的组装变容易,并且抑制加载于第二移动部62、第二驱动部63的应力,从而能够成为使第二移动部62更加顺畅地移动的结构。
(7)投影仪1构成为透镜位移机构5能够使投影透镜36精度良好地移动,控制部还能够基于存储于存储部的投影透镜36的位置对第一驱动部52、第二驱动部63的驱动进行控制。由此,例如,存储与投影在投影屏上的图像的多个位置对应的投影透镜36的位置,进行将上述存储的多个位置读出的操作,从而能够使图像精度良好地容易地移动至所希望的位置。
(变形例)
此外,上述实施方式也可以如以下那样变更。
上述实施方式的透镜位移机构5构成为在投影仪1的横放姿势下,移动部6(第一移动部61)沿左右方向移动,第二移动部62沿上下方向移动,但也可以构成为移动部6(第一移动部61)沿上下方向移动,第二移动部62沿左右方向移动。
另外,上述实施方式的透镜位移机构5构成为,能够使投影透镜36沿与光轴36j正交的两个方向移动,但也可以构成为仅能够沿一个方向,例如,仅能够沿±X方向或仅能够沿±Z方向移动。此外,在仅能够沿±Z方向移动的结构中,该±Z方向相当于第一方向。
上述实施方式的透镜位移机构5构成为,第一施力部将移动部6向+X方向施力,但也可以构成为第一施力部将移动部6向-X方向施力。相同地,上述实施方式的透镜位移机构5构成为,第二施力部将第二移动部62向+Z方向施力,但也可以构成为第二施力部将第二移动部62向-Z方向施力。
上述实施方式的压缩螺旋弹簧65相对于投影透镜36配置于与配置第二驱动轴631的一侧相反的一侧,但也可以构成为使压缩螺旋弹簧65投影透镜36配置于配置第二驱动轴631的一侧。
另外,上述实施方式的第一施力部、第二施力部使用拉伸螺旋弹簧、压缩螺旋弹簧,但也可以使用利用了扭转螺旋弹簧、板簧等的部件。
也可以使上述实施方式的第一移动主体部61A与连结部61B一体地形成。同样,也可以使第二移动主体部62A与连结部62B一体地形成。
另外,也可以使第一驱动部52的轮列支架525与基座部51一体地形成。相同地,也可以使第二驱动部63的轮列支架525与第一移动部61一体地形成。
上述实施方式的第一引导机构53经由单元安装板532安装于基座部51,并构成为滑动单元531配置于第一移动主体部61A的两侧,但也可以构成为滑动单元531配置于基座部51与第一移动主体部61A之间。相同地,上述实施方式的第二引导机构64L、64R经由单元安装板641、642、643而安装于第一移动主体部61A,并构成为滑动单元531配置于第二移动主体部62A的两侧,但也可以构成为滑动单元531配置于第二移动主体部62A与第一移动主体部61A之间。
另外,上述实施方式的滑动单元531使用球状的转动部件5313,但也可以成为使用圆柱状的部件作为转动部件的结构。
上述实施方式的透镜位移机构5使用直流马达,也可以构成为使用步进马达。
另外,上述实施方式的透镜位移机构5构成为具有马达521的电动式,但也可以构成为设置能够供使用者操作的操作部(例如,刻度盘等),并通过该操作部的操作使第一驱动轴524、第二驱动轴631旋转的手动式。
上述实施方式的投影仪1作为调光装置而使用透射式的液晶面板,但也可以是利用了反射型的液晶面板的部件。另外,作为调光装置也可以是利用了微镜型的调光装置,例如,DMD(Digital MicromirrorDevice)等的部件。
上述实施方式的光源装置31采用放电型的光源311,但也可以由其他方式的光源、发光二极管、激光等的固体光源构成。
符号说明
1…投影仪;3…光学单元;5…透镜位移机构;6…移动部;10X、10Z…检测部;31…光源装置;36…投影透镜;36j…光轴;51…基座部;52…第一驱动部;53…第一引导机构;54…拉伸螺旋弹簧(第一施力部);61…第一移动部;61A…第一移动主体部;61B…连结部;62…第二移动部;62A…第二移动主体部;62B…连结部;63…第二驱动部;64L、64R…第二引导机构;65…压缩螺旋弹簧(第二施力部);311…光源;351、351B、351G、351R…液晶光阀(调光装置);352…正交分色棱镜;524…第一驱动轴;524j…第一中心轴;531…滑动单元;532、641、642、643…单元安装板;631…第二驱动轴;631j…第二中心轴;5311…固定板;5312…可动板;5313…转动部件。
Claims (4)
1.一种投影仪,其具备:对从光源射出的光进行调制的调光装置、对由所述调光装置调制出的光进行投影的投影透镜、以及在与所述投影透镜的光轴正交的面内使所述投影透镜移动的透镜位移机构,其特征在于,所述透镜位移机构具备:
基座部,其固定于该投影仪内部;
第一驱动轴,其以沿所述面内的第一方向延伸的第一中心轴为中心能够旋转地支承于所述基座部,并在该第一驱动轴的外周有引导槽;
移动部,其具有与所述引导槽卡合的卡合部并支承所述投影透镜,并通过所述第一驱动轴的旋转而沿所述第一方向移动;
第一引导机构,其具有转动部件并支承于所述基座部,并引导所述移动部朝所述第一方向的移动;以及
第一施力部,其相对于所述基座部,向沿着所述第一方向的方向对所述移动部施力。
2.根据权利要求1所述的投影仪,其特征在于,
所述移动部具备:
第一移动部,其被所述第一引导机构引导而沿所述第一方向移动;
第二驱动轴,其以沿与所述第一方向正交的第二方向延伸的第二中心轴为中心能够旋转地支承于所述第一移动部,并在该第二驱动轴的外周具有引导槽;
第二移动部,其具有与所述第二驱动轴的引导槽卡合的卡合部并支承所述投影透镜,并通过所述第二驱动轴的旋转而沿所述第二方向移动;
第二引导机构,其具有转动部件并支承于所述第一移动部,并引导所述第二移动部朝所述第二方向的移动;以及
第二施力部,其相对于所述第一移动部,向沿着所述第二方向的方向对所述第二移动部施力。
3.根据权利要求1或2所述的投影仪,其特征在于,
所述第一施力部相对于所述投影透镜配置于配置有所述第一驱动轴的一侧。
4.根据权利要求2所述的投影仪,其特征在于,
所述第二施力部相对于所述投影透镜配置于配置有所述第二驱动轴的一侧。
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