CN102207599B - 具有虹膜式光阑装置的透镜镜筒组件及投影仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种透镜镜筒组件，其具有形成在静止镜筒中的第一槽。第二槽形成在可转动镜筒中。光阑控制板部分设置在可转动镜筒的内表面和在周向方向可转动的虹膜式光阑装置之间，具有连接到驱动环的端部。接合槽形成在光阑控制板部分中以沿光轴延伸。可操作的光圈环设置在静止镜筒的外面。销装置具有第一和第二端部，第一端部被固定地固定到光圈环，第二端部***通过第一和第二槽和接合槽，用于在光圈环转动时操作以使接合槽转动光阑控制板部分，从而致动驱动环。

Description

具有虹膜式光阑装置的透镜镜筒组件及投影仪

技术领域

本发明涉及具有虹膜式光阑装置的透镜镜筒组件及投影仪。尤其是，在本发明涉及的具有虹膜式光阑装置的透镜镜筒组件及投影仪中，一个部件的转动能够被可靠地传递到包括在虹膜式光阑装置的一个部件。

背景技术

用于和投影仪一起使用的透镜镜筒组件是已知的，其操作用于放大图像光线以投射图像到屏幕上。透镜镜筒组件包括静止镜筒、可转动镜筒和虹膜式光阑装置。在静止镜筒中形成线型槽。在可转动镜筒中形成凸轮槽。在可转动镜筒中的透镜组依照静止镜筒中的线型槽在沿光轴的方向上移动，以用于变焦。虹膜式光阑装置设置在静止镜筒的后端或者在镜头组之间，并调节投射到屏幕上的图像的亮度。

JP-A-6-265972公开了虹膜式光阑装置，其包括支撑环、驱动环和设置在支撑环和驱动环之间的多个光阑叶片。这些光阑叶片在支撑环上枢转移动。凸轮槽引导光阑叶片在驱动环上。当驱动环转动时，光阑叶片枢转移动，从而光圈开口能增大和减小。

已知多种类型的用于改变虹膜式光阑装置的光圈开口的结构。看JP-A-2001-290190。这些结构中的第一种是手动型的，其中可操作的光圈环设置成围绕透镜镜筒组件。通过手动或机械操作的光圈环的转动，使得光阑控制板部分或杆转动驱动环。这些类型结构的第二种是马达驱动型的，其中在透镜镜筒组件中结合了小的马达。该马达被驱动以转动驱动环。

在手动型结构中，必须在光圈环和驱动环之间以偏移可转动镜筒的方式设置光阑控制板部分。因而，该光阑控制板部分具有沿光轴方向的较长形状。使用引导装置来引导光阑控制板部分，使其无间隙地绕静止镜筒的光轴旋转。然而，这样产生一个问题，即，取决于部件及/或组装的误差，可能产生光阑控制板部分与引导装置的累积误差。因为在沿着光轴的方向的较长形状，光阑控制板部分很可能通过光圈环的转动而变得绕驱动环转动地偏离。这将出现性质严重的光圈环到驱动环的传递转动故障。

同样，在马达驱动型中问题，即，与手动型相比，其透镜镜筒组件的尺寸的减小要困难的多。马达驱动型的制造费用相当高。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有虹膜式光阑装置的透镜镜筒组件和投影仪，其中一个部件的转动能够被可靠地传递到包括在虹膜式光阑装置中的部件。

为了实现本发明的上述及其他目的和优点，一种透镜镜筒组件，包括：静止镜筒、可转动镜筒和虹膜式光阑装置，可转动镜筒用于在所述静止镜筒中进行相对转动以沿光轴移动结合的镜头***，虹膜式光阑装置包含在可转动镜筒中用于通过转动可围绕所述光轴转动的驱动部来改变光圈开口的尺寸。透镜镜筒组件包括：第一槽，其形成在所述静止镜筒中以在围绕所述光轴限定的周向方向上延伸，并且具有等于或大于可转动镜筒的可转动范围的长度；第二槽，其形成在可转动镜筒中以沿所述第一槽延伸，并且具有依照所述可转动镜筒的所述可转动范围与所述驱动部的可转动范围的组合的长度；光阑控制板部分，其以在所述周向方向上可转动的方式设置在所述可转动镜筒中并具有端部，所述驱动部从所述端部延伸；接合槽，形成在光阑控制板部分中以沿所述光轴延伸；可操作单元，以围绕所述光轴可转动的方式设置在静止镜筒外面；销装置，具有第一和第二端部，第一端部被固定地固定到可操作单元，第二端部***通过第一和第二槽以及接合槽，用于在可操作单元转动时操作从而使接合槽绕所述光轴转动光阑控制板部分，以利用驱动部来致动虹膜式光阑装置。

第二槽的长度等于或大于可转动镜筒的可转动范围和驱动部的可转动范围的总和。

第一槽由形成在各自位置中的至少第一和第二***槽构成，所述各自位置是通过在周向方向上等分所述静止镜筒的外周而限定的，并且第一***槽接受销装置的***。此外，第二可操作单元设置在所述静止镜筒的外面，用于转动可转动镜筒。传递部***在第二***槽中，用于将力从第二可操作单元传递到可转动镜筒。

销装置为四边形横截面的销装置。

光阑控制板部分与驱动部形成在一起。

另外，在优选实施例中，保持部固定光阑控制板部分的所述端部到驱动部。

镜头***与投影仪一起使用。

另外，透镜架包含在所述可转动镜筒中，用于支撑所述镜头***。凸轮机构在可转动镜筒被转动时沿光轴移动透镜架。

虹膜式光阑装置还包括多个光阑叶片，当驱动部被转动时所述光阑叶片枢转移动以放大和减小光圈开口。

镜头***包括串行布置在所述光轴上的至少第一、第二和第三镜头光学元件。虹膜式光阑装置与第二镜头光学元件的透镜架相关联。

还有，提供一种用于投射图像的投影仪，包括：静止镜筒、可转动镜筒和虹膜式光阑装置，可转动镜筒用于在静止镜筒中进行相对转动以沿光轴移动结合的镜头***，虹膜式光阑装置包含在可转动镜筒中并用于通过转动可围绕所述光轴转动的驱动部来改变光圈开口的尺寸。投影仪包括第一槽，其形成在所述静止镜筒中以在围绕所述光轴限定的周向方向上延伸，并且具有等于或大于可转动镜筒的可转动范围的长度。第二槽形成在可转动镜筒中以沿第一槽延伸。光阑控制板部分以可转动的方式在周向方向上设置在可转动镜筒中并具有端部，驱动部从所述端部延伸。接合槽形成在光阑控制板部分中以沿所述光轴延伸。可操作单元以围绕所述光轴可转动的方式设置在静止镜筒外面。销装置具有第一和第二端部，第一端部被固定地固定到可操作单元，第二端部***通过第一和第二槽以及接合槽，用于在可操作单元转动时操作从而使接合槽绕所述光轴转动光阑控制板部分，以利用驱动部来致动虹膜式光阑装置。

因此，因为用于通过槽传递的销装置，可操作单元的转动能够被可靠地传递到包括在虹膜式光阑装置中的驱动部。

附图说明

结合附图，阅读下面的具体描述，本发明的上述及/或其他目的和优点将变得更加明显，在附图中：

图1为透视图，示出投影仪；

图2为竖直截面，示出设定在广角端的镜头***；

图3为透视图，示出虹膜式光阑装置；

图4为说明性平面图，示出虹膜式光阑装置；

图5为透视图，示出在可转动镜筒和光阑控制板部分之间的关系；

图6为竖直截面，示出设定在摄远端的镜头***；

图7为透视图，示出具有四边形横截面的另一优选销装置；

图8为透视图，示出另一优选虹膜式光阑装置。

具体实施方式

在图1中，图像投影仪或影像投影仪10包括投影仪壳体11和本发明的透镜镜筒组件12或投影镜头组件。圆筒形的静止镜筒13在透镜镜筒组件12中。围绕静止镜筒13设置了多个环，在向后方向上依次包括聚焦环14、变焦环15以及可手动操作的光圈环16或可操作单元。聚焦环14被转动以用于聚焦。变焦环15被转动以用于变焦。光圈环16被转动以用于改变虹膜式光阑装置的光圈开口。在聚焦环14、变焦环15和光圈环16的表面上有滚花齿，以便于手指接触而手动转动它们。

投影仪壳体11包含光源、透射型的液晶显示装置以及正交分光棱镜。光源发出白光。液晶显示装置对应三原色，红、绿、蓝。来自光源的白光被分成三原色分量，它们入射到液晶显示装置上作为三原色的图像光分量。这些图像光分量被正交分光棱镜组合，然后入射到透镜镜筒组件12上。透镜镜筒组件12将图像光的图像放大并朝向屏幕投影所述图像光。

在图2中，作为一种镜头***，透镜镜筒组件12是前聚焦镜头，包括聚焦透镜组18和后透镜组21。在静止镜筒13的前端，安置聚焦镜筒19，并包括聚焦透镜组18。在静止镜筒13的后端，静止透镜架20支撑后镜头组21。凸轮镜筒或可转动镜筒22设置在静止镜筒13内，在聚焦透镜组18和后透镜组21之间，并沿静止镜筒13的内表面可转动。镜头光学元件24、25、26和27结合在可转动镜筒22中。螺钉29通过螺旋接合将变焦环15连接到可转动镜筒22。

当手动旋转聚焦环14时，与静止镜筒13螺旋接合的聚焦镜筒19转动。聚焦透镜组18沿着光轴30移动以使透镜***聚焦。当手动转动变焦环15时，每个镜头光学元件24-27沿着光轴30移动以用于变焦。

透镜架31支撑镜头光学元件26。虹膜式光阑装置32或可变孔径光阑固定到透镜架31，并通过调节光线的量来调节要投影到屏幕上的图像的亮度。在图3和4中，虹膜式光阑装置32包括支撑环32a、光圈板32b、多个光阑叶片32c以及作为驱动部分的可转动驱动环32d。在支撑环32a和光圈板32b之间，光阑叶片32c和驱动环32d被保持在一起。光阑叶片32c以可枢转移动的方式固定到光圈板32b。凸轮槽33与凸轮销协作，引导光阑叶片32c在驱动环32d上。当驱动环32d绕光轴旋转时，通过用凸轮槽33摆动光阑叶片32c而使光圈开口34放大或减小。

注意，支撑环32a可以和透镜架31形成在一起。

突出凸耳35形成在驱动环32d的外缘以突出出来。突出凸耳35的端部35a是以直角弯曲的部分。光阑控制板部分36或杆设置在可转动镜头22和透镜架31之间，并具有第一端，所述第一端由螺钉55(保持部)固定到端部35a。光阑控制板部分36在光轴方向上是较长的。接合槽36a形成在光阑控制板部分36中靠近其第二端处，并平行于光轴方向延伸。

在图5中，第一槽13a形成在静止镜筒13中。镜筒壳体22a是可转动镜筒22的主要部分。第二槽37形成在镜筒壳体22a中，并且垂直延伸到接合槽36a。第二槽37具有大于第一槽13a的长度。环槽15a形成在设置在静止镜筒13外面的变焦环15中，并且环槽的长度等于第二槽37。第二槽37的长度等于或大于可转动镜筒22和驱动环32d的可转动范围的总和。换句话说，环槽15a、第一槽13a和第二槽37的长度被预定成，使得在透镜镜筒组件12的摄远端和广角端均能够放大或减小光圈开口34，以及使得透镜镜筒组件12可以在完全打开光圈开口34的完全打开状态和最小化光圈开口34的尺寸的最小打开状态两者中在摄远端和广角端之间适当变焦。销装置38包括销头和销部。销头被固定地固定到光圈环16。销部***到环槽15a、第一槽13a、第二槽37和接合槽36a中。螺钉孔39形成在镜筒壳体22a中用于和螺钉29螺旋接合。

螺钉孔39以旋转对称方式设置在关于可转动镜筒22的光轴30离第二槽37的中间180度的位置处。***槽13d具有和第一槽13a相同的形状以用于接受销装置38，并以旋转对称方式设置在关于光轴30的180度处。螺钉29作为传递部分被***到***槽13d中。具有螺钉29***穿过其中的间隔套管40或管。由于螺钉29和间隔套管40一起设定在***槽13d中，即使转动变焦环15也能抑制螺钉29和***槽13d之间变松。

在该实施例中，***槽13d是单个的，用于接受螺钉29以传递变焦环15(第二可操作单元)的转动到可转动镜筒22。然而，可以在静止镜筒13中形成多个***槽13d。静止镜筒13的整个周长被N(不小于2的整数，例如3)等分，从而***槽13d设置在由这样分割所限定的N个部分中。第一个***槽13d接受销装置38。那些不同于所述第一个的槽中的至少一个接受螺钉29的***。应注意到整数N不限于两个或三个，而可以是四个或更多。

当转动光圈环16时，销装置38在静止镜筒13的周向方向上沿着第一和第二槽13a和37以及环槽15a移动。光阑控制板部分36可转动地移动在可转动镜筒22的内表面上以转动驱动环32d。因而，虹膜式光阑装置32的光阑叶片32c枢转移动以放大或减小光圈开口34的直径。

凸轮槽41、42、43和44形成在可转动镜筒22的镜筒壳体22a中，并在倾斜方向延伸。凸轮槽41是以120角距围绕光轴30布置的三个槽。凸轮槽42、43、44以这种方式形成。透镜架46支撑镜头光学元件24。三个凸轮随动件48和透镜架46的边缘形成在一起，并***到凸轮槽42中。透镜架31支撑镜头光学元件26。三个凸轮随动件51与透镜架31的边缘形成在一起，并***到凸轮槽43中。透镜架52支撑镜头光学元件27。三个凸轮随动件53与透镜架52的边缘形成在一起，并***到凸轮槽44中。

变焦环15的转动引起可转动镜筒22转动。凸轮槽41的凸轮表面推动凸轮随动件48。凸轮槽42的凸轮表面推动凸轮随动件50。凸轮槽43的凸轮表面推动凸轮随动件51。凸轮槽44的凸轮表面推动凸轮随动件53。在图2中，线型槽13b形成在静止镜筒13的内表面中，而阻止凸轮随动件48、50、51和53旋转移动。这样，镜头光学元件24和凸轮随动件48及透镜架46一起沿光轴移动。镜头光学元件25和凸轮随动件50及透镜架49一起沿光轴移动。镜头光学元件26和凸轮随动件51及透镜架31一起沿光轴移动。镜头光学元件27和凸轮随动件53及透镜架52一起沿光轴移动。

当转动变焦环15时，透镜光学元件24-27在图2的广角端位置和图6的摄远端位置之间沿光轴移动。镜头光学元件26的移动使得光阑控制板部分36沿光轴移动。光圈开口34能够在整个变焦范围中改变，因为接合槽36a的在沿光轴的方向上的长度是根据镜头光学元件26的可移动范围而决定的。

在图2中，环状脊22b经由间隔环从可转动镜筒22的镜筒壳体22a的末端突出。环状脊22b的外径略大于镜筒壳体22a的外径。环状脊22b的外表面接触静止镜筒13的内表面。在静止镜筒13的内表面和镜筒壳体22a的外表面之间形成间隙。同样，与环状脊22b相似，环状脊13c经由间隔环从静止镜筒13的内表面突出。环状脊13c接触镜筒壳体22a的后端的外表面。

当这种结构的透镜镜筒组件12的光圈环16转动时，销装置38沿着环槽15a和第一及第二槽13a和37移动并推动在光阑控制板部分36中的接合槽36a的边缘，所述光阑控制板部分可在可转动镜筒22中可转动地移动。由于光阑控制板部分36比依照常规透镜镜筒的要短，光阑控制板部分36能够转动驱动环32d且不产生震动。可以根据光圈环16的转动移位来设定光圈开口34的尺寸。

在上述实施例中，销装置38是圆柱形的。然而，替代地，可以使用图7的多边形横截面销装置56或四边形横截面销装置。由于销装置56不在光阑控制板部分36的接合槽36a中转动，可以有效地使用用于转动光圈环16的扭距来施加力以在静止镜筒13的周向方向上移动光阑控制板部分36。

在上述实施例中，光阑控制板部分36最初与虹膜式光阑装置32分开并用螺钉固定到突出凸耳35的端部35a。与此相反，在图8中示出另一优选虹膜式光阑装置60。光阑控制板部分62结合在该虹膜式光阑装置60中。作为驱动部的驱动环61与光阑控制板部分62形成为一体。光阑控制板部分62的突出凸耳61a以直角从虹膜式光阑装置60延伸。与接合槽36a类似，接合槽62a形成在虹膜式光阑装置60中。这样，上述包括驱动环61和光阑控制板部分62的单体结构可有效地减少组装部件的数量以及组装虹膜式光阑装置60的步骤的数量。

在上述实施例中，光圈环16是手动旋转的。然而，可以使用马达。齿轮齿可以和光圈环16一起形成，并且被马达旋转以转动光圈环16。

在上面的实施例中，透镜镜筒组件用于图像投影仪或影像投影仪。然而，本发明的透镜镜筒组件可用于相机或者其他光学仪器。

虽然参考附图通过优选实施例已经完整地描述了本发明，本领域技术人员显然可以作出各种改变和修改。因此，除非这些改变和修改偏离了本发明的范围，否则它们应被认为是包括在本发明内的。

Claims (14)

1.一种透镜镜筒组件，包括：静止镜筒、可转动镜筒和虹膜式光阑装置，所述可转动镜筒用于在所述静止镜筒中相对于静止镜筒转动以沿光轴移动结合的镜头***，所述虹膜式光阑装置包含在所述可转动镜筒中并用于通过转动可围绕所述光轴转动的驱动部来改变光圈开口的尺寸，所述透镜镜筒组件包括：

第一槽，形成在所述静止镜筒中以在围绕所述光轴限定的周向方向上延伸；

第二槽，形成在所述可转动镜筒中以沿所述第一槽延伸；和

光阑控制板部分，

所述透镜镜筒组件的特征在于：

所述第一槽具有等于或大于所述可转动镜筒的可转动范围的长度；

所述第二槽具有依照所述可转动镜筒的所述可转动范围与所述驱动部的可转动范围的组合的长度；

所述光阑控制板部分以在所述周向方向上可转动的方式设置在所述可转动镜筒中并具有端部，所述驱动部从所述端部延伸；

并且所述透镜镜筒组件还包括：

接合槽，其形成在所述光阑控制板部分中以沿所述光轴延伸；

可操作单元，其以围绕所述光轴可转动的方式设置在所述静止镜筒外面；及

具有第一和第二端部的销装置，所述第一端部被固定地固定到所述可操作单元，所述第二端部***通过所述第一和第二槽以及所述接合槽，所述销装置用于在所述可操作单元转动时操作从而使所述接合槽绕所述光轴转动所述光阑控制板部分，以利用所述驱动部来致动所述虹膜式光阑装置。

2.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，其中所述第二槽的所述长度等于或大于所述可转动镜筒的所述可转动范围和所述驱动部的所述可转动范围的总和。

3.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，其中所述第一槽由形成在各自位置中的至少第一和第二***槽构成，所述各自位置是通过在所述周向方向上等分所述静止镜筒的外周而限定的，并且所述第一***槽接受所述销装置的***；

所述透镜镜筒组件还包括：

第二可操作单元，其设置在所述静止镜筒的外面，用于转动所述可转动镜筒；

传递部，其***在所述第二***槽中，用于将力从所述第二可操作单元传递到所述可转动镜筒。

4.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，其中所述销装置为四边形横截面的销装置。

5.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，其中所述光阑控制板部分与所述驱动部形成在一起。

6.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，还包括保持部，用于固定所述光阑控制板部分的所述端部到所述驱动部。

7.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，其中所述镜头***用于投影仪。

8.根据权利要求1所述的透镜镜筒组件，还包括：

透镜架，其包含在所述可转动镜筒中，用于支撑所述镜头***；及

凸轮机构，用于在所述可转动镜筒被转动时沿所述光轴移动所述透镜架。

9.根据权利要求8所述的透镜镜筒组件，其中所述虹膜式光阑装置还包括多个光阑叶片，当所述驱动部被转动时所述光阑叶片枢转地移动以放大和减小所述光圈开口。

10.根据权利要求8所述的透镜镜筒组件，其中所述镜头***包括串联布置在所述光轴上的至少第一、第二和第三镜头光学元件；

所述虹膜式光阑装置与所述第二镜头光学元件的透镜架相关联。

11.一种用于投射图像的投影仪，包括：静止镜筒、可转动镜筒和虹膜式光阑装置，所述可转动镜筒用于在所述静止镜筒中相对于静止镜筒转动以沿光轴移动结合的镜头***，所述虹膜式光阑装置包含在所述可转动镜筒中用于通过转动可围绕所述光轴转动的驱动部来改变光圈开口的尺寸，所述投影仪包括：

第一槽，形成在所述静止镜筒中以在围绕所述光轴限定的周向方向上延伸；

第二槽，形成在所述可转动镜筒中以沿所述第一槽延伸；和

光阑控制板部分，

所述投影仪的特征在于：

所述第一槽具有等于或大于所述可转动镜筒的可转动范围的长度；

所述第二槽具有依照所述可转动镜筒的所述可转动范围与所述驱动部的可转动范围的组合的长度；

光阑控制板部分以在所述周向方向上可转动的方式设置在所述可转动镜筒中并具有端部，所述驱动部从所述端部延伸；

并且所述投影仪还包括：

接合槽，其形成在所述光阑控制板部分中以沿所述光轴延伸；

可操作单元，其以围绕所述光轴可转动的方式设置在所述静止镜筒外面；及

具有第一和第二端部的销装置，所述第一端部被固定地固定到所述可操作单元，所述第二端部***通过所述第一和第二槽以及所述接合槽，所述销装置用于在所述可操作单元转动时操作从而使所述接合槽绕所述光轴转动所述光阑控制板部分，以利用所述驱动部来致动所述虹膜式光阑装置。

12.根据权利要求11所述的投影仪，其中所述第二槽的所述长度等于或大于所述可转动镜筒的所述可转动范围和所述驱动部的所述可转动范围的总和。

13.根据权利要求11所述的投影仪，其中所述光阑控制板部分与所述驱动部形成在一起。

14.根据权利要求11所述的投影仪，还包括保持部，用于固定所述光阑控制板部分的所述端部到所述驱动部。