一種微型投影機調焦裝置的製作方法

2023-05-04 21:54:56

專利名稱：一種微型投影機調焦裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及投影顯示領域，特別涉及一種可安裝在移動投影設備上以實現投 影功能的調焦裝置。
背景技術：
受產品尺寸和成本限制，一些具有圖像顯示功能的電子產品(如筆記本電腦、電 腦顯示器、手機、遊戲機等)都不能提供供許多人同時觀賞的大屏幕顯示功能。長期以來， 人們都習慣採用投影機進行產品、方案、圖片或視頻演示，以獲得大屏幕顯示功能。由於傳 統的投影機體積重量較大，非常不易攜帶，只適合固定在辦公室或某些特殊場所使用；而且 這類投影機價格昂貴，難以被普通消費者接受，嚴重限制了投影機的大眾化發展。微型投影機(也稱袖珍投影機、掌上投影機)，其尺寸小到可以輕鬆放進口袋，具 有超強的便攜性，大大擴展了投影機在小型商務、家庭娛樂等方面的應用，使投影機逐漸滲 透到以前無法進入的市場領域，如嵌入應用到手機、數位相機、筆記本電腦等行動裝置，以 及小型演示場所、即興演示使用的可攜式投影機。作為投影機重要部件之一的調焦裝置，其設計成功與否直接影響到投影機的性 能。在已公開專利的調焦裝置，鏡筒與調焦環採用螺紋連接(專利公開號CN101093273)， 利用鏡筒與調焦環之間螺紋的精密配合實現調焦，但是該裝置沒有辦法解決控制螺紋間 隙，無法確保調焦系統長期準確的工作。一般地說，由於存在製造誤差、裝配誤差、以及熱應 力或載荷作用造成的變形，相互配合的螺紋之間必須預留一定間隙。預留的間隙如果太小， 則會出現安裝困難或磨損嚴重，加快調焦系統的失效。如果預留的間隙太大，則會造成螺紋 配合的鬆動，出現調焦反應不靈敏以及空回等問題。通常，螺紋在使用過程中都會不斷磨 損，螺紋之間的間隙也會越來越大。同樣，如果採用齒輪傳動，也會存在與螺紋傳動同樣的 齒隙問題。因此，投影機調焦系統螺紋間隙或齒隙的控制非常重要，必須採取措施將其控制 在合理範圍。
發明內容本實用新型針對現有投影機螺紋調焦裝置不能很好控制螺紋間隙的現狀，提供了 一種結構簡單、操作方便的微型投影機調焦裝置，保證調焦螺紋能夠長期準確的工作。本實用新型的技術方案是設計一種微型投影機調焦裝置，包括光學引擎基座、投 影鏡頭、調焦蝸杆和調焦齒輪，調焦齒輪與投影鏡頭連接為一體；調焦蝸杆表面設計有與調 焦齒輪配合成傳動副的外齒，所述投影鏡頭活動設置在光學引擎基座上的投影鏡頭預置空 間內；在調焦蝸杆上設置有軸向消隙彈簧，軸向消隙彈簧的中心線與調焦蝸杆的中心線重 合，調焦蝸杆和調焦齒輪構成的傳動副設置在限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構上。本實用新型還包括徑向消隙彈簧，徑向消隙彈簧的中心線與調焦蝸杆的中心線垂 直。所述調焦蝸杆的中心線處設計有通孔，通孔內設置有一個固定軸，固定軸固定安裝在限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構上，所述軸向消隙彈簧和徑向消隙彈簧設置在 所述固定軸上，調焦蝸杆繞固定軸轉動。所述限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構為設計在光學引擎基座上的固定軸 安裝結構，所述固定軸穿插定位在該固定軸安裝結構上；所述調焦蝸杆位於該固定軸安裝 結構之間。所述調焦蝸杆上還設計有調焦環，撥動調焦環能夠將調焦蝸杆的旋轉運動變為投 影鏡頭的直線運動，調焦環與調焦蝸杆連接為一體。所述調焦環設計有軸向消隙彈簧避空結構，所述軸向消隙彈簧套置在固定軸上， 並容納在調焦環上的軸向消隙彈簧避空結構與光學引擎基座固定軸安裝結構所包圍的空 間內；所述固定軸安裝結構上設計有徑向消隙彈簧安裝結構，徑向消隙彈簧安裝在該徑向 消隙彈簧安裝結構內。所述軸向消隙彈簧工作時處於壓縮狀態。所述徑向消隙彈簧工作時處於拉伸狀態或壓縮狀態。所述光學引擎基座上還設計有限制調焦蝸杆的調焦幅度的調焦蝸杆避空限位空 間或所述光學引擎基座上設計有投影鏡頭安裝定位結構以及對鏡頭的調焦運動進行導向 和限位的調焦導向和限位結構；或所述調焦蝸杆上的調焦環由兩個零件組合而成。所述調焦蝸杆與固定軸是結合為一體的；所述徑向消隙彈簧布置在固定軸的外 側。本實用新型具有如下優點1、調焦準確平穩由於本裝置安裝了軸向消隙彈簧，被壓縮的軸向消隙彈簧產生軸向推力，使調焦 蝸杆的外齒緊壓調焦齒輪的外齒，消除了調焦蝸杆和調焦齒輪傳動副軸向上的齒隙。由於 安裝了徑向消隙彈簧，徑向消隙彈簧工作時可以處於拉伸狀態或壓縮狀態，分別產生徑向 拉緊或壓緊力，使調焦蝸杆的外齒緊壓調焦齒輪的外齒，消除了調焦蝸杆和調焦齒輪傳動 副徑向上的齒隙。軸向消隙彈簧和徑向消隙彈簧的安裝，一方面保證了調焦過程中調焦位 置的準確和平穩，另一方面保證調焦蝸杆和調焦齒輪傳動副在長期運行磨損出現較大齒隙 後，依然能夠在軸向消隙彈簧和徑向消隙彈簧的作用下準確平穩的進行調焦運動。2、防止調焦蝸杆和調焦齒輪傳動副的損壞由於本裝置安裝了軸向消隙彈簧和徑向消隙彈簧，一方面產生軸向壓緊力和徑向 壓緊力，消除了調焦蝸杆和調焦齒輪軸向和徑向上的齒隙；另一方面，當出現異常操作，調 焦蝸杆和調焦齒輪之間的作用力達到極限將出現齒輪破壞時，由於軸向消隙彈簧和徑向消 隙彈簧的彈性，在極限作用力下消隙彈簧將反向變形帶動調焦蝸杆和調焦齒輪的分離，避 免出現齒輪破壞的現象。3、操作簡便消費者可以通過撥動調焦環外圓周的細齒帶動調焦蝸杆沿固定軸進行旋轉運動， 實現投影鏡頭在光軸方向的直線移動調焦，使用操作簡單方便。

圖1是本實用新型一種實施例的組合立體結構示意圖。[0024]圖2是圖1的分解立體結構示意圖。圖3是圖1右側視角的局部平面剖視示意圖。圖4是圖1沿調焦蝸杆中心線的局部平面剖視結構示意圖。圖5是圖4的另一種徑向消隙彈簧安裝實例示意圖。圖6是遮光罩的立體示意圖。圖7是光學引擎基座的立體示意圖。圖8是投影鏡頭的的立體示意圖。圖9是徑向消隙彈簧的立體示意圖。圖10是調焦蝸杆的立體示意圖。圖11是本實用新型的第二種實施例組合立體示意圖。圖12是圖11的分解立體示意圖。圖13是圖11中的調焦蝸杆的立體示意圖。
具體實施方式
請參見圖1至圖10，本實用新型揭示地是一種微型投影機調焦裝置，包括光學引 擎基座8、投影鏡頭1、調焦蝸杆2、調焦齒輪3、軸向消隙彈簧4、徑向消隙彈簧5和限制調焦 蝸杆2軸向直線運動的固定結構6，所述投影鏡頭1通過遮光罩10和4個螺孔11和螺絲 固定在所述光學引擎基座8上，為了保證投影鏡頭1可相對於光學引擎基座8往復移動，在 所述光學引擎基座8設有滑槽93，在所述投影鏡頭1上設有相應數量的凸條94，裝配時，將 投影鏡頭1上的凸條94裝在光學引擎基座8上的滑槽93內，即可。所述調焦齒輪3與投 影鏡頭1連接為一體；調焦蝸杆2表面設計有與調焦齒輪3配合成傳動副的外齒21 ；調焦 蝸杆2上設置有軸向消隙彈簧4和徑向消隙彈簧5，軸向消隙彈簧4的中心線與調焦蝸杆 2的中心線重合，徑向消隙彈簧5的中心線與調焦蝸杆2的中心線垂直；調焦蝸杆2和調焦 齒輪3構成的傳動副設置在限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構6上。所述調焦蝸杆2 的中心線處設計有通孔22，通孔22內設置有一個固定軸7，固定軸7固定安裝在限制調焦 蝸杆軸向直線運動的固定結構6上，調焦蝸杆2繞固定軸7轉動。所述限制調焦蝸杆軸向 直線運動的固定結構6為設計在光學引擎基座8上的固定軸安裝結構，所述固定軸7穿插 定位在該固定軸安裝結構上；所述調焦蝸杆2位於該固定軸安裝結構之間。本實用新型由 於安裝了軸向消隙彈簧，被壓縮的軸向消隙彈簧產生軸向推力，使調焦蝸杆的外齒緊壓調 焦齒輪的外齒，消除了調焦蝸杆和調焦齒輪傳動副軸向上的齒隙。由於安裝了徑向消隙彈 簧，徑向消隙彈簧工作時可以處於拉伸狀態或壓縮狀態，分別產生徑向拉緊或壓緊力，使調 焦蝸杆的外齒緊壓調焦齒輪的外齒，消除了調焦蝸杆和調焦齒輪傳動副徑向上的齒隙。圖4所示為所述徑向消隙彈簧5可以安裝在調焦蝸杆2與基座8之間，工作時處 於拉伸狀態；被拉伸的徑向消隙彈簧5產生徑向收縮力，將調焦蝸杆2拉近調焦齒輪3，消 除齒隙。當出現異常操作，調焦蝸杆2與調焦齒輪3之間的作用力達到極限將破壞齒輪時， 徑向消隙彈簧5在極限作用力出現的瞬間，已經處於拉伸狀態的彈簧瞬間產生微量拉伸， 使調焦蝸杆2離開調焦齒輪3，避免調焦蝸杆2或調焦齒輪3出現破壞。圖5所示為所述徑向消隙彈簧5安裝在調焦蝸杆2外部，工作時處於壓縮狀態；被 壓縮的徑向消隙彈簧5產生徑向推力，將調焦蝸杆2推近調焦齒輪3，消除齒隙。當出現異常操作，調焦蝸杆2與調焦齒輪3之間的作用力達到極限將破壞齒輪時，徑向消隙彈簧5在 極限作用力出現的瞬間，已經處於壓縮狀態的彈簧瞬間產生微量壓縮，使調焦蝸杆2離開 調焦齒輪3，避免齒輪出現破壞。所述調焦蝸杆2上還設計有調焦環23，撥動調焦環23能夠將調焦蝸杆2的旋轉運 動變為投影鏡頭1的直線運動，調焦環23與調焦蝸杆2連接為一體。所述調焦環23設計有軸向消隙彈簧避空結構，所述軸向消隙彈簧4套置在固定軸 7上，並容納在調焦環上的軸向消隙彈簧避空結構與光學引擎基座8固定軸安裝結構所包 圍的空間內；所述固定結構6上設計有徑向消隙彈簧安裝結構92，徑向消隙彈簧5安裝在 該徑向消隙彈簧安裝結構92內。所述軸向消隙彈簧4工作時處於壓縮狀態；所述徑向消隙 彈簧5工作時處於拉伸狀態或壓縮狀態。所述光學引擎基座8上還設計有限制調焦蝸杆2的調焦幅度的調焦蝸杆避空限位 空間91。所述光學引擎基座8上設計有投影鏡頭安裝定位結構以及對鏡頭的調焦運動進行 導向和限位的調焦導向和限位結構9。所述調焦蝸杆2上的調焦環23可由兩個零件組合而 成。請參見圖11至圖13，圖11至圖13是本實用新型的另一種實施例的結構示意圖， 它與圖1至圖10所示實施例相比，其大體結構相同，所不同的是所述調焦蝸杆2與固定軸 7是結合為一體的。在這種情況下，為了保證調焦動作的順利進行，此種實施例的徑向消隙 彈簧5隻能使用壓縮彈簧，即徑向消隙彈簧5布置在外側；顯然，固定軸7與調焦蝸杆2結 合為同一個整體後，調焦蝸杆2上的固定軸7就必須隨調焦蝸杆2轉動，這時，固定軸7則 通過兩個半蓋24定位在光學引擎基座8上了。
權利要求一種微型投影機調焦裝置，包括光學引擎基座(8)、投影鏡頭(1)、調焦蝸杆(2)和調焦齒輪(3)，調焦齒輪(3)與投影鏡頭(1)連接為一體；調焦蝸杆(2)表面設計有與調焦齒輪(3)配合成傳動副的外齒(21)，所述投影鏡頭(1)活動設置在光學引擎基座(8)上的投影鏡頭預置空間內；其特徵在於在調焦蝸杆(2)上設置有軸向消隙彈簧(4)，軸向消隙彈簧(4)的中心線與調焦蝸杆(2)的中心線重合，調焦蝸杆(2)和調焦齒輪(3)構成的傳動副設置在限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構(6)上。
2.如權利要求1所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於還包括徑向消隙彈簧(5)， 徑向消隙彈簧(5)的中心線與調焦蝸杆(2)的中心線垂直。
3.如權利要求2所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述調焦蝸杆(2)的中心 線處設計有通孔(22)，通孔(22)內設置有一個固定軸(7)，固定軸(7)固定安裝在限制調 焦蝸杆(2)軸向直線運動的固定結構(6)上，所述軸向消隙彈簧(4)和徑向消隙彈簧(5) 設置在所述固定軸(7)上，調焦蝸杆(2)繞固定軸(7)轉動。
4.如權利要求3所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述限制調焦蝸杆軸向直 線運動的固定結構(6)為設計在光學引擎基座(8)上的固定軸安裝結構，所述固定軸(7) 穿插定位在該固定軸安裝結構上；所述調焦蝸杆(2)位於該固定軸安裝結構之間。
5.如權利要求2所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述調焦蝸杆(2)上還設 計有調焦環(23)，撥動調焦環(23)能夠將調焦蝸杆(2)的旋轉運動變為投影鏡頭(1)的直 線運動，調焦環(23)與調焦蝸杆(2)連接為一體。
6.如權利要求5所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述調焦環(23)設計有軸 向消隙彈簧避空結構，所述軸向消隙彈簧(4)套置在固定軸(7)上，並容納在調焦環上的軸 向消隙彈簧避空結構與光學引擎基座(8)固定軸安裝結構所包圍的空間內；所述固定軸安 裝結構上設計有徑向消隙彈簧安裝結構(92)，徑向消隙彈簧(5)安裝在該徑向消隙彈簧安 裝結構(92)內。
7.如權利要求1至6中任一項所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述軸向消 隙彈簧(4)工作時處於壓縮狀態。
8.如權利要求2至6中任一項所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述徑向消 隙彈簧(5)工作時處於拉伸狀態或壓縮狀態。
9.如權利要求1至6中任一項所述的微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述光學引 擎基座(8)上還設計有限制調焦蝸杆的調焦幅度的調焦蝸杆避空限位空間(91)或所述光 學引擎基座(8)上設計有投影鏡頭安裝定位結構以及對鏡頭的調焦運動進行導向和限位 的調焦導向和限位結構(9)；或所述調焦蝸杆(2)上的調焦環(23)由兩個零件組合而成。
10.如權利要求2微型投影機調焦裝置，其特徵在於所述調焦蝸杆(2)與固定軸(7) 是結合為一體的；所述徑向消隙彈簧(5)布置在固定軸(7)的外側。
專利摘要一種微型投影機調焦裝置，包括投影鏡頭(1)、調焦蝸杆(2)、調焦齒輪(3)、軸向消隙彈簧(4)、徑向消隙彈簧(5)和限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構(6)，調焦齒輪(3)與投影鏡頭(1)連接為一體；調焦蝸杆(2)表面設計有與調焦齒輪(3)配合成傳動副的外齒(21)；調焦蝸杆(2)上設置有軸向消隙彈簧(4)和徑向消隙彈簧(5)，軸向消隙彈簧(4)的中心線與調焦蝸杆(2)的中心線重合，徑向消隙彈簧(5)的中心線與調焦蝸杆(2)的中心線垂直；調焦蝸杆(2)和調焦齒輪(3)構成的傳動副通過固定軸(7)設置在限制調焦蝸杆軸向直線運動的固定結構(6)上。本實用新型具有調焦準確平穩、操作簡便和可防止調焦蝸杆和調焦齒輪傳動副損壞的優點。
文檔編號G03B21/14GK201732199SQ20102011652
公開日2011年2月2日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者劉豔慧, 施清德 申請人:彩億科技(深圳)有限公司