專(zhuān)利名稱(chēng)：投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)投影系統(tǒng)中的，優(yōu)選具有可變焦距的投影模塊中的，例如像用于擺動(dòng)鏡面矩陣成像的，或用于反射或透射LCD成像的光學(xué)元件的裝置，其中，在一個(gè)共同的光軸上布置了彼此可定位地固定在機(jī)械支座中的光學(xué)元件。
現(xiàn)有技術(shù)例如用于擺動(dòng)鏡面矩陣成像的具有可變焦距的公知裝置，主要通過(guò)光學(xué)元件(透鏡)的數(shù)量、光學(xué)元件在總儀器中的布置、以及與適用于所述光學(xué)系統(tǒng)的條件相結(jié)合的技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)區(qū)分。例如在US5644435和DE 69328891中說(shuō)明了這類(lèi)的裝置。
由于對(duì)于最經(jīng)常的用途希望改變成像的大小和地點(diǎn)，以便使投影由此與極其不同的空間條件相適配，因此主要地采用投影變焦距系統(tǒng)。
這樣的裝置常常采用許多透鏡元件，并因此是很昂貴的。除此之外，必須實(shí)現(xiàn)不同的變焦距運(yùn)動(dòng)。這導(dǎo)至所述裝置構(gòu)造是很復(fù)雜的，并因此不能實(shí)現(xiàn)在直徑和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度方面的很小的結(jié)構(gòu)尺寸。
發(fā)明目的從這些缺點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是如下來(lái)改進(jìn)投影系統(tǒng)中的一個(gè)光學(xué)元件裝置，采用最小數(shù)量的光學(xué)和機(jī)械的元件減小整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和直徑，并進(jìn)而能夠便宜地制造。
發(fā)明簡(jiǎn)述通過(guò)開(kāi)始時(shí)所述類(lèi)型的一種裝置按本發(fā)明如下來(lái)解決該任務(wù)，使得為了接納所嵌入光學(xué)元件的目的僅安排了一個(gè)共同的主承載元件，該主承載元件既可以是總儀器(機(jī)架)的組成部分，也可構(gòu)成為可脫開(kāi)的單元。
合理地僅有一個(gè)聚焦元件和一個(gè)變焦距元件位于該主承載元件中，即僅采用一個(gè)用于聚焦的元件和僅采用一個(gè)用于焦距變化的元件，其中，合理地如此來(lái)構(gòu)成光學(xué)元件(透鏡)的系統(tǒng)，使得在變焦距運(yùn)動(dòng)時(shí)不改變或僅微小改變聚焦?fàn)顟B(tài)。除此之外，可以例如將像場(chǎng)透鏡那樣的其它光學(xué)元件固定地集成在主承載元件中。
按應(yīng)用情況不同，將照明裝置一起集成在主承載元件中可以證明是合理的。
為了聚焦元件和變焦距元件的軸向移動(dòng)的目的，有利地在這些調(diào)節(jié)元件的支座和主承載元件之間安排了配對(duì)螺紋，其中，將所述調(diào)節(jié)元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成平移運(yùn)動(dòng)。
一個(gè)可能的實(shí)施形式在于，通過(guò)導(dǎo)向曲線來(lái)控制聚焦元件和/或變焦距元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
也可以采用簡(jiǎn)單的直線導(dǎo)向器，其中，通過(guò)將力作用到聚焦元件上，或作用到變焦距元件上來(lái)直接引入平移運(yùn)動(dòng)。
按應(yīng)用情況不同，可以同樣的類(lèi)型構(gòu)成所述導(dǎo)向器，即要么構(gòu)成為在主承載元件和調(diào)節(jié)元件之間的配對(duì)螺紋，要么構(gòu)成為直線導(dǎo)向器。但是組合也是可以設(shè)想的，其中，在主承載元件中要么通過(guò)配對(duì)螺紋接納所述聚焦元件，要么通過(guò)直線導(dǎo)向器接納所述變焦距元件，或與之相反。
只要所述主承載元件不直接是總儀器機(jī)架的組成部分，則所述裝置的另一個(gè)有利的擴(kuò)展方案在于，所述聚焦元件與主承載元件固定地相連接，并通過(guò)主承載元件本身的運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行用于焦距變化的軸向移動(dòng)。與此相似，該裝置或該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也可以用于所述變焦距元件，其中，當(dāng)時(shí)未與主承載元件相連接的調(diào)節(jié)元件不跟隨主承載元件的運(yùn)動(dòng)變化。
在生成聚焦元件和變焦距元件的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)可以證明有利的是，如果各個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是彼此分開(kāi)的，以便例如在變焦距元件的位置變化時(shí)和在圖像的與此相聯(lián)系的不清晰的情況下，可以進(jìn)行焦距的分開(kāi)的修正。
此外還合理的是，除了聚焦元件和變焦距元件之外也在主承載元件中一起布置了圖像傳感器。
在共同的主承載元件中，在同時(shí)布置圖像傳感器時(shí)采用僅一個(gè)聚焦元件和僅一個(gè)變焦距元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，廉價(jià)地設(shè)計(jì)具有涉及結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和直徑的極小尺寸、緊湊的投影系統(tǒng)或光學(xué)模塊。在＞1.1的變焦距系數(shù)時(shí)可以設(shè)計(jì)具有＜70mm的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和＜27mm的端面透鏡直徑的裝置。
所有光學(xué)元件都可以布置在封閉的單元(模塊)中，使得正如現(xiàn)有技術(shù)的解決方案所公開(kāi)的那樣，不再需要可與所述模塊分開(kāi)的鏡頭。


以下要借助實(shí)施例詳述本發(fā)明的裝置。
所屬的附圖展示了一個(gè)空心圓柱形的主承載元件1，在該主承載元件1中布置了由聚焦元件2和變焦距元件3組成的指向光軸5的透鏡系統(tǒng)。圖像傳感器4同時(shí)直接位于主承載元件1中。
為了透鏡系統(tǒng)的軸向移動(dòng)的目的，在主承載元件1中通過(guò)支座6來(lái)導(dǎo)向聚焦元件2，并通過(guò)支座7來(lái)導(dǎo)向變焦距元件3。為此，支座6和7的外壁與主承載元件1的內(nèi)壁處于直接接觸。此外，在主承載元件1的壁中還放入了導(dǎo)向器8和9，支座6和7的結(jié)構(gòu)元件(Formelement)10和11卡入這些導(dǎo)向器8和9中。
附圖僅示意地展示了主承載元件1中的透鏡系統(tǒng)的裝置。在此，支座6和7和主承載元件1之間的連接處可以要么構(gòu)成為配對(duì)螺紋，要么構(gòu)成為直線導(dǎo)向器。在配對(duì)螺紋的情況下通過(guò)結(jié)構(gòu)元件來(lái)生成支座6和7的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這些旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)于是由配對(duì)螺紋決定地被轉(zhuǎn)換成軸向的移動(dòng)。為此，根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)范圍應(yīng)該相應(yīng)地構(gòu)成所述導(dǎo)向器8和9。
另一個(gè)可能性可以在于，通過(guò)結(jié)構(gòu)元件10和11直接引入平移的移動(dòng)，其中，在聚焦元件2或變焦距元件3和主承載元件1之間的連接被構(gòu)成為直線導(dǎo)向器，而導(dǎo)向器8和9在所要求的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)僅僅用于結(jié)構(gòu)元件10和11的導(dǎo)向。在此，所述導(dǎo)向器8和9可以要么構(gòu)成為直線的槽，要么構(gòu)成為曲線形的。
按應(yīng)用情況不同，可以證明有利的是，舍棄支座上的結(jié)構(gòu)元件10和11，并為此例如配備徑向放入支座6和7中的銷(xiāo)。這會(huì)尤其簡(jiǎn)化所述裝置的裝配工作量。
附圖僅示意地展示了本發(fā)明裝置的一個(gè)特殊的變型，其中，未示出有可能也布置在主承載元件1中的其它的光學(xué)部件。像聚焦元件、變焦距元件、透鏡和透鏡組那樣的光學(xué)元件裝置的順序在此取決于各自的應(yīng)用情況。
參考符號(hào)表1 主承載元件2 聚焦元件3 變焦距元件4 圖像傳感器(Bildgeber)5 光軸6，7支座8，9導(dǎo)向器10，11 結(jié)構(gòu)元件
權(quán)利要求
1.投影系統(tǒng)中優(yōu)選具有可變焦距的投影模塊中譬如用于擺動(dòng)鏡面矩陣成像的，或用于反射或透射LCD成像的光學(xué)元件的裝置，其中，在一個(gè)共同的光軸(5)上彼此可定位地布置了所述固定在機(jī)械支座(6，7)中的光學(xué)元件(2，3)，其特征在于，為了接納所嵌入的光學(xué)元件(2，3，4)的目的安排了一個(gè)共同的主承載元件(1)。
2.按權(quán)利要求1所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，所述主承載元件(1)是所述總儀器(機(jī)架)的組成部分。
3.按權(quán)利要求1和2所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，照明裝置直接布置在所述主承載元件中。
4.按權(quán)利要求1所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，所述主承載元件(1)是一個(gè)與所述總儀器可脫開(kāi)的單元。
5.按權(quán)利要求1至4所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，在所述主承載元件(1)中軸向可移動(dòng)地布置了一個(gè)聚焦元件(2)和一個(gè)變焦距元件(3)。
6.按權(quán)利要求5所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，為了所述聚焦元件(2)和/或變焦距元件(3)軸向移動(dòng)的目的，在所述調(diào)節(jié)元件(2，3)的支座(6，7)和所述主承載元件(1)之間安排了配對(duì)螺紋，其中，所述調(diào)節(jié)元件(2，3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成平移的運(yùn)動(dòng)。
7.按權(quán)利要求5所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，用于軸向調(diào)節(jié)所述聚焦元件(2)和變焦距元件(3)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)是彼此分開(kāi)地布置的。
8.按權(quán)利要求5所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，為了所述調(diào)節(jié)元件(2，3)的軸向移動(dòng)的目的，可以通過(guò)導(dǎo)向曲線來(lái)控制所述聚焦元件(2)和/或變焦距元件(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
9.按權(quán)利要求5所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)元件(2，3)和/或主承載元件(1)之間存在著直線導(dǎo)向器，用于引入所述聚焦元件(2)和/或變焦距元件(3)的平移的軸向運(yùn)動(dòng)。
10.按權(quán)利要求4和5所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，所述聚焦元件(2)或所述變焦距元件(3)直接與所述主承載元件(1)相連接，其中，為了軸向調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的目的進(jìn)行所述主承載元件(1)的平移運(yùn)動(dòng)，而所述當(dāng)時(shí)未與所述主承載元件處于連接中的調(diào)節(jié)元件(2或3)在其軸向位置保持不變。
11.按權(quán)利要求1和2所述投影系統(tǒng)中光學(xué)元件的裝置，其特征在于，圖像傳感器(4)集成在所述主承載元件(1)中。
全文摘要
投影系統(tǒng)中的，優(yōu)選具有可變焦距的投影模塊中的，例如像用于擺動(dòng)鏡面矩陣成像的，或用于反射或透射LCD成像的光學(xué)元件的裝置，其中，在一個(gè)共同的光軸(5)上彼此可定位地布置了所述固定在機(jī)械支座(6，7)中的光學(xué)元件(2，3)。按本發(fā)明為了接納所嵌入的光學(xué)元件(2，3，4)的目的安排了一個(gè)共同的主承載元件(1)。以最小數(shù)量的光學(xué)和機(jī)械的元件減小了整個(gè)裝置的不僅結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，而且直徑，以至于能夠便宜地制造。
文檔編號(hào)G02B7/10GK1536385SQ200410033450
公開(kāi)日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者J·克勒, R·施內(nèi)爾, G·貝內(nèi)迪克斯, E·皮勒, H·J·梅斯納, B·豪爾, J 克勒, 梅斯納, 詰峽慫, 詼 申請(qǐng)人:卡爾蔡斯耶拿有限公司