專(zhuān)利名稱(chēng)：精確動(dòng)作構(gòu)件、圖像傾斜裝置和具有該裝置的投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種精確動(dòng)作構(gòu)件、圖像傾斜裝置、以及具有這些裝置的投影系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包括能夠通過(guò)集成在一起而精確地轉(zhuǎn)動(dòng)的精確動(dòng)作構(gòu)件、通過(guò)精確地調(diào)整圖像角度用于提高分辨率的圖像傾斜裝置以及具有這些裝置的投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)圖像顯示元件的種類(lèi)，借助于可分類(lèi)成CRT(陰極射線(xiàn)管型投影裝置)、LCD(液晶顯示器)型投影裝置、以及DLP(數(shù)字光學(xué)處理投影裝置)的光學(xué)裝置，投影系統(tǒng)可用于在大屏幕上顯示出較小的圖像。
CRT投影系統(tǒng)是一種最陳舊的方法，其通過(guò)將較小的，高分辨率的陰極射線(xiàn)管的圖像反射到鏡面上，從而將圖像顯示在屏幕上。
在LCD投影系統(tǒng)中，投影電視TV內(nèi)的大約4英尺大小的小LCD能夠接收傳送到投影電視TV中的外部再生圖像信號(hào)用于復(fù)制圖像。其后，在屏幕上顯示的圖像通過(guò)在液晶顯示屏后部的強(qiáng)光束而曝光，這樣顯示會(huì)放大，并在反射鏡上發(fā)生反射，從而投影在屏幕上。
DLP投影系統(tǒng)以這種方式進(jìn)行操作，通過(guò)使用在其中集成有成千上百的由德州儀器公司發(fā)明的小驅(qū)動(dòng)鏡的DMD(數(shù)字微鏡裝置)的半導(dǎo)體芯片，從而可以放大和投影從外部輸入的圖像信號(hào)。
這種DLP投影系統(tǒng)在美國(guó)的專(zhuān)利No.6,582,080中已經(jīng)公開(kāi)。
圖1示意性地顯示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的投影系統(tǒng)的主要元件。參考數(shù)字20代表通過(guò)投影透鏡26將光束22投射到投影屏幕24上的光源。光束22通過(guò)包括棱鏡組件30的分光鏡被光學(xué)分離成紅、綠和藍(lán)三種成份。各成分通過(guò)分光鏡直接指向三個(gè)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字微鏡裝置32。
所有數(shù)字微鏡裝置DMDs都必需相同，但能夠處理不同的光譜部分。換言之，進(jìn)入分光鏡中的光可以被分離成直接傳送到各R、G、B數(shù)字微鏡裝置DMDs中的紅、綠和藍(lán)三種成份。然后，分光鏡再有效地重新聚集光束的紅、綠和藍(lán)三種成份，并將其一同轉(zhuǎn)向到投影透鏡26上，用于投影在屏幕24上。
各數(shù)字微鏡裝置32包括集成在硅片上，能夠單獨(dú)給出開(kāi)關(guān)地址的反射數(shù)字光開(kāi)關(guān)陣(反射鏡)。各開(kāi)關(guān)代表陣列上的單像素，并能夠根據(jù)由合適的硬件和軟件控制器提供給芯片的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)地接通和關(guān)斷。各數(shù)字微鏡裝置DMD中的各像素被控制以將適當(dāng)?shù)膱D像信息賦予給投影在屏幕24上的光束。
然而，由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的投影系統(tǒng)可以在大屏幕上基本地放大和投影要顯示的原有小圖像，但其缺點(diǎn)在于，放大了的圖像的質(zhì)量與原有圖像相比，必定會(huì)有實(shí)質(zhì)上的降低。
此外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的DLP投影系統(tǒng)具有由于光幻覺(jué)現(xiàn)象而使圖像質(zhì)量降低的難以解決的缺點(diǎn)。光幻覺(jué)是一種不能夠拍照，而僅可以用眼睛看見(jiàn)的現(xiàn)象，當(dāng)圖像和人眼快速移動(dòng)時(shí)，會(huì)降低圖像質(zhì)量，例如，在諸如白色背景上的黑帶之類(lèi)有高對(duì)比度的地方，或者是由于眼睛的快速移動(dòng)，而在各像素之間的網(wǎng)格圖案形成對(duì)比的時(shí)候，可以看見(jiàn)彩虹的顏色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種形成一體單元、能夠微轉(zhuǎn)動(dòng)圖像不會(huì)引起驅(qū)動(dòng)力損失或者沒(méi)有不需要的間隙出現(xiàn)的精確動(dòng)作裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠通過(guò)精確地調(diào)整圖像角度，而提高分辨率的圖像傾斜裝置。
本發(fā)明的另一可選目的在于提供一種圖像傾斜裝置，其包括集成在一起以精確地轉(zhuǎn)動(dòng)圖像，而不會(huì)引起驅(qū)動(dòng)力損失或沒(méi)有不需要的間隙出現(xiàn)的精密動(dòng)作裝置。
本發(fā)明的另一可選目的在于提供一種能夠改善圖像質(zhì)量，包括能夠精確地調(diào)整圖像角度的圖像傾斜裝置的投影系統(tǒng)。


參照附圖，通過(guò)對(duì)其優(yōu)選具體實(shí)施方式
的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)，其中圖1是顯示已知現(xiàn)有技術(shù)中的投影系統(tǒng)的示意圖；圖2是顯示已知現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的示意性截面圖；圖3和4是顯示根據(jù)本發(fā)明的一方面的精確動(dòng)作構(gòu)件的示意性截面圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置的透視圖；圖6和7是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的精確動(dòng)作構(gòu)件的示意性截面圖；圖8是顯示如圖6和7所示的精確動(dòng)作構(gòu)件的操作模式的示意圖；圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的精確動(dòng)作構(gòu)件的改進(jìn)的示意性透視圖；圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的壓電驅(qū)動(dòng)元件的示意性截面圖；圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的電磁驅(qū)動(dòng)元件的操作原理的示意圖；圖12和13是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的電磁驅(qū)動(dòng)元件的變化的示意圖；圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的電磁驅(qū)動(dòng)元件的另一變化的示意性截面圖；圖15和16是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的精確動(dòng)作構(gòu)件的另一變化的示意性截面圖；圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的光路轉(zhuǎn)換件的變化的示意圖；圖18是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的光路轉(zhuǎn)換件的另一變化的示意圖；圖19是顯示如圖18所示的圖像傾斜裝置的示意性透視圖；圖20是顯示用于如圖18所示的圖像傾斜裝置中的光路轉(zhuǎn)換件的原理的示意圖；圖21是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置的變化的分解透視圖；圖22是顯示如圖21所示的殼體的透視圖；圖23和24是顯示如圖21所示的精確動(dòng)作構(gòu)件的透視圖；圖25和26是顯示如圖21所示的精確動(dòng)作構(gòu)件的截面圖；圖27是顯示如圖21所示的預(yù)壓彈簧的透視圖；圖28和29是顯示如圖21所示的機(jī)架的透視圖；圖30是顯示如圖21所示的支撐件的透視圖；圖31是顯示如圖21所示的緊固彈簧的透視圖；圖32是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置的精確動(dòng)作構(gòu)件和光路轉(zhuǎn)換件的透視裝配圖；圖33是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)的第一具體實(shí)施方式
的示意圖；圖34和35是顯示如圖33所示的投影系統(tǒng)的可視分辨率提高的原理的示意圖；圖36是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)的第二具體實(shí)施方式
的示意圖；圖37和38是顯示如圖36所示的投影系統(tǒng)的可視分辨率提高的原理的示意圖；圖39是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)的第三具體實(shí)施方式
的示意圖；圖40和41是顯示如圖39所示的投影系統(tǒng)的可視分辨率提高的原理的示意圖；圖42至51是顯示由如圖39所示的投影系統(tǒng)的控制波形發(fā)生裝置產(chǎn)生的控制波的圖形，并顯示由控制波形驅(qū)動(dòng)的圖像傾斜裝置的角度變化。
圖52和53是顯示如圖39所示的投影系統(tǒng)的可視分辨率提高的原理的示意圖；以及圖54至55是顯示由如圖39所示的投影系統(tǒng)的控制波形發(fā)生裝置產(chǎn)生的控制波的圖形，并顯示由控制波形驅(qū)動(dòng)的圖像傾斜裝置的角度的變化。
具體實(shí)施例方式
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種精確動(dòng)作構(gòu)件，其包括預(yù)定板型的支撐部分、垂直向上延伸的瓶頸結(jié)構(gòu)的鉸鏈部分，所述較連部分與支撐部分集成一體且從支撐部分的一端延伸到另一端、轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分與支撐部分和鉸鏈部分集成一體，且通過(guò)鉸鏈部分連接以設(shè)置在支撐部分的上方，在鉸鏈部分的軸的左、右精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，另一方面，本發(fā)明提供一種圖像傾斜裝置，其包括精確動(dòng)作構(gòu)件，所述精確動(dòng)作構(gòu)件容納于殼體內(nèi)并與殼體結(jié)合以能精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)、可接觸地設(shè)置在精確動(dòng)作構(gòu)件上以能驅(qū)動(dòng)精確動(dòng)作構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件、以及設(shè)置在精確動(dòng)作構(gòu)件的上方用于通過(guò)精確動(dòng)作構(gòu)件的精確運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)換光路的光路轉(zhuǎn)換件。
精確動(dòng)作構(gòu)件包括預(yù)定板型的支撐部分、從支撐部分的一端延伸到另一端的垂直向上延伸的瓶頸結(jié)構(gòu)的第一鉸鏈部分、以及轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過(guò)鉸鏈部分連接以為設(shè)置在支撐部分的上方，并在第一鉸鏈部分的軸的左、右精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
精確動(dòng)作構(gòu)件還進(jìn)一步包括用于調(diào)整支撐部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的初始角度的調(diào)整螺桿、用于控制支撐部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的預(yù)壓力的預(yù)壓彈簧、多個(gè)用于點(diǎn)接觸的球狀物。
驅(qū)動(dòng)件可以包括壓電驅(qū)動(dòng)元件和電磁驅(qū)動(dòng)元件。
電磁驅(qū)動(dòng)元件還進(jìn)一步包括用于很容易產(chǎn)生電磁力，安裝于精確動(dòng)作構(gòu)件上的預(yù)定形狀的磁軛、安裝于磁軛上，用以形成磁場(chǎng)的永磁鐵、排列在磁軛和永磁鐵之間的電線(xiàn)，以便用永磁鐵形成磁場(chǎng)。
包含電磁驅(qū)動(dòng)元件的精確動(dòng)作構(gòu)件還可以包括至少一個(gè)連接部分，其與電磁驅(qū)動(dòng)元件接觸，用以將電磁驅(qū)動(dòng)元件的機(jī)械能傳遞給精確動(dòng)作構(gòu)件。
圖像傾斜裝置包括用于在一面上支撐光路轉(zhuǎn)換件的凸起部分，并且還進(jìn)一步包括預(yù)定高度的機(jī)架、以及覆蓋在機(jī)架的凸起部分的另一面上用以防止插入在機(jī)架內(nèi)的光路轉(zhuǎn)換件發(fā)生彎曲的支撐件。
圖像傾斜裝置還進(jìn)一步包括光路轉(zhuǎn)換件的機(jī)架、以及用于將支撐件固定安裝于精確動(dòng)作構(gòu)件的上方的緊固彈簧。
圖像傾斜裝置還進(jìn)一步包括產(chǎn)生控制波形用以控制精確動(dòng)作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)的控制波形發(fā)生裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一可選方面提供一種投影系統(tǒng)，其包括產(chǎn)生白光的光源、用于將預(yù)定色彩賦予給來(lái)自光源的白光的色彩處理裝置、用于采用由色彩處理裝置處理過(guò)的光顯示出預(yù)定圖像的微顯示裝置、用于將顯示在微顯示裝置上的圖像投影的至少一個(gè)投影透鏡、接收并精確地轉(zhuǎn)動(dòng)從預(yù)定角度的投影透鏡上投射的圖像，并轉(zhuǎn)換圖像投影的通路用以傳送的圖像傾斜裝置、以及用于放大和顯示由圖像傾斜裝置精確地轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像的屏幕。
投影系統(tǒng)還進(jìn)一步包括用于將由色彩處理裝置處理過(guò)的光描繪成圖像的光學(xué)裝置。
在下文中，將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面的精確動(dòng)作構(gòu)件、圖像傾斜裝置、以及具有這些裝置的投影系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。為了更容易理解，在可能出現(xiàn)之處的相同參考數(shù)字將用于不同圖形中的相同部件。
圖3和4是根據(jù)本發(fā)明的一方面的精確動(dòng)作構(gòu)件的示意性截面圖。
參照?qǐng)D3和4，根據(jù)本發(fā)明的一方面的精確動(dòng)作構(gòu)件200包括預(yù)定板型的支撐部分210、瓶頸結(jié)構(gòu)的鉸鏈部分220，其垂直向上延伸以與所述的支撐部分集成一體，并從所述支撐部分210的一端延伸到另一端、與支撐部分210和鉸鏈部分220集成一體，通過(guò)鉸鏈部分220連接，從而設(shè)置在支撐部分210上方，并能精確地以往復(fù)方式在鉸鏈部分220的中心左、右往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分230。
支撐部分210、鉸鏈部分220和轉(zhuǎn)動(dòng)部分230通過(guò)優(yōu)選由具有彈性恢復(fù)力的鋁或塑料的相同材料集成一體。
支撐部分210的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成這樣，預(yù)定板型件以層結(jié)構(gòu)的方式重疊，其中另一鉸鏈部分形成于重疊的板型件之間。
鉸鏈部分220具有以這樣方式形成的瓶頸結(jié)構(gòu)，矩形條的兩面以預(yù)定的直徑對(duì)稱(chēng)地加工修整而成，瓶頸結(jié)構(gòu)的最小厚度部分是薄板的形狀，其用作板簧。
轉(zhuǎn)動(dòng)部分230是預(yù)定板型件，當(dāng)外力F施加給如圖4所示的其中一端時(shí)，其繞鉸鏈部分220的中心精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于精確動(dòng)作構(gòu)件200通過(guò)具有彈性恢復(fù)力的材料集成，當(dāng)通過(guò)任何驅(qū)動(dòng)元件施加外力時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分230精確地繞鉸鏈部分220的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分230一直連續(xù)地精確轉(zhuǎn)動(dòng)，直到由于鉸鏈部分220的彈性而施加給轉(zhuǎn)動(dòng)部分230的外力被反作用而消失，或被去除掉。
反射鏡240可以安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)部分230的上方，如果外力施加給安裝于反射鏡240上的精確動(dòng)作構(gòu)件200，安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)部分230上的反射鏡240一起精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，根據(jù)如箭頭所示的精確轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡的角度變化，在反射鏡240上反射的光或給定的圖像連續(xù)地精確轉(zhuǎn)動(dòng)。
參照?qǐng)D5，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置1000包括殼體1100、容納于殼體1100內(nèi)，并整體形成從而精確地往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的精確動(dòng)作構(gòu)件1200、與精確動(dòng)作構(gòu)件1200接觸，用以驅(qū)動(dòng)精確動(dòng)作構(gòu)件1200的驅(qū)動(dòng)件(未示出)、以及能夠通過(guò)精確動(dòng)作構(gòu)件的精確運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)換光路的光路轉(zhuǎn)換件1400。
殼體1100是直角平行六面體形狀，在其中具有預(yù)定空間，且其上部敞開(kāi)。
圖6至9顯示了根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于圖像傾斜裝置中的精確動(dòng)作構(gòu)件1200。
圖6至9是顯示根據(jù)本發(fā)明的一方面，施加到圖像傾斜裝置中的精確動(dòng)作構(gòu)件1200a的示意圖。
參照?qǐng)D6至9，精確動(dòng)作構(gòu)件1200a包括預(yù)定板型的支撐部分1210、垂直向上延伸，從支撐部分1210的一端延伸到另一端的瓶頸結(jié)構(gòu)的第一鉸鏈部分1220、通過(guò)鉸鏈部分1220連接，從而設(shè)置在支撐部分1210上方，并能精確地在第一鉸鏈部分1220的中心左、右往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230。
支撐部分1210、第一鉸鏈部分1220、以及轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230通過(guò)優(yōu)選的，由具有彈性恢復(fù)力的鋁或塑料組成的相同材料集成在一起。
當(dāng)外力F施加給如圖8所示的其中一端時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230繞第一鉸鏈部分1220的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
第一鉸鏈部分1220具有以這樣方式形成的瓶頸結(jié)構(gòu)，矩形條的兩面以預(yù)定的半徑對(duì)稱(chēng)地加工修整而成。瓶頸結(jié)構(gòu)的最薄部分是可用作板簧的薄板形狀。
圖8顯示板簧1221的操作方式。
如果外力F施加于其一側(cè)時(shí)，板簧1221在受力方向上發(fā)生變形，產(chǎn)生Δd的位移。外力F和Δd之間的關(guān)系取決于板簧1221的材料、厚度和寬度(extent)、以及外力的作用點(diǎn)。如果位移Δd非常小，位移Δd和外力F具有比例關(guān)系。
此外，如果位移Δd在板簧1221的彈性極限范圍內(nèi)，如果外力F取消，板簧1221可以通過(guò)回復(fù)力恢復(fù)到原有的狀態(tài)。
相對(duì)于施加給板簧兩邊的外力而言，板簧1221可以受到較小力的作用而發(fā)生變形，但相對(duì)于其它方向，由于板簧1221具有很強(qiáng)的剛度，所以并不容易變形。
相應(yīng)地，由于板簧1221的操作方式，在第一鉸鏈部分1220的彈性極限范圍內(nèi)，圖6和7的精確動(dòng)作構(gòu)件1200a能夠繞第一鉸鏈部分1220的瓶頸結(jié)構(gòu)的中心精確地左、右轉(zhuǎn)動(dòng)。
同樣，由于精確動(dòng)作構(gòu)件1200a通過(guò)具有彈性恢復(fù)力的相同材料集成在一起，由于與裝配的設(shè)備不同，沒(méi)有機(jī)械摩擦、也沒(méi)有間隙，所以外力和位移之間的不確定性可以減到最小。
圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的精確動(dòng)作構(gòu)件的變化的示意性透視圖。
參照?qǐng)D9，精確動(dòng)作構(gòu)件1200b包括預(yù)定板型的支撐部分1210、垂直向上延伸，從支撐部分1210的一端延伸到另一端的瓶頸結(jié)構(gòu)的第一鉸鏈部分1220、通過(guò)鉸鏈部分1220連接，從而設(shè)置在支撐部分1210上方，并能以第一鉸鏈部分1220的中心精確地左、右轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230。
精確動(dòng)作構(gòu)件1200b包括多個(gè)支撐部分，其中多個(gè)支撐部分由第一支撐部分1211和第二支撐部分1212組成，從一端延伸到另一端，并且通過(guò)垂直向上延伸的瓶頸結(jié)構(gòu)的第二鉸鏈部分1222而向上和向下連接。此時(shí)，第二鉸鏈部分1222與第一鉸鏈部分1220垂直。
第一支撐部分1211、第二支撐部分1212、轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230、第一鉸鏈部分1220、以及第二鉸鏈部分1222通過(guò)具有彈性恢復(fù)力的材料集成在一起。
精確動(dòng)作構(gòu)件1200b還進(jìn)一步包括在各板型件之間的支撐部分1210、用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230初始角的調(diào)節(jié)螺桿1240、以及用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的預(yù)壓力的預(yù)壓彈簧(未示出)。
如箭頭所示，第一支撐部分1211和第二支撐部分1212能夠繞連接它們的第二鉸鏈部分1222的中心精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230能夠繞支撐部分1210上方的第一鉸鏈部分的中心精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
此時(shí)，第一鉸鏈部分1220和第二鉸鏈部分1222的位置垂直于各長(zhǎng)度方向，由于精確動(dòng)作構(gòu)件1200b的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230和支撐部分1210精確地運(yùn)動(dòng)到彼此相互正交的方向上，從而可以將各部分的角度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向調(diào)節(jié)到不同的方向上。
第一支撐部分1211和第二支撐部分1212包括至少一個(gè)用于插入調(diào)節(jié)螺桿1240和/或預(yù)壓彈簧(未示出)的通孔1213。
此外，第一支撐部分1211和第二支撐部分1212還進(jìn)一步包括通孔，用于插入通過(guò)支撐部分1210移動(dòng)精確動(dòng)作構(gòu)件1200b以便與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230相接觸的驅(qū)動(dòng)件(未示出)。
調(diào)節(jié)螺桿1240垂直插入通孔1213中，以便使第二支撐部分1212傾斜預(yù)定的角度，從而調(diào)整位于第二支撐部分1212上方的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的精確轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。
調(diào)節(jié)螺桿1240還可以定位成與第二支撐部分1212的底面相接觸，或與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面相接觸。
預(yù)壓彈簧(未示出)可以通過(guò)形成于第一支撐部分1211的通孔1213定位成與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面相接觸，并且通過(guò)預(yù)壓彈簧的彈性恢復(fù)力和第一鉸鏈部分1220的彈性力的作用，精確轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230將回到其原來(lái)的位置上。
圖10至14顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置1000中的驅(qū)動(dòng)件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置1000的驅(qū)動(dòng)元件位于精確動(dòng)作構(gòu)件1200的支撐部分1210和轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230之間，是通過(guò)與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面接觸以使轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230精確地轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
驅(qū)動(dòng)件可以包括將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，用以驅(qū)動(dòng)精確動(dòng)作構(gòu)件的壓電驅(qū)動(dòng)元件1310、以及通過(guò)磁場(chǎng)變化產(chǎn)生機(jī)械能，從而使精確動(dòng)作構(gòu)件1200精確地轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)元件1320。
參照?qǐng)D10，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置1000中的壓電驅(qū)動(dòng)元件1310垂直通過(guò)支撐部分1210而插入，從而與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面相接觸。
如果施加電壓，壓電驅(qū)動(dòng)元件1310將產(chǎn)生振動(dòng)，如果施加100V的電壓，其長(zhǎng)度增加大約為10微米。也就是說(shuō)，由于電壓震蕩而使壓電驅(qū)動(dòng)元件1310的長(zhǎng)度增加大約10微米，然后恢復(fù)到原有狀態(tài)的現(xiàn)象將反復(fù)出現(xiàn)。
如圖10所示，由于壓電驅(qū)動(dòng)元件1310與精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面接觸，壓電驅(qū)動(dòng)元件1310的精確運(yùn)動(dòng)傳遞給轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230，由此，轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230同樣能夠以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式繞鉸鏈部分1220的中心精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
預(yù)壓彈簧1250位于與在鉸鏈部分1220的中心的壓電驅(qū)動(dòng)元件1310相反的位置上，用于使通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)元件1310而轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230回到其原來(lái)的位置上。
壓電驅(qū)動(dòng)元件1310可以具有與精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230進(jìn)行點(diǎn)接觸的結(jié)構(gòu)，從而基于一點(diǎn)更為精確地傳送壓電驅(qū)動(dòng)元件1310的精確運(yùn)動(dòng)。為了這種點(diǎn)接觸的結(jié)構(gòu)，球狀物1311位于壓電驅(qū)動(dòng)元件1310的頂部，這樣壓電驅(qū)動(dòng)元件1310的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)球狀物1311傳送到轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230上，而不會(huì)分散。
圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置中的電磁驅(qū)動(dòng)元件1320。
參照?qǐng)D11，電磁驅(qū)動(dòng)元件1320具有便于產(chǎn)生電磁力的預(yù)定形狀，其包括可連接到精確動(dòng)作構(gòu)件1200上的磁軛1321、通過(guò)連接在磁軛1321上，用于形成電磁場(chǎng)的永磁鐵1322、以及位于磁軛1321和永磁鐵1322之間，用以通過(guò)永磁鐵1322形成電場(chǎng)的電線(xiàn)1323。
預(yù)定形狀的磁軛1321具有多個(gè)平行安置的分支，其由金屬基材料制成，以形成電場(chǎng)。
磁軛1321在其分支的一邊設(shè)置有永磁鐵1322，永磁鐵1322的上表面和底面具有相反的極性。由于這樣的結(jié)構(gòu)，所形成的電場(chǎng)垂直于將永磁鐵1322連接到磁軛1321的分支之間的表面上，其中永磁鐵1322安裝連接到磁軛1321上。
電線(xiàn)1323定位成穿過(guò)連接有永磁鐵1322的磁軛1321的分支之間。如果給電線(xiàn)1323施加電流，由于電流和永磁鐵1322的相互作用，根據(jù)電流的方向，力將沿箭頭方向施加。
如果如上所述的電磁驅(qū)動(dòng)元件1320設(shè)置成與精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230相接觸，電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的力將傳送給精確動(dòng)作構(gòu)件1200，這樣轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230能夠精確地以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
電磁驅(qū)動(dòng)元件1320可以用作具有多圈卷繞在磁軛1321的分支上的電線(xiàn)1323的線(xiàn)圈。
圖12至14顯示根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于圖像傾斜裝置1000中的電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的變化形式。
參照?qǐng)D12，電磁驅(qū)動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成這樣，在兩邊具有不同極性的永磁鐵1322連接到磁軛1321的分支的一邊，并且線(xiàn)圈1324多圈地卷繞在連接有永磁鐵1322的分支的相對(duì)邊。線(xiàn)圈1324產(chǎn)生正比于繞組的匝數(shù)的力。此外，作用于線(xiàn)圈1324的力的方向和大小能夠通過(guò)調(diào)節(jié)在線(xiàn)圈1324的一端和另一端之間流過(guò)的電流的方向和大小而進(jìn)行調(diào)整。
參照?qǐng)D13，將對(duì)由線(xiàn)圈1324卷繞的電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的精確地運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行說(shuō)明。
如果將電流施加于卷繞在磁軛1321上的線(xiàn)圈1324上，根據(jù)電流所施加的方向，線(xiàn)圈1324受到在磁軛的分支長(zhǎng)度方向上，垂直于線(xiàn)圈1324的卷繞方向的力。相應(yīng)地，如果調(diào)整電流的方向，作用于線(xiàn)圈1324上的力的方向也將改變。如果這種現(xiàn)象快速地反復(fù)出現(xiàn)，電磁驅(qū)動(dòng)元件1320具有與精確振動(dòng)一樣的效果。
與圖14的變化一樣，電磁驅(qū)動(dòng)元件1320可以具有更多的磁軛1321的分支。
具有三個(gè)分支的磁軛1321的電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的結(jié)構(gòu)是這樣的，永磁鐵1322連接到位于兩端的分支上，并且如圖12所示，線(xiàn)圈1324卷繞在位于中心的分支上。
此外，具有多于未示出的四個(gè)分支的電磁驅(qū)動(dòng)元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成這樣的方式，永磁鐵連接到位于兩端的分支上，并且線(xiàn)圈卷繞在位于中間的其余分支上。如果當(dāng)分支數(shù)增加，安裝的永磁鐵和線(xiàn)圈也增加，那么電磁驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)力也將相應(yīng)地增加。
如上所述的這種電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成這樣，分支朝垂直向上安裝于精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的端部，與根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于圖像傾斜裝置1000中的精確動(dòng)作構(gòu)件1200的另一變化形式一樣。
精確動(dòng)作構(gòu)件1200還進(jìn)一步包括安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面以便與電磁驅(qū)動(dòng)元件1320相接觸，以傳送電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的驅(qū)動(dòng)力給轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的連接部分1325。連接部分1325優(yōu)選地與精確動(dòng)作構(gòu)件1200形成一個(gè)整體。
如果將電流施加給電磁驅(qū)動(dòng)元件1320，卷繞在磁軛1321上的線(xiàn)圈1324受到向上和向下方向上的力，然后將力通過(guò)與連接部分1325接觸，傳送給精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230。因此，精確動(dòng)作構(gòu)件1200能夠精確地以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式向上和向下轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖15所示，電磁驅(qū)動(dòng)元件1320可以位于精確動(dòng)作構(gòu)件1200的一端，并且如圖16所示，也可以位于精確動(dòng)作構(gòu)件1200的兩端，以使電磁驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)力更大一些。由于如圖16所示的多連接部分，電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的驅(qū)動(dòng)力按電磁驅(qū)動(dòng)元件1320的數(shù)目成比例地增加。
參照?qǐng)D17至20，所顯示的是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的用于圖像傾斜裝置1000中的光路轉(zhuǎn)換件。
光路轉(zhuǎn)換件是一種能夠通過(guò)精確動(dòng)作構(gòu)件1200的精確往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)換光路的裝置，其可以包括反射鏡1410或折射板1420。
參照?qǐng)D17，反射鏡1410將入射光反射到如圖17所示箭頭的方向上，并且，此時(shí)，反射角度取決于入射角度和反射鏡1410的光滑度等。
此外，反射角同樣受到連接有反射鏡1410的精確動(dòng)作構(gòu)件1200的精確轉(zhuǎn)動(dòng)的方向的影響。相應(yīng)地，如圖17中所示的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A，當(dāng)相對(duì)于反射鏡1410水平轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射角與當(dāng)相對(duì)于反射鏡1410以預(yù)定角度傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的反射角不同。總體上說(shuō)，如果反射鏡1410精確地繞水平軸A精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，反射光在軸A的中心垂直地精確移動(dòng)。如果反射鏡1410精確地繞傾斜軸轉(zhuǎn)動(dòng)，反射光以?xún)A斜地方式在傾斜軸的中心垂直地精確移動(dòng)。
參照?qǐng)D18和19，在如圖18所示的箭頭所指示的方向上，折射板1420傳送入射光，并且此時(shí)，反射角度取決于折射板1420的材料、角度等。
此外，由于與反射鏡1410一樣，連接到精確動(dòng)作構(gòu)件1200上的折射板1420精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，光路同樣也根據(jù)精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)方向而發(fā)生變化。
如果安裝有折射板1420，由于折射板1420可以透射光，在其上連接有折射板的精確動(dòng)作構(gòu)件1200優(yōu)選地在如圖20所示的其中心包括有通孔1260。
參照?qǐng)D20，將對(duì)折射板1420的操作方式進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如果光入射到折射板1420的法線(xiàn)方向，光直線(xiàn)向前移動(dòng)，而不發(fā)生折射，如圖20中的實(shí)線(xiàn)所示。
然而，如果折射板1420傾斜預(yù)定的角度，由于光相對(duì)于折射板1420的入射表面是傾斜的，那么光在折射預(yù)定角度后直線(xiàn)移動(dòng)，其折射角度取決于折射板1420的折射系數(shù)，由此，如圖20的虛線(xiàn)所示，光路發(fā)生改變。在這種方式中，折射板1420連接到精確動(dòng)作構(gòu)件1200上，以便精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使光以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)到預(yù)定方向上。
相應(yīng)地，如果圖像傾斜裝置1000精確地繞折射板1420的轉(zhuǎn)動(dòng)的水平軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，折射光在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上精確地垂直運(yùn)動(dòng)。如果圖像傾斜裝置1000精確地繞傾斜軸S轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖18所示，折射光精確地以?xún)A斜方式在傾斜軸(S)上垂直移動(dòng)。
在下文中，參照?qǐng)D21至32，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置1000的變化進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D21，圖像傾斜裝置1000包括殼體1100、容納于殼體1100中并結(jié)合成一整體，從而以往復(fù)運(yùn)動(dòng)方式精確地轉(zhuǎn)動(dòng)的精確動(dòng)作構(gòu)件1200、與精確動(dòng)作構(gòu)件1200接觸，從而使精確動(dòng)作構(gòu)件1200驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)件1300、以及位于精確動(dòng)作構(gòu)件1200上方，用以通過(guò)精確運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)換光路的光路轉(zhuǎn)換件1400。
圖像傾斜裝置1000還進(jìn)一步包括精確動(dòng)作構(gòu)件1200、用于調(diào)節(jié)支撐部分1210和轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的初始角度的調(diào)節(jié)螺桿1240、用于在殼體1100上固定精確動(dòng)作構(gòu)件1200的緊固螺桿1241、用于調(diào)節(jié)支撐部分1210和轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的預(yù)壓力的預(yù)壓彈簧1250，以及多個(gè)用于點(diǎn)接觸的球狀物1311。
圖像傾斜裝置1000同樣也包括在一面用于支撐光路轉(zhuǎn)換件1400的凸起部分1431，并且可以包括具有預(yù)定高度的機(jī)架1430、以及覆蓋在機(jī)架1430的凸起部分1431的另一面，用于防止插入到機(jī)架1430中的光路轉(zhuǎn)換件1400發(fā)生彎曲的支撐件1440。
光路轉(zhuǎn)換件1400的機(jī)架1430、以及精確動(dòng)作構(gòu)件1200分別包括用于裝配的凸起和凹槽，并還進(jìn)一步包括用于將機(jī)架1430和支撐件1440固定安裝于精確動(dòng)作構(gòu)件1200上的緊固彈簧1450。
參照?qǐng)D22，殼體1100是具有在其中具有預(yù)定空間且上部敞開(kāi)的直角平行六面體形狀。殼體1100的底面包括多個(gè)用于固定精確動(dòng)作構(gòu)件1200的螺孔1110，并且殼體1100的側(cè)面包括多個(gè)與精確動(dòng)作構(gòu)件1200的形狀相對(duì)應(yīng)的垂直凹槽1120。
參照?qǐng)D23和24，精確動(dòng)作構(gòu)件1200由第一支撐部分1211、第二支撐部分1212、以及第一鉸鏈部分1220、第二鉸鏈部分1222以及轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230組成。
第一支撐部分1211是平板形狀，其兩端是向外凸起的半圓形狀，并且半圓凸起1215包括用于插入螺桿的第一通孔1213。第一支撐部分1211的底面向內(nèi)彎曲以形成臺(tái)階，其中臺(tái)階包括在其中心的長(zhǎng)度方向上相互平行的第二通孔1214和第三通孔1216。用于插入其他螺桿的第四通孔同樣也設(shè)置在第二通孔和第三通孔1214和1216的兩端之間。
第二支撐部分1212通過(guò)第二鉸鏈部分1222與第一支撐部分1211連接，從而設(shè)置在第一支撐部分1211上方，第二鉸鏈部分1222的兩端具有形成固定寬度的凹槽1218。
轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230通過(guò)第一鉸鏈部分1220與第二支撐部分1212連接，從而設(shè)置在第二鉸鏈部分1222的上方，轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的各邊垂直向上延伸以形成邊緣1231。邊緣1231在其相對(duì)位置上部分地具有多個(gè)凹槽1232s。
轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的兩端具有部分向外延伸的矩形延伸1233，矩形延伸1233包括垂直向上凸起的圓柱凸起1234。
轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的上表面還進(jìn)一步包括多個(gè)成行和列安排的矩形形狀的凹槽1235。
參照?qǐng)D25和26，第一鉸鏈部分1220支撐能夠?qū)崿F(xiàn)精確轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230，與板簧具有同樣的方式，并且第二鉸鏈部分1222可用于調(diào)節(jié)第二支撐部分1212的精確轉(zhuǎn)動(dòng)，第一鉸鏈部分1220和第二鉸鏈部分1222在長(zhǎng)度方向上彼此相互垂直。
因?yàn)榛诓煌妮S線(xiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230和第二支撐部分1212的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以調(diào)節(jié)，由于第一鉸鏈部分1220和第二鉸鏈部分1222的垂直結(jié)構(gòu)，精確動(dòng)作構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以用多種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
參照?qǐng)D26，為了將預(yù)壓彈簧或驅(qū)動(dòng)件從第一支撐部分1211的底部插入，或與第二支撐部分1212或轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230相接觸，將第二鉸鏈部分1222切削掉與預(yù)壓彈簧或驅(qū)動(dòng)件的寬度相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。因?yàn)橛捎谶@種結(jié)構(gòu)，預(yù)壓彈簧或驅(qū)動(dòng)件能夠通過(guò)第一支撐部分1211而插入，那么第二支撐部分的初始角度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，并同樣也能將驅(qū)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)傳遞給轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230。
圖27顯示插入到精確動(dòng)作構(gòu)件1200中用于調(diào)節(jié)預(yù)壓力的預(yù)壓彈簧1250。
預(yù)壓彈簧1250包括在具有預(yù)定厚度的板型件中間的通孔1251，其可以分成提供彈性恢復(fù)力的彈性部分1252和支撐彈性部分1252的支撐部分1253。彈性部分1252是具有比其他部分更窄的帶，以與板簧同樣的方式，提供彈性恢復(fù)力。
彈性部分1252包括在中間垂直向上延伸的凸起部分1254，其中凸起部分1254設(shè)置成可以與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面相接觸，并且當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230精確轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以傳送預(yù)壓彈簧1250的彈性恢復(fù)力。
圖28和29顯示用于支撐光路轉(zhuǎn)換件1400的機(jī)架1430。
機(jī)架1430具有能夠覆蓋和支撐光路轉(zhuǎn)換件1400的形狀，包括用于將光路轉(zhuǎn)換件1400鎖定在機(jī)架1430內(nèi)部，以致于不會(huì)發(fā)生偏離的伸出部分1431。
機(jī)架1430在兩端具有用于與精確動(dòng)作構(gòu)件1200進(jìn)行裝配的方形凸出部分1432、以及在另一兩端用于安裝將在下文中進(jìn)行說(shuō)明的支撐件的多個(gè)連接凸出部分1433。
方形凸出部分1432包括用于將在下文中進(jìn)行說(shuō)明的固定彈簧安裝在上表面內(nèi)用以提高裝配精度的凹槽1434、以及具有與精確動(dòng)作構(gòu)件1200的圓柱形凸起1234相對(duì)應(yīng)的形狀用于在底面與精確動(dòng)作構(gòu)件1200裝配的凹槽1435。
如上所述的機(jī)架1430具有與精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230相配合的形狀，由于各凸出部分1432、凸出部分1433和凹槽1434、凹槽1435用于裝配，其可以使光路轉(zhuǎn)換件1400安全地固定于轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的上部。
參照?qǐng)D32，將對(duì)覆蓋機(jī)架1430的伸出部分1431的另一面，用于防止光路轉(zhuǎn)換件1400發(fā)生彎曲的支撐件1440進(jìn)行說(shuō)明。
支撐件1440安裝于光路轉(zhuǎn)換件1400的底部，用于支撐光路轉(zhuǎn)換件1400，具有能夠緊密鎖定于光路轉(zhuǎn)換件1400上的預(yù)定板形。板形部分包括四根支架1441，在與機(jī)架1430裝配后，其安全地到達(dá)形成于精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230上的矩形槽1235中。
在以預(yù)定的傾斜角在板形部分向下延伸后，支架1441再次水平地延伸，從而能夠水平地可靠進(jìn)入矩形槽1235中。
支撐件1440的兩端包括垂直向上彎曲，并延伸到板形件上，從而與設(shè)置在機(jī)架1430的兩端上的連接凸出部分1433相配合的導(dǎo)向1442，其可以防止支撐件1440由于彈性力的作用而發(fā)生偏離。
支撐件1440的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成這樣，光路轉(zhuǎn)換件1400與支撐件1440的面接觸區(qū)域和機(jī)架1430與光路轉(zhuǎn)換件1400的面接觸區(qū)域是相對(duì)面，并且施加于光路轉(zhuǎn)換件1400上的彎曲力矩能夠減小，這樣接觸力的作用線(xiàn)將變成直線(xiàn)。
此外，支撐件1440和機(jī)架1430與光路轉(zhuǎn)換件1400接觸的表面是圍繞光路轉(zhuǎn)換件1400的外周界的形狀，這樣可以使應(yīng)力集中最小化。
參照?qǐng)D31，將對(duì)用于將機(jī)架1430和支撐件1440安全固定于精確動(dòng)作構(gòu)件1200的頂部的緊固彈簧1450進(jìn)行說(shuō)明。
板形彈簧的緊固彈簧1450是垂直彎曲以使兩端水平的形狀，然后將一端再次向內(nèi)垂直彎曲，而另一端向內(nèi)彎曲使其具有預(yù)定的傾斜度，其后，相對(duì)于傾斜面再進(jìn)行垂直彎曲。
緊固彈簧1450兩端的彎曲能夠加寬，并通過(guò)彈性力恢復(fù)。兩端向內(nèi)彎曲的結(jié)構(gòu)是確保機(jī)架1430能將光路轉(zhuǎn)換件1400和支撐件1440安裝于精確動(dòng)作構(gòu)件1200上。
參照?qǐng)D32，將對(duì)精確動(dòng)作構(gòu)件1200和光路轉(zhuǎn)換件1400的裝配過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
首先，光路轉(zhuǎn)換件1400的外周界由機(jī)架1430覆蓋，用以支撐光路轉(zhuǎn)換件1400，然后機(jī)架1430從底部覆蓋支撐件1440。通過(guò)設(shè)置在兩端的導(dǎo)向1442，支撐件1440鎖定于機(jī)架1430的連接凸出部分1433上，從而可靠地支撐光路轉(zhuǎn)換件1400。
如上所述與機(jī)架1430和支撐件1440裝配的光路轉(zhuǎn)換件1400設(shè)置在精確動(dòng)作構(gòu)件1200的轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230上。此時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230設(shè)計(jì)成中間封閉的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，施加到圖像傾斜裝置的變化形式的光路轉(zhuǎn)換件優(yōu)選是反射鏡1410。
如上裝配的光路轉(zhuǎn)換件1400設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230上，并且，此時(shí)，支撐件1440的導(dǎo)向1442鎖定于部分形成于轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的周界上的凹槽1232中，并可靠地與設(shè)置在機(jī)架1430和轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的兩端的配合結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配。此后，緊固彈簧1450固定于具有配合結(jié)構(gòu)的兩端，這樣精確動(dòng)作構(gòu)件1200和光路轉(zhuǎn)換件1400能夠可靠地固定安裝，而不會(huì)彼此分離開(kāi)。
如圖21所示，如上所裝配的精確動(dòng)作構(gòu)件1200和光路轉(zhuǎn)換件1400將驅(qū)動(dòng)件1300和預(yù)壓彈簧1250從支撐部分1210的底部插入。
驅(qū)動(dòng)件1300和預(yù)壓彈簧1250同樣也將球狀物1311插入到下述地方，即將支撐部分1210插入以便與轉(zhuǎn)動(dòng)部分1230的底面相接觸，用以與精確動(dòng)作構(gòu)件1200進(jìn)行點(diǎn)接觸的地方。球狀物1311附加地設(shè)置成用于點(diǎn)接觸，并可以使驅(qū)動(dòng)件1300和預(yù)壓彈簧1250的形狀形成圓形外形。
如上裝配的多個(gè)件都容納于殼體1100中，以便可靠地通過(guò)固定螺桿1241固定于殼體1100的螺孔1110中。
如上所述，所裝配的根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置1000包括多根調(diào)節(jié)螺桿1240，其插入到形成于殼體1100中的螺孔中，以調(diào)節(jié)精確動(dòng)作構(gòu)件1200的支撐部分1210的初始角。多個(gè)球球狀物1311可以定位在調(diào)節(jié)螺桿1240上，用于與精確動(dòng)作構(gòu)件1200進(jìn)行點(diǎn)接觸。球狀物1311附加地設(shè)置用于點(diǎn)接觸，但也可以使調(diào)節(jié)螺桿的端部形狀形成球形外形。
參照附圖，在下文中將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的另一方面的具有圖像傾斜裝置1000的投影系統(tǒng)2000進(jìn)行說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的另一方面的投影系統(tǒng)2000可以包括根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置1000。
參照?qǐng)D33至55，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)2000進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的投影系統(tǒng)2000包括產(chǎn)生白光的光源2100、用于將預(yù)定色彩賦予給來(lái)自光源2100的白光的色彩處理裝置2200、通過(guò)采用由色彩處理裝置2200處理過(guò)的光顯示預(yù)定圖像的微顯示裝置2300、至少一個(gè)將對(duì)顯示在微顯示裝置2300的圖像進(jìn)行投影的投影透鏡2400；接收投影透鏡2400的圖像，并以預(yù)定的角度精確地轉(zhuǎn)動(dòng)圖像，并將其通路轉(zhuǎn)換成可以傳送的圖像傾斜裝置1000、以及放大由圖像傾斜裝置1000精確轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像的屏幕2500。
產(chǎn)生白光的燈光源可以用作光源2100。
色彩處理裝置2200是用于將光源的白光分離成三原色下的紅、綠、和藍(lán)的濾色器，其可以分別排列用于各色彩的相鄰的濾色器到，并且提供與各色彩相對(duì)應(yīng)的信號(hào)用于控制照度，從而可以表現(xiàn)出不同的色彩。
微顯示裝置2300用于通過(guò)色彩處理裝置2200顯示的色彩將圖像顯示在微面板上。根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面，反射型的微顯示器可用于投影系統(tǒng)中。
投影透鏡2400可以包括投影通過(guò)微顯示裝置2300顯示的圖像以用于調(diào)節(jié)角度的第一投影透鏡2410、以及放大和顯示角度可以調(diào)節(jié)的圖像的第二投影透鏡2420。
接收投影透鏡2410的圖像，并精確地以預(yù)定角度轉(zhuǎn)動(dòng)圖像，并轉(zhuǎn)換圖像通路用以傳送的圖像傾斜裝置1000可以采用反射鏡1410、折射板1420等以用于轉(zhuǎn)換圖像通路。根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)2000優(yōu)選包括根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖像傾斜裝置1000。
圖像傾斜裝置1000可以精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在屏幕上顯示的圖像通過(guò)光路轉(zhuǎn)換件1400能夠以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式在屏幕2500的對(duì)角軸線(xiàn)方向上移動(dòng)。
圖像傾斜裝置1000同樣也可以精確地繞光路轉(zhuǎn)換件1400的對(duì)角軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖33顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)的第一具體實(shí)施方式
。
在如圖33所示的投影系統(tǒng)2000中，當(dāng)其穿過(guò)色彩處理裝置2200時(shí)，由光源2100產(chǎn)生的白光是與在微顯示裝置2300上顯示的圖像同步的光。在穿過(guò)第一投影透鏡2410后，在微顯示裝置2300上顯示的圖像通過(guò)在其上安裝有反射鏡1410的圖像傾斜裝置1000進(jìn)行反射，從而可以接著通過(guò)第二投影透鏡2420在屏幕2500上進(jìn)行放大。
反射鏡1410安裝于圖像傾斜裝置1000上，從而能夠由于圖像傾斜裝置1000的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，由于圖像傾斜裝置1000可以繞其縱向軸或水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或可以繞預(yù)定角度的斜線(xiàn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以安裝在其上的反射鏡1410的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也一起改變。
如圖33所示，繞圖像傾斜裝置1000的水平轉(zhuǎn)軸H轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像可以在屏幕2500上在屏幕2500上的箭頭所示的相同方向上精確地上、下移動(dòng)。
參照?qǐng)D34和35，將對(duì)如上所示當(dāng)圖像在屏幕2500上精確地上、下移動(dòng)時(shí)提高分辨率的原理進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)圖像傾斜裝置1000在初始位置時(shí)，投影在屏幕2500上的圖像的像素在圖34-a中顯示出。如果圖像傾斜裝置1000以精確的角度轉(zhuǎn)動(dòng)，投影在屏幕2500上的圖像的像素精確地在屏幕2500總體上移動(dòng)，從而變成與圖34-b一樣的圖像。如果這兩種狀態(tài)的圖像以小于0.03秒的間隔周期地顯示在屏幕2500上，也就是說(shuō)，如果圖像傾斜裝置1000以高速作規(guī)則的周期性的運(yùn)動(dòng)，人眼將識(shí)別到由圖34-a和圖34-b重疊的圖35的結(jié)合圖像。
在這種情況中，如果由圖像傾斜裝置1000產(chǎn)生的圖像移動(dòng)長(zhǎng)度是原像素大小的垂直高度p的一半p/2，圖34-a的圖像和圖34-b的圖像重疊半個(gè)像素，人眼識(shí)別的圖35的像素將比原來(lái)的半個(gè)像素要小，從而提高了可視分辨率。
圖36顯示根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)2000的第二具體實(shí)施方式
。
在所示的投影系統(tǒng)2000中，當(dāng)其穿過(guò)色彩處理裝置2200時(shí)，由光源2100產(chǎn)生的白光具有與在微顯示裝置2300上顯示的圖像同步的光。在穿過(guò)第一投影透鏡2410后，在微顯示裝置2300上顯示的圖像通過(guò)在其上安裝有折射板1420的圖像傾斜裝置1000以預(yù)定的角度發(fā)生折射并傳送，從而可以接著通過(guò)第二投影透鏡2420在屏幕2500上進(jìn)行放大。
折射板1420安裝于圖像傾斜裝置1000上，從而能夠由圖像傾斜裝置1000的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，由于圖像傾斜裝置1000可以繞圖像傾斜裝置1000的垂直軸或水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或可以繞預(yù)定角度的斜線(xiàn)軸(S)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以安裝在其上的折射板1420的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也相應(yīng)地發(fā)生變化。
如圖36所示，繞圖像傾斜裝置的傾斜軸(S)轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像可以在屏幕2500的傾斜方向上按由屏幕2500上的箭頭所示的相同方向精確地移動(dòng)。
在圖37和38中，將對(duì)如上所示當(dāng)圖像在屏幕2500的傾斜方向上精確地移動(dòng)時(shí)提高分辨率的原理進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)圖像傾斜裝置1000在初始位置時(shí)，投影在屏幕2500上的圖像的像素在圖37-a中顯示出。當(dāng)圖像傾斜裝置1000以精確的角度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，投影在屏幕2500上的圖像的像素全部精確地在屏幕2500上移動(dòng)，從而變成與圖37-b一樣的圖像。如果這兩種狀態(tài)的圖像以小于0.03秒的間隔周期地顯示在屏幕2500上，也就是說(shuō)，如果圖像傾斜裝置1000以高速作規(guī)則的周期性運(yùn)動(dòng)，人眼將識(shí)別到由圖37-a和圖37-b重疊的圖38的結(jié)合圖像。
也就是說(shuō)，如果與相對(duì)于圖37-1的圖像垂直或水平地移動(dòng)半個(gè)像素p/2的圖37-b的圖像一樣，圖像傾斜裝置1000精確地運(yùn)動(dòng)，那么與圖38一樣，人眼識(shí)別的圖像的像素小到原來(lái)的四分之一，從而使可視分辨率提高四倍。
圖39顯示根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)的第三具體實(shí)施方式
。
投影系統(tǒng)2000包括產(chǎn)生白光的光源2100、用于給來(lái)自光源2100的白光賦予予預(yù)定色彩的色彩處理裝置2200、采用由色彩處理裝置2200處理過(guò)的光顯示預(yù)定圖像的微顯示裝置2300、至少一個(gè)投影在微顯示裝置2300上顯示的圖像的投影透鏡2400、接收投影透鏡2400的圖像，并以預(yù)定的角度精確地轉(zhuǎn)動(dòng)圖像，并將圖像通路轉(zhuǎn)換成可以傳送的圖像傾斜裝置1000、以及放大由圖像傾斜裝置1000精確轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像的屏幕2500。
投影系統(tǒng)2000還進(jìn)一步包括控制波形發(fā)生裝置2600，其產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)圖像傾斜裝置1000的控制波形。
投影系統(tǒng)2000還進(jìn)一步包括用于將經(jīng)由色彩處理裝置2200處理過(guò)的光進(jìn)行成像的光學(xué)裝置2700。
光學(xué)裝置2700將光集中在微顯示裝置2300上，以下述形式，即光能夠有效地入射到微顯示裝置2300上。
在投影系統(tǒng)2000中，微顯示裝置2300可以排列成以使像素傾斜照射在屏幕2500上，在下文中將會(huì)參照?qǐng)D40和41對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
微顯示裝置2300可以排列成以使，如圖40-a所示，像素設(shè)置成傾斜方向。相應(yīng)地，當(dāng)圖像傾斜裝置1000在初始位置上時(shí)，投影在屏幕2500上的圖像如圖40-a所示。當(dāng)圖像傾斜裝置1000以精確的角度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，投影在屏幕2500上的圖像全部在屏幕2500上精確地運(yùn)動(dòng)，從而變成與圖40-b一樣的圖像。如果這兩種狀態(tài)的圖像以小于0.03秒的間隔周期性地且反復(fù)顯示在屏幕2500上，也就是說(shuō)，如果圖像傾斜裝置1000以規(guī)則的周期的方式高速地運(yùn)動(dòng)，人眼將識(shí)別由圖40-a和圖40-b重疊的圖41的結(jié)合圖像。
在這種情況中，例如，如果由圖像傾斜裝置1000產(chǎn)生的圖像移動(dòng)是原像素大小的對(duì)角線(xiàn)高度p的一半，圖40-a的圖像和圖40-b的圖像上、下重疊半個(gè)像素。此時(shí)，由于微顯示裝置2300的像素按對(duì)角線(xiàn)方向排列，實(shí)際高度的變化僅有原像素尺寸的一半，而人眼識(shí)別的圖41的像素小到原來(lái)的四分之一，從而使可視分辨率提高四倍。
根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)2000還進(jìn)一步包括產(chǎn)生控制波形用于控制圖像傾斜裝置1000移動(dòng)的控制波形發(fā)生裝置2600。
控制波形發(fā)生裝置2600產(chǎn)生具有兩個(gè)值的控制波形，在兩個(gè)預(yù)定角度位置之間的固定時(shí)間周期中，其用于周期性地使圖像傾斜裝置1000作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
控制波發(fā)生裝置2600產(chǎn)生一種合成波，這種合成波的形狀是由方波的平直部分與正弦波的上升部分或下降部分連接起來(lái)的形狀，以減少控制波信號(hào)的殘余振動(dòng)。
合成波的平直部分是由上平直部分和底部平直部分組成，各平直部分具有至少一個(gè)階梯。
所述至少一個(gè)階梯的結(jié)構(gòu)設(shè)置成以使上平直部分與底部平直部分對(duì)稱(chēng)。
參照?qǐng)D42至55，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明另一可選方面的用于投影系統(tǒng)中的控制波形發(fā)生裝置2600進(jìn)行說(shuō)明。
為了在規(guī)則周期期間，在兩個(gè)預(yù)定角度位置上周期性定位圖像傾斜裝置1000，如圖42所示，控制波形發(fā)生裝置2600產(chǎn)生由兩個(gè)預(yù)定電壓(V高，V低)限定的方波控制信號(hào)。相應(yīng)地，圖像傾斜裝置1000將跟隨方波控制信號(hào)進(jìn)行角運(yùn)動(dòng)。
圖43是顯示圖像傾斜裝置1000的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的圖，其跟隨方波控制信號(hào)進(jìn)行角運(yùn)動(dòng)。如圖43所示，如果將方波控制信號(hào)施加給圖像傾斜裝置1000，角運(yùn)動(dòng)具有殘余振動(dòng)的特征。由于方波控制信號(hào)的快速變化部分，快速的控制輸入即，沖擊力將會(huì)產(chǎn)生殘余振動(dòng)。
如圖44所示，為了減少由于如上所述的方波輸入信號(hào)而產(chǎn)生的殘余振動(dòng)，當(dāng)由兩個(gè)預(yù)定電壓(V高，V低)限定的正弦波控制信號(hào)施加給圖像傾斜裝置1000時(shí)，如圖45所示，跟隨正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，圖像傾斜裝置1000展現(xiàn)出正弦波形的角運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明另一可選方面的圖像傾斜裝置1000將展現(xiàn)出下列正弦波的特征。
當(dāng)正弦波控制信號(hào)的頻率小于圖像傾斜裝置1000的固有頻率時(shí)，將出現(xiàn)下列的運(yùn)動(dòng)，這是一種適用于所有機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況。
參照?qǐng)D46至49，為了利用在具有兩個(gè)角度狀態(tài)的周期性回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的下列正弦波特性，將對(duì)控制波形發(fā)生裝置2600產(chǎn)生控制波的原理進(jìn)行說(shuō)明。
參照?qǐng)D46和47，為了有規(guī)律地在兩個(gè)角度位置上定位圖像傾斜裝置1000的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，與正弦波的上升部分2610或下降部分2620相對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)部分定位在具有平直部分2630和2640的方波的兩個(gè)平直部分之間。
圖48和49顯示了當(dāng)控制信號(hào)激勵(lì)圖像傾斜裝置1000時(shí)的控制波以及圖像傾斜裝置1000的角輸出。
控制波具有兩個(gè)平直部分2630和2640，通過(guò)用正弦波的上升部分2610或下降部分2620替代其中兩個(gè)值迅速改變的方波的快速變化部分，可以顯著地減少當(dāng)僅由方波激勵(lì)時(shí)，圖像傾斜裝置1000產(chǎn)生的殘余振動(dòng)。相應(yīng)地，圖像傾斜裝置1000同樣也跟隨正弦波精確地以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而具有如圖49所示的預(yù)定角度變化。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的投影系統(tǒng)2000通過(guò)由控制波形發(fā)生裝置激勵(lì)圖像傾斜裝置1000而驅(qū)動(dòng)時(shí)，如圖38或41所示，由于人眼的光幻覺(jué)，可以將顯示在屏幕2500上的圖像看成具有增加的分辨率的圖像。
然而，當(dāng)人們觀(guān)看具有增加的可視分辨率的圖像時(shí)，如果掃視的方向變化迅速，或如果人眨眼或突然發(fā)生諸如顯示圖像快速改變之類(lèi)的變化時(shí)，象照相機(jī)快門(mén)一樣的現(xiàn)象產(chǎn)生到人眼的功能。因而，形成在圖38或41中增加了可視分辨率的圖像的兩個(gè)原有的圖像之一可以被直接地看到。換言之，光幻覺(jué)消失，看見(jiàn)的是低分辨率的圖像，并可以看見(jiàn)像素柵格。
根據(jù)本發(fā)明的另一可選方面的用于投影系統(tǒng)的控制波形發(fā)生裝置2600產(chǎn)生具有至少一個(gè)階梯的控制波，以便減少分辨率的降低。
參照?qǐng)D50至55，控制波具有兩個(gè)高于或低于原有電壓(V高)的同樣電壓偏移(Δv/2)的平直部分。兩個(gè)平直部分將分別持續(xù)相同的時(shí)間間隔，并由如圖48所示的正弦波連接。底部平直部分2640具有兩個(gè)不同的與上平直部分2630一樣的平直部分，其在上平直部分2630和底部平直部分2640上彼此相互對(duì)稱(chēng)。
由于如上所述的控制波，如圖51所示，圖像傾斜裝置1000以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，在角位移上調(diào)整Δθ/2。
相應(yīng)地，由于角位移的調(diào)整，當(dāng)圖像傾斜裝置1000在平直部分2630和2640上具有Δθ的位移的期間，顯示在屏幕3500上的圖像具有對(duì)應(yīng)于如圖52所示的Δθ的ΔD的位移。
也就是說(shuō)，由于調(diào)整的角位移的上平直部分2630的階梯，與各階梯相對(duì)應(yīng)的圖像可以看成是重疊的，因而由于人眼的一般視覺(jué)，柵格看起來(lái)是模糊的。相應(yīng)地，由于沒(méi)有加重柵格，圖像質(zhì)量看起來(lái)很好。
圖54顯示分別在各平直部分2630和2640上具有三個(gè)階梯的調(diào)整控制波，并且圖55顯示分別在各平直部分2630和2640上具有四個(gè)階梯的調(diào)整的控制波。
各階梯具有高于或低于原有電壓(V高，V低)的相同的電壓偏移(Δv/2)，并且分別持續(xù)相同的時(shí)間間隔。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方面的精確動(dòng)作構(gòu)件和圖像傾斜裝置以及投影系統(tǒng)的操作和效果將在下文中進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明一方面的精確動(dòng)作構(gòu)件包括通過(guò)具有彈性恢復(fù)力的材料集成的預(yù)定板型的支撐部分、設(shè)置在支撐部分上的預(yù)定板型的轉(zhuǎn)動(dòng)部分、以及連接支撐部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分并用作板簧的瓶頸結(jié)構(gòu)的鉸鏈部分。
如果將外力施加給轉(zhuǎn)動(dòng)部分，由于其具有彈性，轉(zhuǎn)動(dòng)部分繞鉸鏈部分的軸精確地周期性轉(zhuǎn)動(dòng)，一直到其回到原始位置。此時(shí)，安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)部分的上表面的鏡同樣也精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，在鏡中反射的光或圖像也能夠精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于精確動(dòng)作構(gòu)件是集成一體的，相對(duì)于由多個(gè)件進(jìn)行裝配的精確動(dòng)作構(gòu)件，可以減少不需要的凹槽，由于僅通過(guò)材料本身的彈性恢復(fù)力，其精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)精確度同樣也增加。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖像傾斜裝置容納有集成在殼體內(nèi)部的精確動(dòng)作構(gòu)件、以及與精確動(dòng)作構(gòu)件相接觸而引起精確動(dòng)作構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)件。
精確動(dòng)作構(gòu)件由多個(gè)支撐部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、以及多個(gè)鉸鏈部分組成，其中壓電驅(qū)動(dòng)件或電磁驅(qū)動(dòng)件設(shè)置在支撐部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間。如果施加電壓，驅(qū)動(dòng)件的長(zhǎng)度將發(fā)生變化，并且這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)將傳遞給與驅(qū)動(dòng)件相接觸的精確動(dòng)作構(gòu)件，相應(yīng)地，轉(zhuǎn)動(dòng)部分將精確地運(yùn)動(dòng)。
此時(shí)，由于集成在支撐部分之間的鉸鏈部分彈性地支撐轉(zhuǎn)動(dòng)部分，轉(zhuǎn)動(dòng)部分精確地以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式繞鉸鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于其與支撐部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、以及鉸鏈部分集成一體，精確動(dòng)作構(gòu)件能夠精確地轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)損失驅(qū)動(dòng)力。此外，安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)部分上表面的光路轉(zhuǎn)換件將根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明另一可選方面的投影系統(tǒng)包括產(chǎn)生白光的光源、用于給來(lái)自光源的白光賦予預(yù)定色彩的色彩處理裝置、采用由色彩處理裝置處理過(guò)的光顯示預(yù)定圖像的微顯示裝置、至少一個(gè)用于投影在微顯示裝置上顯示的圖像的投影透鏡、用于接收并精確地以預(yù)定的角度轉(zhuǎn)動(dòng)投影透鏡的圖像，從而將通路轉(zhuǎn)換成可用以傳送的圖像傾斜裝置、以及用于放大顯示由圖像傾斜裝置精確轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像的屏幕。優(yōu)選的圖像傾斜裝置采用根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖像傾斜裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的另一方面的包括圖像傾斜裝置的投影系統(tǒng)傳送圖像穿過(guò)光源、色彩處理裝置、微顯示裝置、以及投影透鏡到達(dá)圖像傾斜裝置。
因?yàn)槿绻┘与妷簣D像傾斜裝置精密地往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)安裝于圖像傾斜裝置上的光路轉(zhuǎn)換件，傳送給圖像傾斜裝置的圖像同樣也精確地傾斜運(yùn)動(dòng)到預(yù)定方向上。
此時(shí)，根據(jù)本發(fā)明另一可選方面的投影系統(tǒng)，通過(guò)相對(duì)于屏幕的投影表面傾斜地定位微顯示裝置的像素，可以使圖像在屏幕的對(duì)角線(xiàn)方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，圖像傾斜裝置本身在屏幕的傾斜方向上往復(fù)地運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得圖像傾斜地精確移動(dòng)到屏幕的投影表面。
如上所述，如果圖像精確地傾斜式往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)，由于傾斜的運(yùn)動(dòng)方向，像素將出現(xiàn)上、下移動(dòng)，這樣像素的上、下邊看起來(lái)重疊。相應(yīng)地，相對(duì)于像素各邊的邊界將變得模糊，結(jié)果，由于光幻覺(jué)，分辨率將提高。
根據(jù)本發(fā)明另一可選方面的投影系統(tǒng)還進(jìn)一步包括控制波形發(fā)生裝置，從而可以增加可視分辨率。
總體上說(shuō)，由于光幻覺(jué)，當(dāng)可以看見(jiàn)增加的可視分辨率圖像時(shí)，如果視覺(jué)快速變化，如同出現(xiàn)按下照相機(jī)快門(mén)的現(xiàn)象一樣，由此，圖像看起來(lái)似乎是靜止不動(dòng)的。然后，屏幕的像素柵格可以直接被視覺(jué)感知到，這樣分辨率看起來(lái)會(huì)降低。
為了解決這種問(wèn)題，控制波形發(fā)生裝置在控制波的平直部分產(chǎn)生具有預(yù)定階梯的調(diào)整控制波，從而精確地轉(zhuǎn)動(dòng)精確動(dòng)作構(gòu)件以便跟隨此調(diào)整的控制波。然后，移動(dòng)與各階梯的值相對(duì)應(yīng)的位移的圖像看起來(lái)重疊，從而由于像素的柵格沒(méi)有加重，圖像的質(zhì)量感覺(jué)很好。
在上文中，對(duì)根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖像傾斜裝置以及具有這種裝置的投影系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明。然而，除了采用驅(qū)動(dòng)件或控制波形發(fā)生裝置的精確往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理的投影系統(tǒng)之外，圖像傾斜裝置還可以用于光掃描系統(tǒng)等，它們可以被激勵(lì)以在半導(dǎo)體晶片上形成圖案。
由于其是集成一體的，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明一方面的精確動(dòng)作構(gòu)件能夠通過(guò)彈性力而精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，而沒(méi)有不需要的運(yùn)動(dòng)，因此其能夠精確地轉(zhuǎn)動(dòng)圖像。
因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明另一方面的圖像傾斜裝置包括結(jié)合成一整體的精確動(dòng)作構(gòu)件，從而使不需要的運(yùn)動(dòng)減少到最小，并能夠精確地轉(zhuǎn)動(dòng)圖像而不會(huì)損失驅(qū)動(dòng)力。
此外，根據(jù)本發(fā)明另一可選方面的投影系統(tǒng)能夠通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖像傾斜裝置而減小系統(tǒng)本身的體積，并且能夠甚至在現(xiàn)有的正在使用的顯示面板上通過(guò)自由調(diào)節(jié)精確轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像傾斜裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而能夠提高圖像的質(zhì)量。
參照本發(fā)明的優(yōu)選方面，對(duì)本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了顯示和說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可能對(duì)上述的形式和細(xì)節(jié)做出各種變更，而不會(huì)脫離由權(quán)利要求所限定的發(fā)明保護(hù)范圍和主題精神。
權(quán)利要求
1.一種精確動(dòng)作構(gòu)件，其包括預(yù)定板型的支撐部分；瓶頸結(jié)構(gòu)的鉸鏈部分，所述鉸鏈部分垂直向上延伸，與所述支撐部分集成一體，且從所述支撐部分的一端延伸到另一端；轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分與所述支撐部分和所述鉸鏈部分集成一體，通過(guò)所述鉸鏈部分連接從而設(shè)置在所述支撐部分的上方，并且在所述鉸鏈部分的軸的左、右精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精確動(dòng)作構(gòu)件，其特征在于一反射鏡安裝到所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分上。
3.一種圖像傾斜裝置，其包括殼體；精確動(dòng)作構(gòu)件，所述精確動(dòng)作構(gòu)件容納于所述殼體內(nèi)并與其結(jié)合，從而能精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)；與所述精確動(dòng)作構(gòu)件接觸用于使其運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；以及設(shè)置在所述精確動(dòng)作構(gòu)件上以便能夠通過(guò)精確運(yùn)動(dòng)使光路轉(zhuǎn)換的光路轉(zhuǎn)換件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述精確動(dòng)作構(gòu)件包括預(yù)定板型的支撐部分；垂直向上延伸的瓶頸結(jié)構(gòu)的第一鉸鏈部分，所述第一鉸鏈部分從所述支撐部分的一端延伸到另一端；以及轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過(guò)所述第一鉸鏈部分連接以設(shè)置在所述支撐部分上，并在所述第一鉸鏈部分的軸上的左、右精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述支撐部分為多個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述多個(gè)支撐部分與第二鉸鏈部分的上、下進(jìn)行連接，所述第二較連部分為從所述支撐部分的一端延伸到另一端的垂直向上延伸的瓶頸結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述第二鉸鏈部分與所述第一鉸鏈部分垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述精確動(dòng)作構(gòu)件還進(jìn)一步包括用于調(diào)整所述支撐部分和所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分的初始角度的調(diào)整螺桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述精確動(dòng)作構(gòu)件還進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)所述支撐部分和所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分的預(yù)壓力的預(yù)壓彈簧。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)件通過(guò)與所述精確動(dòng)作構(gòu)件的所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分接觸而使所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)件是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能用以驅(qū)動(dòng)所述精確動(dòng)作構(gòu)件的壓電驅(qū)動(dòng)元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述壓電驅(qū)動(dòng)元件與所述精確動(dòng)作構(gòu)件進(jìn)行點(diǎn)接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述精確動(dòng)作構(gòu)件還進(jìn)一步包括多個(gè)用于點(diǎn)接觸的球狀物。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)件是通過(guò)磁場(chǎng)的變化產(chǎn)生機(jī)械能以使所述精確動(dòng)作構(gòu)件精確地轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁驅(qū)動(dòng)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)元件包括磁軛，所述磁軛具有預(yù)定形狀用于很容易產(chǎn)生電磁力并安裝于所述精確動(dòng)作構(gòu)件上；通過(guò)連接到所述磁軛上用于形成磁場(chǎng)的永磁鐵；以及排列在所述磁軛和所述永磁鐵之間用以通過(guò)永磁鐵形成磁場(chǎng)的電線(xiàn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述預(yù)定形狀的磁軛具有多個(gè)平行設(shè)置的分支。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述電線(xiàn)是纏繞在所述磁軛的分支上的線(xiàn)圈。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述精確動(dòng)作構(gòu)件包括至少一個(gè)連接，所述連接與所述電磁驅(qū)動(dòng)元件接觸，以便將所述電磁驅(qū)動(dòng)元件的機(jī)械能傳送給所述精確動(dòng)作構(gòu)件。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)元件設(shè)置在所述精確動(dòng)作構(gòu)件的兩端。
20.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述支撐部分、所述鉸鏈部分和所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分由具有彈性恢復(fù)力的材料制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述材料是金屬鋁。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述材料是塑料。
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述光路轉(zhuǎn)換件是反射鏡。
24.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述光路轉(zhuǎn)換件是折射板。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24中任何一項(xiàng)所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述圖像傾斜裝置還進(jìn)一步包括預(yù)定高度的機(jī)架，所述機(jī)架包括在一面上支撐所述光路轉(zhuǎn)換件的凸起部分；以及覆蓋在所述機(jī)架的所述凸起部分的另一面上用于防止所述光路轉(zhuǎn)換件發(fā)生彎曲的支撐件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的圖像傾斜裝置，其特征在于所述光路轉(zhuǎn)換件的所述機(jī)架和所述精確動(dòng)作構(gòu)件分別包括用于裝配的凸起和凹槽。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的圖像傾斜裝置，其特征在于圖像傾斜裝置還進(jìn)一步包括所述光路轉(zhuǎn)換件的機(jī)架和用于將支撐件固定安裝于精確動(dòng)作構(gòu)件之上的緊固彈簧。
28.一種投影系統(tǒng)，其包括產(chǎn)生白光的光源；用于將預(yù)定色彩賦予給來(lái)自所述光源的白光的色彩處理裝置；通過(guò)采用由色彩處理裝置處理過(guò)的光顯示預(yù)定圖像的微顯示裝置；將顯示在所述微顯示裝置上的圖像進(jìn)行投影的至少一個(gè)投影透鏡；圖像傾斜裝置，所述圖像傾斜裝置精確地轉(zhuǎn)動(dòng)由所述投影透鏡輸入的圖像并接著轉(zhuǎn)換圖像的通路以進(jìn)行傳送；以及放大和顯示由所述圖像傾斜裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的圖像的屏幕。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述投影系統(tǒng)還進(jìn)一步包括用于將由所述色彩處理裝置處理過(guò)的光成像的光學(xué)裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述微顯示裝置設(shè)置成以使像素傾斜地反射在所述屏幕上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傾斜裝置精確地轉(zhuǎn)動(dòng)，以使穿過(guò)所述光路轉(zhuǎn)換件反射在所述屏幕上的圖像以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式朝所述屏幕的對(duì)角軸線(xiàn)的方向精確地運(yùn)動(dòng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傾斜裝置繞所述光路轉(zhuǎn)換件的對(duì)角軸線(xiàn)精確地轉(zhuǎn)動(dòng)。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述圖像傾斜裝置包括殼體；精確動(dòng)作構(gòu)件，所述精確動(dòng)作構(gòu)件容納于所述殼體內(nèi)并與其集成一體以精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)；與所述精確動(dòng)作構(gòu)件接觸以驅(qū)動(dòng)所述精確動(dòng)作構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；以及設(shè)置在所述精確動(dòng)作構(gòu)件上以便能夠通過(guò)其精確運(yùn)動(dòng)使光路轉(zhuǎn)換的光路轉(zhuǎn)換件。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述投影系統(tǒng)還進(jìn)一步包括產(chǎn)生控制波形用以控制所述精確動(dòng)作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)的控制波形發(fā)生裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述控制波形發(fā)生裝置產(chǎn)生合成波，其形狀為方波的平直部分與正弦波的上升部分或下降部分連接起來(lái)的形狀。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述合成波的平直部分是由上平直部分和底部平直部分組成，各平直部分具有至少一個(gè)階梯。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述至少一個(gè)階梯在上平直部分與底部平直部分彼此相互對(duì)稱(chēng)。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述精確動(dòng)作構(gòu)件包括預(yù)定板型的支撐部分；垂直向上延伸的瓶頸結(jié)構(gòu)的第一鉸鏈部分，所述第一鉸鏈部分從所述支撐部分的一端延伸到另一端；以及轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過(guò)所述第一鉸鏈部分連接以設(shè)置在所述支撐部分上，并在所述第一鉸鏈部分的軸的左、右精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述支撐部分為多個(gè)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)支撐部分與瓶頸結(jié)構(gòu)的第二鉸鏈部分上、下進(jìn)行連接，所述第二較連部分垂直向上延伸且從所述支撐部分的一端延伸到另一端。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的投影系統(tǒng)，其特征在于所述第二鉸鏈部分與所述第一鉸鏈部分垂直。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種精確動(dòng)作構(gòu)件、圖像傾斜裝置和具有這些裝置的投影系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包括形成于一個(gè)整體單元用以實(shí)現(xiàn)精確轉(zhuǎn)動(dòng)的精確動(dòng)作構(gòu)件、通過(guò)精確地調(diào)整圖像角度用于提高分辨率的圖像傾斜裝置、以及具有這些裝置的投影系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選方面的圖像傾斜裝置包括殼體。精確動(dòng)作構(gòu)件容納于殼體內(nèi)用以與其集成在一起，以便精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)件與精確動(dòng)作構(gòu)件接觸用于使動(dòng)作構(gòu)件運(yùn)動(dòng)。光路轉(zhuǎn)換件位于精確動(dòng)作構(gòu)件上用以通過(guò)精確動(dòng)作構(gòu)件、圖像傾斜裝置和投影系統(tǒng)轉(zhuǎn)換光路。
文檔編號(hào)G02B26/08GK1879050SQ200480032872
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月8日
發(fā)明者吳亨烈, 柳在昱 申請(qǐng)人:Hysonic株式會(huì)社