專利名稱：組合齒輪、透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)、以及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括與對(duì)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)中心嚙合的一對(duì)齒輪的組合齒輪、 透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)、以及電子裝置。
背景技術(shù)：
例如，已經(jīng)知道將圖像投射在諸如屏幕的投影面上的投影型顯示 裝置。此類投影型顯示裝置包括自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)，該自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)用于 調(diào)整投射圖像的投影透鏡的焦距。
圖l是與本發(fā)明相關(guān)的包括在投影型顯示裝置中的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)
的透視圖。如圖1所示，自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)101包括投影透鏡103、沿著光軸 方向可移動(dòng)地支撐投影透鏡103的透鏡支撐機(jī)構(gòu)(未示出)、以及通過 使用透鏡支撐機(jī)構(gòu)來移動(dòng)投影透鏡103的對(duì)焦環(huán)104。
自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)101還包括隨著對(duì)焦環(huán)104中形成的對(duì)焦環(huán)部齒輪 105的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的檢測齒輪106、檢測所述檢測齒輪106的旋轉(zhuǎn)量的旋 轉(zhuǎn)檢測元件107、驅(qū)動(dòng)對(duì)焦環(huán)部齒輪105的驅(qū)動(dòng)電機(jī)108、以及基于旋轉(zhuǎn) 檢測元件107的檢測結(jié)果來控制驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)108的控制電路(未 示出)。
旋轉(zhuǎn)檢測元件107位于接近對(duì)焦環(huán)104的外邊緣部分的位置，且檢 測齒輪106的轉(zhuǎn)軸部(未示出)安裝在旋轉(zhuǎn)檢測元件107中的軸孔(未 示出)中。檢測齒輪106與對(duì)焦環(huán)部齒輪105相嚙合。旋轉(zhuǎn)檢測元件107 通過使用檢測齒輪106來檢測隨著投影透鏡103的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的對(duì)焦環(huán) 104的旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)108具有轉(zhuǎn)軸(未示出)，驅(qū)動(dòng)齒輪110被安裝到該轉(zhuǎn)軸 上。驅(qū)動(dòng)齒輪110與對(duì)焦環(huán)部齒輪105相嚙合，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)108被旋轉(zhuǎn)地 驅(qū)動(dòng)以使對(duì)焦環(huán)104旋轉(zhuǎn)。
圖2示出了表示用于控制自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的過程的流程圖。如圖2所 示，投影型顯示裝置包括檢測焦距的距離傳感器125,且基于距離傳感 器125所測量的距離信息，控制電路的中央處理單元(CPU) 126控制驅(qū) 動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)108以便旋轉(zhuǎn)檢測元件107的輸出達(dá)到預(yù)定值以使對(duì)焦 環(huán)104旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)整焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
在上述自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)中，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)檢測元件中的檢測齒輪與對(duì) 焦環(huán)部齒輪之間的齒輪嚙合狀態(tài)在結(jié)構(gòu)方面需要有預(yù)定游隙。然而， 該游隙對(duì)自動(dòng)對(duì)焦性能的影響是不可忽略的。
在制造過程中，調(diào)整控制電路，以便來自距離傳感器的距離信息 和旋轉(zhuǎn)檢測元件的輸出具有預(yù)定關(guān)系。在此調(diào)整中，調(diào)整旋轉(zhuǎn)檢測元 件的輸出與距離信息之間的關(guān)系。因此，間接地對(duì)旋轉(zhuǎn)檢測元件與投 影透鏡的對(duì)焦環(huán)部齒輪之間的關(guān)系執(zhí)行此調(diào)整。因此，對(duì)焦環(huán)部齒輪 與設(shè)置在旋轉(zhuǎn)檢測元件中的檢測齒輪之間的游隙對(duì)對(duì)焦環(huán)與旋轉(zhuǎn)檢測 元件之間的位移有直接影響。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)是沿著同一方向的連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述對(duì)焦環(huán)部齒輪和檢測 齒輪可靠地相互接觸。然而，當(dāng)齒輪在其旋轉(zhuǎn)被停止一次之后反向旋 轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)檢測元件的旋轉(zhuǎn)量達(dá)不到對(duì)焦環(huán)部齒輪的旋轉(zhuǎn)量，相差對(duì) 焦環(huán)部齒輪與檢測齒輪之間的游隙的量，以至引起位移，這可能導(dǎo)致 焦點(diǎn)調(diào)整的位移。
在投影透鏡中，通過增大投影透鏡的焦點(diǎn)深度等等已經(jīng)對(duì)此進(jìn)行 了修正，但是最近投影型顯示裝置的尺寸的縮小使得在投影透鏡中進(jìn)
4行該修正變得困難。齒輪之間的齒輪嚙合狀態(tài)的嚴(yán)格調(diào)整或輪齒的嚴(yán) 格尺度控制使得無游隙齒輪結(jié)構(gòu)在理論上能夠?qū)崿F(xiàn)。然而，此類措施 對(duì)制造成本有很大影響，并因此在目前的情況下犧牲了自動(dòng)對(duì)焦性能。
作為與用于消除游隙的本發(fā)明所涉及的技術(shù)，提出了一種其中不 存在游隙的所謂無游隙齒輪結(jié)構(gòu)，其中，將兩個(gè)齒輪組合，有扭力盤 形彈簧保持在它們之間。然而，其中在兩個(gè)齒輪之間設(shè)置了螺旋彈簧 的結(jié)構(gòu)增大齒輪的尺寸，且難以用作諸如旋轉(zhuǎn)檢測元件等具有相對(duì)較 小的直徑的齒輪。
本發(fā)明的目的在于提供一種可作為具有低負(fù)荷和小直徑的相對(duì)較 小的齒輪而應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)檢測元件的組合齒輪、 一種透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)、以 及一種電子裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的組合齒輪包括一對(duì)齒輪，該對(duì) 齒輪具有相同的齒廓并在齒輪的旋轉(zhuǎn)中心重合的狀態(tài)下可旋轉(zhuǎn)地組 合。該對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪形成有在另一個(gè)齒輪相對(duì)于所述一個(gè)齒輪 旋轉(zhuǎn)的方向上被偏置的彈性位移部。所述另一個(gè)齒輪形成為具有相對(duì) 于所述一個(gè)齒輪來定位另一個(gè)齒輪的定位部，且彈性位移部接觸該定 位部。
在本發(fā)明中，具有相同齒廓的該對(duì)齒輪指的是具有相同齒數(shù)、相 同基準(zhǔn)節(jié)圓直徑、相同模數(shù)等等的一對(duì)齒輪。
根據(jù)本發(fā)明的透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)包括根據(jù)本發(fā)明的上述組合齒輪； 以及旋轉(zhuǎn)檢測元件，其檢測隨著透鏡沿光軸方向的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的組合 齒輪的旋轉(zhuǎn)量。
根據(jù)本發(fā)明的電子裝置包括根據(jù)本發(fā)明的上述透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，可以消除所述組合齒輪和與該組合齒輪相嚙合的齒 輪之間的游隙。因此，根據(jù)本發(fā)明的透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)和電子裝置可以增 加透鏡調(diào)整的精度。


圖l是與本發(fā)明相關(guān)的使用齒輪的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的透視圖； 圖2是示出了用于控制與本發(fā)明相關(guān)的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的過程的流 程圖。
圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的投影型顯示裝置的示意圖； 圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的包括無游隙齒輪的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的透
視圖5是自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的局部分解透視圖6是無游隙齒輪的透視圖7是無游隙齒輪的分解圖8是示出了通過無游隙齒輪的彈性位移部來施加偏置力的狀態(tài) 的平面圖；以及
圖9是示例性實(shí)施例中的消除了無游隙齒輪與對(duì)焦環(huán)部齒輪之間
的游隙的齒輪嚙合狀態(tài)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖來描述本發(fā)明的詳細(xì)示例性實(shí)施例。
作為根據(jù)本發(fā)明的電子裝置，將描述投影型顯示裝置，其包括作 為采用組合齒輪的透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)的示例的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)。包括透鏡調(diào) 整機(jī)構(gòu)的電子裝置不限于包括自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的投影型顯示裝置，還可 以是諸如攝影機(jī)設(shè)備的各種類型的攝影設(shè)備。
如圖3所示，示例性實(shí)施例的投影型顯示裝置包括包含將圖像投射 在投影面上的投影透鏡3的投影光學(xué)系統(tǒng)(未示出)、調(diào)整投影透鏡3的焦點(diǎn)位置的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l、以及控制自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)1的控制電路5。 雖然未示出，但所示投影型顯示裝置包括包含光源的照明光學(xué)系統(tǒng)、 以及由該照明光學(xué)系統(tǒng)來向其施加照明光的圖像顯示元件。
圖4是包括在投影型顯示裝置中的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)的透視圖。如圖4
所示，示例性實(shí)施例的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l包括沿著光軸方向可移動(dòng)地支撐
投影透鏡3的透鏡支撐機(jī)構(gòu)(未示出)、以及通過使用透鏡支撐機(jī)構(gòu)來 使投影透鏡3沿著光軸方向移動(dòng)的對(duì)焦環(huán)4。
如圖4和5所示，自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l還包括作為組合齒輪的隨著對(duì)焦環(huán) 4的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的無游隙齒輪6、檢測無游隙齒輪6的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)檢測 元件7、驅(qū)動(dòng)對(duì)焦環(huán)4的驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、以及基于旋轉(zhuǎn)檢測元件7的檢測結(jié) 果來控制驅(qū)動(dòng)所示驅(qū)動(dòng)電機(jī)8的控制電路5。
在對(duì)焦環(huán)4的外邊緣部分中，周向地形成有對(duì)焦環(huán)部齒輪5。驅(qū)動(dòng) 電機(jī)8具有轉(zhuǎn)軸(未示出)，驅(qū)動(dòng)齒輪10被安裝到該轉(zhuǎn)軸上。驅(qū)動(dòng)齒輪 10與對(duì)焦環(huán)部齒輪5相嚙合，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)8被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)以使對(duì)焦環(huán)4旋 轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)檢測元件7設(shè)置在電路板13上，且無游隙齒輪6被安裝到旋轉(zhuǎn) 檢測元件7上。
參照?qǐng)D6和7，將描述示例性實(shí)施例的無游隙齒輪6的示例。
如圖6和7所示，無游隙齒輪6包括起到標(biāo)準(zhǔn)齒輪作用的第一齒輪11 和起到輔助齒輪作用的第二齒輪12的組合。第一齒輪11和第二齒輪12 具有相同的齒廓并在齒輪的旋轉(zhuǎn)中心重合的狀態(tài)下可旋轉(zhuǎn)地組合。具 有相同齒廓的齒輪指的是具有相同齒數(shù)、相同基準(zhǔn)節(jié)圓直徑以及相同 模數(shù)等等的齒輪。第一齒輪ll和第二齒輪12具有例如約為14mm的外直 徑和約為13mm的節(jié)圓直徑。
第一齒輪11形成有裝配第二齒輪12的裝配孔14。第一齒輪ll還形
7成有在第二齒輪12相對(duì)于第一齒輪11旋轉(zhuǎn)的方向上被偏置的一對(duì)彈性 位移部15。
每個(gè)彈性位移部15包括在第一齒輪11的周向上弓形地延伸的臂
16，且在臂16的末端，整體地形成有作為桿部的圓柱形觸針17。觸針 17與第一齒輪11的軸向平行地延伸，并在第一齒輪11與第二齒輪12組 合時(shí)接觸第二齒輪12。
在第二齒輪12上，以突出的方式整體地形成有固定在旋轉(zhuǎn)檢測元 件7的軸孔7a中的轉(zhuǎn)軸18。在轉(zhuǎn)軸18的外邊緣部分上，整體地形成有裝 配在第一齒輪11的裝配孔14中的裝配部19。
第二齒輪12形成有相對(duì)于第一齒輪11來定位第二齒輪12的一對(duì)定 位部21，且彈性位移部15接觸定位部21。定位部21被作為開口部而形 成，彈性位移部15的臂16上的觸針17被插入其中，并且其具有接觸面 22，觸針17倚著該接觸面22進(jìn)行接觸，而且如圖8所示，接觸面22被形 成為相對(duì)于第二齒輪12的基準(zhǔn)節(jié)圓的法線(切線)延伸的方向傾斜。
彈性位移部15上的觸針17與定位部21的接觸面22之間的接觸點(diǎn)01 和02之間設(shè)置有齒輪11和12的旋轉(zhuǎn)中心03，且接觸點(diǎn)01和02位于穿過 旋轉(zhuǎn)中心03的線L上。此類結(jié)構(gòu)促使彈性位移部15的臂16在第一齒輪11 和第二齒輪12組合時(shí)被彈性地移位，因此生成周向偏置力以使第二齒 輪12相對(duì)于第一齒輪11旋轉(zhuǎn)。
第一齒輪11和第二齒輪12通過可旋轉(zhuǎn)地裝配在裝配孔14中的裝配 部19而組合。這時(shí)，在設(shè)置于第一齒輪11中的每個(gè)定位部21中，插入 設(shè)置在第二齒輪12的每個(gè)彈性位移部15上的觸針17。
如圖6所示，第一齒輪11和第二齒輪12被這樣配置，即使得輪齒在 與投影透鏡3的對(duì)焦環(huán)部齒輪5相嚙合之前從輪齒相互重合的位置周向地移位。在如上所述的無游隙齒輪6的組合狀態(tài)下，第二齒輪12的轉(zhuǎn)軸
部18被裝備在旋轉(zhuǎn)檢測元件7中的軸孔7a中。因此，旋轉(zhuǎn)檢測元件7隨著 無游隙齒輪6的第二齒輪12的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
對(duì)其應(yīng)用上述自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l的示例性實(shí)施例的投影型顯示裝置
如圖2中的結(jié)構(gòu)一樣包括檢測焦距的距離傳感器(未示出)，且基于距 離傳感器所測量的距離信息，控制電路5的CPU控制驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)8 以便旋轉(zhuǎn)檢測元件7的輸出達(dá)到預(yù)定值以使對(duì)焦環(huán)4旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)整焦 點(diǎn)。
圖8示出了施加于無游隙齒輪6的齒輪11和12的負(fù)荷。當(dāng)無游隙齒 輪6和對(duì)焦環(huán)部齒輪5在理想狀態(tài)下相互嚙合時(shí)，約0.07mm的游隙被設(shè) 置在第一齒輪11與第二齒輪12之間。具體地說，這時(shí)，第一齒輪ll和 第二齒輪12的齒面沿著基準(zhǔn)節(jié)圓而相互移位約0.07毫米。
這時(shí)，在第一齒輪11的彈性位移部15上形成的每個(gè)觸針17通過彎 曲且隨著第二齒輪12的旋轉(zhuǎn)而彈性地變形的臂16向第二齒輪12的定位 部21的每個(gè)接觸面22施加負(fù)荷F。負(fù)荷F的旋轉(zhuǎn)方向分量(齒輪的周向 施加分量)f作用于使第一齒輪ll和第二齒輪12的輪齒相互周向地移位 的方向。因此，無游隙齒輪6中的第一齒輪11和第二齒輪12的輪齒之間 的移位增加了無游隙齒輪6與對(duì)焦環(huán)部齒輪5之間的游隙的量，并且如 圖9所示，消除了無游隙齒輪6與對(duì)焦環(huán)部齒輪5之間的游隙。即使當(dāng)游 隙的量增加時(shí)，無游隙齒輪6的第一齒輪11和第二齒輪12的輪齒也同樣 被相互周向地移位以消除游隙。
根據(jù)示例性實(shí)施例，具有與本發(fā)明所涉及的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l的檢測 齒輪106相同直徑的無游隙齒輪6可以消除投影透鏡3的對(duì)焦環(huán)部齒輪5 與旋轉(zhuǎn)檢測元件7之間的旋轉(zhuǎn)位移。
如上所述，根據(jù)示例性實(shí)施例，提供了包括形成有彈性位移部15的第一齒輪11與形成有定位部21的第二齒輪12的組合的無游隙齒輪6，
因此將周向偏置力施加于組合的兩個(gè)齒輪11和12以促使輪齒的齒頂相 互周向地移位。這消除了上述對(duì)焦環(huán)部齒輪5與安裝在旋轉(zhuǎn)檢測元件7 上的無游隙齒輪6之間的游隙，并消除了對(duì)焦環(huán)4與旋轉(zhuǎn)檢測元件7之間 的旋轉(zhuǎn)位移。
具體地說，無游隙齒輪6可以用來消除投影透鏡3的對(duì)焦環(huán)4與旋轉(zhuǎn) 檢測元件7之間的游隙。因此，示例性實(shí)施例的自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l可以增 加焦點(diǎn)調(diào)整的精度。
根據(jù)本發(fā)明的組合齒輪不限于被應(yīng)用于上述自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)l，而是 被有利地用來消除具有相對(duì)較小的直徑的齒輪系中的游隙。
已參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于所述示例性 實(shí)施例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的 本發(fā)明結(jié)構(gòu)或細(xì)節(jié)方面的各種修改。
10
權(quán)利要求
1.一種組合齒輪，包括具有相同的齒廓并在齒輪的旋轉(zhuǎn)中心重合的狀態(tài)下可旋轉(zhuǎn)地組合的一對(duì)齒輪，其中，該對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪形成有在另一個(gè)齒輪相對(duì)于所述一個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)的方向上被偏置的彈性位移部，所述另一個(gè)齒輪形成為具有相對(duì)于所述一個(gè)齒輪來定位所述另一個(gè)齒輪的定位部，且所述彈性位移部接觸所述定位部。
2. 如權(quán)利要求l所述的組合齒輪，其中，所述彈性位移部包括在 所述一個(gè)齒輪的周向上弓形地延伸的臂，以及所述定位部包括接觸面，所述彈性位移部的所述臂靠著接觸所述 接觸面，且所述接觸面被形成為在所述另一個(gè)齒輪的基準(zhǔn)節(jié)圓的法線 延伸的方向上傾斜。
3. 如權(quán)利要求2所述的組合齒輪，其中，接觸所述接觸面的桿部 與所述一個(gè)齒輪的軸向平行地從所述臂延伸，以及所述接觸面與所述另一個(gè)齒輪的軸向平行地形成。
4. 如權(quán)利要求3所述的組合齒輪，其中，所述臂的所述桿部與所 述接觸面之間的接觸點(diǎn)之間設(shè)置有所述齒輪的旋轉(zhuǎn)中心，且所述接觸 點(diǎn)定位于穿過所述旋轉(zhuǎn)中心的線上。
5. —種透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)，包括如權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)所述的組合齒輪；以及 旋轉(zhuǎn)檢測元件，其檢測隨著透鏡在光軸方向上的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的所 述組合齒輪的旋轉(zhuǎn)量。
6. —種電子裝置，包括如權(quán)利要求5所述的透鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明包括具有相同的齒廓并在齒輪的旋轉(zhuǎn)中心重合的狀態(tài)下可旋轉(zhuǎn)地組合的一對(duì)第一齒輪(11)和第二齒輪(12)。該對(duì)齒輪(11)和(12)中的一個(gè)齒輪形成有在另一個(gè)齒輪相對(duì)于所述一個(gè)齒輪旋轉(zhuǎn)的方向上被偏置的彈性位移部(15)。所述另一個(gè)齒輪形成為具有相對(duì)于所述一個(gè)齒輪來定位所述另一個(gè)齒輪的定位部(21)，且彈性位移部(15)接觸該定位部(21)。
文檔編號(hào)F16H55/18GK101636601SQ200880000389
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者高松宏彰 申請(qǐng)人:Nec顯示器解決方案株式會(huì)社