CN110119012A - 防热失焦投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防热失焦投影装置，包括镜筒以及温度调节组件，温度调节组件与镜筒形成热交换关系，用于将镜筒的温度保持在预设温度，改善了光机镜筒受温度影响热胀冷缩产生的形变所导致的光机镜筒失焦的情况，提高了投影装置的投影清晰度，降低了材料成本，无需在使用过程中调焦，使用方便。

Description

防热失焦投影装置

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种防热失焦投影装置。

背景技术

目前，智能投影机等防热失焦投影装置存在的一个重要缺陷是，工作一段时间后机体内的温度急剧升高，热胀冷缩导致镜片、镜筒位置发生微小偏移，投影画面因此变得模糊。现有的技术主要从两方面解决投影机镜筒失焦问题，一种是将塑胶镜片和镜筒换为玻璃镜片和金属镜筒，但这样会大大增加成本；另一种方法是通过自动对焦，但使用自动对焦仍然存在观影过程中调焦的步骤，给用户带来不便。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提出一种防热失焦投影装置，以解决上述问题。

一种防热失焦投影装置，包括镜筒以及温度调节组件，温度调节组件与镜筒形成热交换关系，用于将镜筒的温度保持在预设温度。

在一种实施方式中，预设温度为稳定工作温度。

在一种实施方式中，温度调节组件包括控制器、温度传感器和升温元件，温度传感器设置在镜筒的外部，并与控制器信号连接，升温元件与控制器信号连接，控制器用于在防热失焦投影装置进行投影前启动升温元件，以及在温度传感器感测到的镜筒温度达到稳定工作温度时关闭升温元件。

在一种实施方式中，防热失焦投影装置还包括镜片，镜片收容于镜筒，温度传感器设置在镜片和镜筒交接处所对应的镜筒外表面。

在一种实施方式中，升温元件包括多个半导体致冷器件，半导体致冷器件包括相背的冷端和热端，热端与镜筒的外表面贴合。

在一种实施方式中，预设温度为室温。

在一种实施方式中，温度调节组件包括控制器、散热元件和温度传感器，温度传感器位于镜筒的外表面，并和控制器信号连接，散热元件和控制器信号连接，控制器用于开启散热元件，并在温度传感器感测到的镜筒温度达到室温时关闭散热元件。

在一种实施方式中，散热元件包括多个半导体致冷元件，半导体致冷器件包括相背设置的冷端和热端，冷端与镜筒的外表面贴合。

在一种实施方式中，温度调节组件包括散热鳍片，散热鳍片设置在镜筒的外表面。

在一种实施方式中，温度调节组件还包括导热层，导热层设置在散热鳍片和镜筒之间。

在一种实施方式中，防热失焦投影装置包括外壳，外壳具有投影端和尾端，镜筒的出光面位于投影端，外壳具有相对设置且位于投影端和尾端之间的第一侧壁、第二侧壁、以及连接第一侧壁和第二侧壁的底壁，第一侧壁具有第一风口；温度调节组件还包括第一风扇以及风道形成件，第一风扇设置在第一风口内，风道形成件位于底壁，且与镜筒对应，风道形成件围合成风道，第一风扇用于自外壳的外部导入散热用冷气流。

在一种实施方式中，第二侧壁具有第二风口，温度调节件还包括第二风扇，第二风扇设置在所述第二风口内。

在一种实施方式中，第一风口和第二风口均靠近尾端并相对设置，风道自投影端向尾端延伸。

在一种实施方式中，风道形成件包括相对间隔设置的第一侧边、第二侧边和第三侧边，第一侧边和第二侧边垂直于底壁设置，第三侧边连接于第一侧边和第二侧边，并且远离第一风扇。

在一种实施方式中，温度调节组件还包括多个底部风口，多个底部风口位于底壁，且位于风道形成件的围合区域内。

相较于现有技术，本发明提供的防热失焦投影装置大大改善了光机镜筒受温度影响热胀冷缩产生的形变所导致的光机镜筒失焦的情况，进而提高了投影装置的投影清晰度；同时，相比于现有改变投影装置外壳及镜筒材质的技术，本发明提供的防热失焦投影装置还降低了材料成本；由于本发明提供的投影装置在整个使用、观看过程不会出现热失焦现象，因此无需在使用过程中调焦，使用方便。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的防热失焦投影装置的镜筒结构示意图。

图2是本发明第二实施例提供的防热失焦投影装置的镜筒结构示意图。

图3是本发明第三实施例提供的防热失焦投影装置的镜筒侧面示意图。

图4是本发明第三实施例另一种实施方式提供的防热失焦投影装置的镜筒侧面示意图。

图5是本发明第三实施例又一种实施方式提供的防热失焦投影装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

请参阅图1，本发明第一实施例提供的防热失焦投影装置1包括镜筒10和温度调节组件20，温度调节组件20与镜筒10形成热交换关系，用于将镜筒的温度保持在预设温度，该预设温度既可以是一个点值，例如50摄氏度，也可以是一个范围，例如40摄氏度～60摄氏度。

在本实施例中，预设温度具体为防热失焦投影装置1的稳定工作温度，例如，可以预设整机产品在开机半小时后产品内部温度达到稳定工作温度，该稳定工作温度为40摄氏度至60摄氏度，不同产品的稳定工作温度不尽相同，同时，也可以认为稳定工作温度为最高工作温度。

温度调节组件20包括控制器21、温度传感器22和升温元件23。温度传感器22设置在镜筒10的外部，并与控制器21信号连接，升温元件23与控制器21信号连接，控制器21用于在防热失焦投影装置进行投影前启动升温元件23，以及在温度传感器22感测到的镜筒温度达到稳定工作温度时关闭升温元件23。

镜筒10为圆柱状，两端分别是出光面101和入光面102，出光面101用于投影，入光面102用于进光。在本实施例中，在靠近出光面101的一端，镜筒10的外径大于靠近入光面102的一端的外径。在其他实施例中，镜筒10的外径可以处处相等。

温度传感器22设置在镜筒10的外部，例如，设置在镜筒10的外表面100，与控制器21信号连接，既可以是通过有线的方式连接，也可以通过无线的方式连接。升温元件23和控制器21信号连接，既可以是通过有线的方式连接，也可以通过无线的方式连接。控制器21根据镜筒温度结合投影装置1的工作状态来开启和关闭升温元件23。具体地，在投影装置1开启投影功能前，先开启升温元件23进行预热，升温元件23发热，使得镜筒10的温度不断上升，一直上升到稳定工作温度，然后控制器21开启投影功能，并关闭升温元件23，这样，当投影装置1开始工作时，就处于稳定工作温度，亦即最高工作温度，镜筒10以及收容在镜筒10内的镜片(图未示)在稳定工作温度时已经发生了对应的形变和微小位移，当投影功能开启后，系统就以当前的镜筒10和镜片的状态自动调焦或者由用户手动调焦，由于当前已经到达稳定工作温度，温度不会再发生变化，此时调焦后的效果能够适应投影装置1当前的工作温度，且基本不再发生变化，从而达到图像持续清晰、不必多次调焦的目的。

进一步地，镜片105收容在镜筒10内，镜筒10具有内表面，镜片和内表面交接处为位置A，位置A对应于镜筒10的外表面100处为位置B，温度传感器22设置在位置B，可以更准确地测量镜筒10的温度。

升温元件23可以是各种发热电致发热元件。在本实施例中，升温元件23包括多个半导体制冷器件(Thermo E l ectr i c Coo l er，TEC芯片，其利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生“热”侧和“冷”侧)，例如，包括四个TEC芯片231。每个半导体制冷器件231包括相背的冷端2311和热端2312，其中，热端2312和镜筒10的外表面100贴合，从而达到不断给镜筒10的外表面100加热的目的。四个TEC芯片231可以在镜筒10的周向等间隔设置。在其他实施方式中，TEC芯片231的数量还可以是其他个数，例如1个、2个、3个、5个、6个等等。在本实施例中，升温元件23设置在靠近镜筒出光面101一侧。

综上，本实施例提供的防热失焦投影装置1通过在镜筒10上设置升温元件23而将镜筒10的温度提前升高到稳定工作温度，引发镜筒及镜片预先发生微小形变或位移，在此基础上进行第一次自动调焦或手动调焦，由于光机将始终在稳定工作温度下工作，不再发生热失焦，提高了投影装置的投影清晰度；同时，相比于现有改变投影装置外壳及镜筒材质的技术，本发明提供防热失焦投影装置还降低了材料成本；由于本发明提供的投影装置在整个使用、观看过程不会出现热失焦现象，因此无需在使用过程中调焦，使用方便。

第二实施例

请参阅图2，本发明第二实施例提供的防热失焦投影装置2包括镜筒10(与第一实施例的镜筒10基本相同)和温度调节组件30，温度调节组件30与镜筒10形成热交换关系，用于将镜筒的温度保持在预设温度，该预设温度既可以是一个点值，例如50摄氏度，也可以是一个范围，例如40摄氏度～60摄氏度。

在本实施例中，预设温度具体为防热失焦投影装置2所处环境的室温。

温度调节组件30包括控制器31、散热元件32和温度传感器33，温度传感器33位于镜筒10的外表面100，并和控制器31信号连接，散热元件32和控制器31信号连接，控制器31用于开启散热元件32，并在温度传感器33感测到的镜筒温度达到室温时关闭散热元件32。

温度传感器33设置在镜筒10的外部，例如，设置在镜筒10的外表面100，与控制器31信号连接，既可以是通过有线的方式连接，也可以通过无线的方式连接。散热元件32和控制器31信号连接，既可以是通过有线的方式连接，也可以通过无线的方式连接。控制器31根据镜筒温度结合投影装置2所处的室温开启和关闭散热元件32。

具体地，控制器31可以通过预先在控制器内固化的室温值来获知室温，该室温值可以是一个点值，也可以是一个范围值。室温选用一般意义上的标准值，从而在控制器31中固化下来，例如固定室温为25摄氏度，或者23℃±2℃、25℃±5℃、20℃±5℃等；控制器31还可以通过设置在投影装置2的外壳(可参照图5中的外壳50)上的室温传感器(图未示)来获知实时室温，即投影装置2还包括一个室温传感器，与控制器31信号连接，以向控制器31发送实时室温。

控制器31在镜筒温度和室温相等或者落在室温的范围内时，即可关闭散热元件32，当镜筒温度再次因为工作发热而超过室温时，再开启散热元件32。

在本实施例中，散热元件32为电致散热元件。例如，半导体制冷器件(TEC芯片)。散热元件32可以包括多个TEC芯片321，TEC芯片321具有相背的冷端3211和热端3212，其中，冷端3211和镜筒10的外表面100贴合，从而达到不断给镜筒10的外表面100散热的目的。四个TEC芯片321可以在镜筒10的周向等间隔设置。在其他实施方式中，TEC芯片321的数量还可以是其他个数，例如1个、2个、3个、5个、6个等等。在本实施例中，散热元件32设置在靠近镜筒出光面101一侧，也可以设置在镜筒10外表面100其他任意位置。

由于散热元件32在控制器31的控制下可以不断散热，使得镜筒温度保持在室温，从而不会发生热失焦和跑焦等问题，从而不必在工作中多次调焦。

综上，本实施例提供的防热失焦投影装置2通过有效散热，不再发生热失焦，提高了投影装置的投影清晰度；同时，相比于现有改变投影装置外壳及镜筒材质的技术，本实施例提供的防热失焦投影装置2还降低了材料成本；由于本实施例提供的投影装置在整个使用、观看过程不会出现热失焦现象，因此无需在使用过程中调焦，使用方便。

第三实施例

请参阅图3，本发明第三实施例提供的防热失焦投影在装置3包括镜筒10(与第一实施例中的镜筒10基本相同)和温度调节组件40。

温度调节组件40包括散热鳍片41，散热鳍片41位于镜筒10的周向，并垂直于镜筒10的外表面100延伸设置，利用其密布的片状结构增加镜筒10的散热表面积，从而有效地降低镜筒10的温度。由于镜筒10和内部镜片交接处的温度越高跑焦现象越明显，可以在镜片对应的外表面位置处增加散热鳍片41的数量和/或长度，以进一步降低镜筒10的温度。

进一步地，请参阅图4，在另一种实施方式中，温度调节组件40还包括导热层400，导热层400设置在散热鳍片41和镜筒10之间，具体地，位于散热鳍片41和镜筒10的外表面100之间。导热层400具体可以是在镜筒外表面100涂布一层导热胶体、散热膏而形成的薄层。在其他实施方式中，也可以在散热鳍片41间隙内涂布导热胶体。

进一步地，请结合图3(或图4)以及图5，在又一种实施方式中，防热失焦投影装置3还包括外壳50，外壳50具有相互背离的投影端501和尾端502，镜筒10的出光面101位于投影端501，外壳50具有相对设置且位于投影端501和尾端502之间的第一侧壁51、第二侧壁52、以及连接第一侧壁51和第二侧壁52的底壁53，第一侧壁51具有第一风口511，第二侧壁52具有第二风口521；温度调节组件40还进一步包括第一风扇42、第二风扇43以及风道形成件44，其中，第一风扇42设置在第一风口511内，第二风扇43设置在第二风口521内，风道形成件44位于底壁53，且与镜筒10对应，风道形成件44围合成风道440，风道440自投影端501向尾端502延伸。第一风口511和第二风口521可以相对，也可以错开地分别设置于第一侧壁51和第二侧壁52的一端、中部或另一端。

在其他实施例中，还可以择一地选择设置第一风口511和第二风口512，以及择一地设置第一风扇42和第二风扇43。即，采用一个风扇即可防热失焦点投影装置3的内部形成负压而从外部导入散热用气流进行散热。

外壳50的内部收容有防热失焦投影装置3的电路以及光路结构。外壳50大致为长方体结构，厚度方向感比长度方向和宽度方向薄。投影端501朝向投影幕布，尾端502与信号线连接。第一侧壁51和第二侧壁52的相对地位于投影端501和尾端502之间。底壁53连接的第一侧壁51和第二侧壁52，并位于镜筒10的下侧，镜筒10对应于底壁53的垂直投影区域(可以加上垂直投影区域的周边区域)设有风道形成件44。为利于散热，风道形成件44为金属件，例如铝件、铝合金件等，其围成的风道440用于将镜筒10区域的热量向其他方向导流，进行热交换，例如风道440对准第一风口511或对准第二风口512，或者风道440具体包括两个风道，分别对准第一风口511和第二风口512。

在本实施例中，第一风口511和第二风口521相对设置，以快速导热，且第一风口511和第二风口521均靠近尾端502，风道440是一条自投影端501向尾端502延伸的通道。

更具体地，风道形成件44包括相对且间隔设置的第一侧边441和第二侧边442，第一侧边441和第二侧边442垂直于底壁53设置，从而在镜筒10下方形成风道440。

风道形成件44还包括第三侧边443，第三侧边443连接于第一侧边441和第二侧边442，并且位于远离第一风扇42和第二风扇43的一端。在本实施例中，第三侧边433靠近投影端501，远离尾端502，更好地将热量向尾端502输出，然后通过第一风扇42和第二风扇43形成的横向对流通道将热量输出。第一风扇42和第二风扇43的转速可调，以适应不同的降温需求，使镜筒温度达到预设温度。预设温度可以是预设的室温。

进一步地，温度调节组件40还包括的多个底部风口45，多个底部风口45位于底壁53，且位于风道形成件44的围合区域内。底部风口45的数量和孔径可以根据围合区域的面积而定。

本实施例提供的防热失焦投影装置3在第一侧壁51和第二侧壁52设置风口和风扇，相比于在尾端502设置风口及风扇有利于内部热量散出；当风道440和第一风扇42、第二风扇43形成的横向对流通道大致垂直时，散热效率进一步提高。

在整个散热过程中，可以和本发明第二实施例类似，在镜筒设置温度传感器，以检测镜筒的实时温度，并进一步和预设的室温或者实时室温进行比较，当不能达到理想的预设温度或者不能达到室温时，调整第一风扇42和第二风扇43的转速，以达到预设温度。

综上，本实施例提供的防热失焦投影装置3通过有效散热，不再发生热失焦，提高了投影装置的投影清晰度；同时，相比于现有改变投影装置外壳及镜筒材质的技术，本实施例提供的防热失焦投影装置3还降低了材料成本；由于本实施例提供的投影装置在整个使用、观看过程不会出现热失焦现象，因此无需在使用过程中调焦，使用方便。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种防热失焦投影装置，其特征在于，包括镜筒以及温度调节组件，所述温度调节组件与所述镜筒形成热交换关系，用于将所述镜筒的温度保持在预设温度。

2.如权利要求1所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述预设温度为稳定工作温度。

3.如权利要求2所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述温度调节组件包括控制器、温度传感器和升温元件，所述温度传感器设置在所述镜筒的外部，并与所述控制器信号连接，所述升温元件与所述控制器信号连接，所述控制器用于在所述防热失焦投影装置进行投影前启动所述升温元件，以及在所述温度传感器感测到的镜筒温度达到所述稳定工作温度时关闭所述升温元件。

4.如权利要求3所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述防热失焦投影装置还包括镜片，所述镜片收容于所述镜筒，所述温度传感器设置在所述镜片和所述镜筒交接处所对应的镜筒外表面。

5.如权利要求3或4所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述升温元件包括多个半导体致冷器件，所述半导体致冷器件包括相背的冷端和热端，所述热端与所述镜筒的外表面贴合。

6.如权利要求1所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述预设温度为室温。

7.如权利要求6所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述温度调节组件包括控制器、散热元件和温度传感器，所述温度传感器位于所述镜筒的外表面，并和所述控制器信号连接，所述散热元件和所述控制器信号连接，所述控制器用于开启所述散热元件，并在所述温度传感器感测到的镜筒温度达到所述室温时关闭所述散热元件。

8.如权利要求7所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述散热元件包括多个半导体致冷元件，所述半导体致冷器件包括相背设置的冷端和热端，所述冷端与所述镜筒的外表面贴合。

9.如权利要求6所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述温度调节组件包括散热鳍片，所述散热鳍片设置在所述镜筒的外表面。

10.如权利要求9所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述温度调节组件还包括导热层，所述导热层设置在所述散热鳍片和所述镜筒之间。

11.如权利要求9所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述防热失焦投影装置包括外壳，所述外壳具有投影端和尾端，所述镜筒的出光面位于所述投影端，所述外壳具有相对设置且位于所述投影端和所述尾端之间的第一侧壁、第二侧壁、以及连接所述第一侧壁和所述第二侧壁的底壁，所述第一侧壁具有第一风口；所述温度调节组件还包括第一风扇以及风道形成件，所述第一风扇设置在所述第一风口内，所述风道形成件位于所述底壁，且与所述镜筒对应，所述风道形成件围合成风道，所述第一风扇用于自所述外壳的外部导入散热用冷气流。

12.如权利要求11所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述第二侧壁具有第二风口，所述温度调节件还包括第二风扇，所述第二风扇设置在所述第二风口内。

13.如权利要求12所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述第一风口和所述第二风口均靠近所述尾端并相对设置，所述风道自所述投影端向所述尾端延伸。

14.如权利要求11所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述风道形成件包括相对间隔设置的第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边和所述第二侧边垂直于所述底壁设置，所述第三侧边连接于所述第一侧边和所述第二侧边，并且远离所述第一风扇。

15.如权利要求11所述的防热失焦投影装置，其特征在于，所述温度调节组件还包括多个底部风口，所述多个底部风口位于所述底壁，且位于所述风道形成件的围合区域内。