CN110231752A - 可调节投影镜头及投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调节投影镜头，适配于投影装置，可调节投影镜头包括旋转机构，旋转机构包括可旋转通道及反射单元，可旋转通道具有入口和出口，出口相对入口可旋转，入口用于接入投影装置的投影光线；反射单元位于可旋转通道内，用于反射投影光线以形成出射光路并自出口射出。本发明提供的可调节投影镜头的投影方向可以调节，从而克服投影装置在寻找投射墙面时，需要人为挪动产品等技术问题，只需要调整可调节投影镜头的出口朝向，即可改变投影方向。

Description

可调节投影镜头及投影装置

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种可调节投影镜头及包括可调节投影镜头的投影装置。

背景技术

目前，市面上大多数的投影仪产品的镜头为固定式，如图1所示，即镜头和机器为一体式，产品在使用过程中，当寻找投影墙面时，只能通过挪动整台机器改变投影方向。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提出一种镜头方向能够调节的可调节投影镜头以及包括可调节投影镜头的投影装置。

第一方面，本发明提供一种可调节投影镜头，适配于投影装置，可调节投影镜头包括旋转机构，旋转机构包括可旋转通道及反射但单元，可旋转通道具有入口和出口，出口相对入口可旋转，入口用于接入投影装置的投影光线；反射单元位于可旋转通道内，用于反射投影光线以形成出射光路并自出口射出。

在一种实施方式中，可调节投影镜头还包括出射投影镜头，出射投影镜头安装于出口。

在一种实施方式中，可调节投影镜头还包括入射投影镜头，入射投影镜头安装于入口，用于发出投影光线。

在一种实施方式中，可旋转通道包括旋转连接的第一通道和第二通道，入口位于第一通道，出口位于第二通道，第二通道相对第一通道中轴线发生旋转的角度范围为0°到360°，以使出射光路的方向相对入射投影镜头的投影光路在360°范围内可调。

在一种实施方式中，第一通道和第二通道为L型直角通道。

在一种实施方式中，反射单元包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜位于第一通道的直角转角，第二反射镜位于第二通道的直角转角。

在一种实施方式中，投影转接装置还包括透镜组，透镜组位于入射投影镜头可旋转通道内，用于使可调节投影镜头的物距u、焦距f、像距v满足以下关系：1/u+1/v＝1/f。

在一种实施方式中，可调节投影镜头还包括控制模块和驱动模块，控制模块用于发出控制信号以调节旋转机构的入口的朝向；驱动模块与旋转机构连接，用于响应控制信号以驱动旋转结构调节朝向。

在一种实施方式中，旋转机构还包括：接收模块和控制器，接收模块用于接收控制信号；控制器用于响应控制信号以发出驱动信号，驱动模块与控制器信号连接，以接收驱动信号。

第二方面，本发明提供一种投影装置，包括如前述任一项提供的可调节投影镜头。

相较于现有技术，本发明提供的可调节投影镜头的投影方向可以调节，只需要调整旋转机构，即可改变投影方向，从而克服投影装置在寻找投射墙面时，需要人为挪动体积较大的投影装置的困难。

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是现有技术提供的投影装置的结构示意图。

图2是本发明第一实施例提供的投影装置的结构示意图(含可调节投影镜头)。

图3是本发明第二实施例提供的可调节投影镜头的结构示意图。

图4是本发明第三实施例提供的可调节投影镜头的结构示意图。

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2，本发明第一实施例提供的投影装置100包括主机10以及可调节投影镜头1。主机10具有朝向投影面或投影幕布的正面101，可调节投影镜头1安装在正面101。

可调节投影镜头1包括旋转机构30。旋转机构30包括可旋转通道40和位于可旋转通道40内的反射单元50。

旋转通道40具有入口411和出口421，出口421相对入口411可旋转以调节投影光路L1的最终出射方向。入口411用于接入主机10的投影光线。

反射单元50用于在可旋转通道40内反射投影光线后形成出射光路L3。由于出口421可相对入口411发生旋转，投影光路的投射方向可以通过可调节投影镜头1的角度调节而发生变化，从而不必挪动主机10，即可改变投影方向。

在本实施例中，可旋转通道40包括旋转连接的第一通道41和第二通道42，入口411位于第一通道41与主机10的连接端，出口421位于第二通道42的出光侧。第一通道41在其入口411处和主机10进行连接。

第二通道42相对第一通道41可绕第一通道41的中轴线发生旋转，旋转角度为0°到360°，随着两个通道之间的旋转，出射光路L3相对投影光路L1在360°范围内进行放行调整，例如，出射光路L3和投影光路L1平行，即出射方向调整了0°；又例如，出射光路L3和投影光路L1垂直(将出射光路L3正投影在投影光路L1所在的平面进行比较)，即出射方向调整了90°；再例如，出射光路L3和投影光路L1平行但方向相反，即出射方向调整了180°。另外，出射光路L3还可以在调整360°后和投影光路L1同向。

在本实施例中，反射单元50包括第一反射镜51和第二反射镜52。第一反射镜51位于第一通道41，第二反射镜52位于第二通道42。第一反射镜51将投影光路L1反射到第二通道42内，再由第二反射镜52将第一反射镜51的反射光线反射到出口421。

在本实施例中，第一通道41和第二通道42均呈L型直角通道，第一反射镜51和第二反射镜52分别设置在直角转角410、420，第一反射镜51的反射面朝向入射投影镜头20，并和投影光路L1呈45°角。第二反射镜52的反射面和第一反射镜51的反射光路L2呈45°夹角，反射光路L2经过第二反射镜52的反射后形成出射光路L3。直角转角410和直角转角420使得出射光路L3和投影光路L1平行。

在其他实施方式中，也可以设置其他具体结构的反射单元，最终的出射光路L3和投影光路L1可以成一定角度，例如30°，60°，90°等。

在其他实施方式中，第一通道41和第二通道42的形状和弯折角度也可以改变。

在本实施例中，第一通道41和第二通道42通过旋转接头43相互衔接。旋转接头43和第二通道42固定连接，旋转接头43和第一通道41螺纹连接，以带动第二通道42绕第一通道41的中心轴线进行360°旋转。可以理解，旋转接头43与第一通道41和/或第二通道42的连接方式不局限于上述方式，在能够保证能够实现第二通道42绕第一通道41的中心轴线进行360°旋转的效果的实施方式均可。

为了使出射光路L3无障碍，出射光路L3高于主机10的高度。

综上，本实施例提供的可调节投影镜头1通过旋转设置在主机10外部的旋转机构30来改变主机10初始的投影方向，从而达到不用搬动较重的主机10，即可调整投影方向的目的。

第二实施例

请参阅图3，本实施例提供的可调节投影镜头2和第一实施例提供的可调节投影镜头1基本相同(对图中的投影装置及主机的说明可参阅第一实施例)，不同之处在于，旋转机构30还进一步包括透镜组60，透镜组60位于可旋转通道40内，用于使可调节投影镜头2的物距u、焦距f、像距v满足以下关系：1/u+1/v＝1/f。

具体地，透镜组60包括凸透镜61，所述凸透镜61位于入口411和第一反射镜51之间。凸透镜61用于会聚投影光线。

透镜组60还包括第一继透镜(中继透镜)62和第二继透镜63，第一继透镜62位于凸透镜61和第一反射镜51之间，第二继透镜63位于第一反射镜51的反射光路L2，即位于第一反射镜51和第二反射镜52之间，以使物距u、焦距f、像距v满足以下关系：1/u+1/v＝1/f，以获得更清晰的投影画面。需要说明的是，当采用透镜组时，物距u、焦距f、像距v满足成像关系：1/u+1/v＝1/f，相关参数如物距u、焦距f、像距v均为透镜组的等效参数；透镜组的设置还可以进一步考虑出射投影镜头64和/或入射投影镜头20的相关参数，本领域技术人员可以根据具体需要调整相关参数，满足成像条件即可。

综上，本实施例提供的可调节投影镜头2除了可以通过旋转机构改变出射光路的方向，不必挪动主机之外，还通过设置透镜组60使投影光线能够集中在旋转机构中进行传输并实现较清晰的投影效果。

进一步地，可调节投影镜头2还可以进一步包括出射投影镜头64和/或入射投影镜头20，即可调节投影镜头2可以只包括出射投影镜头64，或者只包括入射投影镜头20，或者既包括出射投影镜头64，也包括入射投影镜头20。旋转机构30与入射投影镜头20连接安装。

入射投影镜头20安装在入口411(图示为未安装的状态)。出射投影镜头64设置在出射光路L3，安装在出口421。入射投影镜头20和出射投影镜头64内部设有投影镜片，结构可以相同。入射投影镜头20、出射投影镜头64和透镜组60的有无及具体位置均根据实际需要设置，以获得较佳的投影画面为宜。

第三实施例

请一并参阅图2和图4，或者参阅图3和参阅图4，在本发明第一或第二实施例的基础上，本实施例提供的可调节投影镜头3还包括控制模块71以及驱动模块74。

控制模块71用于发出控制信号来调节旋转机构30的出口421的朝向。

驱动模块74与旋转机构30连接，用于响应控制信号以驱动旋转机构30调节朝向。

控制模块71可以为一个独立的遥控器，与旋转机构30无线连接，二者之间的无线通信协议为红外、Wi-Fi或蓝牙。

在本实施例中，驱动模块74包括驱动芯片741和电机742，电机742和驱动芯片741信号连接，信号连接的方式为有线连接或者无线连接。本实施例中，第二通道42相对第一通道41旋转，电机742与第二通道42机械连接。更具体地，由于旋转接头43驱动第二通道42旋转，因此电机742和旋转接头43机械连接。

在本实施例中，控制信号为预设时长的电磁波，驱动信号为预设数量的脉冲信号，驱动芯片741用于根据预设数量的脉冲信号向电机742提供预设时长的电压信号，电机742用于根据预设时长的电压信号驱动第二通道42旋转预设角度。

更具体地，旋转机构30还可以包括接收模块72和控制器73。接收模块72用于接收控制模块71发出的控制信号。控制器73用于响应控制信号以发出驱动信号。控制器73可以是MCU(Micro Controller Unit,微控制单元，又称Single Chip Microcomputer，单片微型计算机)。驱动模块74和控制器73信号连接，即包括有线或者无线连接方式。

具体地，当可调节投影镜头3启动上电后，接收模块72通过接收到控制模块71向其发送的电磁波长λ及持续时间tx，接收模块72将这个电磁波长λ值和持续时间tx反馈给控制器73，控制器73根据这两个值，向驱动芯片741向电机742发出相应数量(m)的脉冲，驱动芯片741根据接收到的脉冲数量m，向电机742提供一个持续时间为t的电压，电机742相应旋转一个γ角度，从而旋转接头43自动旋转相应的角度γ，进而使得第二通道42旋转到所需投射的方向。

以下介绍控制信号和旋转角度的对应关系的建立。

设当接收模块72接收到电磁波长为λ的电磁波，持续时间为T1时，对应电机742旋转相应的角度γ1，对应驱动芯片741提供的驱动电压持续时间为t1，对应控制器73向驱动芯片741发送的脉冲数量为m1。

当接收模块72接收到的电磁波长为λ的电磁波，持续时间为T2时，对应电机742旋转相应的角度γ2，对应驱动芯片741提供的驱动电压持续时间为t2，对应控制器73向驱动芯片741发送的脉冲数量为m2。

当接收模块72接收到的电磁波长为λ的电磁波，持续时间为T3时，对应电机742旋转相应的角度γ3，对应驱动芯片741提供的驱动电压持续时间为t3，对应控制器73向驱动芯片741发送的脉冲数量为m3……以为类推。

将以上数据统计并记录下来，然后推算出电磁波持续时间Tx和m之间的线性关系，m＝K*tx，K为比例常数，将该关系式写成相应的程序并烧入到控制器73中，当接收模块72接收到控制模块71发送的电磁波持续时间Tx并发送给控制器73时，控制器73根据这个值推出需要向驱动芯片741发送M个脉冲，驱动芯片741根据脉冲数量M向电机742持续提供驱动电压V，持续时间为T，从而驱动电机742旋转相应的角度γ，进而控制旋转接头43旋转γ角度。

综上，本实施例提供的可调节投影镜头3可通过控制模块71对投影转接装置71进行控制，配合旋转机构30上的接收模块72、控制器73和驱动模块74对旋转接头43的旋转角度(亦即第二通道42相对第一通道41的旋转角度)进行精细化调整，且不必直接手动调节可调节投影镜头3。

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 (10)

1.一种可调节投影镜头，适配于投影装置，其特征在于，所述可调节投影镜头包括旋转机构，所述旋转机构包括：

可旋转通道，具有入口和出口，所述出口相对所述入口可旋转，所述入口用于接入所述投影装置的投影光线；以及

反射单元，位于所述可旋转通道内，用于反射所述投影光线以形成出射光路并自所述出口射出。

2.如权利要求1所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述可调节投影镜头还包括出射投影镜头，所述出射投影镜头安装于所述出口。

3.如权利要求1或2所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述可调节投影镜头还包括入射投影镜头，所述入射投影镜头安装于所述入口，用于发出所述投影光线。

4.如权利要求1所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述可旋转通道包括旋转连接的第一通道和第二通道，所述入口位于所述第一通道，所述出口位于所述第二通道，所述第二通道相对所述第一通道中轴线发生旋转的角度范围为0°到360°，以使所述出射光路的方向相对所述入射投影镜头的投影光路在360°范围内可调。

5.如权利要求4所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述第一通道和所述第二通道为L型直角通道。

6.如权利要求5所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述反射单元包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜位于所述第一通道的直角转角，所述第二反射镜位于所述第二通道的直角转角。

7.如权利要求1所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述投影转接装置还包括透镜组，所述透镜组位于所述可旋转通道内，用于使所述可调节投影镜头的物距u、焦距f、像距v满足以下关系：1/u+1/v＝1/f。

8.如权利要求1所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述可调节投影镜头还包括：

控制模块，用于发出控制信号以调节所述旋转机构的出口的朝向；以及

驱动模块，与所述旋转机构连接，用于响应所述控制信号以驱动所述旋转机构调节朝向。

9.如权利要求8所述的可调节投影镜头，其特征在于，所述旋转机构还包括：

接收模块，用于接收所述控制信号；以及

控制器，用于响应所述控制信号以发出驱动信号，所述驱动模块与所述控制器信号连接。

10.一种投影装置，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的可调节投影镜头。