CN113848675B - 投影设备及其壳体 - Google Patents

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CN113848675B CN202111143079.XA CN202111143079A CN113848675B CN 113848675 B CN113848675 B CN 113848675B CN 202111143079 A CN202111143079 A CN 202111143079A CN 113848675 B CN113848675 B CN 113848675B
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
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Abstract

本公开实施例公开了一种投影设备及其壳体。其中，投影设备壳体包括光机壳体和镜头壳体，所述光机壳体与所述镜头壳体沿光轴方向排列，并相互连接；所述光机壳体的热膨胀系数小于所述镜头壳体的热膨胀系数。本公开通过选择热膨胀系数较小的光机壳体和热膨胀系数较大的镜头壳体进行组合来改善由于光机壳体和镜头壳体膨胀形变程度不一样产生的热失焦。因为在使用过程中，光机所处的工作温度更高，其变形程度更大，故抑制光机壳体的热膨胀系数的同时，增加镜头壳体的热膨胀系数，有利于保证光机壳体和镜头壳体的形变保持一致，减小焦距发生变化的程度，进而解决现有技术中投影设备在工作时容易出现热失焦的技术问题。

Description

投影设备及其壳体
技术领域
本公开涉及显示领域，具体涉及一种投影设备及其壳体。
背景技术
超短焦投影机是目前智能投影、激光电视产品的主流投影方案之一，其最主要的优势是可以在较短的距离投影出足够大的画面，相较于其他中长焦投影仪，这种投影方式可以显著节省投影空间，投影机直接摆放在靠近幕布或墙壁的位置即可；但是，超短焦投影由于成像原理，成像画面景深较浅，轻微的焦距变化就容易超出焦距而引起画面失焦，画面失焦会导致画面不清晰，十分影响用户体验。
发明内容
本公开实施例提供一种投影设备及其壳体，可以解决现有技术中投影设备在工作时容易出现热失焦的技术问题。
本公开实施例提供一种投影设备壳体，包括光机壳体和镜头壳体，所述光机壳体与所述镜头壳体沿光轴方向排列。所述光机壳体的热膨胀系数小于所述镜头壳体的热膨胀系数。
可选地，所述光机壳体和所述镜头壳体符合如下公式：
|L1P1T1-L2P2T2|≤15μm
其中，L1为所述光机壳体沿所述光轴方向的总长度，P1为所述光机壳体的热膨胀系数，T1为所述光机壳体的工作温度，L2为所述镜头壳体沿所述光轴方向的总长度，P2为所述镜头壳体的热膨胀系数，T2为所述镜头壳体的工作温度。
可选地，所述镜头壳体包括：
第一镜筒壳体，沿所述光轴方向位于所述光机壳体的一侧；
第二镜筒壳体，沿所述光轴方向连接于所述第一镜筒壳体背离所述光机壳体的一端；
所述第一镜筒壳体和所述第二镜筒壳体符合如下公式：
|L1P1T1-(L21P21T2+L22P22T2)|≤15μm
其中，L1为所述光机壳体沿所述光轴方向的总长度，P1为所述光机壳体的热膨胀系数，T1为所述光机壳体的工作温度，L21为所述第一镜筒壳体沿所述光轴方向的总长度，P21为所述第一镜筒壳体的热膨胀系数，L22为所述第二镜筒壳体沿所述光轴方向的总长度，P22为第二镜筒壳体的热膨胀系数，T2为所述镜头壳体的工作温度。
可选地，所述光机壳体包括：
第一机壳，沿所述光轴方向位于所述镜头壳体的一侧；
第二机壳，沿所述光轴方向连接于所述第一机壳背离所述镜头壳体的一侧；
所述第一机壳和所述第二机壳符合如下公式：
|(L11P11T1+L12P12T1)-L2P2T2|≤15μm
其中，L11为所述第一机壳沿所述光轴方向的总长度，P11为所述第一机壳的热膨胀系数，L12为所述第二机壳沿所述光轴方向的总长度，P12为第二机壳的热膨胀系数，T1为所述光机壳体的工作温度，L2为所述镜头壳体沿所述光轴方向的总长度，P2为所述镜头壳体的热膨胀系数，T2为所述镜头壳体的工作温度。
可选地，所述投影设备壳体还包括：
活动连接件，分别与所述光机壳体以及所述镜头壳体连接；
所述活动连接件与所述光机壳体和所述镜头壳体中的至少一个沿所述光轴方向具有多个安装位置。
可选地，所述投影设备壳体还包括控制器，所述控制器控制活动连接件带动所述光机壳体和/或所述镜头壳体沿所述光轴方向移动，以调节所述光机壳体与所述镜头壳体之间沿所述光轴方向的间距，所述投影设备壳体符合如下公式：
|ΔL-ΔL′|≤15μm
其中，ΔL′为跑焦量，ΔL为所述活动连接件沿所述光轴移动的距离。
可选地，所述活动连接件包括套筒，所述套筒的一端套设于所述光机壳体的外侧，并通过紧固件与所述光机壳体可拆卸连接；所述套筒的另一端套设于所述镜头壳体的外侧，并通过紧固件与所述镜头壳体可拆卸连接。
可选地，所述套筒包括相互连接的第一法兰和第二法兰，所述第一法兰远离所述第二法兰的一端通过环绕所述光轴设置的多个螺栓与所述光机壳体连接，所述螺栓穿过所述第一法兰抵持于所述光机壳体的外侧；所述第二法兰远离所述第一法兰的一端通过环绕所述光轴设置的多个螺栓与所述镜头壳体连接，所述螺栓穿过所述第二法兰抵持于所述镜头壳体的外侧。
可选地，所述活动连接件包括连接环，所述光机壳体、所述镜头壳体中的一者与所述连接环固定连接，另一者与所述连接环在所述光轴方向上可拆卸连接。
所述的投影设备壳体、透镜组件以及照明组件。所述透镜组件设置于所述镜头壳体内。所述光源设置于所述光机壳体内，并向所述透镜组件发射光线。
本公开实施例中，通过选择热膨胀系数较小的光机壳体和热膨胀系数较大的镜头壳体进行组合来改善由于光机壳体和镜头壳体膨胀形变程度不一样产生的热失焦。因为在使用过程中，光机内部有包括光源以及光处理芯片(例如，数字微镜(Digital Micro-mirror Device，DMD)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)芯片等)在内的光电元件，而镜头内大都仅设置有透镜组件，故光机内淤积的热量更多，光机所处的工作温度也更高，其变形程度更大，故抑制光机壳体的热膨胀系数的同时，增加镜头壳体的热膨胀系数，有利于保证光机壳体和镜头壳体的形变保持一致，减小焦距发生变化的程度，进而解决现有技术中投影设备在工作时容易出现热失焦的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的投影设备的结构示意图。
图2是本公开一实施例提供的投影设备壳体的结构示意图。
图3是本公开又一实施例提供的投影设备壳体的结构示意图。
图4是本公开又一实施例提供的投影设备壳体的结构示意图。
图5是本公开又一实施例提供的投影设备壳体的结构示意图。
图6是本公开又一实施例提供的投影设备壳体的结构示意图。
附图标记说明：
10、投影设备壳体；20、透镜组件；30、照明组件；100、光机壳体；200、镜头壳体；300、活动连接件；110、第一机壳；120、第二机壳；210、第一镜筒壳体；220、第二镜筒壳体；310、套筒；320、连接环；311、第一法兰；312、第二法兰；21、第一镜头组；22、第二镜头组；31、光处理芯片；32、棱镜；33、振镜。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
本公开实施例提供一种投影设备及其壳体。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
本公开提供一种投影设备，其可以适应于家庭、教育、工作以及户外等场景的使用，其可以为长焦投影仪、短焦投影仪、超短焦投影仪、背投式投影仪等类型的投影设备。请参阅图1，上述投影设备包括投影设备壳体10以及设置于投影设备壳体10内的透镜组件20以及照明组件30。
投影设备壳体10包括光机壳体100和镜头壳体200，光机壳体100与镜头壳体200沿光轴方向排列，并相互连接。
透镜组件20设置于镜头壳体200内，其包括多个沿光轴方向间隔设置的镜头组，每个镜头组均包括多个透镜以及与透镜连接的连接件，本实施例中将以透镜组件20包括第一镜头组21和第二镜头组22为例进行说明。其中，第一镜头组21位于第二镜头组22和光机壳体100之间。
照明组件30设置于所述光机壳体100内，其包括光源(图未示)、光处理芯片31、棱镜32以及振镜33等光电元件。其中光处理芯片31、棱镜32以及振镜33沿光轴方向依次间隔排布，光处理芯片31位于远离镜头壳体200的一侧，振镜33位于靠近镜头壳体200的一侧。光源位于棱镜32的一侧，其可以是与光处理芯片31一起同时位于棱镜32的同一侧，也可以是与光处理芯片31分别位于棱镜32的不同侧。光源向棱镜32射出投影光线后经棱镜32反射至光处理芯片31处，然后经过光处理芯片31反射回到棱镜32处，由棱镜32折射至振镜33处，穿过振镜33后，依次穿过第一镜头组21和第二镜头组22，最终投影在幕布、墙壁以及天花板等投影面上。
一般地，光机壳体100和镜头壳体200会采用不同的材料制成。在本实施例中，光机壳体100采用镁合金、铝合金、不锈钢、碳纤维等热膨胀系数较小的材料制成；镜头壳体200一般采用聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、玻璃纤维、聚甲醛树脂(Polyformaldehyde，POM)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)等热膨胀系数较小的材料制成，以保证光机壳体100的热膨胀系数小于镜头壳体200的热膨胀系数，以缓解由于光机壳体100和镜头壳体200之间膨胀形变而产生的焦距变化，解决现有技术中投影设备在工作时容易出现热失焦的技术问题。
在使用过程中产生大量功耗的光电元件均容置于光机壳体100内，光机壳体100内淤积的热量更多，故光机壳体100的工作温度必定大于镜头壳体200的工作温度，故选择热膨胀系数小于镜头壳体200热膨胀系数的光机壳体100，可以很好地控制光机壳体100和镜头壳体200的形变程度，进而消弭由于光机壳体100和镜头壳体200之间膨胀形变而产生的焦距变化，解决现有技术中投影设备在工作时容易出现热失焦的技术问题。
特别地，在本公开的一些实施例中，光机壳体100和镜头壳体200符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000061
其中，DOF为投影设备的系统焦深，ΔL′为跑焦量L1为光机壳体100沿光轴方向的总长度，P1为光机壳体100的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，L2为镜头壳体200沿光轴方向的总长度，P2为镜头壳体200的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
在实际选择机壳体材料和镜头壳体200材料的过程中，可以根据公式(1)进行选取，ΔL′越接近于0，则证明在工作状态下焦距发生变化的程度越小，出现热失焦的概率也就越低，只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在DOF值的一半以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在本公开的另一些实施例中，光机壳体100和镜头壳体200也可以符合如下公式：
|L1P1T1-L2P2T2|≤15μm
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，光机壳体100和镜头壳体200需要符合如下公式：
|L1P1T1-L2P2T2|≤3μm
在本公开的又一些实施例中，光机壳体100和镜头壳体200还可以符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000062
在本公开的一些实施例中，请结合参阅图2，镜头壳体200包括第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220。第一镜筒壳体210沿光轴方向连接于光机壳体100的一侧，其内容置有第一镜头组21。第二镜筒壳体220沿光轴方向连接于第一镜筒壳体210背离光机壳体100的一端，其内容置有第二镜头组22。在部分使用场景中，在选择好适合的光机壳体100的材料后，根据公式(1)确定的镜头壳体200的热膨胀系数没有对应的材料，此时将镜头壳体200拆分为两段，并分别由不同的材料制成，然后再拼接在一起，以保证镜头壳体200整体的热膨胀系数是符合公式(1)确定的热膨胀系数，解决了无法找到根据公式(1)确定的热膨胀系数对应的材料的技术问题。
其中，上述的第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220之间可以通过熔接的方式一体连接，以避免第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220之间出现接缝，接缝容易导致镜头壳体200膨胀形变计算难度的增加。同时一体连接的方式也增加了镜头壳体200的使用寿命。
上述的第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220之间也可以通过紧固连接的方式连接。具体方式可以是法兰连接，也可以是套接后通过紧固件连接，以减轻第一镜头组21和第二镜头组22的装卸难度，使得用户可以自由更换各种不同的镜头组安装至第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220内。
当采用两段式的结构时，第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000071
其中，ΔL′为跑焦量，ΔL1为光机壳体100受热膨胀产生的沿光轴方向的位移量，ΔL2为镜头壳体200受热膨胀产生的沿光轴方向的位移量，L1为光机壳体100沿光轴方向的总长度，P1为光机壳体100的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，L21为第一镜筒壳体210沿光轴方向的总长度，P21为第一镜筒壳体210的热膨胀系数，L22为第二镜筒壳体220沿光轴方向的总长度，P22为第二镜筒壳体220的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
当采用两段式的结构时，可以根据公式(2)选取选择光机壳体100的材料、第一镜筒壳体210的材料和第二镜筒壳体220的材料，ΔL′越接近于0，则证明在工作状态下焦距发生变化的程度越小，出现热失焦的概率也就越低。
在本公开的另一些实施例中，第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220也可以符合如下公式：
|L1P1T1-(L21P21T2+L22P22T2)|≤15μm
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，第一镜筒壳体210和第二镜筒壳体220需要符合如下公式：
|L1P1T1-(L21P21T2+L22P22T2)|≤3μm
同理，当镜头壳体200采用两段式的结构仍无法找到合适的材料时，可以采用多段式的结构。当镜头壳体200采用多段式结构时，各段镜筒壳体满足如下公式：
Figure BDA0003284731210000081
其中，ΔL′为跑焦量，ΔL1为光机壳体100受热膨胀产生的沿光轴方向的位移量，ΔL2为镜头壳体200受热膨胀产生的沿光轴方向的位移量，L1为光机壳体100沿光轴方向的总长度，P1为光机壳体100的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，m为镜筒壳体的总段数，y为镜筒壳体的序号，L2y为第y段镜筒壳体沿光轴方向的总长度，P2y为第y段镜筒壳体的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
当采用多段式的结构时，可以根据公式(3)选取选择光机壳体100的材料和各段镜筒壳体的材料，ΔL′越接近于0，则证明在工作状态下焦距发生变化的程度越小，出现热失焦的概率也就越低。
在本公开的另一些实施例中，各段镜筒壳体也可满足如下公式：
Figure BDA0003284731210000082
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，各段镜筒壳体需要符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000091
在本公开的一些实施例中，请结合参阅图3，光机壳体100包括第一机壳110和第二机壳120。第一机壳110沿光轴方向连接于镜头壳体200的一侧。第二机壳120沿光轴方向连接于第一机壳110背离镜头壳体200的一侧。
在部分使用场景中，在选择好适合的镜头壳体200的材料后，根据公式(1)确定的光机壳体100的热膨胀系数没有对应的材料，此时将光机壳体100拆分为两段，并分别由不同的材料制成，然后再拼接在一起，以保证光机壳体100整体的热膨胀系数是符合公式(1)确定的热膨胀系数，解决了无法找到根据公式(1)确定的热膨胀系数对应的材料的技术问题。
其中，上述的第一机壳110和第二机壳120之间可以通过熔接的方式一体连接，以避免第一机壳110和第二机壳120之间出现接缝，接缝容易导致光机壳体100膨胀形变计算难度的增加。同时一体连接的方式也增加了光机壳体100的使用寿命。
上述的第一机壳110和第二机壳120之间也可以通过卡扣连接或螺栓连接等可拆卸的连接方式连接。
当采用两段式的结构时，第一机壳110和第二机壳120符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000092
其中，ΔL′为跑焦量，L11为第一机壳110沿光轴方向的总长度，P11为第一机壳110的热膨胀系数，L12为第二机壳120沿光轴方向的总长度，P12为第二机壳120的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，L2为镜头壳体200沿光轴方向的总长度，P2为镜头壳体200的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
当采用两段式的结构时，可以根据公式(4)选取选择第一机壳110的材料、第二机壳120的材料和镜头壳体200的材料，ΔL′越接近于0，则证明在工作状态下焦距发生变化的程度越小，出现热失焦的概率也就越低。
在本公开的另一些实施例中，第一机壳110和第二机壳120也可以符合如下公式：
|(L11P11T1+L12P12T1)-L2P2T2|≤15μm
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，第一机壳110和第二机壳120需要符合如下公式：
|(L11P11T1+L12P12T1)-L2P2T2|≤3μm
同理，当光机壳体100采用两段式的结构仍无法找到合适的材料时，可以采用多段式的结构。当光机壳体100采用多段式结构时，各段机壳满足如下公式：
Figure BDA0003284731210000101
其中，ΔL′为跑焦量，n机壳的总段数，x为机壳的序号，L1x为第x段机壳沿光轴方向的总长度，P1x为第x段机壳的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，L2为镜头壳体200沿光轴方向的总长度，P2为镜头壳体200的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
当采用多段式的结构时，可以根据公式(5)选取选择镜头壳体200的材料和各段机壳的材料，ΔL′越接近于0，则证明在工作状态下焦距发生变化的程度越小，出现热失焦的概率也就越低。
在本公开的另一些实施例中，各段机壳可以符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000102
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，各段机壳需要符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000103
在本公开的一些实施例中，光机壳体100以及镜头壳体200均采用多段式结构，各段机壳和各段镜筒壳体满足如下公式：
Figure BDA0003284731210000111
其中，ΔL′为跑焦量，n机壳的总段数，x为机壳的序号，L1x为第x段机壳沿光轴方向的总长度，P1x为第x段机壳的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，m为镜筒壳体的总段数，y为镜筒壳体的序号，L2y为第y段镜筒壳体沿光轴方向的总长度，P2y为第y段镜筒壳体的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
当采用多段式的结构时，可以根据公式(6)选取选择各段镜筒壳体的材料和各段机壳的材料，ΔL′越接近于0，则证明在工作状态下焦距发生变化的程度越小，出现热失焦的概率也就越低。
在本公开的另一些实施例中，各段机壳和各段镜筒可以符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000112
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL′的绝对值|ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，各段机壳和各段镜筒需要符合如下公式：
Figure BDA0003284731210000113
在实际选择光机壳体100材料和镜头壳体200材料的过程中，人工根据公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)以及公式(6)进行计算过于繁复，且光机壳体100的工作温度以及镜头壳体200的工作温度也和选取的材料相关，由此带来了人工选择的难度。
在本公开的一个实施例中，可以通过选材设备自动选择机壳体材料和镜头壳体200材料。
相关设计人员将设计好的投影设备的数字模型发送至选材设备，选材设备先根据该投影设备的结构和功率等参数计算出光机壳体100的工作温度和镜头壳体200的工作温度，然后再根据公式(1)确定不同光机壳体100的热膨胀系数对应的镜头壳体200的热膨胀系数，最后根据不同光机壳体100的热膨胀系数对应的镜头壳体200的热膨胀系数，确定多组光机壳体100材料和镜头壳体200材料的组合并输出，以供相关设计人员参考选择，以将设计人员从繁杂的适配计算中解放，减轻设计人员的工作量，提高工作效率。
若根据公式(1)确定的光机壳体100材料和镜头壳体200材料的组合没有适合于新产品的，则可以根据公式(6)依次增加n和m的值来计算多段式的情况下的材料组合，直至选取到合适的材料组合。
在本公开的一些实施例中，请结合参阅图4和图5，投影设备壳体10还包括活动连接件300。活动连接件300设置于光机壳体100与镜头壳体200之间，并分别与光机壳体100以及镜头壳体200可拆卸连接。在本公开的其它实施例中，活动连接件300也可以只与光机壳体100和镜头壳体200中的一个可拆卸连接，活动连接件300只要与光机壳体100和镜头壳体200中的至少一个可拆卸连接即可。同时，活动连接件300上也可以设置有多个用于与光机壳体100和镜头壳体200中的至少一个连接的连接部，该连接部可以是用于活动连接的滑槽、气缸、丝杆等，也可以是用于可拆卸连接的螺栓、卡扣等。以上实施例均可使得光机壳体100与镜头壳体200中的至少一者与活动连接件300沿光轴方向有多个安装位置，以便调节光机壳体100与镜头壳体200之间沿光轴方向的间距，使投影画面处于系统焦深范围内。可以理解的是，该实施例可结合前述满足公式(1)至(5)的实施例共同实施，以达到跑焦的进一步调节，合理的调节可使得跑焦量为零。
在投影设备出现热失焦现象后，可解除活动连接件300和光机壳体100的连接关系，调节光机壳体100和镜头壳体200之间沿光轴方向的间距，补偿由于温度上升带来的跑焦量，调整投影设备的焦距至原来的投影清晰的范围。在其它实施例中，也可以解除活动连接件300和镜头壳体200的连接关系，来调节光机壳体100和镜头壳体200之间沿光轴方向的间距。
在调节光机壳体100和镜头壳体200之间沿光轴方向的间距时，可以通过手动的方式来进行调节，此时只要画面显示正常，证明调节成功；或者也可以通过机械进行调节。
在本公开的一些实施例中，投影设备壳体10还包括控制器(未图示)，该控制器控制活动连接件300沿光轴方向移动，以调节光机壳体100与镜头壳体200之间沿光轴方向的间距。具体的，控制器可以通过压电传动、电机传动、SMA驱动、励磁线圈驱动等方式对活动连接件300进行驱动。活动连接件300与光机壳体100和镜头壳体200中的一者为固定连接，其余一者为活动连接，从而能够改变两者之间的间距。或者，活动连接件300的两端分别与光机壳体100和镜头壳体200活动连接，只要调节活动连接件300的任意一端就能够改变光机壳体100和镜头壳体200之间的间距。
其中，活动连接件300沿光轴方向移动距离的计算公式为：
Figure BDA0003284731210000131
ΔL′＝ΔL1-ΔL2 (8)
DOF为投影设备的系统焦深，ΔL为活动连接件300沿光轴移动的距离，ΔL′为跑焦量，ΔL1为光机壳体100受热膨胀产生的沿光轴方向的位移量，ΔL2为镜头壳体200受热膨胀产生的沿光轴方向的位移量。
在其它实施例中，活动连接件300沿光轴方向移动距离的计算公式也可以为：
|ΔL-ΔL′|≤15μm
在一般情况下投影设备的DOF并不易测得，此时可以用上述公式进行材料选择，只要保证只要能够保证ΔL和ΔL′之差的绝对值|ΔL-ΔL′|在15μm以内，即可以保证投影图像的清晰度符合要求。
在部分更精密的投影设备中，活动连接件300沿光轴方向移动距离的计算公式为：
|ΔL-ΔL′|≤3μm
在不同的实施例中，ΔL1和ΔL2的计算方式并不一样，在本公开图1所示的实施例中，ΔL1和ΔL2的计算公式分别为：
ΔL1＝L1P1T1 (9)
ΔL2＝L2P2T2 (10)
其中，L1为光机壳体100沿光轴方向的总长度，P1为光机壳体100的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度，L2为镜头壳体200沿光轴方向的总长度，P2为镜头壳体200的热膨胀系数，T2为光机壳体100的工作温度。
故在本实施例中只要将光机壳体100沿光轴方向的总长度、光机壳体100的热膨胀系数、镜头壳体200沿光轴方向的总长度以及镜头壳体200的热膨胀系数写入与投影设备壳体10内的控制器相关联的存储器中，然后控制器再通过相应的温度传感器实时获取光机壳体100当前的工作温度以及光机壳体100当前的工作温度。
当光机壳体100为多段式时，ΔL1的计算公式即为：
Figure BDA0003284731210000141
其中，n机壳的总段数，x为机壳的序号，L1x为第x段机壳沿光轴方向的总长度，P1x为第x段机壳的热膨胀系数，T1为光机壳体100的工作温度。
此时，存储器中就需要记录各段的机壳的长度数据和热膨胀系数数据，以供后续计算ΔL1。又由公式(11)可推导出：
Figure BDA0003284731210000142
故在一些实施例中可以在出厂时计算好
Figure BDA0003284731210000143
的值，并存储入存储器中，在计算ΔL1时，只用求得
Figure BDA0003284731210000144
和T1之积即可。既可以节省存储器的存储量又可以简化控制器的计算量。
当镜头壳体200为多段式时，ΔL2的计算公式即为：
Figure BDA0003284731210000151
其中，m为镜筒壳体的总段数，y为镜筒壳体的序号，L2y为第y段镜筒壳体沿光轴方向的总长度，P2y为第y段镜筒壳体的热膨胀系数，T2为镜头壳体200的工作温度。
此时，存储器中就需要记录各段的镜筒壳体的长度数据和热膨胀系数数据，以供后续计算ΔL2。又由公式(13)可推导出：
Figure BDA0003284731210000152
故在一些实施例中可以在出厂时计算好
Figure BDA0003284731210000153
的值，并存储入存储器中，在计算ΔL2时，只用求得
Figure BDA0003284731210000154
和T2之积即可。既可以节省存储器的存储量又可以简化控制器的计算量。
上述的活动连接件300可以包括多种形式的连接件，例如套设在光机壳体100和镜头壳体200外的套筒310、穿设于光机壳体100和镜头壳体200内的连接环320等。
在本公开的一些实施例中，请继续结合参阅图4和图5，活动连接件300包括套筒310。套筒310的一端套设于光机壳体100的外侧，并通过螺栓与光机壳体100可拆卸连接；套筒310的另一端套设于镜头壳体200的外侧，并通过螺栓与镜头壳体200可拆卸连接。具体地，套筒310包括相互连接的第一法兰311和第二法兰312，第一法兰311远离第二法兰312的一端通过环绕光轴设置的多个螺栓与光机壳体100连接，螺栓穿过第一法兰311抵持于光机壳体100的外侧；第二法兰312远离第一法兰311的一端通过环绕光轴设置的多个螺栓与镜头壳体200连接，螺栓穿过第二法兰312抵持于镜头壳体200的外侧。
在投影设备出现热失焦现象后，可将抵持于光机壳体100外侧的所有螺栓全部拧松后，沿光轴方向移动光机壳体100，使其更靠近镜头壳体200，以补偿由于温度上升带来的跑焦量，调整投影设备的焦距至原来的投影清晰的范围。或者也可以将抵持于镜头壳体200外侧的所有螺栓全部拧松后，沿光轴方向移动镜头壳体200，使其更靠近光机壳体100，以补偿由于温度上升带来的跑焦量，调整投影设备的焦距至原来的投影清晰的范围。
在本公开的另一些实施例中，请结合参阅图6，活动连接件300包括连接环320，连接环320的一端穿设于光机壳体100的内侧，并与光机壳体100固定连接；连接环320的另一端穿设于镜头壳体200的内侧，并通过螺纹与镜头壳体200可拆卸连接。
在投影设备出现热失焦现象后，可旋转镜头壳体200，使镜头壳体200沿光轴方向向光机壳体100移动，以补偿由于温度上升带来的跑焦量，调整投影设备的焦距至原来的投影清晰的范围。在其它实施例中，也可以使镜头壳体200和光机壳体100直接可旋转连接。
在其它实施例中，光机壳体100、镜头壳体200和套筒310之间还可以通过卡扣机构实现可拆卸连接。例如，在本公开的一些实施例中，光机壳体100靠近套筒310一端的外周面上开设有多个沿光轴方向排布的卡槽，套筒310内设置有可活动的卡扣。在固定状态下，可活动卡扣与卡槽卡接，当需要调整光机壳体100和镜头壳体200间距时，可以拨动可活动卡扣，使可活动卡扣脱离卡槽，调整完毕后，可活动卡扣自动卡入对应的卡槽中。进一步地，在本公开的一些实施例中，上述的多个沿光轴方向排布的卡槽共同组成一棘齿条该棘齿条的棘齿尖指向远离镜头壳体200的一侧，以便调节镜头壳体200向光机壳体100靠近，快速补偿由于温度上升带来的跑焦量，调整投影设备的焦距至原来的投影清晰的范围。
以上对本公开实施例所提供的一种投影设备及其壳体进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。

Claims (9)

1.一种投影设备壳体，其特征在于，包括光机壳体和镜头壳体，所述光机壳体与所述镜头壳体沿光轴方向排列；
所述光机壳体的热膨胀系数小于所述镜头壳体的热膨胀系数；
所述光机壳体和所述镜头壳体符合如下公式：
|L1P1T1-L2P2T2|≤15μm
其中，L1为所述光机壳体沿所述光轴方向的总长度，P1为所述光机壳体的热膨胀系数，T1为所述光机壳体的工作温度，L2为所述镜头壳体沿所述光轴方向的总长度，P2为所述镜头壳体的热膨胀系数，T2为所述镜头壳体的工作温度。
2.如权利要求1所述的投影设备壳体，其特征在于，所述镜头壳体包括：
第一镜筒壳体，沿所述光轴方向位于所述光机壳体的一侧；
第二镜筒壳体，沿所述光轴方向连接于所述第一镜筒壳体背离所述光机壳体的一端；
所述第一镜筒壳体和所述第二镜筒壳体符合如下公式：
|L1P1T1-(L21P21T2+L22P22T2)|≤15μm
其中，L1为所述光机壳体沿所述光轴方向的总长度，P1为所述光机壳体的热膨胀系数，T1为所述光机壳体的工作温度，L21为所述第一镜筒壳体沿所述光轴方向的总长度，P21为所述第一镜筒壳体的热膨胀系数，L22为所述第二镜筒壳体沿所述光轴方向的总长度，P22为所述第二镜筒壳体的热膨胀系数，T2为所述镜头壳体的工作温度。
3.如权利要求1或权利要求2所述的投影设备壳体，其特征在于，所述光机壳体包括：
第一机壳，沿所述光轴方向位于所述镜头壳体的一侧；
第二机壳，沿所述光轴方向连接于所述第一机壳背离所述镜头壳体的一侧；
所述第一机壳和所述第二机壳符合如下公式：
|(L11P11T1+L12P12T1)-L2P2T2|≤15μm
其中，L11为所述第一机壳沿所述光轴方向的总长度，P11为所述第一机壳的热膨胀系数，L12为所述第二机壳沿所述光轴方向的总长度，P12为所述第二机壳的热膨胀系数，T1为所述光机壳体的工作温度，L2为所述镜头壳体沿所述光轴方向的总长度，P2为所述镜头壳体的热膨胀系数，T2为所述镜头壳体的工作温度。
4.如权利要求1所述的投影设备壳体，其特征在于，所述投影设备壳体还包括：
活动连接件，分别与所述光机壳体以及所述镜头壳体连接；
所述活动连接件与所述光机壳体和所述镜头壳体中的至少一个沿所述光轴方向具有多个安装位置。
5.如权利要求4所述的投影设备壳体，其特征在于，所述投影设备壳体还包括控制器，所述控制器控制所述活动连接件带动所述光机壳体和/或所述镜头壳体沿所述光轴方向移动，以调节所述光机壳体与所述镜头壳体之间沿所述光轴方向的间距，所述投影设备壳体符合如下公式：
|ΔL-ΔL′|≤15μm
其中，ΔL′为跑焦量，ΔL为所述活动连接件沿所述光轴移动的距离。
6.如权利要求4所述的投影设备壳体，其特征在于，所述活动连接件包括套筒，所述套筒的一端套设于所述光机壳体的外侧，并通过紧固件与所述光机壳体可拆卸连接；所述套筒的另一端套设于所述镜头壳体的外侧，并通过紧固件与所述镜头壳体可拆卸连接。
7.如权利要求6所述的投影设备壳体，其特征在于，所述套筒包括相互连接的第一法兰和第二法兰，所述第一法兰远离所述第二法兰的一端通过环绕所述光轴设置的多个螺栓与所述光机壳体连接，所述螺栓穿过所述第一法兰抵持于所述光机壳体的外侧；所述第二法兰远离所述第一法兰的一端通过环绕所述光轴设置的多个螺栓与所述镜头壳体连接，所述螺栓穿过所述第二法兰抵持于所述镜头壳体的外侧。
8.如权利要求4所述的投影设备壳体，其特征在于，所述活动连接件包括连接环，所述光机壳体、所述镜头壳体中的一者与所述连接环固定连接，另一者与所述连接环在所述光轴方向上可拆卸连接。
9.一种投影设备，其特征在于，包括：
如权利要求1至8任意一项权利要求所述的投影设备壳体；
透镜组件，设置于所述镜头壳体内；
照明组件，设置于所述光机壳体内，并向所述透镜组件发射光线。
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