CN118050944A - 投影装置 - Google Patents

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CN118050944A CN202211410052.7A CN202211410052A CN118050944A CN 118050944 A CN118050944 A CN 118050944A CN 202211410052 A CN202211410052 A CN 202211410052A CN 118050944 A CN118050944 A CN 118050944A
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李熙
王宇杰
刘小龙
董大林
杨昱
鲁健敏
吴鹏
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Abstract

本公开提供一种投影装置,包括:壳体、光源组件和投影镜头,所述投影装置内部形成有容纳空间,所述投影装置还包括位于所述容纳空间内的:第二反光镜、第二风机和透镜组件;所述第二反光镜设置在所述光源组件的出光侧,用于反射所述光源组件发出的光进入所述透镜组件,所述透镜组件用于对光进行准直;所述容纳空间包括空气流动空间,所述空气流动空间包括第一子空间和第二子空间,所述光源组件、所述第二反光镜、所述透镜组件和所述壳体的一部分限定出所述第一子空间,所述第二子空间位于所述第一子空间的周围;所述第二风机用于推动所述空气流动空间内的内部空气循环,使所述内部空气在所述第一子空间与所述第二子空间之间循环流动。

Description

投影装置
技术领域
本公开涉及显示技术领域,具体涉及一种投影装置。
背景技术
投影装置是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备,可以通过不同的接口与计算机、游戏机、电视等设备连接,从而播放相应的视频信号。投影装置广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所。
目前,市面上的投影装置主要包括CRT(Cathode Ray Tube)投影装置、LCD(LiquidCrystal Display)投影装置、DLP(Digital Light Processing)投影装置。LCD投影装置主要包括单LCD投影装置,三LCD投影装置等。单LCD 投影装置结构简单,成本低廉,适合普及到中低消费群体,因此具有可观的增长空间。
发明内容
本公开提出了一种投影装置。
本公开提供一种投影装置,包括:壳体、光源组件和投影镜头,所述投影装置内部形成有容纳空间,所述投影装置还包括位于所述容纳空间内的:第二反光镜、第二风机和透镜组件;所述第二反光镜设置在所述光源组件的出光侧,用于反射所述光源组件发出的光进入所述透镜组件,所述透镜组件用于对光进行准直;
所述容纳空间包括空气流动空间,所述空气流动空间包括第一子空间和第二子空间,所述光源组件、所述第二反光镜、所述透镜组件和所述壳体的一部分限定出所述第一子空间,所述第二子空间位于所述第一子空间的周围;
所述第二风机用于推动所述空气流动空间内的内部空气循环,使所述内部空气在所述第一子空间与所述第二子空间之间循环流动。
在一些实施例中,所述第二风机包括风机壳体,所述风机壳体包括功能区和非功能区,所述功能区设置有第二入风口和第二出风口,所述非功能区设置有贯穿所述风机壳体的通风部;
所述第二入风口朝向所述第二子空间,所述第二出风口被配置为同时向所述第一子空间和所述第二子空间排入空气;
其中,排入所述第一子空间的空气经过所述通风部进入所述第二入风口;排入所述第二子空间的空气在所述第二子空间内流动后进入所述第二入风口。
在一些实施例中,所述壳体还包括第三开口,所述第三开口的至少部分位于所述壳体的后表面;
所述投影装置还包括第一散热器,所述第一散热器位于所述第三开口处;所述发光组件、所述投影镜头、所述第一散热器和所述壳体共同限定出所述容纳空间;
所述第二子空间包括:位于所述第一散热器与所述第二风机之间的第一风道,所述第一散热器的至少部分构成所述第一风道的一侧侧壁;
其中,所述第二出风口向所述第一子空间排入的空气能够依次经过所述通风部和所述第一风道,再进入所述第二入风口。
在一些实施例中,所述第二入风口朝向所述第一风道设置。
在一些实施例中,所述投影装置还包括显示面板和第一透镜,所述显示面板位于所述透镜组件远离所述第二反光镜的一侧,所述第一透镜位于所述显示面板远离所述透镜组件的一侧;
所述透镜组件与所述显示面板之间具有第二间隙,所述第一透镜与所述显示面板之间具有第三间隙;
所述第二子空间还包括U型风道,所述U型风道包括并排设置且互相连通的第二风道和第三风道,所述第二风道包括所述第二间隙,所述第三风道包括所述第三间隙;所述第二出风口排入所述第二子空间的空气的流动路径包括所述第二风道、所述第三风道和所述第一风道。
在一些实施例中,所述第二出风口朝向所述第二风道设置,所述第二出风口排入所述第二子空间的空气依次经过所述第二风道、所述第三风道和所述第一风道后,进入所述第二入风口。
在一些实施例中,沿着垂直于所述第二反光镜的反光面方向,所述第二反光镜在所述第二风机的风机壳体上的投影与至少部分通风部无交叠。
在一些实施例中,所述第二反光镜的反光面呈梯形,所述梯形具有互相平行的第一底边和第二底边,以及连接在第一底边与所述第二底边之间的腰,所述第一底边的长度大于所述第二底边的长度,所述第一底边位于所述第一子空间靠近所述透镜组件的位置,所述第二底边位于所述第二子空间远离所述透镜组件的位置;
沿着垂直于所述第二反光镜的反光面方向,所述梯形的腰在所述风机壳体上的投影与所述通风部接触或相邻。
在一些实施例中,所述通风部分布在所述第二反光镜的两个腰侧;所述通风部包括多个通风孔,所述第二反光镜的每个腰侧均设置有多个通风孔。
在一些实施例中,所述第二出风口包括第一区域和第二区域,所述第二区域为所述第二出风口中与所述第二子空间相对的区域,所述第一区域为所述第二出风口中位于所述第二区域靠近所述第一子空间一侧的其余区域;
所述第一区域的面积为第一有效排入面积,所述第二区域的面积为第二有效排入面积,所述通风部的通风面积与所述第一有效排入面积之比在[1,1.3] 范围内。
在一些实施例中,所述通风部的通风面积与所述第一有效排入面积之比在 [1.1,1.3]范围内。
在一些实施例中,所述第二出风口包括第一区域和第二区域,所述第二区域为所述第二出风口中与所述第二子空间相对的区域,所述第一区域为所述第二出风口中位于所述第二区域靠近所述第一子空间一侧的其余区域;所述第一区域的面积为第一有效排入面积,所述第二区域的面积为第二有效排入面积;
所述第二入风口的通风面积为所述第一有效排入面积与所述第二有效排入面积之和的M倍,M在[1,1.2]范围内。
在一些实施例中,所述第二出风口包括第一区域和第二区域,所述第二区域为所述第二出风口中与所述第二子空间相对的区域,所述第一区域为所述第二出风口中位于所述第二区域靠近所述第一子空间一侧的其余区域;所述第一区域的面积为第一有效排入面积,所述第二区域的面积为第二有效排入面积;
所述第二有效排入面积为所述第一有效排入面积面积的(1,3]倍。
在一些实施例中,所述透镜组件包括:透光部和第二透镜,所述透光部位于所述第二透镜远离所述第二反光镜的一侧。
在一些实施例中,所述透镜组件配置为将所述第二出风口排出的空气分流,使一部分所述第二出风口排出的空气进入所述第一子空间,使一部分所述第二出风口排出的空气进入所述第二子空间。
在一些实施例中,所述透镜组件包括:透光部和第二透镜,所述透光部位于所述第二透镜远离所述第二反光镜的一侧;
所述透镜组件还包括:与所述壳体连接的固定件,所述固定件与所述第二出风口相对设置;
所述透光部靠近所述第二出风口一侧的边缘、所述第二透镜靠近所述第二出风口一侧的边缘均通过所述固定件限位。
在一些实施例中,所述第二出风口包括第一开口部和第二开口部,所述第一开口部和所述第二开口部并排设置,所述第一开口部的长度小于所述第二开口部的长度;
其中,所述第一开口部的至少部分配置为朝向所述第一子空间排入空气,所述第二开口部的至少部分配置为朝向所述第二子空间排入空气。
在一些实施例中,所述投影装置还包括:
第一偏光元件,用于将所述第二反光镜所反射的光转换为具有第一偏振方向的第一偏振光;
显示面板,位于所述透镜组件远离所述第二反光镜的一侧,用于对所述第一偏振光的偏振方向进行调节,以射出第二偏振光;所述第二偏振光的偏振方向介于所述第一偏振方向与所述第二偏振方向之间,所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直;
第一透镜,位于所述显示面板远离所述透镜组件的一侧,或者设置在所述显示面板与所述第一偏光元件之间;
第一反光镜,设置为将从所述显示面板出射的光反射进入所述投影镜头;
第二偏光元件,所述第二偏光元件设置在所述显示面板远离所述第一偏光元件的一侧,用于将第一偏振方向的偏振光与第二偏振方向的偏振光中的其中一者从所述投影镜头射出;
其中,所述第一反光镜和所述第二偏光元件为同一元件或不同元件。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1A、1D和1E以剖视方式示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的示意性立体图,旨在示出该投影装置的内部结构。
图1B和图1C为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的第一散热器的示意性立体图。
图2为根据本公开的另一些示范性实施例的投影装置的示意性立体图,旨在示出该投影装置的外部结构。
图3示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的容纳空间内的内部空气的循环路径和所述容纳空间外的外部空气的循环路径。
图4示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的调焦器和挡板。
图5为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的第一风机的第一入风口的放大示意图,着重示出第一入风口的各个功能区域。
图6A和图6B示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的显示面板、第一偏光元件、第二偏光元件、透光部、第一透镜和第二透镜沿着光行进方向的位置关系。
图7以简化方式示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的光路图。
图8以爆炸图的方式示意性地示出了如何通过卡扣将显示面板与第一或第二透镜固定到固定框。
图9以简化方式示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的显示面板与壳体内表面的凹槽的配合情况。
图10示意性地示出了根据本公开的另一些示范性实施例的投影装置的容纳空间内的内部空气的循环路径和所述容纳空间外的外部空气的循环路径。
图11为图10的投影装置中第二风机的立体图。
图12为图10的投影装置中第二风机的另一角度的立体图。
图13为图10中所示的投影装置中局部位置的参考示意图。
图14为本公开的一些示范性实施例中提供的第二反射镜与通风部的位置关系示意图。
图15为本公开的一些示范性实施例中提供的投影装置中各光学元件的示意图。
图16为当显示面板的显示面与第二透镜所在平面平行时的光路示意图。
图17为本公开的一些示范性实施例中提供的投影装置实现物方远心光路的示意图。
图18为图15所示的投影装置中的显示面板、第二透镜、第一反光镜和投影镜头的示意图。
图19为转角度偏轴投影的原理示意图。
图20A为本公开的一些示范性实施例中提供的投影装置和地平面的关系示意图。
图20B为本公开的另一些示范性实施例中提供的投影装置和地平面的关系示意图。
图21A为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的局部光路图。
图21B为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的发光元件及其基座的正视图。
图22A为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的聚光透镜的一种三视图。
图22B为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的聚光透镜的另一种三视图。
图23为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的透镜底座的另一种轮廓图。
图24A为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的成像光路模拟图。
图24B为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的显示面板显示区的照度模拟图。
图25为本公开的一些示范性实施例的投影装置中的第二反光镜的示意图。
图26为图25所示的第二反光镜的光路图。
图27为本公开的另一些示范性实施例的投影装置中的第二反光镜的示意图。
图28为图27所示的第二反光镜的光路图。
图29为本公开的再一些示范性实施例的投影装置中的第二反光镜的示意图。
图30为图28所示的第二反光镜的光路图。
图31为本公开的一些示范性实施例的投影装置中的第一反光镜的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于阐明本公开,而非对本公开保护范围的限制。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
需要说明的是,本公开中的方位措辞“上、下、前、后(背)、横、竖”,除非另有说明,皆为相对概念,并非绝对概念,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
需要说明的是,本公开中采用[A,B]形式表示的数值范围,表示数值范围为A数值到B数值,且包括A数值和B数值。本公开中采用(A,B)形式表示的数值范围,表示数值范围为A数值到B数值,且不包括A数值和B数值。本公开中采用[A,B)形式表示的数值范围,表示数值范围为A数值到B数值, 且包括A数值,不包括B数值。本公开中采用(A,B]形式表示的数值范围,表示数值范围为A数值到B数值,且包括B数值,不包括A数值。另外,采用“A-B”形式或“A~B”表示的数值范围,表示数值范围为A数值到B数值,且包括A数值和B数值。
除非另外定义,本公开提到的“矩形”包括一般意义上的矩形,也包括圆角矩形,圆角矩形的长边长度(即:长)和短边长度(即:宽)分别为将圆角矩形还原为一般矩形后的长边长度和短边长度。
除非另外定义,本公开中梯形的上底与下底是以长度关系定义的,在本公开的所述梯形中,上底的长度小于下底的长度。
对于本公开中的光学元件,在描述位置关系时,元件A位于元件B靠近元件C的一侧的含义,根据光路的实际构造,可以按以下理解方式之一理解:其一,在光路中,主要光线从元件C到元件B的过程中,先经过元件A再经过元件B;其二,在光路中,主要光线从元件B到元件C的过程中,先经过元件 A再经过元件C。
对于本公开中的光学元件,在描述位置关系时,元件A位于元件B远离元件C的一侧的含义,根据光路的实际构造,可以按以下理解方式之一理解:其一,在光路中,主要光线从元件C到元件A的过程中,先经过元件B再经过元件A;其二,在光路中,主要光线从元件A到元件C的过程中,先经过元件 B再经过元件C。
为了叙述方便和简洁起见,本公开以投影装置通常的工作位置为参考基准,也即,将投影装置朝向投影图像(例如投影幕布)的侧称为前侧或前方;后侧或后向是指投影装置的背对投影图像的一侧,左右两侧即与前后方向垂直的侧向。上下两侧即与前后方向和左右方向均垂直的方向。上下两侧即与前后方向和左右方向均垂直的方向。
目前,市面上的投影装置主要包括CRT(Cathode Ray Tube)投影装置、 LCD(Liquid Crystal Display)投影装置、DLP(Digital Light Processing)投影装置。LCD投影装置主要包括单LCD投影装置,三LCD投影装置等。单LCD 投影装置结构简单,成本低廉,适合普及到中低消费群体,因此具有可观的增长空间。
图1A、1D和1E以剖视方式示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的示意性立体图,旨在示出该投影装置的内部结构。图1B和图1C为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的第一散热器的示意性立体图。图2 为根据本公开的另一些示范性实施例的投影装置的示意性立体图,旨在示出该投影装置的外部结构。如图1A至图2所示,投影装置包括:壳体1、光源组件2、投影镜头3和第一散热器4。
光源组件2包括:发光元件21以及位于发光元件21出光侧的聚光透镜23。聚光透镜23配置成对发光元件21发出的光进行收束或整形。其中,聚光透镜 23可以采用平凸透镜。在一些实施例中,光源组件2还包括发光元件基座22,发光元件21位于发光元件基座22上。
壳体1包括相对的前表面和后表面,所述前表面包括第一开口P1和第二开口P2。壳体1还包括第三开口P3,第三开口P3的至少部分位于所述后表面;发光元件21位于第一开口P1处;投影镜头3位于第二开口P2处;第一散热器4位于壳体1的第三开口P3处。其中,发光元件21、投影镜头3、第一散热器4和壳体1共同构成容纳空间SP。
在本公开的投影装置中,由于在壳体1的第三开口P3处设置具有大散热面积的第一散热器4,显著提高了投影装置内部热量的散热效率。另一方面,第一散热器4和壳体1共同构成容纳空间SP,且壳体1上不存在大面积的镂空的排气孔,因此不存在排气时空气与壳体1的摩擦,显著降低了投影装置的运行噪音。
优选地,容纳空间SP为封闭容纳空间,如此,可以避免灰尘进入壳体内部,保持光学部件的洁净。
在一些实施例中,如图1A、图1D和图1E所示,投影装置还可以包括第一风机5,第一风机5位于发光组件2远离容纳空间SP的一侧。在一些实施例中,第一风机5为轴流风机,第一风机5的泵送方向平行于第一风机5的轴向。第一风机5包括朝向发光元件基座22设置的第一入风口51和与第一入风口51 相对的第一出风口52。
通过第一风机5的抽吸作用,可抽吸被第一散热器4传导热量的空气,从第一散热器4散发的热量耗散出去,进一步提高了散热效率。不仅如此,第一入风口51与发光元件基座22相对设置,可以同时起到对发光元件散热的作用。优选地,第一入风口51与发光元件基座22之间设置有第一间隙之间设置有第一间隙,第一间隙有利于发光元件基座22与空气进行充分的热交换,提高发光元件基座22的散热效率。
图3示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的容纳空间内的内部空气的循环路径和所述容纳空间外的外部空气的循环路径;图5为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的第一风机的第一入风口的放大示意图,着重示出第一入风口的各个功能区域。请参见图1A至图1D、图3和图5,第一入风口51包括被发光元件基座22在第一入风口51上的正投影覆盖的第一区域Z1以及位于第一区域Z1远离投影镜头3一侧的第二区域Z2。第二区域Z2位于第一区域Z1远离投影镜头3的一侧,可以使经过第一散热器4 的热空气不受阻碍的进入第一风机5,增加第一风机的散热效率。
优选地,第一入风口51还包括位于第一区域Z1远离第二区域Z2一侧的第三区域Z3,如此,增加了空气流动的空间,提升散热效率。
进一步优选地,第三区域Z3的宽度W3小于第二区域Z2的宽度W2,也即第一区域Z1被设置为第一入风口51的整体高度范围内更靠近投影镜头3的位置,可以给下方空气流动增加空间,提高散热效率。
在一些实施例中,如图1A所示,投影装置还包括底板10,底板10与壳体1相对设置;壳体1与底板10之间构成第一外风道CH1;第一外风道CH1 用于在所述投影装置工作时,使空气经过第一外风道CH1后进入第一风机5。优选地,第一外风道CH1与第二区域Z2相对设置。
可选地,底板10与第一散热器4的一部分相对设置,一部分第一散热器4 与底板10构成第一外风道CH1。参考图1A,第一散热器4包括第一散热器第一部分41,第一散热器第一部分41与底板10相对设置。可以理解的是,第一散热器第一部分41与底板10相对设置包括第一散热器第一部分41与底板10 平行,也包括第一散热器第一部分41与底板10所呈锐角夹角小于45°。如此,第一散热器4散发的热量可以更有效地进入第一外风道CH1,提高散热效率。优选地,第一散热器第一部分41与底板10的锐角夹角小于或等于20°;例如,第一散热器第一部分41与底板10的锐角夹角可以在[5°,15°]范围内;例如,第一散热器第一部分41与底板10的锐角夹角可以在[8°,12°]范围内;例如,可以为10°。需要说明的是,当第一散热器第一部分41包括包裹容纳空间SP 的包裹部和位于包裹部远离容纳空间SP一侧的散热鳍片时,第一散热器第一部分41与底板10的锐角夹角可以理解为第一散热器第一部分41的的包裹部与底板10的锐角夹角。
具体地,一部分第一散热器4与底板10构成第一外风道CH1可以理解为,底板10与第一散热器4包括间隙,所述间隙构成第一外风道CH1的至少部分。在一些实施例中,第一散热器4与底板10也可以直接接触,第一散热器4包括可以允许空气流动的路径,如此,第一散热器4与底板10形成的通风通道为第一外风道的至少部分。
在一些实施例中,底板10包括底板支撑面101以及底板支撑脚102,底板支撑脚102相对于底板支撑面101更靠近投影装置放置的表面(例如与投影装置放置的表面直接接触);底板10还可以包括底板承载结构103,底板承载结构103用于支撑壳体1。
在一些实施例中,如图1D和图3所示,所述投影装置还可包括电路板8,电路板8与壳体1相对设置,壳体1与电路板8之间构成第二外风道CH2;第二外风道CH2用于在所述投影装置工作时,使空气经过第二外风道CH2后进入第一风机5;第二外风道CH2与第二区域Z2相对设置。
例如,电路板8可以为系统板。电路板8可以配置为驱动显示面板、发光元件、风机、调焦组件中的至少一个。
可选地,电路板8与第一散热器4的一部分相对设置,一部分第一散热器 4与电路板8构成第一外风道CH1。参考图1B和1C,第一散热器4包括第一散热器第一部分41,第一散热器第一部分41与电路板8相对设置。可以理解的是,第一散热器第一部分41与电路板8相对设置包括第一散热器第一部分 41与电路板8的延伸面平行,也包括第一散热器第一部分41与电路板8的延伸面所呈锐角夹角小于45°。如此,第一散热器4散发的热量可以更有效地进入第一外风道CH1,提高散热效率。优选地,第一散热器第一部分41与底板 10的锐角夹角小于或等于20°。例如,第一散热器第一部分41与底板10的锐角夹角可以在[5°,15°]范围内;例如,第一散热器第一部分41与底板10 的锐角夹角可以在[5°,10°]范围内;例如,可以为10°。需要说明的是,当第一散热器第一部分41包括包裹容纳空间SP的包裹部和位于包裹部远离容纳空间SP一侧的散热鳍片时,第一散热器第一部分41与底板10的锐角夹角可以理解为第一散热器第一部分41的的包裹部与底板10的锐角夹角。
具体地,一部分第一散热器4与电路板8构成第二外风道CH2可以理解为,电路板8与第一散热器4包括间隙,所述间隙构成第二外风道CH2的至少部分。在一些实施例中,第一散热器4与电路板8也可以直接接触,第一散热器4包括可以允许空气流动的路径,如此,第一散热器4与电路板8形成的通风通道为第二外风道CH2的至少部分。
在一些实施例中,投影装置还包括支撑架,在正常使用时,所述支撑架相对壳体1更靠近投影装置放置的表面,用于对壳体1进行支撑。例如,支撑架包括支撑面61以及支撑脚62,其中,在正常使用时,支撑脚62相对于支撑面61更靠近投影装置放置的表面(例如与投影装置放置的表面直接接触),用于对支撑面61进行支撑;支撑面61用于承载壳体1。在一些实施例中,电路板 8位于支撑面61远离壳体1的一侧;优选地,支撑面61包括贯穿的中空部分,如此,电路板8的热量可以通过第二外风道CH2被及时带走,避免发生热量聚集。
请参见图1D和图3,第一散热器4整体上可呈弓形。如此,第一散热器4 在投影装置的后侧对投影装置内部的主要散热区域较为充分地包裹,可以充分进行热量交换,有利于提高散热效率。
在一些实施例中,请参见图1A至1E、以及图3,第一散热器4包括包裹部44以及位于所述包裹部44远离容纳空间SP侧的多个第一散热鳍片46,包裹部44覆盖第三开口P3,多个第一散热鳍片46的每一个都包括第一散热部,所述第一散热器4配置为使空气在多个所述第一散热部之间通过后,从第一入风口51进入第一风机5。举例而言,第一散热鳍片的数量可为15-25个,突伸高度可为10-20mm,宽度可为20-38mm。
例如,第一散热器4为铸铝散热器。
作为选择,所述投影装置可包括电路板8和底板6的至少之一。在一些实施例中,当所述投影装置包括电路板8时,所述第一散热部的至少部分位于包裹部44与电路板8之间。在一些实施例中,当所述投影装置包括底板6时,所述第一散热部的至少部分位于包裹部44与底板6之间。这样有效达到了对第一散热鳍片46的散热效果。在实际应用中,优选地将第一散热部设置为沿着气流方向设置,以不阻碍气流。优选地,第一散热部呈流线型,以不阻碍气流。例如,在第一散热部转弯延伸时,可以呈曲线转弯。
包裹部44包括位于壳体1后表面所在侧的第一子包裹部(如图1D所示,其在后表面所在侧包覆第三开口,例如为拱形)以及位于与壳体1后表面所在侧不同侧的第二子包裹部(如图1D所示,第二子包裹部位于第一子包裹部的下侧,且与第一子包裹部的延伸方向不同,第二子包裹部与第一子包裹部共同包覆第三开口);所述第二子包裹部与所述第一子包裹部连续设置。第一子包裹部与第二子包裹部之间的过渡采用拐角形式,或者,第一子包裹部与第二子包裹部之间的过渡处的圆弧半径小于第一子包裹部对应的第一散热部与第二子包裹部对应的第一散热部过渡处的圆弧半径。第一子包裹部靠近第二子包裹部的部分与第二子包裹部靠近第一子包裹部的部分所呈角度(例如,所述拐角) 的范围大于90°小于150°,如此,在保证散热面积的同时,可以兼顾机器的体积。例如,第一子包裹部靠近第二子包裹部的部分与第二子包裹部靠近第一子包裹部的部分所呈角度的范围大于90°小于150°。
例如,第一散热器第一部分41包括第二子包裹部以及第二子包裹部对应的第一散热部。
电路板8包括第二散热部81,所述第二散热部81位于电路板8靠近壳体 1的一侧,经过第一风机5的空气可以先经过第二散热部81,从而进一步提高散热效率。第二散热部81可以包括第三散热鳍片;优选地,第三散热鳍片沿着气流方向延伸。
在一些实施例中,如图1D所示,在所述投影装置工作状态下,投影镜头 3高于光源组件2;壳体1还包括底表面和顶表面,所述底表面低于所述顶表面,所述前表面和后表面分别连接所述顶表面和所述底表面。在所述投影装置工作状态下,所述投影装置被配置为在所述底表面与所述投影装置的放置面 GD之间形成第一外风道CH1,进入第一入风口51中的空气包括经过所述第一外风道CH1的空气,并且,进入所述风道的空气携带从第一散热器4散发的热量。在一些实施例中,所述投影装置还包括支撑结构11,用于对壳体1进行支撑。
图6A和图6B示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的显示面板、第一偏光元件、第二偏光元件、透光部、第一透镜和第二透镜沿着光行进方向的位置关系;图7以简化方式示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的光路图。请一并结合图6A至图7,所述投影装置还包括:第一偏光元件POL1,第二偏光元件POL2,显示面板PNL,第一透镜 LNS1,第二透镜LNS2。
其中,第一偏光元件POL1设置在光源组件2的出光侧,用于将光源组件 2所发射的光转换为具有第一偏振方向的第一偏振光。
显示面板PNL设置在第一偏光元件POL1远离光源组件2的一侧,用于对第一偏振光的偏振方向进行调节,以射出第二偏振光;第二偏振光的偏振方向介于所述第一偏振方向与第二偏振方向之间,第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直。需要说明的是,第二偏振光的偏振方向介于所述第一偏振方向与第二偏振方向之间,包括第二偏振光的偏振方向与第一偏振方向相同的情况,也包括第二偏振光的偏振方向与第二偏振方向相同的情况。
第一透镜LNS1设置在显示面板PNL远离光源组件2的一侧。作为选择,第一透镜LNS1也可以设置在显示面板PNL与第一偏光元件POL1之间。
第二偏光元件POL2设置在显示面板PNL远离第一偏光元件POL1的一侧,用于将第一偏振方向的偏振光与第二偏振方向的偏振光中的其中一者从所述投影镜头射出。在一些示范性实施例中,第二偏光元件POL2为偏光膜材,与显示面板PNL的出光面贴附合设置。
在一些示范性实施例中,第一偏光元件POL1为偏光膜材,与显示面板PNL 的入光面贴合设置。在另一些示范性实施例中,第一偏光元件POL1与显示面板PNL之间存在间隔,如此,第一偏光元件POL在滤光时产生的热量难以传导到显示面板PNL上,避免因为液晶显示面板温度过高影响显示效果。
在一些实施例中,投影装置还包括透光部GLS。例如,第一偏光元件POL 为偏光膜材,并与透光部GLS贴合设置。其中透光部GLS与显示面板PNL之间存在间隔,如此,第一偏光元件POL1与显示面板PNL之间存在间隔,避免第一偏光元件POL1在滤光时产生的热量对显示面板PNL的工作产生影响。透光部GLS的材料例如为玻璃;透光部GLS的材料例如可以起到隔热作用。
在一些实施例中,透光部GLS的两侧表面为平面,光线经过透光部GLS 前后不会产生会聚或发散;可以理解的是,透光部GLS不会起到光学透镜的效果。
在一些实施例中,第一偏光元件POL1贴附于透光部GLS远离显示面板PNL的一侧,如此,可以利用透光部GLS的阻隔避免或减少第一偏光元件POL1 接收光照产生的热量传递给显示面板PNL,避免对显示效果产生影响。
在一些实施例中,第一偏光元件POL1也可以贴附于透光部GLS靠近显示面板PNL的一侧。
在一些实施例中,显示面板PNL包括阵列基板和彩膜基板,其中,第二偏光元件POL2位于阵列基板远离彩膜基板的一侧。例如,第二偏光元件POL2 与阵列基板贴合设置。例如,第二偏光元件POL2位于显示面板的出光侧,透射经过显示面板PNL的投影光线先经过彩膜基板再经过阵列基板出射,如此,可以减少聚集在彩膜基板表面的热量,降低显示面板的表面温度,保护显示面板。
在一些实施例中,如图6A所示,第一透镜LNS1设置在显示面板PNL远离光源组件2的一侧,透光部GLS位于光源组件2与显示面板PNL之间,透光部GLS与显示面板PNL之间具有第二间隙d2。在另一些实施例中,如图6B 所示,第一透镜LNS1设置在显示面板PNL与第一偏光元件POL1之间,透光部GLS位于光源组件2与第一透镜LNS1之间,透光部GLS与第一透镜LNS1 之间具有第二间隙d2。
在一些示范性实施例中,如图6A和图6B所示,第二间隙d2可以为位于透光部GLS的出光侧且紧邻透光部GLS设置的间隙;在另一些示范性实施例中,第一偏光元件POL1贴附于透光部GLS的出光侧,第二间隙d2为位于第一偏光元件POL1的出光侧且紧邻第一偏光元件POL1设置的间隙。需要说明的是,两者紧邻可以理解为两者之间不包括其他元件。
具体地,第一透镜LNS1为凸透镜。在一些实施例中,第一透镜LNS1可以为菲涅尔透镜或者非球面镜,优选为菲涅尔透镜。
在一些实施例中,显示装置还包括第一反光镜MR1,第一反光镜MR1设置为将从显示面板PNL出射的光反射进入投影镜头3。具体地,第一反光镜 MR1设置在显示面板PNL远离光源组件2的一侧,并且第一反光镜MR1设置在第一透镜LNS1远离光源组件2的一侧。第二反射镜MR2可以为平面反射镜。
需要说明的是,当表述第一个元件位于第二个元件远离光源组件2的一侧时,可以理解为空间位置上,第一个元件相对于第二个元件距离光源组件2更远,也可以理解为在光路中,主要光线先经过第二个元件后再经过第一个元件。
在一些示范性实施例中,第二偏光元件POL2可以与第一反光镜MR1为同一元件或不同元件。具体地,当第二偏光元件POL2可以与第一反光镜MR1 为同一元件时,第一反光镜MR1可以被配置为将第一偏振方向的偏振光与第二偏振方向的偏振光中的其中一者从投影镜头3射出。如此,显示面板PNL 的出光面不必贴附第二偏光元件POL2,减少了局部位置的热量聚集,投影仪可以设置更高投射亮度画面。
在一些实施例中,当第二偏光元件POL2可以与第一反光镜MR1为同一元件时,第一反光镜MR1可以包括:集成在一起的多层光学膜层,多层光学膜层可以设置在基板(如玻璃基板)朝向显示面板PLN的一侧,且倾斜于显示面板PLN。任意相邻两层光学膜层的折射率不同,从而形成光学界面;每个所述光学界面对应一个波段,不同的光学界面对应不同的波段,每个光学界面用于对波长处于相应波段内、且偏振方向为第一偏振方向的偏振光进行透射,并对波长处于相应波段内、且偏振方向为第二偏振方向的偏振光进行反射。其中,光学膜层42的数量可以为3层、4层、5层等等。例如,多层光学膜层42之间具有3个光学界面,第一个光学界面用于对处于红光波段内、且偏振方向为第一偏振方向的光进行透射,对处于红光波段内、且偏振方向为第二偏振方向的光进行反射;第二个光学界面用于对处于绿光波段内、且偏振方向为第一偏振方向的光进行透射,对处于绿光波段内、且偏振方向为第二偏振方向的光进行反射;第三个光学界面用于对处于蓝光波段内、且偏振方向为第一偏振方向的光进行透射,对处于蓝光波段内、且偏振方向为第二偏振方向的光进行反射。
通过多层光学膜层之间的界面,可以透过自然光中的第一偏振方向的偏振光,并反射自然光中的第二偏振方向的偏振光。当然,也可以调节各光学膜层的折射率,使得反光组件40中的每个光学界面用于对波长处于相应波段内、且偏振方向为所述第二偏振方向的偏振光进行透射,并对波长处于相应波段内、且偏振方向为所述第一偏振方向的偏振光进行反射。
请一并参阅图1D和图3,所述投影装置还包括位于容纳空间SP内的第二风机7,用于推动容纳空间SP内的内部空气循环,所述内部热空气通过第一散热器4与外界冷空气进行热量交换。在一些示范性实施例中,第二风机7为离心风机,其包括第二入风口71和第二出风口72,第二出风口72排出内部空气,第二入风口71吸入内部空气,使内部空气在容纳空间SP内的至少部分区域循环流动。
在一些实施例中,第二入风口71与所述第一散热器4相对设置,如此,经过第一散热器4降温的内部空气直接进入第二入风口71进行下一个空气流动循环,可以实现容纳空间SP内部的有效降温。
在一些实施例中,内部空气的流动路径包括第二间隙d2,也即,内部空气被第二风机7驱动从第二间隙d2流过,以带走第二间隙d2附近的热量。
在一些实施例中,参考图6A和图6B,第一透镜LNS1与显示面板PNL 之间具有第三间隙d3,内部空气的流动路径包括第三间隙d3,第三间隙d3与第二间隙d2并排设置,所述内部空气在第二间隙d2中的流动方向与所述内部空气在第三间隙d3中的流动方向相同或相反。在一些示范性实施例中,参考图6A,第二间隙d2以及第三间隙d3分别位于显示面板PNL的入光面一侧以及出光面一侧,并且,在入光面一侧的内部空气流动方向与在出光面一侧的内部空气流动方向相反。具体地,第三间隙d3与第二间隙d2并排设置可以理解为第三间隙d3与第二间隙d2的延伸方向相同或大致相同,例如第三间隙d3 与第二间隙d2的延伸方向夹角在30°以内。
在一些示范性实施例中,所述内部空气依次经过第二出风口72、包含第二间隙d2的第二风道、包含第三间隙d3的第三风道、第一内风道CH'、第二入风口71而进行内循环流动。第一散热器4的至少部分构成第一内风道CH'的一侧侧壁。具体来说,如图3所示,第一散热器4包括包裹部,包裹部的至少部分构成第一内风道CH'的一侧侧壁。优选地,参考图1B和1C,第一散热器4 还包括延伸进入第一内风道CH'的第二散热鳍片,如此,可以增加第一散热器 4与外部的热量交换效率。举例而言,第二散热鳍片的数量可为15-25个,突伸高度可在[10mm,20mm]范围内,宽度可在[20mm,38mm]范围内。第二散热鳍片的延伸方向与第一内风道CH'的延伸方向一致。
在一些实施例中,如图3所示,沿着空气在第一内风道CH'的流动方向延伸的至少部分区域,第一内风道CH'的宽度逐渐变宽,如此,增加了第一内风道CH'与外界空气热交换的面积,提升散热效率。优选地,第一内风道CH’最宽处的宽度与第一内风道CH’入口位置的宽度之差在10mm-20mm范围内,其中,第一内风道CH’入口与第三风道连接,第一内风道CH’的宽度表示垂直于第二入风口71所在平面方向上第一内风道CH’的宽度。例如,第一内风道CH’最宽处的宽度为第一内风道CH’入口位置的宽度的2倍-3倍之间。例如,第一内风道CH’最宽处的宽度为第三间隙d3宽度的2倍-3倍之间。例如,第一内风道CH’最宽处与第二入风口71相对设置。
在一些实施例中,第一内风道CH'与第二入风口71直接连接,如此,经过第一散热器4降温的内部空气直接进入第二入风口71进行下一个空气流动循环,可以实现容纳空间SP内部的有效降温。
在一些实施例中,显示装置包括第二反射镜MR2,第二反射镜MR2被配置为反射光源组件2发出的光进入显示面板PLN。第二反射镜MR2可以为平面反射镜。
在一些实施例中,显示装置包括第二透镜LNS2,第二透镜LNS2位于第二反射镜MR2与显示面板PLN之间,用于对第二反射镜MR2反射的光进行准直,如此,光源组件2为准直光源组件。
在一些示范性实施例中,第二透镜LNS2位于透光部件GLS远离显示面板 PLN的一侧。
在一些示范性实施例中,第二透镜LNS2位于第一透镜LNS1与光源组件 2之间。
具体地,第二透镜LNS2为凸透镜。在一些示范性实施例中,第二透镜LNS2 可以为菲涅尔透镜或者非球面镜,优选为菲涅尔透镜。
在一些实施例中,如图3所示,第二风机7位于第二反光镜MR2背离光源组件2的一侧;第二风机7与第一散热器4之间具有第四间隙d4,第一内风道CH'包括第四间隙d4。
图8以爆炸图的方式示意性地示出了如何通过卡扣将显示面板与第一或第二透镜固定到固定框,图9以简化方式示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的显示面板与壳体内表面的凹槽的配合情况。请结合参阅附图8和9,所述投影装置还包括固定框9,显示面板PNL与第一透镜LNS1 分别镶嵌在固定框9的相对两侧。第一透镜LNS1与显示面板PNL之间具有第三间隙d3。固定框9包括两个相对设置的两个贯通侧91,两个贯通侧91中的一个朝向第一散热器4设置。优选地,每个贯通侧包括镂空部911,镂空部911 的面积占该贯通侧91面积的80%以上。具体地,固定框9包括相对设置的两个定位侧92;两个定位侧92与两个贯通侧91连接。每个定位侧92包括定位部,用于与壳体1配合以实现固定框9的定位。例如,所述定位部包括凸棱921,凸棱921与显示面板PNL的延伸方向相同。例如,固定框9还包括U形卡扣 93;显示面板PNL、固定框9以及第一透镜LNS1都设置在U形卡扣93的两端之间,并且,卡扣93夹持固定框9的至少一个定位侧92,也即U形卡扣在厚度方向上限定显示面板PNL与第一透镜LNS1。U形卡扣93夹持固定框9 的定位侧92的位置包括配合凸棱931。优选地,配合凸棱931与定位部的凸棱 921接续设置,以形成连续分布的直线形滑轨。例如,如图9所示,壳体1的内表面10'包括凹槽101',凸棱921与凹槽11相配合以实现固定框9的定位和滑动。凸棱921配置成能够在凹槽101'内滑动,从而将显示面板PNL从外壳1 中拉出或放入。需要说明的是,凹槽101'可以是壳体1的一部分,也可以是与壳体1连接的机械结构。
在一些示范性实施例中,第一散热器4是可从外壳1上拆卸的。固定框9 可在第一散热器4在外壳1上拆卸后放入投影装置或从投影装置内部取出,如此,便于投影装置的维修。
图4示意性地示出了根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的调焦器和挡板,请一并参阅图2和图4,所述投影装置包括用于对投影镜头3进行调焦的调焦组件,其包括传感组件13和驱动组件。传感组件13包括距离传感器,距离传感器配置为测量投影透镜3与投影图像(例如投影幕布)之间的投影距离。例如,距离传感器可以为TOF(TimeofFlight)传感器。驱动组件配置为根据测量得到的所述投影距离驱动投影镜头3进行焦距调节。
在一些示范性实施例中,驱动组件包括驱动电机11、致动器12以及设置在所述投影镜头上的调焦器14;驱动电机11驱动致动器12运动,致动器12 与调焦器14耦接,以对投影镜头3进行调焦。例如,驱动电机11的转轴可以与致动器12固定连接。在一些示范性实施例中,致动器12包括第一齿轮,调焦器14包括设置在投影透镜3外周缘的传动齿141,第一齿轮与传动齿141通过相互啮合耦接。
在一些示范性实施例中,调焦组件还包括限位组件,所述限位组件用于控制所述投影镜头的调焦范围。所述限位组件包括光耦合器和挡板16,挡板16 与调焦器14的相对位置固定。光耦合器用于判断挡板16遮挡或未遮挡光线并发出信号,用于提供指令给驱动电机11。
在一些示范性实施例中,如图4所示,调焦器14为调焦环,挡板16和传动齿141都围绕固定于所述调焦环上。所述光耦合器包括发光器和受光器,该挡板16配置成能够阻挡该发光器和受光器之间的光路。
在一些示范性实施例中,光耦合器配置成:当该发光器和受光器之间的光路被挡板16阻挡时,所述光耦合器传输第一控制信号给所述电路板,以控制电动机11进行转动来进行自动调焦;当该发光器和受光器之间的光路未被挡板16阻挡时,所述光耦合器传输第二控制信号给所述控制电路板,以对电动机11进行制动。
第一齿轮与传动齿141的传动比为1:3.5-4.5;第一齿轮的齿根圆直径与传动齿141的齿根圆直径之比为1:5.0-6.0;第一齿轮的齿顶圆直径与传动齿141 的齿顶圆直径之比为1:3.2-4.2。如此,在最大程度减小投影装置整体体积的前提下,第一齿轮与传动齿141,能够保证驱动的高效率和顺畅性同时保证调焦的准确性。
在一些示范性实施例中,电路板8电连接到显示面板PNL,以对显示面板 PNL进行控制。
在一些示范性实施例中,电路板8电连接到驱动组件,以对驱动组件进行控制。
可选地,第二反射镜MR2和第一反光镜MR1在容纳空间SP内且可拆卸地安装在壳体1上。
可选地,第二开口P2和投影透镜3之间设置有气密性密封填料;以使容纳空间SP的密闭性更好。
可选地,第一开口P1和平凸透镜23之间设置有气密性密封填料,以使容纳空间SP的密闭性更好。
可选地,第一散热器4与壳体1的第三开口P3相接合的部位设置有气密性密封填料,以使容纳空间SP的密闭性更好。
可选地,上述气密性密封填料选自硅胶填料或橡胶填料中的至少一者。
可选地,参见图3,所述投影装置配置成:在气密性容纳空间SP内,在第二风机7的驱动下,内部气流依次流经:所第二风机7的第二出风口72、第二间隙d2、第三间隙d3、第四间隙d4、第二风机7的第二入风口71进行热循环。
可选地,外壳1左右两侧中的至少一侧上与透光部GLS相对应的位置处开设一细长的孔隙,该孔隙的宽度大于或等于透光部GLS的厚度,以能够将透光部GLS经由所述孔隙直接从容纳空间SP中拉出或放入,便于更换和维护透光部GLS。
可选地,参见图1D,所述投影装置还包括位于壳体1外部的、且位于发光组件2前方的第二散热器HS。第二散热器HS通过至少一根热管Cu与光源组件2的发光元件基座22热耦合,以促进光源组件2附近的热量耗散。第二散热器HS的尺寸大于发光元件基座22且与发光元件基座22间隔开一定距离,以放置第一风机5,换言之,第一风机5设置在发光元件基座22与第二散热器HS之间。至少一根热管Cu和发光元件基座22的材料包括铜。在一些示范性实施例中,第二散热器HS包括由多个铝片叠置而成的散热鳍片,且每个热管 Cu的一端连接在发光元件基座22上,另一端从第二散热器HS的侧面插入其内。热管Cu与发光元件基座22的连接方式例如为焊接连接。
可选地,参见图2,所述投影装置还包括设置在投影仪左右两侧的挡风罩 15,从而有利于第一风机5的对第一散热器4附近的热空气进行抽吸。具体地,挡风罩15至少设置在第一外风道CH1的两侧。
可选地,参见图3,所述投影装置配置成:在气密性容纳空间SP外,在第一风机5的驱动下,外部空气依次流经:第一散热器4的多个第一散热鳍片、壳体1与底板6之间构成第一外风道CH1(或者壳体1与电路板8之间构成第二外风道CH2,或者壳体1与放置面GD之间构成第三外风道CH3)、第一风机5的第一入风口51、第一风机5的第一出风口52,以将热量向外界环境耗散。
除了具体实施方式部分前几段所述的技术效果外,根据本公开的投影装置还具有以下有益效果。
一方面,目前市面上常见的单LCD投影装置是不具备自动调焦的功能的。使用这种不具备自动调焦的功能的投影装置时,需要根据投影透镜与投影幕布的距离,事先人工地调焦。当投影幕布或投影装置移动时,投影透镜与投影幕布的距离也随之改变,就需要重新人工地调焦。这种人工调焦的操作方法繁琐且调焦效果不佳。相反,由于本公开提供的投影装置包括能够测量所述投影透镜与所述投影幕布之间的投影距离的距离传感器和驱动组件,并且驱动组件能够基于所述投影距离来驱动调焦器以进行自动调焦。相对于人工调焦的传统投影装置,本公开的投影装置操作简单、调焦更准确、效率更高。
另一方面,通过在光源组件2的出光侧中简单地设置1个第二反射镜MR2,来取代传统的包含多个复杂光学元件的光准直系统,可以更有效地对光路进行折叠(即使得光行进的路径变短),在保证光的行进方向的前提下,进一步缩小投影装置的体积,提升投影装置的的便携性。
再一方面,考虑到显示模组PNL及第一透镜LNS1在使用中容易出现不良,且常规产品每次更换这两个器件都很费力,所以本公开通过固定框以及U形卡扣将第一透镜LNS1与显示面板PNL夹持在一起,提供了一种整体式、紧凑的显示单元,整体的密封性好,结构稳定,且便于快速拆卸,方便维修更换。
图10示意性地示出了根据本公开的另一些示范性实施例的投影装置的容纳空间内的内部空气的循环路径和所述容纳空间外的外部空气的循环路径,与图3所示的投影装置相同的是,图10中所示的投影装置同样包括:壳体1、光源组件2和投影镜头3,投影镜头3内部形成有容纳空间,容纳空间内设置有第二反光镜MR2、第二风机7和透镜组件LNSG,第二反光镜MR2设置在光源组件2的出光侧,用于反射光源组件2发出的光进入透镜组件LNSG,透镜组件LNSG用于对光进行准直。例如,透镜组件LNSG可以包括:上述透光部 GLS和第二透镜LNS2。
在图10示的投影装置中,容纳空间包括空气流动空间,该空气流动空间内的空气可以流动。具体地,空气流动空间可以包括:第一子空间SP1和第二子空间SP2,其中,光源组件2、第二反光镜MR2、透镜组件LNSG和壳体1 的一部分限定出第一子空间SP1,第二子空间SP2位于第一子空间SP1的周围。需要说明的是,第二子空间SP2位于第一子空间SP1的周围并不意味着,第二子空间SP2一定是环绕第一子空间SP1的连续环形结构,也可以是,第二子空间SP2位于第一子空间SP1的一侧;或者,第二子空间SP2的一部分位于第一子空间SP1的一侧,另一部分位于第一子空间SP1的又一侧。
其中,第二风机7用于推动空气流动空间内的内部空气循环,使所述内部空气在第一子空间SP1与第二子空间SP2之间循环流动。
在投影装置中,第一子空间SP1会由于光源组件2的发光而积累一定的热量,而图10中的第二风机7可以推动内部空气在第一子空间SP1与第二子空间SP2之间循环流动,从而有利于对第一子空间SP1进行散热,有利于提升投影装置的信赖性。并且,通过第二风机7推动空气流动空间内的空气流动,有利于空气流动空间内的温度保持平衡,从而有利于投影装置的整体散热和器件运行。
其中,第二风机7可以采用离心风机。图11为图10的投影装置中第二风机的立体图,图12为图10的投影装置中第二风机的另一角度的立体图。如图 11和图12所示,第二风机7包括风机壳体1以及位于风机壳体1中的离心风扇。风机壳体1包括功能区和非功能区,其中,功能区包括在离心风扇轴向上与离心风扇重叠的区域以及空气被输出的通道所在的区域。功能区设置有第二入风口71和第二出风口72,非功能区设置有贯穿风扇壳体1的通风部73。
请一并参考图10至图12,第二入风口71朝向第二子空间SP2,第二出风口72用于同时朝向第一子空间SP1和第二子空间SP2排入空气。第二出风口 72排入至第一子空间SP1的空气经过通风部73,进入第二子空间SP2,再进入第二入风口71;第二出风口72排入至第二子空间SP2的空气在第二子空间 SP2内流动后进入第二入风口71。如此,可以使空气流动空间内的空气循环流动。
在一些实施例中,如图10所示,第二子空间SP2包括:位于第一散热器4 与第二风机7之间的第一内风道CH',第一散热器4的至少部分构成第一内风道CH'的一侧侧壁。其中,第二入风口71朝向第一内风道CH'设置。第二出风口72向第一子空间SP1排入的空气能够依次经过通风部73和第一内风道CH',再进入第二入风口71,从而使携带有第一子空间SP1热量的空气可以与第一散热器4进行热量交换,第一散热器4将热量散发至外界环境。
在图10所示的投影装置中,投影装置中的光学元件沿着光行进方向的位置关系可以参见图6A和图6B,如图6A和图6B,透镜组件LNSG远离第二反光镜MR2的一侧设置有PNL、第一透镜LNS1,透镜组件LNSG与PNL之间具有第二间隙d2,第一透镜LNS1与PNL之间具有第三间隙d3,且相对于第三间隙d3而言,第二间隙d2更靠近第一子空间SP1。在一些实施例中,如图 6A所示,显示面板PNL位于透镜组件LNSG远离第二反光镜MR2的一侧,第一透镜LNS1位于显示面板PNL远离透镜组件LNSG的一侧。当然,在另一些实施例中,如图6B所示,第一透镜LNS1也可以设置在透镜组件LNSG远离第二反光镜MR2的一侧,而显示面板PNL设置在第一透镜LNS1远离透镜组件LNSG的一侧。
第二子空间SP2还包括U型风道,U型风道包括并排设置且互相连通的第二风道和第三风道,第二风道包括第二间隙d2,第三风道包括第三间隙d3。第二出风口72排入第二子空间SP2的空气的流动路径包括所述第二风道、所述第三风道和所述第一内风道CH',即,内部空气可以从第二风道、第三风道、第一内风道CH'流过,从而可以对显示面板PNL充分散热。
如图10所示,U型风道还包括第四风道CH4,第四风道CH4与第二风道、第三风道连通。第二出风口72的部分区域朝向第二风道设置,第二出风口72 排入第二子空间SP2的空气依次经过第二风道、第四风道、第三风道和第一内风道CH'后,进入第二入风口71。壳体1还包括与第四风道CH4对应的弯曲部1a,弯曲部1a的内壁为弧面,所述弧面朝远离所述第二风道和所述第三风道的方向凸出,以使所述第二风道的气流可以沿着弧面进入所述第三通道。
在下文实施例中,将第二出风口72划分为第一区域和第二区域,第二区域为第二出风口72中与第二子空间SP2相对的区域;第一区域为第二出风口 72中位于第二区域靠近第一子空间SP1一侧的其余区域。第一区域的面积定义为第一有效排入面积S1,第二区域的面积定义为第二有效排入面积S2。在一些实施例中,第二区域远离第一子空间SP1一侧不存在其余区域,且第二出风口72中,远离第二区域的位置所排出的空气不会被第二反光镜MR2遮挡,在此情况下,第一区域为第二出风口72中除第二区域以外的区域。
例如,透镜组件LNSG中,同时靠近显示面板PNL和第二出风口的侧边定义为第一侧棱,第二出风口72处与第一侧棱平行、且距离第一侧棱最近的参考线作为第一区域和第二区域之间的分界线。
例如,第二出风口72中对应于第一侧棱与显示面板PNL之间的区域,作为第二区域。
需要说明的是,当透镜组件LNSG包括透光部GLS和第二透镜LNS2,且透光部GLS与第二出风口72之间不设置其他结构(即,没有其他结构会遮挡第二出风口72出风时),则透光部GLS靠近显示面板PNL的表面的各侧棱中,靠近第二出风口72一侧的侧棱作为上述第一侧棱。而在一些实施例中,透镜组件LNSG除了包括透光部GLS和第二透镜LNS2之外,还包括固定件FS,固定件FS包括用于对透光部GLS进行限位的第一固定件FS1,第一固定件FS1 与第二出风口72相对,这种情况下,第一固定件FS1靠近靠近显示面板PNL 和第二出风口72一侧的侧棱作为上述第一侧棱。
例如,透镜组件LNSG靠近第二反光镜MR2的一侧具有多个侧棱,该多个侧棱中,靠近第二出风口72一侧的侧棱定义为第二侧棱。在一些实施例中,第二反光镜MR2靠近第二出风口72的边缘与上述第二侧棱在垂直于透镜组件 LNSG整体的延伸方向上的距离大于或等于上述第一区域的高度的一半。
例如,第一侧棱与显示面板PNL靠近第一侧楞一侧的延伸面之间的距离大于或等于上述第二区域的高度,以使第二出风口72所排出的空气能够顺利进入第一子空间SP1和第二子空间SP2中。
其中,第二出风口72的第一区域和第二区域均为条状,第一区域和第二区域的宽度定义为各自对应的条状的长度,第一区域和第二区域的高度定义为各自对应的条状的宽度,可以理解的是,所述条状的长度大于所述宽度。
如图6A和图6B中所示,显示面板PNL远离第二间隙d2的一侧设置有第二偏光元件POL2,而在显示面板PNL的显示过程中,第二偏光元件POL2可以透过第一偏振方向的偏振光与第二偏振方向的偏振光中的其中一者,而将另一者吸收。因此,第二子空间SP2相较于第一子空间SP1而言,会产生较多热量。为了保持第一子空间SP1和第二子空间SP2内的热量平衡,在一些实施例中,将第二有效排入面积S2设置为大于第一有效排入面积S1的通风面积。例如,第二有效排入面积S2为第一有效排入面积S1的(1,3]倍,从而进一步保持第一子空间SP1和第二子空间SP2内的热量平衡。
在一些实施例中,参考图13,透镜组件LNSG配置为将第二出风口72所排出的空气分流,使得一部分第二出风口72排出的空气AF1进入第一子空间 SP1,使得一部分第二出风口72排出的空气AF2进入第二子空间SP2。上述“第二有效排入面积S2为第一有效排入面积S1的(1,3]倍”,如此,单位时间内,第二出风口72向第二子空间SP2排入的空气AF2的体积大于第二出风口72 向第一子空间SP1排入的空气AF1的体积,进一步地,可以获得或接近于单位时间内,第二出风口72向第二子空间SP2排入的空气AF2的体积是第二出风口72向第一子空间SP1排入的空气AF1的体积的(1,3]倍的效果。优选地,第二有效排入面积S2为第一有效排入面积S1的2倍,从而最大程度的保持第一子空间SP1和第二子空间SP2内的热量平衡。
可以理解的是,当透镜组件LNSG包括透光部GLS和第二透镜LNS2时,透光部GLS与第二透镜LNS2之间可以具有间隙。例如,该间隙远离第二出风口72的一端被结构件封堵,因此,透光部GLS与第二透镜LNS2之间的间隙中可以不形成气流。
在一些实施例中,请一并结合图10和图13,第二出风口72包括第一开口部721和第二开口部722,第一开口部721和第二开口部722并排设置,其中,第一开口部721的至少部分配置为朝向第一子空间SP1排入空气,第二开口部 722的至少部分配置为朝向第二子空间SP2排入空气。例如,第一开口部721 的一部分朝向第一子空间SP1排入空气;第二开口部722整体均朝向第二子空间SP2排入空气。
在一个示例中,第二开口部722的宽度大于第一开口部721的宽度,从而有利于实现第二有效排入面积S2大于第一有效排入面积S1。第一开口部721 和第二开口部722都为条状,它们的宽度和高度的定义可以参考第二出风口72 的宽度和高度定义确定。
在一个示例中,第一开口部721和第二开口部722均为矩形开口,且二者可以连通。例如,参考图11和图13,第一开口部721和第二开口部722相互贯通,二者共同形成“凸”字形出风结构。透镜组件LNSG位于第二出风口72 的出风侧,在一个示例中,透镜组件LNSG的上述第一侧棱与第一开口部721 相对设置,即,第二出风口72的第一区域和第二区域之间的分界线落在第一开口部721上。当然,在另一些示例中,透镜组件LNSG的第一侧棱也可以与第二开口部722相对设置;或者,透镜组件LNSG的第一侧棱与第一开口部721 和第二开口部722之间的交界线相对。
在一些实施例中,为了提高透镜组件LNSG的设置稳定性,如图13所示,透镜组件LNSG还可以包括固定件FS,固定件FS与第二出风口72相对设置,透光部GLS靠近第二出风口72一侧的边缘、第二透镜LNS2靠近第二出风口 72一侧的边缘均固定在固定件FS上。例如,固定件FS与壳体1连接设置。
例如,透镜组件LNSG远离第二出风口72一侧的边缘可以直接或间接固定在壳体1上。
需要说明的是,当透镜组件LNSG包括透光部GLS和第二透镜LNS2时,透镜组件LNSG远离第二出风口72一侧的边缘包括:透光部GLS远离第二出风口72一侧的边缘、以及第二透镜LNS2远离第二出风口72一侧的边缘。当透镜组件LNSG只包括第二透镜LNS2,而不包括透光部GLS时,透镜组件 LNSG远离第二出风口72一侧的边缘即为,第二透镜LNS2远离第二出风口 72一侧的边缘。
进一步需要说明的是,透光部GLS和第二透镜LNS2均可以为多边形结构,二者均具有多个边缘。透光部GLS(或第二透镜LNS2)靠近第二出风口72一侧的边缘是指,透光部GLS(或第二透镜LNS2)的多个边缘中,距离第二出风口72最近的边缘。透光部GLS(或第二透镜LNS2)远离第二出风口72一侧的边缘是指,透光部GLS(或第二透镜LNS2)的多个边缘中,距离第二出风口72最远的边缘。
例如,固定件FS包括第一固定部FS1和第二固定部FS2,透光部GLS靠近第二出风口72一侧的边缘固定在第一固定部FS1上,第二透镜LNS2靠近第二出风口72一侧的边缘固定在第二固定部FS2上。
其中,本公开实施例对第一固定部FS1和第二固定部FS2的固定方式不作限定,例如,固定方式可以为夹持、托持等方式。例如,第一固定部FS1具有第一固定槽,透光部GLS靠近第二出风口72一侧的边缘的至少部分固定在第一固定槽中;例如,第二固定部FS2具有第二固定槽,第二透镜LNS2靠近第二出风口72一侧的边缘的至少部分固定在第二固定槽中。
例如,第一限定槽、第二固定槽均为具有一定长度、宽度和深度的槽,第一固定槽的宽度方向即为:透光部GLS的厚度方向;第一固定槽的长度方向即为,透光部GLS靠近第二出风口72一侧的边缘的延伸方向。例如,第一固定槽的深度方向垂直于第一固定槽的长度和宽度方向。同理,第二固定槽的宽度方向即为:第二透镜LNS2的厚度方向;第二固定槽的长度方向即为,第二透镜LNS2靠近第二出风口72一侧的边缘的延伸方向。例如,第二固定槽的深度方向垂直于第二固定槽的长度和宽度方向。
例如,第一固定槽的长度可以大于或等于透光部GLS靠近第二出风口72 一侧的边缘的长度;第一固定槽的宽度可以等于或近似等于透光部GLS的厚度,从而可以对透光部GLS靠近第二出风口72一侧的边缘整体进行夹持。其中,第一固定件FS1可以采用遮光材料。
当第一固定槽的长度大于或等于透光部GLS靠近第二出风口72一侧的边缘的长度,且第一固定件FS1采用遮光材料时,可以对那些未经过第一偏光元件POL1偏光作用的光线进行遮挡,防止其射到显示面板PNL中而影响显示效果。
例如,第二固定槽的长度可以小于第二透镜LNS2靠近第二出风口72一侧的边缘的长度,从而对第二透镜LNS2靠近第二出风口72一侧的边缘的部分进行夹持。例如,第二固定部FS2的数量为两个,两个第二固定部FS2间隔设置,并分别对第二透镜LNS2靠近第二出风口72一侧的边缘的两端进行固定。
由于投影装置在工作时,第二透镜LNS2在越靠近自身中部的位置,会产生越高的热量,将第二固定部FS2设置在第二透镜LNS2靠近第二出风口72 一侧的边缘的两端,可以防止第二固定部FS2因第二透镜LNS2的热量而发生变形。
例如,第一固定部FS1和第二固定部FS2可以形成为一体结构。
在一些实施例中,如图13所示,固定部FS还包括限位部FS3,限位部FS3 用于对第二反光镜MR2进行限位,以保证第二反光镜MR2在壳体内的位置保持稳定。其中,限位部FS3与第一固定部FS1、第二固定部FS2可以为一体结构。
例如,限位部FS3具有限位槽,第二反光镜MR2靠近第二出风口72一侧的边缘的一部分位于限位槽中。例如,第二反光镜MR2靠近第二出风口72一侧的边缘定义为参考边缘,参考边缘沿其长度方向的一端设置有限位部FS3,从而对参考边缘的一端进行限位;或者,参考边缘沿其长度方向的两端均设置有限位部FS3,从而对参考边缘的两端进行限位;或者限位部FS3沿着参考边缘的长度方向连续分布。需要说明的是,限位部FS3也可以通过其他形式对第二反光镜MR2进行限位。
在一些实施例中,透镜组件LNSG靠近第二出风口72一侧的边缘与第二出风口72之间可以具有一定的间隙,以便于透镜组件LNSG的安装。例如,透镜组件LNSG靠近第二出风口72一侧的边缘与第二出风口72之间的间隙在 [3mm,5mm]之间。例如,透镜组件LNSG靠近第二出风口72一侧的边缘与第二出风口72之间的间隙为3mm,或4mm,或5mm。
在一些实施例中,第二入风口71的通风面积为第一有效排入面积S1与第二有效排入面积S2之和的M倍,M在[1,1.2]范围内。当M=1时,可以使得第二风机7的风压稳定。优选地,将M设置在(1,1.2]范围内,此时,可以在第二风机7内形成负风压,有利于将第二出风口72排成的空气抽到第二入风口71内。例如,M在(1,1.1]范围内,或者,M在[1.05,1.15]范围内,或者, M在[1.1,1.2]范围内。
其中,第二风机7包括风机壳体7a和设置在风机壳体7a中的离心风扇,第二入风口71为设置在风机壳体7a上的进风开孔,第二入风口7a的通风面积即为所述进风开孔的面积。
其中,通风部73的通风面积为第一有效排入面积S1的K倍,K在[1,1.3] 范围内,从而有利于将第二出风口72排入第一子空间SP1抽到第二入风口71 内。例如,K在(1,1.1]范围内,或者,K在[1.05,1.15]范围内。优选地,K 在[1.1,1.3]范围内,从而在风机壳体7a上有限的区域内尽量增大通风部73的通风面积,使第二出风口72排入第一子空间SP1的空气能够更顺畅地被抽至第二入风口71。例如,K=1.2。
需要说明的是,通风部73的通风面积是指,通风部73能够流过的空气流的横截面积。在一个示例中,通风部73包括一个或多个贯穿风机壳体7a1的通风孔731,通风孔731为柱形,则通风部73的通风面积为所有通风孔731的通风面积之和,每个通风孔731的通风面积即为该通风孔731垂直于其轴向的截面面积。
在一些优选实现方式中,通风部73包括多个通风孔731,通风孔731包括朝向第一子空间SP1的开口和朝向第二子空间SP2的开口,同一个通风孔731 中的两个开口面积、形状均相同。通风孔731的开口形状不作限定,可以为矩形、圆形、三角形、梯形或其他不规则形状。第二入风口71的形状可以为圆形、或其他形状。其中,通风部73的多个通风孔731可以划分为两组,分别位于离心风扇的两侧。例如,每一组通风孔731可以沿着离心风扇的弧形轮廓分布,两组通风孔731呈半包裹离心风扇的分布状态。
在一些实施例中,如图10所示,壳体1内的容纳空间还包括第三子空间 SP3,当第一透镜LNS1位于显示面板PNL远离第二反光镜MR2的一侧时,壳体1的至少部分、第一反光镜MR1、投影镜头3和第一透镜LNS1限定出第三子空间SP3;当显示面板PNL位于第一透镜LNS1远离第二反光镜MR2的一侧时,壳体1的至少部分、第一反光镜MR1、投影镜头3和显示面板PNL 限定出第三子空间SP3。第三子空间SP3中的空气可以不发生流动。
图14为本公开的一些示范性实施例中提供的第二反射镜与通风部的位置关系示意图,如图14所示,沿着垂直于第二反光镜MR2的反光面方向,第二反光镜MR2在风机壳体7a上的投影与至少部分通风部73无交叠,以保证第一子空间SP1内的空气能够经过通风部73吹至第一内风道CH'。
在一个示例中,第二反光镜MR2在风机壳体7a上的投影与通风部73的一部分无交叠,而与通风部73的另一部分存在交叠。应当注意的是,这种情况下,通风部73的通风面积则为,未被第二反光镜MR2遮挡的那部分通风部73所能够流过空气的截面积。
在另一个示例中,第二反光镜MR2在风机壳体7a上的投影与通风部73 的完全不交叠,以保证第一子空间SP1内的空气可以顺利进入第一内风道CH' 中。
例如,第二反光镜MR2的反光面在靠近透镜组件LNSG一侧的宽度大于远离反光面远离透镜组件LNSG一侧的宽度。例如,第二反光镜MR2的反光面的宽度随着与透镜组件LNSG距离的增加有逐渐减小的趋势。例如,第二反光镜MR2的反光面的宽度随着与透镜组件LNSG距离的增加而减小。如此,可以为通风部73留出设置空间。
例如,第二反光镜MR2的反光面呈梯形,该梯形具有互相平行的第一底边MR21和第二底边MR22,以及连接在第一底边MR21与第二底边MR22之间的腰MR23,第一底边MR21的长度大于第二底边MR22的长度,第一底边 MR21位于第一子空间SP1靠近透镜组件LNSG的位置,第二底边MR22位于第二子空间SP2远离透镜组件LNSG的位置。沿着垂直于第二反光镜MR2的反光面方向,梯形的腰MR23在风机壳体7a上的投影与通风部73接触或相邻。
其中,第二反光镜MR2的反射面使光源组件2发出的光线能够被进入显示面板PNL的显示区,将第二反光镜MR2的反射面设置为梯形,可以在不影响显示效果的同时,避让通风部73。
在一些实施例中,通风部73分布在第二反光镜MR2的两个腰侧,通风部 73包括多个通风孔731,且第二反光镜MR2的每个腰侧均设置有多个通风孔 731,从而使得第一子空间内的空气更加均匀地流向第一内风道CH'中。应当理解的是,当第二反光镜MR2的每个腰侧均设置有多个通风孔731时,通风部 73的通风面积为两侧的所有通风孔731的通风面积之和。在一个示例中,第二反光镜MR2的两个腰侧所设置的通风孔731的数量相同,且两个腰侧的通风孔731的通风面积相同。例如,第二反光镜MR2的每个腰侧均设置有4个通风孔731,每侧的4个通风孔731的总通风面积均等于预设值。
需要说明的是,在图10所示的投影装置中,除了上述第二风机7、第二反光镜MR2的结构,以及空气流动空间内的空气流向之外,投影装置中的其余结构均可以参照上述图1A中的投影装置,这里不再赘述。
在相关技术中,投影装置的投影镜头的光轴与投影画面的中心重合,这样画面的一部分容易被遮挡,而无法投影到投影幕布上。例如,将投影装置放置在承载台上时,画面的下半部分可能会投影到承载台上,而并非投影到投影幕布上,从而影响观看体验。针对这一问题,在本公开的一些实施例中,对投影装置中的光学元件的位置进行调整,以实现偏轴投影,从而对投影画面的位置进行调节。在投影装置水平放置使用时,相比相关技术,投影画面的位置抬升,可以获得更好的观看体验。
图15为本公开的一些示范性实施例中提供的投影装置中各光学元件的示意图,上述各实施例中的投影装置中的光学元件均可以根据图15中的位置进行布置。如图15所示,在本公开的一些实施例中,投影镜头3的光轴L1或等效光轴L3与显示面板PNL的显示区存在第一交点J,第一交点J与所述显示面板PNL显示区中心之间存在非零的间距d,从而通过“离轴”的方式实现偏轴投影,下文简称“离轴偏轴投影”。
需要说明的是,在一个示例中,显示面板PNL与投影镜头3之间可以不设置反光元件,从而使显示面板PNL出射的光线不经过反射(或者,不经过弯折) 射向投影镜头3。这种情况下,投影镜头3与显示面板PNL的位置关系满足:投影镜头3的光轴L1与显示面板PNL的显示区存在第一交点J,第一交点J 与显示面板PNL的显示区中心之间存在非零的间距d。在另一个示例中,显示面板PNL与投影镜头3之间设置有反光元件(例如如图15所示,第一反光镜 MR1),显示面板PNL出射的光经过第一反光镜MR1的反射后,进入投影镜头3。这种情况下,投影镜头3与显示面板PNL的位置关系满足:投影镜头3 的等效光轴L3与显示面板PNL的显示区之间存在第一交点J,该第一交点J 与显示面板PNL显示区的中心之间存在非零的间距d。所谓的“等效光轴L3”是指,透镜镜头3的光轴的镜像延伸线,可以理解为投影镜头3的光轴L1经过第一反光镜MR1镜面反射后的轴线;换言之,投影镜头3的光轴L1和等效光轴L3在第一反光镜MR1的反光面相交,且关于第一反光镜MR1的法线L2 轴对称。因此,投影镜头3的光轴L1与第一反光镜MR1的法线L2之间的夹角A1等于投影镜头3的等效光轴L3与第一反光镜MR1的法线L2之间的夹角A2;第一反光镜MR1的法线L2是指,经过投影镜头3的光轴L1与第一反光镜MR1的交点M、且与第一反光镜MR1的反光面垂直的直线。
在一个示例中,显示面板PNL显示区的外轮廓为矩形;参考图15以显示面板PNL显示区为基准来建立坐标系,将显示区中心O作为坐标系的原点,坐标系的Z轴为显示区的中心法线,即,经过中心O且垂直于显示区的直线;坐标系的Y轴从显示区中心O指向显示区外轮廓的第一边且与第一边垂直;坐标系的X轴经过中心O且垂直于Y轴和Z轴,也即,坐标系的X轴从显示区中心O指向显示区外轮廓的第二边且与第二边垂直。例如,显示区外轮廓矩形包括矩形长边和矩形短边。例如,第一边为所述矩形的一个长边,第二边为所述矩形的一个短边。
例如,参考图15在存在第一反光镜MR1的情况下,Y轴与投影镜头3的光轴L1位于同一平面内。
例如,参考图15在存在第一反光镜MR1的情况下,投影镜头3的光轴L1 与所述矩形短边所在直线位于同一平面内,如此,投影镜头可以投出横屏(长大于高)的图像。
例如,显示面板PNL还包括围绕显示区设置的非显示区。
例如,显示面板PNL还包括绑定区,所述绑定区位于显示区外轮廓矩形长边一侧的非显示区。
例如,参考图15在存在第一反光镜MR1的情况下,绑定区位于显示面板 PNL的显示区远离投影镜头3一侧,或者,绑定区位于显示面板PNL的显示区靠近投影镜头3一侧,如此,便于显示面板PNL驱动电路布置。
优选地,在存在第一反光镜MR1的情况下,绑定区位于显示面板PNL的显示区远离投影镜头3一侧,如此,便于显示面板PNL驱动电路的安装。
在一个示例中,显示区的对角线长度为4.45英寸,显示区的长宽比为16:9。
在一个示例中,在设置第一反光镜MR1的情况下,投影镜头3的等效光轴L3平行于显示区的中心法线。
在一个示例中,在设置第一反光镜MR1的情况下,投影镜头3的等效光轴L3平行于Z轴。
在本公开的一些实施例中,当投影镜头3的光轴L1或等效光轴L3与显示面板PNL的显示区之间存在第一交点J,且第一交点J与显示面板PNL显示区的中心之间存在非零间距d时,投影镜头3所投射到投影幕布上的画面的中心将偏离投影镜头3的光轴L1或等效光轴L3,实现偏轴投影。在实际应用中,可以根据需要调整非零间距d的大小,使得投影画面完全投射在投影幕布上,从而改善观看体验。
在一个示例中,第一交点J与显示面板PNL显示区中心之间的间距d不超过25mm,以保证显示效果。
优选地,d在[11mm,16.5mm]范围内。例如,d为11mm,或13mm,或 14mm,或16mm,或16.5mm。如此,可以达到或接近50%的偏轴率。
具体来说,偏轴率通过如下方式定义:在投影系统中,可以设画面中心为 A点,过镜头光心的幕布(或幕布所在平面)法线与幕布的交点(或与幕布所在平面的交点)为B点,当AB两点重合时即为非偏轴投影(偏轴率为0%)。当AB两点不重合时即为偏轴投影。AB之间的距离称为“偏轴量”。一般在实用中重点关注在高度方向上的偏轴投影,则“偏轴率”可以定义为“偏轴量”与画面半高之比。
在一个示例中,如上文所述,投影装置包括:第一透镜LNS1和第二透镜 LNS2,第一透镜LNS1可以为凸透镜。在一些实施例中,第一透镜LNS1可以为菲涅尔透镜或者非球面镜,优选为菲涅尔透镜。第二透镜LNS2为凸透镜。在一些实施例中,第二透镜LNS2可以为菲涅尔透镜或者非球面镜,优选为菲涅尔透镜。
图16为当显示面板的显示面与第二透镜所在平面平行时的光路示意图,如图16所示,在实现离轴偏轴投影时,若显示面板PNL的延伸面与第二透镜 LNS2所在平面平行,则照射至投影镜头3的光不能汇聚于孔径光阑的中心,也即投影镜头3中心,导致光通量较小,从而出现减晕问题,显示均一性较差。为了解决这一问题,在本公开实施例中,如图15所示,显示面板PNL延伸面与第二透镜LNS2所在平面相交于第二交点P,显示面板PNL延伸面与第二透镜LNS2所在平面之间存在第一夹角A8。
需要说明的是,显示面板PNL延伸面是指,显示面板PNL显示面的延伸面。
需要说明的是,第二透镜LNS2所在平面可以理解为经过第二透镜的光心且与第二透镜的光轴垂直的平面。当第二透镜LNS2为菲涅尔透镜时,第二透镜LNS2所在平面与第二透镜LNS2的延伸平面平行。
其中,第一夹角A8在(0,10°]范围内,如此,可以达到较好的照明效果。优选地,投影镜头3的等效光轴L3与显示面板PNL的显示面上垂直, A8=A4-90°,其中,A4为第二透镜LNS2远离第二交点P的部分与投影镜头 3的等效光轴L3之间所呈的角度。
图17为本公开的示范性一些实施例中提供的投影装置实现物方远心光路的示意图,如图17所示,当显示面板PNL延伸面与第二透镜LNS2所在平面之间存在上述第一夹角A8时,相当于光线不再垂直射入显示面板PNL,而是倾斜射入的,从而可以使照射至投影镜头3的光线靠近甚至经过投影镜头3的中心,实现物方远心光路。
优选地,第一夹角A8在(0,7°]范围内。进一步优选地,参考图15和图17,第一夹角A8可以为5°,以使光线能够会聚于投影镜头3的中心,从而使投影镜头3的光通量最大,显示均一性提高。
图18为图15所示的投影装置中的显示面板、第二透镜、第一反光镜和投影镜头的示意图,结合图15和图18所示,在一些实施例中,第一交点J一侧的显示面板PNL与第二透镜LNS2所在平面之间的距离D1,大于相对于显示面板PNL显示区中心远离所述第一交点J一侧的显示面板PNL与第二透镜LNS2所在平面的距离D2,以使光线倾斜射入显示面板PNL,从而使照射至投影镜头3的光线的会聚点位于或者更靠近投影镜头3的中心。
在一些实施例中,如图15所示,投影装置包括第一反光镜MR1,第一反光镜MR1用于将显示面板PNL出射的光反射进入投影镜头3。第一反光镜MR1 可以为平面反光镜。投影镜头3的光轴L1与等效光轴L3在第一反光镜MR1 的反光面上交于一点,第一反光镜MR1的法线L2经过所述交点,投影镜头3 的光轴L1和等效光轴L3关于第一反光镜MR1的法线L2轴对称分布。将投影镜头3的光轴L1与第一反光镜MR1的法线L2之间的夹角记作A1,投影镜头 3的等效光轴L3与第一反光镜MR1的法线L2之间的夹角记作A2,则A1=A2。
在一些实施例中,参考图15,投影镜头3的光轴L1与参考平面n平行。优选地,投影镜头3的等效光轴L3与显示面板PNL显示区的中心法线平行,可以获得更好的成效效果。
需要说明的是,参考平面n可以理解为投影装置正常工作时的放置平面或悬挂平面。可以理解的是,投影装置的正常工作时的放置方式可以在投影装置或者产品说明书上明显地被提示,例如使用者可以轻易地从产品上发现最推荐的摆放方式,即为正常工作时的放置方式;例如,在投影装置的一侧设置有支撑面和/或脚垫,可以引导使用者将投影装置放置在参考平面上;例如,在投影装置的一侧设置有悬挂件可以引导使用者将投影装置悬挂固定在参考平面(例如,天花板)上。在一些实施例中,参考图6A,参考平面n与地平面GND平行;如此情况下,优选地,投影幕布与地平面GND垂直设置,可以达到较好的显示效果。
在一些实施例中,投影装置的光轴L1与参考平面n之间存在一定的夹角,从而可以通过转角度的方式实现偏轴投影,下文简称“转角度偏轴投影”。图 19为转角度偏轴投影的原理示意图,转角度偏轴投影可以理解为,投影镜头3 的光轴与成像面(或说投影幕布所在平面)不再垂直,如图19所示,投影镜头3的光轴在初始状态下沿虚线L9’延伸,通过旋转,使投影镜头3的光轴沿 L9延伸。这种方式也可以调整投影画面的位置。
在本公开的一些实施例中,可以仅采用转角度偏轴以实现偏轴效果。
在本公开的一些实施例中,可以同时采用离轴偏轴投影和转角度偏轴投影,可以实现更大的偏轴率。
在一些实施例中,如图15所示,投影镜头3的光轴L1在投影光束出射方向上相比于参考平面n具有仰角A9。投影镜头3的光轴L1在投影光束方向上相比于参考平面n具有仰角可以理解为,将投影装置放置在参考平面n上时,沿投影镜头3的光轴L1出射的光线相对于参考平面而言,是斜向上出射的。仰角A9可以根据实际所需要的偏轴效果来确定,当仰角A9越大时,偏轴率越高。在一些实施例中,仰角A9在(0,15°]范围内,以达到良好的画质。优选地,投影镜头3的等效光轴L3与显示面板PNL显示区的中心法线平行,如此,可以获得更好的成像效果。
优选地,仰角A9在(0,10°]范围内,以达到更好的画质。例如,仰角 A9为5°,或6°,或7°,或8°,或9°,或10°。
在实际应用中,可以将投影装置放置在地平面GND上,从而使得沿投影镜头3的光轴L1出射的光线相对于地平面GND而言,斜向上照射至投影幕布。又例如,也可以将投影装置倒置(相对于放置在地平面GND的情况而言)悬挂在承载架(或天花板)上,从而使得沿投影镜头3的光轴L1出射的光线相对于参考平面而言,斜向下照射至投影幕布。例如,投影幕布垂直于地平面 GND设置。
虽然,当投影镜头3的光轴L1与参考平面n之间呈夹角时,可以实现转角度偏轴。但是,如图19所示,当实现转角度偏轴时,在投影幕布上,A、B 点的像距相近,大致为L2’;C点像距为L1’;D点像距为L3’;因此,实际像点的横向放大率不同,会存在梯形畸变。为了保证投影画面的显示效果,需要进行光学梯形校正。梯形校正的目的时使得显示面板上各点的横向放大倍率相同,当不同点的像距不同时,可以通过改变物距,使各点的像距与物距之比恒定。对于投影镜头3而言,其物面是显示面板PNL关于第一透镜LNS1所呈的虚像,对投影镜头3而言为一个虚物。通过旋转第一透镜LNS1,可以使显示面板PNL的虚像旋转,即,投影镜头3的虚物发生旋转,如此可以调节显示面板上各点的像距与物距之比,进而可以改善梯形畸变的问题。
为了实现梯形校正,结合图15和图18所示,在本公开的一些实施例中,投影镜头3的等效光轴L3与第一透镜LNS1所在平面之间存在夹角A3,其中 A3可以在[75°,90°)范围内,第一透镜LNS1靠近投影镜头3的一端与显示面板PNL之间的距离D3大于第一透镜LNS1所在平面远离投影镜头3的一端与显示面板PNL之间的距离D4。这种情况相当于使第一透镜LNS1发生旋转,从而使显示面板PNL的虚像旋转,进而改善梯形畸变的问题。
需要说明的是,第一透镜LNS1所在平面可以理解为经过第一透镜LNS1 的光心且与第一透镜LNS1的光轴垂直的平面。当第一透镜LNS1为菲涅尔透镜时,第一透镜LNS1所在平面与第一透镜LNS1的延伸平面平行。
在一个示例中,A3可以设置在[80°,90°)范围内,从而进一步改善梯形畸变的问题。
优选地,A3=90°-A9,如此,可以更大程度地改善梯形畸变的问题。例如, A9=A0+A7=5°,A3=85°。
在一些实施例中,显示面板PNL的延伸面与参考平面n平行。
在一些实施例中,显示面板PNL的延伸面与参考平面n之间存在第二夹角 A7,第二夹角A7的取值范围在(0,30°]范围内。优选地,显示面板PNL靠近投影镜头3的一端相对参考平面n的高度,高于显示面板PNL远离投影镜头 3的一端相对参考平面n的高度,如此,可以使投影装置中各光学元件的布置更加紧凑,有利于减小投影装置的体积。
在一些实施例中,投影镜头3的等效光轴L3与第一反光镜MR1的法线的夹角在[30°,60°]范围内。优选地,投影镜头3的等效光轴L3与第一反光镜 MR1的法线的夹角在[35°,50°]范围内,如此,有利于减小投影装置的体积。
将投影镜头3的光轴L1与第一反光镜MR1的法线之间的夹角记作A1,投影镜头3的等效光轴L3与第一反光镜MR1的法线之间的夹角记作A2,则 A1=A2;投影镜头3的光轴L1与显示面板PNL的延伸面之间的夹角记作第三夹角A0。定义投影镜头3在投影光束出射方向上相对显示面板PNL的延伸面处于上仰状态(即图15所示的状态)时,也即投影镜头3的光轴相比参考平面n的倾斜程度大于显示面PNL的延伸面相比参考平面的倾斜程度时,A0为正值;定义投影镜头3在投影光束出射方向上相对参考平面n处于下俯状态(即,将图15中的投影镜头3的左端调整为低于右端的状态)时,也即投影镜头3 的光轴相比参考平面n的倾斜程度小于显示面PNL的延伸面相比参考平面n 的倾斜程度时,A0为负值;则上述仰角A9=A0+A7。当根据需要确定好仰角 A9后,可以将A7设置为较大值,此时,A0的值较小。由于A1+A2=A0+90°,因此,A0值较小时,A1、A2值也较小(此时相当于将第一透镜LNS1、光源组件2以及二者之间的各元件整体上绕M点顺时针旋转),这样有利于减小投影装置的体积。
在一个示例中,Y轴与投影镜头3的光轴L1位于同一平面内。
在一些实施例中,当仰角A9确定后,可以将第二夹角A7设置为不超过 30°的较大值,并且,当投影镜头3的光轴L1相比参考平面n的倾斜程度大于显示面板PNL的延伸面相比参考平面n的倾斜程度时,第三夹角A0定义为正值,并设置在(0,30°]范围内;当投影镜头3的光轴L1相比参考平面n 的倾斜程度小于显示面板PNL的延伸面相比参考平面n的倾斜程度时,第三夹角A0定义为负值,并设置在[-30°,0)范围内。相应地,A1、A2的取值均在[30°,60°]范围内,从而有利于优化投影装置中的元件布局,减小投影装置的体积。
优选地,可以将第二夹角A7设置为不超过30°范围内的较大值,例如,将第二夹角A7设置在(0,20°]范围内。当投影镜头3的光轴L1相比参考平面n的倾斜程度大于显示面板PNL的延伸面相比参考平面n的倾斜程度时,第三夹角A0设置在(0,10°]范围内;相应地,A1、A2的取值均在(45°,50°] 范围内。当投影镜头3的光轴L1相比参考平面n的倾斜程度小于显示面板PNL 的延伸面相比参考平面n的倾斜程度时,第三夹角A0设置在[-20,0)范围内,相应地,A1、A2的取值均在[35°,45°)范围内。
在一个示例中,将投影镜头3的仰角设置为5°,从而减小因转角度偏轴的偏轴率过大而导致画面异常的问题。此时,A0+A7=5°,而为了减小投影装置的体积,将A7设置为18°,A0设置为-13°,此时,A1=A2=38.5°。
在一些实施例中,如图15所示,光源组件2包括聚光透镜23,聚光透镜 23设置在发光元件21的出光侧,以起到对发光元件21发出的光的会聚作用。聚光透镜23例如为平凸透镜。
在一些实施例中,聚光透镜23的光轴与发光元件21的中心轴线L6共轴或接近共轴。具体地,聚光透镜23的光轴与发光元件21的中心轴线L6平行,而二者之间的距离在[0,2]mm之间。其中,发光元件21的中心轴线L6是指,经过发光元件21的发光面的中心,且与发光面垂直的直线。
在一些实施例中,如图15所示,投影装置包括第二反光镜MR2,第二反光镜MR2用于将发光元件21出射的光反射进入显示面板PNL。具体地,发光元件21出射的光首先经过聚光透镜23会聚后射向第二反光镜MR2,被第二反光镜MR2反射而照射至第二透镜LNS2,经过第二透镜LNS2的准直作用后,射向显示面板PNL。
在一些实施例中,发光元件21的等效光轴可以通过如下方式定义:发光元件21的中心轴线和发光元件21的等效光轴在第二反光镜MR2的反射面上交于一点,第二反光镜MR2的法线经过该交点,发光元件21的中心轴线和发光元件21的等效光轴关于第二反光镜MR2的法线轴对称分布。发光元件的中心轴线与第二反光镜MR2的法线之间存在夹角A50;发光元件21的等效光轴与第二反光镜MR2的法线之间存在夹角A60;A50=A60。
在一些实施例中,A50设置在[35°,55°]范围内,有利于减小投影装置整体的体积。优选地,A50设置在[35°,55°]范围内。
在一些实施例中,发光元件21的中心轴线垂直于第二透镜LNS2所在平面设置,有利于减小投影装置整体的体积,同时可以减少杂散光的产生。
在一些实施例中,发光元件21的等效光轴经过显示面板PNL显示区的中心,或接近显示面板PNL显示区的中心。具体地,发光元件21的等效光轴与所述显示面板PNL显示区中心之间的距离在[0,5]mm之间,以使得显示面板PNL的中心亮度最高,提高显示效果。
在一些实施例中,光源组件2包括聚光透镜23,如图15所示,聚光透镜 23的等效光轴L4可以通过如下方式定义:聚光透镜23的光轴L6和聚光透镜 23的等效光轴L4在第二反光镜MR2的反射面上交于一点,第二反光镜MR2 的法线L4经过所述交点,聚光透镜23的光轴L6和聚光透镜23的等效光轴 L4关于第二反光镜MR2的法线L4轴对称分布。聚光透镜23的光轴L6与第二反光镜MR2的法线L5之间存在夹角A5;聚光透镜23的等效光轴L4与第二反光镜MR2的法线L5之间存在夹角A6;A5=A6。
在一些实施例中,A5设置在[35°,55°]范围内,有利于减小投影装置整体的体积。优选地,A5设置在[35°,55°]范围内。
在本公开的一个具体示例中,投影镜头3的光轴L1、显示面板PNL的延伸面均与参考平面n平行;A8=5°;A1、A2均设置为45°;A3设置为90°; A50=A60=41°;L3垂直于显示面板PNL的显示面;d=13.85mm,如此,可以达到令人满意的显示效果。
参考图15,聚光透镜23的光轴L6与第二反光镜MR2相交于N点;第二反光镜MR2的法线为,经过N点、且垂直于第二反光镜MR2反射面的直线;聚光透镜23的等效光轴为L6关于L5轴对称的直线。
在一些实施例中,第二反光镜MR2的反射面与第二透镜LNS2所在平面之间存在夹角A6’。优选地,A5=A6=A6’,如此,聚光透镜23的等效光轴垂直于第二透镜LNS2所在平面设置,有利于减小投影装置整体的体积,同时可以减少杂散光的产生。
例如,将A6’设置在[35°,55°]范围内,从而有利于减小投影装置整体的体积,同时可以减少杂散光的产生。优选地,A6’设置在[35°,45°]范围内。例如,A6’设置为35°,或40°或41°或45°。
在一些示例中,聚光透镜23的光轴与第二反光镜MR2的反射面之间存在夹角A5’,A5’=90°-A5,如此,A5’与上述A6’之和为90°。
在一些实施例中,聚光透镜23的等效光轴L4经过显示面板PNL显示区的中心,或接近显示面板PNL显示区的中心。具体地,聚光透镜23的等效光轴L4与所述显示面板PNL显示区中心之间的距离在[0,5]mm之间,以使得显示面板PNL的中心亮度最高,提高显示效果。
在本公开的一个具体示例中,投影镜头3的光轴L1、显示面板PNL的延伸面均与参考平面n平行;A8=5°;A1、A2均设置为45°;A3设置为90°; A5=A6=41°;L3垂直于显示面板PNL的显示面;d=13.85mm,如此,可以达到令人满意的显示效果。
在一些实施例中,L1、L3、L4、L6与Y轴均在同一平面,如此,可以达到令人满意的显示效果。
在一些实施例中,如图15所示,第二透镜LNS2位于透光部GLS远离显示面板PNL的一侧,且第二透镜LNS2位于第一偏光元件远离显示面板PNL 的一侧。
在一些实施例中,透光部GLS的形状、第二透镜LNS2的形状可以均与显示面板PNL的形状相同,例如均为矩形。透光部的大小可以与第二透镜LNS2 的大小相同。其中,第二透镜LNS2的光轴通过透光部的中心,或者与透光部的中心的间距足够小,具体地,第二透镜LNS2的光轴与透光部GLS的中心之间的距离在[0,10]mm之间。
需要说明的是,根据上述公开可以确定光学元件之间的相对位置关系(包括相对距离、夹角)的,光学元件之间的相对位置关系也在本公开公开的保护范围之内。
参考图20A,参考平面n与地平面GND平行,此时投影装置为立式投影装置。
在一些实施例中,参考平面n与地平面GND之间也可以存在夹角。参考图20B,参考平面n与地平面GND相互垂直,此时投影装置为卧式投影装置。可以理解的是,将投影装置由立式投影装置变换为卧式投影装置时,不改变光学元件之间的相对位置关系,因此基于本公开构思的卧式投影装置,也在本公开的保护范围内。
图21A为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的局部光路图,图 21B为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的发光元件及其基座的正视图。请参阅图21A、图21B,光源组件2包括发光元件21和聚光透镜23,发光元件21包括发光区211,该发光区211是指发光元件有效出光区域。参考图 21B,发光元件21包括包括发光区211。例如,发光元件21只包括一个发光芯片,所述发光芯片存在发光边界,这个发光边界划定了发光区211。例如,发光元件21包括多个发光芯片,所述多个发光芯片的发光边界共同具有一个外轮廓,这个外轮廓划定了发光区211。例如,发光元件21包括阵列排布的多个发光芯片,所述多个发光芯片排布为矩形阵列,因此发光元件21的发光区为多个发光芯片的发光边界共同组成的矩形轮廓。
聚光透镜23设置于发光元件21的出光侧,且位于显示面板PLN背离其出光侧,用于对发光元件21发出的光进行收束或整形。发光元件21发出的光在经过聚光透镜23收束或整形之后,通过显示面板进入投影镜头3,并从投影镜头射出。另外,如图21B所示,光源组件2还可以包括发光元件基座22,发光元件21位于发光元件基座22上。
例如,如图21B所示,发光区211包括相互垂直的第一延伸方向(例如,图21B中的Z’方向)和第二延伸方向(例如,图21B中的Y’方向),该发光区211在第一延伸方向上的最大长度L_7与在第二延伸方向上的最大宽度 L_8的比值为第一长宽比,该第一长宽比大于或等于显示面板显示区的长宽比。需要说明的是,上述第一长宽比是发光区211在两个相互垂直的方向(即,第一延伸方向和第二延伸方向)上的最大轮廓尺寸。显示面板显示区的长宽比是显示区在两个相互垂直的方向(例如该显示区生成图像的宽度和高度,该宽度除以高度等于长宽比)上的轮廓尺寸。
本实施例通过使第一长宽比大于或等于显示面板显示区的长宽比,有利于提高光能利用率。在此基础上,结合使用聚光透镜对发光元件21发出的光进行收束或整形,可以使照射至显示面板显示区的光线较为准直和均匀,从而可以提高成像均一性。
在一些可选的实施例中,上述第一长宽比与显示面板显示区的长宽比的比值大于1,且小于1.2。通过采用该比值范围,可以提高光能利用率。进一步优选的,第一长宽比与显示面板显示区的长宽比的比值大于1,且小于1.15。该比值范围提高光能利用率的效果最佳。
在一些可选的实施例中,显示面板PLN显示区为矩形,对应的,显示面板显示区的长宽比即为矩形的长边长度与短边长度的比值。发光区211的轮廓可以为矩形,例如如图21B所示,该矩形的长边长度为在第一延伸方向上的最大长度L_7;矩形的短边长度为在第二延伸方向上的最大宽度L_8,即上述第一长宽比为该矩形的长边长度与短边长度的比值。可选的,发光区211的矩形轮廓的四角均为圆角,每个圆角对应的弧线在对应的长边和短边之间圆滑过渡。在另一个可选的实施例中,上述发光区211的轮廓还可以为椭圆形,椭圆形的长轴长度为在第一延伸方向上的最大长度;椭圆形的短轴长度为在第二延伸方向上的最大宽度,即,上述第一长宽比为该椭圆形的长轴长度与短轴长度的比值。当然,在实际应用中,上述发光区的轮廓还可以为圆形,即,上述第一长宽比为1。
在一些可选实施例中,显示面板的长边的延伸方向与第一延伸方向相同或大致相同,如此,可以保证显示面板的沿长边方向上画面均匀性较好。大致相同可以理解为两个延伸方向之间存在10°以内的偏差。
在一些可选的实施例中,发光区211的轮廓为矩形,该矩形的长边长度在 10mm-15mm的范围内,优选为13.6mm±0.2mm,短边长度在6mm-12mm的范围内,优选为8.9mm±0.2mm;或者,发光区的轮廓为椭圆形,该椭圆形的长轴长度在10mm-15mm的范围内,短轴长度在6mm-12mm的范围内。通过根据发光区的轮廓形状,相应的采用发光区上述轮廓尺寸范围,可以获得较佳的光能利用率和成像均一性。
图22A为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的聚光透镜的一种三视图,图22B为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的聚光透镜的另一种三视图。在一些可选的实施例中,请一并参阅图22A和图22B,上述聚光透镜23包括平凸透镜,该平凸透镜具有相互背离的透镜平面231和透镜凸面 232;透镜平面231与发光元件21的出光侧相对,且间隔设置;并且,透镜平面231包括相互垂直的第三延伸方向(例如图22A和图22B中的Z’方向)和第四延伸方向(例如图22A和图22B中的Y’方向);第三延伸方向与上述第一延伸方向(例如,图21B中的Z’方向)相平行,第四延伸方向与上述第二延伸方向(例如,图21B中的Y’方向)相平行;透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1与发光区在第一延伸方向上的最大长度的比值在2.5-3.5 的范围内,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3与发光区在第二延伸方向上的最大宽度的比值在3-4的范围内。平凸透镜作为光线传播路径上的中间介质,其在透镜平面231的两个相互垂直的方向(即,第三延伸方向和第四延伸方向)上的轮廓尺寸应大于发光区对应方向上的轮廓尺寸,同时又能够获得较为理想的透镜面型,这样不仅可以提高照射至显示面板显示区的光线的准直度,而且还可以起到进一步提高光能利用率和成像均一性的效果。在一个优选实施例中,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1与发光区在第一延伸方向上的最大长度的比值为3.3,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3与发光区在第二延伸方向上的最大宽度的比值为3.8;在另外一个优选实施例中,第一延伸方向上的最大长度的比值为2.7,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3与发光区在第二延伸方向上的最大宽度的比值为 3.2;如此,可以达到更加优化的显示效果。
需要说明的是,在实际应用中,聚光透镜23并不局限于采用平凸透镜,也可以采用其他透镜结构。
在一些可选的实施例中,请参阅图22A,上述透镜平面231为矩形,该矩形的长边长度为在第三延伸方向上的最大长度L_1;矩形的短边长度为在第四延伸方向上的最大宽度L_3。或者,请参阅图22B,上述透镜平面231还可以为椭圆形,该椭圆形的长轴长度为在第三延伸方向上的最大长度L_1;椭圆形的短轴长度为在第四延伸方向上的最大宽度L_3。
在一些可选的实施例中,上述透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度 L_1在36mm-45mm的范围内,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L3 在28mm-35mm的范围内;平凸透镜的最大厚度L_5在15mm-20mm的范围内。优选的,上述透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1在43mm-44mm 的范围内,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3在33mm-34mm的范围内;平凸透镜的最大厚度L_5在17mm-19mm的范围内。或者,上述透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1在36.5mm-38mm的范围内,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3在28.5mm-30mm的范围内;平凸透镜的最大厚度L_5在15mm-16mm的范围内。
上述透镜平面231通过采用上述轮廓尺寸,不仅可以提高照射至显示面板显示区的光线的准直度,而且还可以起到进一步提高光能利用率和成像均一性的效果。
在一些可选的实施例中,如图21A所示,发光区与透镜平面231的间距 D_1在1.5mm-4mm的范围内。发光区与透镜平面231的间距D_1不易过大,否则会导致光能利用率较低,最终影响成像的亮度,而该间距也不易过小,否则会导致显示面板显示区上出现光斑,且显示区角落发暗,最终影响成像均一性,甚至会有暗角的问题。基于此,通过将发光区与透镜平面231的间距D_1 设定在上述数值范围,可以避免出现上述缺陷。
在另一些可选的实施例中,如图22A和图22B所示,聚光透镜23还包括位于平凸透镜靠近发光元件21一侧的透镜底座233,该透镜底座233与平凸透镜接触设置,以实现对平凸透镜的安装和固定,并且发光区与透镜底座233之间的间距在1.5mm-4mm的范围内,如此,光利用效率和显示亮度均匀性较好。可选的,透镜底座233的背离发光区的表面与透镜平面相平齐,以方便加工和使组装更稳固。可选地,平凸透镜在透镜底座233延伸面上的正投影位于透镜底座233内部。
在一些可选的实施例中,考虑到平凸透镜的轮廓尺寸、加工可行性以及投影装置的结构设计需求等因素,透镜底座233在上述第三延伸方向上的最大长度L_2在45mm~50mm的范围内;透镜底座233在上述第四延伸方向上的最大宽度L_4在34mm~38mm的范围内;透镜底座233的厚度L_6在1.2mm-3mm 的范围内。优选的,透镜底座233在上述第三延伸方向上的最大长度L_2在 47mm~49mm的范围内;透镜底座233在上述第四延伸方向上的最大宽度L_4 在35mm~37mm的范围内;透镜底座233的厚度L_6在1.6mm-2.2mm的范围内。
在一个可选实施例中,透镜底座233的外轮廓相比平凸透镜在透镜底座233 上的正投影的外轮廓外扩宽度在0.5mm-3mm范围内,便于平凸透镜拔模制备。优选地,透镜底座233的外轮廓相比平凸透镜在透镜底座233上的正投影的外轮廓外扩宽度在1mm-2mm范围内,在降低加工难度、使组装更加稳固的同时,减小透镜底座233所占的体积。
在一些可选的实施例中,考虑到平凸透镜的轮廓尺寸、加工可行性以及投影装置的结构设计需求等因素,透镜底座233的轮廓为矩形,且矩形的四角均包括一个或多个弧线段,弧形段的圆弧半径R在4mm-18mm的范围内,以方便加工和使组装更稳固。
图23为根据本公开的一些示范性实施例的投影装置的透镜底座的另一种轮廓图,在一些可选的实施例中,如图23所示,上述透镜底座233的矩形轮廓的圆角(对应圆弧半径R)和与之相邻的两个边之间设置有第一过渡圆角(对应圆弧半径R1)和第二过渡圆角(对应圆弧半径R2),且第一过渡圆角的圆弧半径R1小于第二过渡圆角的圆弧半径R2;其中,第一过渡圆角与长边相邻,第二过渡圆角与短边相邻;圆角的圆弧半径R为10.5mm±1mm;第一过渡圆角的圆弧半径R1为22.5mm±1mm;第二过渡圆角的圆弧半径R2为28.5mm ±1mm。
在另一些可选的实施例中,平凸透镜的三视图如图22A和图22B所示,上述透镜底座233的矩形轮廓的四个圆角的圆弧半径R均为12.5mm±1mm。
在一个具体实施例中,如图22A所示,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1在43.6mm-44.4mm范围内,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3在33.6mm-34.4mm范围内,平凸透镜的最大厚度L_5在 18.6mm-19.4mm范围内,如此,投影画面可以获得较好的亮度以及均一性。
在一个具体实施例中,如图22A所示,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1为44mm,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3为 34mm,平凸透镜的最大厚度L_5为19mm;L_1、L_3、L_5的值可以等比例缩小或放大10%以内,所得的平凸透镜也可以满足设计需要。可选的,所述平凸透镜平面在所述第三延伸方向上的最大长度、所述透镜平面在所述第四延伸方向上的最大宽度为、所述平凸透镜的最大厚度分别为44mm、34mm、19mm等比放大X倍;其中X在0.9-1.1范围内。这里,X倍统称为“放大”,实际上,若小于1倍,则为缩小,若等于1倍,则不变;若大于1倍,则为放大。
在一个具体实施例中,如图22A所示,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1为44mm,发光区在第一延伸方向上的最大长度为13.6mm,平凸透镜的最大厚度L_5为19mm;且透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1与发光区在第一延伸方向上的最大长度的比值为3.3(44mm/13.6mm);透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3为34mm,发光区在第二延伸方向上的最大宽度为9mm,且透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3 与发光区在第二延伸方向上的最大宽度的比值为3.8(34mm/9mm)。在本实施例中,L_1、L_3、L_5的值可以等比例缩小或放大10%以内,所得的平凸透镜也可以满足设计需要。在本实施例中,可选地,发光区与透镜平面231的间距 D_1在1.5mm-4mm的范围内;优选地,D_1在2mm-2.5mm范围内;进一步优选地,D_1为2mm。在本实施例中,可选地,对应透镜底座233在第三延伸方向上的最大长度L_2为48mm;透镜底座233在第四延伸方向上的最大宽度L_4 为36mm;透镜底座233的厚度L_6为2mm。上述透镜底座233的矩形轮廓的四个圆角的圆弧半径R均为12.5mm±1mm。通过采用上述尺寸数据,可以在照射至显示面板显示区的光线的准直度、光能利用率和成像均一性等多个方面均获得较佳的效果。
在另一个具体实施例中,如图22B所示,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1在36.5mm-37.3mm范围内,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3在28.5mm-29.3mm范围内,平凸透镜的最大厚度L_5在 14.9mm-15.7mm范围内,如此,投影画面可以获得较好的亮度以及均一性。
在另一个具体实施例中,如图22B所示,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1为36.9mm,透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3 为28.9mm,平凸透镜的最大厚度L_5为15.3mm;L_1、L_3、L_5的值可以等比例缩小或放大10%以内,所得的平凸透镜也可以满足设计需要。可选的,所述平凸透镜平面在所述第三延伸方向上的最大长度、所述透镜平面在所述第四延伸方向上的最大宽度为、所述平凸透镜的最大厚度分别为36.9mm、28.9mm、 15.3mm等比放大X倍;其中X在0.9-1.1范围内。这里,X倍统称为“放大”,实际上,若小于1倍,则为缩小,若等于1倍,则不变;若大于1倍,则为放大。
在另一个具体的实施例中,如图22B所示,透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1为36.9mm;透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3 为28.9mm;平凸透镜的最大厚度L_5为15.3mm;且透镜平面231在第三延伸方向上的最大长度L_1与发光区在第一延伸方向上的最大长度的比值为2.7 (36.9mm/13.6mm);透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3为 28.9mm,发光区在第二延伸方向上的最大宽度为9mm,且透镜平面231在第四延伸方向上的最大宽度L_3与发光区在第二延伸方向上的最大宽度的比值为 3.2(28.9mm/9mm)。在本实施例中,L_1、L_3、L_5的值可以等比例缩小或放大10%以内,所得的平凸透镜也可以满足设计需要。在本实施例中,可选地,发光区与透镜平面231的间距D_1在1.5mm-4mm的范围内;优选地,D_1在 2mm-2.5mm范围内;进一步优选地,D_1为2.5mm。在本实施例中,可选地,透镜底座233在第三延伸方向上的最大长度L_2为48mm;透镜底座233在第四延伸方向上的最大宽度L_4为35.7mm;透镜底座233的厚度L_6为1.7mm。上述透镜底座233的矩形轮廓的四个圆角的圆弧半径R均为12.5mm±1mm。通过采用上述尺寸数据,可以在照射至显示面板显示区的光线的准直度、光能利用率和成像均一性等多个方面均获得较佳的效果。
在一些可选的实施例中,如图21A所示,投影装置还包括第二透镜LNS2,该第二透镜LNS2设置于显示面板(如图24A中的显示面板PNL)背离其出光侧的一侧,具体位于聚光透镜23与显示面板PNL之间,用于对接收到的光进行准直。第二透镜LNS2位于发光元件21与显示面板PNL之间可以理解为,透影装置在进行投影时,发光元件21的光线先通过第二透镜LNS2再通过显示面板PNL。平凸透镜的透镜凸面232的中心到第二透镜LNS2的出光面中心的光程(S1+S2)在50mm~70mm的范围内。该光程不易过大,否则会导致投影装置的体积过大,导致轻便性、占用空间不满足需求;该光程也不易过小,否则会导致光程路径上相应部件之间会相互影响,产生干涉,基于此,通过将上述光程设定在该数值范围内,可以避免出现上述缺陷。例如,第二透镜LNS2 为菲涅尔透镜,其纹理面位于出光面。
在一些可选的实施例中,第二透镜LNS2的外轮廓为矩形。可选地,第二透镜LNS2的长度大于显示面板显示区的长度,且第二透镜LNS2的长度与显示面板显示区的长度之差不超过20mm,优选在5mm-20mm范围内;第二透镜LNS2的宽度大于显示面板PNL显示区的宽度,且第二透镜LNS2的宽度与显示面板PNL显示区的宽度之差不超过20mm,优选在5mm-20mm范围内。如此可以保证透镜LNS2光学效果的情况下便于固定。
在一些可选的实施例中,第二透镜LNS2的最大长度在98mm~112mm的范围内;第二透镜LNS2的最大宽度在55mm~66mm的范围内。第二透镜LNS2 的上述轮廓尺寸可以与显示显示区的轮廓尺寸相匹配,尤其适用于对角线为4.45寸的显示面板PNL显示区,也适用于对角线为4.0寸-4.45寸的显示面板显示区;例如,第二透镜LNS2为矩形,显示面板显示区。例如,第二透镜LNS2 的焦距在80mm-110mm范围内,如此,可以兼顾投影画面的均一性和亮度。优选底,第二透镜LNS2的焦距在88mm-102mm范围内,例如为90mm,95mm, 100mm。
在一些可选的实施例中,第二透镜LNS2的长度方向与显示面板显示区的长度方向相平行,第二透镜LNS2的宽度方向与显示面板显示区的宽度方向相平行。在一些可选的实施例中,第二透镜LNS2的长度方向与显示面板显示区的长度方向相平行,第二透镜LNS2的宽度方向与显示面板显示区的宽度方向存在一定的夹角,例如不超过10°的夹角,例如为5°。
在另一些可选的实施例中,第二透镜LNS2的宽度方向与显示面板显示区的宽度方向相互平行,第二透镜LNS2的长度方向与显示面板显示区的长度方向存在一定夹角例如不超过10°的夹角,例如为5°。
在一些可选的实施例中,如图21A所示,投影装置还包括第二反光镜MR2,该第二反光镜MR2设置于聚光透镜23与第二透镜LNS2之间,且第二反光镜 LNS2的入光面与透镜平面231具有夹角。第二反光镜用于将发光元件21出射的光反射进入显示面板PNL。具体地,发光元件21出射的光首先经过聚光透镜23会聚后射向第二反光镜MR2,被第二反光镜MR2反射而照射至第二透镜 LNS2,经过第二透镜LNS2的准直作用后,射向显示面板PNL。可选的,第二反光镜LNS2的入光面与垂直于透镜平面231的平面之间的夹角O1可以为 49°。进一步可选的,第二反光镜MR2的入光面与第二透镜LNS2的入光面之间的夹角O2可以为41°。
在一些可选的实施例中,如图21A所示,投影装置还包括透光部GLS,该透光部GLS设置于显示面板PNL与第二透镜LNS2之间,透光部GLS与显示面板PNL之间存在间隔,透光部GLS的材料例如为玻璃;透光部GLS的材料例如可以起到隔热作用。可选的,透光部GLS的两侧表面为平面,光线经过透光部GLS前后不会产生会聚或发散;可以理解的是,透光部GLS不会起到光学透镜的效果。例如,透光部GLS的一侧贴附有第一偏振元件POL1,第一偏振元件POL1可以为偏光片,例如是吸收型偏光片。第一偏振元件POL1还可以是APF偏光片,如此情况下,第一偏振元件POL1贴附在透光部GLS入光面的一侧;例如,显示面板PNL远离第一偏振元件POL1一侧还包括第二偏振元件POL2,第一偏振元件POL1的吸收轴与第二偏振元件POL2的吸收轴夹角呈90°。
在一些可选的实施例中,透光部GLS的外轮廓为矩形;透光部GLS的长度大于显示面板显示区的长度,且透光部GLS的长度与显示面板显示区的长度之差不超过20mm,优选在5mm-20mm范围内;透光部GLS的宽度大于显示面板显示区的宽度,且透光部GLS的宽度与显示面板显示区的宽度之差不超过 20mm,优选在5mm-20mm范围内。如此可以保证透光部GLS不影响光学效果的情况下便于固定。
在一些可选的实施例中,透光部GLS的最大长度在98mm~112mm的范围内;透光部GLS的最大宽度在55mm~66mm的范围内。透光部GLS的上述轮廓尺寸可以与显示显示区的轮廓尺寸相匹配,尤其适用于对角线为4.45寸的显示面板PNL显示区,也适用于对角线为4.0寸-4.45寸的显示面板显示区;例如,第二透镜LNS2为矩形,显示面板显示区。
在一些可选的实施例中,透光部GLS的长度方向与显示面板显示区的长度方向相平行,透光部GLS的宽度方向与显示面板显示区的宽度方向相平行。在一些可选的实施例中,透光部GLS的长度方向与显示面板显示区的长度方向相平行,透光部GLS的宽度方向与显示面板显示区的宽度方向存在一定的夹角,例如不超过10°的夹角,例如为5°。
在另一些可选的实施例中,透光部GLS的宽度方向与显示面板显示区的宽度方向相互平行,透光部GLS的长度方向与显示面板显示区的长度方向存在一定夹角例如不超过10°的夹角,例如为5°。
在一些可选的实施例中,透光部GLS与第二透镜LNS2平行设置。
在一些可选的实施例中,透光部GLS的形状、第二透镜LNS2的形状可以均与显示面板PNL的形状相同,例如均为矩形。透光部GLS的大小可以与第二透镜LNS2的大小相同。
下面对本公开实施例提供的投影装置的成像光路进行模拟,可以获得如图 24A所示的光路模拟示意图,以及如图24B所示的显示面板显示区的照度模拟图。通过模拟获得的照度数据如下述表1所示,亮度及其均一性如下述表2所示。其中表1表示60inch投影画面中各位置的亮度采样值,表格中的位置与投影画面的各区域位置具有对应关系。
表1、显示面板显示区不同位置的照度数据表
102 102
194 270 192
221 315 217
203 280 200
102 110
表2、显示面板显示区不同位置的亮度和均一性数据表
亮度 227.74
均一性 62.65%
A 52.49%
B 52.96%
C 50.10%
D 54.83%
表1中第一行和最后一行两端的四个数值分别对应60inch投影画面的四角 (分别为四个位置A、B、C、D)的照度,其余数据为将60inch画面平均分成3×3个面积相等的矩形,每个所述矩形中心位置的照度。由上述表1可知,显示面板显示区的四角的照度大致相当,显示面板显示区的中间区域不同位置处的照度均一性较好。由上述表2可知,显示面板显示区的亮度均一性达到 62.65%。具体地,上述表1中显示面板显示区的中间区域的9个数值按从左到右、从上到下的顺序依次为P1至P3、P4至P6、P7至P9,显示面板显示区的亮度均一性等于P1、P3、P7、P9的平均值除以P5的百分比。显示面板显示区的四角(分别为四个位置A、B、C、D)的亮度均一性大致相当。另外,照射至显示面板显示区的光线的准直度可以达到±8°以内。由此,本实施例提供的投影装置,通过使第一长宽比大于或等于显示面板显示区的长宽比,有利于提高光能利用率。在此基础上,结合使用聚光透镜对发光元件21发出的光进行收束或整形,可以使照射至显示面板显示区的光线较为准直和均匀,从而可以提高成像均一性。
需要说明的是,在实际应用中,聚光透镜23的工艺要求例如包括但不限于:粗糙度优于Ra0.8;聚光透镜23的透镜平面231和透镜凸面232均镀有增透膜,该增透膜的厚度大于等于420nm,且小于等于680nm;聚光透镜23的尺寸公差为±0.3mm。聚光透镜23的材质包括高硼硅玻璃(如H-PZ33)或者折射率近似1.47的材料。聚光透镜23的成型工艺包括模压法、抛光、镀膜、抛光等的工序。
需要说明的是,本公开实施例提供的平凸透镜具体轮廓尺寸并不局限于上述实施例中的轮廓尺寸,在实际应用中,可以根据具体需要对平凸透镜的轮廓尺寸进行等比例缩放(90%~110%),也具有同等的光学效果。
图25为本公开的一些示范性实施例的投影装置中的第二反光镜的示意图,如图25所示,第二反光镜包括整面设置的镜面反射区域,光线照射至第二反光镜MR2靠近光源组件2的边缘区域(图中圈出的区域)时,其光路图如图 26所示,光线被镜面反射回聚焦透镜后汇聚到一个小区域(图26中小圈所圈出的区域)。在光线会聚的小的区域内,极易产生高温灼伤该区域中的其他器件。
为了避免光线被光源在此反射回平凸透镜23中造成光线会聚而灼伤汇聚区域,在一些实施例中,可以将第二反光镜MR2减窄,其结构如图27所示,其与图25所示的形状相同,只是靠近光源组件2的一端减窄。这样,光源反光镜MR2不会对该部分的光线进行反射,其光路图如图28所示。但是,光线会直接照射至被减窄的区域,例如壳体1和/或第二风机7上,需要防范被照射的部分温度升高,极易老化,影响使用寿命。为此可以在被照射的区域中的至少部分设置导热结构,例如金属膜或者散热鳍片,将热量迅速导走,以防止热量聚集。
本公开实施例提供了一种投影装置中的第二反光镜MR2的光路图可以参考图29,发光元件21发出的光依次经过聚光透镜、第二反光镜MR2、显示面板MR2以及投影镜头3出射。第二反光镜MR2包括:镜面反射区域A以及非镜面反射区域B;非镜面反射区域B被配置为使聚光透镜出射的光无法在非镜面区域A产生能够再次进入聚光透镜的反射光。参考图30,光源组件2发出的光线可以在镜面反射区域A发生镜面反射,所反射的光线可以直接进入显示面板PNL中用于显示;光源组件2发出的光线在非镜面反射区域B无法形成镜面反射,难以反射回聚光透镜形成光线会聚,解决了器件灼伤问题。
例如,镜面反射区域A的大小设计为使聚光透镜出射的光经过镜面反射区域A后不会镜面反射再次进入聚光透镜。例如,镜面反射区域A的大小设计为使聚光透镜出射的光经过镜面反射区域A后进入聚光透镜后不会产生光线会聚或者产生光线会聚带来的影响对投影装置的信赖性影响可以接受。
镜面反射区域A可以理解为能够实现镜面反射功能的区域,包括反射膜,例如为高反射膜。
本公开对反射膜的材料不加以限定,只要能实现反射功能即可,例如可以是金属反射膜或者全电介质反射膜,或者是金属电介质反射膜。具体地,反射膜可以为铝薄膜或者银薄膜等,例如可以采用金属镀膜工艺将铝薄膜或者银薄膜制备到玻璃上。
在一些实施例中,非镜面区域B包括光吸收区,光源2发出的光线在非镜面反射区域B被至少部分吸收,难以反射回聚光透镜形成光线汇聚。例如,光吸收区可以在第二反光镜MR2的镜面表面形成黑色油墨以对光进行吸收。例如,光吸收区可以包括导热材料,例如铜、铝等金属;例如光吸收区可以制作为散热鳍片的形式,如此,可以迅速转移热量;例如,光吸收区朝向发光元件 21的一侧可以是哑光的,如此,可以使未被吸收的光线不至于形成镜面反射。
在一些实施例中,非镜面区域B包括漫反射区,光源2发出的光线可以在漫反射区发生漫反射,该部分光线的反射角度不确定,一方面,漫反射光线对显示效果产生影响可以忽略;另一方面,经过漫反射的光线也不会被聚光透镜再次会聚;又一方面,漫反射区不会因为光线照射而产生明显热量聚焦,解决了局域照射器件老化而产生的信赖性问题。
需要说明的是,漫反射区可以是将全部的照射光线漫反射,也可以是将部分照射到漫反射区的光线漫反射。在漫反射区将部分照射到漫反射区的光线漫反射的情况下,部分光线可以被漫反射区吸收,如此,可以将照射光线的影响减小到允许范围内,保证投影装置的信赖性。
具体来说,第二反光镜MR2的非镜面反射区域B可以对无效光线进行漫反射,避免无效光线直接照射至壳体1和/或第二风机7上,避免了光线直射而造成温度过高发生老化。同时,经过非镜面区域B漫反射的光线不会再次会聚而产生高温,灼伤所会聚的区域。因此,可以提升投影装置的性能,提高使用寿命。
在一些实施例中,镜面反射区域A的反射面与非镜面反射区域B靠近聚光透镜的一侧表面不存在段差。
在一些实施例中,镜面反射区包括反射膜和光滑衬底。例如,反射膜相比于光滑衬底更靠近聚光透镜。例如反射膜可以覆盖在光滑衬底上,光线在反射膜上形成产生镜面反射。例如,反射膜可以采用金属薄膜制成。例如,反射膜可以为铝薄膜或者银薄膜等,例如可以采用金属镀膜工艺制备到光滑衬底上。光滑衬底例如为光滑玻璃。例如,光滑衬底是透明的。
在一些实施例中,漫反射区包括反射膜和粗糙衬底。例如,粗糙衬底为磨砂玻璃。例如,粗糙衬底是透明的。
例如,反射膜相比于粗糙衬底更靠近聚光透镜。例如,粗糙衬底的粗糙面于反射膜相对设置,反射膜与粗糙衬底紧密结合,反射膜朝向聚光透镜一侧表面因此也具有粗糙形貌,可以对光线产生漫反射。例如,反射膜可以为铝薄膜或者银薄膜等,例如可以采用金属镀膜工艺制备到粗糙衬底上。在工艺上,粗糙衬底可以是在光滑衬底上进行粗糙化处理(例如磨砂或喷砂工艺),然后通过一次工艺(例如使用镀膜工艺)将反射膜同时覆盖到光滑衬底和粗糙衬底上。
在一些实施例中,第二反光镜MR2包括衬底以及位于衬底靠近聚光透镜一侧的反射膜,反射膜覆盖部分衬底区域,其中,被反射膜覆盖的区域为镜面反射区域A;未被反射膜覆盖的区域包括非镜面反射区B。例如,反射膜可以与反射镜MR2贴合设置。例如,衬底靠近反射膜一侧为光滑表面,如此,有利于反射膜贴合。例如,衬底背离反射膜一侧包括粗糙表面。具有粗糙表面且未被反射膜覆盖的区域形成漫反射区。例如,衬底背离反射膜一侧的整面都为粗糙表面,如此可以简化工艺。例如,所述衬底为透明衬底。
例如,粗糙表面可以设置在衬底朝向聚光透镜的一侧。例如,粗糙表面与反射膜都位于衬底的同一侧,如此,被反射膜覆盖的区域为镜面反射区域A,未被反射膜覆盖且具有粗糙表面的衬底区域为非镜面反射区B。例如,反射膜可以与衬底朝向聚光透镜的一侧表面贴合设置;例如,贴合的区域均是光滑表面。
在一些实施例中,粗糙表面可以设置在衬底朝向聚光透镜的一侧,在该侧,部分区域为粗糙表面,部分区域为光滑表面。反射膜设置在衬底背离聚光透镜一侧。例如,反射膜可以采用金属薄膜制成。例如,反射膜可以为铝薄膜或者银薄膜等,例如可以采用金属镀膜工艺制备到上。例如,衬底背离聚光透镜一侧均为光滑表面,如此,在衬底朝向聚光透镜的一侧,粗糙表面对应的区域为漫反射区,光滑表面对应的区域为镜面反射区A。
在一些实施例中,参考图29和图30,非镜面反射区域B的中心相比镜面反射区域A的中心更靠近所述发光元件。例如,镜面反射区域A和非镜面反射区域B将第二反光镜MR2切分为“一侧与另一侧”(如图29,示意为上侧与下侧)两个区域,整体来说,非镜面反射区域B相比于镜面反射区域A更靠近所述发光元件,如此经过非镜面反射区B的光线难以反射回聚光透镜形成光线汇聚,解决了器件灼伤问题。
在一些实施例中,参考图29,非镜面区域B的轮廓可以为条形。例如,非镜面区域B的轮廓可以为梯形。在实际应用中,可以将非镜面区域B的轮廓设置为等腰梯形。例如,非镜面区域B的轮廓可以为长条状梯形。
在一些实施例中,参考图29,非镜面反射区域B的宽度P1在13-18mm范围内。例如,非镜面反射区域B的宽度P1范围在14.5~15.5mm范围内。如此,可以保证非镜面反射区域B具有较大的面积,有效消除聚光透镜对反射光线再次会聚对投影装置信赖性产生的影响,同时满足了投影装置内组件的紧凑布局。
在一些实施例中,聚光透镜包括平凸透镜23,平凸透镜23具有相互背离的透镜平面和透镜凸面;透镜平面与发光元件21的出光侧相对,且间隔设置。透镜平面可以对与发光元件21的出光侧相对设置,这样可以对发光元件21发出的光线进行会聚,实现光线的收束或整形,保证发光元件21发出的光线的利用率,节约能耗。例如,平凸透镜23即为所述聚光透镜。例如,聚光透镜还包括位于平凸透镜靠近发光元件21一侧的透镜底座,该透镜底座与平凸透镜接触设置,以实现对平凸透镜的安装和固定。
在一些实施例中,如图29所示,第二反光镜MR2的外轮廓为梯形,梯形的上底相比梯形的上底更靠近发光元件21;例如,非镜面反射区域B位于梯形上底的一侧。如此,第二反光镜MR2可以在有效地将成像光线反射的同时,体积进一步缩小,可以提高投影装置设计的紧凑程度。
参考上述设计思路,也可以将第二反光镜MR2的镜面反射区域A的轮廓为梯形;例如,非镜面反射区域B位于所述镜面反射区的上底远离镜面反射区 A的下底的一侧。非镜面反射区域B形状可以为梯形或矩形中的一种。
在实际应用中,镜面反射区域A的形状可以为等腰梯形。
在一些实施例中,第二透镜LNS2延伸平面与第二反光镜MR2的反射面之间的夹角在34~48°范围内,如此,投影装置的紧凑性较好。其中,第二透镜 LNS2所在平面可以理解为经过第二透镜的光心且与第二透镜的光轴垂直的平面。当第二透镜LNS2为菲涅尔透镜时,第二透镜LNS2所在平面与第二透镜 LNS2的延伸平面平行。
在一些实施例中,镜面反射区域A的下底长度P3与上底长度P2的比值在 1.4~1.8范围内;镜面反射区域A的上底与一个腰之间的夹角ξ1在98°~113°范围内,如此,投影装置的紧凑性较好。
在一些实施例中,镜面反射区域A的下底长度P3在105~115mm范围内,上底长度P2在61.8~78.6mm范围内,高P4在59.8~75.3mm范围内,如此,投影装置的紧凑性较好。需要说明的是,
在一个具体实施例中,第二透镜LNS2延伸平面与第二反光镜MR2的反射面之间的夹角为41°,第二反光镜MR2的镜面反射区域A为等腰梯形,第二反光镜MR2的镜面反射区域A下底长度P3与上底长度P2的比值在1.4-1.8 范围内,第二反光镜MR2的镜面反射区域A上底与一个腰之间的夹角ξ1在 105°~111°范围内。例如,第二反光镜MR2的镜面反射区域A下底长度P3 在110.8±3mm范围内,上底长度P2在67.8±3mm范围内,高P4在63.8±3mm 范围内;优选地,第二反光镜MR2的镜面反射区域A下底长度P3在110.8± 0.3mm范围内,上底长度P2在67.8±0.3mm范围内,高P4在63.8±0.3mm范围内。
非镜面反射区域A的宽度P1在13-18mm范围内,例如,非镜面反射区域 B的宽度P1范围在14.5~15.5mm范围内。如此,投影装置的紧凑性较好。
在一些实施例中,显示装置还包括第一反光镜MR1,第一反光镜MR1设置为将从显示面板PNL出射的光反射进入投影镜头3。具体地,第一反光镜 MR1设置在显示面板PNL远离光源组件2的一侧,并且第一反光镜MR1设置在第一透镜LNS1远离光源组件2的一侧。第一反光镜MR1可以为平面反射镜。第一反光镜MR1可以将显示面板PNL出射的光线反进入投影镜头3。
图31为本公开的一些示范性实施例的投影装置中的第一反光镜的示意图。参考图31,第一反光镜MR1越靠近显示面板PNL的区域其宽度越小,越远离显示面板PNL的区域其宽度越大。例如,第一反光镜MR1的外轮廓为梯形。
例如,第一反光镜MR1包括成像镜面反射区域C,成像镜面反射区域C 的轮廓可以为梯形。例如,成像镜面反射区域C的轮廓与第二反光镜MR2的轮廓相同。例如,成像镜面反射区域C的轮廓可以为等腰梯形。
在一个具体实施实施例中,显示面板PNL延伸平面与第一反光镜MR1的反射面之间的夹角为45°;第一反光镜MR1为等腰梯形,第一反光镜MR1 的上底与一个腰之间的夹角ξ2在98°~100°范围内。例如,第一反光镜MR1 的下底长度P6在110.8±3mm范围内,上底长度P5在81.0±3mm范围内,高 P7在99.0±3mm范围内。例如,第一反光镜MR1的下底长度P6在110.8±0.3mm范围内,上底长度P5在81.0±0.3mm范围内,高P7在99.0±0.3mm范围内。如此,投影装置的紧凑性较好。
应当理解,尽管本文已经描述和示出了本公开的一些示范性实施例,但是本领域普通技术人员将容易地想到用于执行本文描述的功能和/或获得本文描述的结果和/或一个或多个优点的各种其他装置和/或结构,并且这些变化和/或修改中的每一个被认为在本公开的实施例的范围内。更一般地,本领域技术人员将容易理解,本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置都是意为示例性的,并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本公开教导的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到或能够使用不超过常规实验来查明本文描述的具体发明实施例的许多等同物。因此,应当理解,前述实施例仅通过示例的方式呈现,并且在所附权利要求及其等同物的范围内,发明实施例可以以不同于具体描述和要求保护的方式实施。本发明实施例针对本文所述的每个个别的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外,如果这种特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不是相互不一致的,则两个或多个这种特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合都包括在本发明范围内。
除非另有限定,用在本公开中的所有技术和科学术语具有与本公开所属的领域中熟练的技术人员所通常理解的意义相同的意义。
如本文在说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为意指如此结合的元件中的“任一个或两个”,即在一些情况下结合存在并且在其他情况下不结合存在的元件。用“和/或”列出的若干元件应该以相同的方式解释,即,如此结合的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体标识的元件之外,可以可选地存在其他元件,无论与具体标识的那些元件相关还是不相关。因此,作为非限制性示例,当结合诸如“包括”之类的开放式语言使用时,对“A和/或B”的提及可以在一个实施例中仅指A(可选地包括除B之外的元件);在另一个实施例中,仅指B(可选地包括除A之外的元件);在又一实施例中,指A和B两者(可选地包括其它元件)等等。
本领域技术人员将理解本文中(诸如在“基本上所有光”中或在“基本上由……组成”中)的术语“基本上”。术语“基本上”还可包括具有“整个地”、“完全地”、“所有”等的实施例。因此,在实施例中,形容词基本上也是可移除的。在适用的情况下,术语“基本上”还可涉及90%或更高、诸如95%或更高、特别地99%或更高、甚至更特别地99.5%或更高、包括100%。术语“包括”还包括其中术语“包括”意味着“由……组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及“和/或”之前和之后所提及项目中的一个或多个。比如,短语“项目1和/或项目2”和类似短语可涉及项目1和项目2中的一个或多个。术语“包括”可在一个实施例中是指“由……组成”,但可在另一个实施例中也指“包含至少所限定种类并且可选地包含一个或多个其他种类”。
此外,本说明书中和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于在类似元件之间进行区分,并不表示任何顺序、数量或者重要性。应理解,如此使用的术语在适当情形下是可互换的,并且本文所描述的本公开的实施例能够按与本文所描述或示出不同的顺序进行操作。
应注意,以上提及的实施例说明而不是限制本公开,并且本领域技术人员将能够在不背离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求中,放置在括号之间的任何参考标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用并不排除存在与权利要求中所陈述的那些不同的元件或步骤。本公开权利要求书中的措辞“一”或“一个”不排除复数,其仅仅旨在叙述的方便,不应当理解为对本公开保护范围的限缩。
本公开可借助于包括若干不同元件的硬件、以及借助于适当编程的计算机来实现。在枚举若干器件的装置权利要求中,这些装置中的若干个可由同一个硬件项体现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
本公开进一步适用于包括本说明书中所描述和/或附图中所示出的表征特征中的一个或多个的装置。本公开进一步涉及包括本说明书中所描述和/或附图中所示出的表征特征中的一个或多个的方法或过程。
本公开中所论述的各种方面可组合起来,以便提供另外的优点。另外,本领域技术人员将理解实施例可组合起来,并且多于两个实施例也可组合起来。此外,一些特征可形成一个或多个分案申请的基础。

Claims (18)

1.一种投影装置,包括:壳体、光源组件和投影镜头,其特征在于,所述投影装置内部形成有容纳空间,所述投影装置还包括位于所述容纳空间内的:第二反光镜、第二风机和透镜组件;所述第二反光镜设置在所述光源组件的出光侧,用于反射所述光源组件发出的光进入所述透镜组件,所述透镜组件用于对光进行准直;
所述容纳空间包括空气流动空间,所述空气流动空间包括第一子空间和第二子空间,所述光源组件、所述第二反光镜、所述透镜组件和所述壳体的一部分限定出所述第一子空间,所述第二子空间位于所述第一子空间的周围;
所述第二风机用于推动所述空气流动空间内的内部空气循环,使所述内部空气在所述第一子空间与所述第二子空间之间循环流动。
2.根据权利要求1所述的投影装置,其特征在于,所述第二风机包括风机壳体,所述风机壳体包括功能区和非功能区,所述功能区设置有第二入风口和第二出风口,所述非功能区设置有贯穿所述风机壳体的通风部;
所述第二入风口朝向所述第二子空间,所述第二出风口被配置为同时向所述第一子空间和所述第二子空间排入空气;
其中,排入所述第一子空间的空气经过所述通风部进入所述第二入风口;排入所述第二子空间的空气在所述第二子空间内流动后进入所述第二入风口。
3.根据权利要求2所述的投影装置,其特征在于,所述壳体还包括第三开口,所述第三开口的至少部分位于所述壳体的后表面;
所述投影装置还包括第一散热器,所述第一散热器位于所述第三开口处;所述发光组件、所述投影镜头、所述第一散热器和所述壳体共同限定出所述容纳空间;
所述第二子空间包括:位于所述第一散热器与所述第二风机之间的第一风道,所述第一散热器的至少部分构成所述第一风道的一侧侧壁;
其中,所述第二出风口向所述第一子空间排入的空气能够依次经过所述通风部和所述第一风道,再进入所述第二入风口。
4.根据权利要求3所述的投影装置,其特征在于,所述第二入风口朝向所述第一风道设置。
5.根据权利要求3所述的投影装置,其特征在于,所述投影装置还包括显示面板和第一透镜,所述显示面板位于所述透镜组件远离所述第二反光镜的一侧,所述第一透镜位于所述显示面板远离所述透镜组件的一侧;
所述透镜组件与所述显示面板之间具有第二间隙,所述第一透镜与所述显示面板之间具有第三间隙;
所述第二子空间还包括U型风道,所述U型风道包括并排设置且互相连通的第二风道和第三风道,所述第二风道包括所述第二间隙,所述第三风道包括所述第三间隙;所述第二出风口排入所述第二子空间的空气的流动路径包括所述第二风道、所述第三风道和所述第一风道。
6.根据权利要求5所述的投影装置,其特征在于,所述第二出风口朝向所述第二风道设置,所述第二出风口排入所述第二子空间的空气依次经过所述第二风道、所述第三风道和所述第一风道后,进入所述第二入风口。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,沿着垂直于所述第二反光镜的反光面方向,所述第二反光镜在所述第二风机的风机壳体上的投影与至少部分通风部无交叠。
8.根据权利要求7所述的投影装置,其特征在于,所述第二反光镜的反光面呈梯形,所述梯形具有互相平行的第一底边和第二底边,以及连接在第一底边与所述第二底边之间的腰,所述第一底边的长度大于所述第二底边的长度,所述第一底边位于所述第一子空间靠近所述透镜组件的位置,所述第二底边位于所述第二子空间远离所述透镜组件的位置;
沿着垂直于所述第二反光镜的反光面方向,所述梯形的腰在所述风机壳体上的投影与所述通风部接触或相邻。
9.根据权利要求8所述的投影装置,其特征在于,所述通风部分布在所述第二反光镜的两个腰侧;所述通风部包括多个通风孔,所述第二反光镜的每个腰侧均设置有多个通风孔。
10.根据权利要求2至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述第二出风口包括第一区域和第二区域,所述第二区域为所述第二出风口中与所述第二子空间相对的区域,所述第一区域为所述第二出风口中位于所述第二区域靠近所述第一子空间一侧的其余区域;
所述第一区域的面积为第一有效排入面积,所述第二区域的面积为第二有效排入面积,所述通风部的通风面积与所述第一有效排入面积之比在[1,1.3]范围内。
11.根据权利要求10所述的投影装置,其特征在于,所述通风部的通风面积与所述第一有效排入面积之比在[1.1,1.3]范围内。
12.根据权利要求2至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述第二出风口包括第一区域和第二区域,所述第二区域为所述第二出风口中与所述第二子空间相对的区域,所述第一区域为所述第二出风口中位于所述第二区域靠近所述第一子空间一侧的其余区域;所述第一区域的面积为第一有效排入面积,所述第二区域的面积为第二有效排入面积;
所述第二入风口的通风面积为所述第一有效排入面积与所述第二有效排入面积之和的M倍,M在[1,1.2]范围内。
13.根据权利要求2至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述第二出风口包括第一区域和第二区域,所述第二区域为所述第二出风口中与所述第二子空间相对的区域,所述第一区域为所述第二出风口中位于所述第二区域靠近所述第一子空间一侧的其余区域;所述第一区域的面积为第一有效排入面积,所述第二区域的面积为第二有效排入面积;
所述第二有效排入面积为所述第一有效排入面积面积的(1,3]倍。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述透镜组件包括:透光部和第二透镜,所述透光部位于所述第二透镜远离所述第二反光镜的一侧。
15.根据权利要求2至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述透镜组件配置为将所述第二出风口排出的空气分流,使一部分所述第二出风口排出的空气进入所述第一子空间,使一部分所述第二出风口排出的空气进入所述第二子空间。
16.根据权利要求15所述的投影装置,其特征在于,所述透镜组件包括:透光部和第二透镜,所述透光部位于所述第二透镜远离所述第二反光镜的一侧;
所述透镜组件还包括:与所述壳体连接的固定件,所述固定件与所述第二出风口相对设置;
所述透光部靠近所述第二出风口一侧的边缘、所述第二透镜靠近所述第二出风口一侧的边缘均通过所述固定件限位。
17.根据权利要求2至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述第二出风口包括第一开口部和第二开口部,所述第一开口部和所述第二开口部并排设置,所述第一开口部的长度小于所述第二开口部的长度;
其中,所述第一开口部的至少部分配置为朝向所述第一子空间排入空气,所述第二开口部的至少部分配置为朝向所述第二子空间排入空气。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的投影装置,其特征在于,所述投影装置还包括:
第一偏光元件,用于将所述第二反光镜所反射的光转换为具有第一偏振方向的第一偏振光;
显示面板,位于所述透镜组件远离所述第二反光镜的一侧,用于对所述第一偏振光的偏振方向进行调节,以射出第二偏振光;所述第二偏振光的偏振方向介于所述第一偏振方向与所述第二偏振方向之间,所述第一偏振方向与所述第二偏振方向垂直;
第一透镜,位于所述显示面板远离所述透镜组件的一侧,或者设置在所述显示面板与所述第一偏光元件之间;
第一反光镜,设置为将从所述显示面板出射的光反射进入所述投影镜头;
第二偏光元件,所述第二偏光元件设置在所述显示面板远离所述第一偏光元件的一侧,用于将第一偏振方向的偏振光与第二偏振方向的偏振光中的其中一者从所述投影镜头射出;
其中,所述第一反光镜和所述第二偏光元件为同一元件或不同元件。
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