CN214375771U - 具有自动调焦功能的镜头及投影仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有自动调焦功能的镜头以及投影仪，镜头包括外筒、滑动的内筒驱动组件以及光耦组件，所述外筒设置有绕外筒的轴线螺旋延伸的导向孔和沿外筒的轴向延伸的限位孔；内筒设置环形凹槽；驱动组件包括驱动电机、驱动齿轮、滑动安装于所述环形凹槽内的滑块、装于导向孔的传动件、与传动件连接的调焦齿条，驱动电机和光耦组件分别安装于外筒；调焦齿条的一端连接有遮光结构；光耦组件的连接结构包括依次弯折连接的第一段、第二段和第三段，围成第一腔体和第二腔体，连接端子与光耦器件分别位于第一腔体和第二腔体，且光耦器件设置于遮光结构的滑动行程内。本实用新型能够提高投影仪的画面质量。

Description

具有自动调焦功能的镜头及投影仪

技术领域

本实用新型涉及投影技术领域，尤其涉及一种具有自动调焦功能的镜头及投影仪。

背景技术

投影仪是一种将图像或视频投射到幕布或者墙体上的设备，其广泛应用于家庭、办公室、学校、娱乐场所等，投影仪在使用时常常需要根据不同的投影距离和幕布大小等因素来调整焦距，以呈现清晰的画面。现有的投影仪通过内筒相对于外筒伸缩滑动来进行调焦，外筒设置相对于其轴线倾斜的导向孔和沿其周向延伸的齿条，齿条与驱动齿轮啮合，以带动外筒转动，内筒的外壁连接有拨杆和驱动电机，拨杆穿过导向孔，驱动电机与驱动齿轮连接。有的投影仪在内筒上还安装有光耦器件，外筒上相应的设置有与光耦器件配合的遮光结构，以对拨杆的运动行程进行限制。如此，外筒转动时，拨杆相对于导向孔滑动，进而带动内筒沿外筒的轴向运动。

然而，这种结构由于内筒相对于外筒作轴向运动，而驱动电机和光耦器件均安装于内筒上，势必增加整个内筒的重量，影响内筒的运动精度；且仅通过拨杆与内筒的连接处带动内筒运动，不仅需要较大的作用力，而且仅通过该处的拨杆推动内筒运动，势必降低整个内筒相对于外筒轴向运动的精度，甚至会造成内筒安装的有些光学镜片偏轴，影响整个投影仪的画面质量，以及造成光耦器件与遮光结构对位较差，降低对拨杆行程的控制精度，若调焦过度可能损坏整个调焦机构。

实用新型内容

基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种具有自动调焦功能的镜头及投影仪，以解决现有镜头中存在的内筒运动精度低、投影仪成像质量差等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的第一方面提供了一种具有自动调焦功能的镜头，用于投影仪，包括外筒、沿所述外筒轴向滑动的内筒以及驱动所述内筒滑动的驱动组件，所述外筒设置有导向孔，所述驱动组件包括驱动电机、连接于所述驱动电机的驱动齿轮以及传动件，所述传动件滑动插装于所述导向孔，且其一端与所述内筒连接；

所述驱动电机安装于所述外筒；所述导向孔绕所述外筒的轴线螺旋延伸，所述外筒还设置有沿轴向延伸的限位孔；所述内筒的外壁上连接有滑动插装于所述限位孔的限位件，并设置有沿所述内筒的外周向环绕的环形凹槽；

所述驱动组件还包括滑动安装于所述环形凹槽内的滑块、与所述传动件的另一端连接的调焦齿条，所述滑块沿所述环形凹槽的周向延伸；所述驱动齿轮与所述调焦齿条啮合，所述调焦齿条位于所述外筒的外侧，其一端连接有遮光结构；

还包括光耦组件，所述光耦组件包括安装座、电路板、安装于所述电路板上的连接端子和光耦器件，所述安装座包括安装于所述外筒的连接板、连接于所述连接板的连接结构，所述连接结构包括依次弯折连接的第一段、第二段和第三段，且所述第一段与所述第三段位于所述第二段相背离的两侧，所述第一段与所述第二段围成第一腔体，所述第三段与所述第二段围成第二腔体，所述电路板固定连接于所述连接结构背离所述连接板的一面，所述连接端子与所述光耦器件分别位于所述第一腔体和第二腔体，且所述光耦器件设置于所述遮光结构的滑动行程内，以使所述遮光结构能够随着所述调焦齿条的滑动伸入或者滑出所述光耦器件的发射端与接收端之间。

优选地，所述第一段和所述第三段均设置有第一锁紧孔，所述第二段设置有第一定位柱；所述电路板上设置有与所述第一锁紧孔配合的第一安装孔和与所述第一定位柱配合的第一定位孔；所述电路板通过穿过所述第一安装孔的第一锁紧件固定于所述连接结构。

优选地，所述第三段的横截面大于所述第一段的横截面，所述第一段的横截面大于所述第二段的横截面；所述光耦器件安装于所述第二腔体；其中，所述横截面指垂直于所述外筒的径向的截面。

优选地，所述第三段上的第一安装孔位于其靠近所述第二腔体的一侧，所述第三段上还设置有工艺凹槽。

优选地，所述连接板为弧形板，朝背离所述外筒的一侧突出，所述连接板上设置有第二定位柱和第二安装孔；所述外筒设置有与所述第二定位柱配合的第二定位孔和与所述第二安装孔配合的第二锁紧孔，所述安装座通过穿过所述第二安装孔的第二锁紧件安装于所述外筒。

优选地，所述外筒包括呈阶梯结构的调焦筒，所述限位孔、所述第二锁紧孔以及所述第二定位孔设置于所述调焦筒的大段，所述导向孔设置于所述调焦筒的小段；

所述连接板的部分自所述大段延伸至所述小段，且与所述小段的外壁之间留有间隙，以在与所述光耦器件相对的区域形成避让区域；所述光耦器件与所述小段相对设置。

优选地，所述驱动组件还包括电机座，所述电机座包括基座和连接于所述基座的支撑结构，所述基座包括安装于所述外筒的弧形结构和连接于所述弧形结构的延伸结构，所述弧形结构沿所述外筒的周向延伸，其朝向所述外筒的内表面设置有第三定位柱，且其内表面在靠近所述外筒设置导向孔的一侧向内凹陷形成凹陷区；所述延伸结构向所述外筒背离所述导向孔的一侧延伸；所述弧形结构和所述延伸结构上均设置有第三安装孔；

所述驱动电机安装于所述支撑结构；所述调焦齿条包括条形基体，所述条形基体包括与传动件连接的基板部和连接于所述基板部的齿条部，所述基板部的部分区域位于所述凹陷区；所述遮光结构连接于所述条形基体。

优选地，所述遮光结构呈T型结构，包括自所述基板部延伸的底板和自所述齿条部延伸的遮光板，所述遮光板垂直连接于所述底板的外侧面。

优选地，所述外筒还包括连接于所述大段端部的连接法兰，所述连接法兰设置有用于与所述投影仪的光机壳连接的第三安装孔和定位缺口，所述定位缺口沿所述外筒的轴向贯通所述连接法兰。

优选地，所述外筒上还设置有沿所述导向孔的延伸方向延伸的限位滑槽，所述导向孔设置于所述限位滑槽的底部；所述调焦齿条的两端设置有限位滑凸，所述限位滑凸与所述限位滑槽滑动配合。

优选地，所述滑块的圆心角大于160°。

本实用新型的第二方面提供了一种投影仪，包括光机壳和上述任一项所述的镜头，所述镜头通过所述外筒安装于所述光机壳。

本实用新型提供的镜头，一方面增加滑块和调焦齿条，将外筒固定，通过传动件将调焦齿条的螺旋运动转化为滑块沿内筒的周向运动和沿外筒的轴向运动，从而推动内筒相对于外筒轴向运动，将驱动电机和光耦器件安装于外筒上，避免这些器件的运动，由于只需要驱动内筒运动，因此能够减小对内筒的驱动力，且由于设置有滑块，滑块为条形块，因此能够增加滑块与内筒的接触面积，使施加于内筒的轴向力在其周向上更为均匀，进而提高内筒相对于外筒轴向运动的精度，降低镜头内光学镜片组发生偏轴的几率，提高投影仪的画面质量。另一方面，将遮光结构设置于调焦齿条在其延伸方向的一端，既不会增加其他部件，又能够保证遮光结构与调焦齿条运动的一致性；进一步地，为了增加遮光结构与光耦器件的对位精度，光耦组件的连接结构设置有连续弯折的第一段、第二段和第三段，电路板与这三段均接触，且使光耦器件与连接端子分别位于第二段的两侧，从而增加光耦器件安装的稳定性，同时能够避免光耦器件与连接端子之间的干扰，减小镜头在其径向上的尺寸。

本实用新型的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本实用新型的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本实用新型所提供的镜头的一种优选实施方式的结构示意图；

图2为图1所提供的镜头的爆炸视图；

图3为图1所提供的镜头的纵截面剖视图；

图4为图1所提供的镜头的一个横截面剖视图；

图5为本实用新型所提供的镜头中，光耦组件的一种优选实施方式的结构示意图；

图6为图5所提供的光耦组件的爆炸视图；

图7、图8为本实用新型所提供的镜头中，外筒的一种优选实施方式的结构示意图；

图9为本实用新型所提供的镜头中，电机座的一种优选实施方式的结构示意图；

图10为本实用新型所提供的镜头中，内筒的一种优选实施方式的结构示意图；

图11为本实用新型所提供的镜头中，调焦齿条的一种优选实施方式的结构示意图。

图中：

100、镜头；10、外筒；11、限位孔；12、限位滑槽；13、导向孔；14、调焦筒；141、小段；142、大段；1421、第二定位孔；1422、第二锁紧孔；1423、第三锁紧孔；1424、第三定位孔；15、连接法兰；151、第四安装孔；152、定位缺口；16、伸出段；20、内筒；21、环形凹槽；22、第四锁紧孔；30、限位件；31、滑动件；32、紧固件；40、驱动组件；41、传动件；42、滑块；43、驱动电机；44、驱动齿轮；45、调焦齿条；451、啮合齿；452、限位滑凸；453、连接孔；454、条形基体；4541、基板部；4542、齿条部；455、遮光结构；4551、底板；4552、遮光板；4552a、梯形段；4552b、直板段；46、电机座；461、基座；4611、弧形结构；4612、延伸结构；4613、第三定位柱；4614、第三安装孔；462、支撑结构，50、光耦组件；51、安装座；511、连接板；5111、第二定位柱；5112、第二安装孔；512、连接结构；5121、第一段；5122、第二段；5123、第三段；5123a、工艺凹槽；5124、第一锁紧孔；5125、第一定位柱；52、光耦器件；53、电路板；531、第一安装孔；532、第一定位孔；54、连接端子；60、光学镜片组；

510、第一锁紧件；520、第二锁紧件；530、第三锁紧件；540、第四锁紧件。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型提供了一种投影仪，如图1-11所示，包括光机壳(图中未示出)和镜头100，镜头包括外筒10和沿外筒10的轴向滑动的内筒20以及驱动内筒20滑动的驱动组件40，外筒10设置有导向孔13，驱动组件40包括驱动电机43、连接于驱动电机43的驱动齿轮44以及传动件41，传动件41滑动插装于导向孔13，且其一端与内筒20连接，可以为直接连接，也可以为间接连接(如下文所述的通过滑块42连接)，镜头通过外筒10安装于光机壳。可以理解地，镜头100还包括光学镜片组60，光学镜片组200安装于内筒20内。

继续参考图1-图11，驱动电机43优选为步进电机，安装于外筒10上。导向孔13绕外筒的轴线螺旋延伸，外筒10还设置有轴向延伸的限位孔11，即外筒10的外壁上设置有限位孔11和导向孔13，二者均贯穿外筒10的单侧外壁，导向孔13为螺旋延伸的条形孔或者称为腰型孔，限位孔11为沿平行于外筒10的轴向的方向延伸的条形孔或者称为腰型孔。内筒20的外壁上连接于滑动插装于限位孔11的限位件30，并设置有沿其周向环绕的环形凹槽21。驱动组件40还包括滑动安装于环形凹槽21内的滑块42、与传动件41的另一端连接的调焦齿条45，滑块42沿环形凹槽21的周向延伸，即滑块42为弧形的条状块，且内弧面与环形凹槽21贴合；传动件41的一端与滑块41连接，另一端与调焦齿条45连接(可以为固定连接，也可以为可拆卸连接)；驱动齿轮44与调焦齿条45啮合，调焦齿条45位于外筒10的外侧，其一端设置有遮光结构455。通过限位件30与限位孔11的滑动配合限制内筒20只能沿着外筒10的轴向滑动，并且在内筒20上设置有环形凹槽21，外筒10上设置有螺旋延伸的导向孔13，使传动件41既绕着外筒10的轴线螺旋滑动，同时能够随着滑块42绕着内筒20的周向运动，传动件41还连接有位于外筒10外侧的调焦齿条45，当驱动电机43带动驱动齿轮44转动时，与驱动齿轮44啮合的调焦齿条45带动传动件41相对于外筒10螺旋滑动，进而推动内筒20沿外筒10的轴向滑动，可见，在调焦的过程中将传动件41的螺旋运动转换为了内筒20的轴向运动，这种方式在整个调焦过程中内筒20仅作轴向运动，因此安装于内筒20内的光学镜片组60也不会发生旋转，且整个光学镜片组60的光轴也不会发生倾斜，从而能够降低对投影仪投影效果的不利影响，使画面更为清晰。

镜头100还包括光耦组件50，光耦组件50包括安装座51、电路板53、安装于电路板53的连接端子54和光耦器件52，安装座51包括连接于外筒10上的连接板511和连接于连接板511的连接结构512，连接结构512位于连接板511背离外筒的一侧，其包括依次弯折连接的第一段5121、第二段5122和第三段5123，且第一段5121与第三段5123位于第二段5122相背离的两侧，如图5、图6所示，第一段5121与第二段5122围成第一腔体，第三段5123与第二段5122围成第二腔体，电路板53固定连接于连接结构512背离连接板511的一面，连接端子54与光耦器件52分别位于第一腔体和第二腔体；光耦器件52通过连接端子54与其他部件如下文所述的控制单元连接，且光耦器件52设置于遮光结构455的滑动行程内，以使遮光结构455能够随着调焦齿条45的滑动伸入或者滑出光耦器件455的发射端与接收端之间。

上述镜头100，一方面增加滑块42，将外筒10固定，具体地与光机壳固定，通过传动件41将调焦齿条45的螺旋运动转化为滑块42沿内筒20的周向运动和沿外筒10的轴向运动，从而推动内筒20相对于外筒10轴向运动，将驱动电机43和光耦器件52安装于外筒10上，避免这些器件的运动，由于只需要驱动内筒20运动，因此能够减小对内筒20的驱动力，且由于设置有滑块42，滑块42为弧形的条形块，能够增加滑块42与环形凹槽21的接触面积，滑块42在滑动时，会受到驱动齿轮44通过调焦齿条45、传动件41传递的作用力，能够提高调焦齿条45和滑块42滑动的稳定性。因此能够增加滑块42与内筒20的接触面积，使施加于内筒20的轴向力在其周向上更为均匀，进而提高内筒20相对于外筒10轴向运动的精度，降低镜头100内光学镜片组200发生偏轴的几率，提高投影仪的画面质量。另一方面，使用调焦齿条45，使其仅环绕外筒10的部分外周，因此，在其延伸方向上有空间设置与光耦器件52配合的遮光结构455，而不必要占用外筒10轴向上的其他空间，显然能够减小整个镜头100的轴向尺寸，有利于投影仪向小型化发展，且直接将遮光结构455设置于于调焦齿条45在其延伸方向的一端，既不会增加其他部件，又能够保证遮光结构455与调焦齿条45运动的一致性，从而提高调焦的精度。进一步地，为了增加遮光结构455与光耦器件52的对位精度，光耦组件50的连接结构512设置有连续弯折的第一段5121、第二段5122和第三段5123，电路板53与这三段均接触，且使光耦器件52与连接端子54分别位于第二段5122的两侧，从而增加光耦器件52安装的稳定性，同时能够避免光耦器件52与连接端子54之间的干扰，减小镜头100在其径向上的尺寸。再一方面，连接端子54与光耦器件52被连接结构512隔离开，能够防止连接端子54与光耦器件52之间的干扰，保证光耦器件52的检测精度，若直接将二者设置于同一侧，在连接端子54与其他接口端子插拔时可能触碰光耦器件52，影响其检测精度。

在有些实施例中，会使用齿轮直接代替调焦齿条，齿轮上设置有与传动件配合的条形槽，条形槽沿外筒的轴向延伸，然后将齿轮套设在外筒的外侧，这种方式虽然也能够实现光学镜片组200不旋转的效果，然而，在调焦过程中，齿轮与传动件会沿着条形槽相对滑动，即齿轮的周向转动先转换成传动件的螺旋运动，之后才会转换成内筒的轴向运动，显然，这种传动方式会增加整个调焦机构的累积误差，降低调焦的精度，而本实用新型中，传动件41与调焦齿条45是连接在一起的，在整个调焦过程中二者是不会发生相对滑动的，即调焦齿条45与传动件41是一起作螺旋运动的，因此能够减少调焦过程中的累积误差，更好地提高调焦的精度。

具体地，第一段5121和第三段5123分别设置有第一锁紧孔5124，第二段5122设置有第一定位柱5125；电路板53上设置有与第一锁紧孔5124配合的第一安装孔531和与第一定位柱5125配合的第一定位孔532；电路板53通过穿过第一安装孔531的第一锁紧件510固定于连接结构512，采用这种定位柱和锁紧孔的布置方式，能够避免电路板53的边缘翘起，从而保证光耦器件52的安装精度。第一定位柱5125可以设置有一个、两个或者更多个，优选地，第一定位柱5125设置有两个，且沿第二端5122的延伸方向布置，相应地，电路板53上设置有与第一定位柱5125对应的个数。同理，第一段5121和第三段5123可以分别设置一个、两个或者更多个第一锁紧孔5124，优选地，分别设置有一个第一锁紧孔5124，且位于第一段5121或者第三段5123背离第二段5122的一端。如此设置之后，能够进一步防止电路板53的边缘翘起，从而更好地提高光耦器件52的安装精度。

进一步地，第三段5123的横截面大于第一段5121的横截面，第一段5121的横截面大于第二段5122的横截面，光耦器件52安装于第二腔体，即第二腔体朝向遮光结构455设置，其中，此处的横截面指垂直于外筒10的径向的截面，采用这种结构能够使电路板的安装更可靠，且第三段5123的横截面最大，有利于使光耦器件52的安装更稳定。

在第三段5123的横截面设置的比较大的实施例中，第三段5123上的第三安装孔531位于第三段5123靠近第二腔体的一侧还设置有工艺凹槽5123a，以有利于连接结构512在该处释放应力，尤其是在注塑成型时有利于液体的流动，防止产生气泡等不利结构。

参考图6、图7，优选地，连接板511为弧形板，朝背离外筒10的一侧突出，即连接板511朝向外筒10的内表面成圆弧面，以使连接板511与外筒10更好地贴合连接，提高二者连接的可靠性；连接结构512背离连接板511的一面为平面结构，如此，能够增加电路板53与连接结构512的接触面积，且保证二者接触的稳定性，进而增加二者连接的可靠性。

安装座51与外筒10的固定方式可以为螺钉连接、卡接等方式，考虑到光耦器件52的装配精度要求比较高，安装座51朝向外筒10的内表面上设置有第二定位柱5111，安装座51上还设置有第二安装孔5112，在设置有连接板511的实施例中，第二定位柱5111和第二安装孔5112均设置于连接板511上。相应地，外筒10设置有与第二定位柱5111配合的第二定位孔1421和与第二安装孔5112配合的第二锁紧孔1422，安装座51通过穿过第二安装孔5112的第二锁紧件520安装于外筒10。采用这种定位孔与锁紧孔的配合方式，进一步增加光耦器件52的定位精度，以对调焦齿条45的行程进行更好地检测，尽可能降低由于过度调焦造成的镜头100损坏。

为了便于驱动电机43的安装，驱动组件40还包括电机座46，驱动电机43可以通过电机座46安装于外筒10上。如图9所示，电机座46包括基座461和连接于基座461的支撑结构462，基座461包括安装于外筒10的弧形结构4611和连接于弧形结构4611的延伸结构4612，弧形结构4611沿外筒10的周向延伸，延伸结构4612向外筒10背离导向孔13的一侧延伸，弧形结构4611和延伸结构4612均与外筒10的外壁相贴合。弧形结构4611朝向外筒10的内表面设置有第三定位柱4613，且其内表面在靠近外筒10设置导向孔13的一侧向内凹陷形成凹陷区。弧形结构4611的两端和延伸结构4612上均设置有第三安装孔4614。相应地，外筒10(在包括调焦筒14时为大段)上设置有与第三安装孔4614适配的第三锁紧孔1423、与第三定位柱4613配合的第三定位孔1424，电机座46通过穿过第三安装孔4614的第三锁紧件530与第三锁紧孔1423的配合固定于外筒10，驱动电机43通过第四锁紧件540安装于支撑结构462上。采用这种结构，能够增加驱动电机43安装的位置精度，且能够增加驱动电机43安装的稳定性。

一种实施例中，支撑结构462呈半环形，支撑结构462沿外筒10的周向相对设置有两个，驱动电机42安装于两个支撑结构462之间，其中，该处的半环形并不一定是圆周方向的一半，其仅表示该支撑结构462在圆周方向上是不封闭的，如此，增加驱动电机42安装的可靠性。进一步地，为了减轻整个镜头100的重量，支撑结构462上还设置有减重结构，如图9所示的减重槽，当然减重结构也可以为减重孔，同理，也可以在基座461上设置减重结构。

参考图7、图8，外筒10包括呈阶梯结构的调焦筒14，导向孔13设置于调焦筒14的小段141，限位孔11设置于大段142，采用这种阶梯结构，一方面将小段141的直径设置的较小，调焦齿条45可以充分利用其径向上的空间，减小整个镜头100的径向尺寸，有利于投影仪向小型化发展；另一方面，若导向孔13与限位孔11均设置于小段141，则限位件30与滑块42可能发生干涉，为了避免二者发生干涉，滑块42的滑动行程只能设置的比较小，这样无法应用于较大调焦行程的镜头，而本实用新型中，使限位滑槽12与限位孔11在外筒10的轴向上错位设置，可以解决上述问题，提高镜头的应用范围，且能够使整个镜头的空间布置更为紧凑。

在该实施例中，光耦组件50可以与大段142连接，具体地，参考图1，第二锁紧孔1422以及第二定位孔1421设置于调焦筒14的大段142，也就是说，安装座51安装于大段142，连接板511的部分自大段142延伸至小段141，且与小段141的外壁之间留有间隙，以使连接板511在与光耦器件52相对的区域形成避让区域，即连接板511形成有缺口，缺口位于其延伸至小段141的部分，且在外筒10的径向上与光耦器件52相对，如此，光耦器件52与小段141相对设置。这样设置后，由于遮光结构455直接设置于调焦齿条45的端部，因此，虽然安装座51安装于大段142，但是连接板511也不会向小段141延伸太长，即可将光耦器件52设置于遮光结构455的行程内。进一步地，设置导向孔13位于小段141靠近大段的一侧，如此，能够更好地减小连接板511延伸的长度，进而增加光耦器件52安装的可靠性。

如图1所示，在电机座46包括弧形结构4611的实施例中，电机座46安装于大段142，与光耦组件50在外筒10的周向上错位设置，如二者可以设置于外筒10在径向上的两端，以更好地平衡外筒10的重量，且弧形结构4611部分伸出小段141，以进一步减小镜头100的周向尺寸。进一步地，为了使镜头100的结构更为紧凑，弧形结构4611的内表面(朝向外筒10的一面)在靠近外筒10设置导向孔13的一侧向内凹陷形成凹陷区，如图9所示，在调焦筒14的小段141的一侧，其朝向外筒10的一面向内凹陷。在调焦齿条45包括条形基体454(下文会详细叙述)的实施例中，条形基体454包括与传动件41连接的基板部4541和连接于基板部4541的齿条部4542，基板部4541的部分区域位于凹陷区，即弧形结构4611与调焦齿条45的基板部4541之间留有间隔，这样，调焦齿条45可以一部分伸到基板部4541的内侧(靠近光机壳的一侧)，驱动齿轮44可以选用较窄的齿轮，驱动电机42的驱动轴也可以设置的较短，从而进一步减小驱动组件40在外筒10的轴向上的尺寸，使整个调焦机构100的结构更为紧凑。

具体地，大段142可以位于调焦筒14靠近镜头100入光侧或者出光侧，优选地大段142位于调焦筒14靠近入光侧的一侧，尤其在连接法兰15(下文会详述)设置于大段142的端部时，其他部件可以直接安装于大段142上，能够减轻整个镜头100在出光侧的重量，更好地保证整个投影仪的投影质量。当然，限位孔11和导向孔13也可以直接设置于同一圆筒上，即调焦筒14的外壁各处的外轮廓尺寸一致，如在为圆柱筒时，各处的直径相等。

外筒10还设置有连接法兰15，参考图2和图7，连接法兰15在外筒10的径向上突出设置，在外筒10包括调焦筒14的实施例中，连接法兰15可以连接于小段141的端部，也可以连接于大段142的端部，优选地，连接于大段142的端部，其效果如上文所述，这里就不再赘述。连接法兰15可以直接设置于整个外筒10的端部，一种优选的实施例中，较外筒10的外侧端(即靠近镜头的出光侧的一端)连接法兰15更靠近外筒10的内侧端(即靠近镜头100的入光侧的一端)，且内侧端伸出连接法兰15，也就是说，外筒10还包括伸出段16，伸出段16位于连接法兰15在外筒10靠近入光侧的一端。继续参考图7，连接法兰15上设置有用于与投影仪的光机壳连接的第四安装孔151、与光机壳定位的定位缺口152，第四安装孔151和定位缺口152沿外筒10的轴向贯通连接法兰15，定位缺口152设置于连接法兰15的边缘处；相应地，光机壳上设置有与第四安装孔151配合的第四锁紧孔和与定位缺口152配合的定位凸起，如此，在镜头安装于光机壳时，连接法兰15与光机壳的端面贴合，定位凸起与定位缺口152配合，对镜头100进行定位，然后第五锁紧件穿过第四安装孔151与第四锁紧孔锁紧，从而锁紧镜头100与光机壳。采用这种方式，能够保证镜头100尤其是其光学镜片组60与光机壳内的光学系统的对位精度，提高投影仪的画面质量；且通过使外筒10的内侧端伸出连接法兰15，外界的灰尘、水汽等必须沿着连接法兰15与光机壳之间的间隙、伸出段16与光机壳之间的间隙才能进入光机壳内，显然这种方式能够增加外界与光机壳内的连通的路径长度，可以更好地保护光机壳内的光学系统等不受灰尘、水汽等的影响。具体地，连接法兰15可以为方形结构，在其四个角位处分别设置有第四安装孔151，在其相对的两个边上分别设置有定位缺口152。定位缺口152可以为半圆柱孔，相应地，定位凸起为半圆柱体，半圆柱孔与半圆柱体相适配。

其中，调焦齿条45可以为弧形条状结构，即调焦齿条45可以为沿外筒10的周向延伸的条形结构，一种优选地实施例中，调焦齿条45沿限位滑槽12的延伸方向延伸，即调焦齿条45为螺旋条状结构，如图11所示，如此，调焦齿条45的宽度可以设置的比较窄，以更好地适应轴向尺寸较小的镜头，即采用螺旋延伸的调焦齿条45，在调焦齿条45的运动过程中，驱动齿轮44与调焦齿条45的啮合位置在调焦齿条45的宽度方向上基本不变，因此，能够减小整个投影仪的镜头的轴向尺寸；且采用这种螺旋延伸的调焦齿条45，在安装过程中，能够很好地辨认其与导向孔13的螺旋方向，进而方便安装。

考虑到调焦齿条45是设置于外筒10的外侧，其只有在与传动件41的连接处受到约束，而调焦齿条45与驱动齿轮42的啮合位置和与传动件41的连接位置不可能始终一致，因此，在调焦齿条45的滑动过程中，其两端可能会发生晃动，甚至相对于预定的螺旋轨迹有较大的偏移，导致调焦过程不平稳，传动精度降低，影响调焦效果，尤其是在需要的调焦行程较大，即传动件41的滑动行程较大时，相应的调焦齿条45也会比较长，这时调焦齿条45两端的晃动会更加明显。为了解决上述问题，本实用新型的一种优选实施例中，外筒10上还设置有沿导向孔13的延伸方向延伸的限位滑槽12，即限位滑槽12为设置于外筒10外壁上的螺旋槽，其可以由外筒10的外壁向内凹陷形成，导向孔13设置于限位滑槽12的底部。调焦齿条45的两端设置有限位滑凸452，限位滑凸452与限位滑槽12滑动配合，在调焦齿条45滑动的过程中，限位滑凸452也一起做螺旋滑动，能够对调焦齿条45的两端进行限制，进而使调焦齿条45的滑动更稳定，尤其是在调焦范围比较大的时候，该效果更为明显，进而更好地提高调焦的精度，保证投影仪的画面质量。且将导向孔13直接设置于限位滑槽12的底部，能够充分利用外筒10的空间，以更好地适应投影仪向小型化发展的趋势；且这种设置方式，也便于滑动精度的控制和导向孔13和限位滑槽12的加工。

继续参考图11，调焦齿条45的长度(即沿着其延伸方向的尺寸)可以根据具体需要进行设置，为了获得更好地调焦效果，以及适应幕布与投影仪之间较大距离范围的应用，调焦行程需要设置的比较大，调焦齿条45的长度也比较大，本实用新型的一种实施例中，调焦齿条45接近或者基本环绕外筒10周向的一半，即沿外筒10的轴向调焦齿条45的投影的圆心角接近或者等于180度，如为170度、175度、180度等，在该实施例中，调焦齿条45的两端设置限位滑凸452的效果尤其明显。当然，调焦齿条45的投影的圆心角也可以为90度、150度、190度等。

调焦齿条45包括条形基体454，条形基体454螺旋延伸，其外侧面设置有啮合齿451，内侧面的中部设置有连接孔453，限位滑凸452设置于内侧面上，且位于连接孔453沿条形基体454的延伸方向的两侧，连接孔453与传动件41连接。条形基体454的宽度可以小于、等于或者大于限位滑槽12的宽度，在大于限位滑槽12的宽度时，条形基体454与外筒10的外壁(在外筒10包括小段时为小段的外壁)贴合，传动件41的端部可以与连接孔453的底面留有距离，如此，整个调焦齿条45的重量不会作用于传动件41上，传动件41对于滑块42也不会施加径向的作用力，从而能够使滑块42在环形凹槽21内的滑动更顺畅，进而更好地实现内筒20的轴向滑动。

为方便加工和装配，一种优选实施例中，条形基体454包括基板部4541和连接于基板部4541的外侧面(即外侧面指基板部4541背离外筒10的一面)的齿条部4542，二者均沿限位滑槽12的延伸方向延伸，基板部4541与外筒10的外壁贴合，其宽度大于限位滑槽12的宽度；齿条部4542的宽度可以小于基板部4541的宽度，以进一步减小整个镜头的轴向尺寸。在该实施例中，啮合齿451设置于齿条部4542背离基板部4541的一面，连接孔453和限位滑凸452设置于基板部4541的内侧面(即与外筒10贴合的一面)，如此，能够使条形基体454更好地与外筒10的外壁贴合，且便于加工。

遮光结构455可以为直板结构，其可以连接于齿条部4542，基本沿着外筒10的径向延伸。另一种实施例中，遮光结构455呈T型结构，具体地，在设有基板部4541和齿条部4542的实施例中，遮光结构455包括自基板部4541延伸的底板4551和自齿条部4542延伸的遮光板4552，即底板4551与齿条部4552相互连接(可以直接连接也可以间接连接)，底板4551位于限位滑槽12的外部，遮光板4552垂直连接于底板4551的外侧面，即遮光板4552沿着底板4551的径向延伸。采用这种能够增加整个遮光结构455的可靠性，保证光耦组件50对调焦齿条45的行程检测的准确性，进而提高整个投影仪的可靠性。

进一步地，沿基板部4541的径向，遮光板4552包括梯形段4552a和直板段4552b，梯形段4552a垂直于齿条部4542的延伸方向的截面呈梯形，梯形段4552a的大端连底板4551，直板段4552b与梯形段4552a的小端连接，如此，通过梯形段4552a的过渡，能够更好地增加遮光板4552与底板4551连接的可靠性。

参考图2，滑块42沿环形凹槽21的周向延伸，如可以是圆心角为45°、90°、100°、150°、180°的弧形块，优选地，滑块42的圆心角大于160°，如165°、168°等，更优选地，接近或者等于180°，如170°、175°、180°等，以更好地增加调焦齿条45和滑块42滑动的稳定性。为了便于加工和装配，条形块的外壁在两端处的外弧面可以设置成平面结构。

其中，传动件41为呈阶梯结构的圆柱件，包括依次连接的第一连接段、导向段和第二连接段，第一连接段与滑块42连接，导向段与导向孔滑动配合，第二连接段与调焦齿条45连接。传动件41与滑块42可以通过螺纹连接、铆接、卡接等方式进行连接，为了方便装配和加工，第一连接段与滑块42螺纹连接。

传动件41与调焦齿条45也可以通过螺纹连接、铆接、卡接或者插装连接，为了方便装配和维修，传动件41与调焦齿条45为插装连接，即第二连接段可以为柱体结构或者块状结构，与调焦齿条45上的连接孔453插装配合。采用这种连接结构，能够降低第二连接段的加工精度，且能够限制调焦齿条45在外筒10的轴向上的位置，从而方便安装以及增加调焦齿条45与传动件41传动的精度。具体地，第二连接段可以为圆柱结构，连接孔453为圆柱孔，这种方式对于传动件41与滑块42连接时的相对位置要求较低，且能够方便第二连接段与连接孔453的插装配合；当然，也可以第二连接段为棱柱结构，连接孔453为与第二连接段配合的棱柱孔，这种方式在传动件41与滑块42安装后，需要保证第二连接段所在方位能够与连接孔453相适配。

导向段的直径与导向孔13的宽度相等，如此，传动件41与滑块42连接时的相对方向不需要特定设置，均能够与导向孔13配合，从而使导向段412与导向孔13更易配合，能够降低传动件41与滑块42的加工精度和传动件41的装配难度。其中，宽度指在垂直于限位滑槽12的延伸方向的方向上的尺寸。

上述各实施例中，限位件30与内筒20可以通过螺纹连接、铆接、卡接等方式进行连接。为了方便装配和加工，限位件30与内筒20通过螺纹连接，即限位件30的一端设置有外螺纹，另一端与限位孔11滑动配合；内筒20上设置有第四锁紧孔22，限位件30与第四锁紧孔22锁紧配合，如图2、图10所示。具体地，限位件30可以直接采用螺钉代替，但是考虑到螺钉的螺钉头的侧壁精度不够高，在与限位孔11配合时会影响内筒20轴向滑动的精度，本实用新型的一种优选实施例中，限位件30包括滑动件31和紧固件32，滑动件31可以呈圆柱结构，其外壁与限位孔11滑动配合，其中心设置有第五安装孔，紧固件32可以为螺钉、螺栓等零件，紧固件32穿过第五安装孔与第四锁紧孔22螺纹配合。滑动件31不限于是圆柱结构，其也可以是棱柱等结构，只要能够与限位孔11相适配即可。

进一步地，为了使内筒20更好地沿外筒10的轴向滑动，限位孔11、限位件30和第四锁紧孔22可以设置有多组，可以多组沿外筒20的周向布置，如沿外筒20的周向均匀布置有两组。

其中，上述的第一锁紧件510、第二锁紧件520、第三锁紧件530、第四锁紧件540可以分别为螺钉、螺栓等锁紧零件。

可以理解地，镜头100还包括隔圈、锁紧圈、密封圈等部件，以通过这些部件将光学镜片组200中的各光学镜片安装于内筒20。投影仪还包括控制单元(图中未示出)，驱动电机43和光耦器件52均与控制单元连接，工作时，最佳图像确定驱动电机的转动角度或者步数，然后根据该转动角度和步数驱动驱动齿轮44，进而使调焦齿条45带动传动件41、滑块42滑动，实现内筒20的轴向运动，进行调焦，并根据光耦器件52的信号控制驱动电机43停止工作。

需要说明的是，虽然上述各实施例中，光学镜片组60均安装于内筒20内的镜头，但是本实用新型并不限定于这种镜头，对于其他通过相对的两个镜筒之间的相对滑动实现调焦的镜头也适用，如有些镜头中，光学镜片组60中的各光学镜片可能会安装于不同的镜筒内，具体地，可能部分光学镜片安装于第一镜筒，部分光学镜片安装于第二镜筒，在实际应用时，第二镜筒与外筒固定，通过第一镜筒相对于第二镜筒的滑动实现调焦，此时只要将第一镜筒作为内筒设置即可；或者在有的实施例中，直接在本实用新型的内筒安装部分光学镜片，外筒安装部分光学镜片，此时，基本上可以直接使用上述实施例中的结构即可；当然，还有一些其他的光学镜片组60的设置方式，本领域技术人员可参照上述各实施例进行适应性修改即可，这里就不再赘述。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种具有自动调焦功能的镜头(100)，用于投影仪，包括外筒(10)、沿所述外筒(10)轴向滑动的内筒(20)以及驱动所述内筒(20)滑动的驱动组件(40)，所述外筒(10)设置有导向孔(13)，所述驱动组件(40)包括驱动电机(43)、连接于所述驱动电机(43)的驱动齿轮(44)以及传动件(41)，所述传动件(41)滑动插装于所述导向孔(13)，且其一端与所述内筒(20)连接；其特征在于，

所述驱动电机(43)安装于所述外筒(10)；所述导向孔(13)绕所述外筒(10)的轴线螺旋延伸，所述外筒(10)还设置有沿轴向延伸的限位孔(11)；所述内筒(20)的外壁上连接有滑动插装于所述限位孔(11)的限位件(30)，并设置有沿所述内筒(20)的外周向环绕的环形凹槽(21)；

所述驱动组件(40)还包括滑动安装于所述环形凹槽(21)内的滑块(42)、与所述传动件(41)的另一端连接的调焦齿条(45)，所述滑块(42)沿所述环形凹槽(21)的周向延伸；所述驱动齿轮(44)与所述调焦齿条(45)啮合，所述调焦齿条(45)位于所述外筒(10)的外侧，其一端连接有遮光结构(455)；

还包括光耦组件(50)，所述光耦组件(50)包括安装座(51)、电路板(53)、安装于所述电路板(53)上的连接端子(54)和光耦器件(52)，所述安装座(51)包括安装于所述外筒(10)的连接板(511)、连接于所述连接板(511)的连接结构(512)，所述连接结构(512)包括依次弯折连接的第一段(5121)、第二段(5122)和第三段(5123)，且所述第一段(5121)与所述第三段(5123)位于所述第二段(5122)相背离的两侧，所述第一段(5121)与所述第二段(5122)围成第一腔体，所述第三段(5123)与所述第二段(5122)围成第二腔体，所述电路板(53)固定连接于所述连接结构(512)背离所述连接板(511)的一面，所述连接端子(54)与所述光耦器件(52)分别位于所述第一腔体和第二腔体，且所述光耦器件(52)设置于所述遮光结构(455)的滑动行程内，以使所述遮光结构(455)能够随着所述调焦齿条(45)的滑动伸入或者滑出所述光耦器件(52)的发射端与接收端之间。

2.根据权利要求1所述的镜头(100)，其特征在于，所述第一段(5121)和所述第三段(5123)均设置有第一锁紧孔(5124)，所述第二段(5122)设置有第一定位柱(5125)；所述电路板(53)上设置有与所述第一锁紧孔(5124)配合的第一安装孔(531)和与所述第一定位柱(5125)配合的第一定位孔(532)；所述电路板(53)通过穿过所述第一安装孔(531)的第一锁紧件(510)固定于所述连接结构(512)。

3.根据权利要求1所述的镜头(100)，其特征在于，所述第三段(5123)的横截面大于所述第一段(5121)的横截面，所述第一段(5121)的横截面大于所述第二段(5122)的横截面；所述光耦器件(52)安装于所述第二腔体；其中，所述横截面指垂直于所述外筒(10)的径向的截面。

4.根据权利要求1所述的镜头(100)，其特征在于，所述第三段(5123)上的第一安装孔(531)位于其靠近所述第二腔体的一侧，所述第三段(5123)上还设置有工艺凹槽(5123a)。

5.根据权利要求1所述的镜头(100)，其特征在于，所述连接板(511)为弧形板，朝背离所述外筒(10)的一侧突出，所述连接板(511)上设置有第二定位柱(5111)和第二安装孔(5112)；所述外筒(10)设置有与所述第二定位柱(5111)配合的第二定位孔(1421)和与所述第二安装孔(5112)配合的第二锁紧孔(1422)，所述安装座(51)通过穿过所述第二安装孔(5112)的第二锁紧件(520)安装于所述外筒(10)。

6.根据权利要求5所述的镜头(100)，其特征在于，所述外筒(10)包括呈阶梯结构的调焦筒(14)，所述限位孔(11)、所述第二锁紧孔(1422)以及所述第二定位孔(1421)设置于所述调焦筒(14)的大段，所述导向孔(13)设置于所述调焦筒(14)的小段；

所述连接板(511)的部分自所述大段延伸至所述小段，且与所述小段的外壁之间留有间隙，以在与所述光耦器件(52)相对的区域形成避让区域；所述光耦器件(52)与所述小段相对设置。

7.根据权利要求6所述的镜头(100)，其特征在于，所述驱动组件(40)还包括电机座(46)，所述电机座(46)包括基座(461)和连接于所述基座(461)的支撑结构(462)，所述基座(461)包括安装于所述外筒(10)的弧形结构(4611)和连接于所述弧形结构(4611)的延伸结构(4612)，所述弧形结构(4611)沿所述外筒(10)的周向延伸，其朝向所述外筒(10)的内表面设置有第三定位柱(4613)，且其内表面在靠近所述外筒(10)设置导向孔(13)的一侧向内凹陷形成凹陷区；所述延伸结构(4612)向所述外筒(10)背离所述导向孔(13)的一侧延伸；所述弧形结构(4611)和所述延伸结构(4612)上均设置有第三安装孔(4614)；

所述驱动电机(43)安装于所述支撑结构(462)；所述调焦齿条(45)包括条形基体(454)，所述条形基体(454)包括与传动件(41)连接的基板部(4541)和连接于所述基板部(4541)的齿条部(4542)，所述基板部(4541)的部分区域位于所述凹陷区；所述遮光结构(455)连接于所述条形基体(454)。

8.根据权利要求7所述的镜头(100)，其特征在于，所述遮光结构(455)呈T型结构，包括自所述基板部(4541)延伸的底板(4551)和自所述齿条部(4542)延伸的遮光板(4552)，所述遮光板(4552)垂直连接于所述底板(4551)的外侧面。

9.根据权利要求6所述的镜头(100)，其特征在于，所述外筒(10)还包括连接于所述大段端部的连接法兰(15)，所述连接法兰(15)设置有用于与所述投影仪的光机壳连接的第四安装孔(151)和定位缺口(152)，所述定位缺口(152)沿所述外筒(10)的轴向贯通所述连接法兰(15)。

10.根据权利要求1-9任一项所述的镜头(100)，其特征在于，所述外筒(10)上还设置有沿所述导向孔(13)的延伸方向延伸的限位滑槽(12)，所述导向孔(13)设置于所述限位滑槽(12)的底部；所述调焦齿条(45)的两端设置有限位滑凸，所述限位滑凸与所述限位滑槽(12)滑动配合。

11.根据权利要求1-9任一项所述的镜头(100)，其特征在于，所述滑块(42)的圆心角大于160°。

12.一种投影仪，其特征在于，包括光机壳和权利要求1-11任一项所述的镜头(100)，所述镜头(100)通过所述外筒(10)安装于所述光机壳。

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