CN215677278U - 亮度检测装置及投影设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种亮度检测装置，用于检测光源装置的出光亮度，光源装置用于发射出射光，亮度检测装置沿出射光的出光方向依次包括固定框和透光元件；固定框设有出光口，出射光经出光口入射至透光元件，透光元件用于透射出射光以形成透射光，还用于反射出射光以形成反射光；亮度检测装置还包括亮度传感器和处理器，亮度传感器设置于固定框，用于接收至少部分反射光以感测反射光的亮度，处理器和亮度传感器电连接，用于根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度。本实用新型提供的亮度检测装置，能根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度，实现了对光源装置出光亮度数据的远程监测，降低了光源装置的维护成本。本实用新型还提供一种投影设备。

Description

亮度检测装置及投影设备

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种亮度检测装置及投影设备。

背景技术

投影机的出光亮度往往会随着使用时间的增加而衰减，因此长时间使用后的投影机的出光亮度会逐渐减弱，需要时常检测投影机的出光亮度，以判断投影机的光机是否需要维护，目前投影机的维护通常是由技术人员现场对镜头出光亮度进行检测后，再决定是否进行维护，费时费力且维护成本高。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种亮度检测装置及投影设备，以解决上述问题。本实用新型实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本实用新型提供一种亮度检测装置，用于检测光源装置的出光亮度，光源装置用于发射出射光，亮度检测装置沿出射光的出光方向依次包括固定框和透光元件；固定框设有出光口，出射光经出光口入射至透光元件，透光元件用于透射出射光以形成透射光，还用于反射出射光以形成反射光；亮度检测装置还包括亮度传感器和处理器，亮度传感器设置于固定框，用于接收至少部分反射光以感测反射光的亮度，处理器和亮度传感器电连接，用于根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度。

在一种实施方式中，固定框包括入光面，入光面与透光元件相对，入光面设有入光孔，亮度传感器显露于入光孔。

在一种实施方式中，入光面和透光元件平行，且垂直于出射光的光轴。

在一种实施方式中，亮度传感器部分地设置于入光孔，亮度传感器包括受光面和与受光面相背的底面，受光面与入光面具有预设距离，底面位于入光孔外。

在一种实施方式中，亮度传感器包括多个传感器单元，多个传感器单元分别位于固定框的不同位置。

在一种实施方式中，多个传感器单元关于固定框的中心呈中心对称分布。

在一种实施方式中，亮度检测装置还包括补光光源，补光光源用于向透光元件发射补光光线。

在一种实施方式中，补光光源和固定框分别位于透光元件的两侧，补光光源位于透射光的出光范围之外。

第二方面，本实用新型还提供一种投影设备，包括光源装置以及上述任一亮度检测装置，光源装置包括光机、镜头和机壳，光机和镜头收容于机壳内，光机用于发射出射光，镜头设置于出射光的光路，固定框可拆卸地连接于机壳。

在一种实施方式中，机壳包括光机壳体和镜头盖，光机壳体设有开口，镜头经开口突伸至光机壳体外，镜头盖围绕开口设置，固定框可拆卸地连接于镜头盖。

在一种实施方式中，固定框与所述镜头盖之间沿所述出光方向具有间隙，投影设备还包括密封垫，密封垫设置于间隙。

在一种实施方式中，镜头的光轴的方向相对固定框的中心可调。

相较于现有技术，本实用新型提供的亮度检测装置及投影设备，能根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度，实现了对光源装置出光亮度数据的远程监测，节省了判断时间，降低了光源装置的维护成本。

本实用新型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申请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申请的一些实施例，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是现有技术的光源系统的结构示意图。

图2是本实用新型提供的亮度检测装置的结构示意图。

图3是图2所示的亮度检测装置的主视图。

图4是图2所示的亮度检测装置与光源装置的装配示意图。

图5是图2所示的亮度检测装置的检测原理示意图。

图6是图2所示的亮度检测装置(包括补光光源)与光源装置的装配示意图。

图7是本实用新型提供的投影设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型实施例，下面将参照相关附图对本实用新型实施例进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

发明人发现，现有技术中涉及一种检测光源亮度的方法，如图1所示，该方法通过在半透半反镜的透射光路设置一个亮度感应器，用以检测光源输出的光线透过半透半反镜的光强，因半透半反镜具有固定的透射率，因此可计算出光线到达半透半反镜时光线的亮度，从而反向推算光源的输出光亮度。该技术所涉及的亮度检测结构无法检测镜头出光口处的亮度，其检测结果只能用以评估在该半透半反镜之前的元器件损坏或者老化状态。此外，该技术的亮度检测结构设置在光源壳体内，拆卸维护时需要拆卸整机。

为了改善上述问题，发明人提出一种亮度检测装置及投影设备，以下结合及具体实施方式及说明书附图进行详细说明。

请参阅图2和图3，本实用新型提供一种亮度检测装置10，用于检测光源装置的出光亮度，光源装置用于发射出射光，亮度检测装置10沿出射光的出光方向依次包括固定框11和透光元件13；固定框11设有出光口112，出射光经出光口112入射至透光元件13，透光元件13用于透射出射光以形成透射光，还用于反射出射光以形成反射光；亮度检测装置10还包括亮度传感器15和处理器14，亮度传感器15设置于固定框11，用于接收至少部分反射光以感测反射光的亮度，处理器14和亮度传感器15电连接，用于根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度。

在本实施例中，固定框11大致为圆角矩形框体结构。固定框11设有出光口112，出射光可以经出光口112入射至透光元件13。在满足光源装置的出光需求的基础上，出光口112的大小可以根据实际情况设定。

请参阅图2和图4，固定框11包括入光面114，入光面114为固定框11背离光源装置的表面，用于接收经透光元件13反射的部分光线。入光面114与透光元件13相对，例如，入光面114和透光元件13平行，且垂直于出射光的光轴，使得入光面114与透光元件13的间距固定，当固定框11设置多个亮度传感器15时，每个亮度传感器15至透光元件13的间距大致相同，减少了各个亮度传感器15接受到的反射光的强度之间的差异，利于提升对光源装置的出光亮度检测的准确度。

固定框11还包括连接表面116，连接表面116与入光面114相背，连接表面116为固定框11靠近光源装置的表面，固定框11可以通过连接表面116固定于光源装置。

入光面114设有入光孔118，反射光自入光孔118入射至部分设置于入光孔118内的亮度传感器15，以使亮度传感器15接收和感测这部分反射光。在本实施例中，入光孔118为通孔，即，入光孔118贯穿入光面114和连接表面116。

入光孔118包括多个开孔1181，多个开孔1181分别位于固定框11的不同位置，例如，多个开孔1181关于固定框11的中心呈中心对称分布。在本实施例中，多个为四个，四个开孔1181均匀设置于固定框11的入光面114，即关于固定框11的中心呈中心对称分布，四个开孔1181设置于入光面114的上、下、左、右四个方向，其中，上、下、左、右四个方向按固定框11的主视图方向进行定义。在其他实施方式中，多个还可以是三个、五个或者更多。在另外一些实施方式中，开孔1181的数量还可以是一个或者两个。

透光元件13用于透射出射光以形成透射光，还用于反射出射光以形成反射光，例如，大部分出射光可以透过透光元件13并出射，如投影至投影屏幕，小部分出射光可以经透光元件13反射至固定框11，并且经入光孔118入射至亮度传感器15。在本实施例中，透光元件13可以为透明玻璃。

透光元件13可以设置于固定框11，例如，固定框11可以设置用于安装透光元件13的安装槽，透光元件13可以通过粘接的方式设置于安装槽内。再例如，亮度检测装置10还可以包括连接件16，连接件16连接于透光元件13和固定框11之间，连接方式可以是粘接，即透光元件13可以通过连接件16连接于固定框11。连接件16可以是环形连接框。

请继续参阅图2和图4，亮度传感器15用于接收至少部分反射光以感测反射光的亮度。由于亮度传感器15设置于固定框11，透射光经出光口112出射，因此亮度传感器15位于透射光的出光范围之外，不会对出射光进行遮挡。

亮度传感器15设置于固定框11，并显露于入光孔118。例如，亮度传感器15部分地设置于入光孔118。在本实施例中，亮度传感器15包括电路板152和传感器本体154，传感器本体154设置于电路板152并与电路板152电性连接，传感器本体154可以感测经透光元件13反射的出射光的亮度，电路板152可以为传感器本体154供电。电路板152可以通过传感器锁附螺钉固定于固定框11，传感器本体154显露于入光孔118。

亮度传感器15包括受光面153和与受光面153相背的底面155，其中，受光面153为传感器本体靠近透光元件13的表面，位于入光孔内，底面155为电路板152远离透光元件13的表面，位于入光孔118外。在本实施例中，受光面153与入光面114具有预设距离，使得经反射光及杂散光需要经过入光孔118才能入射至受光面153并被传感器本体154感测，减少了经透光元件13入射至传感器本体154的杂散光，提升了对光源装置的出光亮度检测的准确度。

亮度传感器15包括多个传感器单元156，其中，每个传感器单元156对应于一个开孔1181，即多个传感器单元156分别位于固定框11的不同位置，例如，多个传感器单元156关于固定框11的中心呈中心对称分布，便于记录传感器单元156相对镜头的位置，降低镜头出光亮度的检测难度。在本实施例中，如图3所示，传感器单元156的数量为四个，四个传感器单元156分别对应四个开孔1181设置。

处理器14和亮度传感器15电连接，用于根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度。处理器14可以对反射光的亮度值进行处理，得到光源装置的出光亮度值，实现了在不遮挡镜头出光的条件下对光源装置出光亮度数据的远程监测，便于工程师远程判断光源装置的光机是否需要维护，避免了频繁地出差检测维护，节省了判断的时间，降低了光源装置的维护成本。

请参阅图5，在镜头洁净无灰尘且镜头出光亮度值B₀不变的标准情况下，传感器单元156感测到的出射光的亮度值与镜头的中心至传感器单元156的距离呈一定的关系，可转换为传感器单元156检测的出射光的亮度值与镜头坐标的函数关系，例如描述为：

B＝B₀·f(x,y)

假设当镜头移动到(x,y)位置时，四个传感器单元156感测的亮度值分别为B_a，B_b，B_c，B_d，则可知四个传感器单元156感测的亮度值与镜头出光亮度值、镜头坐标的关系为：

[B_a,B_b,B_c,B_d]＝B₀·[f(x,y),f(y,-x),f(-x,-y),f(-y,x)]

因此，在测得四个传感器单元156感测的亮度值后，处理器14根据传感器单元156感测的亮度值与镜头坐标关系经过处理可得到唯一的镜头出光亮度值和镜头坐标值，提升了对光源装置的出光亮度检测的准确度。技术人员可以根据镜头坐标值对镜头的位置进行调正，例如，调整镜头的位置，使镜头的中轴线经过固定框11的中心。

在一种实施方式中，当镜头的中轴线经过固定框11的中心时，传感器单元156的数量还可以是一个，仅通过一个传感器单元156即可精确地获取镜头出光亮度。其中，镜头的中轴线经过固定框11的中心，可以是镜头的位置固定且镜头的中轴线经过固定框11的中心，还可以是在进行亮度检测前对镜头进行校准，使镜头的中轴线经过固定框11的中心。

请参阅图6，在一种实施方式中，亮度检测装置10还包括补光光源17，补光光源17用于向透光元件13发射补光光线，以对透光元件13进行补光。例如，当投影机长时间工作后，透光元件13通常会积聚灰尘，附着在透光元件13上的灰尘对入射至透光元件13的出射光具有散射作用，导致亮度传感器15感测的亮度值偏高，通过补光光源17对透光元件13进行补光，可以减弱灰尘的散射作用，以补偿附着透光元件13上的灰尘对镜头出光亮度值检测的影响偏差。具体地，在检测镜头出光亮度前，先打开补光光源17，根据亮度传感器15所测亮度值可知当前状态下透光元件13的透过率，从而实现对镜头出光亮度值偏差的补偿。在本实施方式中，补光光源17可以是LED光源。

补光光源17可以设置在透光元件13远离固定框11的一侧，并且位于透射光的出光范围之外，以避免挡光。补光光源17和固定框11分别位于透光元件13的两侧，例如，补光光源17可以通过支架连接于透光元件13。补光光源17的功率及数量可以根据需求进行选择，例如可以根据灰尘的积聚程度进行选择。

请继续参阅图2和图4，亮度检测装置10的检测原理为，光源装置的镜头发出的出射光经过透光元件13后，大部分出射光透过透光元件13后投射出去，极少量出射光被透光元件13反射，或者被连接件16等周围结构件散射，这部分出射光中，又有一小部分进入固定框11的入光孔118并被传感器本体154感测，传感器本体154所感测出的亮度值与镜头出光亮度为某种特定关系，可据此推算出镜头出光亮度。镜头出光亮度数据可远程监测，作为光源装置老化状态的重要参考数据，工程师无需亲临现场便可判断光源装置的光机是否需要维护。

综上，本实用新型提供的亮度检测装置10，通过亮度传感器15接收至少部分反射光以感测反射光的亮度，处理器14根据反射光的亮度获取光源装置的出光亮度，实现了在不遮挡镜头出光的条件下对光源装置出光亮度数据的远程监测，便于工程师远程判断光源装置的光机是否需要维护，简单便捷，减少了技术人员的出差维护，节省了技术人员判断的时间，降低了光源装置的维护成本。

请参阅图7，本实用新型还提供一种投影设备1，包括光源装置20以及亮度检测装置10，光源装置20包括机壳22、光机24和镜头26。光机24和镜头26收容于机壳22内，光机24用于发射出射光，镜头26设置于出射光的光路，机壳22可拆卸地与固定框11连接。

光源装置20可以是影院投影机系列、工程投影机系列等使用频率较高的产品。

机壳22包括光机壳体221和镜头盖223，光机壳体221设有开口2212，开口2212可以用于镜头26出光。镜头盖223围绕开口2212设置，镜头盖223可以罩住亮度传感器15(图2)的尾部，减少从亮度传感器15的尾部进入亮度传感器15的光线，提升对光源装置20的出光亮度检测的准确度。在本实施例中，镜头盖223可以与光机壳体221一体设置，例如一体注塑成型。在其他实施方式中，镜头盖223还可以通过粘接、焊接或者螺钉锁付的方式与光机壳体221连接。固定框11可拆卸地连接于镜头盖223，例如，固定框11通过四个固定螺钉与镜头盖223固定。在本实施例中，固定框11与镜头盖223之间沿出光方向具有间隙(图未示)。

亮度传感器15通过传感器锁附螺钉固定于固定框11，固定框11通过固定螺钉与镜头盖223固定，只需拆下固定框11便可对亮度传感器15进行更换，方便快捷。

光机24设置于机壳22内，并用于发射出射光。光机24可以包括光源、空间光调制器及散热结构等。

镜头26用于对出射光进行处理，例如，可实现等焦距或者更高的变倍比，提高成像品质。镜头26经开口2212突伸至光机壳体221外。镜头26可以包括透镜组及光阑等，其中，透镜组可以是双凹透镜、双凸透镜、平凸透镜和平凹透镜的组合。在本实施例中，镜头26的光轴的方向相对固定框11的中心可调，可以通过调整镜头26的位置，使镜头26的中轴线经过固定框11的中心。例如，镜头26的一端固定于光机24，另一端悬空，使得镜头26可做上下左右等多方向的平移，并相对固定框11的中心可调。

在本实施例中，投影设备1还包括密封垫28，密封垫28设置于固定框11与镜头盖223之间的间隙，使得亮度传感器15处于相对密封、少尘环境中，以减少从固定框11和镜头盖223之间进入镜头26或者亮度检测装置10的灰尘等杂质，提升对光源装置20的出光亮度检测的准确度。

综上，本实用新型提供的投影设备1，通过亮度传感器15接收至少部分反射光以感测反射光的亮度，处理器14根据反射光的亮度获取光源装置20的出光亮度，实现了在不遮挡镜头26出光的条件下对光源装置20出光亮度数据的远程监测，便于工程师远程判断光源装置20的光机24是否需要维护，节省了判断的时间，降低了光源装置20的维护成本。另外，只需拆下固定框11便可对亮度传感器15进行更换，方便快捷。密封垫28连接于固定框11和镜头盖223之间，使亮度传感器15处于相对密封、少尘环境中，减少从固定框11和镜头盖223之间进入镜头26或者亮度检测装置10的灰尘等杂质，提升对光源装置20的出光亮度检测的准确度。

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

Claims (12)

1.一种亮度检测装置，其特征在于，用于检测光源装置的出光亮度，所述光源装置用于发射出射光，所述亮度检测装置沿所述出射光的出光方向依次包括固定框和透光元件；

所述固定框设有出光口，所述出射光经所述出光口入射至所述透光元件，所述透光元件用于透射所述出射光以形成透射光，还用于反射所述出射光以形成反射光；

所述亮度检测装置还包括亮度传感器和处理器，所述亮度传感器设置于所述固定框，用于接收至少部分所述反射光以感测所述反射光的亮度，所述处理器和所述亮度传感器电连接，用于根据所述反射光的亮度获取所述光源装置的出光亮度。

2.根据权利要求1所述的亮度检测装置，其特征在于，所述固定框包括入光面，所述入光面与所述透光元件相对，所述入光面设有入光孔，所述亮度传感器显露于所述入光孔。

3.根据权利要求2所述的亮度检测装置，其特征在于，所述入光面和所述透光元件平行，且垂直于所述出射光的光轴。

4.根据权利要求2所述的亮度检测装置，其特征在于，所述亮度传感器部分地设置于所述入光孔，所述亮度传感器包括受光面和与所述受光面相背的底面，所述受光面与所述入光面具有预设距离，所述底面位于所述入光孔外。

5.根据权利要求1所述的亮度检测装置，其特征在于，所述亮度传感器包括多个传感器单元，所述多个传感器单元分别位于所述固定框的不同位置。

6.根据权利要求5所述的亮度检测装置，其特征在于，所述多个传感器单元关于所述固定框的中心呈中心对称分布。

7.根据权利要求1所述的亮度检测装置，其特征在于，所述亮度检测装置还包括补光光源，所述补光光源用于向所述透光元件发射补光光线。

8.根据权利要求7所述的亮度检测装置，其特征在于，所述补光光源和所述固定框分别位于所述透光元件的两侧，所述补光光源位于所述透射光的出光范围之外。

9.一种投影设备，其特征在于，包括光源装置以及如权利要求1-8任一项所述的亮度检测装置，所述光源装置包括光机、镜头和机壳，所述光机和所述镜头收容于所述机壳内，所述光机用于发射所述出射光，所述镜头设置于所述出射光的光路，所述固定框可拆卸地连接于所述机壳。

10.根据权利要求9所述的投影设备，其特征在于，所述机壳包括光机壳体和镜头盖，所述光机壳体设有开口，所述镜头经所述开口突伸至所述光机壳体外，所述镜头盖围绕所述开口设置，所述固定框可拆卸地连接于所述镜头盖。

11.根据权利要求10所述的投影设备，其特征在于，所述固定框与所述镜头盖之间沿所述出光方向具有间隙，所述投影设备还包括密封垫，所述密封垫设置于所述间隙。

12.根据权利要求9所述的投影设备，其特征在于，所述镜头的光轴的方向相对所述固定框的中心可调。

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