CN216718892U - 一种光学模组及投影设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种光学模组及投影设备，该光学模组，包括：壳体；分束器，所述分束器设置在所述壳体内，且固定于所述壳体的内壁；第一散热组件，所述第一散热组件设置在所述壳体的外侧，且所述第一散热组件与所述分束器对应设置。

Description

一种光学模组及投影设备

技术领域

本公开实施例涉及投影设备技术领域，更具体地，本公开实施例涉及一种光学模组及投影设备。

背景技术

对于投影设备，热跑焦是一个较为常见的问题。热跑焦会导致投影设备开机运行至热平衡的时间段内画面解析度发生变化，甚至导致投影画面严重模糊，影响用户体验。

然而，投影设备包括照明部分和镜头部分，照明部分主要包括光源系统和成像系统。其中，投影画面的解析度主要受到成像系统和镜头部分的影响。

对此，现有技术中，通过改善投影设备中的镜头部分的散热情况，以降低镜头局部或者投影设备整体的温度变化，从而改善投影设备的热跑焦问题。但是，这种方式无法有效解决成像部分随温度变化而产生形变的问题，改善效果较差。

实用新型内容

本公开实施例的目的在于提供一种光学模组及投影设备，旨在改善由成像系统造成的投影设备的热跑焦问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种光学模组，包括：

壳体；

分束器，所述分束器设置在所述壳体内，且固定于所述壳体的内壁；

第一散热组件，所述第一散热组件设置在所述壳体的外侧，且所述第一散热组件与所述分束器对应设置。

可选地，所述分束器包括光学面和非光学面，所述非光学面与所述壳体连接，所述第一散热组件与所述分束器的非光学面对应设置。

可选地，所述壳体的外表面包括第一区域，其中，所述第一区域是所述壳体与所述分束器连接的区域；

所述第一散热组件设置在所述第一区域，所述第一散热组件与外部空气进行热交换。

可选地，所述第一散热组件为金属散热器。

可选地，所述壳体的外表面包括第一区域和第二区域，其中，所述第一区域是所述壳体与所述分束器连接的区域，所述第二区域为所述壳体的外表面除所述第一区域之外的区域；

所述第一散热组件的一侧覆盖所述第一区域，所述第一散热组件的另一侧延伸至所述第二区域。

可选地，所述壳体的外表面包括第一区域，其中，所述第一区域是所述壳体与所述分束器连接的区域；

所述第一散热组件的一侧覆盖所述第一区域，所述第一散热组件的另一侧与外部设置的第二散热组件连接，其中，所述第二散热组件用于对投影设备进行散热。

可选地，所述第一散热组件可以包括层叠设置的多层散热结构。

可选地，所述第一散热组件包括以下至少一种：石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板和半导体制冷片。

根据本公开的第二方面，提供了一种投影设备，包括：

光学模组，所述光学模组为如本公开第一方面所述的光学模组；

镜头，所述镜头设置在光学模组的外侧，且与所述光学模组内的分束器对应设置。

可选地，第二散热组件，所述第二散热组件用于对所述投影设备进行散热。

根据本公开实施例，通过在光学模组的壳体外侧设置第一散热组件，且第一散热组件与分束器对应设置，以在光学模组的工作过程中，对壳体上与分束器接触的区域进行散热，可以降低壳体与分束器对应的区域的温度变化，减小由于壳体的热变形引起的分束器的位置偏移程度，从而改善投影设备的热跑焦现象。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1是根据实施例提供的一种光学模组的结构示意图；

图2是根据实施例提供的另一种光学模组的结构示意图；

图3是根据实施例提供的另一种光学模组的侧视图；

图4是根据实施例提供的又一种光学模组的结构示意图；

图5是根据实施例提供的又一种光学模组的侧视图；

图6是根据实施例提供的一种第一散热组件的结构示意图；

图7是根据实施例提供的另一种第一散热组件的结构示意图；

图8是根据实施例提供的一种投影设备的结构示意图。

附图标记：

10、光学模组；11、壳体，111、第一区域，112、第二区域；12、分束器；13、第一散热组件，131、第一散热层，132、第二散热层，133、第一散热结构，134、第二散热结构；20、镜头。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对于投影设备，热跑焦是一个较为常见的问题。热跑焦现象会导致投影设备开机运行至热平衡的时间段内画面解析度逐渐发生变化，甚至会导致投影画面模糊，无法看清，影响用户体验。

热跑焦是由于与投影画面解析度相关的镜片或结构件随温度变化而产生形变，使得投影设备内部的光线传播状态发生变化，从而对成像效果产生影响。

现有的投影设备一般包括照明部分和镜头部分，照明部分包括光源系统和成像系统，成像系统例如成像器件、分束棱镜等。其中，对投影画面解析度影响较大的是成像系统和镜头部分，也就是说，成像系统和镜头部分随温度变化而发生形变，造成热跑焦现象。

相关技术中，可以通过改善镜头部分的散热情况，例如，将塑料材质的镜头替换为金属材质的镜头，还例如，可以将镜头中的镜片替换为玻璃材质的镜片。这样，可以降低镜头局部或者投影设备整体的温度变化，从而改善热跑焦现象。

然而，经研究发现，投影设备的成像系统对投影画面的解析度也有较大影响。具体地，成像器件(例如DMD)发出或发射的光线会通过分束棱镜转折进入镜头部分，由于光线会在分束棱镜中多次穿透和反射，造成分束棱镜及其周边的温度较高，用于固定分束棱镜或者分束棱镜承靠的相关结构件(例如，光机壳体)受热会发生形变，当用于固定分束棱镜或者分束棱镜承靠的相关结构件受热产生变形时，会导致分束棱镜的位置随之发生偏离，从而影响投影画面的解析度。例如，投影设备开机运行至热平衡，即，分束棱镜从25°常温升高至较高的温度(例如，60°)，达到稳定，投影设备存在一定的温度变化区间(例如，35°)，温度变化较大，导致投影设备的光路变化较大，从而造成投影画面的清晰度越来越差。

但是，上述方式仅能改善镜头部分对热跑焦的影响，而无法解决成像部分对热跑焦的影响，改善效果较差。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种光学模组及投影设备的温度控制的技术方案，通过在壳体与分束器对应的区域设置散热装置，可以降低壳体与分束器对应的区域的温度变化，减小因热变形引起的分束器的位置偏离程度，从而改善热跑焦现象，

下面，参照附图描述根据本公开的各个实施例和例子。

请参见图1，本公开实施例提供了一种光学模组，该光学模组10包括壳体11、分束器12和第一散热组件13，所述分束器12设置在所述壳体11内，且固定于所述壳体11的内壁，所述第一散热组件13设置在所述壳体11的外侧，且所述第一散热组件13与所述分束器12对应设置。

在本实施例中，光学模组10可以用于成像。光学模组10例如可以是DLP(DigitalLight Processing，数字光处理)投影仪中的光学引擎。示例性地，光学模组可以包括壳体。光学模组还可以包括光源部分和成像系统，光源部分和成像系统设置在壳体内。其中，成像系统可以包括成像器件和分束器。成像器件例如可以是DMD(Digital MicromirrorDevice，数字微镜设备)，例如也可以是LCOS(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)。分束器可以将投影设备的光源发出的光线转折到成像器件上。在本实施例中，分束器例如可以是分束棱镜。分束棱镜可以是单个光学镜片，例如，RTIR分束棱镜。分束棱镜也可以是多个光学镜片的组合，例如，TIR分束棱镜。分束器设置在光学模组的壳体内。

示例性地，如图1所示，分束器12设置在壳体11内，分束器12和第一散热组件13分别设置的壳体11的内外两侧，且分束器12与第一散热组件13相对设置。也就是说，分束器12固定在壳体11的内壁上，第一散热组件13设置在壳体11的外侧壁上，且第一散热组件13与分束器12对应设置，第一散热组件13用于给壳体11与分束器12接触的区域散热。

示例性地，分束器12可以通过点胶的方式，粘贴在壳体11的内壁上。示例性地，分束器12也可以通过机械压紧的方式，固定在壳体11的内壁上。

示例性地，第一散热组件包括以下至少一种：金属散热器、石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板和半导体制冷片。

根据本公开实施例，通过在光学模组的壳体外侧设置第一散热组件，且第一散热组件与分束器对应设置，以在光学模组的工作过程中，对壳体上与分束器接触的区域进行散热，可以降低壳体与分束器对应的区域的温度变化，减小由于壳体的热变形引起的分束器的位置偏移程度，从而改善投影设备的热跑焦现象。

在一个实施例中，分束器包括光学面和非光学面，所述非光学面与所述壳体连接，所述第一散热组件与所述分束器的非光学面对应设置。

在本实施例，分束器可以是分束棱镜。对于分束棱镜，光学面可以是光线出射面、光线入射面、光线反射面、光线透射面等。非光学面可以用于固定分束器。示例性地，如图1所示，分束器12的上侧面为非光学面，分束器12的非光学面与壳体11的上侧壁连接，且第一散热组件13设置在壳体11的上表面。

在一个实施例中，请继续参见图1，所述壳体11的外表面包括第一区域111，其中，所述第一区域111是所述壳体11与所述分束器12连接的区域。请参见图2和图3，所述第一散热组件13设置在所述第一区域111，所述第一散热组件13与外部空气进行热交换。

在本实施例中，第一散热组件13的一侧与壳体11的第一区域111连接，以吸收壳体11的热量，第一散热组件13的另一侧可以直接与外部空气进行热交换，以对壳体的第一区域111进行散热。可以理解的是，投影设备的设置有与第一散热组件对应的散热孔，以便于第一散热组件与外界空气进行热交换。

在本实施例中，第一散热组件可以是金属散热器。

在本实施例中，通过在壳体的第一区域，也就是壳体与分束器接触的区域设置第一散热器，第一散热器可与外界空气发生热交换，以对壳体的第一区域进行散热，可以降低壳体与分束器对应的区域的温度变化，减小由于壳体的热变形引起的分束器的位置偏移程度，并且具有较高的散热效率。

在一个实施例中，请参见图4和图5，所述壳体11的外表面包括第一区域111和第二区域112，其中，所述第一区域111是所述壳体11与所述分束器12连接的区域，所述第二区域112为所述壳体11的外表面除所述第一区域111之外的区域。所述第一散热组件13的一侧覆盖所述第一区域111，所述第一散热组件13的另一侧延伸至所述第二区域112。

示例性地，如图4和图5所示，分束器12设置在壳体11的内部，且与壳体11的上侧壁连接。第一散热组件13设置壳体11的外侧，且第一散热组件13覆盖壳体11的上侧壁，也就是说，第一散热组件13覆盖壳体11的第一区域111，且向周围的第二区域112延伸。

可选地，第一散热组件13可以贴附于壳体11的外侧。可选地，所述第一散热组件包括以下至少一种：石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板和半导体制冷片。

在本实施例中，第一散热组件的一侧覆盖壳体与分束器连接的第一区域，第一散热组件的另一侧延伸至壳体的第二区域，这样，可以将壳体的第一区域的热量传递到其他低温且对温度不敏感的区域，使得分束器传导到第一区域的热量均匀散开，散热效果更好。并且，可以增大散热面积，提升散热效率。此外，第一散热组件可以石墨片、铜箔、铝箔、VC均温板或者半导体制冷片，可以节省第一散热组件占用的空间。

在一个实施例中，所述壳体的外表面包括第一区域，其中，所述第一区域是所述壳体与所述分束器连接的区域；所述第一散热组件的一侧覆盖所述第一区域，所述第一散热组件的另一侧与外部设置的第二散热组件连接，其中，所述第二散热组件用于对投影设备进行散热。

在本实施例中，第二散热组件可以是投影设备中有助于散热的结构和器件。例如，第二散热组件可以是投影设备的金属支架。还例如，第二散热组件也可以是投影设备内对光学模组进行散热的散热器。又例如，第二散热组件也可以是投影设备整机进行散热的散热器。

在本实施例中，第一散热组件包括以下至少一种：石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板和半导体制冷片。

在本实施例中，壳体外表面，借助散热器或者其他结构。散热器在光机外部，将热量引导到散热部件上，达到散热的效果。

第一散热组件的一侧覆盖壳体与分束器连接的第一区域，第一散热组件的另一侧与第二散热组件连接，这样，可以将壳体的第一区域的热量传递到其他有助于散热的结构上，提高散热速度，散热效果更好。此外，第一散热组件可以石墨片、铜箔、铝箔、VC均温板或者半导体制冷片，可以节省第一散热组件占用的空间。

在一个实施例中，第一散热件可以是包括金属散热器、石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板和半导体制冷片中至少两种的复合结构。

在一个可选的实施例中，第一散热组件可以包括层叠设置的多层散热结构。示例性地，如图6所示，第一散热组件13包括第一散热层131和第二散热层132，第一散热层131和第二散热层132层叠设置。第一散热层131可以是石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板或者半导体制冷片。第二散热层132可以是石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板或者半导体制冷片。例如，第一散热层为石墨片，第二散热层为铜箔。需要说明的是，本领域技术人员可以根据不同材料的特性，设置每层散热结构的材质。

在本实施例中，第一散热组件可以包括层叠设置的多层散热结构，多层散热结构可以进一步提高散热效率。并且，不同层的散热结构的材质不同，可以避免单一材质在某些应用场景会受到限制，进一步提升散热效果。

在另一个可选的实施例中，如图7所示，第一散热组件13可以包括第一散热结构133和第二散热结构134。第一散热结构133贴附于壳体11的外表面，且覆盖壳体11的第一区域。第二散热结构134设置在第一散热结构133上。例如，第一散热结构133为散热层，例如可以是石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板或者半导体制冷片。第二散热结构134可以是金属散热器。

在本实施例中，第一散热组件可以包括第一散热结构和第二散热结构，通过设置复合结构的散热结构，进一步提高散热效率，从而提升散热效果。

请参见图8，本公开实施例提供了一种投影设备。如图8所示，投影设备包括光学模组10和镜头20。其中，光学模组10可以是如前述实施例所述的光学模组。镜头20设置在光学模组10的外侧，且与所述光学模组10内的分束器12对应设置。

在一个实施例中，投影设备还包括第二散热组件。

第二散热组件可以是投影设备中有助于散热的结构和器件。例如，第二散热组件可以是投影设备的金属支架。还例如，第二散热组件也可以是投影设备内对光学模组进行散热的散热器。又例如，第二散热组件也可以是投影设备整机进行散热的散热器。

可以理解的是，投影设备还包括其他器件。示例性地，投影设备还包括成像器件，例如，DMD、LCOS。示例性地，投影设备还包括光源组件，例如，可见光光源。

根据本公开实施例，通过在投影设备内设置第一散热组件，且第一散热组件与分束器对应设置，以在投影设备的工作过程中，对壳体上与分束器接触的区域进行散热，可以降低壳体与分束器对应的区域的温度变化，减小由于壳体的热变形引起的分束器的位置偏移程度，从而改善投影设备的热跑焦现象。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光学模组，其特征在于，包括：

壳体(11)；

分束器(12)，所述分束器(12)设置在所述壳体(11)内，且固定于所述壳体(11)的内壁；

第一散热组件(13)，所述第一散热组件(13)设置在所述壳体(11)的外侧，且所述第一散热组件(13)与所述分束器(12)对应设置。

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述分束器(12)包括光学面和非光学面，所述非光学面与所述壳体(11)连接，所述第一散热组件(13)与所述分束器(12)的非光学面对应设置。

3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述壳体(11)的外表面包括第一区域(111)，其中，所述第一区域(111)是所述壳体(11)与所述分束器(12)连接的区域；

所述第一散热组件(13)设置在所述第一区域(111)，所述第一散热组件(13)与外部空气进行热交换。

4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述第一散热组件(13)为金属散热器。

5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述壳体(11)的外表面包括第一区域(111)和第二区域(112)，其中，所述第一区域(111)是所述壳体(11)与所述分束器(12)连接的区域，所述第二区域(112)为所述壳体(11)的外表面除所述第一区域(111)之外的区域；

所述第一散热组件(13)的一侧覆盖所述第一区域(111)，所述第一散热组件(13)的另一侧延伸至所述第二区域(112)。

6.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述壳体(11)的外表面包括第一区域(111)，其中，所述第一区域(111)是所述壳体(11)与所述分束器(12)连接的区域；

所述第一散热组件(13)的一侧覆盖所述第一区域(111)，所述第一散热组件(13)的另一侧与外部设置的第二散热组件连接，其中，所述第二散热组件用于对投影设备进行散热。

7.根据权利要求5或6所述的光学模组，其特征在于，所述第一散热组件(13)可以包括层叠设置的多层散热结构。

8.根据权利要求5或6所述的光学模组，其特征在于，所述第一散热组件(13)包括以下至少一种：石墨片、铜箔、铝箔、热管、VC均温板和半导体制冷片。

9.一种投影设备，其特征在于，包括：

光学模组(10)，所述光学模组(10)为如权利要求1-8所述的光学模组；

镜头(20)，所述镜头(20)设置在光学模组(10)的外侧，且与所述光学模组(10)内的分束器(12)对应设置。

10.根据权利要求9所述的投影设备，其特征在于，还包括：

第二散热组件，所述第二散热组件用于对所述投影设备进行散热。

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