1.本发明涉及投影技术领域，特别涉及一种镜头组件和投影仪。


背景技术：

2.镜头常用于投影系统内作为接收光源和输出投影画面的终端模块，镜头在一定程度上决定了投影系统的投影成像质量。
3.在相关技术中，镜头在投影系统内安装固定后，镜头的成像面位于投影系统内，投影系统在工作时将产生大量的热，热量传递到镜头内时，将使镜头内的镜片产生热膨胀，从而导致镜头的成像面偏移，出现热虚焦和热跑焦现象，通过镜头向外投射的投影画面的清晰度也随之下降。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种镜头组件，旨在改善镜头的热虚焦和热跑焦问题，提升镜头的画面投影质量。
5.为实现上述目的，本发明提出了一种镜头组件，所述镜头组件包括：
6.安装座，所述安装座设有容腔；
7.镜头，所述镜头活动穿设于所述安装座，所述镜头外周壁设有凸台，所述凸台位于所述容腔内，并将所述容腔分隔为第一腔室和第二腔室；及
8.热补偿结构，所述热补偿结构包括膨胀件和弹性件，所述膨胀件和所述弹性件分别容纳并限位于所述第一腔室和所述第二腔室内，所述弹性件处于压缩状态，并用于在所述镜头升温时，与所述膨胀件配合驱动所述凸台带动所述镜头轴向移动，以补偿所述镜头成像面的偏移量。
9.在本发明的一实施例中，所述安装座设有连通所述容腔的安装孔，所述镜头活动穿设于所述安装孔内；
10.所述膨胀件远离所述凸台的一端与所述安装孔的周缘抵接，所述弹性件远离所述凸台的一端与所述容腔的底壁抵接；
11.或，所述弹性件远离所述凸台的一端与所述安装孔的周缘抵接，所述膨胀件远离所述凸台的一端与所述容腔的底壁抵接。
12.在本发明的一实施例中，所述膨胀件和所述弹性件为环形结构，所述膨胀件和所述弹性件套设于所述镜头的外周壁。
13.在本发明的一实施例中，所述凸台的外周壁与所述容腔的内周壁滑动抵接，所述膨胀件填充于所述第一腔室或所述第二腔室内。
14.在本发明的一实施例中，所述膨胀件包括容纳并限位于所述第一腔室或所述第二腔室内的两个膨胀块，两个所述膨胀块以所述镜头的光轴为对称轴对称设置；
15.或，所述膨胀件包括容纳并限位于所述第一腔室或所述第二腔室内的多个膨胀块，多个所述膨胀块环绕所述镜头均匀设置。
16.在本发明的一实施例中，各膨胀块的线膨胀系数相同。
17.在本发明的一实施例中，所述弹性件包括容纳并限位于所述第一腔室或所述第二腔室内的两个弹簧，两个所述弹簧以所述镜头的光轴为对称轴对称设置；
18.或，所述弹性件包括容纳并限位于所述第一腔室或所述第二腔室内的多个弹簧，多个所述弹簧环绕所述镜头均匀设置。
19.在本发明的一实施例中，所述安装座包括：
20.座体，所述座体设有容槽；和
21.盖体，所述盖体可拆卸地盖合于所述容槽的槽口，并与所述容槽的槽壁围合形成所述容腔。
22.在本发明的一实施例中，所述座体还设有装配孔，所述装配孔贯穿所述座体背向所述盖体的一侧和所述容槽的底壁，所述装配孔用于安装传感器。
23.此外，本发明还提出一种投影仪，所述投影仪包括上述的镜头组件。
24.本发明技术方案通过使镜头活动穿设于安装座，在镜头上设置凸台，凸台位于安装座的容腔内，并将容腔分隔为第一腔室和第二腔室；并使弹性件和膨胀件分别容纳并限位于第一腔室和第二腔室内。以此，弹性件和膨胀件分别与凸台沿镜头轴向方向上的两端抵接，膨胀件升温膨胀时，将驱动凸台带动镜头轴向移动，同时弹性件被压缩。弹性件的设置，给膨胀件沿镜头轴向进行线膨胀提供了条件，允许膨胀件膨胀时带动镜头轴向移动一定的位移距离，而使该位移距离与镜头成像面的偏移距离相互抵消，即可实现对镜头成像面偏移的适应性补偿，从而使镜头的成像面得以维持在镜头升温前的同一位置，解决镜头的热虚焦和热跑焦问题，提升镜头的画面投影质量。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
26.图1为本发明镜头组件在一实施例中的结构示意图；
27.图2为本发明镜头组件在另一实施例中的结构示意图；
28.图3为本发明镜头组件在又一实施例中的结构示意图；
29.图4为本发明镜头组件在再一实施例中的结构示意图；
30.图5为图1中安装座的结构图。
31.附图标号说明：
32.标号名称标号名称1安装座1c装配孔11座体2镜头12盖体21凸台1a容腔3热补偿结构1a1第一腔室31膨胀件1a2第二腔室32弹性件
1b安装孔4传感器
33.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.本发明实施例提出一种镜头组件，该镜头组件应用于投影仪，结合图1和图3所示，该镜头组件包括安装座1、镜头2以及热补偿结构3，安装座1设有容腔1a，镜头2活动穿设于安装座1，镜头2外周壁设有凸台21，凸台21位于容腔1a内，并将容腔1a分隔为第一腔室1a1和第二腔室1a2；热补偿结构3包括膨胀件31和弹性件32，膨胀件31和弹性件32分别容纳并限位于第一腔室1a1和第二腔室1a2内，弹性件32用于在镜头2升温时，与膨胀件31配合驱动凸台21带动镜头2轴向移动。
39.在本实施例中，安装座1用于安装固定镜头组件，安装座1可为投影仪上用于安装镜头组件的壳体结构，安装座1的材质可为塑料、金属合金等，此处不做限定。安装座1内设有容腔1a，容腔1a用于容置热补偿结构3以及镜头2的部分结构，容腔1a的横截面形状可为圆形，容腔1a的纵截面形状可为矩形，以使容腔1a与镜头2的外形具有良好的匹配度，提升镜头2与安装座1组装后的契合度和美观性，同时也有利于充分利用安装座1内的容腔1a空间，缩减安装座1的体积。
40.镜头2用于投影成像，镜头2整体为圆柱状结构，镜头2内设有同轴设置的多个光学镜片，镜头2具有入光侧和出光侧，镜头2的入光侧位于容腔1a内，镜头2的出光侧位于安装座1外侧。
41.镜头2外周壁设有的凸台21用于与弹性件32和膨胀件31抵接配合，凸台21为环状
结构或凸台21包括多个凸起结构，当凸台21为环状结构时，凸台21环设于镜头2的外周壁，并邻近镜头2的入光侧设置，凸台21的外周壁可与容腔1a的内周壁滑动抵接，以通过容腔1a的内周壁对凸台21和镜头2进行限位，避免镜头2出现侧向偏摆，保证镜头2升温时镜头2的成像面仅产生在镜头2轴向方向上的位移，保证镜头2调焦时的准确性和可靠性，此时的凸台21将容腔1a分隔为不连通的第一腔室1a1和第二腔室1a2。当凸台21包括多个凸起结构时，多个凸起结构沿镜头2外周壁的周向设置于镜头2的外周壁，多个凸起结构环绕镜头2，并邻近镜头2的入光侧设置，多个凸起结构远离镜头2的一端可与容腔1a的侧壁滑动抵接，以通过容腔1a的内周壁对多个凸起结构和镜头2进行限位，使镜头2不出现侧向偏摆，保证镜头2升温时镜头2的成像面只会产生在镜头2轴向上的位移，保证镜头2调焦时的准确性和可靠性，此时的凸台21将容腔1a分隔为相互连通的第一腔室1a1和第二腔室1a2。
42.膨胀件31和弹性件32配合用于对镜头2轴向的成像面偏移进行补偿，膨胀件31和弹性件32中的二者之一位于第一腔室1a1内，膨胀件31和弹性件32的二者之另一位于第二腔室1a2内，膨胀件31位于第一腔室1a1内时，膨胀件31与第一腔室1a1的顶壁抵接，膨胀件31远离第一腔室1a1的一端与凸台21抵接，以使膨胀件31被夹持限位于第一腔室1a1的顶壁和凸台21之间；膨胀件31位于第二腔室1a2内时，膨胀件31与第二腔室1a2的底壁抵接，膨胀件31远离第二腔室1a2的底壁的一端与凸台21抵接。可理解的，当膨胀件31与第一腔室1a1的顶壁抵接时，弹性件32的上下两端分别与第二腔室1a2的底壁和凸台21抵接；当膨胀件31与第二腔室1a2的底壁抵接时，弹性件32的上下两端分别与第一腔室1a1的顶壁和凸台21抵接。其中，膨胀件31包括但不限于为塑胶材质和金属材质，弹性件32包括但不限于为弹簧和弹性套筒。
43.为更好地理解本实施例，现对本实施例中镜头组件的工作过程进行如下说明：
44.如图1所示，图中虚线a所示为镜头2在升温前的成像面，图中虚线b所示为镜头2在升温后的成像面，即在镜头2升温后镜头2的成像面产生了沿镜头2轴向的下移。此时本实施例采用将膨胀件31设置在第一腔室1a1内，并将弹性件32设置在第二腔室1a2内的方案，如此本镜头组件安装于投影仪上使用时，镜头2和膨胀件31都将升温，镜头2的成像面由虚线a所在的位置下移至虚线b所在的位置，膨胀件31则受热膨胀而顶推镜头2上的凸台21向下移动，凸台21挤压弹性件32使弹性件32压缩，凸台21还带动镜头2沿镜头2的轴向下移，从而使镜头2升温后的成像面下移并与升温后的成像面重合，实现对镜头2成像面偏移后的适应性补偿，保证镜头2投影画面的质量。同理，如图3所示，图中虚线a所示为镜头2在升温前的成像面，图中虚线c所示为镜头2在升温后的成像面，此时镜头2升温后成像面上移，本实施例则采用将膨胀件31设置在第二腔室1a2内，将弹性件32设置在第一腔室1a1内的方案，使镜头2和膨胀件31升温时，膨胀件31顶推凸台21带动镜头2沿镜头2的轴向上移，使镜头2升温后的成像面与升温后的成像面重合，实现对镜头2成像面偏移后的适应性补偿，保证镜头2投影画面的质量。其中，为使膨胀件31膨胀后驱动凸台21带动镜头2轴向移动的距离等于镜头2成像面在升温后偏移的距离，可通过将镜头2由温度t1升温至温度t2，测量并获取镜头2成像面轴向偏移量δl；再根据现有不同材质所具有的不同线膨胀系数，查找和计算出当温度产生δt＝t2-t1大小的升温变化时，能够产生δl大小的线性变化的材料，以该材料制作膨胀件31并应用于本实施例方案中，以获得较为理想的镜头2的成像补偿效果。
45.本发明技术方案中的膨胀件31升温膨胀时，将驱动凸台21带动镜头2轴向移动，同
时弹性件32被压缩。弹性件32的设置，给膨胀件31沿镜头2轴向进行线膨胀提供了条件，允许膨胀件31膨胀时带动镜头2轴向移动一定的位移距离，而使该位移距离与镜头2成像面的偏移距离相互抵消，即可实现对镜头2成像面偏移的适应性补偿，从而使镜头2的成像面得以维持在镜头2升温前的同一位置，解决镜头2的热虚焦和热跑焦问题，提升镜头2的画面投影质量。
46.在本发明的一实施例中，结合图1和图2所示，安装座1设有连通容腔1a的安装孔1b，镜头2活动穿设于安装孔1b内；膨胀件31远离凸台21的一端与安装孔1b的周缘抵接，弹性件32远离凸台21的一端与容腔1a的底壁抵接。或者，结合图3和图4所示，弹性件32远离凸台21的一端与安装孔1b的周缘抵接，膨胀件31远离凸台21的一端与容腔1a的底壁抵接。
47.在本实施例中，镜头2可在安装孔1b内轴向滑动，膨胀件31和弹性件32中的二者之一位于第一腔室1a1内，膨胀件31和弹性件32的二者之另一位于第二腔室1a2内，膨胀件31位于第一腔室1a1内时，膨胀件31与第一腔室1a1的顶壁抵接，膨胀件31远离第一腔室1a1的一端与凸台21抵接，以使膨胀件31被夹持限位于第一腔室1a1的顶壁和凸台21之间；膨胀件31位于第二腔室1a2内时，膨胀件31与第二腔室1a2的底壁抵接，膨胀件31远离第二腔室1a2的底壁的一端与凸台21抵接。可理解的，当膨胀件31与第一腔室1a1的顶壁抵接时，弹性件32的上下两端分别与第二腔室1a2的底壁和凸台21抵接；当膨胀件31与第二腔室1a2的底壁抵接时，弹性件32的上下两端分别与第一腔室1a1的顶壁和凸台21抵接。上述两种膨胀件31和弹性和件的设置方式，使本镜头组件可分别用于实现镜头2升温时成像面上移和下移时的成像补偿，保证本镜头组件投影画面的清晰度。
48.在本发明的一实施例中，结合图1和图3所示，膨胀件31和弹性件32为环形结构，膨胀件31和弹性件32套设于镜头2的外周壁。
49.在本实施例中，膨胀件31和弹性件32均被制作成环形结构，膨胀件31和弹性件32均套设于镜头2的外周壁，并分别位于凸台21的两侧；膨胀件31和弹性件32可与镜头2的外周壁间隙配合，以使镜头2可相对于膨胀件31和弹性件32沿镜头2的轴向移动，实现镜头2的位置调节。通过将膨胀件31和弹性件32套设于镜头2，可使膨胀件31在升温膨胀时驱动凸台21带动弹性件32在镜头2的轴向方向上形变，如此可保证镜头2能够更准确地在其轴向方向上移动，使镜头2移动后能够准确补偿成像面在镜头2的轴向方向上的偏移。
50.在本发明的一实施例中，结合图1和图3所示，凸台21的外周壁与容腔1a的内周壁滑动抵接，膨胀件31填充于第一腔室1a1或第二腔室1a2内。
51.在本实施例中，膨胀件31可为热塑性材质，比如塑胶等，以此膨胀件31可通过注塑成型，而使膨胀件31能够填充第一腔室1a1内的空间，如此可增加膨胀件31与凸台21和第一腔室1a1顶壁或第二腔室1a2底壁的接触面，使膨胀件31升温膨胀时能够对凸台21进行更为平稳的驱动，有利于提升对镜头2成像补偿的准确性。
52.在本发明的一实施例中，结合图2和图4所示，膨胀件31包括容纳并限位于第一腔室1a1或第二腔室1a2内的两个膨胀块，两个膨胀块以镜头2的光轴为对称轴对称设置；或，膨胀件31包括容纳并限位于第一腔室1a1或第二腔室1a2内的多个膨胀块，多个膨胀块环绕镜头2均匀设置。
53.在本实施例中，膨胀件31可设置于第一腔室1a1或第二腔室1a2内，无论膨胀件31设置在第一腔室1a1还是第二腔室1a2内，膨胀件31均包括至少两个膨胀块。当膨胀件31仅
包括两个膨胀块时，两个膨胀块关于镜头2的光轴对称设置，如此在每一膨胀块升温膨胀时，两个膨胀块能够顶持凸台21关于镜头2光轴对称的两个部位，实现凸台21和镜头2在镜头2光轴方向上的平稳移动，保证镜头2成像补偿的准确性。当膨胀件31包括多个膨胀块时，多个膨胀块环绕镜头2均匀设置，比如当膨胀件31包括三个膨胀块时，三个膨胀块的中心依次连线可构成一个等边三角形，且每一膨胀块与镜头2光轴之间的距离相等；再比如，当膨胀件31包括四个膨胀块时，四个膨胀块的中心依次连线可构成一个正方形，且每一膨胀块与镜头2光轴之间的距离相等；如此可使每一膨胀块升温膨胀时，多个膨胀块能够顶持凸台21关于镜头2光轴距离相等的多个部位，实现凸台21和镜头2在镜头2光轴方向上的平稳移动，保证镜头2成像补偿的准确性。优选地，各膨胀块的线膨胀系数相同，如此可保证各膨胀块能够在温度升高时产生一致性的线性形变，从而保证各膨胀块能够驱动凸台21带动镜头2轴向移动，而避免镜头2的侧向位移，保证镜头2移动时的平稳性和准确性，提升镜头2成像补偿的准确性。
54.在本发明的一实施例中，结合图2和图4所示，弹性件32包括容纳并限位于第一腔室1a1或第二腔室1a2内的两个弹簧，两个弹簧以镜头2的光轴为对称轴对称设置；或，弹性件32包括容纳并限位于第一腔室1a1或第二腔室1a2内的多个弹簧，多个弹簧环绕镜头2均匀设置。
55.在本实施例中，弹性件32可设置于第一腔室1a1或第二腔室1a2内，无论弹性件32设置在第一腔室1a1还是第二腔室1a2内，弹性件32均包括至少两个弹簧，弹簧易于制取且成本低廉，由于降低弹性件32的加工难度和物料成本。当弹性件32仅包括两个弹簧时，两个弹簧关于镜头2的光轴对称设置，两个弹簧能够在凸台21移动时支撑凸台21关于镜头2光轴对称的两个部位，实现凸台21和镜头2在镜头2光轴方向上的平稳移动，保证镜头2成像补偿的准确性。当弹性件32包括多个弹簧时，多个弹簧环绕镜头2均匀设置，比如当弹性件32包括三个弹簧时，三个弹簧的中心依次连线可构成一个等边三角形，且每一弹簧与镜头2光轴之间的距离相等；再比如，当弹性件32包括四个弹簧时，四个弹簧的中心依次连线可构成一个正方形，且每一弹簧与镜头2光轴之间的距离相等；如此可使每一弹簧能够在凸台21移动时顶持凸台21关于镜头2光轴距离相等的多个部位，实现凸台21和镜头2在镜头2光轴方向上的平稳移动，保证镜头2成像补偿的准确性。
56.在本发明的一实施例中，参阅图5并结合图1所示，安装座1包括座体11和盖体12，座体11设有容槽，盖体12可拆卸地盖合于容槽的槽口，并与容槽的槽壁围合形成容腔1a；镜头2活动穿设于盖体12。
57.在本实施例中，盖体12可通过螺接、卡接等方式与座体11可拆卸连接，以在将盖体12从座体11上拆卸时，可通过座体11容槽的槽口将弹性件32和膨胀件31安装至容槽内，并可通过将盖体12与座体11连接，实现弹性件32和膨胀件31在容腔1a内的封装。也可打开盖体12更换不同膨胀系数的膨胀件31，以使本镜头组件适用于不同镜头2的成像补偿，提升本镜头组件的通用性。此外，还可以打开盖体12调整膨胀件31和弹性件32的位置，使弹性件32和膨胀件31二者之一位于第一腔室1a1内，二者之另一位移第二腔室1a2内。最后，还可以通过打开盖体12实现对膨胀件31和弹性件32的检修和更换，以及对盖体12和座体11进行单独的清洗。其中，盖体12上开设有与容槽连通的安装孔1b，镜头2活动设置于盖体12的安装孔1b内，以此实现镜头2在盖体12上的穿设设置。
58.在本发明的一实施例中，如图1所示，座体11还设有装配孔1c，装配孔1c贯穿座体11背向盖体12的一侧和容槽的底壁，装配孔1c用于安装传感器4。
59.在本实施例中，传感器4用于接收和检测光信号，并向镜头2提供投影所需的光源和画面，传感器4可为ccd(charge coupled device，电荷耦合器件)传感器或coms(complementary metal-oxide-semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器等，通过在座体11上开设可装配孔1c，可将传感器4安装于装配孔1c处，从而保证传感器4向镜头2入光侧更可可靠和更准确的光输入，有利于提升镜头2画面投影的准确性和清晰度。
60.本发明还提出一种投影仪，该投影仪包括上述的镜头组件。
61.在本实施例中，投影仪包括但不限于为dlp(digital light processing，数字光处理)投影仪和lcos(liquid crystal on silicon，硅基液晶)投影仪，该显示组件的具体结构参照上述实施例，由于本投影仪采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
62.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。