CN113075846A - 光机及投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种光机及投影仪。光机包括镜头，镜头包括内筒以及设置于内筒内的前透镜组、后透镜组和第一光阑，前透镜组包括沿光路依次设置的第五透镜、第四透镜、第二透镜和第一透镜，第二透镜的靠近第一透镜的侧面包括中部的第一曲面以及位于第一曲面外围的第一环形平面，在第二透镜与第一透镜之间设置有第二光阑，第二光阑为由非透光材料制成的、呈环形的一体结构件，第二光阑的外周面与内筒的内周面接触，第二光阑的两侧分别抵靠在第二透镜和第一透镜上，第二光阑的靠近第二透镜一侧的端面与第一环形平面形状相同并相互贴合。本发明提供的光机能够有效改善光机投影出的图像画质，且结构简单，装配效率高。

Description

光机及投影仪

技术领域

本发明涉及投影技术领域，特别是一种光机及投影仪。

背景技术

微型投影技术是一种新型的现代投影显示技术，它凭借实现设备的小型化，便携化而逐步渗入到人们的日常生活中，逐渐成为投影显示的一大重要发展潮流。数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影显示方式具有高亮度，高对比度，高分辨率的特点，与新型LED光源结合，实现小型化的便携式微型投影，满足人们对投影显示随身化与自由化的需求。

DLP投影仪的投影成像质量与光路及光学元器件的固定方式紧密相关。DLP投影仪中常采用三色(R、G、B)二极管(LED)作为光源，其中R、G、B二极管可经驱动而依序开关，再经照明系统将影像投射至目标投影平面(例如屏幕)上。例如，R、G、B二极管光源沿光路径依次经过准直系统、合光系统、反射镜、数字微镜组件(Digital Micro-mirror Device，DMD)成像系统、后组镜头、前组镜头，投射至目标平面上。可见，DLP投影仪属于光学精密设备，当光路中的某个环节出现误差时，会导致后续的光路传播偏差被放大，或者，光源利用率被降低，直接影响整个投影系统的能量利用率、投影均匀性、投影质量等。

现有光机存在着边缘画质较差，无论如何调焦都无法改善画质的问题。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种光机及投影仪，以解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，一方面，本发明采用的技术方案如下：

一种光机，包括镜头，所述镜头包括内筒以及设置于所述内筒内的前透镜组、后透镜组和第一光阑，在光路方向上，所述第一光阑位于所述前透镜组和所述后透镜组之间，所述前透镜组位于所述后透镜组的上游侧，其特征在于，所述前透镜组包括沿光路依次设置的第五透镜、第四透镜、第二透镜和第一透镜，所述第二透镜的靠近所述第一透镜的侧面包括位于所述侧面中心部的第一曲面以及位于所述第一曲面外围的第一环形平面，

在所述第二透镜与所述第一透镜之间设置有第二光阑，所述第二光阑为由非透光材料制成的、呈环形的一体结构件，所述第二光阑包括相连的第一环形部和第二环形部，所述第一环形部和所述第二环形部的外径相等，且所述第一环形部和所述第二环形部的外周面均与所述内筒的内周面接触，所述第一环形部的内径大于所述第二环形部的内径，所述第一环形部的一端抵靠于所述第一透镜，另一端的端面与所述第二环形部的一端面相连，所述第二环形部的另一端面与所述第一环形平面形状相同并相互贴合所述第二光阑的外周面与所述内筒的内周面接触。

优选地，所述第一透镜的靠近所述第二透镜的侧面凸向所述第二透镜。

优选地，所述第二环形部的内孔为锥形孔，所述锥形孔的大径端与所述第一环形部相连。

优选地，将与所述第二透镜相邻设置并在光路方向位于所述第二透镜上游侧的透镜记为第四透镜，所述第二透镜的与所述第四透镜相邻的侧面凹向所述第一透镜，所述第四透镜的与所述第二透镜相邻的侧面凸向所述第二透镜，且所述第二透镜和所述第四透镜相邻的两侧面相互贴合。

优选地，所述第一曲面凹向背离所述第一透镜的一侧，所述第一透镜的背离所述第二透镜的至少部分侧面凹向所述第二透镜。

优选地，所述第一曲面的外缘轮廓呈圆形，且该圆形的直径大于所述第一光阑的光阑孔径。

优选地，所述第一光阑由所述内筒的内侧壁沿径向向内延伸形成。

优选地，所述第一透镜的背离所述第二透镜的侧面包括中部的第二曲面以及位于所述第二曲面外围的第二环形平面，所述第二环形平面抵靠在所述第一光阑上；

所述后透镜组中最靠近所述第一光阑设置的透镜记为第三透镜，所述第三透镜的靠近所述第一光阑的侧面包括中部的第三曲面以及位于所述第三曲面外围的第三环形平面，所述第三环形平面抵靠在所述第一光阑上。

优选地，所述第一光阑的内孔包括靠近所述第一透镜的圆孔和靠近所述第三透镜的锥台形孔，所述锥台形孔的小径端与所述圆孔相接，且所述小径端的孔径小于所述圆孔的孔径，所述小径端的孔径即为所述第一光阑的光阑孔径；

所述第一光阑将所述第二环形平面覆盖，且所述圆孔的孔径与所述第二环形平面的内径相等；

所述第一光阑将所述第三环形平面覆盖，且所述锥台形孔的大径端的孔径与所述第三环形平面的内径相等。

优选地，所述光机还包括调焦机构和光机外壳，所述调焦机构包括套设于所述内筒外侧的外筒，所述外筒固定于所述光机外壳，所述外筒的侧壁上设置有限位孔和限位滑槽，所述限位孔沿所述外筒的轴向延伸设置，所述限位滑槽绕所述外筒的轴线螺旋延伸，所述限位滑槽的底部设置有导向孔，所述导向孔的延伸方向与所述限位滑槽的延伸方向一致；所述内筒的外壁上设置有沿其周向环绕的环形凹槽，所述调焦机构还包括与所述限位孔滑动配合的限位件和驱动所述内筒滑动的驱动组件，所述限位件与所述内筒连接，所述驱动组件包括与所述导向孔滑动配合的传动件、滑动安装于所述环形凹槽内的滑块、固定于所述外筒的步进电机、与所述驱动电机的驱动轴连接的驱动齿轮以及与所述驱动齿轮啮合的调焦齿条，所述调焦齿条其外侧面设置有与所述驱动齿轮啮合的啮合齿，内侧面在所述限位滑槽的所述延伸方向的两端分别突出设置有限位滑凸，所述限位滑凸与所述限位滑槽滑动配合；所述传动件的一端与所述滑块连接，另一端连接于所述调焦齿条上的两个所述限位滑凸之间，所述驱动电机能够驱动所述驱动齿轮以及与之啮合的调焦齿条带动所述滑块沿所述环形凹槽滑动，进而使所述内筒沿所述外筒的轴向滑动，实现自动调焦；

所述环形凹槽由所述内筒的外壁沿其径向内凹形成，所述环形凹槽的至少部分结构与所述第一光阑在所述内筒的同一轴向位置。

优选地，所述环形凹槽的一部分结构与所述第一光阑在所述内筒的同一轴向位置，另一部分结构与所述第一透镜在所述内筒的同一轴向位置，所述内筒的内壁沿径向凸出设置有环形凸起，所述环形凸起的径向内侧面与所述第一透镜的径向外侧面相接触。

优选地，在所述内筒的轴向上，所述环形凸起与所述第一光阑之间以及所述环形凸起与所述第二光阑之间均具有间隙。

另一方面，本发明采用的技术方案如下：

一种投影仪，包括如上所述的光机。

本发明提供的光机中，在原光阑的光路上游侧且靠近原光阑的位置设置了第二光阑，第二光阑由非透光材料制成，第二光阑的靠近第二透镜一侧的端面与第一环形平面形状相同并相互贴合，既能够避免对有效光的阻挡，又能利用第二光阑进行杂散光的阻挡，从而与原光阑即第一光阑形成双第一光阑，有效改善光机投影出的图像画质，第二光阑呈环形的一体结构件，第二光阑的两侧分别抵靠在其两侧的透镜上，如此，利用第二光阑在实现挡光以改善画质的同时实现对透镜的准确定位，简化了结构，提高装配效率。

本发明的其他有益效果，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

以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明的一种优选实施方式的光机在镜头处的结构剖视图；

图2为根据本发明的一种优选实施方式的光机的内筒的剖视图；

图3为根据本发明的一种优选实施方式的第二光阑的剖视图；

图4为根据本发明的一种优选实施方式的光机的第一锁圈的剖视图；

图5为根据本发明的一种优选实施方式的光机的第二锁圈的剖视图；

图6为根据本发明的一种优选实施方式的光机的镜头的爆炸图；

图7为根据本发明的一种优选实施方式的光机的外筒的立体图。

图中：

10、外筒；11、限位孔；12、限位滑槽；13、导向孔；

20、内筒；21、第一阶梯孔部；22、第二阶梯孔部；23、第三阶梯孔部；24、第四阶梯孔部；241、锥台形孔；242、直孔；25、第五阶梯孔部；26、环形凹槽；27、环形凸起；

30、限位件；

40、驱动组件；41、传动件；42、滑块；43、步进电机；44、驱动齿轮；45、调焦齿条；

50、前透镜组；51、第一透镜；511、第二曲面；512、第二环形平面；52、第二透镜；521、第一曲面；522、第一环形平面；53、第四透镜；54、第五透镜；

60、后透镜组；61、第三透镜；611、第三曲面；612、第三环形平面；62、第六透镜；63、第七透镜；

70、第一光阑；71、圆孔；72、锥台形孔；

80、第二光阑；81、第一环形部；82、第二环形部；

91、第一锁圈；911、第一密封圈容纳环部；912、连接环部；913、第一连接套；92、第二锁圈；921、第二密封圈容纳环部；922、第二连接套；93、镜片；94、第一隔圈；95、第一密封圈；96、第二隔圈；961、锥台形孔；962、直孔；97、第二密封圈

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，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。

在本发明的描述中，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，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请中所述的“外侧”和“内侧”是相对于光机本身而言的，靠近光机内部的一侧为内侧，远离电子设备内部的一侧为外侧。

针对现有光机存在的边缘画质较差，难以通过调焦改善画质的问题，申请人发现，现有的光阑通常只有一个，利用特定位置的一个光阑，前透镜组折射产生的某些杂散光会经过光阑进入后透镜组并最终射出镜头，这些杂散光是导致边缘画质较差的主要原因。针对这一问题，如图1所示，本发明提出了一种光机，其包括镜头，镜头包括内筒20以及设置于内筒20内的前透镜组50、后透镜组60和第一光阑70，在光路方向上，第一光阑70位于前透镜组50和后透镜组60之间，且前透镜组50位于后透镜组60的上游侧。前透镜组50和后透镜组60均包括多个透镜。例如，在图1所示的实施例中，前透镜组50包括沿光路方向依次设置的第五透镜54、第四透镜53、第二透镜52和第一透镜51，后透镜组60包括沿光路方向依次设置的第三透镜61、第六透镜62和第七透镜63。

进一步地，镜头还包括第二光阑80，通过第二光阑80实现杂散光的阻挡，第二光阑80距离第一光阑70的距离不能过远也不能过近，过远会阻挡有效光，过近则阻挡的杂散光有限，都会影响投影效果，本申请中，将第二光阑80设置在前透镜组50中靠近第一光阑80设置的两片透镜之间，具体地，第二光阑80设置在第二透镜52和第一透镜51之间，且第二光阑80为非透光材料制成，如此，既能够避免对有效光的阻挡，又能利用第二光阑80进行杂散光的阻挡，从而与原光阑即第一光阑70形成双光阑结构，有效改善光机投影出的图像画质。

进一步地，第二光阑80为环形的一体结构件，第二透镜52的靠近第一透镜51的侧面(即图中的左侧面)包括位于其左侧面中心部的第一曲面521以及位于第一曲面521外围的第一环形平面522，第二光阑80的外周面与内筒20的内周面接触，第二光阑80在光路方向的两侧(即图中的左右两侧)分别抵靠在第二透镜52和第一透镜51上，第二光阑80将第二透镜52的第一环形平面522覆盖，优选地，第二光阑80的靠近第二透镜52一侧的端面与第一环形平面522形状相同并相互贴合，如此，杂散光(即由第二透镜52右侧过来的不经过第一曲面521的光)即可被第二光阑80遮挡，同时，由于第二光阑80的两侧分别抵靠第一透镜51和第二透镜52，如此，一方面利用第二光阑80将第一透镜51压紧于第一光阑70，另一方面通过第二光阑80保证第一透镜51与第二透镜52之间的间距，从而利用一体结构的第二光阑80在实现挡光以改善画质的同时实现对透镜的准确定位，简化了结构，提高装配效率。

第二光阑80可以选用任意不透光的材质，优选地，第二光阑80为金属件，金属件的结构可靠性更高，受热后的结构稳定性好，从而保证镜头前透镜组50中各个透镜的位置精准性。另外，金属的传热性好，将第二光阑80设置为金属件且与内筒20接触，便于将杂散光的热量通过内筒20散发出去。

第二光阑80可采用任意能够实现上述功能的结构，在图1所示的实施例中，第一透镜51的靠近第二透镜52的侧面凸向第二透镜52，为了提高第二光阑80对第一透镜51的压紧效果以及避免第二光阑80与第一透镜51发生干涉，优选地，如图3所示，第二光阑80包括相连的第一环形部81和第二环形部82，第一环形部81和第二环形部82的外径相等，第一环形部81的内径大于第二环形部82的内径，第一环形部81的一端抵靠于第一透镜51，另一端的端面与第二环形部82的一端面相连，第二环形部82的另一端面与第一环形平面512形状相同并相互贴合，这样设置能够使得第二光阑80抵靠在第一透镜51的径向更加外侧的位置，从而提高对第一透镜51的压紧效果，且内径较大的第一环形部81也可以对第一透镜51进行避让，避免第二光阑80与第一透镜51之间发生干涉。由于第一环形部81是抵靠在第一透镜51的曲面上，为了避免第一环形部81的端面和侧面的交线与第一透镜51抵靠影响对第一透镜51的定位，以及金属件的尖角对第一透镜51造成损坏，优选地，第一环形部81的端部边缘设置有倒角结构，利用倒角结构的斜面抵靠第一透镜51，以提高对第一透镜51的定位可靠性以及保证其结构可靠性。

进一步优选地，如图3所示，第二环形部82的内孔为锥形孔，所述锥形孔的大径端与所述第一环形部81相连通过设置锥形孔进行过渡，保证第二光阑80的结构强度。

进一步地，所述第二透镜52的与所述第四透镜53相邻的侧面凹向所述第一透镜51，所述第四透镜53与所述第二透镜52相邻的侧面凸向所述第二透镜52，且所述第二透镜52和所述第四透镜53相邻的两侧面相互贴合，光依次穿过第四透镜53和第二透镜52时，上述结构的透镜组合对光进行收拢，使得更多的有效光通过第二光阑80，从而进一步保证投影画质。

进一步地，在光通过第二光阑80进入第一透镜51时，优选对光进一步收拢，例如，在图1所示的实施例中，第一曲面521凹向背离第一透镜51的一侧，第一透镜51的背离第二透镜52的至少部分侧面凹向第二透镜52，相应地，第一曲面521的外轮廓尺寸大于第一光阑70的光阑孔的尺寸，例如，在图1所示的实施例中，第二环形部82的内径大于第一光阑70的光阑孔的孔径，如此，能够使得更多的有效光通过第一光阑70，进而提高投影画质。

进一步地，前透镜组50设置为将不同角度的光线汇聚转变成平行光，以获得更多的有效光，具体地，如图1所示，第五透镜54的上游侧面凹向第四透镜53，下游侧面凸向第四透镜53，第四透镜53的上游侧面凸向第五透镜54。如此，第一透镜51、第二透镜52、第四透镜53、第五透镜54共同构成的前透镜组50整体上对光进行收拢，具体地，首先通过第四透镜53、第五透镜54和第二透镜52进行收拢并通过第二光阑80，进行一次杂散光的阻挡，再经过第一透镜51进行收拢并通过第一光阑70进行二次杂散光的阻挡，两次收拢和两光阑配合，进一步提高投影画质。

第一光阑70可以与内筒20设置为分体结构并通过定位结构定位在内筒20中，为了简化结构、提高装配效率，优选地，如图1和图2所示，第一光阑70由内筒20的内侧壁沿径向向内延伸形成，即，第一光阑70与内筒20形成为一体结构，如此，无需设置额外的定位结构即能够保证第一光阑70的位置精度，且在装配过程中只要以第一光阑70为基准对透镜进行逐个安装即可，大大提高了装配效率。

进一步地，为了实现光路的聚拢，如图1所示，第一透镜51的下游侧面的曲面外轮廓尺寸较小，具体地，第一透镜51的背离第二透镜52的侧面包括中部的第二曲面511以及位于第二曲面511外围的第二环形平面512，第二环形平面512抵靠在第一光阑70上，如此，一方面实现对第一透镜51的定位，另一方面利用第一光阑70上与第二环形平面512贴合的面实现进一步的挡光效果。

后透镜组60设置为将平行光重新汇聚在像面，例如，在图1所示的实施例中，第三透镜61的上游侧面凹向第六透镜62，下游侧面凹向第一光阑70，第六透镜62的上游侧面凸向第三透镜61且与第三透镜61的下游侧面相贴合，第六透镜62的下游侧面凸向第七透镜63，第七透镜63的上游侧面凹向背离第六透镜62的一侧，上游侧面凸向背离第六透镜62的一侧。

第三透镜61的靠近第一光阑70的侧面包括中部的第三曲面611以及位于第三曲面611外围的第三环形平面612，第三环形平面612抵靠在第一光阑70上，从而实现对第三透镜61的定位。

进一步地，为适应两侧的透镜结构，如图1和图2所示，第一光阑70的内孔包括靠近第一透镜51的圆孔71和靠近第三透镜61的锥台形孔72，锥台形孔72的小径端与圆孔71相接，且小径端的孔径小于圆孔71的孔径，小径端的孔径即为第一光阑70的光阑孔径，第一光阑70将第二环形平面512覆盖，且圆孔的孔径与第二环形平面512的内径相等，从而保证第一光阑70对第一透镜51中除第二曲面511之外的其他位置的挡光；第一光阑70将第三环形平面612覆盖，且锥台形孔72的大径端的孔径与第三环形平面612的内径相等。

由于第一光阑70与内筒20为一体结构，为了保证各个透镜的顺利安装，内筒20的内径由第一光阑70向轴向两侧逐渐增大，透镜的外径也相应地由第一光阑70向两侧逐渐增大，例如，在图1所示的实施例中，第五透镜54、第四透镜53和第二透镜52的外径相等并均大于第一透镜51的外径，第三透镜61和第六透镜62的外径相等并均小于第七透镜63的外径。相应地，内筒20的内孔设置为阶梯孔结构，如图2所示，内筒20的内孔由第一光阑70向上游侧方向依次包括第一阶梯孔部21、第二阶梯孔部22和第三阶梯孔部23，第一阶梯孔部21的孔径与第一透镜51的外径相等，第二阶梯孔部22的孔径与第二光阑70的外径、第二透镜52的外径、第四透镜53的外径、第五透镜54的外径均相等，在第五透镜54的上游侧还设置有镜片93，镜片93的外径与第三阶梯孔部23的孔径相等。镜片93的设置是为了调整光程，以实现光机对其他架构的光学设计的兼容，具体地，当需要在光路上设置振镜时，取消镜片93，当光路上不设置振镜时，设置镜片93可对因取消振镜而产生的光程变化进行补偿。在镜片93的外侧设置有第一锁圈91，与内筒20螺纹连接，并压紧于镜片93，第四透镜53和第五透镜54之间设置有第一隔圈94，用以对第四透镜53和第五透镜54之间进行定位，由于第四透镜53和第五透镜54的外径相等，第一隔圈94优选为薄壁直筒结构。装配时，在第一光阑70的上游侧，依次将第一透镜51、第二光阑80、第二透镜52、第四透镜53、第一隔圈94、第五透镜54、镜片93装入内筒20，然后将第一锁圈91与内筒20螺纹连接，使得第一锁圈91的部分结构压紧于镜片93，从而将镜片93和前透镜组50一起压紧固定于第一锁圈91与第一光阑70之间，完成第一光阑70上游侧结构的装配。

第一锁圈91可以为任意能够将镜片93压紧的结构，在一个优选的实施例中，如图4所示，第一锁圈91由径向内侧向径向外侧依次包括第一密封圈容纳环部911、连接环部912和第一连接套913，第一密封圈容纳环部911的内腔横截面呈方形，方形的内腔容置有第一密封圈95，第一密封圈容纳环部911的径向内缘抵靠在镜片93上，径向外缘与连接环部912的径向内缘相连，连接环部912的径向外缘与第一连接套913的轴向一端相连，第一连接套913的内侧设置有螺纹结构，如此，第一锁圈91的第一连接套913与内筒20螺纹连接，与内筒20的端面相对，第一密封圈容纳环部911抵靠在镜片93上，并将第一密封圈95压紧于镜片93，在将镜片93和前透镜组50一起压紧固定于第一锁圈91与第一光阑70之间的同时，还利用第一密封圈95实现了上游侧的密封。

类似地，内筒20的内孔由第一光阑70向下游侧方向依次包括第四阶梯孔部24和第五阶梯孔部25，第四阶梯孔部24的孔径与第三透镜61、第六透镜62的外径相等，第五阶梯孔部25的孔径与第七透镜63的外径相等，第六透镜62和第七透镜63之间设置有第二隔圈96，用以对第六透镜62和第七透镜63之间进行定位，在第七透镜63的外侧设置有第二锁圈92，与内筒20螺纹连接，并压紧于第七透镜63，装配时，在第一光阑70的下游侧，依次将第三透镜61、第六透镜62、第二隔圈96、第七透镜63装入内筒20，然后将第二锁圈92与内筒20螺纹连接，使得第二锁圈92的部分结构压紧于第七透镜63，从而将后透镜组60压紧固定于第二锁圈92与第一光阑70之间，完成第一光阑70下游侧结构的装配。

其中，由于第六透镜62和第七透镜63的外径不相等，为了实现两者之间更好的定位，优选地，如图1所示，第二隔圈96的内孔包括锥台形孔961和直孔962，锥台形孔961的小径端与直孔962相连，锥台形孔961的锥面与第二隔圈96的上游侧端面通过平滑曲面过渡连接，该平滑曲面抵靠在第六透镜62上，第二隔圈96的下游侧端面抵靠在第七透镜63上，这样，使得第六透镜62和第七透镜63的受力位置、受力方向更加合理，提高两者之间的定位可靠性。

第二锁圈92可以为任意能够将第七透镜63压紧的结构，在一个优选的实施例中，如图5所示，第二锁圈92由径向内侧向径向外侧包括第二密封圈容纳环部921和第二连接套922，第二密封圈容纳环部921的容置腔横截面呈方形，方形的内腔容置有第二密封圈97，第二密封圈容纳环部921的径向内缘抵靠在第七透镜63上，径向外缘与第二连接套922的轴向一端相连，第二连接套922的内侧设置有螺纹结构，如此，第二锁圈92的第二连接套922与内筒20螺纹连接，第二密封圈容纳环部921抵靠在第七透镜63上，并将第二密封圈97压紧于第七透镜63和内筒20相接位置处，在将后透镜组60压紧固定于第二锁圈92与第一光阑70之间的同时，还利用第二密封圈97实现了下游侧的密封。

进一步地，如图6和图7所示，所述光机还包括调焦机构和光机外壳(图中未示出)，所述调焦机构包括套设于所述内筒20外侧的外筒10，所述外筒10固定于所述光机外壳，所述外筒10的侧壁上设置有限位孔11和限位滑槽12，所述限位孔11沿所述外筒10的轴向延伸设置，所述限位滑槽12绕所述外筒10的轴线螺旋延伸，所述限位滑槽12的底部设置有导向孔13，所述导向孔13的延伸方向与所述限位滑槽12的延伸方向一致；所述内筒20的外壁上设置有沿其周向环绕的环形凹槽26，所述调焦机构还包括与所述限位孔11滑动配合的限位件30和驱动所述内筒20滑动的驱动组件，所述限位件30与所述内筒20连接，所述驱动组件40包括与所述导向孔13滑动配合的传动件41、滑动安装于所述环形凹槽26内的滑块42、固定于所述外筒10的步进电机43、与所述步进电机43的驱动轴连接的驱动齿轮44以及与所述驱动齿轮44啮合的调焦齿条45，步进电机43可以通过电机座46安装于外筒10上，所述调焦齿条45其外侧面设置有与所述驱动齿轮44啮合的啮合齿，内侧面在所述限位滑槽12的所述延伸方向的两端分别突出设置有限位滑凸，所述限位滑凸与所述限位滑槽12滑动配合；所述传动件30的一端与所述滑块42连接，另一端连接于所述调焦齿条45上的两个所述限位滑凸之间，所述步进电机43能够驱动所述驱动齿轮44以及与之啮合的调焦齿条45带动所述滑块42沿所述环形凹槽26滑动，进而使所述内筒20沿所述外筒10的轴向滑动，实现自动调焦。

在外筒10上设置有轴向延伸的限位孔11，内筒20上连接有限位件30，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设置有环形凹槽26，外筒10上设置有螺旋延伸的导向孔13，使传动件41既沿着外筒10的导向孔13滑动，同时能够随着滑块42绕着内筒20的周向滑动，且传动件41还连接有位于外筒10外侧的调焦齿条45，如此，当驱动齿轮44转动时，调焦齿条45带动传动件41相对于外筒10发生螺旋滑动，进而推动内筒20轴向滑动，这样，在调焦的过程中将传动件41的螺旋运动转换为内筒20的轴向运动，显然，这种方式在整个调焦过程中安装于内筒20内的光学镜片不会发生旋转，且整个光学系统的光轴也不会发生倾斜，因此，这种调焦机构能够避降低对投影仪成像的不利影响，从而使画面更为清晰。另一方面，还在外筒10上设置有限位滑槽12，在调焦齿条45上设置有限位滑凸，使二者滑动配合，从而使调焦齿条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。

进一步地，如图1所示，环形凹槽26由所述内筒20的外壁沿其径向内凹形成，所述环形凹槽26的至少部分结构与所述第一光阑70在所述内筒20的同一轴向位置。也就是说，在内筒20的轴向上，第一光阑70与环形凹槽26的至少部分结构重叠，以保证环形凹槽26的设置不会影响内筒20的整体结构强度。

环形凹槽26可以是整个均与第一光阑70在内筒20的同一轴向位置，也可以是一部分与第一光阑70在内筒20的同一轴向位置，在图1所示的实施例中，所述环形凹槽26的一部分结构与所述第一光阑70在所述内筒20的同一轴向位置，另一部分结构与所述第一透镜51在所述内筒20的同一轴向位置，所述内筒20的内壁沿径向凸出设置有环形凸起27，所述环形凸起27的径向内侧面与所述第一透镜51的径向外侧面相接触，将环形凹槽26设置在环形凸起27以及第一光阑70位置处，亦能够保证内筒20的整体结构强度。上述的环形凸起27的内孔即构成前述的第一阶梯孔部21。为避免过定位，优选地，在所述内筒20的轴向上，所述环形凸起27与所述第一光阑70之间以及所述环形凸起27与所述第二光阑80之间均具有间隙。

由于第四阶梯孔部24距离环形凹槽26比较近，且与第一光阑70的内孔尺寸相差较多，为了进一步保证内筒20的结构强度，如图2所示，第四阶梯孔部24包括锥台形孔241和直孔242，锥台形孔241的大径端与直孔242相连，第三透镜61上与锥台形孔241相应的位置也设置为锥面。

本申请还提供了一种投影仪，包括上述光机，由于采用了上述结构的光机，能够获得更优质的投影画面。

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，在不偏离本发明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，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种光机，包括镜头，所述镜头包括内筒以及设置于所述内筒内的前透镜组、后透镜组和第一光阑，在光路方向上，所述第一光阑位于所述前透镜组和所述后透镜组之间，所述前透镜组位于所述后透镜组的上游侧，其特征在于，所述前透镜组包括沿光路依次设置的第五透镜、第四透镜、第二透镜和第一透镜，所述第二透镜的靠近所述第一透镜的侧面包括位于所述侧面中心部的第一曲面以及位于所述第一曲面外围的第一环形平面，

在所述第二透镜与所述第一透镜之间设置有第二光阑，所述第二光阑为由非透光材料制成的、呈环形的一体结构件，所述第二光阑包括相连的第一环形部和第二环形部，所述第一环形部和所述第二环形部的外径相等，且所述第一环形部和所述第二环形部的外周面均与所述内筒的内周面接触，所述第一环形部的内径大于所述第二环形部的内径，所述第一环形部的一端抵靠于所述第一透镜，另一端的端面与所述第二环形部的一端面相连，所述第二环形部的另一端面与所述第一环形平面形状相同并相互贴合，所述第二光阑的外周面与所述内筒的内周面接触。

2.根据权利要求1所述的光机，其特征在于，所述第一透镜的靠近所述第二透镜的侧面凸向所述第二透镜，所述第二环形部的内孔为锥形孔，所述锥形孔的大径端与所述第一环形部相连。

3.根据权利要求1所述的光机，其特征在于，所述第二透镜的与所述第四透镜相邻的侧面凹向所述第一透镜，所述第四透镜的与所述第二透镜相邻的侧面凸向所述第二透镜，且所述第二透镜和所述第四透镜相邻的两侧面相互贴合。

4.根据权利要求3所述的光机，其特征在于，所述第一曲面凹向背离所述第一透镜的一侧，所述第一透镜的背离所述第二透镜的至少部分侧面凹向所述第二透镜，所述第一曲面的外缘轮廓呈圆形，且该圆形的直径大于所述第一光阑的光阑孔径。

5.根据权利要求1至4之一所述的光机，其特征在于，所述第一光阑由所述内筒的内侧壁沿径向向内延伸形成。

6.根据权利要求5所述的光机，其特征在于，所述第一透镜的背离所述第二透镜的侧面包括中部的第二曲面以及位于所述第二曲面外围的第二环形平面，所述第二环形平面抵靠在所述第一光阑上；

所述后透镜组中最靠近所述第一光阑设置的透镜记为第三透镜，所述第三透镜的靠近所述第一光阑的侧面包括中部的第三曲面以及位于所述第三曲面外围的第三环形平面，所述第三环形平面抵靠在所述第一光阑上。

7.根据权利要求6所述的光机，其特征在于，所述第一光阑的内孔包括靠近所述第一透镜的圆孔和靠近所述第三透镜的锥台形孔，所述锥台形孔的小径端与所述圆孔相接，且所述小径端的孔径小于所述圆孔的孔径，所述小径端的孔径即为所述第一光阑的光阑孔径；

所述第一光阑将所述第二环形平面覆盖，且所述圆孔的孔径与所述第二环形平面的内径相等；

所述第一光阑将所述第三环形平面覆盖，且所述锥台形孔的大径端的孔径与所述第三环形平面的内径相等。

8.根据权利要求1至7任一项所述的光机，其特征在于，所述光机还包括调焦机构和光机外壳，所述调焦机构包括套设于所述内筒外侧的外筒，所述外筒固定于所述光机外壳，所述外筒的侧壁上设置有限位孔和限位滑槽，所述限位孔沿所述外筒的轴向延伸设置，所述限位滑槽绕所述外筒的轴线螺旋延伸，所述限位滑槽的底部设置有导向孔，所述导向孔的延伸方向与所述限位滑槽的延伸方向一致；所述内筒的外壁上设置有沿其周向环绕的环形凹槽，所述调焦机构还包括与所述限位孔滑动配合的限位件和驱动所述内筒滑动的驱动组件，所述限位件与所述内筒连接，所述驱动组件包括与所述导向孔滑动配合的传动件、滑动安装于所述环形凹槽内的滑块、固定于所述外筒的步进电机、与所述驱动电机的驱动轴连接的驱动齿轮以及与所述驱动齿轮啮合的调焦齿条，所述调焦齿条其外侧面设置有与所述驱动齿轮啮合的啮合齿，内侧面在所述限位滑槽的所述延伸方向的两端分别突出设置有限位滑凸，所述限位滑凸与所述限位滑槽滑动配合；所述传动件的一端与所述滑块连接，另一端连接于所述调焦齿条上的两个所述限位滑凸之间，所述驱动电机能够驱动所述驱动齿轮以及与之啮合的调焦齿条带动所述滑块沿所述环形凹槽滑动，进而使所述内筒沿所述外筒的轴向滑动，实现自动调焦；

所述环形凹槽由所述内筒的外壁沿其径向内凹形成，所述环形凹槽的至少部分结构与所述第一光阑在所述内筒的同一轴向位置。

9.根据权利要求8所述的光机，其特征在于，所述环形凹槽的一部分结构与所述第一光阑在所述内筒的同一轴向位置，另一部分结构与所述第一透镜在所述内筒的同一轴向位置，所述内筒的内壁沿径向凸出设置有环形凸起，所述环形凸起的径向内侧面与所述第一透镜的径向外侧面相接触，在所述内筒的轴向上，所述环形凸起与所述第一光阑之间以及所述环形凸起与所述第二光阑之间均具有间隙。

10.一种投影仪，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的光机。

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