CN215187121U - 投影主机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种投影设备，属于投影技术领域。该投影设备包括：光源系统、光机系统和镜头，光机系统包括光机壳体、镜片组件、DMD、振镜、TIR棱镜和固定支架；振镜和TIR棱镜固定在固定支架上，镜片组件、固定支架固定在光机壳体内，DMD与光机壳体固定，且朝向光机壳体内，振镜位于DMD与TIR棱镜之间。本申请实施例中，将振镜设置在TIR棱镜与DMD之间，在镜头靠近TIR棱镜时，不会受TIR棱镜的厚度减小后形成的凸角的影响，从而保证镜头向TIR棱镜的靠近，以有效减小镜头与TIR棱镜之间的距离，进而减小镜头与DMD之间的距离，实现了光机系统的小型化，进而实现了投影主机的小型化。

Description

投影主机

技术领域

本申请实施例涉及投影技术领域，特别涉及一种投影主机。

背景技术

随着科技的不断发展，投影设备越来越多的应用于人们的工作和生活中。目前，投影设备主要包括投影主机和投影屏幕，其中，投影主机包括光源系统、光机系统和镜头，光源系统的出光侧与光机系统的入光侧连接，光机系统的出光侧与镜头的入光侧连接，镜头的出光侧朝向投影屏幕。这样，光源系统出射光束依次经光机系统的整合处理和镜头的扩散处理后出射至投影屏幕，投影屏幕接收扩散处理后的光束，以显示画面。

发明内容

本申请实施例提供了一种投影主机，能够通过减小光机系统的体积来减小投影主机的体积。所述技术方案如下：

一种投影设备，所述投影设备包括：光源系统、光机系统和镜头，所述光机系统包括光机壳体、镜片组件、DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)、振镜、TIR(Total Internal Reflection，全反射)棱镜和固定支架；

所述光源系统的出光侧与所述光机壳体的第一开口端连接，所述镜头的入光侧与所述光机壳体的第二开口端连接；

所述振镜和所述TIR棱镜固定在所述固定支架上，所述镜片组件、所述固定支架固定在所述光机壳体内，所述DMD与所述光机壳体固定，且朝向所述光机壳体内，所述振镜位于所述DMD与所述TIR棱镜之间，所述镜片组件的入光侧朝向所述第一开口端，所述镜片组件的出光侧朝向所述TIR棱镜的第一入光侧，所述TIR棱镜的第一出光侧朝向所述第二开口端，所述TIR棱镜的第二入光侧和第二出光侧为同一侧，且朝向所述振镜。

可选地，所述固定支架呈平面结构，所述固定支架具有透光孔，所述振镜固定在所述固定支架的第一侧，所述TIR棱镜固定在所述固定支架的第二侧。

可选地，所述固定支架具有多个长圆孔，且每个长圆孔内具有固定螺栓；

所述固定螺栓能够在对应的长圆孔内滑动，且所述固定螺栓用于与所述振镜固定连接。

可选地，所述固定支架呈具有耳板的U形槽，所述U形槽的槽底具有透光孔，所述振镜固定在所述U形槽内，所述TIR棱镜固定在所述耳板上。

可选地，所述耳板具有固定夹，所述TIR棱镜固定在所述固定夹内。

可选地，所述耳板具有第一承靠结构和第二承靠结构，所述光机系统还包括压紧弹片；

所述TIR棱镜的两侧分别对应承靠所述第一承靠结构和所述第二承靠结构，所述压紧弹片压紧在所述TIR棱镜上，且与所述耳板固定连接。

可选地，所述耳板具有至少三个支撑点，至少三个所述支撑点位于不同的耳板上，且不共线，所述TIR棱镜支撑在至少三个所述支撑点上。

可选地，所述支撑点的数量为四个，四个所述支撑点呈矩形。

可选地，所述柔性垫位于所述压紧弹片与所述TIR棱镜之间具有弹性垫。

可选地，所述TIR棱镜与所述振镜之间的距离为1毫米。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本申请实施例中，将振镜设置在TIR棱镜与DMD之间，在镜头靠近TIR棱镜时，不会受TIR棱镜的厚度减小后形成的凸角的影响，从而保证镜头向TIR棱镜的靠近，以有效减小镜头与TIR棱镜之间的距离，进而减小镜头与DMD之间的距离，实现了光机系统的小型化，进而实现了投影主机的小型化。

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的附图。

图1是本申请实施例提供的一种投影主机的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种光机系统的剖面结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种TIR棱镜的结构示意图；

图4是相关技术提供的一种光机系统的剖面结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种光机系统的爆炸示意图；

图6是本申请实施例提供的一种光机系统的主视结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种固定支架的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种振镜和TIR棱镜固定的爆炸结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种振镜和TIR棱镜固定的结构示意图。

附图标记：

1：光机系统；2：镜头；

11：光机壳体；12：DMD；13：振镜；14：TIR棱镜；15：固定支架；16：压紧弹片；

141：第一棱镜；142：第二棱镜；143：凸角；

151：U形槽；152：耳板；

1511：透光孔；1521：第一承靠结构；1522：第二承靠结构；1523：支撑点。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

图1示例了本申请实施例的一种投影主机的结构示意图，图2示例了本申请实施例的一种光机系统的剖面结构示意图。如图1和图2所示，投影主机包括：光源系统、光机系统1和镜头2，光机系统1包括光机壳体11、镜片组件、DMD12、振镜13、TIR棱镜14和固定支架15；光源系统的出光侧与光机壳体11的第一开口端连接，镜头2的入光侧与光机壳体11的第二开口端连接；振镜13和TIR棱镜14固定在固定支架15上，镜片组件、固定支架15固定在光机壳体11内，DMD12与光机壳体11固定，且朝向光机壳体11内，振镜13位于DMD12与TIR棱镜14之间，镜片组件的入光侧朝向第一开口端，镜片组件的出光侧朝向TIR棱镜14的第一入光侧，TIR棱镜14的第一出光侧朝向第二开口端，TIR棱镜14的第二入光侧和第二出光侧为同一侧，且朝向振镜13。

其中，如图3所示，TIR棱镜14包括第一棱镜141和第二棱镜142，第一棱镜141和第二棱镜142贴合，且第一棱镜141和第二棱镜142依次位于镜头2的入光侧与振镜13之间。

在使用投影主机时，光源系统出射光束至光机系统1的镜片组件，以通过镜片组件对该光束进行调制，并将调制后的光束出射至TIR棱镜14，在通过TIR棱镜14进行全反射后穿过振镜13至DMD12，此时DMD12会基于光开关作用周期性的出射有效光束(能够到达镜头2的光束)至振镜13，进而在振镜13作用下产生4K效果的光束，并穿过TIR棱镜14出射至镜头2。

为了有效减小光机系统1的体积，进而减小投影主机的体积，通常会缩短DMD12与镜头2的入光侧之间的距离。相关技术中，如图4所示，振镜13位于TIR棱镜14远离DMD12的一侧。在减小DMD12与镜头2之间的距离时，通常会先减小TIR棱镜14的厚度，而为了保证TIR棱镜14对镜片组件出射的光束进行全反射，如图3所示，只能减小TIR棱镜14包括的第一棱镜141的厚度，此时第二棱镜142的角部会突出形成凸角143，而如图4所示，该凸角143仍然会影响振镜13向TIR棱镜14的靠近，进而影响镜头2向TIR棱镜14的靠近。也即是在振镜13位于TIR棱镜14与镜头2之间的情况下，通过减小TIR棱镜14的厚度并不能有效减小镜头2与DMD12之间的距离。而本申请实施例中，振镜13位于TIR棱镜14与DMD12之间。在减小了第一棱镜141的厚度后，如图1或图2所示，镜头2的入光侧可不受形成的凸角143的影响，从而保证镜头2向TIR棱镜14的靠近，以有效减小镜头2与DMD12之间的距离。

由此，本申请实施例中，将振镜13设置在TIR棱镜14与DMD12之间，能够在减小TIR棱镜14的厚度的情况下，最大限度的促使镜头2向DMD12靠近，以有效减小镜头2的入光侧与DMD12之间的距离，从而减小光机系统1的体积，进而减小投影主机的体积。

示例地，相关技术中，当振镜13位于TIR棱镜14与镜头2之间时，TIR棱镜14与镜头2的入光侧之间的距离为11.3毫米，而本申请中，当振镜13位于DMD12与TIR棱镜14之间时，DMD12与TIR棱镜14之间的距离仅为6.6毫米。由此可知，本申请实施例能够有效减小镜头2的入光侧与DMD12之间的距离。

可选地，为了保证光束的有效传播，TIR棱镜14与振镜13之间的距离为1毫米，也即是第二棱镜142与振镜13之间的距离为1毫米。当然，TIR棱镜14与振镜13之间的距离也可以为其他数值，本申请实施例对此不做限定。

本申请实施例中，使用红、绿、蓝三基色固态激光器作为光源系统，或者使用固态激光器激发荧光物质作为光源系统，或者使用固态激光器结合LEDLight-Emitting Diode，发光二极管光源作为光源系统。当然，还能够使用单基色固态激光器作为光源系统，此时为了保证光束的三基色，光机系统1包括的光机壳体11中布置荧光物质，也即是此时光机系统1包括有荧光物质。其中，荧光物质是指能够使单基色光束转换为三基色光束的器件，示例地，荧光物质为带有荧光粉的荧光轮。

在一些实施例中，镜片组件包括光导管、透镜组件、反射镜；光导管的一端朝向光机壳体11的第一开口端，光导管的另一端朝向透镜组件的入光侧，反射镜的反射面朝向透镜组件的出光侧和TIR棱镜的第一入光侧。这样，光源系统出射的光束先经光导管进行匀光处理，之后经透镜组件进行整形处理，再通过反射镜将整形处理后的光束反射至TIR棱镜14。

其中，透镜组件包括的透镜结构和数量可参考相关技术，本申请实施例对此不做限定。另外，上述镜片组件的构成只是一种示例，并不对镜片组件的构成形成限定。

本申请实施例中，TIR棱镜14包括的第一棱镜141和第二棱镜142均为三棱柱棱镜，且第一棱镜141和第二棱镜142通过粘接的方式进行固定。

可选地，第一棱镜141和第二棱镜142均为直角三棱柱棱镜，此时第一棱镜141的斜侧面和第二棱镜142的斜侧面粘接固定，第一棱镜141的第一直角侧面作为TIR棱镜14的第一入光侧，第一棱镜141的第二直角侧面作为TIR棱镜14的第二入光侧，第二棱镜142的第一直角侧面作为TIR棱镜14的第一出光侧，且与第一棱镜141的第二直角侧面相对。

其中，斜侧面是指由直角三角形的斜边构成的侧面，直角侧面是指由直角三角形的直角边所构成的侧面。

当然，如图3所示，第一棱镜141和第二棱镜142也可以为钝角三棱柱棱镜，此时第一棱镜141和第二棱镜142在振镜13与镜头2之间的位置可参考上述直角三棱柱棱镜的方式进行设置，只要能够实现光束的传播即可，本申请实施例对此不做限定。

本申请实施例中，DMD12固定在光机壳体11内，或者固定在光机壳体11外。当DMD12固定在光机壳体11外上，光机壳体11上与第二开口端相对第三开口端具有通孔，DMD12固定在光机壳体11的第三开口端，且伸入通孔以朝向光机壳体11内。

这样，在实现对DMD12的散热时，可直接在光机壳体11的第三开口端固定散热模组，此时散热模组可贴合DMD12，也即是DMD12位于散热模组与光机壳体11之间。其中，散热模组为散热翅片，当然，散热模组还可以为其他散热结构，本申请实施例对此不做限定。

需要说明的是，DMD12所在的平面、振镜13所在的平面、TIR棱镜14的第二入光侧所在的平面相互平行。当然，DMD12所在的平面、振镜13所在的平面、TIR棱镜14的第二入光侧所在的平面之间也可以存在一定的夹角，只要能够保证光机系统1处理过的光束通过镜头2后能够正常投影即可，本申请实施例对此不做限定。

本申请实施例中，如图5和图6所示，振镜13和TIR棱镜14通过固定支架15固定在光机壳体11内。

其中，固定支架15具有透光孔1511，此时镜片组件出射的光束经TIR棱镜14全反射后能够透过透光孔1511，并穿过振镜13出射至DMD12，之后在振镜13作用下处理后的具有4K效果的光束透过透光孔1511出射至TIR棱镜14。

在一些实施例中，固定支架15呈平面结构，振镜13固定在固定支架15的第一侧，TIR棱镜14固定在固定支架15的第二侧。

其中，为了保证振镜13与TIR棱镜14之间的距离为1毫米，且同时保证固定支架15的强度，固定支架15的第一侧或者第二侧具有凹槽。当固定支架15的第一侧具有凹槽时，振镜13限位在凹槽内；当固定支架15的第二侧具有凹槽时，TIR棱镜14限位在凹槽内。

在另一些实施例中，如图7所示，固定支架15呈具有耳板152的U形槽151，如图8或图9所示，振镜13固定在U形槽151内，TIR棱镜14固定在耳板152上。

其中，如图7所示，透光孔1511位于U形槽151的槽底，可通过设计U形槽151的深度，保证振镜13与TIR棱镜14之间的距离为1毫米，同时还能够保证固定支架15的强度。

对于上述两种结构的固定支架15，为了保证不同尺寸的振镜13都能够固定在固定支架15上，可选地，固定支架15具有多个长圆孔，且每个长圆孔内具有固定螺栓；固定螺栓能够在对应的长圆孔内滑动，且固定螺栓用于与振镜13固定连接。这样，由于固定螺栓的可滑动，从而对于不同尺寸的振镜13，只需要在长圆孔内滑动固定螺栓至适当位置，即可实现固定螺栓与振镜13的固定连接，从而实现将振镜13固定在固定支架15上，避免了针对不同尺寸的振镜13重新设计固定支架15的问题。

另外，对于上述两种结构的固定支架15，在固定TIR棱镜14时，固定支架15具有固定夹，也即是当固定支架15呈平面结构时，固定支架15的第二侧具有固定架；当固定支架15呈U形槽时，固定支架15的耳板152具有固定夹。此时TIR棱镜14固定在固定夹内，以实现TIR棱镜14在固定支架15上的固定。

当然，在另一些实施例中，光机系统1还包括限位件，此时固定支架15具有限位机构，进而在限位机构对TIR棱镜14进行限位的同时通过限位件将TIR棱镜14固定在固定支架15上。

在一些实施例中，限位机构为限位凹槽，透光孔1511位于限位凹槽的槽底，TIR棱镜14的第二出光侧限位在限位凹槽内。

其中，限位槽的大小可根据TIR棱镜14的第二出光侧的面积进行设置，以避免TIR棱镜14的第二出光侧限位在限位槽内后TIR棱镜14出现晃动的情况。

在另一些实施例中，限位机构包括第一承靠结构1521，也即是如图7所示，固定支架15的耳板152具有第一承靠结构1521；此时TIR棱镜14的第一入光侧承靠第一承靠结构1521。这样，通过第一承靠结构1521对TIR棱镜14的第一入光侧的限位，避免TIR棱镜14在与第一入光侧垂直的方向移动。

其中，为了避免第一承靠结构1521影响镜片组件出射的光束出射至TIR棱镜14的第一入光侧，第一承靠结构1521包括至少两个共线的阻挡块。示例地，如图5所示，第一承靠结构1521包括两个阻挡块，且两个阻挡块分别阻挡在第一入光侧的端部。

进一步地，限位机构还包括第二承靠结构1522，也即是如图7所示，固定支架15的耳板152还具有第二承靠结构1522；此时TIR棱镜14的第一侧承靠第二承靠结构1522，第一侧与第一入光侧相邻。

其中，TIR棱镜14上与第一入光侧相邻的一侧作为TIR棱镜14的第一侧。第二承靠结构1522的具体结构可参考第一承靠结构1521，本申请实施例对此不在赘述。结合上述三棱柱棱镜的解释，第二棱镜142的底面作为TIR棱镜14的第一侧。这样，即可通过第一承靠结构1521和第二承靠结构1522对TIR棱镜14在X和Y两个方向形成限位，之后再结合限位件即可对TIR棱镜14在Z方向形成限位，从而保证TIR棱镜14固定的稳定性。

可选地，对于限位机构的上述两种结构，如图8或图9所示，限位件为压紧弹片16，压紧弹片16压紧在TIR棱镜14上。其中，压紧弹片16压紧在TIR棱镜14包括的第一棱镜141上或者第二棱镜142上，以实现TIR棱镜14与支架本体的固定连接，本申请实施例对此不做限定。

当然，限位件除了为压紧弹片16外，还可以为其他结构，只要能够实现对TIR棱镜14的压紧即可，本申请实施例对此不做限定。

在又一些实施例中，限位机构包括第二承靠结构1522，TIR棱镜14的第一侧承靠第二承靠结构1522；限位件为调节螺钉，支架本体还具有凸起，调节螺钉穿过凸起，且与凸起螺纹连接，调节螺钉的一端抵接在TIR棱镜14的第二侧，第一侧与第二侧相对。

其中，结合上述三棱柱棱镜的解释，第二棱镜142的两个底面分别作为TIR棱镜14的第一侧和第二侧。这样，即可通过第二承靠结构1522对TIR棱镜14的第一侧形成限位，之后再结合调节螺钉抵接在TIR棱镜14的第二侧，以将TIR棱镜14夹紧在第二承靠结构1522和调节螺钉之间，从而保证TIR棱镜14固定的稳定性。

需要说明的是，对于上述通过压紧弹片16或者调节螺钉实现对TIR棱镜14的限位时，为了避免压紧弹片16或调节螺钉与TIR棱镜14之间的硬性接触，而造成TIR棱镜14的破损，光机壳体11还包括柔性垫，当TIR棱镜14通过压紧弹片16压紧固定时，柔性垫位于压紧弹片16与TIR棱镜14之间，当TIR棱镜14通过调节螺钉压紧固定时，柔性垫位于调节螺钉与TIR棱镜14之间。这样，即可通过柔性垫的缓冲，避免压紧弹片16或调节螺钉与TIR棱镜14的直接接触，从而避免对TIR棱镜14造成的破损。

还需要说明的是，TIR棱镜14直接支撑在固定支架15上进行固定，或者固定支架15上具有至少三个支撑点1523，进而将TIR棱镜14支撑在至少三个支撑点1523上进行固定。这样，通过至少三个支撑点1523减少了TIR棱镜14与固定支架15的接触面积，从而能够更方便的保证至少三个支撑点1523所在面的平面度。示例地，支撑点1523的数量为四个，四个支撑点1523围成矩形。

结合上述固定支架15的结构，当固定支架15呈平面结构时固定支架15的第二侧具有至少三个支撑点1523，且不共线；当固定支架15呈U形槽151时，如图7所示，固定支架15的耳板152具有至少三个支撑点1523，至少三个支撑点1523位于不同的耳板152上，且不共线，TIR棱镜14支撑在至少三个支撑点1523上。

接下来结合固定支架的具体结构对上述TIR棱镜14的固定进行解释。示例地，当固定支架15呈U形槽151结构时，如图7所示，固定支架15的耳板152具有第一承靠结构1521和第二承靠结构1522，且固定支架15的两个耳板152均具有两个支撑点1523，如图8或图9所示，光机系统1还包括压紧弹片16，TIR棱镜14支撑在四个支撑点1523上，且TIR棱镜14的两侧分别对应承靠第一承靠结构1521和第二承靠结构1522，压紧弹片16压紧在TIR棱镜14上，且与耳板152固定连接。

本申请实施例中，将振镜设置在TIR棱镜与DMD之间，在镜头靠近TIR棱镜时，不会受TIR棱镜的厚度减小后形成的凸角的影响，从而保证镜头向TIR棱镜的靠近，以有效减小镜头与TIR棱镜之间的距离，进而减小镜头与DMD之间的距离，实现了光机系统的小型化，进而实现了投影主机的小型化。

以上所述仅为本申请实施例的说明性实施例，并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种投影主机，其特征在于，所述投影主机包括：光源系统、光机系统和镜头，所述光机系统包括光机壳体、镜片组件、数字微镜器件DMD、振镜和全反射TIR棱镜和固定支架；

所述光源系统的出光侧与所述光机壳体的第一开口端连接，所述镜头的入光侧与所述光机壳体的第二开口端连接；

所述振镜和所述TIR棱镜固定在所述固定支架上，所述镜片组件、所述固定支架固定在所述光机壳体内，所述DMD与所述光机壳体固定，且朝向所述光机壳体内，所述振镜位于所述DMD与所述TIR棱镜之间，所述镜片组件的入光侧朝向所述第一开口端，所述镜片组件的出光侧朝向所述TIR棱镜的第一入光侧，所述TIR棱镜的第一出光侧朝向所述第二开口端，所述TIR棱镜的第二入光侧和第二出光侧为同一侧，且朝向所述振镜。

2.如权利要求1所述的投影主机，其特征在于，所述固定支架呈平面结构，所述固定支架具有透光孔，所述振镜固定在所述固定支架的第一侧，所述TIR棱镜固定在所述固定支架的第二侧。

3.如权利要求2所述的投影主机，其特征在于，所述固定支架具有多个长圆孔，且每个长圆孔内具有固定螺栓；

所述固定螺栓能够在对应的长圆孔内滑动，且所述固定螺栓用于与所述振镜固定连接。

4.如权利要求1所述的投影主机，其特征在于，所述固定支架呈具有耳板的U形槽，所述U形槽的槽底具有透光孔，所述振镜固定在所述U形槽内，所述TIR棱镜固定在所述耳板上。

5.如权利要求4所述的投影主机，其特征在于，所述耳板具有固定夹，所述TIR棱镜固定在所述固定夹内。

6.如权利要求4所述的投影主机，其特征在于，所述耳板具有第一承靠结构和第二承靠结构，所述光机系统还包括压紧弹片；

所述TIR棱镜的两侧分别对应承靠所述第一承靠结构和所述第二承靠结构，所述压紧弹片压紧在所述TIR棱镜上，且与所述耳板固定连接。

7.如权利要求6所述的投影主机，其特征在于，所述耳板具有至少三个支撑点，至少三个所述支撑点位于不同的耳板上，且不共线，所述TIR棱镜支撑在至少三个所述支撑点上。

8.如权利要求7所述的投影主机，其特征在于，所述支撑点的数量为四个，四个所述支撑点呈矩形。

9.如权利要求6所述的投影主机，其特征在于，所述光机壳体包括柔性垫，所述柔性垫位于所述压紧弹片与所述TIR棱镜之间。

10.如权利要求1所述的投影主机，其特征在于，所述TIR棱镜与所述振镜之间的距离为1毫米。

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