CN216956639U - 一种投影设备及其光机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种投影设备及其光机，该光机包括复眼透镜、反射镜、透镜、主棱镜、补偿棱镜、壳体、金属挡光件和紧固件。所述金属挡光件包括容纳部和挡光部，所述容纳部安装并固定复眼透镜和补偿棱镜之间的透镜，所述金属挡光件的底部比顶部更靠近主棱镜的光分离面，所述第二部分在所述光分离面上形成的投影区域至少部分位于所述裸露区、且较所述挡光部在所述光分离面上形成的投影区域更靠近所述裸露区。本实用新型的金属挡光件能实现挡光和固定透镜的效果，且金属挡光件本身的体积较小，能够安装于空间有限的壳体内。

Description

一种投影设备及其光机

技术领域

本实用新型涉及投影领域，尤其涉及一种投影设备及其光机。

背景技术

挡光件是投影设备中常见的部件，用于对光路中的杂光进行遮挡，通常，挡光件独立地设置在投影或照明光阑上。透镜是投影设备中常见的光学器件，在复眼透镜和棱镜组(包括主棱镜和补偿棱镜)之间的光路，往往需要设置对应的透镜，以对照明光进行处理。

现有的投影设备中，挡光件和上述透镜往往是各自独立安装，不仅体积较大，往往还需要分别装配和定位，工序复杂。

实用新型内容

基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种投影设备及其光机，以减小投影设备的体积，简化挡光件和透镜总的安装工序。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种投影光机，包括复眼透镜、反射镜、透镜、主棱镜、补偿棱镜和壳体，还包括金属挡光件和紧固件；所述壳体设有光入口、光出口和壳体腔，所述主棱镜和所述补偿棱镜经由所述光入口安装至所述壳体腔内；所述主棱镜和所述补偿棱镜所在位置的高度高于所述复眼透镜和反射镜所在位置的高度；所述主棱镜包括相对的第一端面和第二端面，以及连接所述第一端面和第二端面的光分离面、第一通光面、以及作为出光面的第二通光面，所述第一通光面贴合于所述壳体腔内与所述光入口相对的侧壁；所述第二通光面与所述壳体腔设置所述光出口的侧壁贴合；所述光分离面包括贴合区和裸露区，所述裸露区沿所述第一端面至第二端面的方向上延伸、且较所述贴合区更靠近所述第二通光面，所述补偿棱镜贴合于所述贴合区，从所述复眼透镜出射的光经过所述反射镜反射后通过所述透镜进入所述补偿棱镜；所述金属挡光件包括容纳部和挡光部，所述容纳部包括侧壁和底部，所述侧壁和底部围成容纳腔，所述透镜安装在所述容纳腔内；所述侧壁包括沿其周向设置的第一部分和第二部分，所述挡光部自所述第一部分外表面沿所述侧壁的厚度方向向外延伸，所述挡光部上设有挡光部固定孔，所述壳体内壁上设有壳体固定孔，所述紧固件穿过所述挡光部固定孔和壳体固定孔将所述金属挡光件固定于所述壳体中所述光入口位置，所述金属挡光件的底部比顶部更靠近所述光分离面，所述第二部分在所述光分离面上形成的投影区域至少部分位于所述裸露区、且较所述挡光部在所述光分离面上形成的投影区域更靠近所述裸露区。

优选地，所述挡光部上还设有定位孔，所述壳体内壁上还设有定位柱，所述定位柱伸入所述定位孔。

优选地，所述壳体腔内设有凸台；所述凸台包括与所述光入口相对的斜面，所述斜面在远离所述光出口的一侧较另一侧向远离所述光入口的方向倾斜，所述斜面上设置所述定位柱和壳体固定孔。

优选地，所述定位柱包括第一定位柱和第二定位柱，所述壳体固定孔包括第一壳体固定孔和第二壳体固定孔，所述定位孔包括第一定位孔和第二定位孔，所述挡光部固定孔包括第一挡光部固定孔和第二挡光部固定孔，所述紧固件包括第一紧固件和第二紧固件，所述凸台包括第一凸台和第二凸台，所述斜面包括第一斜面和第二斜面；所述第一凸台包括所述第一斜面，所述第一斜面上设置所述第一定位柱和第一壳体固定孔；所述第一定位柱伸入所述第一定位孔，所述第一紧固件穿过所述第一挡光部固定孔和第一壳体固定孔以将所述金属挡光件的第一位置固定于所述第一斜面；所述第二凸台包括所述第二斜面，所述第二斜面上设置所述第二定位柱和第二壳体固定孔；所述第二定位柱伸入所述第二定位孔，所述第二紧固件穿过所述第二挡光部固定孔和第二壳体固定孔以将所述金属挡光件的第二位置固定于所述第二斜面；其中，所述第二凸台较所述第一凸台更靠近光入口，所述第一斜面和所述第二斜面的倾斜度相同，且所述第二斜面比所述第一斜面更靠近所述光入口。

优选地，所述第一凸台位于所述壳体腔的与所述第一通光面接触的侧壁上，所述第二凸台位于所述壳体腔的与所述第一端面贴近的侧壁上；所述壳体腔的与所述第二端面接触的侧壁上设有凹槽，所述凹槽具有倾斜底面，所述倾斜底面与所述斜面共面设置；所述挡光部设置有凸耳，所述凸耳与所述倾斜底面紧贴。

优选地，所述容纳部的底部与侧壁的连接部中靠近所述裸露区的位置具有避让斜面，所述避让斜面与所述主棱镜的光分离面平行。

优选地，所述容纳部的侧壁靠近所述裸露区的位置具有避让平面。

优选地，所述第一定位柱和第一壳体固定孔沿所述第一端面至第二端面的方向上排列设置；所述第二定位柱和第二壳体固定孔沿垂直于所述第一端面至第二端面的方向排列设置；所述第二定位柱至所述第一定位柱的距离比所述第二定位柱至所述第一壳体固定孔的距离近。

优选地，所述容纳部的顶部和所述底部分别设有第一容纳部口和第二容纳部口，所述第一容纳部口大于所述第二容纳部口，靠近所述第一容纳部口的所述侧壁的内表面上设有多个胶水腔，所述透镜经由所述第一容纳部口安装至所述容纳腔内，所述胶水腔用于容纳胶水，所述胶水用于将所述透镜固定于所述容纳腔中。

本实用新型还提供了一种投影设备，包括外壳和任一所述的投影光机，所述投影光机安装于所述外壳，所述投影光机还包括LED光源、DMD和投影系统；所述主棱镜、所述补偿棱镜、DMD和投影系统所在位置的高度高于所述LED光源所在位置的高度；所述LED光源发出的光线经过复眼透镜后，经过所述反射镜反射后通过所述透镜进入所述补偿棱镜进入DMD；所述光线经过所述DMD反射后，经过所述主棱镜的光分离面的反射后进入投影系统。

【有益效果】

通过在挡光件中设置容纳部和挡光部，该容纳部安装并固定复眼透镜和补偿棱镜之间的透镜，所述挡光部自所述侧壁周向的第一部分外表面沿所述侧壁的厚度方向向外延伸，所述挡光部上设有定位孔和挡光部固定孔，所述壳体内壁上设有定位柱和壳体固定孔，所述定位柱伸入所述定位孔，所述紧固件穿过所述挡光部固定孔和壳体固定孔将所述金属挡光件固定于所述壳体中所述光入口位置，相比现有技术中分别设置固定件以固定挡光件和透镜，本方案结构更加简单，体积更小；另外，由于金属挡光件一方面作为安装固定透镜的部件，另一方面作为挡光件将透镜之外的杂散光(此部分光线若未被遮挡，此部分光线在光分离面所在平面所占据的位置比裸露区更远离主棱镜的作为出光面的第二通光面)、以及从透镜射出的光线中的边缘部分进行遮挡，以免该杂散光通过透镜进入补偿棱镜和主棱镜，进而避免杂散光影响成像效果，以及杂散光在补偿棱镜和主棱镜中形成多余热量，而在金属挡光件靠近裸露区的侧壁第二部分外表面不设置挡光部，因而既能实现挡光和固定透镜的效果，且金属挡光件本身的体积较小，能够安装于空间有限的壳体内。

本实用新型的其他有益效果，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实用新型的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的投影设备的某一视角示意图；

图2为图1投影设备的另一视角示意图；

图3为图1投影设备省略部分外壳和部件后的某一视角示意图；

图4为图3的另一视角示意图；

图5为图4进一步省略部分外壳和部件后的示意图；

图6为图5的另一视角示意图；

图7为图5的另一视角示意图；

图8为图6中壳体的示意图；

图9为图6中透镜和金属挡光件的某一视角示意图；

图10为图6中透镜和金属挡光件的另一视角示意图；

图11为图6中主棱镜和补偿棱镜的示意图；

图12为图6中主棱镜的示意图；

图13为图5的剖视示意图(未显示剖面线)。

具体实施方式

如图1和2所示，一种投影光机1，包括照明系统、数字微镜阵列(DMD)200、投影系统300和壳体400，进一步结合参考图2至13，该照明系统包括LED光源110、准直透镜组150、复眼透镜120、反射镜130、透镜160、补偿棱镜140和主棱镜600，补偿棱镜140和主棱镜600容纳于该壳体400内，投影设备1还包括容纳于壳体400内的金属挡光件500和紧固件。该投影光机1和外壳(图中未示出)可以进一步组成投影设备。

LED光源110、准直透镜组150、复眼透镜120和反射镜130在高度方向(指投影设备1在使用状态的高度方向，下同)上的位置低于补偿棱镜140、主棱镜600、DMD 200和投影系统300在高度方向上的位置，反射镜130在高度方向上的位置亦低于补偿棱镜140、主棱镜600、DMD 200和投影系统300在高度方向上的位置，反射镜130至少与高度方向具有一个夹角，以将反射镜130上游的光线反射到反射镜130下游，进而进入透镜160、补偿棱镜140和主棱镜600。通过将投影设备1内部的部件按照上述方式布置，投影设备1在高度、长度和宽度方向之间分布更加均衡。

主棱镜600包括光分离面630、第一通光面640、第二通光面650、第一端面610和作为出光面的第二端面620，其中，光分离面630、第一通光面640和第二通光面650连接第一端面610和第二端面620。主棱镜的光分离面630包括贴合区和裸露区632，裸露区632沿第一端面610至第二端面620的方向上延伸，且裸露区632较贴合区更靠近第二通光面650，补偿棱镜140贴合于贴合区631，例如，补偿棱镜140通过胶水贴合在主棱镜600的贴合区631中形成棱镜组。第一通光面640贴合于壳体腔内与光入口410相对的侧壁，第二通光面650与壳体腔设置光出口420的侧壁贴合。工作时，LED光源110发出的光线经过准直透镜组150、复眼透镜120后被反射镜130反射，反射后的光线经过壳体400的光入口410、透镜160、补偿棱镜140、主棱镜600的光分离面630的贴合区631、主棱镜600的第一通光面640到达DMD 200，到达DMD200的光线被DMD 200反射后再次经过主棱镜600的第一通光面640，并被主棱镜600的光分离面630的贴合区631反射后，从主棱镜600的第二通光面650和壳体400的光出口420进入投影系统300。

壳体400设有光入口410、光出口420和壳体腔430，主棱镜600和补偿棱镜140经由光入口410安装至壳体腔430内。金属挡光件500包括容纳部510和挡光部530，容纳部510包括侧壁511和底部512，侧壁511和底部512围成容纳腔513，容纳部510的顶部和底部512分别设有第一容纳部口514和第二容纳部口515，第一容纳部口514大于第二容纳部口515，靠近第一容纳部口514的侧壁511的内表面516上设有多个胶水腔517，透镜160经由第一容纳部口514安装至容纳腔513内，胶水腔517用于容纳胶水(例如，胶水由点胶机挤入该胶水腔517中)，胶水凝固后将透镜160固定于容纳腔513中。侧壁511包括沿其周向设置的第一部分518和第二部分519，挡光部530自第一部分518外表面沿侧壁511的厚度方向向外延伸，挡光部530上设有定位孔和挡光部固定孔，壳体内壁上设有定位柱和壳体固定孔，定位柱伸入定位孔以对金属挡光件500进行定位，紧固件穿过挡光部固定孔和壳体固定孔以将金属挡光件500固定于壳体400中光入口410位置，其中，金属挡光件500的底部512比顶部更靠近光分离面630(即，金属挡光件500的底部512和顶部二者之中，底部512靠近光分离面630，顶部远离光分离面630)，第二部分519在光分离面630上形成的投影区域至少部分位于裸露区632、且较挡光部530在光分离面630上形成的投影区域更靠近裸露区632。可以理解，底部512也能起到挡光作用，并能将光束的截面形状限制为第二容纳部口515的形状。

从主棱镜的光分离面630的角度看，本投影设备1的光路偏向主棱镜的贴合区631而远离裸露区632。金属挡光件500一方面作为透镜160的安装固定的部件，另一方面作为挡光件将透镜160之外的杂散光进行遮挡(此部分光线若未被遮挡，此部分光线在光分离面630所在平面所占据的位置比裸露区632更远离主棱镜的作为出光面的第二通光面650)，以免该杂散光通过透镜160进入补偿棱镜和主棱镜，进而避免杂散光影响成像效果，以及杂散光在补偿棱镜和主棱镜中形成多余热量，而在金属挡光件500靠近裸露区632的侧壁511第二部分外表面519不设置挡光部530，因而既能实现挡光和固定透镜160的效果，且金属挡光件500本身的体积较小，能够安装于空间有限的壳体400内。

在一些实施例中，壳体腔430内设有凸台，凸台包括与光入口410相对的斜面，斜面在远离光出口420的一侧较另一侧向远离光入口410的方向倾斜，斜面上设置定位柱和壳体固定孔，这样，金属挡光件500可以倾斜地固定在壳体400的光入口410内，以与本投影设备1的光路配合。在一些更具体的实施例中，定位柱包括第一定位柱452和第二定位柱462，壳体固定孔包括第一壳体固定孔453和第二壳体固定孔463，定位孔包括第一定位孔531和第二定位孔532，挡光部530固定孔包括第一挡光部固定孔533和第二挡光部固定孔534，紧固件包括第一紧固件710和第二紧固件720，凸台包括第一凸台450和第二凸台460，斜面包括第一斜面451和第二斜面461，其中，第一凸台450位于壳体腔430的与第一通光面640接触的侧壁上，第二凸台460位于壳体腔430的与第一端面610贴近的侧壁上。第一凸台450包括第一斜面451，第一斜面451上设置第一定位柱452和第一壳体固定孔453；第一定位柱452伸入第一定位孔531，第一紧固件710穿过第一挡光部固定孔533和第一壳体固定孔453以将金属挡光件500的第一位置固定于第一斜面451；第二凸台460包括第二斜面461，第二斜面461上设置第二定位柱462和第二壳体固定孔463；第二定位柱462伸入第二定位孔532，第二紧固件720穿过第二挡光部固定孔534和第二壳体固定孔463以将金属挡光件500的第二位置固定于第二斜面461，其中，第二凸台460较第一凸台450更靠近光入口410，第一斜面451和第二斜面461的倾斜度相同，且第二斜面461比第一斜面451更靠近光入口410。壳体腔430中与光入口410相对的内壁为内底面440，在一个实施例中，第一凸台450和第二凸台460均设置在该内底面440上，且均自该内底面440向光入口410延伸。在本方案中，一方面金属挡光件500能够更稳固被固定于壳体400内，另一方面，两个凸台也不至于占用过多的空间，以留下足够的空间以安装补偿棱镜和主棱镜。

在一些实施例中，壳体腔430的与第二端面620接触的侧壁上设有凹槽470，该凹槽470具有倾斜底面471；倾斜底面471与凸台的斜面共面设置，挡光部530设置有凸耳535，凸耳535与第三斜面471紧贴。在本方案中，在投影设备正常放置情况下(补偿棱镜和主棱镜在上，LED光源和复眼透镜在下)第三斜面471对金属挡光件500提供额外的定位，从而金属挡光件500更稳固被固定于壳体400内。

在一些实施例中，容纳部510的底部512与侧壁511的连接部中靠近裸露区632的位置具有避让斜面520，避让斜面520与主棱镜600的光分离面630平行，以避免金属挡光件500对光分离面630造成损坏，并能够让金属挡光件500更贴近主棱镜600，从而进一步降低投影光机的高度。容纳部510的侧壁511靠近裸露区632的位置具有避让平面521，以在不增加光入口410的宽度情况下，金属挡光件500能够安装在该光入口410中。避让斜面520和避让平面521可以通过切削的方式形成，即两者均为切削避让斜面。

在一些实施例中，第一定位柱452和第一壳体固定孔453沿第一端面610至第二端面620的方向W排列设置，以在配合实现定位和固定的作用情况下，充分利用壳体腔430该方向W的剩余空间，第二定位柱462和第二壳体固定孔463沿垂直于该方向W的方向L上排列设置，以在配合实现定位和固定的作用情况下，充分利用壳体腔430沿方向L的剩余空间。

在一些实施例中，第二定位柱462至第一定位柱452的距离比第二定位柱462至第一壳体固定孔453的距离近，这样尽可能使第二壳体固定孔463至第一壳体固定孔453的距离更远，有利于第一紧固件710和第二紧固件720更稳定地将金属挡光件500固定在壳体400中。

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，在不偏离本实用新型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，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种投影光机，包括复眼透镜、反射镜、透镜、主棱镜、补偿棱镜和壳体，其特征在于，还包括金属挡光件和紧固件；

所述壳体设有光入口、光出口和壳体腔，所述主棱镜和所述补偿棱镜经由所述光入口安装至所述壳体腔内；所述主棱镜和所述补偿棱镜所在位置的高度高于所述复眼透镜和反射镜所在位置的高度；

所述主棱镜包括相对的第一端面和第二端面，以及连接所述第一端面和第二端面的光分离面、第一通光面、以及作为出光面的第二通光面，所述第一通光面贴合于所述壳体腔内与所述光入口相对的侧壁；所述第二通光面与所述壳体腔设置所述光出口的侧壁贴合；所述光分离面包括贴合区和裸露区，所述裸露区沿所述第一端面至第二端面的方向上延伸、且较所述贴合区更靠近所述第二通光面，所述补偿棱镜贴合于所述贴合区，从所述复眼透镜出射的光经过所述反射镜反射后通过所述透镜进入所述补偿棱镜；

所述金属挡光件包括容纳部和挡光部，所述容纳部包括侧壁和底部，所述侧壁和底部围成容纳腔，所述透镜安装在所述容纳腔内；所述侧壁包括沿其周向设置的第一部分和第二部分，所述挡光部自所述第一部分外表面沿所述侧壁的厚度方向向外延伸，所述挡光部上设有挡光部固定孔，所述壳体内壁上设有壳体固定孔，所述紧固件穿过所述挡光部固定孔和壳体固定孔将所述金属挡光件固定于所述壳体中所述光入口位置，所述金属挡光件的底部比顶部更靠近所述光分离面，所述第二部分在所述光分离面上形成的投影区域至少部分位于所述裸露区、且较所述挡光部在所述光分离面上形成的投影区域更靠近所述裸露区。

2.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，

所述挡光部上还设有定位孔，所述壳体内壁上还设有定位柱，所述定位柱伸入所述定位孔。

3.根据权利要求2所述的投影光机，其特征在于，

所述壳体腔内设有凸台；

所述凸台包括与所述光入口相对的斜面，所述斜面在远离所述光出口的一侧较另一侧向远离所述光入口的方向倾斜，所述斜面上设置所述定位柱和壳体固定孔。

4.根据权利要求3所述的投影光机，其特征在于，

所述定位柱包括第一定位柱和第二定位柱，所述壳体固定孔包括第一壳体固定孔和第二壳体固定孔，所述定位孔包括第一定位孔和第二定位孔，所述挡光部固定孔包括第一挡光部固定孔和第二挡光部固定孔，所述紧固件包括第一紧固件和第二紧固件，所述凸台包括第一凸台和第二凸台，所述斜面包括第一斜面和第二斜面；

所述第一凸台包括所述第一斜面，所述第一斜面上设置所述第一定位柱和第一壳体固定孔；所述第一定位柱伸入所述第一定位孔，所述第一紧固件穿过所述第一挡光部固定孔和第一壳体固定孔以将所述金属挡光件的第一位置固定于所述第一斜面；

所述第二凸台包括所述第二斜面，所述第二斜面上设置所述第二定位柱和第二壳体固定孔；所述第二定位柱伸入所述第二定位孔，所述第二紧固件穿过所述第二挡光部固定孔和第二壳体固定孔以将所述金属挡光件的第二位置固定于所述第二斜面；

其中，所述第二凸台较所述第一凸台更靠近光入口，所述第一斜面和所述第二斜面的倾斜度相同，且所述第二斜面比所述第一斜面更靠近所述光入口。

5.根据权利要求4所述的投影光机，其特征在于，

所述第一凸台位于所述壳体腔的与所述第一通光面接触的侧壁上，所述第二凸台位于所述壳体腔的与所述第一端面贴近的侧壁上；

所述壳体腔的与所述第二端面接触的侧壁上设有凹槽，所述凹槽具有倾斜底面，所述倾斜底面与所述斜面共面设置；

所述挡光部设置有凸耳，所述凸耳与所述倾斜底面紧贴。

6.根据权利要求5所述的投影光机，其特征在于，

所述容纳部的底部与侧壁的连接部中靠近所述裸露区的位置具有避让斜面，所述避让斜面与所述主棱镜的光分离面平行。

7.根据权利要求5所述的投影光机，其特征在于，

所述容纳部的侧壁靠近所述裸露区的位置具有避让平面。

8.根据权利要求4所述的投影光机，其特征在于，

所述第一定位柱和第一壳体固定孔沿所述第一端面至第二端面的方向上排列设置；所述第二定位柱和第二壳体固定孔沿垂直于所述第一端面至第二端面的方向排列设置；所述第二定位柱至所述第一定位柱的距离比所述第二定位柱至所述第一壳体固定孔的距离近。

9.根据权利要求1所述的投影光机，其特征在于，

所述容纳部的顶部和所述底部分别设有第一容纳部口和第二容纳部口，所述第一容纳部口大于所述第二容纳部口，靠近所述第一容纳部口的所述侧壁的内表面上设有多个胶水腔，所述透镜经由所述第一容纳部口安装至所述容纳腔内，所述胶水腔用于容纳胶水，所述胶水用于将所述透镜固定于所述容纳腔中。

10.一种投影设备，其特征在于，包括外壳和权1-9任一所述的投影光机，所述投影光机安装于所述外壳，所述投影光机还包括LED光源、DMD和投影系统；

所述主棱镜、所述补偿棱镜、DMD和投影系统所在位置的高度高于所述LED光源所在位置的高度；

所述LED光源发出的光线经过复眼透镜后，经过所述反射镜反射后通过所述透镜进入所述补偿棱镜进入DMD；

所述光线经过所述DMD反射后，经过所述主棱镜的光分离面的反射后进入投影系统。

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