CN220651043U - 投影机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种投影机，包括照明装置、反射镜、聚光单元和成像器件，照明装置用于出射照明光束，照明光束经反射镜反射至聚光单元上，并经由聚光单元汇聚后投射至成像器件中，成像器件基于图像信号将照明光束处理成图像光束后并向外投射；其中，聚光单元为一片式的中继透镜结构。本申请投影机通过在照明装置和成像器件之间设置反射镜和聚光单元，并使得将聚光单元设置为一片式的中继透镜结构，以减小本申请投影机的体积，从而实现本申请投影机的小型化设计。

Description

投影机

技术领域

本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种投影机。

背景技术

采用数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影显示方式的投影机所投影出的图像具有高亮度和高分辨率的显示优点，满足了用户的使用体验。在现有技术中，DLP投影机通常是将照明装置的照明光束照射至显示芯片(Digital Mirror Device，DMD)上，并通过显示芯片反射至镜头，并通过镜头向外投射出具有图像信息的光束，从而实现投影机的显示功能。

但为了保证投影图像的质量，DLP投影机通常需要较大的体积，以满足照明装置和镜头之间的光路需求，不利于投影机的小型化设计且不便于携带。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种投影机，通过针对性的优化投影机的内部光路传输路径，能够减小投影机的体积，以实现投影机的小型化设计。具体包括如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种投影机，包括照明装置、反射镜、聚光单元和成像器件，照明装置用于出射照明光束，照明光束经反射镜反射至聚光单元上，并经由聚光单元汇聚后投射至成像器件中，成像器件基于图像信号将照明光束处理成图像光束后并向外投射；

其中，聚光单元为一片式的中继透镜结构。

本申请投影机通过在照明装置和成像器件之间设置反射镜和聚光单元，并使得照明装置射出的照明光束能够先经反射镜反射后再向聚光单元射出，再通过聚光单元射向成像器件，并由成像器件向外投射出具有图像信息的图像光束，从而实现本申请投影机的显示功能。

本申请投影机还通过设置反射镜，以使得反射镜能够折叠照明光束，从而减小成像器件和照明装置之间的距离，使得成像器件和照明装置之间的结构更加紧凑，减小本申请投影机的体积，实现本申请投影机的小型化设计。

本申请投影机还通过将聚光单元设置为一片式的中继透镜结构，以减小聚光单元在本申请投影机内所占据的空间，从而缩短成像器件和照明装置之间的距离，使得成像器件和照明装置之间的结构更加紧凑，减小本申请投影机的体积，实现本申请投影机的小型化设计。

在一种实施例中，聚光单元由塑料材质制成、且具有非球面。

在本实施例中，通过将聚光单元设置为塑料材质制成，且具有非球面结构，以在保证聚光单元对经反射镜反射后的照明光束的聚光效果的同时，还能够减小聚光单元的成本。

在一种实施例中，聚光单元具有朝向靠近反射镜的方向凸出的凸面。

在本实施例中，通过将聚光单元朝向反射镜的一面设置为凸出的凸面，以使得照明装置发出的经反射镜反射后的照明光束，能够从聚光单元的凸面射入，从而实现聚光单元的聚光效果。

在一种实施例中，投影机还包括镜头，成像器件将图像光束透射至镜头，镜头将图像光束投射至成像面上以形成投影画面；且镜头和照明装置位于成像器件所处平面的同一侧。

在本实施例中，通过设置镜头，并将镜头和照明装置设置于成像器件的所处平面的同一侧，以在实现本申请投影机的显示功能的同时，还能够减小本申请投影机的整体尺寸。

在一种实施例中，投影机还包括复眼透镜，复眼透镜位于反射镜与照明装置之间，复眼透镜的光轴与平行于镜头的光轴的方向之间具有第一夹角α₁，反射镜的反射面与平行于镜头的光轴的方向之间具有第二夹角α₂；其中，第一夹角α₁和第二夹角α₂满足关系：α₁＝2×(α₂－45°)。

在本实施例中，通过在反射镜和照明装置之间设置复眼透镜，以使得照明装置发出的照明光束穿过复眼透镜后，能够均匀的照射至反射镜上，也即使得照射至反射镜上的照明光束具有更均匀的光强分布，以使得本申请投影机所发出的图像光束的相对均匀。同时，通过设置复眼透镜，还能够将照明装置射出的圆形光斑整形为矩形光斑，以提高本申请投影机的光学性能和投影效果。

另一方面，通过设置第一夹角α₁和第二夹角α₂满足关系：α₁＝2×(α₂-45°)，使得复眼透镜的光轴与镜头的光轴之间的夹角能够同复眼透镜的光轴与反射镜的反射面之间的夹角相互配合，从而使得穿过复眼透镜的照明光束能够在射向反射面后，经反射镜反射至成像器件上，以满足本申请投影机的光学设计需求。同时，通过第一夹角α₁和第二夹角α₂的布置，还能够进一步合理化利用本申请投影机的内部空间，进一步减小本申请投影机的整体体积。

在一种实施例中，镜头包括第一透镜组、第二透镜组以及反射组件，第一透镜组位于第二透镜组和成像器件之间，成像器件出射的图像光束依序从第一透镜组和第二透镜组透射后投射至反射组件，反射组件将图像光束反射至外部的成像面以形成投影画面；第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度。

在本实施例中，通过设置用于直接接收成像器件发出图像光束的具有正光焦度的第一透镜组，以使得第一透镜组能够调整图像光束的色差，从而提升本申请投影机的投影图像的显示效果。同时，通过设置具有负光焦度的第二透镜组，并使得第二透镜组能够接收经第一透镜组处理后的图像光束，以使得第二透镜组能够将该图像光束放大后向反射组件投射，并由反射组件向外投射至成像面以显示图像，从而保证本申请投影机的投影效果。

在一种实施例中，满足条件式：D1/D2≤3；D1为镜头沿平行于镜头的光轴的方向的最大长度，D2为照明装置沿平行于镜头的光轴的方向的最大长度。

在本实施例中，通过将镜头的最大长度与照明装置的最大长度的比值设置为小于或等于3，使得镜头在满足本申请投影机的光学需求的同时，减小镜头的长度，以减小本申请投影机的整体体积，以便于实现本申请投影机的小型化设计。

在一种实施例中，成像器件包括空间光调制器以及位于镜头和空间光调制器之间的棱镜组；照明装置发出的光线经棱镜组反射至空间光调制器上，空间光调制器基于图像信号将照明光束处理成图像光束后反射至棱镜组，图像光束经棱镜组透射至镜头上。

在本实施例中，通过在镜头和空间光调制器之间设置棱镜组，并使得照明装置发出的照明光束能够经棱镜组反射至空间光调制器上，而空间光调制器上发出的图像光束也能经棱镜组透射至镜头上，使得照明装置与成像器件之间的光路和成像器件与镜头之间的光路部分重合，从而在保证本申请投影机的光学需求的同时，减小本申请投影机的整体体积，以便于实现本申请投影机的小型化设计。

在一种实施例中，照明装置包括第一滤光片、以及第一发光单元和第二发光单元，第一发光单元和第二发光单元分列于第一滤光片的不同侧、且分别发射出不同波长的光束，第一滤光片用于透射第一发光单元发出的第一光束和反射第二发光单元发出的第二光束，第一光束和第二光束在第一滤光片处合光为第一合光。

在本实施例中，通过将第一发光单元和第二发光单元设置于第一滤光片的两侧，并使得第一滤光片能够实现对第一光束透射，对第二光束反射，以使得具有不同波长的第一光束和第二光束能够在第一滤光片的作用下合光为第一合光，以便于照明光束的形成。

在一种实施例中，照明装置还包括第二滤光片、以及第三发光单元，第二滤光片位于第一滤光片的出射光路上且与第一滤光片交叉设置，第三发光单元位于第二滤光片的一侧，第二滤光片用于透射第三发光单元发出的第三光束、并反射来自第一滤光片的第一合光，第一光束和第一合光在第一滤光片处合光为照明光束后向反射镜投射。

在本实施例中，通过在第一滤光片的出射光路上设置与第一滤光片交叉排布的第二滤光片，并在第二滤光片的一侧设置第三发光单元，以使得第三光束能够透过第二滤光片，并与经第二滤光片反射后的第一合光合光为照明光束，并向反射镜投射，从而实现照明装置的照明功能。

附图说明

图1为本申请一种实施例中所提供的投影机的结构示意图；

图2为现有技术中投影机的结构示意图；

图3为本申请一种实施例中所提供的照明装置的结构示意图；

图4为本申请一种实施例中所提供的照明装置的另一结构示意图；

图5为本申请一种实施例中所提供的照明装置的光路示意图；

图6为本申请一种实施例中所提供的照明装置的另一光路示意图；

图7为本申请一种实施例中所提供的投影机的局部示意图；

图8为本申请一种实施例中所提供的投影机的局部结构示意图；

图9为本申请一种实施例中所提供的投影机的局部光路示意图；

图10为本申请一种实施例中所提供的投影机的另一局部光路示意图；

图11为本申请一种实施例中所提供的成像器件的光路示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指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“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是机械连接；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。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，本申请中使用的术语“包括”、“可以包括”、“包含”、或“可以包含”表示公开的相应功能、操作、元件等的存在，并不限制其他的一个或多个更多功能、操作、元件等。此外，术语“包括”或“包含”表示存在说明书中公开的相应特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，而并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、元素、部件或其组合，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1所示的本申请一种实施例中所提供的投影机100的结构示意图。

如图1所示，本申请所提供的投影机100包括照明装置10、反射镜20、聚光单元30和成像器件40。其中，照明装置10能够向外发出照明光束R，并能够朝向反射镜20的方向射出。反射镜20用于承接照明光束R并将照明光束R反射至聚光单元30上。聚光单元30用于将照明光束R汇聚后投射至成像器件40。成像器件40基于图像信号向外投射出具有图像信息的图像光束。从而实现本申请投影机100的显示功能。

具体的，照明装置10的一侧设有反射镜20，以使得照明装置10沿第一方向001射出的照明光束R，能够在反射镜20的作用下沿第二方向002向外射出。

可以理解的，反射镜20的设置，使得照明装置10所发出的照明光束R可以实现第一方向001和第二方向002的光路转换，避免了因照明装置10和成像器件40之间在第一方向001上的距离过远而影响本申请投影机100的整体长度。从而使得照明装置10和成像器件40之间的结构更加紧凑。进一步的，减小了本申请投影机100的体积，实现了本申请投影机100的小型化设计。

在第二方向002上，聚光单元30的相对两侧分别设有反射镜20和成像器件40。可以理解的，在本申请投影机100中，在第二方向002上，聚光单元30的尺寸和数量会影响本申请投影机100在第二方向002上的尺寸。

其中，如图1所示，聚光单元30设置为一片式的中继透镜结构，能够保证在本申请投影机100的投影质量的同时，减小聚光单元30在第二方向002上的尺寸。从而缩短照明装置10和成像器件40在第二方向002上的间距，使得照明装置10和成像器件40之间的结构更加紧凑。减小本申请投影机100的体积。

由此，本申请投影机100通过在照明装置10和成像器件40之间设置反射镜20和聚光单元30，并使得聚光单元30采用一片式的中继透镜结构，以在保证本申请投影机100的显示效果的同时，减小本申请投影机100在第一方向001和第二方向002上的尺寸，从而缩短照明装置10和成像器件40之间的间距。进而减小本申请投影机100的体积，实现本申请投影机100的小型化。

请参阅图2所示的现有技术中的投影机100’的结构示意图。

如图2所示，在现有技术中，投影机100’包括照明装置10’、复眼透镜20’、反射镜30’、聚光单元40’、棱镜组50’和成像器件60’。其中，照明装置10’发出照明光束，并通过复眼透镜20’投射至反射镜30’上。反射镜30’将照明光束反射至聚光单元40’上，照明光束经由聚光单元40’汇聚后依靠棱镜组50’反射至成像器件60’。成像器件60’基于图像信号投射出具有图像信息的图像光束，并经由棱镜组50’向外投射出。从而实现投影机100’的显示功能。

如图2所示，在现有技术中，聚光单元40’采用两片式的中继透镜设置。可以理解的，在第一方向001’上，两片式的中继透镜增大了聚光单元40’在投影机100’中所占据的空间，从而使得照明装置10’和成像器件60’之间的间距增大。从而使得整体投影机100’的体积较大。

因此，基于本申请投影机100采用一片式的中继透镜结构设置聚光单元30，以在保证本申请投影机100的显示效果的同时，减小了照明装置10和成像器件40之间的间距，从而使得本申请投影机100的结构相对紧凑。进而使得本申请投影机100的体积较小，有利于实现本申请投影机100的小型化。

在一种实施例中，聚光单元30有塑料材质制成、且具有非球面。以在保证聚光单元30在对经反射镜20反射后的照明光束R的聚光效果的同时，还能够减小聚光单元30的成本。

另一方面，非球面的镜片局域从镜头中心到周边的曲率是连续变化的特点，这使得聚光单元30具有更好的曲率半径特性，能够在一定程度上改善歪曲像差和像散像差。从而提升本申请投影机100的成像质量，提升本申请投影机100的显示效果。

在一种实施例中，请回看图1，聚光单元30具有朝向靠近反射镜20的方向凸设的凸面，以使得照明装置10所发出的光线，在经由反射镜20反射后，能从聚光单元30的凸面射入，从而实现聚光单元30的聚光效果。为了保证聚光单元30的聚光效果，聚光单元30的焦距应对于经反射镜20反射后的照明光束R的情况匹配设置。示例性的，聚光单元30的焦距为19.63mm，对应的，与棱镜组42的空气间隔为5.8mm。

请参阅图3所示的本申请一种实施例中所提供的照明装置10的结构示意图。

如图3所示，照明装置10包括第一滤光片11、第二滤光片12、第一发光单元13、第二发光单元14和第三发光单元15。其中，第一发光单元13和第二发光单元14分列于第一滤光片11的相对两侧。第一发光单元13能够向第一滤光片11发出第一光束R1，第二发光单元14能够向第一滤光片11发出第二光束R2，第一光束R1和第二光束R2的波长不同。

第一滤光片11被配置为能够透射第一光束R1且能够反射第二光束R2。当第一光束R1和第二光束R2从第一滤光片11的不同侧射向第一滤光片11时，第一滤光片11将第一光束R1和第二光束R2合光为第一合光R5。

第二滤光片12设置于第一滤光片11的出射光路上，第二滤光片12与第一滤光片11间隔排布，且互成夹角。第三发光单元15设置于第二滤光片12的一侧，并向第二滤光片12发出第三光束R3。

第二滤光片12被配置为能够反射第一光束R1和第二光束R2，且透射第三光束R3。当第一光束R1和第二光束R2所形成的第一合光R5射向第二滤光片12的一侧时，位于另一侧的第三发光单元15所发出的第三光束R3也射向第二滤光片12。第二滤光片12将第一合光R5和第三光束R3合光形成照明光束R，并向外透射，从而实现照明装置10的照明功能。

可以理解的，在另一种实施例中，如图4所示，第二滤光片12设置于第一滤光片11的出射光路上，第二滤光片12与第一滤光片11间隔排布，且相互平行。

请参阅图5所示的本申请一种实施例中所提供的照明装置10的光路示意图。

如图5所示，第二滤光片12设置于第一滤光片11的出射光路上，第二滤光片12与第一滤光片11部分重合且交叉设置。第一滤光片11被配置为透射第一光束R1和第三光束R3，且反射第二光束R2。第二滤光片12被配置为透射第一光束R1和第二光束R2，且反射第三光束R3。第一滤光片11和第二滤光片12相互配合，从而使得第一光束R1、第二光束R2和第三光束R3合光为照明光束R。从而实现照明装置10的照明功能。

请参阅图6所示的本申请一种实施例中所提供的照明装置10的另一光路示意图。

如图6所示，第二滤光片12设置于第一滤光片11的出射光路上，第二滤光片12与第一滤光片11间隔排布，且互成夹角。照明装置10还包括第四发光单元16，第四发光单元16设置于第一滤光片11设有第一发光单元13的一侧，且第四发光单元16能够向第一滤光片11发出第四光束R4。

第一发光单元13上还设有发光层(图中未示出)。第四发光单元16发出的第四光束R4射向第一滤光片11，并经由第一滤光片11反射至第一发光单元13表面的发光层上。发光层受第四光束R4激发，向外发出与第一光束R1波长相同的光束，从而增强第一光束R1的光线强度。

可以理解的，在本实施例中，第一滤光片11和第二滤光片12之间的夹角设置是为了满足照明装置10的光学需求。示例性的，第一滤光片11和第二滤光片12之间的夹角可以设置为90°。在另一种实施例中，如图7所示，第四发光单元16还可以作用于第一滤光片11和第二滤光片12平行的照明装置10中。申请人对此不做特别限定。

在本实施例中，第一发光单元13所发出的第一光束R1的波长范围为492nm-577nm，以使得第一光束R1为绿光。第二发光单元14所发出的第二光束R2的波长范围为400nm-450nm，以使得第二光束R2为蓝光。第三发光单元15所发出的第三光束R3的波长范围为620nm-760nm，以使得第三光束R3为红光。从而形成“R，G，B”三原色发光芯片的结构。

另一方面，第四发光单元16所发出的第四光束R4的光线颜色为蓝色。第一发光单元13表面的发光层为绿色的荧光粉。可以理解的，由于绿色光线在投影机100中的出光量相对较高，将发绿光的第一发光单元13设置于图8和图9所示位置，且采用第四发光单元16用于提高第一光束R1的亮度。能够在保证第一光束R1的出光量的同时，还有利于第四发光单元16的散热。

可以理解的，在另一种实施例中，第一光束R1、第二光束R2、第三光束R3和第四光束R4的波长范围可以是其他，申请人对此不做特别限定。

在一种实施例中，如图6和图7所示，第四发光单元16和第三发光单元15沿第二方向002并排设置。在第一方向001上，第三发光单元15相较于第四发光单元16更靠近于第二滤光片12。基于第三发光单元15和第四发光单元16发出的光线波长不同。可以理解的，将第三发光单元15相对靠近于第二滤光片12，能够减小第四光束R4对第三光束R3的串扰。从而提升照明装置10的照明光束R的纯度。

在一种实施例中，如图7所示，照明装置10还包括聚光透镜17，聚光透镜17设有多个，且分别位于第一发光单元13、第二发光单元14、第三发光单元15和第四发光单元16的出光的一侧。基于第一发光单元13、第二发光单元14、第三发光单元15和第四发光单元16所发出的光线相对分散。可以理解的，聚光透镜17的设置能够实现第一光束R1、第二光束R2、第三光束R3和第四光束R4的聚光，保证出射角度，从而提高照明装置10的照明光束R的亮度。

在一种实施例中，成像器件40为数字微镜器件(Digital MicromiRor Device，DMD)。

请参阅图8所示的本申请一种实施例中所提供的投影机100的局部结构示意图。请一并参阅图1。

如图1和图3所示，投影机100还包括镜头50，镜头50具有第一光轴L1，成像器件40设置于镜头50的第一光轴L1的延长线上，以使得成像器件40在接收到照明装置10所传输的照明光束R，并向外反射出具有图像信息的图像光束时，图像光束能够在镜头50的作用下向外投射以显示图像。从而实现本申请投影机100的显示功能。

在一种实施例中，如图8所示，镜头50包括第一透镜组51、第二透镜组52和反射组件53。其中，第一透镜组51设置于第二透镜组52和成像器件40之间。第一透镜组51内的透镜均具有正光焦距，从而使得经由成像器件40向外传输的图像光束能够在第一透镜组51的作用下实现色差的调整。第二透镜组52内的透镜均为负光焦距，从而使得经由第一透镜组51处理后的图像光束能够向外发散，实现本申请投影机100的投射效果。

反射组件53沿第一光轴L1设置于第二透镜组52远离第一透镜组51的一侧。当成像器件40出射的图像光束依序经由第一透镜组51和第二透镜组52投射至反射组件53时，反射组件53将图像光束反射至外部的成像面(图中未示出)以形成投影画面，从而实现本申请投影机100的显示功能。

同时，反射组件53的镜面采用偶次非球设计，且材质为塑料，以便于加工。由于偶次非球设计能够提高光学器件的成像质量和性能。由此，反射组件53的设置能够提升本申请投影机100的显示效果。

具体的，如图8所示，第一透镜组51包括并排设置的振镜511、第一校正透镜512和第二校正透镜513，其中，振镜511位于成像器件40和第一校正透镜512之间。

振镜511具有像素偏移功能，能够使得图像光束在水平方向和垂直方向发生半个像素的偏移。当使用者在观测经由振镜511处理后的图像光束时，由于人眼的视觉暂留效应，会使得每个像素在水平方向和垂直方向达到像素增加效果，从而使得图像光束的分辨率更高。

第一校正透镜512和第二校正透镜513均为双胶合透镜，以承担色差像差的校正作用。可以理解的，成像器件40向外传输的图像光束在现有经由第一校正透镜512和第二校正透镜513后，色差和像差得以校正。从而增强了本申请投影机100的显示效果。

如图8所示，第二透镜组52包括双凹透镜521。其中，双凹透镜521设置于第一透镜组51和反射组件53之间。双凹透镜521的镜面采用偶次非球设计，且材质为塑料，以便于加工。由于偶次非球设计能够提高光学器件的成像质量和性能。由此，双凹透镜521的设置能够提升本申请投影机100的显示效果。

可以理解的，在本实施例中，第一透镜组51由五块沿第一方向001设置的透镜组成，第二透镜组52由四块沿第一方向001设置的透镜组成。在另一种实施例中，第一透镜组51和第二透镜组52内的透镜数量可以为其他。

在一种实施例中，如图1所示，镜头50的第一光轴L1的方向与第一方向001相同。在第一方向001上，镜头50具有第一长度D1，照明装置10具有第二长度D2。其中，第一长度D1和第二长度D2的比值小于或等于3。

为了保证照明装置10所射出的照明光束R的质量，需要保证照明装置10的第二长度D2，以使得照明装置10向外射出的照明光束R在作用于成像器件40时，成像器件40反射出的图像光束具有较好的显示质量。可以理解的，第一长度D1和第二长度D2的比值小于或等于3，使得在第一方向001上，镜头50的长度降低。

基于在投影机100中，在第一方向001上，镜头50的长度占比较大。镜头50的第一长度D1的降低，能够使得本申请投影机100在第一方向001上的总尺寸降低。从而使得镜头50在满足本申请投影机100的光学需求的同时，减小了本申请投影机100的整体体积，以便于实现本申请投影机100的小型化设计。

在一种实施例中，如图1所示，投影机100还包括复眼透镜60，复眼透镜60位于反射镜20和照明装置10之间，以承接照明装置10所发射出的照明光束R，并透射至反射镜20上。

复眼透镜60包括多个子透镜(图中未示出)，各个子透镜排布于复眼透镜60靠近反射镜20的一侧。其中，每个子透镜均能够实现对照射至该子透镜上的照明光束R的汇聚，从而使得复眼透镜60能够更好的利用照明光束R。同时，基于子透镜的排布相对均匀。可以理解的，经由复眼透镜60处理后的照明光束R的均匀度也相对较高。

另一方面，复眼透镜60还可以将照明装置10射出的照明光束R所处的圆形光斑整形为矩形光斑，并向外射出。由于成像器件40的反射面也为矩形，将照明光束R的光斑调整为适应成像器件40的矩形光斑，有利于提高照明光束R的利用率。从而提升本申请投影机100的光学性能和投影效果。

请参阅图9所示的本申请一种实施例中所提供的投影机100的局部光路示意图。

如图9所示，反射镜20的反射面21具有反射膜(图中未示出)，以使得反射镜20的反射率可以达到98％以上，从而使得从照明装置10射出的照明光束R能够更好的经由反射镜20向后反射。进而提升了本申请投影机100的显示效果。

复眼透镜60具有第二光轴L2。第二光轴L2和第一光轴L1之间具有第一夹角α₁，反射镜20的反射面21与第一光轴L1之间具有第二夹角α₂。其中，第一夹角α₁和第二夹角α₂的满足关系：α₁＝2×(α₂－45°)。

当第一夹角α₁和第二夹角α₂满足上述关系时，照明装置10所发出的照明光束R，在经由反射镜20反射后，能够在反射镜20的作用下，反射至成像器件40上，从而满足本申请投影机100的光学设计需求。

同时，第一夹角α₁和第二夹角α₂的设计，使得复眼透镜60、反射镜20和成像器件40之间的空间布局存在关联，以便于本申请投影机100的空间布置。进一步的，还能够使得本申请投影机100的内部空间利用率更高，且内部结构的设置更合理，从而使得减小本申请投影机100的整体体积。

基于复眼透镜60设置于照明装置10和反射镜20之间。可以理解的，为了降低本申请投影机100在第二方向002上所占用的空间，可以在一定程度上降低第一夹角α₁，从而减小照明装置10和反射镜20之间的间距，从而减小本申请投影机100在第二方向002上所占用的空间。示例性的，如图10所示，第一光轴L1和第二光轴L2平行，对应的，第一夹角α₁为0°，第二夹角α₂为45°。

请参阅图11所示的一种实施例中所提供的成像器件40的光路示意图。请一并参阅图1。

如图1和图11所示，成像器件40包括空间光调制器41和棱镜组42。棱镜组42设置于镜头50和空间光调制器41之间，且使得照明装置10发出的照明光束R在经聚光单元30汇聚后，照射至棱镜组42内，并反射至空间光调制器41上。而空间光调制器41基于图像信息所反射出的图像光束，能够经棱镜组42透射至镜头50上。

棱镜组42为全内反射棱镜(Total Internal Reflection，TIR)，棱镜组42包括第一棱镜421和第二棱镜422。如图5所示，第一棱镜421和第二棱镜422均为三角棱镜。其中，第一棱镜421和第二棱镜422沿第一方向001并排设置，并使得第一棱镜421和第二棱镜422的相邻的两面互相平行，并相互胶合。

第一棱镜421具有相连的第一表面4211、第二表面4212和第三表面4213。第一表面4211靠近于聚光单元30，第二表面4212靠近于空间光调制器41，第三表面4213与第二棱镜422的第四表面4221相对设置。

如图1和图11所示，当照明装置10的照明光束R从聚光单元30射向第一棱镜421时，穿过第一表面4211到达第三表面4213。基于第一棱镜421和第二棱镜422之间存在空气间隙。可以理解的，照明光束R射至第三表面4213时，会穿过第二表面4212反射至空间光调制器41上。

空间光调制器41基于图像信号反射出具有图像信息的图像光束，并穿过第二表面4212照射至第三表面4213上。可以理解的，图像光束在作用于第三表面4213时的入射角与照明光束R作用于第三表面4213时的入射角不同。从而使得照明光束R可以穿过第三表面4213和第四表面4221，经第二棱镜422向镜头50射出。

可以理解的，棱镜组42的设置，使得聚光单元30与空间光调制器41之间的照明光束R，以及空间光调制器41和镜头50之间的图像光束部分重合。从而在保证本申请投影机100的光学需求的同时，减小了本申请投影机100整体长度，减小了本申请投影机100的整体体积。以便于实现本申请投影机100的小型化设计。

另一方面，棱镜组42的设置，还可以减小投影系统的后焦距，从而缩短棱镜组42和空间光调制器41之间的间距。从而减小本申请投影机100的体积，有利于实现本申请投影机100的小型化设计。

在一种实施例中，如图11所示，第三表面4213和第四表面4221之间的空气间隙D3大于0μm，且小于或等于15μm。当第三表面4213和第四表面4221之间不存在空气间隙D3时，第一棱镜421和第二棱镜422相互贴合。当照明光束R从聚光单元30射向第三表面4213时，基于第一棱镜421和第二棱镜422的材质相同，对应的折射率相同。可以理解的，照明光束R无法在第三表面4213形成反射，从而使得棱镜组42的功能失效。

当第三表面4213和第四表面4221的空气间隙D3大于15μm时，会提升第一棱镜421和第二棱镜422之间的胶合难度，难以实现对第一棱镜421和第二棱镜422的位置固定。另一方面，第一棱镜421和第二棱镜422之间的间距变大，也会导致棱镜组42的长度。从而增大本申请投影机100的整体体积。

由此，将第三表面4213和第四表面4221之间的空气间隙D3设置为大于0μm，且小于或等于15μm，能够在保证棱镜组42的折叠光路的功能的同时，还能够避免棱镜组42尺寸过长而带来的影响。从而减小了本申请投影机100的整体体积，有利于实现本申请投影机100的小型化设计。

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一个或者更多个所述特征。在本申请的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式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方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。本领域的一般技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种投影机，其特征在于，包括照明装置、反射镜、聚光单元和成像器件，所述照明装置用于出射照明光束，所述照明光束经所述反射镜反射至所述聚光单元上，并经由所述聚光单元汇聚后投射至所述成像器件中，所述成像器件基于图像信号将所述照明光束处理成图像光束后并向外投射；

其中，所述聚光单元为一片式的中继透镜结构。

2.根据权利要求1所述的投影机，其特征在于，所述聚光单元由塑料材质制成、且具有非球面。

3.根据权利要求2所述的投影机，其特征在于，所述聚光单元具有朝向靠近所述反射镜的方向凸出的凸面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的投影机，其特征在于，所述投影机还包括镜头，所述成像器件将所述图像光束投射至所述镜头，所述镜头将所述图像光束投射至外部的成像面上以形成投影画面；

且所述镜头和所述照明装置位于所述成像器件所处平面的同一侧。

5.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，所述投影机还包括复眼透镜，所述复眼透镜位于所述反射镜与所述照明装置之间，所述复眼透镜的光轴与平行于所述镜头的光轴的方向之间具有第一夹角α₁，所述反射镜的反射面与平行于所述镜头的光轴的方向之间具有第二夹角α₂；

其中，所述第一夹角α₁和所述第二夹角α₂满足关系：α₁＝2×(α₂－45°)。

6.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，所述镜头包括第一透镜组、第二透镜组以及反射组件，

所述第一透镜组位于所述第二透镜组和所述成像器件之间，所述成像器件出射的图像光束依序从所述第一透镜组和所述第二透镜组透射后投射至所述反射组件，所述反射组件将图像光束反射至外部的成像面以形成投影画面；

所述第一透镜组具有正光焦度，所述第二透镜组具有负光焦度。

7.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，满足条件式：

D1/D2≤3；

D1为所述镜头沿平行于所述镜头的光轴的方向的最大长度，D2为所述照明装置沿平行于所述镜头的光轴的方向的最大长度。

8.根据权利要求4所述的投影机，其特征在于，所述成像器件包括空间光调制器以及位于所述镜头和所述空间光调制器之间的棱镜组；

所述照明装置发出的照明光束经所述棱镜组反射至所述空间光调制器上，所述空间光调制器基于图像信号将所述照明光束处理成图像光束后反射至所述棱镜组，所述图像光束经所述棱镜组透射至所述镜头上。

9.根据权利要求1-3任一项所述的投影机，其特征在于，所述照明装置包括第一滤光片、以及第一发光单元和第二发光单元，所述第一发光单元和所述第二发光单元分列于所述第一滤光片的不同侧、且分别发射出不同波长的光束，所述第一滤光片用于透射所述第一发光单元发出的第一光束和反射所述第二发光单元发出的第二光束，所述第一光束和所述第二光束在所述第一滤光片处合光为第一合光。

10.根据权利要求9所述的投影机，其特征在于，所述照明装置还包括第二滤光片、以及第三发光单元，所述第二滤光片位于所述第一滤光片的出射光路上且与所述第一滤光片交叉设置，所述第三发光单元位于所述第二滤光片的一侧，所述第二滤光片用于透射所述第三发光单元发出的第三光束、并反射来自所述第一滤光片的所述第一合光，所述第一光束和所述第一合光在所述第一滤光片处合光为照明光束后向所述反射镜投射。