投影光机的光学系统、投影光机及投影设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种投影设备，具体涉及一种投影光机的光学系统、投影光机及投影设备。


背景技术：

2.dlp投影仪凭借其丰富的色彩、高清晰的画面得到了迅速的发展。dlp投影仪包括光源组件(包括led光源和准直合光系统)、复眼透镜、多个中继透镜、棱镜、dmd(数字微镜器件)组件等，led光源发出的光经准直合光系统、复眼透镜、中继透镜进入棱镜，经棱镜折射后从其一个通光面射出进入到dmd组件，经dmd组件反射出的光束再次进入到棱镜，然后从棱镜的另一个通光面射出，进入到投影镜头。上述的这些光学元件通常沿水平方向布置，光源组件包括led光源和准直系统，复眼透镜包括呈行列式排列的多个微透镜，dmd组件包括dmd器件，led光源的宽边、微透镜的宽边以及dmd器件的长边和宽边均与水平面平行。但是，这种安装方式，dlp投影仪在水平面上的长度方向和宽度方向尺寸较大，不利于向小型化、紧凑型的方向发展，且这种光学元器件的布置方式，设计难度大，难以将dmd器件的能效最大化，尤其对于大功率的dlp投影仪导致大量的光能量浪费，增加整机的散热压力。


技术实现要素：

3.基于上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种投影光机的光学系统、投影光机及投影设备，以在提高投影设备亮度的同时还能够使其结构更为紧凑。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.本实用新型的第一方面提供了一种投影光机的光学系统，包括投影镜头、沿第一水平方向依次设置的光源组件、复眼透镜和反射镜，以及沿竖直方向依次设置的棱镜组件和dmd组件，所述投影镜头的光轴沿第二水平方向设置且与所述第一水平方向垂直；
6.所述光源组件包括led光源，所述复眼透镜包括呈行列式排布的多个微透镜，所述led光源的宽边、所述微透镜的宽边均相对于水平面倾斜设置，且二者的倾斜角度相等；
7.所述反射镜与所述第一水平方向、第二水平方向以及所述竖直方向均呈一非零夹角，且其反射方向朝向所述棱镜组件；
8.所述棱镜组件具有第一通光面和第二通光面，所述第二通光面朝向所述投影镜头；
9.所述dmd组件位于所述棱镜组件远离所述反射镜的一侧，且与所述第一通光面相面对，所述dmd组件包括dmd器件，所述dmd器件具有长边和宽边，所述长边与所述第一水平方向平行，所述宽边与所述第二水平方向平行。
10.优选地，所述反射镜设置有缺角结构，所述缺角结构在第二水平方向上位于靠近所述投影镜头的一侧，在竖直方向上位于远离所述棱镜组件的一侧。
11.优选地，所述dmd器件的dmd中心面较所述棱镜组件的棱镜中心面远离所述投影镜头；其中，所述dmd中心面、所述棱镜中心面均垂直于所述第二水平方向，且所述棱镜中心面
过所述第一通光面的中线。
12.优选地，所述棱镜组件包括主棱镜和补偿棱镜，所述主棱镜为等腰直角棱镜，其两个直角面分别形成所述第一通光面和第二通光面；所述补偿棱镜贴合于所述主棱镜的斜面上靠近所述dmd组件的区域，以在所述斜面远离所述dmd组件的区域形成裸露区。
13.优选地，还包括第一中继透镜、第二中继透镜和第三中继透镜，所述第一中继透镜、第二中继透镜设置于所述复眼透镜和反射镜之间，所述第三中继透镜设置于所述反射镜与棱镜组件之间；其中，所述第二中继透镜为非旋转对称的曲面透镜。
14.优选地，所述第二中继透镜的入光面和出光面均满足双锥面公式，各自所在的双锥面的xyz直角坐标系中的y轴相对于水平面倾斜设置，且其倾斜角度与所述微透镜的宽边相对于水平面的倾斜角度相等。
15.本实用新型的第二方面提供了一种投影光机，包括如上任一项所述的光学系统。
16.优选地，还具有第一机壳和第二机壳，所述第二机壳安装于所述第一机壳的上方；所述光源组件、复眼透镜、反射镜安装于所述第一机壳；所述棱镜组件、dmd组件以及投影镜头安装于所述第二机壳；所述第一机壳具有连通第二机壳内腔的第一开口，所述反射镜的反射面朝向所述第一开口；
17.所述投影光机还包括金属挡光件，所述金属挡光件安装于所述第一机壳上与所述复眼透镜相对的内壁，并位于所述第一开口处，且部分伸出所述第一开口。
18.优选地，所述反射镜远离所述投影镜头的一侧较另一侧更靠近dmd组件；
19.所述金属挡光件远离dmd组件70的侧边倾斜设置，所述侧边远离投影镜头的一侧较另一侧更靠近dmd组件。
20.优选地，还具有第一机壳和第二机壳，所述第二机壳安装于所述第一机壳的上方；所述光源组件、复眼透镜、反射镜安装于所述第一机壳；所述棱镜组件、dmd组件以及投影镜头安装于所述第二机壳；所述第一机壳具有连通第二机壳内腔的第一开口，所述反射镜的反射面朝向所述第一开口；
21.所述投影光机还包括反射挡光件，所述反射挡光件位于所述第一开口的边缘中与所述反射镜相对的区域，所述反射挡光件包括依次弯折连接的第一反射部、第二反射部和连接部，第一反射部位于所述第一机壳的顶壁内侧，所述第二反射部贴合所述第一开口的侧壁，所述连接部贴合于所述顶壁的外侧。
22.优选地，所述第二机壳包括壳本体和连接于所述壳本体的镜头法兰，所述壳本体安装于所述第一开口；在所述第二机壳远离所述光源组件的一侧，所述镜头法兰的周缘至少部分伸出所述壳本体，所述镜头法兰远离壳本体的端面设置有容置腔，所述容置腔的底部设置有贯通孔和出光孔，所述贯通孔位于所述镜头法兰伸出壳本体的区域，所述投影镜头安装于所述镜头法兰，并通过所述出光孔与所述第二通光面相对；
23.所述投影光机还包括安装于所述容置腔的振镜组件和腔体散热器，所述腔体散热器包括固定板、第一挡光板、第二挡光板和散热翅片，所述固定板安装于容置腔上设置所述贯通孔的区域；所述第一挡光板连接于所述固定板的靠近所述出光孔的侧壁，并位于所述棱镜组件与所述投影镜头之间远离所述dmd组件的区域；所述第二挡光板弯折连接于所述固定板与所述第一挡光板远离所述dmd组件的一侧，并延伸至所述棱镜组件远离所述dmd组件的一侧；所述散热翅片连接于所述固定板，并穿过所述贯通孔延伸至所述壳本体的外部。
24.本实用新型的第三方面提供了一种投影设备，其特征在于，包括如上任一项所述的投影光机。
25.【有益效果】
26.本实用新型的投影光机，为了增加投影光机的画面亮度，采用大面积的led光源，同时将整个光学系统采用上下结构布置，光源组件、复眼透镜和反射镜位于下方，棱镜组件、dmd组件和投影镜头位于上方，通过将led光源、复眼透镜相对于第一水平方向x转动一个角度，即与水平面呈一锐角，利用呈空间角布置的反射镜将水平方向的光路转换为倾斜向上的方向，充分利用led发出的光线，使进入dmd器件的光束对于单个视场点来说，其光束是半锥角略大于dmd器件的偏转角的圆锥光束，从而使led光源发射出的光线能够有更多的有效光进入到dmd器件，发挥dmd器件的最大能效，以进一步提高投影画面的亮度；且减小投影光机在第一水平方向上的尺寸，使整个机型在空间上更为紧凑。
27.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
28.以下将参照附图对本实用新型的投影光机的优选实施方式进行描述。图中：
29.图1为本实用新型的投影光机的光学系统的一种优选实施方式的结构示意图；
30.图2为本实用新型的投影光机的光学系统的一种优选实施方式的局部截面示意图；
31.图3为本实用新型的投影光机的一种优选实施方式的结构示意图；
32.图4为本实用新型的投影光机的一种优选实施方式的一个截面示意图；
33.图5为图4中i处的局部放大视图；
34.图6为图4中ii处的局部放大视图；
35.图7为本实用新型的投影光机的一种优选实施方式的另一个截面示意图；
36.图8为本实用新型的投影光机的一种优选实施方式的爆炸视图；
37.图9为本实用新型的投影光机中，金属挡光件的一种优选实施方式的结构示意图；
38.图10为本实用新型的投影光机中，反射挡光件的一种优选实施方式的结构示意图；
39.图11为本实用新型的投影光机中，第一机壳、第二机壳、第一盖板和第二盖板的一种优选实施方式的结构示意图；
40.图12为本实用新型的投影光机中，第一机壳的一种优选实施方式的爆炸视图；
41.图13为本实用新型的投影光机中，第二机壳的一种优选实施方式的结构示意图；
42.图14为本实用新型的投影光机中，腔体散热器的一种优选实施方式的结构示意图；
43.图15为本实用新型的投影光机中，第三中继透镜与透镜安装座的一种优选实施方式的结构示意图。
44.图中：
45.11、第一机壳；111、光源腔；112、透镜腔；113、第一开口；114、敞口结构；115、光源
安装口；116、第三开口；12、第二机壳；121、壳本体；1211、dmd安装口；1212、第二开口；122、镜头法兰；1221、出光孔；1222、容置腔；1223、贯通孔；13、第一盖板；14、第二盖板；
46.20、投影镜头；
47.30、光源组件；31、led光源；32、第一准直透镜；33、第二准直透镜；34、滤光片；35、第四中继透镜；
48.40、复眼透镜；
49.50、反射镜；51、第一侧边；52、第二侧边；
50.60、棱镜组件；61、主棱镜；611、第一通光面；612、第二通光面；62、补偿棱镜；621、较小直角面；622、较大直角面；
51.70、dmd组件；71、dmd器件；72、dmd散热器；
52.81、第一中继透镜；82、第二中继透镜；83、第三中继透镜；84、透镜安装座；841、避让斜面；842、挡光板；8421、通光孔；843、安装环；
53.91、腔体散热器；911、固定板；912、第一挡光板；913、第二挡光板；914、散热翅片；
54.92、金属挡光件；921、匀化板；922、固定结构；
55.93、反射挡光件；931、第一反射部；932、第二反射部；933、连接部；
56.94、振镜组件。
具体实施方式
57.以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
58.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。
59.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。
60.在本实用新型的描述中，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，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
61.在本实用新型中，为了方便描述，以投影光机处于使用状态的空间位置建立xyz三维坐标系，如图1中，以投影光机的高度方向为竖直方向z，投影镜头的光轴所在的方向为第二水平方向y，第一水平方向x与第二水平方向y、竖直方向z均垂直；其中，水平面指第一水平方向x与第二水平方向y形成的平面。当投影光机的空间位置发生变化时，这些方向与水平面作相应的空间调整即可。
62.本实用新型提供了一种投影光机的光学系统，参考图1-图2，包括投影镜头20、沿第一水平方向x依次设置的光源组件30、复眼透镜40和反射镜50，以及沿竖直方向依次设置的棱镜组件60和dmd组件70，投影镜头20的光轴沿第二水平方向y设置且与所述第一水平方向垂直。光源组件30包括led光源31，为矩形结构，其具有宽边w1和长边l1，宽边w1和长边l1所在的方向如图1所示。复眼透镜40包括呈行列式排布的多个微透镜，各微透镜为矩形透
镜，其侧面围成矩形结构，各微透镜具有宽边w2和长边l2，宽边w2和长边l2所在的方向如图1所示，复眼透镜40中的多个微透镜分别沿平行于宽边w2的行、平行于长边l2的列排布。led光源31的宽边w1、微透镜的宽边w2均相对于水平面倾斜设置，且二者的倾斜角度相等，即w1、w2均与水平面呈一夹角，且二者的角度相等，具体地，led光源31的宽边w1与水平面呈一锐角，微透镜的宽边w2与水平面也呈一锐角，这两个锐角相等，可以为小于45度的锐角，优选为12度，也就是说这两个宽边相对于竖直面来说更接近于水平面。
63.反射镜50与第一水平方向x、第二水平方向y以及竖直方向z均呈一非零夹角，也就是说，反射镜50是平面镜，其相对于第一水平方向x、第二水平方向y以及竖直方向z形成一个空间角，反射面同时朝向复眼透镜40和棱镜组件60，以将沿第一水平方向x的光束反射在沿竖直方向z(并不限于光束的中心线平行于竖直方向z)，具体地反射后的光束倾斜向上，进而照射到棱镜组件60。棱镜组件60具有第一通光面611和第二通光面612，第二通光面612朝向投影镜头20。
64.dmd组件70位于棱镜组件60远离反射镜50的一侧，且与第一通光面611相对，dmd组件70包括dmd器件71，dmd器件71的长边l3与第一水平方向x平行，宽边w3与第二水平方向y平行，也就是说，dmd器件71基本呈矩形结构，具体的其光入射面呈矩形，且光入射面处于水平面上，矩形结构的长边l3和宽边w3分别与第一水平方向x、第二水平方向y平行。
65.上述投影光机，工作时，光源组件30的led光源发出的光束经准直合光系统(下文详细介绍)后进入复眼透镜40照射到反射镜50上，经反射镜50反射后进入到第二机壳12内，照射到棱镜组件60，经棱镜组件60的第一通光面611照射到dmd器件71，经dmd器件71反射的光束再次通过第一通光面611进入棱镜组件60，然后由棱镜组件60的第二通光面612射出，进入投影镜头20，从而形成投影图像。可以看出，本实用新型中，光束先沿着第一水平方向x传播，然后通过反射镜50转为相对于水平面向上倾斜的方向(与竖直方向z呈一夹角)传播，最后沿第二水平方向y射出进行投影。
66.为了提高投影画面的亮度，本领域技术人员的惯用方式是采用大尺寸的dmd器件，这虽然对于画面亮度有一定的提高，但是，在背景技术中的投影光机中，由于光学元件是沿水平方向布置，对光学设计约束大，对于入射到dmd器件71单个视场点的光束来说，照明光线形成的光锥角度不能完全覆盖由dmd偏转角决定的反射光锥角度，造成dmd器件的部分有效区域无法被利用，无法发挥dmd器件的最大能效。
67.而本实用新型中，为了增加投影光机的画面亮度，采用大面积的led光源31和大尺寸的dmd器件，同时将整个投影光机采用上下结构布置，即光源组件30、复眼透镜40和反射镜50位于下方，棱镜组件60、dmd组件70和投影镜头20位于上方，通过将led光源31、复眼透镜40相对于第一水平方向x转动一个角度，即led光源31的宽边w1、复眼透镜的微透镜的宽边w2与水平面呈一锐角，利用呈空间角布置的反射镜50将水平方向的光路转换为相对于水平面倾斜向上的光路，使光学元件中部分元件(包括光源组件30、复眼透镜40和反射镜50)沿水平方向分布，部分元件(包括棱镜组件60和dmd组件70)沿竖直方向z分布，充分利用led光源31发出的光线，使进入dmd器件71的光束的横截面基本为旋转对称的结构，使该光束的半锥角略大于dmd器件71的偏转角，这样能够确保dmd器件71反射后的光束的半锥角与dmd器件的偏转角一致，从而使led光源31发射出的光线能够有更多的有效光进入到dmd器件71，以充分发挥dmd器件71的最大能效，以进一步提高投影画面的亮度；且能够使部分照明
系统如光源组件30、复眼透镜40以及下文提到的第一中继透镜、第二中继透镜处于水平方向，使整个机型的结构设计更为方便；同时还能够减小投影光机在水平方向和高度方向上的尺寸，使整个机型在空间上更为紧凑。
68.具体地，光源组件30还包括准直合光系统，准直合光系统包括多种光学镜片，如第一准直透镜32、第二准直透镜33、滤光片34，led光源31也设置有多个，包括红色光源、绿色光源、蓝色光源，有的还会包括泵浦蓝色光源，这些光源与光学元件形成多个光学单元，如图1和图2中所示，各光学单元包括led光源31、第一准直透镜32和第二准直透镜33，从而形成红色光学单元、绿色光学单元、蓝色光学单元和泵浦蓝色光学单元，这些光学单元射出的光束有的经滤光片34和第四中继透镜35，有的只经滤光片34，然后照射到复眼透镜40。需要说明的是，在图4所示的实施例中，虽然四个led光源31分别位于不同的竖直面上，但是每个led光源31的宽边w1均与水平面呈一锐角，整个光源组件30的光线出射方向与第一水平方向x平行。
69.反射镜50为平面镜，其可以为矩形结构，如图1和图2所示，包括顺次连接的第一侧边51、第二侧边52、第三侧边53和第四侧边54，第一侧边51和第三侧边53在第二水平方向y上相对，且第一侧边51位于靠近投影镜头20的一侧；第二侧边52和第四侧边54在竖直方向z上相对，且第二侧边52位于远离dmd组件70的一侧。一种优选的实施例中，反射镜50远离投影镜头20的一侧较另一侧更靠近dmd组件70，如图2所示，在第二水平方向y上，反射镜50远离投影镜头20的一侧较另一侧更靠近dmd组件70，以更好地利用棱镜组件60在光路上游侧的空间。可以理解地，反射镜50也可以为其他结构，如多边形结构等。
70.进一步地，如图2所示，反射镜50设置有缺角结构55，缺角结构55在第二水平方向y上位于靠近投影镜头20的一侧，在竖直方向z上位于远离棱镜组件60(或者说远离dmd组件70)的一侧，即在反射镜50为矩形结构的实施例中，在第一侧边51和第二侧边52的交界处形成缺角结构55，即将第一侧边51和第二侧边52形成的顶角去掉，从而使反射镜50在该处相较于第一侧边51、第二侧边52向内凹陷。缺角结构55具体可以为倒斜角结构，也可以为其他异型结构。通过设置缺角结构55，减小了整个光机在竖直方向z上的尺寸，从而减小整个投影光机的高度尺寸，使整个机型的结构更为紧凑。
71.光学系统还包括中继系统，设置于复眼透镜40与棱镜组件60之间，以对光线起到汇聚作用。具体地，通常中继系统包含两片或两片以上的中继透镜，且中继系统可根据有无反射镜去区分，无反射镜的中继系统中，所有中继透镜均位于复眼透镜40与棱镜组件60之间；有反射镜情况，这些中继透镜部分位于复眼透镜40与反射镜50之间，部分位于反射镜50与棱镜组件60之间。本实用新型的一种优选实施例中，设置有三个中继透镜，如图1所示，投影光机包括第一中继透镜81、第二中继透镜82和第三中继透镜83，第一中继透镜81、第二中继透镜82设置于复眼透镜40和反射镜50之间，第三中继透镜83设置于反射镜50与棱镜组件60之间。其中，第二中继透镜82为非旋转对称的曲面透镜，非旋转对称的曲面透镜中曲面透镜的入光面和出光面为非旋转对称曲面。在该实施例中，通过采用这种非旋转对称的曲面透镜能够减少中继透镜的数量，且将三个中继透镜分别布置于反射镜的上下游(指在光路方向上的上下游)，且将反射镜50设置于第二中继透镜82与第三中继透镜83之间，能够充分利用反射镜50与棱镜组件60之间的空间，因此能够减小整个投影光机在第一水平方向x上的尺寸，又在竖直方向z上不会增加太大的距离，从而进一步减小整个投影光机的体积，使
其结构更为紧凑。
72.进一步地，为了便于制造，第二中继透镜82的入光面和出光面均满足双锥面(即biconic)公式，且各自所在的双锥面的xyz直角坐标系中的y轴(图中所示的s轴)平行于微透镜的宽边w2，如图1所示。也就是说，第二中继透镜82的入光面和出光面均为双锥面的一部分，每一个双锥面的矢高公式如下：
[0073][0074]
其中，x、y、z形成直角坐标系，z轴与第一水平方向x平行，c
x
、cy分别为双锥面所在的直角坐标系中在x方向、y方向的曲率；k
x
、ky分别为双锥面所在的直角坐标系中在x方向、y方向的圆锥系数。
[0075]
在该实施例中，入光面和出光面各自对应的y轴相对于水平面倾斜设置，且较竖直面更接近于水平面，各自对应的y轴与水平面呈一锐角，该锐角等于复眼透镜40的微透镜的宽边w2与水平面的夹角。需要说明的是，本发明中的第二中继透镜82的入光面和出光面并不限定于双锥面，也可以各自为其他的非旋转对称或旋转对称曲面，如抛物面等其他曲面。
[0076]
一种实施例中，dmd器件71与第一通光面611居中设置，第一通光面611具有分别平行于第一水平方向x、第二水平方向y的两条边，如在第一通光面611为矩形面(下文详述)时，这两条边分别为矩形面的长边和宽边，dmd器件71的长边l3与第一通光面611的长边平行，dmd器件71的宽边w3与第一通光面611的宽边平行，且dmd器件71的dmd中心面p1与棱镜组件60的棱镜中心面p2重合。在另一种实施例中，dmd器件71相对于棱镜组件60偏离设置，如图2所示，dmd中心面p1与棱镜中心面p2不重合，且dmd器件71的dmd中心面p1较棱镜组件60的棱镜中心面p2远离投影镜头20，且dmd器件71的长边与第一通光面611的长边平行，dmd器件71的宽边与第一通光面611的宽边平行。这种dmd器件71偏离设置的结构，采用这种结构，一方面，既在第二水平方向y上dmd器件71与投影镜头20之间的距离增大了，又能够保证成像的清晰度，以适应不同尺寸的投影镜头20(有的投影镜头20的尺寸较大)，从而提高除投影镜头外其他光学系统的通用性；且将dmd器件71偏离设置后，在竖直方向z上，棱镜组件60位于dmd中心面p1处的尺寸较位于棱镜中心面p2处的尺寸小，光路中位于棱镜组件60上游侧的光学器件也能够利用偏置设置更靠近dmd组件70，如可以使光源组件30、复眼透镜40、反射镜50更靠近dmd组件70，因此，在竖直方向z上整个投影光机的高度能够进一步减小，从而使整个投影光机的结构更为紧凑；另一方面，dmd器件71的偏离设置，使进入dmd器件71的光束在通过棱镜组件60时的路径缩短了，也能够降低整个光学系统的设计难度，降低成本。
[0077]
其中，上述dmd中心面p1、棱镜中心面p2均垂直于第二水平方向y，且棱镜中心面p2过第一通光面611的中线，也就是说，dmd中心面p1指平行于其长边，且过两个宽边的中点的平面；棱镜中心面214指平行于第一通光面211的长边，且过两个宽边的中点的平面。
[0078]
继续参考图1和图2，棱镜组件60包括主棱镜61和补偿棱镜62，主棱镜61与第一侧壁、第二侧壁贴合，第一通光面611和第二通光面612形成于主棱镜61上，具体地，主棱镜61可以为等腰直角棱镜，其两个直角面分别形成所述第一通光面611和第二通光面612，斜面为光分界面。补偿棱镜62贴合于主棱镜61的斜面，具体地，补偿棱镜62可以为楔形直角棱
镜，也就是说，补偿棱镜62是非等腰直角棱镜，其具有较大直角面622和较小直角面621，较小直角面621为较短直角边所在的直角面，较大直角面622为较大直角边所在的直角面，补偿棱镜62的斜面贴合于主棱镜61的斜面。在该实施例中，经反射镜50反射的光束先进入补偿棱镜62(在设置有第三中继透镜83的实施例中，先经过第三中继透镜83后再进入补偿棱镜62)，进而照射到主棱镜61的斜面，在主棱镜61的斜面发生透射，之后经第一通光面611照射到dmd器件71，经dmd器件71反射的光束再次通过第一通光面611进入棱镜组件60，在主棱镜61的斜面处发生反射，反射后的光束经第二通光面612进入到投影镜头20，实现投影。需要说明的是，等腰直角棱镜、非等腰直角棱镜以及楔形棱镜等中的形状都是指棱镜的端面。
[0079]
优选地，补偿棱镜62相对于主棱镜61是偏离设置，偏向于靠近dmd组件70的方向，且其较短直角边所在的直角面更靠近dmd组件70，即补偿棱镜62贴合于主棱镜61的斜面上靠近所述dmd组件70的区域，较小直角面621与补偿棱镜62的斜面相交形成的边沿相对于较大直角面622与补偿棱镜62的斜面相交形成的边沿更靠近dmd组件70，以在主棱镜61的斜面远离dmd组件70的区域形成裸露区，也就是说，在该实施例中，主棱镜61的斜面在竖直方向z上具有贴合区和裸露区，补偿棱镜62贴附于贴合区。进一步地，补偿棱镜62与主棱镜61可以在靠近dmd组件70的一侧平行，具体地补偿棱镜62较小直角面与其斜面形成的边沿可以与光分离面上靠近dmd组件70的边沿平行。采用这种补偿棱镜62偏离设置的结构，不仅对进入主棱镜61的光束起到补偿作用，而且能够为棱镜组件60的上游侧提供更大的安装空间，进而使上游侧的光学器件(如下文所述的第三中继透镜83)更靠近dmd组件70，从而进一步减小投影光机的高度。棱镜组件60也可以仅包括主棱镜61。
[0080]
本实用新型提供了一种投影光机，包括上述任一实施例所述的投影光机的光学系统。继续参考图3-图15，投影光机包括第一机壳11、第二机壳12、投影镜头20、光源组件30、复眼透镜40和反射镜50沿第一水平方向x依次安装于第一机壳11，棱镜组件60和dmd组件70沿竖直方向z依次安装于第二机壳12。
[0081]
继续参考图8、图11、图12、图13，第一机壳11具有沿第一水平方向x布置的光源腔111和透镜腔112，透镜腔112在远离光源腔111的一侧顶壁设置有第一开口113；第二机壳12包括壳本体121和连接于壳本体121的镜头法兰122，壳本体121安装于第一开口113，壳本体121包括朝向第一开口113相对的第一侧壁，第一侧壁上设置有dmd安装口1211，镜头法兰122的部分形成壳本体121的第二侧壁，并与第一侧壁相邻。第二机壳12安装于第一机壳11的上方，且位于第一机壳11远离光源腔111的一侧，壳本体121具有朝向第一机壳11的第二开口1212，第一开口113与第二开口1212正对，以贯通壳本体121的内腔与透镜腔112；镜头法兰122形成壳本体121的一个侧壁，即第二侧壁，在该侧壁上设置有贯通的出光孔1221。其中，反射镜50的反射面朝向第二机壳12，dmd组件70安装于dmd安装口1211，第一通光面611和第二通光面612分别与第一侧壁和第二侧壁的内壁面贴合。在光学系统包括第一中继透镜81、第二中继透镜82和第三中继透镜83的实施例中，第一中继透镜81、第二中继透镜82安装于第一机壳11，第三中继透镜83安装于第二机壳12。投影镜头20安装于镜头法兰122。
[0082]
在第三中继透镜83设置于反射镜50与棱镜组件60的实施例中，第三中继透镜83靠近dmd组件70的一侧较另一侧与棱镜组件60的间隙大。为了方便第三中继透镜83的安装，尤其是第三中继透镜83的侧面为圆柱面时，可以通过透镜安装座84安装于第二机壳12，也就是说，投影光机还包括设置于棱镜组件60与反射镜50之间的透镜安装座84，第三中继透镜
83通过透镜安装座84安装于第二机壳12内。优选地，透镜安装座84在与裸露区相面对的区域设置成避让斜面841，如图15所示，避让斜面841相对于透镜安装座84朝向棱镜组件60的表面倾斜，且靠近第一开口113的一侧较另一侧更靠近镜头法兰122，优选地，避让斜面841与主棱镜61的裸露区平行，通过这种避让结构，能够更好地配合整个投影光机的光学系统设计，为第三中继透镜83更靠近dmd组件70提供了可能。
[0083]
为了避免杂散光进入到dmd器件71，影响后续的投影效果，一种实施例中，在棱镜组件60与第三中继透镜83之间设置有挡光结构，在设置有透镜安装座84的实施例中，挡光结构位于棱镜组件60与透镜安装座84之间。本实用新型的一种优选实施例中，透镜安装座84包括挡光板842和安装环843，继续参考图15，挡光板842安装于第二机壳12，其具有通光孔8421；安装环843连接于挡光板842远离棱镜组件60的一面，且其内环面与通光孔8421的内壁之间留有距离，在通光孔8421的周向上，有的区域的距离较大，有的区域的距离较小，也就是说，沿安装环843的轴向投影，安装环843内环面的投影位于通光孔8421的外侧，因此，内环面与挡光板842围成安装槽，在该实施例中，第三中继透镜83安装于安装环843，具体位于安装槽内，其出光面可以部分与挡光板842贴合，且沿通光孔8421的周向，通光孔8421的内壁的各处到内环面的距离并不都是一致的，如图15中所示，通光孔8421呈一矩形孔，以遮挡从第三中继透镜83射出的部分杂散光。具体地，挡光板842具有伸出安装环843外环面的伸出部分和与安装环843内部相对的部分，伸出部分位于安装环843靠近dmd组件70的区域，即在主棱镜61的裸露区附近不会设置伸出部分，如此，挡光结构与第三中继透镜83的安装座采用同一零件，从而能够遮挡进入到棱镜组件60的杂散光，且能够尽可能使透镜安装座84与棱镜组件60之间的间隙最小，从而更好地配合整个投影光机的光学系统，也使整个光机的结构能够更为紧凑。具体地，通光孔8421可以为矩形孔。在该实施例中，避让斜面841设置于挡光板842靠近棱镜组件60的区域，具体地可以在挡光板842靠近棱镜组件60的一面与其侧面形成的边沿中，将靠近裸露区的部分进行倒角，从而形成避让斜面841，当然，在该边沿的其他部分中也可以设置呈倾斜倒角，且各处的避让斜面841相对于挡光板842靠近棱镜组件60的表面的倾斜角度可以不相等，也可以相等。
[0084]
其中，第一机壳11呈近似l型结构，如图8所示，第一机壳11包括沿第二水平方向y延伸的第一部分和沿第一水平方向延伸的第二部分，光源腔111设置于第一部分，透镜腔112设置于第二部分，在该实施例中，投影镜头20与第一部分均在第二部分的同侧延伸，如此，能够提高投影光机的空间利用率，使整个机型更为紧凑。第一开口113设置于第二部分的顶壁，为了方便光源组件30的安装，光源腔111不具有顶壁，即第一部分的顶壁为敞口结构114，敞口结构114延伸至第二部分的顶壁，光源组件30与复眼透镜40通过该敞口结构114安装于第一机壳11，当然，在光源腔111的侧壁可以设置多个光源安装口，为各光源单元方便安装。优选地，敞口结构114与第二机壳12错位设置，即敞口结构114是完全裸露的，如此，在装配和维修过程中，若需要调整光源组件30和复眼透镜40时，不需要拆卸第二机壳12即可完成。为了增加整个第一机壳11的强度，敞口结构114与第一开口113间隔设置，即第一机壳11的顶部并非完全敞开的。
[0085]
在设置有第一中继透镜81和第二中继透镜82的实施例中，在透镜腔112的底部开始第三开口116，也就是说，第二部分的底壁开设有第三开口116，第一中继透镜81和第二中继透镜82通过第三开口116安装于第一机壳11。在竖直方向z上，第二机壳12的投影与第三
开口116的投影部分重合，部分位于靠近光源腔的一侧。采用这种结构，能够尽可能增加第一机壳11上第一开口113与敞口结构114的间隔距离，进而增加第一机壳11的可靠性。
[0086]
在设置有第三开口116和敞口结构114的实施例中，投影光机还包括盖合敞口结构114的第一盖板13和盖合第三开口116的第二盖板14。
[0087]
继续参考图11、图13，在第二机壳12远离光源腔111的一侧，镜头法兰122的周缘至少部分伸出壳本体121，优选地，至少在第一水平方向x上，镜头法兰122超出壳本体121，即沿第二水平方向y的投影中，镜头法兰122远离光源腔111的外边界相对于较壳本体121远离光源腔111的外边界来说距离光源腔111更远。镜头法兰122远离壳本体121的端面设置有容置腔1222，容置腔1222的底部设置有贯通孔1223和上述出光孔，贯通孔1223位于镜头法兰122伸出壳本体121的区域，也就是说，贯通孔1223贯通容置腔1222的底部，且与壳本体121错位设置。在该实施例中，投影镜头20安装于镜头法兰，且通过出光孔1221与第二通光面相对。
[0088]
参考图3和图8，本实用新型的投影光机还可以包括腔体散热器91，腔体散热器91包括固定板911、第一挡光板912、第二挡光板913和散热翅片914，如图9所示，固定板911安装于容置腔1222设置贯通孔1223的区域；第一挡光板912连接于固定板911靠近光源腔111的侧壁，即连接于固定板靠近出光孔1221的侧壁，并位于棱镜组件60与投影镜头20之间，且远离dmd组件70的区域；第二挡光板913弯折连接于固定板911与第一挡光板912远离dmd组件70的一侧，并延伸至棱镜组件60远离dmd组件70的一侧；散热翅片914穿过贯通孔1223延伸至壳本体121的外部。也就是说，第一挡光板912和第二挡光板913均位于远离dmd组件70的一侧，第一挡光板912沿着固定板911延伸，第二挡光板913位于第一挡光板912、固定板911朝向棱镜组件60的一侧。经dmd器件71反射出来的光束有部分可能会照射到第二机壳12甚至是第一机壳11上，尤其是在dmd器件71处于“关”状态时，由于其能量较高，特别是在使用大面积的led光源31时，该部分的能量会更高，会灼伤壳体(包括第一机壳11和第二机壳12)，采用本实用新型的这种结构，这部分光束会直接照射到第一挡光板912和第二挡光板913上，从而通过散热翅片914导出到壳体的外部，且这两个挡光板还能够吸收壳体内部的热量，进而将其传导出去，从而避免壳体被灼伤；且通过这种从镜头法兰122处引出散热翅片914的结构，能够使整个投影光机的结构更为紧凑，尤其是在投影光机设置有振镜组件94时，振镜组件94可以安装于容置腔1222，固定板911可以与振镜组件94并排于容置腔1222中。
[0089]
进一步地，第二挡光板913背离固定板911的侧壁向第一挡光板912凹陷形成凹陷区，在棱镜组件60靠近反射镜50的一侧，透镜安装座84部分位于该凹陷区，即第二挡光板913环绕透镜安装座84。采用这种结构，能够进一步增加对杂散光的遮挡作用，且使该处的结构更为紧凑。
[0090]
可以理解地，dmd组件70还包括dmd散热器72，用于为dmd器件71进行散热，dmd散热器72也可以包括散热翅片，dmd散热器72连通dmd器件71安装于第二机壳12远离第一机壳11的一侧。其中，dmd组件70还可以包括压紧机构、电路板等结构，dmd散热器72、dmd器件71可以通过压紧机构与紧固件如螺钉等安装于第二机壳12，具体可以采用现有技术中的各种连接方式，这里就不在赘述。
[0091]
参考图4-图7，投影光机还包括金属挡光件92，金属挡光件92安装于第一机壳11上
与复眼透镜40相对的内壁，并位于第一开口113处，且部分伸出第一开口113，通过增加金属挡光件92，一方面，从复眼透镜40或者第二中继透镜82射出的杂散光会直接照射到金属挡光件92，从而避免直接照射第一机壳11造成壳体灼伤，影响整个光学系统的定位精度；另一方面，这些杂散光照射到金属挡光件92的局部时，由于金属挡光件92为金属件，因此能够快速将局部的热量在整个金属挡光件92发生传导，即将局部的热量进行均匀化，从而降低腔体内局部热量过高对壳体造成灼伤，进一步提高对壳体的保护。具体地，如图9所示，金属挡光件包括匀化板921和固定结构922，匀化板921朝向复眼透镜40，固定结构922可以呈u型结构；相应地，第一机壳11的在第一开口处113的内壁设置有限位槽，第一开口113的边沿设置有凸起的定位结构，匀化板921部分插装于限位槽；定位结构插装于u型结构的u型槽内。一种优选的实施例中，至少匀化板921为黑色的金属件，以增加金属挡光件92的吸光能力。需要说明的是，金属挡光件92相对于下文所述的反射挡光件93对于光线的反射可以忽略不计。
[0092]
在另一种实施例中，投影光机还包括反射挡光件93，反射挡光件93位于第一开口113的边缘中与反射镜50相对的区域(也就是说第一开口113的内壁包括沿第一水平方向x相对的第一区域和第二区域，第二区域与反射镜50位于同一侧，反射挡光件93位于第二区域)，反射挡光件93包括依次弯折连接的第一反射部931、第二反射部932和连接部933，第一反射部931位于第一机壳11的顶壁内侧，第二反射部932贴合第一开口113的侧壁，连接部933贴合于第一机壳11的顶壁的外侧，如图10所示，反射挡光件93呈u型结构，第一开口113的边缘插入u型结构的u型槽内。在复眼透镜40或者第二中继透镜82射出的光束经反射镜50反射后，可能会有部分光束照射到第一开口113处，通过增加反射挡光件93，能够将照射到该处光线反射到第一机壳11的内腔，从而使该处的热量在内腔中均匀分布，进而避免第一机壳11在第一开口113处发生灼伤；且在设置有金属挡光件92的实施例中，反射的光线还可以被金属挡光件92吸收，进一步避免对壳体的局部灼伤。
[0093]
本实用新型还提供了一种投影设备，包括上述任一实施例所述的投影光机，当然投影设备还包括有外壳，投影光机安装于外壳内。
[0094]
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。
[0095]
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。