一种投影设备及投影光机的制作方法

1.本发明涉及投影领域，尤其涉及一种投影设备及投影光机。


背景技术：

2.在投影设备内部，主棱镜是一个重要的光学部件，其起到分离照明光束和投影光束的作用，主棱镜是否正常将影响投影设备工作是否正常，例如，主棱镜的安装对投影设备的成像效果影响很大。
3.常见的投影设备中，主棱镜通过胶水固定在投影设备中的壳体内部。在一些投影设备中(如专利文献cn208766445u公开的投影设备)，主棱镜一侧抵于外壳内的安装槽内壁，定位块和柔性缓冲件对补偿棱镜施加压紧力，该压紧力经过补偿棱镜作用于主棱镜上，从而将主棱镜和补偿棱镜固定于安装槽中，在该方案中，定位块和柔性缓冲件施加的压紧力带来的主棱镜与补偿棱镜之间的相互作用力可能会造成某些不利后果，例如，主棱镜与补偿棱镜之间因为应力而产生的错位(即使主棱镜与补偿棱镜之间常采用胶水固定)等。


技术实现要素：

4.基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种投影设备及投影光机，以避免现有技术中定位块和柔性缓冲件施加的压紧力带来的主棱镜与补偿棱镜之间的相互作用力。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明提供了一种投影光机，包括主棱镜、补偿棱镜、以及容纳所述主棱镜和补偿棱镜的壳体，还包括位于所述壳体内的第一软质体、第二软质体、第一压紧件、第二压紧件、第一压紧件固定单元和第二压紧件固定单元；所述壳体包括光入口和光出口；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、第一通光面和第二通光面，所述光分离面包括从所述第一端面到第二端面方向上依次布置的第一压紧区、有效光区域和第二压紧区，所述第一压紧区和第二压紧区沿各自所在所述光分离面的边沿延伸，所述有效光区域与所述补偿棱镜贴合，所述主棱镜和补偿棱镜由所述光入口安装于所述壳体内，所述第一通光面和所述第二通光面抵于所述壳体的内壁，且所述光出口设置于所述壳体上与所述第二通光面相抵的内壁；所述第一软质体和第二软质体分别放置于所述第一压紧区和第二压紧区；所述第一压紧件通过所述第一压紧件固定单元紧固于所述壳体内，并通过将所述第一软质体压紧于所述第一压紧区而对所述主棱镜施加压紧力；所述第二压紧件通过所述第二压紧件固定单元紧固于所述壳体内，并通过将所述第二软质体压紧于所述第二压紧区而对所述主棱镜施加压紧力。
7.优选地，所述第一软质体包括第一缺口，所述第一缺口包括相邻的第一缺口底面和第一缺口侧面，所述第一缺口底面被压紧于所述第一压紧区，所述第一缺口侧面与所述主棱镜的第一端面相面对；所述第二软质体包括第二缺口，所述第二缺口包括相邻的第二缺口底面和第二缺口侧面，所述第二缺口底面被压紧于所述第二压紧区，所述第二缺口侧面与所述主棱镜的第二端面相面对。
8.优选地，所述第一软质体和第二软质体的材质、形状和大小均相同，所述第一压紧区和第二压紧区关于所述光分离面的中线对称。
9.优选地，所述第一压紧件固定单元包括第一压紧件第一固定单元和第一压紧件第二固定单元，所述第二压紧件固定单元包括第二压紧件第一固定单元和第二压紧件第二固定单元；所述第一压紧件沿所述第一压紧区的延伸方向延伸，所述第一压紧件包括与所述第一软质体相接触的第一压紧件中间段和连接于所述第一压紧件中间段两端的第一压紧件第一端和第一压紧件第二端，所述第一压紧件第一端和所述第一压紧件第二端伸出所述光分离面，所述第一压紧件第一端和第一压紧件第二端分别通过所述第一压紧件第一固定单元和第一压紧件第二固定单元紧固于所述壳体，第一压紧件第一固定单元的中心与第一压紧件第二固定单元的中心的连线与所述第一压紧区的延伸方向呈一锐角夹角；所述第二压紧件沿所述第二压紧区的延伸方向延伸，所述第二压紧件包括与所述第二软质体相接触的第二压紧件中间段和连接于所述第二压紧件中间段两端的第二压紧件第一端和第二压紧件第二端，所述第二压紧件第一端和所述第二压紧件第二端伸出所述光分离面，所述第二压紧件第一端和第二压紧件第二端分别通过所述第二压紧件第一固定单元和第二压紧件第二固定单元紧固于所述壳体，第二压紧件第一固定单元的中心与第二压紧件第二固定单元的中心的连线与所述第二压紧区的延伸方向呈一锐角夹角。
10.优选地，所述第一压紧件第一端较所述第一压紧件中间段向靠近所述光分离面的一侧弯折，所述第一压紧件第二端较所述第一压紧件中间段向远离所述光分离面的一侧弯折；所述第二压紧件第一端较所述第二压紧件中间段向靠近所述光分离面所在的一侧弯折，所述第二压紧件第二端较所述第二压紧件中间段向远离所述光分离面的一侧弯折。
11.优选地，所述第一压紧件中间段包括沿所述第一压紧件中间段延伸方向间隔设置的第一压紧件第一压紧部和第一压紧件第二压紧部，所述第一压紧件第一压紧部和第一压紧件第二压紧部较所述第一压紧件中间段其他部分突向所述光分离面；所述第一压紧件第一压紧部和第一压紧件第二压紧部压紧所述第一软质体；所述第二压紧件中间段包括沿所述第二压紧件中间段延伸方向间隔设置的第二压紧件第一压紧部和第二压紧件第二压紧部，所述第二压紧件第一压紧部和第二压紧件第二压紧部较所述第二压紧件中间段其他部分突向所述光分离面；所述第二压紧件第一压紧部和第二压紧件第二压紧部压紧所述第二软质体。
12.优选地，所述的投影光机还包括容纳于所述壳体内的软质限位柱，所述第一端面通过所述软质限位柱抵于所述壳体的一侧内壁，所述第二端面直接抵于所述壳体的另一侧内壁。
13.优选地，所述壳体内还设置有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台高出所述壳体的内壁，所述第一压紧件固定单元固定于所述第一凸台，所述第二压紧件固定单元固定于所述第二凸台。
14.优选地，所述第一软质体、第二软质体和软质限位柱中的至少一者为硅胶件；所述第一压紧件和第二压紧件中的至少一者为金属件。
15.优选地，所述的投影光机还包括光源、反射镜、dmd和投影系统，在高度方向上，所述光源和所述反射镜均位于所述主棱镜、补偿棱镜、dmd和投影系统的下方；所述光源发出的光线经过所述反射镜的反射后，进入所述入光口，经过所述补偿棱镜和主棱镜后进入所
述dmd；经过所述dmd反射后的光线，经过所述主棱镜的光分离面的反射后由所述出光口进入投影系统。
16.本发明还提供了一种投影设备，包括任一所述的投影光机。
17.【有益效果】
18.通过上述方案，第一压紧件和第二压紧件的压紧力作用于主棱镜上，避免了如背景技术所介绍的现有技术那样可能出现的主棱镜与补偿棱镜之间因为应力而产生的错位的问题。
19.另外，相比于在主棱镜的其他位置施加压紧力(例如沿第一端面至第二端面方向的位置上施加压紧力)，本方案中第一压紧件和第二压紧件在沿压紧区的延伸方向上的位置对主棱镜施加压紧力，主棱镜受力更加均衡，进而不容易出现因受力不均衡而导致的各种问题，例如移位等。
20.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
21.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：
22.图1为根据本发明的一种优选实施方式的投影设备的某一视角示意图；
23.图2为图1投影设备的另一视角示意图；
24.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；
25.图4为图3的另一视角示意图；
26.图5为图4进一步省略部分外壳和部件后的示意图；
27.图6为图5省略壳体400后的示意图；
28.图7为图5中壳体400的示意图；
29.图8为主棱镜、补偿棱镜、软质体和压紧件安装于壳体400内的示意图；
30.图9为主棱镜、补偿棱镜和软质体安装于壳体400内的示意图；
31.图10为图9省略壳体400后的示意图；
32.图11为图10中的压紧件的示意图；
33.图12为图10中主棱镜、补偿棱镜和软质体配合的示意图；
34.图13为图10中主棱镜和软质体配合的示意图。
35.投影设备1
36.光源110
37.复眼透镜120
38.反射镜130
39.补偿棱镜140
40.准直透镜组150
41.主棱镜600
42.第一端面610
43.第二端面620
44.光分离面630
45.有效光区域631
46.第一压紧区632
47.第二压紧区633
48.第一通光面640
49.第二通光面650
50.第一软质体510
51.第一缺口511
52.第一缺口底面512
53.第一缺口侧面513
54.第二软质体520
55.第二缺口521
56.第二缺口底面522
57.第二缺口侧面523
58.第一压紧件530
59.第二压紧件540
60.第一压紧件第一固定单元551
61.第一压紧件第二固定单元552
62.第二压紧件第一固定单元561第二压紧件第二固定单元562
63.软质限位柱570
64.dmd 200
65.投影系统300
66.壳体400
67.光入口410
68.光出口420
具体实施方式
69.如图1和2所示，一种投影设备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，该照明系统包括光源110、准直透镜组150、复眼透镜120、反射镜130、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内的第一软质体510、第二软质体520、第一压紧件530、第二压紧件540、第一压紧件固定单元(例如螺丝)和第二压紧件固定单元(例如螺丝)。第一软质体510和第二软质体520采用软质材料，既不容易损伤主棱镜600，又能够在第一压紧件530和第二压紧件540的压紧力下向主棱镜600施加一定的压紧力，例如硅胶、橡胶等。第一压紧件530和第二压紧件540可以采用金属、硬塑料等，能够提供足够的压紧力。壳体400包括光入口410和光出口420。
70.在高度方向(在本发明中，高度方向指投影设备1的高度方向)上，光源110、准直透镜组150和复眼透镜120的位置低于补偿棱镜140、主棱镜600、dmd 200和投影系统300的位置，反射镜130的位置亦低于补偿棱镜140、主棱镜600、dmd 200和投影系统300的位置，反射
镜130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。
71.主棱镜600包括相对的第一端面610和第二端面620，以及连接第一端面610和第二端面620的光分离面630、第一通光面640和第二通光面650。工作时，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，反射后的光线经过光入口410、补偿棱镜140、主棱镜600的光分离面630、主棱镜600的第一通光面640到达dmd 200，到达dmd 200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反射后，经过主棱镜600的第二通光面650和光出口420后进入投影系统300。
72.主棱镜600的光分离面630包括有效光区域631、第一压紧区632和第二压紧区633，从第一端面610到第二端面620的方向上依次布置第一压紧区632、有效光区域631和第二压紧区633，上游的光线通过该有效光区域631进入主棱镜600，第一压紧区632沿其所在光分离面630的边沿延伸(如图13中箭头l所示)，第二压紧区633沿其所在光分离面630的边沿延伸(如图13中箭头l所示)，第一通光面640和第二通光面650抵于壳体400的内壁，且光出口420设置于壳体400上与第二通光面650相抵的内壁。
73.第一压紧件530、第二压紧件540、第一压紧区632、第二压紧区633、第一软质体510和第二软质体520均呈长条状，第一压紧件530通过第一压紧件固定单元550紧固于壳体400内，并通过将第一软质体510压紧于第一压紧区632而对主棱镜600施加压紧力，第二压紧件540通过第二压紧件固定单元紧固于壳体400，并通过将第二软质体520压紧于第二压紧区633而对主棱镜600施加压紧力。
74.有效光区域631与补偿棱镜140贴合从而固定于壳体400内，第一软质体510和第二软质体520分别放置于第一压紧区632和第二压紧区633。可以看出，在本实施例中，补偿棱镜140中与主棱镜结合的表面小于主棱镜600的光分离面630，即，补偿棱镜140朝主棱镜600的光分离面630的投影面积小于主棱镜600的光分离面630的面积，这一结构与第一软质体510和第二软质体520压紧主棱镜600是密切相关的，而现有技术中，常见的是补偿棱镜中与主棱镜结合的表面与主棱镜的光分离面630的面积相同或相差不大。在实际应用中，先将补偿棱镜140贴合(例如通过胶水贴合)在主棱镜600的有效光区域631中形成棱镜组，然后将该棱镜组经过光入口410安装在壳体400内，具体来说，如前所述，主棱镜600通过第一软质体510和第二软质体520被压紧在壳体400内，而补偿棱镜140通过贴合力固定在主棱镜600上，从而整个棱镜组被固定在壳体400内。在另外一些实施例中补偿棱镜140也可以与主棱镜600分离，例如直接固定在壳体400内。上述这些实施例中，第一压紧件530和第二压紧件540的压紧力作用于主棱镜600上，避免了如背景技术所介绍的现有技术那样可能出现的主棱镜600与补偿棱镜140之间因为应力而产生的错位的问题。另外，相比于在主棱镜600的其他位置施加压紧力(例如沿第一端面610至第二端面620方向的位置上施加压紧力)，本方案中第一压紧件530和第二压紧件540在沿压紧区的延伸方向上的位置对主棱镜600施加压紧力，主棱镜600受力更加均衡，进而不容易出现因受力不均衡而导致的各种问题，例如移位等。
75.第一软质体510包括第一缺口511，第一缺口511包括相邻的第一缺口底面512和第一缺口侧面513，第一压紧件530通过压紧第一缺口底面512于第一压紧区632而将第一软质
体510压紧于光分离面630，第一缺口侧面513与主棱镜600的第一端面610相面对，例如相接触；第二软质体520包括第二缺口521，第二缺口521包括第二缺口底面522面和第二缺口侧面523，第二压紧件540通过压紧第二缺口底面522于第二压紧区633而将第二软质体520压紧于光分离面630，第二缺口侧面523与主棱镜600的第二端面620相面对，例如相接触。通过上述结构，一方面，安装过程中，第一软质体510通过第一缺口侧面513的限位容易定位于在光分离面630上；另一方面，第一软质体510被第一压紧件530压紧后，第一软质体510也因第一缺口侧面513而不容易移位。同理，第二软质体520的第二缺口521亦能实现相同的效果。
76.在一些优选的实施例中，第一软质体510和第二软质体520的材质、形状和大小均相同(例如均采用硅胶)，第一压紧区632和第二压紧区633关于光分离面630的中线l1对称。本方案中，主棱镜600受力更加均衡，进而不容易出现因受力不均衡而导致的各种问题。
77.在一些优选的实施例中，第一压紧件固定单元包括第一压紧件第一固定单元551和第一压紧件第二固定单元552，第二压紧件固定单元包括第二压紧件第一固定单元561和第二压紧件第二固定单元562。第一压紧件530沿第一压紧区632的延伸方向延伸，第一压紧件530包括与第一软质体510相接触的第一压紧件中间段531和连接于第一压紧件中间段531两端的第一压紧件第一端535和第一压紧件第二端536，第一压紧件第一端535和第一压紧件第二端536伸出光分离面630，第一压紧件第一固定单元551的中心与第一压紧件第二固定单元552的中心的连线与第一压紧区632的延伸方向呈一锐角夹角，即第一压紧件第一端535和第一压紧件第二端536的连线跨过了第一软质体510，这样，第一压紧件第一端535和第一压紧件第二端536分别通过第一压紧件第一固定单元551和第一压紧件第二固定单元552紧固于壳体400时，第一压紧件530可以向第一软质体510施加足够的压紧力。第二压紧件540沿第二压紧区633的延伸方向延伸，第二压紧件540包括与第二软质体520相接触的第二压紧件中间段541和连接于第二压紧件中间段541两端的第二压紧件第一端545和第二压紧件第二端546，第二压紧件第一端545和第二压紧件第二端546伸出光分离面630，第二压紧件第一固定单元561的中心与第二压紧件第二固定单元562的中心的连线与第二压紧区633的延伸方向呈一锐角夹角，即，第二压紧件第一端545和第二压紧件第二端546的连线跨过了第二软质体520，这样，第二压紧件第一端545和第二压紧件第二端546分别通过第二压紧件第一固定单元561和第二压紧件第二固定单元562紧固于壳体400时，第二压紧件540可以向第二软质体520施加足够的压紧力。
78.在一些优选的实施例中，第一压紧件530和第二压紧件540是金属片。第一压紧件第一端535较第一压紧件中间段531向靠近光分离面630的一侧弯折(即，第一压紧件第一端535向光分离面630的一侧弯折)，第一压紧件第二端536较第一压紧件中间段531向远离光分离面630的一侧弯折(即，第一压紧件第二端536向远离光分离面630的一侧弯折)。第二压紧件第一端545较第二压紧件中间段541向靠近光分离面630所在的一侧弯折(即，第二压紧件第一端545向靠近光分离面630所在的一侧弯折)，第二压紧件第二端546较第二压紧件中间段541向远离光分离面630的一侧弯折(即，第二压紧件第二端546向远离光分离面630的一侧弯折)。
79.所述第一压紧件中间段531包括沿所述第一压紧件中间段531延伸方向间隔设置的第一压紧件第一压紧部532和第一压紧件第二压紧部533，所述第一压紧件第一压紧部532和第一压紧件第二压紧部533较所述第一压紧件中间段531的其他部分突向所述光分离
面630，第一压紧件第一压紧部532和第一压紧件第二压紧部533压紧所述第一软质体510。所述第二压紧件中间段541包括沿所述第二压紧件中间段541延伸方向间隔设置的第二压紧件第一压紧部542和第二压紧件第二压紧部543，所述第二压紧件第一压紧部542和第二压紧件第二压紧部543较所述第二压紧件中间段541的其他部分突向所述光分离面630，第二压紧件第一压紧部542和第二压紧件第二压紧部543压紧所述第二软质体520。通过上述结构，第一压紧件530和第二压紧件540较小的面积对软质体施加压紧力，从而施加的压紧力不至于过大。
80.在一些优选的实施例中，壳体400内还设置有第一凸台430和第二凸台440，第一凸台430和第二凸台440高出壳体400的内壁，第一压紧件固定单元固定于第一凸台430，第二压紧件540固定单元固定于第二凸台440。
81.在一些优选的实施例中，投影设备1还包括容纳于壳体400内的软质限位柱570，主棱镜600的第一端面610通过软质限位柱570抵于壳体400的一侧内壁(即软质限位柱570设置于第一端面610与壳体400的一侧内壁之间)，第二端面620直接壳体400的另一侧内壁。软质限位柱570采用软质材料，这样不容易损伤主棱镜600，例如，采用硅胶或橡胶。安装时，先将主棱镜600(或者主棱镜600与补偿棱镜140组成的棱镜组)的第一端面610和第二端面620分别抵于软质限位柱570和壳体400的内壁，然后，再通过第一软质体510和第二软质体520将该主棱镜600(或者主棱镜600与补偿棱镜140组成的棱镜组)固定在壳体400内。
82.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。
83.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。