一种光机组件及投影光机的制作方法

专利检索2022-05-11  0



1.本实用新型涉及光学投影设备技术领域,尤其涉及一种光机组件及投影光机。


背景技术:

2.微型投影仪的核心组件为投影光机,而投影光机的核心部件包括壳体、光学照明系统,所述光学照明系统包括光源及三色调制组件,无论光源的类型如何,三色调制组件一般都包括分光元件与合光元件,三色调制组件能够正确分光与合光的前提是接收的光束为平行或大致平行光束。因此,若光源发出的光束为发散状的光束,那么为了得到平行光束光学照明系统还需要包括设置在光源与分光元件之间的准直透镜组,准直透镜组一般包括初级准直透镜和一个或多个次级准直透镜,其中初级准直透镜靠近光源设置,次级准直透镜位于初级准直透镜与分光元件之间,即初级准直透镜的下游与分光元件的上游位置。
3.在相关的采用发散光束光源的投影光机中,不同于初级准直透镜可以直接安装在壳体侧壁的安装孔上,次级准直透镜通常需要插接在与壳体底壁相连的支架上,并且为了方便装配,支架上用于供次级准直透镜插接的插槽的宽度要大于次级准直透镜的与该插槽配合的插接部的宽度。虽然为了对横截面为大致圆形的光束进行准直处理,次级准直透镜可以做成不同的外形,但是处于不同分光光路上的次级透镜实际上对于材质上的要求有所不同,综合不同材质的加工特性以及对应的成本,一些次级准直透镜需要做成大致圆形的外形。然而,圆形的次级准直透镜的插接部在插接方向上的宽度相对有限,因此在未采用胶水进行最终固定前,次级准直透镜绕平行壳体底壁的直径摆动的幅度相对较大,并且偏摆至特定位置时可用的纠正施力区域并不适于操作,如此给次级准直透镜的装配带来诸多不便。


技术实现要素:

4.基于上述现状,本实用新型的主要目的在于提供一种易于将准直透镜安装至正确位置的光机组件及投影光机。
5.为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
6.一种光机组件,包括壳体以及准直透镜,所述壳体包括基板及设于所述基板一板面的支架,所述支架上设有沿垂直于所述基板的方向延伸的插槽;
7.所述准直透镜包括准直部及连接在所述准直部边缘的插接部,所述准直部用于减小光束的孔径角,所述插接部与所述插槽插接,所述准直部的准直轴线平行于所述基板;
8.所述壳体还包括与所述支架位于所述基板的同一侧的抵挡部,所述支架及抵挡部均与所述准直透镜一一对应设置,在每一组的所述准直透镜、所述支架及所述抵挡部中:
9.所述抵挡部沿对应所述准直透镜的所述准直轴线方向布置在所述准直透镜的至少一侧,所述抵挡部邻近所述准直透镜的靠近所述基板的一端,且所述抵挡部与所述准直透镜的靠近所述基板的一端相对设置以在所述准直透镜倾斜偏离设定的位置时与所述准直透镜抵接。
10.优选地,所述抵挡部包括第一止挡件,所述第一止挡件位于所述准直透镜朝向光源的一侧。
11.优选地,所述抵挡部的所述第一止挡件设置有两个,两个所述第一止挡件沿所述基板的板面且垂直于准直轴线的方向间隔布置,两个所述第一止挡件之间形成第一避空口,所述准直轴线朝向所述基板上的投影落在所述第一避空口处。
12.优选地,所述第一止挡件沿述基板的板面且垂直于准直轴线的方向延伸而呈长条状,所述准直轴线朝向所述基板上的投影落在所述第一止挡件的中部。
13.优选地,所述抵挡部还包括第二止挡件,所述第二止挡件位于所述准直透镜背离光源的一侧。
14.优选地,至少一个所述抵挡部的所述第二止挡件设置有两个,两个所述第二止挡件沿所述基板的板面且垂直于准直轴线的方向间隔布置,两个所述第二止挡件之间形成第二避空口,所述准直轴线朝向所述基板上的投影落在所述第二避空口处。
15.优选地,所述壳体还包括设于所述基板的支撑凸台,所述准直透镜靠近所述基板的一端抵靠在所述支撑凸台的顶面,所述抵挡部设置在所述支撑凸台的顶面。
16.优选地,所述支撑凸台包括在所述准直轴线方向上相对设置的前侧面与后侧面,所述前侧面相较所述后侧面更为靠近光源,所述第一止挡件背离所述准直透镜的一面平齐于所述前侧面,所述第二止挡件背离所述准直透镜的一面平齐于所述后侧面。
17.本实用新型还提供一种投影光机,包括光源及三色调制组件,还包括如上所述的光机组件,所述三色调制组件设置在所述壳体上。
18.优选地,所述壳体还包括自所述基板边缘垂直延伸的侧壁,所述侧壁上设有安装孔,所述投影光机还包括初级准直透镜,所述初级准直透镜安装在所述安装孔处,所述准直透镜为次级准直透镜,所述光源、初级准直透镜、次级准直透镜沿所述准直轴线依次布置。
19.本实用新型的光机组件通过在基板上设置抵挡部对准直透镜的靠近基板的一端进行限位,如此在准直透镜的装配过程中可以防止准直透镜过度倾斜偏摆,从而方便在准直透镜远离基板的一端对准直透镜位置进行微调,进而保证准直透镜对于光束的准直效果。
20.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
21.以下将参照附图对根据本实用新型的光机组件及投影光机的优选实施方式进行描述。图中:
22.图1为根据本实用新型的投影光机一种优选实施方式的立体结构示意图;
23.图2为图1中投影光机的俯视示意图;
24.图3为图2中沿iii

iii线的剖面结构示意图;
25.图4为图1中投影光机的爆炸结构示意图;
26.图5为图4中壳体的结构示意图;
27.图6为图5中a处的局部放大结构示意图;
28.图7为图4中壳体另一角度的结构示意图;
29.图8为图7中b处的局部放大结构示意图;
30.图9为图1中投影光机下部移除下盖后且底部朝上的部分结构示意图;
31.图10为图9中结构的侧视示意图;
32.图11为图10中沿xi

xi线的剖面结构示意图;
33.图12为图10中沿xii

xii线的剖面结构示意图;
34.图13为图12中c处的局部放大结构示意图;
35.图14为图9中结构的俯视示意图;
36.图15为图14中沿xv

xv线的剖面结构的立体结构示意图;
37.图16为图15中d处的局部放大结构示意图;
38.图17为图15中e处的局部放大结构示意图;
39.图18为图14中沿xv

xv线的剖面结构另一角度的立体结构示意图;
40.图19为图18中f处的局部放大结构示意图;
41.图20为图18中g处的局部放大结构示意图。
42.附图标号说明:
[0043][0044]
具体实施方式
[0045]
为了更好地阐述本实用新型反射镜调整装置的技术方案与有益效果,在介绍本实用新型的光机组件的详细结构之前,先介绍本实用新型一优选实施方式的投影光机。
[0046]
请参照图1至图4,以及图9至图11,在一实施例中,本实用新型的投影光机包括光源(第一光源30a,第二光源30b,第三光源30c)及三色调制组件,还包括如上的光机组件,三色调制组件设置在壳体10上。壳体10一般采用注塑或压铸成型,即利用模具拼接成与壳体10对应的模腔,然后再充入成型材料,最后材料凝固形成壳体10。可以理解的是,虽然壳体10采用注塑或压铸成型,但不排除在该基础上再进行去除材料的机械加工。投影光机用于承载多个部件,因此壳体10的结构较为复杂。壳体10影光机的机壳的一部分或全部,在具体的实施例中,机壳包括上下两部分,壳体10则对应着机壳的下部分。
[0047]
上述光源(30a,30b,30c)产生孔径角相对发散的光束,准直透镜单元 (一个透镜或多个透镜的组合)用于将发散的光束准直。上述光源(30a,30b, 30c)具体地为led光源。
[0048]
三色调制组件的作用包括分光与合光,分光是指从混色光中分离出特定波长范围的光,工程应用上主要指r红光、g绿光及b蓝光,其具体的构成根据现有技术具有多种变形。本实施例中,具体地,三色调制组件包括两个二向色镜(41a,41b)、中继透镜42、复眼透镜组43。
[0049]
投影光机具体地还包括两个会聚透镜组(50a,50b)、反射镜60、分光棱镜70、dmd光调制器80以及投影镜头90,光源(30a,30b,30c)发出的光,在内部进行调整后输出的平行光,反射镜60用于改变该平行光的传播方向。本实施例中,经复眼透镜透出的平行光照射到反射镜60上,进而改变方向透射至会聚透镜组(50a,50b)。
[0050]
dmd光调制器80用于根据接收的图像信号控制光束通断。为了搭配 dmd光调制器80实现更为紧凑的结构,投影光机还包括分光棱镜70,具体地,该分光棱镜70具体为tir棱镜。
[0051]
投影镜头90用于将图像调制元件调制的图像放大透射到屏幕上。为了提利用xpr技术提升分辨率,本实施例的投影光机还包括设置在分光棱镜70与投影镜头90之间的振镜(未标示)。
[0052]
由上面的介绍可知,对应于各个颜色的光源r红光、g绿光及b蓝光的任何一个准直透镜单元,若其中一个准直透镜的位置偏斜过大,例如组合准直透镜单元中的初级准直透镜或次级准直透镜的位置偏斜过大,则都将直接影响投影光机的投影功能的正确实现。
[0053]
现在介绍本实用新型的光机组件的优选实施方式。
[0054]
请参照图5至图10,以及图12、图13,在一实施例中,本实用新型的光机组件包括壳体10以及三个准直透镜(22a,22b,22c),壳体10包括基板 11及设于基板11一板面的三个支架(12a,12b,12c),三个支架(12a,12b, 12c)上设有沿垂直于基板11的方向延伸的三个插槽(121a,121b,121c);
[0055]
准直透镜(22a,22b,22c)包括准直部及连接在准直部边缘的插接部,准直部用于减小光束的孔径角,插接部与插槽(121a,121b,121c)插接,准直部的准直轴线平行于基板11;
[0056]
壳体10还包括与支架(12a,12b,12c)位于基板11的同一侧的抵挡部,所述支架(12a,12b,12c)及抵挡部均与所述准直透镜(22a,22b,22c)一一对应设置,在每一组的所述
准直透镜(22a,22b,22c)、所述支架(12a, 12b,12c)及抵挡部中:
[0057]
抵挡部沿对应所述准直透镜(22a,22b,22c)的准直轴线方向布置在准直透镜(22a,22b,22c)的至少一侧,抵挡部邻近准直透镜(22a,22b,22c) 的靠近基板11的一端,且抵挡部与准直透镜(22a,22b,22c)的靠近基板11 的一端相对设置以在准直透镜(22a,22b,22c)倾斜偏离设定的位置时与准直透镜(22a,22b,22c)抵接。
[0058]
本实施例,壳体10用于为安装在壳体10上的部件提供支撑或防护,例如光源(30a,30b,30c)可以固定在壳体10上,壳体10围合的内部空间可以为安装在壳体10内部的部件提供防护,例如壳体10的敞口与密封盖盖合。
[0059]
壳体10的基板11通常与壳体10的用于供多数光学元件通过的敞口的位置相对,例如在壳体10的所述敞口朝下设置时,基板11则构成壳体10的顶壁;在壳体10的所述敞口朝上设置时,基板11则构成壳体10的底壁。
[0060]
插槽(121a,121b,121c)包括相对设置的限位面以及导向面,限位面与导向面之间的距离大于准直透镜(22a,22b,22c)插接部的厚度,如此,在装配准直透镜(22a,22b,22c)的过程中,限位面与导向面均可用于引导插接部向靠近基板11的方向安装至设计的位置。但只有限位面用于通过与插接部抵接而限位准直透镜(22a,22b,22c),保证准直透镜(22a,22b,22c) 处于正确的位置。优选地,由于准直透镜(22a,22b,22c)的出射面通常为曲率更大的凸弧面,因此,准直透镜(22a,22b,22c)的重心偏离光源(30a, 30b,30c),为了在装配准直透镜(22a,22b,22c)的过程中,利用准直透镜(22a,22b,22c)自身的重力使插接部抵靠在限位面上,限位面位于准直透镜(22a,22b,22c)朝向光源(30a,30b,30c)的一侧。
[0061]
无论抵挡部设置在准直透镜(22a,22b,22c)的哪一侧,抵挡部可以至少与插槽(121a,121b,121c)的限位面与导向面其中之一配合以防止准直透镜(22a,22b,22c)过度偏斜。并且由于抵挡部邻近准直透镜(22a,22b, 22c)的靠近基板11的一端设置,且相对突出于准直透镜(22a,22b,22c) 的与基板11接触的底面,因此无论准直透镜(22a,22b,22c)往哪一侧倾斜,抵挡部均可以对应通过与准直透镜(22a,22b,22c)接触而限位准直透镜(22a, 22b,22c)。可以理解的是,在光机组件包括初级准直透镜及次级准直透镜的实施例中,本实施例的准直透镜(22a,22b,22c)可以为初级准直透镜或次级准直透镜。在具体的实施例中,准直透镜(22a,22b,22c)优选地地位次级准直透镜,因为初级准直透镜可以安装在壳体侧壁的圆孔上实现较为稳固的安装。为了进一步次级准直透镜安装的稳固,准直透镜(22a,22b,22c)的装配还包括点胶固定工艺,即对准直透镜(22a,22b,22c)微调至正确位置后再通过点胶固化的方式防止准直透镜(22a,22b,22c)的位置发生松动。
[0062]
本实用新型的光机组件通过在基板11上设置抵挡部对准直透镜(22a, 22b,22c)的靠近基板11的一端进行限位,如此在准直透镜(22a,22b,22c) 的装配过程中可以防止准直透镜(22a,22b,22c)过度倾斜偏摆,从而方便在准直透镜(22a,22b,22c)远离基板11的一端对准直透镜(22a,22b,22c) 位置进行微调,进而保证准直透镜(22a,22b,22c)对于光束的准直效果。
[0063]
进一步地,请一并参照图13至图20,在一实施例中,抵挡部包括第一止挡件(131a,131b,131c),第一止挡件(131a,131b,131c)位于准直透镜 (22a,22b,22c)朝向光源(30a,30b,30c)的一侧。
[0064]
本实施例中,由于准直透镜(22a,22b,22c)的出射面通常为曲率更大的凸弧面,因
此,准直透镜(22a,22b,22c)的重心偏离光源(30a,30b, 30c),从而准直透镜(22a,22b,22c)的靠近基板11的一端向光源(30a, 30b,30c)偏摆的可能性更大一些,而抵挡部通过设置第一止挡件(131a,131b, 131c)可以限位准直透镜(22a,22b,22c)的靠近基板11的一端过度向光源 (30a,30b,30c)的方向偏摆。
[0065]
进一步地,至少一个抵挡部的第一止挡件131a或131b)设置有两个,两个第一止挡件131a或131b沿基板11的板面且垂直于准直轴线的方向间隔布置,两个第一止挡件131a或131b)之间形成第一避空口132a或132b),准直轴线朝向基板11上的投影落在第一避空口132a或132b处。
[0066]
本实施例中,抵挡部通过设置两个第一止挡件131a或131b可以使得第一止挡件131a或131b整体的限位更为均衡,并且由于两个第一止挡件131a或 131b之间形成第一避空口132a或132b,如此,在保证第一止挡件131a或131b 足够高度以保证限位效果的同时,还不会对被准直的光束造成遮挡。优选地,第一避空口132a或132b的两侧壁15面具有适应被准直光束的倒角。具体地,该实施例的第一止挡件131a或131b)对应于与用于充当蓝光或绿光的光源相对设置的准直透镜。
[0067]
进一步地,请再次参照图5至图8,图12、图13、图15,图17以及图 20,在一实施例中,第一止挡件131c沿述基板11的板面且垂直于准直轴线的方向延伸而呈长条状,准直轴线朝向基板11上的投影落在第一止挡件131c的中部。
[0068]
本实施例中,在被准直的光束的孔径角相对较小时,通过延长第一止挡件131c的横向长度,可以增大第一止挡件131c与准直透镜22c的靠近基板11 的一端接触面积,从而提升第一止挡件131c的限位效果。具体地,该实施例的第一止挡件131c对应于与用于对蓝光进行补光的光源30c相对设置的准直透镜22c。
[0069]
进一步地,请参照图5至图8,图13、图15,图17至图19,在一实施例中,抵挡部还包括第二止挡件(133a,133b,132c),所述第二止挡件(133a, 133b,132c)位于准直透镜(22a,22b,22c)背离光源(30a,30b,30c)的一侧。
[0070]
本实施例中,抵挡部通过同时设置第一止挡件(131a,131b,131c)与第二止挡件(133a,133b,132c),如此可以在准直透镜(22a,22b,22c)的两侧同时对准直透镜(22a,22b,22c)的靠近基板11的一端进行限位,因此无论准直透镜(22a,22b,22c)往哪一侧倾斜,第一止挡件(131a,131b, 131c)与第二止挡件(133a,133b,132c)都可能有参与限位准直透镜(22a, 22b,22c),或其中一只参与限位准直透镜(22a,22b,22c),或两者同时参与限位准直透镜(22a,22b,22c),从而可以对更多倾斜角度的准直透镜 (22a,22b,22c)进行限位,将准直透镜(22a,22b,22c)快速引导至大致正确位置,方便后续位置的调整。
[0071]
进一步地,至少一个抵挡部的第二止挡件(第二止挡件一133a、第二止挡件二133b或第二止挡件三132c)设置有两个,两个第二止挡件(133a,133b, 132c)沿基板11的板面且垂直于准直轴线的方向间隔布置,两个第二止挡件 (133a,133b,132c)之间形成第二避空口(第二避空口一134a、第二避空口一134b或第二避空口一133c),准直轴线朝向基板11上的投影落在第二避空口(134a,134b,133c)处。
[0072]
本实施例中,与抵挡部设置两个第一止挡件(131a,131b,131c)的实施例同理,设置两个第二止挡件(133a,133b,132c)可以使得第二止挡件(133a, 133b,132c)整体的限位更为均衡,并且由于两个第二止挡件(133a,133b, 132c)之间形成第二避空口(134a,134b,
133c),如此,在保证第二止挡件 (133a,133b,132c)足够高度以保证限位效果的同时,还不会对被准直后的光束造成遮挡。优选地,第二避空口(134a,134b,133c)的两侧壁15面也具有适应被准直后的光束的倒角。
[0073]
进一步地,请参照图5至图8,图15至图20,在一实施例中,壳体10 还包括设于基板11的三个支撑凸台(14a,14b,14c),准直透镜(22a,22b, 22c)靠近基板11的一端抵靠在支撑凸台(14a,14b,14c)的顶面,抵挡部设置在支撑凸台(14a,14b,14c)的顶面。
[0074]
本实施例中,通过设置支撑凸条可以方便加工在垂直于基板11方向上用于定位准直透镜(22a,22b,22c)的支撑面。而抵挡部直接设置在支撑凸台 (14a,14b,14c)上,如此可以借用支撑凸台(14a,14b,14c)的一部分高度,进而更好地接近准直透镜(22a,22b,22c)靠近基板11的一端。优选地,为了防止支撑凸台(14a,14b,14c)在注塑加工过程中发生缩水而变形,基板11在背离支架(12a,12b,12c)的一面且对应准支撑凸台(14a,14b,14c) 的位置开设工艺槽。
[0075]
进一步地,支撑凸台(14a,14b,14c)包括在准直轴线方向上相对设置的前侧面与后侧面,前侧面相较后侧面更为靠近光源(30a,30b,30c),第一止挡件(131a,131b,131c)背离准直透镜(22a,22b,22c)的一面平齐于前侧面,第二止挡件(133a,133b,132c)背离准直透镜(22a,22b,22c) 的一面平齐于后侧面。
[0076]
本实施例中,第一止挡件(131a,131b,131c)与第二止挡件(133a,133b, 132c)分别平齐于支撑凸台(14a,14b,14c)的前后侧面设置,一方面使得支撑凸台(14a,14b,14c)在准直轴线方向上尽可能的窄;另一方面也使得第一止挡件(131a,131b,131c)与第二止挡件(133a,133b,132c)更适于注塑或压铸成型时的沿垂直于基板11的方向拔模成型。
[0077]
本实用新型还提供一种投影光机,请再次参照图1至图4,以及图9至图 11,在一实施例中,该投影光机包括光源(30a,30b,30c)及三色调制组件,还包括如上的光机组件,三色调制组件设置在壳体10上。该光机组件的具体结构参照上述实施例,由于本投影光机采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
[0078]
进一步地,壳体10还包括自基板11边缘垂直延伸的侧壁15,侧壁15上设有三个安装孔(151a,151b,151c),投影光机还包括三个初级准直透镜(21a, 21b,21c),初级准直透镜(21a,21b,21c)安装在安装孔(151a,151b,151c)处,准直透镜(22a,22b,22c)为次级准直透镜,每组光源(30a,30b, 30c)、初级准直透镜(21a,21b,21c)、次级准直透镜沿准直轴线依次布置。
[0079]
本实施例中,通过合理的利用侧壁15来固定初级准直透镜(21a,21b, 21c),相比全部利用插接的方式固定,由于安装孔(151a,151b,151c)能够提供的支撑部位更多,因此固定更方便及牢固。在沿基板11的边缘环绕的方向上,侧壁15可以呈弯折状,在具体的实施例中,一些支架(12a,12b, 12c)还可以与侧壁15形成一体的结构。在具体的实施例中,除了用于分离红色光束对应的次级准直透镜外,其他的次级准直透镜均采用玻璃材质,其这些采用玻璃材质的次级准直透镜的外形为大致的圆形。投影光机对应这些采用玻璃材质且外形为大致圆形的次级准直透镜均分别对应设置有抵挡部。
[0080]
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。
[0081]
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。
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