CN112034578B - 一种匀光棒固定装置 - Google Patents

Abstract

一种匀光棒固定装置，包括：固定组件和调节支撑组件。固定组件用于直接固定匀光棒，包括基座体和第一紧固组件，基座体一端设有紧固沉孔，另一端设有通向紧固沉孔的矩形入光定位通孔，匀光棒从矩形入光定位通孔装入基座体且贯穿紧固沉孔，第一紧固组件安装于紧固沉孔内以固定匀光棒。调节支撑组件用于支撑固定固定组件，包括支撑座体和第二紧固组件，支撑座体内部设支撑定位台阶孔，支撑定位台阶孔包括支撑台阶孔和出光定位通孔，基座体内置于支撑台阶孔内，匀光棒的出光面处于出光定位通孔内或穿过出光定位通孔，第二紧固组件压紧基座体。本发明的有益效果在于能够保证匀光棒充分接触空气并且防止匀光棒中心偏离。

Description

一种匀光棒固定装置

技术领域

本发明属于曝光与投影技术领域，具体涉及一种匀光棒固定装置。

背景技术

在曝光与投影技术中，光源产生的出射光一般都不够均匀，无法满足高质量成像的需求。因此，通常会在光源的出射光的传播路径上增加匀光棒对其进行匀光，然后入射到后续的光学元件。其匀光处理主要是利用光的全反射原理，光在匀光棒里经过多次反射，形成二维的虚拟光源矩阵，使得经过其内部的光线在出口处达到均匀化的效果。

在实际应用中，匀光棒多为长方体形状的玻璃器件，体积小且容易碎，其安装固定方式对匀光效果有较大影响，不仅需要保证匀光棒安装使用中不能破损，还要让匀光棒的侧面尽可能的接触空气，此外，还需要保证入光面的中心始终对准光源，出光面的中心也要对应后续光学元件的中心。

现行的安装方式主要有两种，一种是匀光棒直接与固定装置刚性接触，为保证其中心对准的要求，匀光棒与固定装置接触面积比较多，其侧面无法尽可能多的接触到空气，导致均匀效果很差，大面积的刚性接触还容易受温度影响产生较大的应力造成匀光棒损坏；另一种方式主要采用较长的软质支撑，长时间的激光照射会加速软质支撑的老化，固定效果大大减弱，无法保证入光面和出光面的中心保持稳定，若中心位置偏移较大，会造成光能大量损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种匀光棒固定装置，以克服或减少现有固定方式中存在的上述问题或缺陷。

为实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种匀光棒固定装置，包括：固定组件和调节支撑组件；所述固定组件用于直接固定所述匀光棒，包括基座体和第一紧固组件，所述基座体一端设有紧固沉孔，另一端设有通向紧固沉孔的矩形入光定位通孔，所述匀光棒从所述矩形入光定位通孔装入所述基座体且贯穿所述紧固沉孔，所述第一紧固组件安装于所述紧固沉孔内以固定所述匀光棒；所述调节支撑组件用于支撑固定所述固定组件，包括支撑座体和第二紧固组件，所述支撑座体内部设支撑定位台阶孔，所述支撑定位台阶孔包括支撑台阶孔和出光定位通孔，所述基座体内置于所述支撑台阶孔内，所述匀光棒的出光面处于所述出光定位通孔内或穿过所述出光定位通孔，所述第二紧固组件压紧所述基座体。

进一步地，所述矩形入光定位通孔的四个角分别开设圆形通孔。

进一步地，所述第一紧固组件包括第一O型圈和第一紧固螺母，所述第一O型圈和第一紧固螺母依次套入所述匀光棒以使所述第一O型圈抵靠住所述紧固沉孔与所述矩形入光定位通孔相连接的端面。

进一步地，所述第一O型圈的孔径为所述匀光棒外接圆直径的0.8-0.95倍。

进一步地，所述第一紧固组件还包括垫圈，所述垫圈设置于所述紧固螺母和所述第一O型圈套之间。

进一步地，所述紧固沉孔设内螺纹，所述第一紧固螺母设外螺纹，所述第一紧固螺母与所述紧固沉孔通过螺纹配合以直接或间接压紧第一O型圈抵靠住所述紧固沉孔与所述矩形入光定位通孔相连接的端面。

进一步地，所述匀光棒固定装置还包括导向安装组件，用于导向安装所述固定组件，所述导向安装组件包括安装座体，所述安装座体内部设安装定位台阶孔，所述安装定位台阶孔分为安装台阶孔和中部定位通孔，所述固定组件安装于所述安装台阶孔内，所述匀光棒穿过所述中部定位通孔。

进一步地，所述安装台阶孔内设安装台阶，所述基座体的紧固沉孔的端部抵靠所述安装台阶。

进一步地，所述导向安装组件还包括第二O型圈，所述第二O型圈的内径等于所述匀光棒外接圆直径。

进一步地，所述中部定位通孔内设环形槽，用于放置所述第二O型圈，所述匀光棒通过所述第二O型圈进行定位。

进一步地，所述导向安装组件及固定组件安装于所述支撑台阶孔内，所述支撑台阶孔内设支撑台阶，所述第二紧固组件压紧所述基座体和所述安装座体以使其抵靠支撑台阶。

进一步地，所述第二紧固组件为第二紧固螺母。

进一步地，所述调节支撑组件还包括定位螺母，所述定位螺母设外螺纹，所述出光定位通孔设内螺纹，所述定位螺母通过螺纹连接固定于所述出光定位通孔内，所述定位螺母的内孔直径大于或等于所述匀光棒外接圆直径。

进一步地，所述支撑座体的出光定位通孔一端设有外螺纹，用于所述匀光棒固定装置的安装和调节。

与现有技术相比，本发明的技术方案通过采用基座体内的矩形入光定位通孔对匀光棒安装定位，在加上第二O型圈及定位螺母的直线导向定位，能够防止匀光棒安装时出现偏心情况，保证入光面的中心始终对准光源，出光面的中心始终对准后续光学元件的中心，很大程度上减小光能损耗；在基座体的矩形入光定位通孔的四角均开设小圆孔，避免匀光棒安装时的边角破损，且整个固定装置大部分为孔式空心体，与匀光棒的直接接触面积较小，使得匀光棒接触空气的面积充足，有效改善匀光效果；此外支撑座体还可以通过螺纹安装的方式调节匀光棒出光面到后续光学元件的距离，可适用于更多的光路结构中。

附图说明

图1为本发明第一实施例的匀光棒固定装置的轴测剖视图。

图2为本发明第一实施例的匀光棒固定装置的正面剖视图。

图3为本发明第一实施例的匀光棒固定装置的俯视图。

图4为匀光棒固定装置的固定组件的爆炸视图。

图5为匀光棒固定装置的导向安装组件的正面剖视图。

图6为匀光棒固定装置的支撑座体的正面剖视图

图7为本发明第二实施例的匀光棒固定装置的正面剖视图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚明了，下面将结合附图来描述本发明的实施例。应当理解的是，对实施方式的具体说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不是用于穷举本发明的所有可行方式，更不是用于限制本发明的具体实施范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示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、安装及操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1示出本发明第一实施例的匀光棒固定装置的轴测剖视图，如图中所示，匀光棒40通过匀光棒固定装置（下文亦简称为固定装置）安装固定，固定装置主要由三部分组成：分别是固定组件10、导向安装组件20和调节支撑组件30。其中固定组件10用于直接安装固定匀光棒40，其与匀光棒40直接接触，起到最根本的固定作用，导向安装组件20进一步对固定组件10和匀光棒40进行导向定位安装，调节支撑组件30则对导向安装组件20和固定组件10进行支撑和固定，并实现整个固定装置的对外安装与调节。

参照图2、图3以及图4，进一步说明匀光棒固定装置的具体结构，图2为安装有匀光棒的固定装置的正面剖视图，图中可看出，固定组件10具体包括基座体11和第一紧固组件12，基座体一端为向图中下方开口的紧固沉孔，另一端设有通向紧固沉孔的矩形入光定位通孔，匀光棒40从矩形入光定位通孔装入基座体，匀光棒与矩形入光定位通孔之间为间隙贴合，其入光面与基座体的顶部基本齐平，进一步地，矩形入光定位通孔长度可选的为2-5mm，在保证匀光棒有一定的定位深度的同时尽量减少其与基座体的接触面积。作为一种更优的实施方式，如图3示出的固定装置俯视图，矩形入光定位通孔的四个直角处分别开设有圆形通孔，这样的设置便于匀光棒40安装插入矩形入光定位通孔，而且能够避免匀光棒在装入时棱角受到磨损而产生崩边。进一步的，匀光棒40的主体贯穿紧固沉孔，然后通过第一紧固组件12将匀光棒固定于基座体内。图中第一紧固组件12整体位于该紧固沉孔内，但实际应用中，第一紧固组件12可以仅部分位于紧固沉孔内。作为本实施例的又一实施方式，图4示出了固定组件的爆炸视图，其中，第一紧固组件12具体包括第一O型圈121和第一紧固螺母123，第一O型圈121和第一紧固螺母123依次从图示的左下方套入匀光棒40，并通过紧固螺母压紧第一O型圈121，使得第一O型圈121抵靠住紧固沉孔与矩形入光定位通孔相连接的端面。其中，紧固沉孔设有内螺纹，第一紧固螺母123设有外螺纹，第一紧固螺母与紧固沉孔通过螺纹配合直接压紧第一O型圈121，使其抵靠住紧固沉孔与矩形入光定位通孔相连接的端面。此外，为达到固定匀光棒的效果，第一O型圈121的孔径选择为匀光棒外接圆直径的0.8-0.95倍，这样便可通过第一O型圈121的收缩力固定住匀光棒，且由于第一O型圈121为软质材料，并不会对匀光棒的棱角产生磨损，加上第一O型圈内圈为圆形，与匀光棒的接触可近似看作线接触，减少了直接接触面积。作为又一优选的实施方式，第一紧固组件12进一步包括垫圈122，该垫圈中间为矩形孔，矩形孔的尺寸大于匀光棒的尺寸，方便套入匀光棒且保证在紧固时与匀光棒无接触。参考图4，在第一O型圈121套入匀光棒后，接着套入垫圈122，最后在套入紧固螺母123，即将垫圈122安置于第一紧固螺母123和第一O型圈121之间，以使第一紧固螺母123通过垫圈122间接作用于第一O型圈121使其抵靠端面，这样能够防止第一紧固螺母123与第一O型圈121直接接触的情况下，在第一紧固螺母123旋转紧固的过程中直接带动第一O型圈121旋转而造成匀光棒折断。

图5示出了导向安装组件的正面剖视图，该导向安装组件具体包括安装座体21和第二O型圈22,安装座体21内部设安装定位台阶孔，具体地，安装定位台阶孔一端为安装台阶孔2-Ⅰ，另一端为与安装台阶孔2-Ⅰ相通的中部定位通孔2-Ⅲ，基座体11放置于安装台阶孔2-Ⅰ内，匀光棒贯穿安装台阶孔2-Ⅰ和中部定位通孔2-Ⅲ，实现固定组件10的安装及匀光棒40的导向定位。优选地，安装座体21的长度为匀光棒长度的一半左右，安装台阶孔2-Ⅰ内设有安装台阶2-Ⅱ，基座体的紧固沉孔的开口侧的端部安装抵靠于安装台阶2-Ⅱ上，使得固定组件整体安装于安装台阶孔内，而匀光棒则贯穿安装台阶孔和中部定位通孔。中部定位通孔2-Ⅲ内进一步开设环形槽2-Ⅳ，用于放置第二O型圈22，其中，第二O型圈的内径尺寸与匀光棒外接圆直径相同。匀光棒40依次穿过安装台阶孔2-Ⅰ和第二O型圈22，通过第二O型圈实现在匀光棒的中部区域（约一半长度处）进行导向定位，防止仅通过矩形入光定位通孔进行单侧固定时产生偏离。

继续参见图2和图6，调节支撑组件30包括支撑座体32和第二紧固组件31，图6示出了支撑座体的正面剖视图，该支撑座体内部设支撑定位台阶孔，具体地，支撑定位台阶孔一端为支撑台阶孔3-Ⅰ，另一端为与支撑台阶孔相通的出光定位通孔3-Ⅲ，其中，支撑台阶孔的内部设有支撑台阶3-Ⅱ，安装座体21能够放置于支撑台阶上，第二紧固组件31从支撑台阶孔的开口侧通过螺纹配合压紧基座体11，间接使得安装座体21抵靠住支撑台阶。匀光棒的出光面可以刚好处于出光定位通孔内，也可以是穿过出光定位通孔，即伸出到出光定位通孔的外侧。具体的第二紧固组件31可以是设有外螺纹的第二紧固螺母，支撑台阶孔的开口处设有内螺纹（图6中上方阴影部分），通过螺纹配合完成对基座体11和安装座体21的支撑紧固。进一步地，调节支撑组件30还可包括定位螺母33，定位螺母设外螺纹，出光定位通孔3-Ⅲ设内螺纹（图6中下方阴影部分），定位螺母通过螺纹连接固定于出光定位通孔内，该定位螺母的内孔直径可选择为等于匀光棒的外接圆直径，优选地，定位螺母的内孔直径略大于匀光棒的外接圆直径，这样能够避免安装时匀光棒产生崩边。通过定位螺母的设置，能够实现在匀光棒的出光一侧对匀光棒进一步导向定位以纠正偏心。作为本发明的进一步改进，支撑座体的出光定位通孔的一端还设有外螺纹，用于整个匀光棒固定装置的对外安装和调节，既能完成匀光棒安装到光路结构中，还能够通过螺纹进给的方式实现出光面到后续光学元件的距离调节。

本实施例提供的匀光棒固定装置，由于整个固定装置大部分为孔式空心体，仅矩形入光定位通孔与匀光棒刚性间隙接触，能够保证匀光棒充分接触空气，匀光效果显著优化，在刚性接触的矩形入光定位通孔的四角均开设小圆孔，则有效避免匀光棒安装时的边角破损；进而通过矩形入光定位通孔、第二O型圈和定位螺母实现三点的导向定位，避免仅通过单侧固定时出现的中心偏离情况，始终保证入光面的中心始终对准光源，出光面的中心始终对准后续光学元件的中心，最大程度保证光能的充分利用；此外，支撑座体还可以通过螺纹进给的方式调节匀光棒出光面到后续光学元件的距离，让匀光棒在应用时位置调节更方便，能够适应不同的光路结构。

作为一种简化的实施方式，图7示出了本发明的第二实施例的匀光棒固定装置的的正面剖视图，该匀光棒固定装置仅包括第二固定组件10’和第二调节支撑组件30’。其中，第二固定组件包括第二基座体11’和第二紧固组件12’，第二紧固组件12’具体包括第三O型圈121’、第二垫圈122’、第三紧固螺母123’；第二调节支撑组件包括第二支撑座体32’、第四紧固螺母31’、第二定位螺母33’。各个组件地配置形式同第一实施例，此处不再赘述。本实施例中，第二固定组件直接安装于第二支撑座体内，匀光棒通过第二固定组件直接安装固定，通过矩形入光定位通孔和第二定位螺母的两点定位导向以纠正偏心问题。由于省去了导向安装组件，使得固定装置的结构简化，能够提高生产装配的方便性。

最后需要指出的是，由于文字表达的有限性，上述说明仅是示例性的，并非穷尽性的，本发明并不限于所披露的各实施方式，在不偏离上述示例的范围和精神的情况下，对于本领域的技术人员来说还可以作若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围。因此本发明的保护范围应以权利要求为准。

Claims (11)

1.一种匀光棒固定装置，其特征在于，包括：固定组件、导向安装组件和调节支撑组件；

所述固定组件用于直接固定所述匀光棒，包括基座体和第一紧固组件，所述基座体一端设有紧固沉孔，另一端设有通向紧固沉孔的矩形入光定位通孔，所述匀光棒从所述矩形入光定位通孔装入所述基座体且贯穿所述紧固沉孔，所述第一紧固组件包括第一O型圈和第一紧固螺母，所述第一O型圈和第一紧固螺母依次套入所述匀光棒以使所述第一O型圈抵靠住所述紧固沉孔与所述矩形入光定位通孔相连接的端面；

所述导向安装组件用于导向安装所述固定组件，包括安装座体，所述安装座体内部设安装台阶孔和中部定位通孔，所述固定组件安装于所述安装台阶孔内，所述匀光棒穿过所述中部定位通孔；

所述调节支撑组件用于支撑固定所述固定组件，包括支撑座体和第二紧固组件，所述支撑座体内部设支撑定位台阶孔，所述支撑定位台阶孔包括支撑台阶孔和出光定位通孔，所述导向安装组件及固定组件安装于所述支撑台阶孔内，所述匀光棒的出光面处于所述出光定位通孔内或穿过所述出光定位通孔，所述支撑台阶孔内设支撑台阶，所述第二紧固组件压紧所述基座体和所述安装座体以使其抵靠所述支撑台阶。

2.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述矩形入光定位通孔的四个角分别开设圆形通孔。

3.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述第一O型圈的孔径为所述匀光棒外接圆直径的0.8-0.95倍。

4.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述第一紧固组件还包括垫圈，所述垫圈设置于所述紧固螺母和所述第一O型圈套之间。

5.如权利要求3或4所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述紧固沉孔设内螺纹，所述第一紧固螺母设外螺纹，所述第一紧固螺母与所述紧固沉孔通过螺纹配合以直接或间接压紧第一O型圈抵靠住所述紧固沉孔与所述矩形入光定位通孔相连接的端面。

6.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述安装台阶孔内设安装台阶，所述基座体的紧固沉孔的端部抵靠所述安装台阶。

7.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述导向安装组件还包括第二O型圈，所述第二O型圈的内径等于所述匀光棒外接圆直径。

8.如权利要求7所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述中部定位通孔内设环形槽，用于放置所述第二O型圈，所述匀光棒通过所述第二O型圈进行定位。

9.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述第二紧固组件为第二紧固螺母。

10.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述调节支撑组件还包括定位螺母，所述定位螺母设外螺纹，所述出光定位通孔设内螺纹，所述定位螺母通过螺纹连接固定于所述出光定位通孔内，所述定位螺母的内孔直径大于或等于所述匀光棒外接圆直径。

11.如权利要求1所述的匀光棒固定装置，其特征在于，所述支撑座体的出光定位通孔一端设有外螺纹，用于所述匀光棒固定装置的安装和调节。

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