CN112630931B - 一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，包括：基座、调整板、镜片固定支架、至少三个调整弹簧及至少三个调整螺栓；镜片固定支架包括镜片支架连接部和镜片固定部；基座设有安装通口；镜片支架连接部从基座的下方穿过安装通口与调整板固定连接；调整板上设有至少三个通孔；通孔与基座之间分别设有调整弹簧；调整螺栓分别从通孔中插入，穿过调整弹簧与基座连接；调整不同的调整螺栓的不同松紧度，使得调整板带动镜片固定支架绕X/Y轴摆动；通过调整板与镜片固定支架之间的转动连接结构带动镜片固定支架绕Z轴转动，从而实现三个转动自由度和镜片安装位置精度的精密调整，最终达到适配光学的角度和位置精度要求。

Description

一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构

技术领域

本发明涉及光学系统的光路调整技术领域，尤其涉及一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构。

背景技术

投影机，又称投影仪，是一种将画面投射到幕布上的设备，决定投影质量的关键主要在于投影机光学系统部分，光学系统是投影机的核心部件，它是由多种光学元件按照一定位置、角度、次序组合而成，用于成像或作为光学信息处理。各光学元件的空间精度决定了投影质量。投影机光学结构系统存在的技术难点是：光学元件的位置精度要求极高，如果无法保证光学元件的位置精度，会造成光效率降低，从而影响投影效果和图像质量。市面上的投影产品中光学元件位置主要通过零件制造精度提高、零件位置可调两种方案实现光学位置的高精度要求。但零件制造精度的提高实现困难且成本高、不稳定，而市面上现有的零件位置可调方案结构复杂、工艺困难，不利于生产。

发明内容

本发明提供一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，以克服上述技术问题。

本发明一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，包括：基座、调整板、镜片固定支架、至少三个调整弹簧及至少三个调整螺栓；所述镜片固定支架，包括：镜片支架连接部和镜片固定部；所述基座设有安装通口；所述镜片支架连接部从所述基座的下方穿过所述安装通口与所述调整板固定连接；所述调整板上设有至少三个通孔；所述通孔与所述基座之间分别设有所述调整弹簧；所述调整螺栓分别从所述通孔中插入，穿过所述调整弹簧与所述基座连接。

进一步地，所述调整板上设有三个通孔；所述通孔与所述基座之间分别设有三个所述调整弹簧；三个所述通孔分别靠近所述调整板的边沿；三个所述通孔之间的连线组成等边三角形。

进一步地，还包括：初始位置辅助螺栓；所述调整板上还设有辅助螺栓通孔，所述初始位置辅助螺栓穿过所述辅助螺栓通孔与所述基座连接。

进一步地，所述调整弹簧在复位状态的轴向长度大于所述调整板与基座之间的距离。

进一步地，所述通孔的侧部设有导胶槽。

进一步地，所述镜片支架连接部设有Z轴自由度调整螺纹，所述镜片支架连接部通过所述Z轴自由度调整螺纹与所述调整板连接；所述镜片固定部，包括：镜片夹持架和镜片压紧架；所述镜片夹持架的内边框设有镜片安装槽，镜片安装至所述镜片安装槽内，将所述镜片压紧架与所述镜片夹持架固定连接。

进一步地，所述基座上设有至少三个固定螺柱；所述调整螺栓通过所述固定螺柱与所述基座固定连接。

进一步地，所述初始位置辅助螺栓采用塞打螺栓。

本发明采用调整板通过基座与连接镜片固定支架的螺纹结构连接，调整板与基座之间设有至少三个调整弹簧，分别用调整螺栓穿过调整弹簧将调整板和基座固定，通过调整不同的调整螺栓的不同松紧度，使得调整板带动镜片固定支架绕X/Y轴摆动；通过旋转结构带动镜片固定支架绕Z轴转动，从而实现了镜片在三自由度空间的调整，使其安装位置精度可以适配光学要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的俯视角度爆炸结构图；

图2为本发明的仰视角度爆炸结构图；

图3为本发明的立体结构图；

图4为本发明中的基座的结构示意图；

图5为本发明中的调整板结构示意图；

图6为本发明中的镜片固定支架的结构示意图；

图7为本发明中镜片固定支架绕Y轴旋转的示意图；

图8为本发明中的基座在X、Y、Z轴上方向的示意图；

图9为本发明中镜片夹持架和镜片压紧架之间的连接结构示意图。

附图标号说明：

1、基座；2、调整板；3、镜片固定支架；31、镜片支架连接部；32、镜片固定部；7、调整弹簧；8、调整螺栓；9、初始位置辅助螺栓；11、固定螺柱；12、辅助螺栓连接槽；13、安装通口；21、Z轴自由度调整螺纹；22、辅助螺栓通孔；23、通孔；24、导胶槽；321、镜片夹持架；322、镜片压紧架；323、夹紧结构；324、镜片压紧架螺丝。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图3所示，本实施例提供一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，包括：基座1、调整板2、镜片固定支架3、至少三个调整弹簧7及至少三个调整螺栓8；如图6所示，镜片固定支架3，包括：镜片支架连接部31、镜片固定部32和Z轴自由度调整螺纹21；如图4所示，基座1为中间开设有安装通口13，根据镜片固定支架3的摆动范围来设计安装通口13的长度和宽度大小，基座1上还设有三个用于连接调整螺栓8的螺纹槽、一个辅助螺栓连接槽12。如图5所示，调整板2上设有至少三个通孔23；通孔23与基座1之间分别设有调整弹簧7；调整螺栓8分别从通孔23中插入，穿过调整弹簧7与基座1连接；镜片支架连接部31通过转动连接结构与调整板2连接。

如图7、图8所示，当需要调整镜片绕X/Y轴摆动时，调整多个调整螺栓8的松紧度，使得调整螺栓8弹性压缩的高度不同，带动调整板2绕X/Y轴偏斜，从而带动镜片固定支架3绕X/Y轴摆动。当需要调整镜片绕Z轴摆动时，通过Z轴自由度调整螺纹21水平旋转镜片固定支架3。同时，因为镜片中心点在空间上设置为全自由状态，X/Y/Z轴摆动时，镜片空间位置会随之精细移动，从而实现镜片安装位置精度的精密调整，最终达到适配光学的角度和位置精度要求。

本实施例中，如图1所示，调整板2上设有三个通孔23；通孔23与基座1之间分别设有三个调整弹簧7，采用三点定位的结构可以在实现装置功能的基础上保持支撑稳定，而且最便于光学精度调整，当需要镜片固定支架3绕X/Y轴摆动时，仅通过1-2个调整螺栓8调整即可，调整螺栓8和调整弹簧7多了反而会在调整时相互间干扰。三个通孔23分别靠近调整板2的边沿是为了增加调整余量，增大镜片固定支架3绕X/Y轴摆动的角度。如图5所示，三个通孔23之间的连线组成等边三角形，并且Z轴穿过该等边三角形的中心，是为了更加便于调整控制镜片固定支架3绕X/Y轴的摆动角度。等边三角形的中心点与安装于镜片固定部32上的镜片中心的连线构成了该系统的Z轴；穿过镜片中心并与镜片表面垂直方向构成了该系统的X轴，穿过镜片中心、与镜片表面平行、并与X轴垂直的方向构成了该系统的Y轴。

本实施例中，如图1所示，还包括：初始位置辅助螺栓9；调整板2上还设有辅助螺栓通孔22，初始位置辅助螺栓9穿过辅助螺栓通孔22与基座1上的辅助螺栓连接槽12连接。在组装该装置时，先插入初始位置辅助螺栓9来定位调整板2和基座1的连接位置，然后再插入调整螺栓8进行固定，再拔出初始位置辅助螺栓9，这样可以防止直接插入调整螺栓8破坏调整板2和基座1连接的初始位置，导致精度调整时出现较大误差。

本实施例中，调整弹簧7在复位状态的轴向长度大于调整板2与基座1之间的距离，其数值一般情况下可设为调整板2与基座1间距的1.5倍，也可根据光学镜片系统调整范围以及调整弹簧7弹性系数更改该数值。调整弹簧7在调整板2和基座1之间的复位高度决定了调整余量，也就是镜片固定支架3绕X/Y轴摆动的角度范围，调整弹簧7的复位高度太小会使镜片固定支架3摆动的角度小，调整弹簧7复位高度太大会破坏装置整体的稳定性。

本实施例中，如图5所示，通孔23的侧部设有导胶槽24，通过控制调整螺栓8的旋入或旋出实现镜片精度调整后，可在导胶槽24中涂抹螺栓锁定胶，用于固定调整螺栓8与调整板2，防止位置变化导致精度降低。

本实施例中，如图2所示，镜片固定支架3设有Z轴自由度调整螺纹21，将Z轴自由度调整螺纹21旋入调整板2螺纹槽中进行固定。通过调节Z轴自由度调整螺纹21的旋入旋出，可以使镜片绕Z轴水平转动。镜片固定部32，包括：镜片夹持架321和镜片压紧架322；镜片夹持架321的内边框设有镜片安装槽，镜片安装至镜片安装槽内，将镜片压紧架322与镜片夹持架321固定连接。镜片安装槽可以是方形，也可以根据不同形状的镜片设置成不同的形状。镜片夹持架321和镜片压紧架322可以采用如图9所示的夹紧结构323和镜片压紧架螺丝324固定。

本实施例中，如图4所示，基座1上设有至少三个固定螺柱11；调整螺栓8通过固定螺柱11与基座1固定连接。固定螺柱11可以通过焊接的方式与基座1固定连接，可以根据不同的螺栓配置不同的固定螺柱11，固定螺柱11可以使螺栓连接的更加紧固，而且便于加工生产，节约生产成本。

本实施例中，初始位置辅助螺栓9采用塞打螺栓，其无螺纹部分的长度用于控制所述调整板和所述基座的间隙，使调整板符合理论上的标准位置，从而辅助确定调整板的初始位置。

整体有益效果：

1、通过三自由度调整可以保证光学元件的位置精度，并且可以利用该调整装置使光学镜片满足光路的特殊要求，如补偿其他光学元器件的精度误差，从而提高投影效果质量。

2、降低投影机光学系统的生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，包括：

基座(1)、调整板(2)、镜片固定支架(3)、至少三个调整弹簧(7)及至少三个调整螺栓(8)；

所述镜片固定支架(3)，包括：镜片支架连接部(31)和镜片固定部(32)；

所述基座(1)设有安装通口(13)；所述镜片支架连接部(31)从所述基座(1)的下方穿过所述安装通口(13)与所述调整板(2)固定连接；所述调整板(2)上设有至少三个通孔(23)；所述通孔(23)与所述基座(1)之间分别设有所述调整弹簧(7)；所述调整螺栓(8)分别从所述通孔(23)中插入，穿过所述调整弹簧(7)与所述基座(1)连接，调整所述调整螺栓的松紧度，使得所述调整弹簧弹性压缩的高度不同，以带动所述调整板绕X/Y轴偏斜，从而带动镜片固定支架绕X/Y轴摆动；

所述镜片支架连接部(31)设有Z轴自由度调整螺纹(21)，所述镜片支架连接部(31)通过所述Z轴自由度调整螺纹(21)与所述调整板(2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，所述调整板(2)上设有三个通孔(23)；所述通孔(23)与所述基座(1)之间分别设有三个所述调整弹簧(7)；三个所述通孔(23)分别靠近所述调整板(2)的边沿；三个所述通孔(23)之间的连线组成等边三角形。

3.根据权利要求2所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，还包括：

初始位置辅助螺栓(9)；

所述调整板(2)上还设有辅助螺栓通孔(22)，所述初始位置辅助螺栓(9)穿过所述辅助螺栓通孔(22)与所述基座(1)连接。

4.根据权利要求3所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，所述调整弹簧(7)在复位状态的轴向长度大于所述调整板(2)与基座(1)之间的距离。

5.根据权利要求4所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，所述通孔(23)的侧部设有导胶槽(24)。

6.根据权利要求5所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，

所述镜片固定部(32)，包括：镜片夹持架(321)和镜片压紧架(322)；

所述镜片夹持架(321)的内边框设有镜片安装槽，镜片安装至所述镜片安装槽内，将所述镜片压紧架(322)与所述镜片夹持架(321)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，所述基座(1)上设有至少三个固定螺柱(11)；所述调整螺栓(8)通过所述固定螺柱(11)与所述基座(1)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种激光投影光学系统反射镜精度可调结构，其特征在于，所述初始位置辅助螺栓(9)采用塞打螺栓。

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