CN210605166U - 反射镜片空间位置调整机构及光学仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学设备技术领域，其目的是为了提供一种能够单自由度调节、操作简便的反射镜片空间位置调整机构及光学仪器，其包括壳体、镜片支架；壳体上设置基准定位件、两个调节件和两个定位件，两个调节件与基准定位件之间的连线分别为相互垂直的水平连线和竖直连线；镜片支架上设置原始定位槽，基准定位件穿过壳体与原始定位槽抵接；镜片支架上设有调节凹槽，两个调节凹槽分别沿其对应的调节件所在的连线方向延伸，两个调节件分别穿过壳体与调节凹槽抵接；镜片支架上对应固定件设置有固定孔，固定件穿过壳体固定于固定孔内。本实用新型的反射镜片空间位置调整机构，调节时可单自由度调节，不会发生联动；避免了镜片绕Z轴，光传输效率高。

Description

反射镜片空间位置调整机构及光学仪器

技术领域

本实用新型涉及光学设备技术领域，特别是涉及一种反射镜片空间位置调整机构及光学仪器。

背景技术

反射镜是投影仪等光学仪器的重要组成部分，用来反射光线以改变光线的方向。实际应用中，由于存在加工误差和装配误差，光学仪器中的反射镜倾角可能和想要预设的倾角不同，导致经由反射镜反射出去的光线路径与实际需要的反射路径存在偏差。因此在使用时，需要通过调节部件对反射镜进行角度调节，以达到实际需要的角度。

现有技术中的反射镜调节结构中，在前后方向或左右方向上旋转调节时，需要调节两个上下对称或左右对称的螺钉，每次至少旋转两个螺钉，调节方式较为复杂，且调节过程中无法单自由度调节，调整后在使用过程中可能存在位置变异影响光学效果。

实用新型内容

基于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够单自由度调节、操作简便的反射镜片空间位置调整机构及光学仪器。

一种反射镜片空间位置调整机构，包括壳体、用于承载镜片的镜片支架；所述壳体上设置基准定位件和两个调节件，两个调节件与基准定位件之间的连线分别为相互垂直的水平连线和竖直连线，两个调节件与基准定位件之间的连线上还分别设置有一个固定件；

所述镜片支架上对应所述基准定位件设置有原始定位槽，所述基准定位件穿过所述壳体与所述原始定位槽抵接；

所述镜片支架上对应两个调节件分别设置有调节凹槽，两个调节凹槽分别沿其对应的调节件所在的连线方向延伸，两个调节件分别穿过所述壳体与调节凹槽抵接；

所述镜片支架上对应所述固定件设置有固定孔，所述固定件穿过所述壳体固定于所述固定孔内。

在其中一个实施例中，所述固定件包括轴肩螺钉和套设于轴肩螺钉的轴肩部的弹簧，所述轴肩螺钉的底部固定于所述固定孔内。

在其中一个实施例中，所述镜片支架上设置有凸台，所述固定孔开设于所述凸台上，所述轴肩螺钉的轴肩部抵接于所述凸台上。

在其中一个实施例中，所述基准定位件的底端为球形或半球形，所述原始定位槽为球形凹槽。

在其中一个实施例中，所述调节件为调节螺钉，所述调节件的底端为球形或半球形，所述调节凹槽的截面为半球形。

在其中一个实施例中，所述基准定位件抵接于所述镜片支架的中心位置。

在其中一个实施例中，所述壳体上还设置有支撑板，所述基准定位件、调节件、固定件穿过所述壳体和支撑板与所述镜片支架抵接。

在其中一个实施例中，所述支撑板为L型。

一种光学仪器，包括上述的反射镜片空间位置调整机构。

上述反射镜片空间位置调整机构，调节时可单自由度调节，不会发生联动。可根据实际光斑形状（位置）与理论光斑形状（位置）之间的差异，先行判断需要进行的调节方向，然后单次进行一个自由度调节，第一个自由度调节完成后进行第二个自由度调节时不影响已经调好的第一自由度位置。整个调节过程中，在X Y方向调节凹槽的限制下可防止镜片支架产生绕z轴的旋转，镜片支架无绕Z轴的旋转发生，可最大程度保证光斑形状与镜片形状的匹配，避免了镜片绕Z轴旋转后光斑形状与镜片形状发生偏转，导致的光斑跑出镜片有效区域，造成光传输效率降低 。同时，每次调节一个自由度时，仅需调节一个调节件，操作简便。

附图说明

图1为本实用新型反射镜片空间位置调整机构的爆炸图；

图2为本实用新型反射镜片空间位置调整机构的截面图；

图3为本实用新型反射镜片空间位置调整机构的可量化调节的原理图；

附图标记说明：

壳体100；

镜片支架200；原始定位槽210；调节凹槽220；凸台230；固定孔240；

基准定位件300；

调节件400；球形端部410；

固定件500；轴肩螺钉510；弹簧520；

支撑板600。

具体实施方式

以下将结合说明书附图对本实用新型的具体实施方案进行详细阐述，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1-图3，本实用新型的一个实施例中的反射镜片空间位置调整机构，包括壳体100、用于承载镜片的镜片支架200，镜片支架200设置于壳体100内侧。壳体100一般是光学设备中光源部分的壳体100。调节时通过调节镜片支架200的角度来实现反射镜角度的调节。

壳体100上设置有一个基准定位件300和两个调节件400，两个调节件400与基准定位件300之间的连线分别为相互垂直的水平连线和竖直连线，即水平连线的方向为X方向，竖直连线的方向为Y方向。两个调节件400与基准定位件300之间的连线上还分别设置有一个固定件500，即两个调节件400、基准定位件300以及固定件500安装后连接起来呈L型。基准定位件300、调节件400、固定件500穿过壳体100上的通孔分别与镜片支架200相抵接。

镜片支架200上对应基准定位件300设置有原始定位槽210，基准定位件300穿过壳体100与原始定位槽210抵接。

镜片支架200上对应两个调节件400分别设置有调节凹槽220，两个调节凹槽220分别沿其对应的调节件400所在的连线方向延伸，即两个调节凹槽220分别沿X方向和Y方向延伸。两个调节件400分别穿过壳体100与调节凹槽220抵接。调节件400在调节过程中其调节件400的底端能够沿调节凹槽220滑动。

镜片支架200上对应固定件500设置有固定孔240，固定件500穿过壳体100，其底端固定于固定孔240内。上述调节件400、固定件500以及基准定位件300均可以为螺钉、螺杆等器件，在此不作限制。

上述反射镜片空间位置调整机构，使用过程中需要调节反射镜角度时，根据具体需要旋转其中一个调节件400，调节件400的底部与镜片支架200接触并产生作用力，以改变镜片支架200的角度，从而改变反射镜的角度。调整机构可以实现单自由度调节：调节中镜片靠近基准定位件300的一角始终保持在设计位；且调节时每次只调节一处调整件，另一处调整件保持静止，可实现单一变量调节，避免了调节过程中多自由度的相互干扰 。

具体地，调节Y方向上的调节件400时，镜片以基准定位件300端部与壳体100的结合处为基准点，绕此基准点与X方向上的调节件400形成的X轴旋转。调节X方向上的调节件400时，镜片以基准定位件300端部与壳体100的结合处为基准点，绕此基准点与Y方向上的调节件400形成的Y轴旋转。绕X轴旋转和绕Y轴旋转两个自由度组合调整可涵盖镜片的所有空间位置。

上述的反射镜片空间位置调整机构，镜片支架200的调节凹槽220呈正X、Y方向，可较容易判断需要进行的调节方向，且每次调节过程中只是在上一次的镜片位置进行单一自由度调节（绕X轴旋转或绕Y轴旋转），不会发生联动，不会将已经调整好的自由度破坏掉。在已知光斑形状（位置）与调节方向之间的对应关系时，效果更为明显。整个调节过程中，在XY方向调节凹槽220的限制下可防止镜片支架200产生绕Z轴的旋转，镜片支架200无绕Z轴的旋转发生，可最大程度保证光斑形状与镜片形状的匹配，避免了镜片绕Z轴旋转后光斑形状与镜片形状发生偏转，导致的光斑跑出镜片有效区域，造成光传输效率降低 。同时，每次调节一个自由度时，仅需调节一个调节件，操作简便。

具体地，固定件500包括轴肩螺钉510和套设于轴肩螺钉510的轴肩部的弹簧520，轴肩螺钉510的底端具有螺纹，镜片之间的固定孔240内设置内螺纹，轴肩螺钉510的底端与固定孔240通过螺纹产生摩擦力固定。弹簧520的底部抵接在壳体100的外壁上，可以利用弹簧520的反作用力防止调节件400晃动，在调节件400调节完成后，还可以起到一定的限位作用。并且在调节过程中可以支持镜片支架200的位移，更好地保证镜片支架200的受力为点受力或线受力。

为了调节前准确快速找到镜片理论设计位，在镜片支架200上设置有凸台230，固定孔240开设于凸台230上，轴肩螺钉510的轴肩部抵接于凸台230上。 预组装时镜片支架200的两处凸台230与两个轴肩螺钉510配合，轴肩螺钉510插入到凸台230上定位孔中的深度一定，可以精确定位，同时支架上的原始定位槽210与基准定位件300的底端配合，这样就可以使镜片支架200在调节之前就刚好处于其理论设计位上。镜片支架200的6个自由度都被限制住，能够快速找到最佳理论位置，避免了预组装时镜片支架200偏离理论设计位较大，调节时是基于镜片理论位置进行的微调，微调时可以实现量化调节，减小了工作量，提高了调节效率更高。

在镜片支架200上设置凸台230，能够快速定位，调节时基于镜片设计位，调节完成后实际位置最接近镜片设计位，最大程度保证了光传播路径和光斑形状，进而提高了光传输效率。在微调时，根据调节机构几何关系可以快速判断调节件需要的进给量是多少，在已知光斑形状（位置）与镜片偏转之间的关系时，可以一步到位地进行调节，高效准确，避免多次反复尝试。

具体地，参照图3，可量化调节原理如下：

A=R*sin(a)

B=R*sin(b)

其中：A为反射镜调节至a角度时调节件400的进给量；B为反射镜调节至b角度时调节件400的进给量；R为调节件400与基准定位件300之间的距离R。

相邻两次调节位置：

B-A=R*sin(b)-R*sin(a)=R[sin(b)-sin(a)]

当反射镜相邻两次调节位置转动的角度很小时，

即（b-a）很小时，有近似关系（b-a）=sin(b)-sin(a)；

从而有

B-A=R*sin(b)-R*sin(a)=R[sin(b)-sin(a)]=R(b-a)；

设所有调节件400的螺距为p，

可根据调节件400与基准定位件300之间的距离R，换算得到每次调节调节件400一周时，反射镜的角度变化为p/R。

这样在微调反射镜时就可以实现量化调节。

优选地，基准定位件300的底端为球形端部410，原始定位槽210为球形凹槽，以保证调节顺畅不卡顿。调节件400优选为螺钉，调节件400的底端为球形端部410，调节凹槽220的截面为半球形，以保证调节顺畅不卡顿。

在本实施例中，基准定位件300抵接于镜片支架200的中心位置，可以减小调节件400的调节行程。在其他实施例中也可设置在镜片支架200的边角位置。

壳体100上还设置有支撑板600，支撑板600优选为L型。基准定位件300、调节件400、固定件500穿过壳体100和支撑板600与镜片支架200抵接。支撑板600具有一定厚度，起到垫片的作用，使得上述基准定位件300、固定件500、调节件400更好地固定，避免固定件500松动。在其他实施例中，支撑板600的形状不作限制，可以是方形、长条形等。

本实用新型还包括一种光学仪器，光学仪器包括反射镜和上述的反射镜片空间位置调整机构，反射镜固定于镜片支架200上。可选地，光学仪器可以是投影仪、显示器等，在此不作限制。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，包括壳体、用于承载镜片的镜片支架；所述壳体上设置基准定位件和两个调节件，两个调节件与基准定位件之间的连线分别为相互垂直的水平连线和竖直连线，两个调节件与基准定位件之间的连线上还分别设置有一个固定件；

所述镜片支架上对应所述基准定位件设置有原始定位槽，所述基准定位件穿过所述壳体与所述原始定位槽抵接；

所述镜片支架上对应两个调节件分别设置有调节凹槽，两个调节凹槽分别沿其对应的调节件所在的连线方向延伸，两个调节件分别穿过所述壳体与调节凹槽抵接；

所述镜片支架上对应所述固定件设置有固定孔，所述固定件穿过所述壳体固定于所述固定孔内。

2.根据权利要求1所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述固定件包括轴肩螺钉和套设于轴肩螺钉的轴肩部的弹簧，所述轴肩螺钉的底部固定于所述固定孔内。

3.根据权利要求2所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述镜片支架上设置有凸台，所述固定孔开设于所述凸台上，所述轴肩螺钉的轴肩部抵接于所述凸台上。

4.根据权利要求1所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述基准定位件的底端为球形或半球形，所述原始定位槽为球形凹槽。

5.根据权利要求1所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述调节件为调节螺钉，所述调节件的底端为球形或半球形，所述调节凹槽的截面为半球形。

6.根据权利要求1所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述基准定位件抵接于所述镜片支架的中心位置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述壳体上还设置有支撑板，所述基准定位件、调节件、固定件穿过所述壳体和支撑板与所述镜片支架抵接。

8.根据权利要求7所述的反射镜片空间位置调整机构，其特征在于，所述支撑板为L型。

9.一种光学仪器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的反射镜片空间位置调整机构。

Images