一种匀光装置和激光投影设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型的实施例提供一种匀光装置和激光投影设备，涉及激光技术领域，用于避免匀光装置受外力挤压时损坏。该匀光装置包括：保护壳体和光棒；保护壳体形成两端具有开口的容置腔，光棒位于容置腔内且容置腔的两端开口分别露出光棒的入射端和出射端；保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片的第一端固定于保护壳体上，弹性片的第二端向容置腔内部延伸且抵靠在光棒上。本实用新型实施例用于激光投影设备的制造。
【专利说明】
一种匀光装置和激光投影设备
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种匀光装置和激光投影设备。
【背景技术】
[0002]激光作为一种优良的相干光，具有单色性好，方向性强，光通量高等优点，目前已被工业、医疗、科研、信息、军事等多个领域广泛应用，在显示领域，激光作为光源应用也越来越普遍。
[0003]由于激光为高能光束，在光路传输中通常经过光束整形形成小光斑，从而能量密度更大，但如果光斑能量密度不均，一方面有可能在光学镜片的局部冲击过大形成灼伤，同时，在进入光机照明系统并投影后造成图像亮度的不均匀性。因此，期望对于激光光束的利用是匀化的光束。在激光应用中匀光部件是非常重要的元件器之一，例如光棒，扩散片或复眼透镜等。其中，光棒较为常用，通常位于光源三基色输出端，以及光机照明系统的入口端。光棒能够对进入光棒内部的光线进行多次反射，从而对光束进行匀化，同时根据光学扩展量不变原理，通过对光棒入射端面积和出射端面积的调节还能够对光线的发散角度进行改变。光棒在安装固定以及调节的过程中均需要与其他结构相接触，且产生相互作用力，然而，光棒通常由玻璃材质制作形成，易破碎，所以需要对光棒进行保护，防止光棒破碎。现有的一种保护结构如图1所示，包括一个钣金工艺形成的非密封壳体10，该壳体的侧面上预留有一个缝隙11，预留该缝隙是因为钣金件的加工公差较大，防止光棒无法放入壳体内部。但是，由于这种保护结构形成的壳体侧面留有缝隙，所以在对光棒施加作用力，尤其是对光棒的位置进行调节时，缝隙两边的侧壁会因为受力不均匀，产生形变的程度不同，进而发生错位。而发生错位的侧壁会挤压光棒，进而造成光棒破碎。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种匀光装置和激光投影设备，用于避免匀光装置受外力挤压时损坏。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006]第一方面，提供一种匀光装置，包括:保护壳体和光棒；
[0007]所述保护壳体形成两端具有开口的容置腔，所述光棒位于所述容置腔内且所述容置腔的两端开口分别露出所述光棒的入射端和出射端;所述保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，所述弹性片的第一端固定于所述保护壳体上，所述弹性片的第二端向所述容置腔内部延伸且抵靠在所述光棒上。
[0008]第二方面，提供一种激光投影设备，包括第一方面所述的匀光装置。
[0009]本实用新型实施例提供的匀光装置包括:保护壳体和光棒;其中，保护壳体形成两端具有开口的容置腔，光棒位于所述容置腔内且容置腔的两端开口分别露出所述光棒的入射端和出射端，并且保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片的第一端固定于所述保护壳体上，弹性片的第二端向容置腔内部延伸且抵靠在所述光棒上，因为保护壳体形成容置腔的两端开口分别露出光棒的入射端和出射端，所以可以避免光棒的入射端和出射端被遮挡，且因为保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片一端固定，另一端抵靠在光棒上，所以可以通过弹性片可以实现对光棒的固定，所以上述匀光装置首先能够正常工作，又因为光棒位于保护壳体内部，所以在匀光装置受到外力加压时，可以使外力先作用在保护壳体上，避免容易破碎的光棒损坏，所以本实用新型实施可以避免匀光装置受外力挤压时损坏。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为现有技术中保护结构的示意性结构图；
[0012]图2为本实用新型实施例提供的匀光装置的示意性结构图；
[0013]图3为本实用新型实施例提供的保护壳体的示意性机构图之一；
[0014]图4为本实用新型实施例提供的保护壳体的示意性机构图之二；
[0015]图5为本实用新型实施例提供的保护壳体的示意性机构图之三；
[0016]图6为本实用新型实施例提供的保护壳体与光棒的侧视图；
[0017]图7为本实用新型实施例提供的另一种保护壳体与光棒侧视图；
[0018]图8为本实用新型实施例提供的再一种保护壳体与光棒侧视图；
[0019]图9为本实用新型实施例提供的另一种匀光装置的示意性结构图；
[0020]图10为本实用新型实施例提供的激光投影设备的示意性结构图。
[0021]附图标记:
[0022]保护壳体-21;光棒-22;保护壳体的弹性片-211;
[0023]调节结构23;连接处-30；开窗-212;凸起结构-213;螺纹孔-231 ；
[0024]调节螺钉-232;调节结构的弹性片233;
[0025]保护壳体的第一端开口的开口端面-61;
[0026]保护壳体的第二端开口的开口端面-62;光棒的入射端-221；
[0027]光棒的出射端-222;激光光源-91;光机_92;镜头_93;
[0028]投影片屏幕-94;激光器-911;荧光轮-912;滤色轮-913;
[0029]匀光装置-921;光路器件-922; DMD芯片-923。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0031]需要说明的是，本申请中的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0032]实施例一、
[0033]本实用新型的实施例提供一种匀光装置，参照图2所示，该匀光装置包括:保护壳体21和光棒22。
[0034]其中，保护壳体21形成两端具有开口的容置腔，光棒22位于容置腔内且所述容置腔的两端开口分别露出所述光棒22的入射端和出射端;保护壳体21的至少一个面上设置有弹性片211，弹性片211的第一端固定于保护壳体21上，弹性片211的第二端向所述容置腔内部延伸且抵靠在光棒22上。
[0035]需要说明的是，本实用新型实施例中的保护壳体21可以为一体成型的金属保护壳体。例如:将铜、铝、合金等金属材料通过浇铸工艺形成上述保护壳体。此外，本实用新型实施例中的保护壳体21也可以为一体成型的非金属保护壳体，例如:将塑料、陶瓷、橡胶、树脂等非金属材料通过注塑工艺形成上述保护壳体。进一步的，上述保护壳体还可以通过一块板状材料制作形成。优选的，板状材料为金属板材，并通过钣金工艺制作形成本实用新型实施例中的保护壳体。其制作过程具体为:首先通过剪切工艺获得与保护壳体尺寸相适应的矩形板材，然后通过冲孔工艺在需要形成弹性片的位置去除多余板材，再对预留的要形成弹性片的板材进行冲压形成弹性片，最后将板材弯折形成本实用新型实施例中的保护壳体。相比于一体成型的保护壳体，通过一块板材制作形成本实用新型实施例中的保护壳体工艺流程简单，因此优选的本实用新型实施例中的保护壳体通过一块板状材料制作形成。
[0036]若保护壳体21通过一块或多块板状材料制作形成，则保护壳体上具有板状材料的连接处。具体的，参照图3所示，保护壳体21通过至少一块板状材料制作形成，板状材料在连接处30搭接且相互固定。
[0037]其中，图3中以保护壳体通过一块板状材料制作形成为例进行说明，因此保护壳体21上仅具有一个连接处30。而若保护壳体21通过两个以上板状材料拼接形成时，则保护壳体21上具有两以上的连接处30。上述板状材料在连接处30可以通过黏接、焊接、铆接等方式进行固定。优选的，通过点焊工艺进行固定。例如:通过点焊接在板材的两端边沿以及连接处的中间位置进行三次点焊。通过使连接处搭接且相互固定可以在保护壳体受到外力挤压时，将力沿搭接形成的接触面延伸缓冲，连接处两边的板材不易发生错位形变，所以可以进一步避免保护壳体内的光棒受外力加压损坏。
[0038]还需要说明的是，图2、3中以仅保护壳体21的顶面上设置有弹性片211为例进行说明，但本实用新型实施例并不限定于此。当本实用新型实施例提供的保护壳体21仅包括一个弹性片211时，该弹性片211可以位于顶面、底面、左侧面、右侧面中的任一个面。此外，本实用新型实施例也不限定弹性片211的数量，保护壳体21也可以包括其他数量的弹性片211，例如:包括四个弹性片211，该四个弹性片211可以分别位于保护壳体的顶面、底面、左侧面以及右侧面。显而易见，保护壳体21包括越多的弹性片211，则保护壳体21与光棒22的固定就越稳定，但制作工艺难度也会随着弹性片211的数量增多而增大，所以在实际使用中可以根据实际需要设置时和数量的弹性片211。
[0039]进一步的，上述实施例中的光棒可以为实心也可以为空心(图2中以光棒为空心为例进行说明)。当光棒为实心时，可以采用透明材质(例如:玻璃、光学塑料、透明无机陶瓷等)按照预设光棒的形态切割形成；而当光棒为空心时，可以通过反射材质(例如:反光片、反射镜等)切割形成光棒各个面的形状，然后通过切割形成的各个面围设形成光棒。本实用新型实施例中对光棒的具体结构不做限定。
[0040]本实用新型实施例提供的匀光装置包括:保护壳体和光棒;其中，保护壳体形成两端具有开口的容置腔，光棒位于所述容置腔内且容置腔的两端开口分别露出所述光棒的入射端和出射端，并且保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片的第一端固定于所述保护壳体上，弹性片的第二端向容置腔内部延伸且抵靠在所述光棒上，因为保护壳体形成容置腔的两端开口分别露出光棒的入射端和出射端，所以可以避免光棒的入射端和出射端被遮挡，且因为保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片一端固定，另一端抵靠在光棒上，所以可以通过弹性片可以实现对光棒的固定，所以上述匀光装置首先能够正常工作，又因为光棒位于保护壳体内部，所以在匀光装置受到外力加压时，可以使外力先作用在保护壳体上，避免容易破碎的光棒损坏，所以本实用新型实施可以避免匀光装置受外力挤压时损坏。
[0041]实施例二、
[0042]在本实用新型实施例一的基础上，本实用新型实施例还进一步地提供另一种匀光装置。其与本实用新型实施一提供的匀光装置的不同之处在于，保护壳体21与光棒22黏接。
[0043]由于需要将光棒22放入保护壳体21形成的容置腔，所以通常保护壳体21形成容置空间的体积要大于光棒22的体积，虽然通过弹性片211可以进行固定，但光棒22还可以在保护壳体21形成的容置腔内晃动，影响匀光装置对光线的利用率，因此，还可以进一步将保护壳体21与光棒22进行黏接，使得光棒的固定更为可靠。
[0044]进一步的，参照图4所示，保护壳体21的至少一个面上设置有开窗212，开窗212用于向光棒22侧面与保护壳体21内壁之间注入光敏胶以及对光敏胶进行固化。
[0045]本实用新型实施例中不限定开窗的具体位置以及开窗的数量，以能够注入光敏胶以及对光敏胶进行固化为准。
[0046]注入光敏胶的过程具体为:首先通过开窗212向光棒22侧面与保护壳体21内壁之间注入光敏胶，使光敏胶填充光棒21的侧面与保护壳体的内壁之间的缝隙，然后在开窗212、保护壳体21的两端开口等位置通过光照对光敏胶进行固化。
[0047]通过在保护壳体21的上设置开窗212可降低黏接保护壳体21与光棒22时的工艺难度，且可以避免光敏胶污染光棒22的入射端和出射端。
[0048]实施例三、
[0049]在本实用新型实施例一的基础上，本实用新型实施例还进一步地提供另一种匀光装置。具体的，参照图5所示，保护壳体21的外表面上设置有至少一个凸起结构213，凸起结构213用于在安装匀光装置时对匀光装置进行定位。
[0050]匀光装置作为光学部件其在光路中的位置已经预设好，因此，将光棒安放入保护壳体形成匀光装置后还需要将匀光装置放入光路中的预设位置，通过设置凸起结构213可以在匀光装置安装过程中根据凸起结构的位置对匀光装置进行定位，从而准确的将匀光装置安放在光路中的预设位置。
[0051]还需要说明的是，图5中以凸起结构213设置于保护壳体底部外表面为例进行说明，但并不能作为本实用新型实施例的限制，本实用新型实施例中也可以将凸起结构213设置于保护壳体的其他位置。此外，本实用新型实施例中的保护壳体上还可设置多个凸起结构，例如:2个。通过设置多个凸起结构还可以进一步使匀光装置在安装过程中的定位更加准确。
[0052]实施例四、
[0053]在上述任一实施例的基础上，本实用新型实施例还进一步的提供了另一种匀光装置。具体的，参照图6所示，保护壳体21两端的开口端面(61、62)之间的距离小于光棒22的入射端221和出射端222之间的距离。
[0054]在匀光装置的安装过程中，匀光装置的定位是以支撑座体上的某一部件作为参考的，因此需要匀光装置贴合该部件才能保证匀光装置的光棒位置精确。然而实际使用中保护壳体一般为钣金加工件，且钣金加工件的加工公差通常大于光学器件(光棒)的加工公差，若按照相同的尺寸制作保护壳体和光棒，则可能会使保护壳体两端的开口之间的距离大于光棒的入射端和出射端之间的距离，进而在对匀光装置进行安装固定时，保护壳体影响匀光装置的定位，进而影响光棒的定位。因此优选的，使保护壳体两端的开口之间的距离小于光棒的入射端和出射端之间的距离，从而避免上述影响光棒的定位问题的发生。
[0055]具体的，参照图7所示，保护壳体21的第一端开口的开口端面61与光棒22的入射端221对齐，保护壳体21的第二端开口的开口端面62位于光棒22的入射端221所在的面和出射端222所在的面之间。或者，如图8所示，保护壳体21的第一端开口的开口端面61与光棒22的出射端222对齐，保护壳体21的第二端开口的开口端面62位于光棒22的入射端221所在的面和出射端222所在的面之间。
[0056]实施例五、
[0057]在上述任一实施例的基础上，本实用新型实施例还进一步的提供了另一种匀光装置。具体的，参照图9所示，匀光装置还包括:调节结构23;
[0058]调节结构23形成两端具有开口的容置腔，保护壳体21位于容置腔内，且容置腔的两端开口分别与保护壳体21形成的容置腔的两端开口相对，调节结构23的至少一个面上设置有螺纹孔231以及和螺纹孔231相适应的调节螺钉232，调节螺钉232用于穿过螺纹孔232挤压保护壳体21，调节结构23与螺纹孔231所在的面相对的面上设置有弹性片233，弹性片233的第一端固定于调节结构23上，弹性片233的第二端抵靠在保护壳体21上。
[0059]其调节方法为:当需要将光棒22向下调节时，可以通过顺时针旋转位于调节结构顶部的调节螺钉232，使调节螺钉232向容置腔内推进，进而挤压保护壳体21，保护壳体22挤压位于调节结构23低部的弹性片233，弹性片233发生形变，保护壳体21带动内部光棒22向下移动；当需要将光棒22向上调节时，可以通过逆时针旋转位于调节结构顶部的调节螺钉232，使调节螺钉232伸入容置腔部分的长度减小，保护壳体21在位于调节结构23低部的弹性片233的向上的弹力的作用下向上移动，从而带动光棒22向上移动。同理，当需要将光棒22向左调节时，可以通过顺时针旋转位于调节结构23右侧的调节螺钉232，当需要将光棒22向右调节时，可以通过逆时针旋转位于调节结构23右侧的调节螺钉232。
[0060]由上述调节过程可知:调节过程中调节螺钉232以及调节结构的弹性片233产生的作用力均是作用在保护壳体21上，并通过保护壳体21带动光棒22进行移动，所以保护壳体可以避免外力直接作用在光棒22上，因此通过上述调节结构可以对匀光装置进行调节，且通过保护壳体可以避免光棒在调节过程中受外力破损。[0061 ]实施例六、
[0062]本实用新型再一实施例提供一种激光投影设备，该激光投影设备包括上述任一实施例提供的匀光装置。示例性的，该激光投影设备可以为激光电视、投影仪等。
[0063]具体的，参照图10所示，激光投影设备包括:激光光源91、光机92、镜头93以及投影片屏幕94。其中，激光光源91包括:激光器911、荧光轮912以及滤色轮913等部件，激光器911可以为单色激光器，也可以为双色激光器，荧光轮912上设置有至少一种荧光粉，且激光器911发出的激光能够与荧光轮产生的激发光混合形成白光。滤色轮913用于对混合光进行过滤，提高荧光纯度。光机92包括:匀光装置921、光路器件922以及数字微镜(英文全称:Digital Micro mirror Device，简称:DMD)芯片923等部件。其中，勾光装置为上述任一实施例提供的匀光装置。滤色轮时序输出的光束进入匀光装置921进行匀化和/或改变发散角度，使光束符合DMD的对光束能量分布和入射角度的要求，再通光路器件922将光传导至DMD芯片，DMD芯片接收三基色光，并且在电流的驱动下在一定范围内进行旋转，调节进入镜头93的光量，从而使镜头上呈现出不同的色彩。镜头93接收经过DMD调制的后的光线，并经过多个光学镜片的折射、反射等处理最终透射到投影屏幕94上形成投影图像。
[0064]本实用新型实施例提供的激光投影设备的匀光装置包括:保护壳体和光棒;其中，保护壳体形成两端具有开口的容置腔，光棒位于容置腔内且容置腔的两端开口分别露出光棒的入射端和出射端，并且保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片的第一端固定于保护壳体上，弹性片的第二端向容置腔内部延伸且抵靠在光棒上，因为保护壳体形成容置腔的两端开口分别露出光棒的入射端和出射端，所以可以避免光棒的入射端和出射端被遮挡，且因为保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，弹性片一端固定，另一端抵靠在光棒上，所以可以通过弹性片可以实现对光棒的固定，所以上述匀光装置首先能够正常工作，又因为光棒位于保护壳体内部，所以在匀光装置受到外力加压时，可以使外力先作用在保护壳体上，避免容易破碎的光棒损坏，所以本实用新型实施可以避免匀光装置受外力挤压时损坏。
[0065]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种匀光装置，其特征在于，包括:保护壳体和光棒； 所述保护壳体形成两端具有开口的容置腔，所述光棒位于所述容置腔内且所述容置腔的两端开口分别露出所述光棒的入射端和出射端;所述保护壳体的至少一个面上设置有弹性片，所述弹性片的第一端固定于所述保护壳体上，所述弹性片的第二端向所述容置腔内部延伸且抵靠在所述光棒上。2.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体通过至少一块板状材料制作形成，所述板状材料在连接处搭接且固定。3.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体与光棒黏接。4.根据权利要求3所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体的至少一个面上设置有开窗，所述开窗用于向所述光棒侧面与所述保护壳体内壁之间注入光敏胶以及对所述光敏胶进行固化。5.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体的外表面上设置有至少一个凸起结构，所述凸起结构用于在安装所述匀光装置时对所述匀光装置进行定位。6.根据权利要求1所述的匀光装置，其特征在于，所述匀光装置还包括:调节结构； 所述调节结构形成两端具有开口的容置腔，所述保护壳体位于所述容置腔内，且所述容置腔的两端开口分别与所述保护壳体形成的容置腔的两端开口相对，所述调节结构的至少一个面上设置有螺纹孔以及和所述螺纹孔相适应的调节螺钉，所述调节螺钉用于穿过所述螺纹孔挤压所述保护壳体，所述调节结构与所述螺纹孔所在的面相对的面上设置有弹性片，所述弹性片的第一端固定于所述调节结构上，所述弹性片的第二端抵靠在所述保护壳体上。7.根据权利要求1-6任一项所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体两端的开口之间的距离小于所述光棒的入射端和出射端之间的距离。8.根据权利要求7所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体的第一端开口的开口端面与所述光棒的入射端对齐，所述保护壳体的第二端开口的开口端面位于所述光棒的入射端所在的面和出射端所在的面之间。9.根据权利要求7所述的匀光装置，其特征在于，所述保护壳体的第一端开口的开口端面与所述光棒的出射端对齐，所述保护壳体的第二端开口的开口端面位于所述光棒的入射端所在的面和出射端所在的面之间。10.一种激光投影设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的匀光装置。
【文档编号】G03B21/20GK205427332SQ201620218578
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】曹秀燕, 逄相来, 鲁文生
【申请人】海信集团有限公司