一种积分棒夹持装置的制作方法

1.本技术涉及光学技术领域，尤其涉及一种积分棒夹持装置。


背景技术：

2.目前，投影机的应用主要在家庭或商用投影、三维扫描、光固化打印等方面。投影机的光路照明结构是光机的核心结构，一些投影机需要用积分棒来均匀光束，它是把led光源或激光光源等其他光源发出的光束进行积分处理，使之出来的光束为积分棒的截面形状，然后再投射到其他的镜片上。投影仪使用的积分棒截面通常为矩型，对于较长的积分棒来说，固定方式显得特别重要。
3.装配照明光路结构时，有一些积分棒的安装方式不恰当，会导致积分棒4个侧表面出现破损，特别是棱角，进而导致装配效率低，成像质量等光学指标下降。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供了一种积分棒夹持装置，解决了积分棒的固定安装问题，积分棒不易损坏。
5.第一方面，本技术提供一种积分棒夹持装置，包括：安装基准板、固定座组和安装筒，其中，安装基准板用于提供安装基准；固定座组至少包括两相对设置的固定座，其底部固定于所述安装基准板的上板面；安装筒内设置有用于穿设积分棒的安装腔，所述安装腔内设置若干夹持部，通过所述若干夹持部将所述积分棒固定设置于所述安装筒内，所述安装筒与所述至少两相对设置的固定座固定连接。
6.本技术实施例中的积分棒夹持装置，较好的解决了积分棒的固定安装问题，同时安装筒可以起到对积分棒的保护作用，使之不易损坏。
7.在另一个可能的实现中，所述夹持部为分体结构，包括上压紧件和下压紧件；其中，所述上压紧件和下压紧件压合所述积分棒后，所述上压紧件的下壁面与所述下压紧件的上壁面之间具有间隙，所述安装筒上对应所述上压紧件和下压紧件的筒壁上设置螺纹孔，通过螺丝锁紧使所述上压紧件和下压紧件固定夹持所述积分棒的外壁面。
8.本技术实施例中的积分棒夹持装置，通过将夹持部设置为分体结构，实现了积分棒较容易安装；上压紧件和下压紧件压合积分棒后，上压紧件的下壁面与下压紧件的上壁面之间具有间隙，能够保证压紧件的壁面与积分棒的接触表面的有足够的接触面积，增大摩擦力，减少接触的应力。
9.在另一个可能的实现中，所述螺丝为平端螺丝，所述上压紧件和下压紧件的外壁面对应所述螺纹孔的位置上设置凹槽，所述螺丝穿过所述螺纹孔锁紧后所述螺丝的端头与所述凹槽的槽壁抵接。
10.凹槽的设置，一方面起到对平端螺丝的端头的导向定位，另一方面，防止压紧件轴向窜动以及周向转动，进而防止积分棒的轴向窜动以及周向转动，实现对积分棒的有效固定。
11.在另一个可能的实现中，所述积分棒为长方体结构，所述上压紧件的下壁面为平面结构，所述下压紧件的上壁面设置容置槽，所述容置槽的内壁面对应所述积分棒的棱角位置设置避让缺口，如此可防止安装过程中积分棒的棱角损坏。
12.在另一个可能的实现中，所述安装腔内还设置若干间隔设置的导向套，所述导向套的外壁面与所述安装腔的内壁面紧密贴合，内壁面与所述积分棒的外壁面紧密贴合；所述导向套的内壁面对应所述积分棒的棱角位置设置避让缺口，导向套的设置起到对积分棒的支撑和限位的作用，导向套的内壁面对应棱角位置设置避让缺口，有效防止积分棒的棱角在装配过程的损坏。
13.在另一个可能的实现中，所述安装筒的两端分别设置转接件和光源接口件，所述安装筒分别通过所述转接件和所述光源接口件与所述至少两相对设置的固定座固定连接；所述积分棒夹持装置还包括：调节圈，所述调节圈设置于所述安装筒靠近所述光源接口件的端部和所述光源接口件之间，所述光源接口件与所述安装筒安装到位后，所述调节圈相对的两个端面分别与所述安装筒的端面和所述光源接口件的端面抵接，光源接头与所述光源接口件安装到位后，所述光源接头的出光面与所述积分棒之间具有间隙。
14.本技术实施例中的积分棒夹持装置的调节圈的设置，防止后安装筒与光源接口件安装过量，导致光源接头在安装的时候，其射出光面与积分棒有接触。
15.在另一个可能的实现中，所述转接件和所述光源接口件的外壁面轮廓均为圆形，所述固定座的内壁面为与所述转接件和所述光源接口件的外壁面适配的圆弧面；所述固定座为分体结构，包括上固定座和下固定座，所述上固定座和下固定座上分别设置连接耳，所述连接耳上设置连接孔，所述上固定座和下固定座压合所述转接件或所述光源接口件的外壁面后，所述上固定座的连接耳和所述下固定座的连接耳具有间隙，通过所述紧固件穿过所述连接耳上的连接孔紧固连接所述上固定座和下固定座。如此，方便对积分棒的角度进行调节。
16.在另一个可能的实现中，所述下固定座的底部设置向一侧延伸的连接板，所述连接板上设置若干腰型孔，紧固件通过所述腰型孔将所述下固定座固定连接于所述安装基准板上。其中腰型孔的设置，有利于加工和安装误差的调节。
17.在另一个可能的实现中，所述安装筒的外壁上套设有水冷套，所述安装筒的外壁面上设置沿其长度方向延伸的花键槽和若干沿其周向延伸的冷却环槽；其中，所述水冷套相对两端的一端的上壁面设置出液口，另一端的下壁面设置进液口。
18.本技术实施例中的积分棒夹持装置的水冷套的设置，满足在大功率光源下的积分棒的冷却降温，另外，进液口设置于水冷套的下壁面，出液口设置于水冷套的上壁面，有利于冷却液体可充满安装筒的外壁面有效实现冷却降温。
19.在另一个可能的实现中，所述安装筒包括第一安装筒和第二安装筒，所述第一安装筒与第二安装筒螺接，若干所述冷却环槽中的一个冷却环槽设置于所述第一安装筒和第二安装筒的连接位置处；所述水冷套的相对两端与所述安装筒的外壁面之间，所述第一安装筒与所述第二安装筒的连接位置处均设置密封圈。密封圈的设置实现安装筒与水冷套之间的密封连接，防止水冷液流出。
附图说明
20.下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
21.图1为本技术实施例提供的一种积分棒夹持装置的结构示意图；
22.图2为图1中夹持部41的结构示意图；
23.图3为图1中夹持部41的侧视图；
24.图4为本技术实施例提供的一种积分棒夹持装置中固定座的结构示意图；
25.图5为本技术实施例提供的一种积分棒夹持装置中安装筒的外壁面的视图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
27.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体的连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.图1为本技术实施例提供的一种积分棒夹持装置的结构示意图。为了便于理解，图1中将积分棒100和光源接头70示出，需要解释的是，积分棒100和光源接头70并不属于积分棒夹持装置中的结构。
30.如图1所示，积分棒夹持装置至少包括：安装基准板10、固定座组和安装筒(由图中第一安装筒31和第二安装筒32组成)；其中，安装基准板10用于提供安装基准，是组成照明光路的一个零件；固定座组至少包括两相对设置的固定座(由图中上固定座22和下固定座21组成)，其底部固定于安装基准板10的上板面；安装筒两端具有开口，且内部设置有安装腔33，积分棒100设置于安装腔33内，安装腔33内设置若干夹持部41，通过若干(例如图1中的一个)夹持部41将积分棒100固定于安装筒内，安装筒与固定座固定连接，即通过固定座将安装筒固定安装于安装基准板上，进而实现积分棒的位置固定。
31.本技术实施例中的积分棒夹持装置，较好的解决了积分棒的固定安装问题，同时安装筒可以起到对积分棒的保护作用，使之不易损坏。
32.图2为夹持部41的结构示意图。如图2所示，夹持部41为分体结构，包括上压紧件412和下压紧件411；其中，夹持部41设计为上压紧件412和下压紧件411压合积分棒100后，上压紧件的下壁面4121与下压紧件的上壁面4111之间具有间隙，安装筒上对应上压紧件412和下压紧件411的筒壁上设置螺纹孔，通过螺丝51锁紧使上压紧件412和下压紧件411固定夹持积分棒100的外壁面(参见图1)。
33.如此，通过将夹持部设置为分体结构，方便积分棒的夹持安装，夹持部的上压紧件和下压紧件压合零件后具有间隙的设计，保证压紧件的内壁面与积分棒的接触表面的有足够的接触面积，增大摩擦力，减少接触的应力。
34.继续参见图2，上压紧件412的外壁面4120和下压紧件411的外壁面4110对应螺纹
孔的位置上设置凹槽410，螺丝穿过螺纹孔锁紧后螺丝的端头与凹槽410的槽壁抵接。
35.夹持部上凹槽的设置，一方面起到对螺丝的端头的导向定位，另一方面，防止压紧件轴向窜动以及周向转动，进而防止积分棒的轴向窜动以及周向转动，实现对积分棒的有效固定。
36.容易理解的是，上压紧件的外壁面和下压紧件的外壁面的含义为在上压紧件和下压紧件压合后裸露在外的壁面，例如图2中的4120和4110所指示的壁面。
37.在一个示例中，螺丝可以为平端螺丝，即端头为平面结构的螺丝，则上压紧件和下压紧件上的凹槽则设置为与平端螺丝的端头适配的圆形凹槽。螺丝选用平端螺丝一方面，避免螺丝因旋合过渡造成螺丝端头穿透夹持部外壁进而损伤到积分棒，影响积分棒的光学性能；另一方面，螺丝端头与圆形凹槽配合实现螺丝与上压紧件的外壁在圆周方向的线接触，连接更紧固牢靠，同时起到对上压紧件的限位的作用，防止安装筒在轴向上窜动和周向转动。
38.为了进一步保证夹持部41对积分棒的夹持力，可在安装筒上对应上压紧件412和下压紧件411的筒壁上间隔设置多个螺纹孔，例如两个螺纹孔，则上压紧件412上和下压紧件411的外壁面上对应两个螺纹孔设置两个凹槽410(参见图3)。
39.在一个示例中，积分棒100为长方体结构，上压紧件412的下壁面4121为平面结构，下压紧件411的上壁面4111设置容置槽4112，容置槽4112的内壁面对应积分棒100的棱角位置设置避让缺口41120，如此可防止在安装过程中积分棒的棱角与容置槽的内壁碰撞造成损坏。
40.容易理解的是，为了便于积分棒向安装筒内安装，夹持部可设置于靠近安装筒的端口位置。
41.回到图1，安装筒的安装腔33内还设置若干(例如图1中的两个)间隔设置的导向套42，导向套42的外壁面与安装腔33的内壁面紧密贴合，内壁面与积分棒100的外壁面紧密贴合；导向套42的内壁面对应积分棒100的棱角位置设置避让缺口。
42.示例性的，导向套内置与积分棒的截面形状相适配的通孔，例如，积分棒为长方体结构，则导向套内设置矩形通孔，矩形通孔的四个角上设置避让缺口，以避让积分棒的四个棱角，积分棒穿通过矩形通孔穿设于导向套内。
43.容易理解的，可视积分棒的长短来设置导向套的数量，若积分棒的长度较长(例如》100mm)，则导向套数量为多个(例如2个)，且间隔设置，其中一个设置于安装腔远离夹持部的一端，为了进一步固定积分棒，在安装筒对应该导向套的位置设置螺纹孔，通过紧固件紧固锁紧使导向套的内壁面与积分棒的外壁紧密贴合，进一步固定积分棒。若积分棒的长度较短(例如50mm)则导向套可仅设置一个，设置在远离夹持部的一端，在与夹持部的共同作用下支撑和限位积分棒。
44.本实施例中的积分棒夹持装置中导向套的设置起到对积分棒的支撑和限位的作用，保证积分棒的中轴线与光束的光轴同轴；同时，导向套的内壁面对应棱角位置设置避让缺口，进一步有效防止积分棒的棱角在装配过程的损坏。
45.在一个示例中，安装筒的两端分别设置转接件61和光源接口件62，安装筒分别通过转接件61和光源接口件62与至少两相对设置的固定座固定连接。
46.容易理解的是，转接件61用于安装筒与其他光学元件连接，光源接口件62用于安
装筒与光源接头连接，以实现积分棒将光源发出的光束进行积分处理形成均匀光束，再将积分棒积分处理后形成的均匀光束再投射到其他镜片上。
47.继续参见图1，积分棒夹持装置还包括：调节圈80；该调节圈80设置于安装筒靠近光源接口件62的端部和光源接口件62之间，光源接口件62与安装筒安装到位后，调节圈80相对的两个端面分别与安装筒的端面和光源接口件62的端面抵接，光源接头70与光源接口件62安装到位后，光源接头70的出光面与积分棒100之间具有间隙。
48.本技术实施例中的积分棒夹持装置的调节圈的设置，防止后安装筒与光源接口件安装过量，导致光源接头在安装的时候，其射出光面与积分棒有接触。
49.容易理解的是，转接件和安装筒、光源接口件和安装筒、光源接口件和光源接头可以根据实际情况采用合适的连接方式进行固定连接，包括但不限于插接、螺接等连接方式；同时转接件和安装筒、光源接口件和安装筒、光源接口件和光源接头，三者可采用相同的连接方式，也可采用不同的连接方式，本技术并不进行限定。
50.例如，转接件和安装筒之间采用螺接的连接方式，光源接口件和安装筒、光源接口件和光源接头之间均采用插接的连接方式；或者，转接件和安装筒、光源接口件和安装筒、光源接口件和光源接头均采用插接或螺接的连接方式。
51.当转接件和安装筒或光源接口件和安装筒或光源接口件和光源接头采用螺接的连接方式进行连接固定时，转接件和安装筒，或光源接口件和安装筒，或光源接口件和光源接头设置有导向配合面，一方面增加转接件和安装筒，或光源接口件和安装筒，或光源接口件和光源接头的装配效率，另一方面保证转接件和安装筒，或光源接口件和安装筒，或光源接口件和光源接头的轴向定位。
52.为了进一步保证光源转接件62和安装筒的安装稳定性，光源转接件与安装筒安装到位后，再通过紧固件与安装筒紧固连接，例如，图1中，紧固件为大直径的薄螺母53，光源转接件与安装筒的连接端设置外螺纹，通过薄螺母53与外螺纹旋合紧固光源转接件和安装筒，以使光源转接件与安装筒连接更加可靠。
53.在一个示例中，转接件61和光源接口件62的外壁面轮廓均为圆形；如图4所示，固定座的内壁面23为与转接件61和光源接口件62的外壁面适配的圆弧面；固定座为分体结构，包括上固定座22和下固定座21，上固定座22和下固定座21上分别设置连接耳24，连接耳24上设置连接孔240，上固定座22和下固定座21压合转接件61或光源接口件62的外壁面后，上固定座22的连接耳24和下固定座21的连接耳具有间隙，通过紧固件穿过连接耳24上的连接孔240紧固连接上固定座22和下固定座21，进而将转接件和光源接口件固定夹持与固定座，进而保证安装筒的位置固定，进而保证安装于安装筒内的积分棒的位置固定。
54.本技术实施例中的积分棒夹持装置将固定座的内壁面设置为与转接件和光源接口件的外壁面适配的圆弧面，方便对积分棒的角度进行调节。
55.继续参见图4，下固定座21的底部设置向一侧延伸的连接板210，连接板210上设置若干腰型孔2100，例如，图4中的相对在连接板210的相对两端各设置一个腰型孔2100；紧固件通过腰型孔2100将下固定座21固定连接于安装基准板10上。腰型孔的设置，有利于针对加工或安装误差的调节。
56.在另一个示例中，安装筒的外壁上套设有水冷套90，水冷套90相对两端的一端的上壁面设置出液口a，另一端的下壁面设置进液口b(参见图1)，在积分棒有大功率光束通过
时，可通过向进液口b充入冷却液，冷却液为安装筒的外壁降温，进而使积分棒降温，温度升高后的冷却液由出液口流出。
57.本技术实施例中的积分棒夹持装置的水冷套的设置，满足在大功率光源下的积分棒的冷却降温，另外，进液口设置于水冷套的下壁面，出液口设置于水冷套的上壁面，有利于冷却液体可充满安装筒的外壁面有效实现冷却降温。
58.例如，以激光光源作为光源输入，能够承受较大的输入功率，光棒截面长边≥3mm，短边≥2mm，长度≥100mm。
59.容易理解的是，为了实现对积分棒的冷却降温，水冷套应尽量包覆安装筒的外壁大的面积，例如图1中，水冷套90的相对两端其中一端与转接件61抵接，另一端延伸至靠近光源接口件62附近，使之包覆安装筒的外壁面较大面积，实现对积分棒的有效冷却降温。
60.为了限制水冷套在轴向和周向的位移，在水冷套90靠近光源接口件62的一端，设置大口径薄螺母53紧固锁紧，示例性的，在安装筒靠近水冷套的端部(靠近光源接口件的一端)的外壁面上设置外螺纹，薄螺母53与外螺纹配合锁紧水冷套90(参见图1)。
61.为了使冷却液与安装筒的外壁面充分接触和顺利流通，安装筒的外壁面上设置沿其长度方向延伸的花键槽303和若干沿其周向延伸的冷却环槽302(参见图5)。
62.为了保证冷却液只在水冷套和安装筒的外壁之间流动，防止冷却液流出，水冷套的相对两端与安装筒的外壁面之间密封连接，例如在水冷套的相对两端与安装筒的外壁面之间设置密封圈52以实现密封连接，将水冷套与安装筒之间的空间与外界空间密封隔离开来，防止冷却液流出。
63.回到图5，安装筒的外壁上与冷却套的两端对应位置上设置用于安装密封圈的密封环槽301，密封圈52设置于密封环槽内，使密封圈的位置固定。
64.当然，若积分棒的使用场景为小功率光源时，则无需设置水冷套，则对应的也无需在安装筒的外壁上设置花键槽、水冷环槽、密封环槽和密封圈。
65.在另一个示例中，安装筒包括第一安装筒31和第二安装筒32，第一安装筒31与第二安装筒32螺接，若干冷却环槽302中的一个冷却环槽302设置于第一安装筒31和第二安装筒32的连接位置处。
66.例如，第一安装筒31和第二安装筒32的端部分别设置l型壁面，第一安装筒31与第二安装筒安装到位后，两个l型壁面组合形成冷却环槽302，此处设置冷却环槽的作用为，防止第一安装筒和第二安装筒在旋合锁紧后，第一安装筒的外壁上的花键槽的凹槽与第二安装筒的外壁上的花键槽的凹槽未对齐，造成冷却液堵塞，冷却液只能在第二安装筒的外壁面上流通，无法到达第一安装筒的外壁面，导致无法对第一安装筒的外壁进行冷却降温。
67.为了防止冷却却液通过第一安装筒和第二安装筒的连接处流入安装腔内，损坏积分棒，第一安装筒和第二安装筒的连接处做密封处理，例如在第一安装筒和第二安装筒之间设置密封圈，以实现第一安装筒和第二安装筒的密封连接。
68.安装筒设置为分体结构，有利于满足细长积分棒的安装，积分棒不易损坏。
69.当然，如果积分棒的长度较短，则安装筒不必采用分体结构，可以将第一安装筒与第二安装筒合并为一个零件，去掉一个密封圈和导向套(即设置于第一安装筒和第二安装筒连接位置处的密封圈和导向套)。
70.本技术实施例提供的一种积分棒夹持装置的使用装配步骤为：除图1中的安装基
准板10、下固定座21、上固定座22和光源接头70之外的部件，首先装配成一个整体，然后放置在下固定座21的圆弧槽内，共两处，沿圆周方向可以调整积分棒的角度以满足光路需要，再安装上固定座22用螺丝紧固，实现模块化设计。
71.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。
72.最后说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。