一种投影光学系统及投影仪的制作方法_3

文档序号:10462593阅读:来源:国知局
所述反射镜基座75包括与所述基础框架21相对设置的第二调整部23和具有倾斜面240的承载部;所述反射镜15以能够拆卸的方式安装在所述倾斜面240上;所述第二调整部23在与所述第三定位件22相对的位置上设有调整孔25;置于所述调整孔25和所述第三定位件22之间的第二调整弹簧26;以及第二紧固件27;当所述倾斜面240穿过所述中空部20,通过第二紧固件27经由所述第二调整部23上的调整孔25、以及第二调整弹簧26与所述基础框架21上的第三定位件22相连接;另外,所述投影光学系统还包括:置于所述荧光色轮5和第一全反射镜7之间的第一中继光学系统6;经所述荧光色轮5透过的蓝色激光通过第一中继光学系统6传输至第一全反射镜7;置于第一全反射镜7和第二全反射镜9之间的第二中继光学系统8;由第一全反射镜7全反射过来的蓝色激光通过第二中继光学系统8传输至第二全反射镜9;置于第二全反射镜9和第二反射透射光学系统11之间的第三中继光学系统10;由第二全反射镜9全反射过来的蓝色激光通过第三中继光学系统10传输至第二反射透射光学系统11;置于匀光棒13和反射镜15之间的第四中继光学系统14;经过匀光棒13后形成的均匀的蓝色激光通过第四中继光学系统14传输至反射镜15;经过匀光棒13后形成的均匀的绿色荧光和红色荧光通过第四中继光学系统14传输至反射镜15;置于反射镜15和TIR棱镜17之间的第五中继光学系统16;由反射镜15反射过来的蓝色激光通过第五中继光学系统16传输至TIR棱镜17;由反射镜15反射过来的绿色荧光和红色荧光通过第五中继光学系统16传输至TIR棱镜17;进一步地,所述第一导向孔63的长度大于所述第一定位件66的长度,所述第一定位件66能够沿所述第一导向孔63的长度方向移动;所述第二导向孔64的长度大于所述第二定位件67的长度,所述第二定位件67能够沿所述第二导向孔64的长度方向移动;进一步地,所述基座75上表面上设置有位置指示部73,该位置指示部73用于对所述第一调整部60放置在所述基座75上的初始位置进行定位;进一步地,通过调节第一定位件66在第一导向孔63中的位置、第二定位件67在第二导向孔64中的位置,以及调节第一对接件65和第二对接件69之间的相对距离,来改变所述透镜76的位置;进一步地,所述基座75上表面和所述第一调整部60下表面均为抛光面;3个所述第三定位件22分别位于所述基础框架21四角上的其中三角;进一步地,所述承载部还包括设置在所述倾斜面240背面的弹性支撑件;所述倾斜面240由两侧边缘向上延伸并向内侧弯折形成有挡块241;所述反射镜15通过所述挡块241固定在所述倾斜面240的正面;所述弹性支撑件包括与所述倾斜面240背面可拆卸连接的支座242和设置在支座242上的弹片243;所述倾斜面240上设置有与所述弹片243位置对应的通孔244,所述弹片243穿过所述通孔244抵接在所述反射镜15上;进一步地,在所述基础框架21上,距各第三定位件22预设距离范围内均设有导向柱28;所述第二调整部23上具有3个分别与各导向柱28相对设置的第三导向孔29;在安装所述第二紧固件27之前,先将基础框架21上的导向柱28与所述第二调整部23上的第三导向孔29相连接;各第三导向孔29的一端设置有盛胶结构30;进一步地,通过调节所述第二紧固件27,进而能够调节所述第二调整弹簧26的压缩量;通过改变不同第二调整弹簧26的压缩量,能够改变所述反射镜15的倾斜角度;进一步地,所述基础框架21上部和下部具有不同的高度,所述基础框架21上部高于基础框架21下部的高度,相应地,第二调整部23与基础框架21上部相对的部分,同第二调整部23与基础框架21下部相对的部分不在同一竖直平面上;第二调整部23与基础框架21上部相对的部分通过横向设置的连接部同倾斜面240顶端相连接;所述承载部还包括支撑侧板245;第二调整部23与基础框架21下部相对的部分置于所述倾斜面240两侧,并通过所述支撑侧板245与所述倾斜面240两侧端部相连接。
[0058]本发明还提供了一种投影仪,包括上述任一项所述的投影光学系统。
[0059]本发明第一汇聚光学系统2、第二汇聚光学系统4和第三汇聚光学系统12采用凸透镜和凹透镜的组合;第一中继光学系统6、第二中继光学系统8、第三中继光学系统10和第四中继光学系统14采用中继透镜组,用于完成激光束的汇聚、发散和空间调制;所述数字微镜器件18(DMD)含有数字微镜阵列,各数字微镜阵列的开关状态能够控制,使光线得到相应的空间调制;所述第一反射透射光学系统3采用RG反射DM镜,即反绿红透蓝分光镜;所述第二反射透射光学系统11采用B反射DM镜,即反蓝透红绿分光镜;所述激光光源I采用半导体激光二极管;所述荧光色轮5在使用时高速旋转;所述第一紧固件72穿过第一对接件65上的通孔244、所述第一调整弹簧74与第二对接件69上的螺纹孔相连接;所述第一定位件66和第二定位件67采用螺母柱;所述第一预紧件70、第二预紧件71、和第一紧固件72采用螺钉;所述环形压片62通过螺钉把持在所述支撑部61上;所述基座75可以为投影光学系统的部分外壳,图1中的B即虚线表示蓝色激光,R即方点线表示红色荧光,G即点划线表示绿色荧光。
[0060]图20示出了本发明所述荧光色轮5的结构示意图,如图20所示,本发明所述荧光色轮5具有蓝光透射区域、红色荧光粉区域58和绿光荧光粉区域59,图16是本发明第二汇聚光学系统4所包括的透镜76与荧光色轮5之间的工作原理示意图,如图16所示,蓝色激光通过第二汇聚光学系统4汇聚到荧光色轮5,由蓝色透射区域透过,同时激发红色荧光粉区域58和绿光荧光粉区域59分别产生红色荧光和绿色荧光,在荧光粉涂层上会聚的光斑越小,能量越集中,荧光粉的激发效率越高,即能产生越高的能量,最终反映到整个光学性能上就是亮度越高;本发明通过对第二汇聚光学系统4中的透镜76配置所述透镜调整结构,使得蓝色激光汇聚焦点的位置位于荧光色轮5的荧光粉涂层上,实现荧光粉激发达到最高效率。本发明所述反射镜调整结构根据3点成面原理,采用3处位置进行反射镜15调整,第二紧固件27通过第三定位件22固定在基础框架21上,不直接固定反射镜基座75,实现悬浮式调整,第三定位件22旁边设置有导向柱28,调整孔25旁边设置有第三导向孔29,使反射镜基座75具备一定的调整余量,又能够保持调整方向,所述预设距离范围一般为I?8mm;反射镜15的固定利用挡块241和弹性支撑件的共同配合,操作简单、保护镜片且不遮挡反射镜15的工作表面,在反射镜基座75与导向柱28的配合末端留有盛胶结构30,用于调整完成后涂胶固定;具体的反射镜15调整过程依次为:安装反射镜15;设置第二调整弹簧26,对应导向柱28安装反射镜基座75;分别转动3处第二紧固件27,通过改变3处第二调整弹簧26的压缩量,改变反射镜基座75位置,从而使反射镜15达到要求状态;调整完成后,在盛胶结构30位置涂胶固定反射镜基座75。
[0061]本发明所述透镜支架的定位、导向和调整均与光学系统的光路方向平行,具体地,与透镜76的轴向平行,基座75上具有的第一定位件66和第二定位件67,分别对应所述第一调整部60上的第一导向孔63和第二导向孔64,起轴向导向作用;穿过贯通开口68的第一对接件65与所述第二对接件69相对设置,并通过安装第一紧固件72以及调节第一紧固件72改变第一对接件65与所述第二对接件69的相对距离。具体的透镜76调整过程依次为:将透镜支架安装至基座75上,根据位置指示部73的标记使得第一调整部60放置在所述基座75上的初始位置,通过第一预紧件70与置于第一导向孔63中的第一定位件66相连接,通过第二预紧件71与置于第二导向孔64中的第二定位件67相连接,进行预压紧,使透镜支架与基座75可以相对运动但并不完全紧固,通过第一紧固件72连接第一对接件65和第二对接件69,旋转第一紧固件72,实现透镜支架轴向微调,调整完成后,完全打紧第一预紧件70和第二预紧件71,固定透镜支架的最终位置;所述基座75上表面和所述第一调整部60下表面均为抛光面,以保证透镜支架调整动作的连续顺滑;第一预紧件70和第二预紧件71兼顾预紧和固定的作用。
[0062]本实用新型提供的一种投影光学系统及投影仪,所述投影光学系统通过配置透镜调整结构,可以对相应的透镜位置进行调整,纠正光路计算、机械加工工艺和装配工艺等方面所带来的误差,对光学系统性能的提高会有很大的帮助;本发明结构简单、使用部件少、调整结构在光学系统的光路之外,能够防止在调整过程中光线对操作人员产生伤害,通过透镜调整结构的调整,使得第二汇聚光学系统汇聚过来的蓝色激光能够刚好汇聚到荧光色轮的荧光粉涂层上,保证了荧光粉的激光效率,避免了现有光学系统由于激光会聚焦点相对荧光色轮的荧光粉涂层的位置存在偏差,所导致的能量损失和整
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