一种光学模组及其组装方法与流程

1.本技术涉及光学领域，更具体地，涉及一种光学模组及其组装方法。


背景技术：

2.在投影光机的设计中，尤其是反向全内反射(rtir)型的投影光机，对于棱镜的组装要求较高，即对于棱镜本身的精度以及与数字微反射镜(dmd)和镜头的相对组装精度均要求较高。在实际装配中，棱镜通常直接安装在光机主体上，为了保证棱镜的组装精度通常需要分别调节光机主体、dmd或镜头等各部件的承靠面之间的距离、垂直度等，由于关键尺寸较多，难以兼顾，需要通过镜头、dmd或棱镜增加主动对准动作，来减小累积公差，如调制传递函数(mtf)、暗角暗带等，其操作复杂，延长了光机的生产时间，降低了生产效率。


技术实现要素：

3.本技术的一个目的是提供一种光学模组及其组装方法的新技术方案。
4.根据本技术的第一方面，提供了一种光学模组，应用于投影装置，包括：
5.棱镜、dmd组件、固定支架和光机主体，所述棱镜与所述dmd组件分别通过所述固定支架装配于所述光机主体上；
6.所述棱镜固定装配于所述固定支架的第一表面，所述dmd组件固定装配于所述固定支架的第二表面；
7.所述固定支架具有穿设所述第一表面和所述第二表面的通光孔，所述棱镜与所述dmd组件之间能够通过所述通光孔传导光束。
8.可选地，所述固定支架的边缘处还具有定位部，所述固定支架能够通过所述定位部被约束在特定结构上。
9.可选地，所述定位部包括第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔分别位于所述固定支架的不同侧。
10.可选地，所述第一定位孔为圆孔，所述第二定位孔为腰型孔，所述第一定位孔与所述第二定位孔相对设置。
11.可选地，所述第一表面设置有凸台结构，所述凸台结构位于所述通光孔的边缘处，所述棱镜的至少一部分粘接固定于所述凸台结构上。
12.可选地，所述凸台结构设置有两个，两个所述凸台结构相对设置，并分别位于所述通光孔的不同侧。
13.可选地，所述第二表面设置有凹槽结构，所述通光孔位于所述凹槽结构的底壁上，所述dmd组件的至少一部分位于所述凹槽结构中。
14.可选地，所述dmd组件包括dmd芯片、dmd转接座和电路板，所述dmd芯片通过所述dmd转接座连接在所述电路板上；
15.所述凹槽结构的内侧设置有定位柱，所述dmd转接座装配于所述定位柱上，所述dmd芯片靠近于所述棱镜；
16.在所述第二表面上靠近于所述凹槽结构的边缘处设置有第一装配孔，所述电路板通过所述第一装配孔装配于所述凹槽结构外侧。
17.可选地，所述固定支架的周缘设置有第二装配孔，所述固定支架通过所述第二装配孔装配于所述光机主体上。
18.根据本技术的第二方面，提供了一种光学模组的组装方法，应用于第一方面所述的光学模组，包括：
19.将所述固定支架固定于一工装上，并使所述第一表面朝外；
20.将所述棱镜定位并固定至所述第一表面的特定位置处；
21.将固定有所述棱镜的所述固定支架装配于所述光机主体上，以及将所述dmd组件固定装配于所述第二表面上。
22.根据本技术的一个实施例，通过将棱镜装配在能够同时装配dmd组件的固定支架上，使棱镜从光机主体上拆解出来。
23.在实际生产中，可通过在组装棱镜时定位其相对于固定支架的位置来调整棱镜的装配精度，避免了分别调整光机主体、dmd组件等各部件的承靠面之间的距离、垂直度等关键尺寸，降低了装配公差，且光机主体仅需要保证稳定性即可，提高了光学模组的光学性能和装配效率。
24.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
25.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
26.图1是本技术提供的一种光学模组的示意图。
27.图2是图1的部分结构爆炸图。
28.图3是本技术提供的一种光学模组的固定支架和棱镜装配示意图。
29.图4是本技术提供的一种光学模组的固定支架的第一表面结构示意图。
30.图5是本技术提供的一种光学模组的固定支架的第二表面结构示意图。
31.图6是本技术提供的一种光学模组的组装方法的流程图。
32.附图标记说明：
33.100、棱镜；200、固定支架；201、第一表面；202、第二表面；203、通光孔；204、第一定位孔；205、第二定位孔；206、凸台结构；207、凹槽结构；208、定位柱；209、第一装配孔；210、第二装配孔；300、dmd组件；400、光机主体。
具体实施方式
34.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
35.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
36.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
37.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
39.在本技术的一个实施例中提供一种光学模组，可应用于投影装置，如图1至图5所示，包括：棱镜100、dmd组件300、固定支架200和光机主体400，棱镜100与dmd组件300分别通过固定支架200装配于光机主体400上；棱镜100固定装配于固定支架200的第一表面201，dmd组件300固定装配于固定支架200的第二表面202；固定支架200具有穿设第一表面201和第二表面202的通光孔203，棱镜100与dmd组件300之间能够通过通光孔203传导光束。
40.棱镜100与dmd组件300均装配在固定支架200上，使得棱镜100能够从光机主体400上拆解出来。在装配过程中，dmd组件300装配在固定支架200的特定位置处，只需调整棱镜100在固定支架200上的相对位置，即可使棱镜100与dmd组件300实现精确组装。其中，棱镜100可以是单个棱镜100结构，也可以是多个棱镜100组，本技术不做限制。
41.棱镜100固定装配于固定支架200的第一表面201上，可以是棱镜100直接与第一表面201接触固定，也可以棱镜100通过其它部件固定在第一表面201上。dmd组件300固定装配于固定支架200的第二表面202，可以是dmd组件300的至少一部分直接设置固定在第二表面202上，也可以是通过其它部件固定安装在第二表面202上。另外，第一表面201和第二表面202可以是平面，也可以是不规则面，具体可以根据产品的实际需求进行设计，本技术对于上述特征均不做限制。
42.固定支架200上设置的通光孔203，可以使棱镜100和dmd组件300之间实现光束的传导。例如，光源发出的光束先射入棱镜100，经过棱镜100的作用通过通光孔203传导至dmd组件300中，光束经过dmd组件300的作用再次通过通光孔203传导至棱镜100中，最终从棱镜100射出。其中，通光孔203的形状和大小可根据dmd组件300、棱镜100等部件的设计参数进行选择，本技术不做限制。
43.通过上述方式，本技术的光学模组能够通过固定支架200，将棱镜100和dmd组件300装配在光机主体400上，将棱镜100从光机主体400上拆解下来，使得在装配过程中，棱镜100与dmd组件300的装配精度可通过调整棱镜100在固定支架200上的相对位置来实现，避免了将棱镜100直接装配在光机主体400上时，需要分别调整光机主体400、dmd组件300等各部件的承靠面之间的距离、垂直度等关键尺寸，降低了装配公差，且光机主体400仅需要保证稳定性即可，在兼顾光学模组的光学性能的同时，减小了累积公差，简化了装配难度，提高了生产效率。
44.在本技术的另一个实施例中，固定支架200的边缘处还具有定位部，固定支架200能够通过定位部被约束在特定结构上。
45.固定支架200的边缘处设置定位部，能够在装配过程中起到约束固定支架200的作用。例如，在需要将棱镜100固定在固定支架200上时，可通过定位部将固定支架200装配在一工装上，由于装配完棱镜100需要将固定支架200从工装上拆解下来，因此，定位部可仅在至少一个方向上约束固定支架200移动，可节省装配或拆卸时间，提高生产效率，具体可根
据棱镜100与固定支架200的定位方式进行选择，本技术对此不做限制。
46.另外，在将固定支架200装配在光机主体400上时，也可通过定位部与光机主体400进行大体定位，便于组装。
47.定位部的设置还能够避免直接将固定支架200固定在工装上时，固定支架200的重要结构被工装损伤，提高了产品的良率。
48.在本技术的另一个实施例中，如图4和图5所示，定位部包括第一定位孔204和第二定位孔205，第一定位孔204和第二定位孔205分别位于固定支架200的不同侧。
49.第一定位孔204和第二定位孔205可以配合定位柱将固定支架200进行定位，例如，在一工装上设置与第一定位孔204和第二定位孔205相匹配的定位柱，在进行棱镜100组装时，通过将第一定位孔204和第二定位孔205分别装配在定位柱上即可避免固定支架200在第一定位孔204和第二定位孔205在其所在的平面上的移动，而需要拆卸固定支架200时，只需要将固定支架200从定位柱上取下即可，操作方便。
50.第一定位孔204和第二定位孔205分别位于固定支架200的不同侧，即第一定位孔204和第二定位孔205的设计可以根据固定支架200的具体形状进行设计，例如，固定支架200如果设计为方形，则第一定位孔204和第二定位孔205可位于方形的不同边上，本技术对此不做限制。
51.在本技术的另一个实施例中，如图4和图5所示，第一定位孔204为圆孔，第二定位孔205为腰型孔，第一定位孔204与第二定位孔205相对设置。
52.第一定位孔204设计为圆孔，可直接与定位柱匹配，避免固定支架200在其水平面上左、右移动，第二定位孔205设计为腰型孔一方面可以便于装配，节省将固定支架200定位在其它部件上时的装配时间，另一方面，还能够约束固定支架200的旋转，增加了固定支架200装配的稳定性。
53.在本技术的另一个实施例中，第一表面201设置有凸台结构206，凸台结构206位于通光孔203的边缘处，棱镜100的至少一部分粘接固定于凸台结构206上。
54.在将固定支架200装配到光机主体400上时，由于光机主体400的结构限制以及尽量节省布置空间和轻量化设备，棱镜100与dmd组件300之间的装配距离较远时，设置凸台结构206能够减薄固定支架200沿第一表面201到第二表面202之间的厚度，即第一表面201和第二表面202之间的厚度可设计为固定值，仅通过调节凸台结构206的厚度即可使棱镜100与dmd组件300实现高精度装配。另外，棱镜100的至少一部分通过胶水粘接在凸台结构206上，只需要在凸台结构206上涂胶即可，涂胶面积较小，位置较为精准。
55.在本技术的另一个实施例中，如图4所示，凸台结构206设置有两个，两个凸台结构206相对设置，并分别位于通光孔203的不同侧。
56.凸台结构206的具体数量和沿伸方向等可以根据棱镜100和dmd组件300的设计参数进行布置，本技术对此不做限制。例如，当通光孔203为矩形时，可以在矩形的两个对边侧分别设置两个凸台结构206，棱镜100的两个对边分别粘接在凸台结构206上即可，提高了棱镜100与固定支架200连接的稳定性。
57.在本技术的另一个实施例中，如图5所示，第二表面202设置有凹槽结构207，通光孔203位于凹槽结构207的底壁上，dmd组件300的至少一部分位于凹槽结构207中。
58.固定支架200的第二表面202设置凹槽结构207，可使得在固定支架200在保证设计
厚度的前提下，轻量化光学模组的重量以及节省光学模组的布置空间。通光孔203位于凹槽结构207的底壁上，使得dmd组件300与棱镜100之间能够实现光束传导。
59.在本技术的另一个实施例中，如图5所示，dmd组件300包括dmd芯片、dmd转接座和电路板，dmd芯片通过dmd转接座连接在电路板上；凹槽结构207的内侧设置有定位柱208，dmd转接座装配于定位柱208上，dmd芯片靠近于棱镜100；在第二表面202上靠近于凹槽结构207的边缘处设置有第一装配孔209，电路板通过第一装配孔209装配于凹槽结构207外侧。
60.dmd组件300包括dmd芯片dmd转接座和电路板，其中，dmd芯片可用于接收来自于棱镜100的透射的光线，以对光源光束进行反射。dmd芯片通过dmd转接座连接在电路板上，以实现器件功能。其中，电路板可与光学模组的整体电路进行连接。其中，dmd转接座通过凹槽结构207内侧的定位柱208固定在凹槽结构207内，可以稳定dmd芯片，提高器件的可靠性。
61.另外，电路板通过第一装配孔209装配于凹槽结构207的外侧，能够对位于其内侧的dmd芯片dmd转接座起到一定的保护作用。例如，可以通过螺钉穿过第一装配孔209实现电路板与固定之间的连接固定，且便于拆卸。第一装配孔209的具体位置和数量可根据实际需求进行选择，本技术对此不做限制。
62.在本技术的另一个实施例中，如图3至图5所示，固定支架200的周缘设置有第二装配孔210，固定支架200通过第二装配孔210装配于光机主体400上。
63.固定支架200的周缘设置的第二装配孔210便于将固定支架200装配在光机主体400上，其数量和具体的布置位置可根据实际情况进行选择，本技术不做限制。
64.在本技术的另一个实施例中，如图6所示，提供一种光学模组的组装方法，应用于上述实施例中的光学模组，包括：将固定支架200固定于一工装上，并使第一表面201朝外；将棱镜100定位并固定至第一表面201的特定位置处；将固定有棱镜100的固定支架200装配于光机主体400上，以及将dmd组件300固定装配于第二表面202上。
65.具体地，如图6所示，可根据以下步骤进行装配：
66.s01，将固定支架200装配固定在一工装上，使固定支架200在设定方向上被约束移动，为了便于棱镜100的装配，可使固定支架200的第一表面201朝外，即固定支架200的第一表面201朝向放置棱镜100装的操作方向。
67.s02，将棱镜100吸附在可移动的机械臂或其它可移动装置上，通过计算棱镜100在固定支架200上的相对位置对棱镜100进行定位，使最终装配的棱镜100能够与dmd组件300具有精准的组装精度。棱镜100与第一表面201的固定可以采用胶粘的方式实现，即在调整棱镜100前可在固定支架200的特定区域涂胶，棱镜100调整至特定位置以后，便可直接通过胶水粘接在固定支架200上。
68.s03，操作完上述步骤后，可将粘接有棱镜100的固定支架200从工装上拆卸下来，然后将其装配于光机主体400上，再将dmd组件300装配在固定支架200上。也可以在将粘接有棱镜100的固定支架200从工装上拆卸下来后，直接装配dmd组件300，再将装配有棱镜100和dmd组件300的固定支架200装配在光机主体400上。
69.上述装配方式，在设计上，光机主体400仅需要保证稳定性即可，棱镜100的装配精度可在将棱镜100装配在固定支架200上时进行调整，避免了后续需要分别调整光机主体400和dmd组件300等各部件的承靠面之间的距离、垂直度等操作步骤，节约了装配时间。并且，由于棱镜100的装配精度较高，省去了后续需要增加一部分主动对准的步骤。
70.上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
71.虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。