本發(fā)明涉及一種勻光棒固定裝置，屬于直寫曝光機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

勻光棒是一種矩形截面的光學(xué)玻璃器件，其作用是利用光的全反射原理，光在光棒里面經(jīng)過(guò)多次反射，每次反射都會(huì)形成虛擬光源像，多次反射形成二維的虛擬光源矩陣，從而使得光更加的均勻，使通過(guò)自身的光線，在出口處達(dá)到均勻化的效果。

勻光棒是一種小型、易碎的玻璃器件，而且由于其工作原理的限制，要求工作時(shí)其側(cè)面盡可能多地接觸空氣，以獲得最大的通光率，因此，在勻光棒的安裝固定上有特定的要求，既要求勻光棒的安裝穩(wěn)定性，又要求其安裝固定不易對(duì)勻光棒造成損壞，更要求勻光棒與固定裝置的接觸面積盡可能小，以減少漏光，提高能光率。

現(xiàn)有技術(shù)的勻光棒的安裝方式多為采用螺釘壓塊固定，固定裝置與勻光棒接觸面比較多，在使用過(guò)程中，由于勻光棒的四個(gè)側(cè)面與零件接觸位置多，光線在接觸面上不能形成全反射，不但影響到勻光效果，而且造成光能損失；固定裝置和勻光棒之間是剛性接觸，在工作過(guò)程中，由于勻光棒和固定裝置長(zhǎng)時(shí)間接受激光照射，其溫度會(huì)有較大程度的改變，在熱脹冷縮的情況下，固定裝置和勻光棒之間會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，容易造成勻光棒的損壞；螺釘安裝扭矩大小不容易控制，容易造成勻光棒損傷，勻光作用就失效了。

因此，需要開(kāi)發(fā)一種新的技術(shù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種勻光棒固定裝置，所述勻光棒固定裝置包括開(kāi)設(shè)有通孔的軟質(zhì)支撐體，所述軟質(zhì)支撐體硬度為邵氏硬度50-80；所述通孔在軸向方向上全部或部分為圓柱形的接觸支撐孔，接觸支撐孔對(duì)勻光棒起到直接支撐固定作用，所述接觸支撐孔的孔徑小于所安裝固定的勻光棒橫截面外接圓直徑。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述接觸支撐孔的孔徑為所安裝固定的勻光棒橫截面外接圓直徑的0.99-0.995倍。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述通孔的空間區(qū)域包含接觸支撐孔的全部空間區(qū)域以及在通孔長(zhǎng)度范圍內(nèi)接觸支撐孔的軸向上的延伸空間區(qū)域的全部。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述通孔的長(zhǎng)度等于勻光棒的長(zhǎng)度，所述接觸支撐孔的一端或兩端設(shè)置有孔口倒角，所述倒角角度為30°-45°。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述軟質(zhì)支撐體包括1個(gè)通孔，通孔內(nèi)設(shè)置有1個(gè)或多個(gè)接觸支撐孔，所述通孔內(nèi)接觸支撐孔以外部分為非接觸孔，所述非接觸孔為圓柱形孔，與接觸支撐孔共軸，其孔徑大于所安裝固定勻光棒橫截面外接圓直徑。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述軟質(zhì)支撐體為圓柱體，通孔位于軟質(zhì)支撐體中心，通孔內(nèi)的接觸支撐孔與軟質(zhì)支撐體共軸；所述軟質(zhì)支撐體橫截面圓直徑為接觸支撐孔孔徑2-3倍。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述勻光棒固定裝置還包括外部支撐結(jié)構(gòu)，外部支撐結(jié)構(gòu)材質(zhì)為硬質(zhì)材料，如鋁合金、不銹鋼；所述軟質(zhì)支撐體位于外部支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述外部支撐結(jié)構(gòu)為圓柱體，軟質(zhì)支撐體連接于外部支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)，與外部支撐結(jié)構(gòu)共軸；

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述外部支撐結(jié)構(gòu)和軟質(zhì)支撐體的連接方式為鑲嵌連接、螺紋連接或法蘭連接。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述外部支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)置有連接法蘭。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述軟質(zhì)支撐體的材質(zhì)為邵氏硬度為55-65的聚四氟乙烯。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述通孔兩端為接觸支撐孔、中間部分為非接觸孔。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述通孔為一端為接觸支撐孔、另一端非接觸孔。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述接觸支撐孔孔徑為所安裝固定勻光棒橫截面外接圓直徑的0.993倍。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述接觸支撐孔的截面圓圓度不大于2，所述接觸支撐孔的垂直度小于0.05mm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果：

本發(fā)明提供的一種勻光棒固定裝置：

1，本發(fā)明的勻光棒固定裝置在工作時(shí)，勻光棒沿軟質(zhì)支撐體通孔的接觸支撐孔推入，由于接觸支撐孔直徑略小于勻光棒橫截面外接圓直徑，而且軟質(zhì)材料在外力作用下，有自然回彈的特性，所以勻光棒恰好被嵌入其中；軟質(zhì)支撐體的邵氏硬度為50-80，特別是邵氏硬度為55-65的聚四氟乙烯材料時(shí)，既保證材料有足夠的強(qiáng)度支撐勻光棒，使之固定在特定的位置，又不會(huì)在應(yīng)力作用下對(duì)勻光棒造成損壞。

2，勻光棒固定裝置的接觸支撐孔采用圓孔設(shè)計(jì)，使得勻光棒在嵌入時(shí)恰好位于接觸支撐孔中心，確保勻光棒安裝定位準(zhǔn)確；勻光棒嵌入后，與固定裝置的接觸面僅為四條棱角，勻光棒99％以上面積直接與空氣接觸，光線不易泄漏，通光率達(dá)95％以上，同時(shí)光照均勻度可以提高3％-5％。

3，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接觸支撐孔直徑為所安裝固定勻光棒橫截面外接圓直徑的0.99-0.995倍時(shí)，其安裝效果最好，既保證勻光棒的穩(wěn)定性，又能獲得較大的空氣接觸面積，且安裝操作簡(jiǎn)便。

4，勻光棒固定裝置的接觸支撐孔設(shè)置有角度為30°-45°的孔口倒角，這種倒角角度不僅使勻光棒的推入更加容易，而且由于形狀限制，勻光棒在推入過(guò)程中自動(dòng)滑動(dòng)到接觸支撐孔的中間位置，保證了安裝的精確性。

5，外部支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置為鋁合金等硬質(zhì)材料，不易變形，對(duì)內(nèi)部軟質(zhì)支撐體起到包裹式的連接支撐，對(duì)外面可以通過(guò)法蘭與相關(guān)設(shè)備連接固定。

6，通孔采用部分長(zhǎng)度為接觸支撐孔、其它部分為非接觸孔設(shè)計(jì)時(shí)，勻光棒在整個(gè)長(zhǎng)度上，只有部分長(zhǎng)度和軟質(zhì)支撐體有接觸，大部分長(zhǎng)度為直接懸空與空氣接觸，更進(jìn)一步提高勻光棒的空氣接觸面積，減少漏光，提高通率和光均勻性。

7，軟質(zhì)支撐體橫截面圓直徑為接觸支撐孔孔徑2-3倍，即是支撐體在接觸支撐孔部分的壁厚為孔徑的0.5-1倍，在這個(gè)比例條件下，軟質(zhì)支撐體由于自然收縮而對(duì)勻光棒產(chǎn)生的夾緊固定力度是最合適的，既不會(huì)太松導(dǎo)致安裝固定不穩(wěn)定，也不會(huì)因?yàn)樘o而對(duì)勻光棒造成損壞或者影響勻光棒的空氣接觸率。

8，軟質(zhì)支撐體材質(zhì)為聚四氟乙烯，使得軟質(zhì)支撐體對(duì)激光不敏感、耐高溫、不易氧化、不易鱗片化，使用壽命長(zhǎng)，而且限定接觸支撐孔的截面圓圓度不大于2，所述接觸支撐孔的垂直度小于0.05mm，可以避免由于接觸支撐孔不規(guī)則帶來(lái)的應(yīng)力不均，導(dǎo)致勻光棒損壞的情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明勻光棒固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1軟質(zhì)支撐體、2通孔、5孔口倒角、6外部支撐結(jié)構(gòu)、7連接法蘭、8勻光棒。

圖2為本發(fā)明勻光棒固定裝置的平面示意圖，其中1軟質(zhì)支撐體、2通孔、5孔口倒角、6外部支撐結(jié)構(gòu)、8勻光棒。

圖3為本發(fā)明勻光棒固定裝置的一種通孔設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖，其中1軟質(zhì)支撐體、3接觸支撐孔、4非接觸孔、5孔口倒角、6外部支撐結(jié)構(gòu)、7連接法蘭、8勻光棒。

圖4為本發(fā)明勻光棒固定裝置的一種通孔設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖，，其中1軟質(zhì)支撐體、3接觸支撐孔、4非接觸孔、5孔口倒角、6外部支撐結(jié)構(gòu)、7連接法蘭、8勻光棒。

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

通光率為勻光棒輸出激光功率與輸入激光功率的比值，激光功率通過(guò)OPHIR品牌，型號(hào)：NOVAII DISPLAY的熱敏激光功率計(jì)測(cè)量得到；

光照均勻度為激光在照射面上不同區(qū)域的平均照射功率與最大照射功率的比值，具體測(cè)定方法為，將激光照射面平均分為64個(gè)區(qū)域，通過(guò)OPHIR品牌，型號(hào)：NOVAII DISPLAY的熱敏激光功率計(jì)測(cè)量每個(gè)區(qū)域的光照功率，得出其平均光照功率W_平均和最大功率W_max，光照均勻度＝W_平均/W_max*100％。

實(shí)施例1勻光棒固定裝置

如圖1、圖2所示對(duì)發(fā)明的勻光棒固定裝置進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明提供的一種勻光棒固定裝置，如圖1、圖2所示，包括開(kāi)設(shè)有1個(gè)通孔2的軟質(zhì)支撐體1，通孔2整體為圓柱形，孔徑從頭到尾保持一致，即通孔整體為一個(gè)接觸支撐孔3，軟質(zhì)支撐體1的形狀為圓柱體，與通孔2共軸，軟質(zhì)支撐體1的橫截面直徑為13mm，軟質(zhì)支撐體1材質(zhì)為邵氏硬度55-65的聚四氟乙烯，通孔2的長(zhǎng)度等于勻光棒8的長(zhǎng)度，孔徑為4.65mm，所安裝固定的勻光棒8橫截面的外接圓直徑為4.68mm，通孔的兩端設(shè)有孔口倒角5，倒角角度為30°。

勻光棒固定裝置外部設(shè)置有外部支撐結(jié)構(gòu)6，外部支撐結(jié)構(gòu)6呈圓柱體，軟質(zhì)支撐體1鑲嵌于外部支撐結(jié)構(gòu)6內(nèi)，與外部支撐結(jié)構(gòu)6共軸，外部支撐結(jié)構(gòu)6材質(zhì)為鋁合金，其外側(cè)設(shè)置有連接法蘭7。

該勻光棒固定裝置在工作時(shí)，勻光棒沿軟質(zhì)支撐體的通孔推入，由于通孔直徑略小于勻光棒橫截面外接圓直徑，而且軟質(zhì)材料在外力作用下，有自然回彈的特性，所以勻光棒恰好被嵌入其中；軟質(zhì)支撐體的聚四氟乙烯材料，既保證材料有足夠的強(qiáng)度支撐勻光棒，使之固定在特定的位置，又不會(huì)在應(yīng)力作用下對(duì)勻光棒造成損壞。

勻光棒固定裝置采用的通孔采用圓柱形設(shè)計(jì)，使得勻光棒在嵌入時(shí)恰好位于通孔中心，確保勻光棒安裝定位準(zhǔn)確；勻光棒嵌入后，與固定裝置的接觸面僅為四條棱角，99％以上面積直接與空氣接觸，光線不易泄漏，通光率達(dá)95％以上，同時(shí)光照均勻度可以提高3％-5％。

通孔孔徑為4.65mm，當(dāng)安裝固定橫截面的外接圓直徑為4.68mm的勻光棒時(shí)，既保證勻光棒的穩(wěn)定性，又能獲得較大的空氣接觸面積，且安裝操作簡(jiǎn)便。

通孔一端設(shè)置有角度為30°的孔口倒角，這種倒角角度不僅使勻光棒的推入更加容易，而且由于形狀限制，勻光棒在推入過(guò)程中自動(dòng)滑落到通孔的中間位置，保證了安裝的精確性。

外部支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置為鋁合金材料，不易變形，對(duì)內(nèi)部軟質(zhì)支撐體起到包裹式的連接支撐，對(duì)外面可以通過(guò)法蘭與相關(guān)設(shè)備連接固定。

軟質(zhì)支撐體橫截面圓直徑為13mm，是通孔孔徑的2.8倍，在這個(gè)比例條件下，軟質(zhì)支撐體由于自然收縮而對(duì)勻光棒產(chǎn)生的夾緊固定力度是最合適的，既不會(huì)太松導(dǎo)致安裝固定不穩(wěn)定，也不會(huì)因?yàn)樘o而對(duì)勻光棒造成損壞或者影響勻光棒的空氣接觸率。

實(shí)施例2勻光棒固定裝置

本發(fā)明提供的一種勻光棒固定裝置，如圖1-圖3所示，包括開(kāi)設(shè)有1個(gè)通孔2的軟質(zhì)支撐體1，通孔2兩端各設(shè)置1個(gè)接觸支撐孔3，通孔2中間部分為圓柱形的非接觸孔4，非接觸孔4與接觸支撐孔3共軸；軟質(zhì)支撐體1的形狀為圓柱體，與接觸支撐孔3共軸，軟質(zhì)支撐體1的橫截面直徑為13mm，軟質(zhì)支撐體1材質(zhì)為邵氏硬度55-65的聚四氟乙烯，通孔2的長(zhǎng)度等于勻光棒8的長(zhǎng)度，接觸支撐孔3孔徑為4.65mm，所安裝固定的勻光棒8橫截面的外接圓直徑為4.68mm，非接觸孔4孔徑為5mm，接觸支撐孔3的1端設(shè)有孔口倒角5，倒角角度為45°。

勻光棒固定裝置外部設(shè)置有外部支撐結(jié)構(gòu)6，外部支撐結(jié)構(gòu)6呈圓柱體，軟質(zhì)支撐體1鑲嵌于外部支撐結(jié)構(gòu)6內(nèi)，與外部支撐結(jié)構(gòu)6共軸，外部支撐結(jié)構(gòu)6材質(zhì)為不銹鋼，其外側(cè)設(shè)置有連接法蘭7。

在這種設(shè)計(jì)條件下，通孔的形狀為兩端接觸支撐孔、其余部分為非接觸孔，勻光棒安裝固定在其中時(shí)，只有兩端部分會(huì)與軟質(zhì)支撐體接觸，中間大部分長(zhǎng)度外于絕對(duì)的懸空狀態(tài)，進(jìn)一步增大勻光棒的空氣接觸面積，通光率達(dá)97％以上，同時(shí)光照均勻度也得到進(jìn)一步提高。

實(shí)施例3勻光棒固定裝置

本發(fā)明提供的一種勻光棒固定裝置，如圖1、圖2和圖4所示，包括開(kāi)設(shè)有1個(gè)通孔2的軟質(zhì)支撐體1，通孔2一端設(shè)置1個(gè)接觸支撐孔3，另一端為圓柱形的非接觸孔4，非接觸孔4與接觸支撐孔3共軸；軟質(zhì)支撐體1的形狀為圓柱體，與接觸支撐孔3共軸，軟質(zhì)支撐體1的橫截面直徑為13mm，軟質(zhì)支撐體1材質(zhì)為邵氏硬度55-65的聚四氟乙烯，通孔2的長(zhǎng)度等于勻光棒8的長(zhǎng)度，接觸支撐孔3孔徑為4.65mm，所安裝固定的勻光棒8橫截面的外接圓直徑為4.68mm，非接觸孔4孔徑為5mm，接觸支撐孔3的1端設(shè)有孔口倒角5，倒角角度為40°。

勻光棒固定裝置外部設(shè)置有外部支撐結(jié)構(gòu)6，外部支撐結(jié)構(gòu)6呈圓柱體，軟質(zhì)支撐體1鑲嵌于外部支撐結(jié)構(gòu)6內(nèi)，與外部支撐結(jié)構(gòu)6共軸，外部支撐結(jié)構(gòu)6材質(zhì)為鋁合金，其外側(cè)設(shè)置有連接法蘭7。

在這種設(shè)計(jì)條件下，通孔一端為接觸支撐孔，另一端為非接觸孔，勻光棒安裝固定在其中時(shí)，只有一端會(huì)與軟質(zhì)支撐體接觸，另一端外于絕對(duì)的懸空狀態(tài)，進(jìn)一步增大勻光棒的空氣接觸面積，通光率達(dá)97％以上，同時(shí)光照均勻度也得到進(jìn)一步提高；另外，這種設(shè)計(jì)相較于實(shí)施例2中勻光棒固定裝置的軟質(zhì)支撐體而言，其形狀構(gòu)造更容易生產(chǎn)加工。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。