用于光学元件的载体设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于承载光学元件的载体设备，包括：限定平面的平台，基座，弹簧结构，将平台连接至基座，以便实现平台相对于基座绕至少第一轴线的倾斜，第一轴线平行于所述平面延伸，第一磁体和第一线圈，其中第一磁体连接至平台且第一线圈连接至基座，或者其中第一磁体连接至基座且第一线圈连接至平台，并且其中第一磁体平行于所述平面进行磁化，其中第一线圈包括面对第一磁体的第一线圈段，使得流经第一线圈段的电流产生沿相对于所述平面在88

【技术实现步骤摘要】
用于光学元件的载体设备


[0001]本专利技术涉及一种用于承载光学元件的载体设备。

技术介绍

[0002]该设备特别用于承载并在至少两个位置之间倾斜光学元件，例如带有两个相反光学表面的平的透明板。该设备的一个重要应用是所谓的像素偏移器(通常缩写为XPR)，能够用于增大通过像素偏移器的倾斜玻璃板投射的图像的分辨率。
[0003]特别是，图像分辨率可通过在图像采集之间移动图像，例如像素的一半并且将图像组合为合成图像来提高。移动可通过让用于将图像投射到图像传感器上的光穿过所述板，并且绕限定轴线将后者倾斜限定角度来完成，限定角度例如相当于半像素偏移。
[0004]能够如此像素偏移的现有设备通常垂直地堆叠不同的部件或者需要支撑结构或场引导结构，这需要相当一部分的正交于板的安装空间。进一步，现有的XPR，诸如WO2015/086166A1和WO2016/124782A1公开的基于磁阻致动器的设计依赖必须尽可能小的气隙来提供足够的致动力。然而，如此小的气隙通常需要精细公差零件和工艺，相当地增大零件成本和/或导致生产中的高成品率损失。
[0005]更进一步，对于一些应用，XPR(像素偏移器)需要非常小。具体地，关键在于高度，即平行于光路的延伸(正交于玻璃平面)。

技术实现思路

[0006]基于上述，本专利技术将要解决的问题在于提供一种用于承载，特别是倾斜光学元件的载体设备，其包括改进的设计，以减小平行于光路的整体高度。
[0007]该问题通过具有权利要求1的特征的载体设备来解决。/>[0008]本专利技术的此方面的优选实施例在从属权利要求中陈述并在下面描述。
[0009]根据权利要求1，公开了用于承载光学元件，特别适用于倾斜光学元件，以增大通过光学元件(其可形成所谓的XPR或像素偏移器)投射的图像的分辨率的载体设备，载体设备包括：
[0010]‑
平台，限定了平面，
[0011]‑
基座，
[0012]‑
弹簧结构，将光学元件连接至基座，以便实现光学元件相对于基座绕至少第一轴线的倾斜，第一轴线平行于所述平面延伸，
[0013]‑
第一磁体和第一线圈，其中第一磁体布置在平台上且第一线圈布置在基座上，或者其中第一磁体布置在基座上且第一线圈布置在平台上，并且其中第一磁体平行于所述平面进行磁化(即包括平行于所述平面延伸的磁化)，
[0014]‑
其中第一线圈包括面对第一磁体的第一线圈段，使得流经第一线圈段的电流产生沿基本正交于所述平面(例如在88
°
至92
°
范围内的角度)的方向的洛伦兹力，使得平台的倾斜由绕所述至少一个第一轴线倾斜光学元件而引致，并且其中
[0015]‑
平台、基座、第一磁体和第一线圈嵌套在平行于所述平面延伸的层结构中。
[0016]特别是，本专利技术旨在横向布置设备的主要部件，例如平台(光学元件)、磁体和线圈，这能够通过为各个磁体提供与所述主要部件共面，即平行于所述平面延伸的磁化来实现。
[0017]尤其是，第一线圈包括绕组绕其延伸的虚拟线圈轴线(即绕组轴线)W。虚拟线圈轴线垂直于第一轴线并/或垂直于基座主延伸方向延伸。
[0018]有利的是，本专利技术得到了对零件公差的更低要求，以及随之而来的更低的零件成本。进一步，需要更少的零件也降低了整体零件成本。更进一步，垂直公差(零件平整度和零件厚度)不那么关键。作为根据本专利技术的设计的结果，可以实现载体设备的高度小于2mm，其中1mm或者甚至0.8mm的高度似乎可行，这样载体设备的新高阶应用是可行的。
[0019]如下文进一步描述，平台可包括光学元件或由光学元件形成。更进一步，光学元件可布置在平台上，即由平台保持。在后一种情况下，平台限定所述平面，其中当光学元件连接至平台，其确定/限定光学元件平面(诸如光学元件的光学表面)的空间位置。
[0020]根据本专利技术的优选实施例，载体设备的高度小于或等于3mm，特别是小于或等于2mm，特别是小于或等于1.5mm。
[0021]进一步，根据本专利技术的实施例，第一线圈连接至基座并包围平台。特别是，平台可布置在基座的贯通开口中。在此，基座可形成框架结构。
[0022]特别是，基座包括或形成为印刷电路板，其中第一线圈优选集成至印刷电路板中。这也能够应用于所有其他实施例，其中载体设备所包括的其他线圈还可集成至印刷电路板中。
[0023]进一步，根据本专利技术的实施例，第一磁体布置在平台边缘，特别是使得第一磁体布置在平台与基座的面向平台的一部分之间，其中优选地，载体设备包括布置在平台边缘的第二磁体，第二磁体面向第一磁体，特别是使得第二磁体布置在平台与基座的面向平台的一部分之间。特别是，第一和第二磁体布置在平台的相对侧。特别是，在一实施例中，第一磁体(特别是还有第二至第四磁体，见下文)是永磁体。
[0024]进一步，特别是，在一实施例中，第一线圈包括面对第二磁体的另一第一线圈段，使得流经另一第一线圈段的电流产生沿正交于所述平面的方向的洛伦兹力，使得平台的倾斜由绕所述至少一个(或仅一个)第一轴线倾斜平台而引致/促成。
[0025]进一步，特别是，在一实施例中，第二磁体也平行于所述平面进行磁化。特别是，第一和第二磁体的磁化定向为使得第一线圈段产生的洛伦兹力对应于流经第一线圈的给定电流以相同的倾斜方向起作用。
[0026]在上述实施例中，第一线圈可以是单线圈。为此，在一实施例中，弹簧结构包括将平台连接至基座的两个弹簧臂，以实现光学元件相对于基座绕至少一个第一轴线(特别是仅绕所述第一轴线)的所述倾斜。特别是，每个弹簧臂可连接至平台的角区域，所述角区域相对彼此对角布置。因此，在此，倾斜特别是绕平行于所述平面延伸的单个轴线来进行，其中致动器仅需要单(第一)线圈和所述两个磁体。
[0027]然而，还可行的是，改造载体设备以实现在两个维度上倾斜平台/光学元件。
[0028]特别是，根据本专利技术的实施例，弹簧结构包括多个弹簧臂，特别是四个弹簧臂，实现平台绕平行于所述平面延伸的任一轴线的倾斜。
[0029]进一步，根据本专利技术的实施例，载体设备包括多个线圈(其中例如有所述第一线圈)，配置为在平台的不同倾斜方向产生扭矩。
[0030]进一步，根据本专利技术的实施例，各个线圈(特别是还有第一线圈)包括第二线圈段，特别是有助于闭合各个线圈的线圈绕组(使得当电流流经导体时，各个线圈的线圈绕组形成能够产生磁场的连续导体)。特别是，由于包围平台的第一线圈可包括多个第一线圈段，第一线圈可包括多个这样的第二线圈段，其中每个第二线圈段随后连接两个相邻的第一线圈段。
[0031]进一步，根据本专利技术的实施例，比起各个线圈的第一线圈段，所述多个线圈的各个线圈的第二线圈段不助力或较少助力于在各个线圈的帮助下产生的洛伦兹力。为此，根据一实施例，载体设备可包括布置在第一线圈段与第二线圈段之间的磁轭。替选地或附加地，第二线圈段可布置在比第一线圈段更低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于承载光学元件(2)的载体设备(1)，包括：
‑
平台(P)，限定了平面(P1)，
‑
基座(S)，
‑
弹簧结构(3)，将所述平台连接至基座，以便实现所述平台相对于基座绕至少第一轴线(A)的倾斜，所述第一轴线平行于所述平面延伸，
‑
第一磁体(M1)和第一线圈(C1)，其中所述第一磁体连接至所述平台且所述第一线圈(C1)连接至所述基座，或者其中所述第一磁体连接至所述基座且所述第一线圈(C1)连接至所述平台(P)，并且其中所述第一磁体(M1)平行于所述平面(P1)进行磁化，
‑
其中所述第一线圈(C1)包括面对所述第一磁体(M1)的第一线圈段(10)，使得流经所述第一线圈段(10)的电流产生沿相对于所述平面(P1)在88
°
至92
°
范围内的角度的方向的洛伦兹力，使得引致所述平台(P)的倾斜，并且其中
‑
所述平台(P)、所述基座(S)、所述第一磁体(M1)和所述第一线圈段(10)布置在平行于所述平面(P1)延伸的共同延伸平面中。2.根据权利要求1所述的载体设备，其中所述载体设备(1)的高度(h)小于或等于3mm，优选小于或等于2mm，优选小于或等于1.5mm。3.根据前述权利要求任一项所述的载体设备(1)，其中所述第一线圈(C1)连接至所述基座(S)并包围所述平台(P)。4.根据前述权利要求任一项所述的载体设备(1)，其中所述第一磁体(M1)布置在所述平台(P)的边缘(5)，特别是使得所述第一磁体(M1)布置在所述平台(P)与所述基座(S)面向所述平台(P)的一部分之间。5.根据前述权利要求任一项所述的载体设备，其中所述弹簧结构(3)包括将所述平台(P)连接至所述基座(S)的两个弹簧臂(30、31)，以实现所述平台的所述倾斜。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述的载体设备，其中所述弹簧结构(3)包括多个弹簧臂(30、31、32、33)，特别是四个弹簧臂，实现所述平台(P)绕第二轴线(A')的倾斜，其中所述第二轴线(A')平行于所述平面(P1)延伸，并且其中第二轴线(A')倾斜或垂直于所述第一轴线(A)延伸。7.根据前述权利要求任一项所述的载体设备，其中所述载体设备(1)包括第二线圈(C2)，包括第一线圈段(12)，其中所述第一和第二线圈(C1、C2)配置为绕不同的倾斜轴线(A、A')产生在不同的倾斜方向上生成扭矩的力。8.根据权利要求7所述的载体设备，其中所述各个线圈(C1、C2)包括第二线圈段(20、22)，特别是用于闭合所述各个线圈(C1、C2)的线圈绕组。9.根据权利要求8所述的载体设备，其中所述各个线圈(C1、C2)的所述第二线圈段(20、22)比起所述各个线圈(C1、C2)的所述第一线圈段(10、12)，不助力或较少助力于借助所述各个线圈(C1、C2)产生的洛伦兹力，特别是由于以下之一：
‑
布置在所述第一线圈段(12、12)与所述第二线圈段(22、23)之间的磁轭(7)，
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所述第二线圈段(20、21、22、23)布置在比所述第一线圈段(10、11、12、13)更低的磁场的区域中，
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所述第二线圈段布置在具有相向磁场的区域中，其中特别是所述载体设备(1)配置为由布置在所述平台(P)上的磁体部分产生所述相向磁场。
10.根据前述权利要求任一项所述的载体设备，其中所述载体设备(1)还包括连接至所述平台的第二磁体(M2)，其中所述第二磁体(M2)平行于所述平面(P1)进行磁化，并且其中所述第一线圈(C1)包括面向所述第二磁体(M2)的另一第一线圈段(11)，使得流经所述另一第一线圈段(11)的电流产生沿相对于所述平面(P1)在88
°
至92
°
范围内的角度的方向的洛伦兹力，使得引致所述平台(P)倾斜。11.根据前述权利要求任一项所述的载体设备，其中
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如垂直于平面(P1)的俯视图所见，所述平台(P)具有矩形轮廓，并且/或者所述基座(S)包括开口，其中所述开口沿垂直于所述平面(P1)的方向完全延伸贯穿所述基座(S)，并且如垂直于所述平面(P1)的俯视图所见，所述开口的内轮廓具有矩形轮廓，
‑
所述平台(P)至少部分地布置在所述开口中，
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：奥普托图尼瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：