用于调整光学部件的位置的设备和方法技术

本发明专利技术提供一种用于在两个方向上调整光学部件的位置的设备（１００）。该设备包括具有平坦滑动表面（１１１）的第一构件（１１０），和布置为在和所述滑动表面相接触的情况下相对于第一构件可移动的第二构件（１２０）。光学部件可以接附于第二构件。该设备还包括布置为和第一和第二构件操作性连接的细长的第三构件（１３０），使得当第三构件在其旋转轴方向移动时第二构件可以相对于第一构件在第三构件的旋转轴方向上移动。该旋转轴布置为大体平行于第一构件的滑动表面。第三构件包括相对于第三构件的旋转轴偏轴的偏轴部件（１３２）。偏轴部件布置为和第二构件操作性连接，使得当第三构件围绕其旋转轴旋转时，第二构件可相对于第一构件以垂直于所述旋转轴的方向移动。本发明专利技术还提供用于在两个方向上调整光学部件的位置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据所附独立权利要求的前序部分的用于在两个方向上调整光学部 件的位置的设备和方法。
技术介绍
存在用来调整光学系统中诸如光纤、透镜或者反射镜的光学部件的位置的多种机 构。在一些应用中，这些调整机构用于将光学部件的光轴对准，而在另外一些情况中例如用 于校验(scan)目的。一些用于在两个方向调整光学部件的位置的公知设备中，通常存在以互相独立操 作方式布置的两个单轴驱动级。因此，为了将光学部件从一个位置移动到另一个位置，需要 控制诸如螺杆的两个独立的调整装置。文献US 5，659，645披露了具有用来在光纤和透镜之间对准的调整机构的准直 仪。为了调整安装在插座中的套圈(ferrule)上的光纤的光轴，调整机构安装在插座支架 的外围，来调整插座的径向位置。四个螺纹钻孔径向延伸通过插座支架并且以沿圆周方向 90度的间隔关系来布置。每个调整机构包括容纳在两个径向相对螺纹钻孔的其中一个中的 螺杆、容纳在另一个螺纹钻孔中的装有弹簧的螺杆，以及适于在适当位置固定该螺杆的锁 定螺母。当螺杆沿朝向或者远离插座方向径向移动时，位于与该螺杆径向相对位置处的装 有弹簧的螺杆在弹簧作用下以相反的方式移动。结果是，光纤沿着以相对于插座的轴成垂 直角度延伸的平面在横向方向(crossdirections)移动。前述文献披露的机构和其他公知两轴调整机构中的缺陷是它们的使用通常是耗 时的；为了调整光学部件的位置，必须控制至少两个调整装置。此外，公知的调整设备通常 具有复杂的结构并且因此制造费用昂贵、精度要求高。并且没有许多公知设备可以用于对 准和校验这两个目的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是降低或者甚至消除上面提出的现有技术中的问题。本专利技术的目的是提供。更详细地，本专利技术 的目的是用来提供能够用于在两个维度上以简单方式调整部件的位置的设备。本专利技术的目 的还提供了用于在两个维度上以简单方式进行调整的方法。本专利技术的其他目的是提供具有 简单机械结构并由此以廉价方式进行制备的设备。本专利技术的又一个目的是提供一种装置， 该装置使得能够以良好的精确度和再现性快速执行对光学部件的位置的精细调整。为了实现上述目的，根据本专利技术的设备和方法的特征在于所附独立权利要求的特 征部分所呈现出的内容。本专利技术的优选实施例在从属权利要求中描述。在申请文件中提出的本专利技术的示例实施例并不能被解释成意于限制后附权利要 求的应用性。动词“包括”在此文中用作开放性限定，并不排除未描述的特征的存在。除非 另外明确声明，从属权利要求中所限定的特征可以相互自由组合。根据本专利技术的用于在两个方向上调整光学部件的位置的典型设备包括具有平坦 滑动表面的第一构件和布置为在与所述滑动表面相接触的情况下相对于第一构件可移动 的第二构件。光学部件可接附于第二构件。根据本专利技术的设备还包括布置为和第一和第二 构件操作性连接的细长的第三构件，使得当第三构件在沿其旋转轴方向移动时第二构件可 以相对于第一构件在第三构件的旋转轴方向上移动。该旋转轴布置为大体平行于第一构件 的滑动表面。在根据本专利技术的设备中，第三构件包括相对于第三构件的旋转轴偏轴的偏轴部 件。偏轴部件布置为和第二构件操作性连接，使得当第三构件围绕其旋转轴旋转时第二构 件可以相对于第一构件以垂直于所述旋转轴的方向移动。换句话说，本专利技术提供了能够通过仅使用单个传动装置(即根据本专利技术的设备的 第三构件)来在两个方向上调整光学部件的位置的设备。通过沿着其旋转轴移动第三构 件，光学部件(假定其已经接附到设备)在一个方向上移动，并且通过围绕其旋转轴来旋转 第三构件，该光学部件在垂直于该旋转轴的另一个方向上移动。经由偏轴部件可以将旋转 运动转变为线性运动。因此，该部件可以沿着由这两个方向限定的平面来移动。根据本专利技术的设备在横向的调整范围依赖于偏轴部件相对于第三构件的旋转轴 的偏轴距。在垂直于旋转轴的方向上的最大可允许移动和偏轴距的大小直接成比例。用于根据本专利技术的设备的示例维度大小如下所述。该设备的长度典型在10到 250mm的范围中，优选地在25到60mm的范围中。该设备的宽度典型在15到45mm的范围中， 优选在20到30mm的范围中。该设备的高度典型在4到20mm的范围中，优选在6到12mm 的范围中。例如，可以由诸如PS、P0M或者PEEK的塑料通过机械加工或者注模来制造第一、第 二和第三构件。这些构件也可以由诸如铝或者铜的金属来制造。根据本专利技术的实施例，第二构件是布置为沿着第一构件的平坦滑动表面可移动的 滑动件。平坦表面意味着该表面大体没有弯曲。第一构件用作该设备的框架结构。根据本 专利技术的实施例，第三构件是包括偏轴部件的轴。根据本专利技术的实施例，第一构件包括一个孔，第三构件可穿过该孔移动。在本专利技术 优选实施例中，第三构件包括沿着第三构件的一部分形成的螺纹，并且该孔包括对应的螺 纹槽，使得通过围绕其旋转轴旋转第三构件可以移动第三构件穿过该孔。对应的螺纹槽可 以模制，例如通过将第三构件旋转到该孔中来形成。第一构件可以包括多于一个孔，第三构件可以移动穿过该孔。例如，第一构件可以 具有装配在第一构件的正对边缘处的两个孔。这些孔中的一个或者多个可以具有螺纹槽。提供具有螺纹的第三构件的优势在于第二构件可以相对于第一构件仅通过旋转 第三构件而在两个方向上移动。通过顺时针和/或逆时针方向旋转第三构件可实现第二构 件相对于第一构件的正弦曲线状移动。从而，通过简单地旋转第三构件，可以容易地并且快 速地将光学部件调整到期望位置。根据本专利技术的实施例，螺纹角在0. 05到10度的范围中，优选地在0. 1到6度的范 围中。螺纹角意味着在轴向平面中测量的、螺纹的侧面之间产生的角度。通过使用小的螺 纹角，可以在纵向方向实现良好的精确度。 典型地，螺纹间距在0. 1到4mm的范围中，优选地在0. 2到0. 5mm的范围中。螺纹间距意味着每360度旋转时在纵向方向上螺纹前进的距离。第三构件每旋转一周时第二构 件相对于第一构件在纵向方向上的移动就等于该螺纹间距。根据本专利技术的实施例，具有螺纹的第三构件的部分的长度在0. 1到250mm的范围 中，优选在1到20mm的范围中。具有螺纹的第三构件的部分的直径典型在1. 3到8mm的范 围中，优选在2到6mm的范围中。根据本专利技术的实施例，该设备包括用于顺时针和逆时针方向旋转第三构件的电动 机。通过使用电动机，调整过程可以自动化。例如，可以使用计算机程序产品来控制电动 机。通过使用特定的计算机程序，第三构件可以顺时针和/或逆时针方向旋转，用来执行校 验操作。根据本专利技术的实施例，第二构件包括凹槽，在该凹槽内部偏轴部件布置为可移动 的。典型地，凹槽和偏轴部件形成为使得它们可操作地互相连接而彼此之间基本上无任何 空转(free play)。根据本专利技术的优选实施例，偏轴部件的长度大体和凹槽的长度相同。在本专利技术的优选实施例中，偏轴部件具有圆形横截面。在此情况中，凹槽的底部优 选具有半圆形横截面。在本专利技术的优选实施例中，偏轴部件的直径小于第三构件的平均直 径。用于根据本专利技术的设备的偏轴部件的一些示例维度大小如下所述。偏轴部件的长 度典型地在2到100mm的范围中，优选在4到20mm的范围中。偏轴部件的直径典型地在2 到8mm的范围中，优选在3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在两个方向上调整光学部件的位置的设备，包括：具有平坦滑动表面（１１１）的第一构件（１１０），布置为在和所述滑动表面相接触的情况下相对于第一构件可移动的第二构件（１２０），光学部件可接附于第二构件，和布置为与第一和第二构件操作性连接的细长的第三构件（１３０），使得当第三构件在其旋转轴方向上移动时第二构件可相对于第一构件沿第三构件的旋转轴方向移动，该旋转轴大体平行于第一构件的滑动表面，其特征在于，第三构件包括相对于第三构件的旋转轴偏轴的偏轴部件（１３２），偏轴部件布置为和第二构件操作性连接，使得当第三构件围绕其旋转轴旋转时第二构件可相对于第一构件以垂直于所述旋转轴的方向移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J萨尔玛阿拉，
申请(专利权)人：沃拉克有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]