[发明专利]用于调整光学部件的位置的设备和方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的目的是提供用于调整光学部件的位置的设备和方法。更详细地，本发明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。本发明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。本发明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。本发明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，根据本发明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。本发明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发明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。

根据本发明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。根据本发明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。

在根据本发明的设备中，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，本发明提供了能够通过仅使用单个传动装置(即根据本发明的设备的第三构件)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。

根据本发明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。

用于根据本发明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、POM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。