CN113176645A - 光学器件调整装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种光学器件调整装置，包括：基座，适用于保持光学器件；第一调整机构，被构造成支撑基座、并驱动基座沿第一方向移动；第二调整机构，被构造成支撑第一调整机构、并驱动第一调整结构沿垂直于第一方向的第二方向移动；直立框架；以及第三调整机构，安装在直立框架上，并被构造成支撑第二调整机构、并驱动第二调整机构相对于直立框架沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动。该光学器件调整装置用于加持光学器件，并能调整光学器件沿三个方向的直线移动自由度，上述光学器件调整装置的调节过程简单，三个方向的调整过程互不干扰，且实现了三个方向的解耦调整。

Description

光学器件调整装置

技术领域

本公开涉及机械结构技术领域，尤其涉及一种光学器件调整装置。

背景技术

光学设备中常常配备较多光学部件和光学器件，光学器件(例如：透镜、反射镜、半透半反镜)通常需要两个一起成组设置。光学设备在装配和使用过程中，对两个成组设置的光学器件之间的空间相对位置精度要求较高；然而，光学器件的调整装置的设计、制造及装配过程中会出现较多累积误差，使得调整装置在使用过程中，易导致两个光学器件之间的空间相对位置的不准确。现有调整装置通常只有一个自由度，即仅能调整两个光学器件之间的一个方向上的直线距离，因此，无法确定两个成组光学器件之间的空间相对位置。此外，目前现有多自由度调整装置，在调整过程中，会出现耦合问题，其调整过程极为复杂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提出了一种光学器件调整装置，以至少解决上述现有技术中存在的问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本公开提供了一种光学器件调整装置，适用于调整光学器件相对于配合光学器件的姿态，包括：基座，适用于保持光学器件；第一调整机构，被构造成支撑基座、并驱动基座沿第一方向移动；第二调整机构，被构造成支撑第一调整机构、并驱动第一调整结构沿垂直于第一方向的第二方向移动；直立框架；第三调整机构，安装在直立框架上，并被构造成支撑第二调整机构、并驱动第二调整机构相对于直立框架沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动。

可选地，基座包括：可移动套筒，可移动套筒内部设有在第三方向上延伸的通孔，通孔内设有轴肩；锁紧螺母，与通孔的螺纹结合，以将光学器件在通孔内保持在轴肩和锁紧螺母之间。

可选地，第一调整机构包括：第一支撑框架，可移动套筒通过第一导轨机构可移动地支撑在第一支撑框架上；第一驱动机构，被构造成驱动可移动套筒相对于第一支撑框架在第一方向上移动。

可选地，第一调整机构还包括第一弹性复位机构，第一弹性复位机构被构造成在第一驱动机构施加在可移动套筒上的驱动力消失的情况下，第一弹性复位机构驱动可移动套筒恢复到原位。

可选地，该光学器件调整装置还包括：第一定位机构，第一定位机构被构造成阻止可移动套筒相对于第一支撑框架的移动。

可选地，第二调整机构包括：第二支撑框架，第一支撑框架通过第二导轨机构可移动地支撑在第二支撑框架上；第二驱动机构，被构造成驱动第一支撑框架相对于第二支撑框架在第二方向上移动。

可选地，第二调整机构还包括第二弹性复位机构，第二弹性复位机构被构造成在第二驱动机构施加在第一支撑框架上的驱动力消失的情况下，第二弹性复位机构驱动第一支撑框架恢复到原位。

可选地，该光学器件调整装置还包括第二定位机构，第二定位机构被构造成阻止第一支撑框架相对于第二支撑框架的进一步移动。

可选地，第三调整机构包括：固定基座，安装在直立框架上；第三驱动螺杆，在第三方向上穿过固定基座并螺纹结合到固定基座，第二支撑框架被支撑在第三驱动螺杆的上端，使得通过驱动第三驱动螺杆相对于固定基座转动而在第三方向上驱动第二支撑框架向上移动。

可选地，该光学器件调整装置还包括第三定位机构，第三定位机构被构造成阻止第二支撑框架相对于直立框架在第三方向上的移动。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开的光学器件调整装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

该光学器件调整装置用于加持光学器件，并能调整光学器件沿X、Y、Z三个方向的直线移动自由度，上述光学器件调整装置的调节过程简单，三个方向的调整过程互不干扰，且实现了三个方向的解耦调整。

附图说明

图1是本公开实施例中的光学器件调整装置的三维模型图。

图2是本公开实施例中的光学器件基座的三维模型图。

图3是图2沿A-A方向的剖视图。

图4是本公开实施例中的第一调整机构的三维模型图。

图5为本公开实施例中的第二调整机构的三维模型图。

图6为本公开实施例中的第三调整机构的三维模型图。

图7为本公开实施例中的光学器件调整装置的剖视图。

图8为本公开实施例中的支撑结构的三维模型图。

图9为本公开实施例中的光学器件调整装置的***图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-基座

011-可移动套筒

012-锁紧螺母

013-通孔

014-轴肩

015-燕尾槽

2-第一调整机构

021-第一支撑框架

022-第一驱动螺杆

023-燕尾导轨

024-第一延伸部

025-燕尾槽

3-第二调整机构

031-第二支撑框架

032-第二驱动螺杆

033-燕尾导轨

034-第二延伸部

035-第三延伸部

4-第三调整机构

041-固定基座

042-第三驱动螺杆

5-直立框架

051-引导槽

052-阻挡块

053-第三定位螺杆

6-调整光学器件

7-配合光学器件

8-第一弹性复位机构

081-拉簧

082-销轴

9-第一定位机构

10-第二弹性复位机构

11-第二定位机构

具体实施方式

本公开提供了一种光学器件调整装置，包括：基座、第一调整机构、第二调整机构、直立框架和第三调整机构。基座适用于保持光学器件；第一调整机构被构造成支撑基座、并驱动基座沿第一方向移动；第二调整机构被构造成支撑第一调整机构、并驱动第一调整结构沿垂直于第一方向的第二方向移动；以及第三调整机构，安装在直立框架上，并被构造成支撑第二调整机构、并驱动第二调整机构相对于直立框架沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动。上述光学器件调整装置的调节过程简单，且实现了三个方向的解耦调整，三个方向的调整过程互不干扰。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。但是，本公开能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本公开的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同元件。

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本公开提供了一种光学器件调整装置，如图1所示，包括基座1、第一调整机构2、第二调整机构3、直立框架5和第三调整机构4。基座1适用于保持光学器件；第一调整机构2被构造成支撑基座1、并驱动基座1沿第一方向移动，第一方向如图所示X方向；第二调整机构3被构造成支撑第一调整机构2、并驱动第一调整结构沿垂直于第一方向的第二方向移动，第二方向如图所示Y方向；以及第三调整机构4，安装在直立框架5上，并被构造成支撑第二调整机构3、并驱动第二调整机构3相对于直立框架5沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动，第三方向如图所示Z方向。

光学设备中的光学器件，包括调整光学器件6和配合光学器件7，通常成组使用。其中，配合光学器件7由光学器件调整装置之外的设备固定，且该配合光学器件7的位置和姿态固定不动，配合光学器件7通过光学器件调整装置的基座1加持，通过调整光学器件6调整装置，沿X、Y、Z三个方向移动调整光学器件6，进而调整光学器件6相对于配合光学器件7的姿态，该姿态表示调整光学器件6与配合光学器件7之间的相对距离及相对位置。其中，X、Y、Z三个方向构成一笛卡尔直角坐标系。

如图2至图3所示，基座1包括：可移动套筒011和锁紧螺母012。可移动套筒011内部设有通孔013，该通孔013用于放置调整光学器件6。通孔013的轴线与Z方向平行，其上端设有轴肩014，下端设有与锁紧螺母012配合的内螺纹。

当调整光学器件6从通孔013的下端放入方形套筒中时，如图3所示，轴肩014对第一光学器件起到限位作用。同时，将锁紧螺母012由通孔013下端旋入直至与调整光学器件6相抵触，将其锁紧于通孔013内部。

如图4所示，第一调整机构2包括第一支撑框架021和第一驱动机构。第一支撑框架021与可移动套筒011通过第一导轨机构滑动连接。其中，第一导轨机构可为燕尾槽015和燕尾导轨023的形式，即在可移动套筒011和第一支撑框架021上分别设置燕尾槽015(如图3所述)和燕尾导轨023，以实现可移动套筒011在第一支撑框架021上沿X方向移动。第一驱动机构驱动可移动套筒011相对于第一支撑框架021在X方向上移动。

具体地，第一驱动机构通过第一驱动螺杆022旋入第一支撑框架021上，并抵靠在可移动套筒011的Y方向外侧，通过驱动第一驱动螺杆022相对于第一支撑框架021转动，使得第一驱动螺杆022驱动可移动套筒011在X方向上直线移动。

第一调整机构2还可包括第一弹性复位机构8，该第一弹性复位机构8包括销轴082和拉簧081，将拉簧081分别穿入可移动套筒011和第一支撑框架021，用拉簧081的两端用销轴082分别固定于可移动套筒011和第一支撑框架021上，且使该拉簧081始终处于拉伸状态。当拧紧第一驱动螺杆022时，第一驱动螺杆022克服拉簧081弹力推动可移动套筒011向远离第一支撑框架021的方向移动；当放松第一驱动螺杆022直至其驱动力消失时，可移动套筒011受拉簧081拉力作用恢复到原位。

光学器件调整装置还包括第一定位机构9，用于阻止可移动套筒011相对于第一支撑框架021的移动。该第一定位机构9可通过第一定位螺杆旋入并穿过第一支撑框架021来挤压可移动套筒011的X方向外侧而阻止可移动套筒011相对于第一支撑框架021的移动。

如图5所示，第二调整机构3包括第二支撑框架031和第二驱动机构。第二支撑框架031与第一支撑框架021通过第二导轨机构滑动连接。其中，第二导轨机构可为燕尾槽025和燕尾导轨033的形式，即在第一支撑框架021和第二支撑框架031上分别设置燕尾槽025(如图4所述)和燕尾导轨033，以实现第一支撑框架021在第二支撑框架031上沿Y方向移动。第二驱动机构驱动第一支撑框架021相对于第二支撑框架031在Y方向上移动。

具体地，第二驱动机构通过第二驱动螺杆032旋入第二支撑框架031上，并抵靠在第一支撑框架021的X方向外侧，通过驱动第二驱动螺杆032相对于第二支撑框架031转动，使得第二驱动螺杆032驱动在Y方向上直线移动。在第一支撑框架021可设置由Z方向延伸到第二支撑框架031内的结合部，使第二驱动螺杆032抵靠在结合部的外侧，以驱动第一支撑框架021。

第二调整机构3还可包括第二弹性复位机构10，该第二弹性复位机构10包括销轴082和拉簧081，将拉簧081分别穿入第一支撑框架021和第二支撑框架031，用拉簧081的两端用销轴082分别固定于第一支撑框架021和第二支撑框架031上，且使该拉簧081始终处于拉伸状态。当拧紧第二驱动螺杆032时，第二驱动螺杆032克服拉簧081弹力推动可第一支撑框架021向靠近基座1的方向移动；当放松第二驱动螺杆032直至其驱动力消失时，第一支撑框架021受拉簧081拉力作用恢复到原位。

光学器件调整装置还包括第二定位机构11，用于阻止第一支撑框架021相对于第二支撑框架031的移动。该第二定位机构11可通过第二定位螺杆旋入并穿过第二支撑框架031来挤压第一支撑框架021的Y方向外侧而阻止第一支撑框架021相对于第二支撑框架031的移动。

第二定位机构11还包括第一延伸部024和第二延伸部034，其中，第一延伸部024在第一支撑框架021上向下延伸(如图4所示)，第二延伸部034在第二支撑框架031上向上延伸到第一延伸部024的外侧(如图5所示)。

如图6所示，第三调整机构4包括固定基座041和第三驱动螺杆042，固定基座041安装在直立框架5上，该第三驱动螺杆042穿过固定基座041并与固定基座螺纹连接。如图7所示，第二支撑框架031被支撑在第三驱动螺杆042的上端，使得通过驱动第三驱动螺杆042相对于固定基座041转动而在垂直方向上驱动第二支撑框架031向上移动。

如图8所示，该光学器件调整装置还包括第一定位机构9，该第三定位机构包括：引导槽051、第三延伸部035、阻挡块052和第三定位螺杆053。引导槽051开设于直立框架5上，第三延伸部035设置在第二支撑框架031上，并由第二支撑框架031的纵向外侧延伸到引导槽051中。阻挡块052设置在直立框架5的与第二支撑框架031相对的外侧。第三定位螺杆053穿过阻挡块052并螺杆螺纹结合到第三延伸部035，第三定位螺杆053通过在Y方向上将阻挡块052压紧到直立框架5的外侧而阻止第二支撑框架031相对于直立框架5的移动。

本公开实施例中的光学器件调整装置中，第一调整机构2在X方向上的调节行程为0～6mm，第二调整机构3在Y方向上的调节行程为0～6mm，第三调整机构4在Z方向上的调节行程为0～9mm。

可选地，第一支撑框架021和第二支撑框架031中的每一个设置成中空机构，以允许从光学器件调整装置的下部观察到来自于配合光学器件7并穿过光学器件的光束。

该光学器件调整装置用于加持光学器件，并能调整光学器件6沿X、Y、Z三个方向的直线移动自由度，上述光学器件调整装置的调节过程简单，三个方向的调整过程互不干扰，且实现了三个方向的解耦调整。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造，并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学器件调整装置，适用于调整光学器件相对于配合光学器件的姿态，包括：

基座，适用于保持光学器件；

第一调整机构，被构造成支撑所述基座、并驱动所述基座沿第一方向移动；

第二调整机构，被构造成支撑所述第一调整机构、并驱动所述第一调整结构沿垂直于所述第一方向的第二方向移动；以及

直立框架；以及

第三调整机构，安装在所述直立框架上，并被构造成支撑所述第二调整机构、并驱动所述第二调整机构相对于所述直立框架沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向移动。

2.根据权利要求1所述的光学器件调整装置，其中，所述基座包括：

可移动套筒，所述可移动套筒内部设有在所述第三方向上延伸的通孔，所述通孔内设有轴肩；以及

锁紧螺母，与所述通孔的螺纹结合，以将所述光学器件在所述通孔内保持在所述轴肩和锁紧螺母之间。

3.根据权利要求2所述的光学器件调整装置，其中，所述第一调整机构包括：

第一支撑框架，所述可移动套筒通过第一导轨机构可移动地支撑在所述第一支撑框架上；以及

第一驱动机构，被构造成驱动所述可移动套筒相对于所述第一支撑框架在所述第一方向上移动。

4.根据权利要求3所述的光学器件调整装置，其中，所述第一调整机构还包括第一弹性复位机构，所述第一弹性复位机构被构造成在所述第一驱动机构施加在所述可移动套筒上的驱动力消失的情况下，所述第一弹性复位机构驱动所述可移动套筒恢复到原位。

5.根据权利要求3或4所述的光学器件调整装置，还包括第一定位机构，所述第一定位机构被构造成阻止所述可移动套筒相对于所述第一支撑框架的移动。

6.根据权利要求3-5中的任一项所述的光学器件调整装置，其中，所述第二调整机构包括：

第二支撑框架，所述第一支撑框架通过第二导轨机构可移动地支撑在所述第二支撑框架上；以及

第二驱动机构，被构造成驱动所述第一支撑框架相对于所述第二支撑框架在所述第二方向上移动。

7.根据权利要求6所述的光学器件调整装置，其中，所述第二调整机构还包括第二弹性复位机构，所述第二弹性复位机构被构造成在所述第二驱动机构施加在所述第一支撑框架上的驱动力消失的情况下，所述第二弹性复位机构驱动所述第一支撑框架恢复到原位。

8.根据权利要求6或7所述的光学器件调整装置，还包括第二定位机构，所述第二定位机构被构造成阻止所述第一支撑框架相对于所述第二支撑框架的进一步移动。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的光学器件调整装置，其中，所述第三调整机构包括：

固定基座，安装在所述直立框架上；以及

第三驱动螺杆，在所述第三方向上穿过所述固定基座并螺纹结合到所述固定基座，所述第二支撑框架被支撑在所述第三驱动螺杆的上端，使得通过驱动所述第三驱动螺杆相对于所述固定基座转动而在所述第三方向上驱动所述第二支撑框架向上移动。

10.根据权利要求9所述的光学器件调整装置，还包括第三定位机构，所述第三定位机构被构造成阻止所述第二支撑框架相对于所述直立框架在所述第三方向上的移动。

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