專利名稱：可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)于一種光學(xué)元件移位對(duì)準(zhǔn)的裝置，尤其是一種可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器。
背景技術(shù)：
隨著光通訊及許多其他光學(xué)應(yīng)用的成長(zhǎng)，光學(xué)元件對(duì)齊也成為工業(yè)中一項(xiàng)重要的課題。因?yàn)樵趯?duì)齊光學(xué)元件時(shí)的工作效率將大大的影響整個(gè)產(chǎn)能及光通訊的效果。例如當(dāng)將兩個(gè)光纖連接時(shí),或?qū)⒐饫w連接到光二極體(photo diode)或發(fā)光二極體(light emitting diode),或者將光纖與光波導(dǎo)連接時(shí),必需將兩個(gè)光元件相對(duì)齊。金屬線的連接相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單因?yàn)橹恍枰獙蓚€(gè)導(dǎo)線相接觸就可以。但是光學(xué)元件的連接就相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，其精準(zhǔn)度的范圍在次微米的范圍內(nèi)。因此有經(jīng)驗(yàn)的技工必須將光學(xué)元件對(duì)齊，此對(duì)齊工作對(duì)于大量生產(chǎn)而言將造成生產(chǎn)上的瓶頸。光學(xué)對(duì)齊系統(tǒng)可以將兩個(gè)光學(xué)兀件的光軸微微的調(diào)整，而使得對(duì)齊后的傳輸耗損達(dá)到最小。一旦對(duì)齊之后由激光焊接處理或用樹脂將該光軸固定住。發(fā)明人已于2008年10月31日，申請(qǐng)“用于光學(xué)元件的納米位移器”，專利號(hào)M356737,該案的美國專利號(hào)7，817，890B2。大陸專利號(hào)200820177030.X ;德國專利號(hào)202008013804.3以及日本專利號(hào)3150389 ;在前項(xiàng)專利中申請(qǐng)人提出應(yīng)用強(qiáng)彈簧及弱彈簧的組合方式，直接應(yīng)用機(jī)械的結(jié)構(gòu)即可達(dá)到納米位移的目的。但如果僅用此納米位移器，當(dāng)光學(xué)元件兩端距離較大超過此納米位移器的最大行程時(shí)，需要借助其他的長(zhǎng)行程位移器來協(xié)助達(dá)成此目的?，F(xiàn)有技術(shù)中已存在微米位移器，可進(jìn)行粗調(diào)的動(dòng)作，將元件以較快速的行程移動(dòng)到所需要的位置附近，但是此微米位移器無法做尺寸更小的精細(xì)調(diào)整，所以往往無法符合現(xiàn)今光學(xué)元件的精密定位要求。所以發(fā)明人希望同時(shí)結(jié)合其自身所有的納米位移器及現(xiàn)有技術(shù)中所有的微米位移器為一體，即是將納米位移器建構(gòu)在微米位移器的移動(dòng)部分之中，而可達(dá)到更精密的位移效果，同時(shí)也可以節(jié)省定位機(jī)臺(tái)高度、體積、重量及材料成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型中提出一種可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，主要是用于將兩光學(xué)元件做對(duì)齊之用，如連接兩個(gè)光纖，或?qū)⒐饫w連接到光二極體(Photo diode)或發(fā)光二極體(light emitting diode),或者將光纖與光波導(dǎo)連接時(shí),必需將兩條光元件相對(duì)齊。本實(shí)用新型可以將其中一元件放在本案的支撐座上，以精細(xì)的調(diào)整其位置，另一元件則由外部的固定機(jī)構(gòu)固定，以與在支撐座上的元件進(jìn)行對(duì)齊的操作。其中可先應(yīng)用粗控鈕進(jìn)行粗調(diào)將一光學(xué)元件移動(dòng)到大略與另一元件對(duì)齊的位置，再應(yīng)用微控鈕進(jìn)行更精細(xì)的微調(diào)動(dòng)作，而將兩光學(xué)元件對(duì)齊。為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型中提出一種可同時(shí)進(jìn)行粗調(diào)(微米)及微調(diào)(納米)的光學(xué)位移器，其中該微調(diào)(納米)的光學(xué)位移器包含:一微控鈕，包含:一螺轉(zhuǎn)環(huán)、一固定環(huán)及一中軸，將該螺轉(zhuǎn)環(huán)沿著該固定環(huán)旋進(jìn)，可推動(dòng)該中軸軸向移動(dòng)；該微控鈕主要是增加控制的精細(xì)度，將切線方向的位移改為軸向的位移；一支撐座，該支撐座的下方形成一內(nèi)凸緣；該內(nèi)凸緣的下方為一穿孔，該內(nèi)凸緣將該支撐座的下方的空間分割成前空腔及后空腔；一微動(dòng)軸，其前端抵住該中軸，可驅(qū)動(dòng)該中軸；該微動(dòng)軸貫穿該支撐座的下方的該前空腔及該后空腔；一弱彈簧，位于該支撐座下方的前空腔內(nèi)，該弱彈簧的一端固定在該微動(dòng)軸一端的突出部上，并繞著該微動(dòng)軸；該微動(dòng)軸的如后移動(dòng)，可壓縮或釋放該弱彈黃；一中空環(huán)狀推動(dòng)塊，位于該支撐座的下方的前空腔內(nèi)；該弱彈簧的另一端頂住該中空環(huán)狀推動(dòng)塊；所以該弱彈簧的壓縮或釋放將驅(qū)使該中空環(huán)狀推動(dòng)塊前后移動(dòng)；該微動(dòng)軸與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊及該支撐座的內(nèi)凸緣可相對(duì)滑動(dòng)，該微動(dòng)軸移動(dòng)時(shí)，并不會(huì)直接帶動(dòng)該中空環(huán)狀推動(dòng)塊及該支撐座的內(nèi)凸緣移動(dòng)；一強(qiáng)彈簧，位于該支撐座下方的后空腔內(nèi)；該強(qiáng)彈簧的彈性系數(shù)遠(yuǎn)大于該弱彈簧的彈性系數(shù)；另外，該粗調(diào)(微米)光學(xué)位移器部分包含:一粗控鈕，包含:一螺轉(zhuǎn)環(huán)、一固定環(huán)及一中軸，將該螺轉(zhuǎn)環(huán)沿著該固定環(huán)旋進(jìn)，可推動(dòng)該中軸軸向移動(dòng)；該粗控鈕主要是增加控制的精細(xì)度，將切線方向的位移改為軸向的位移；一基座，該基座由一個(gè)底座及一個(gè)覆蓋在該底座的上機(jī)體組合而成，該上機(jī)體的一端抵住該粗控鈕的中軸，當(dāng)該粗控鈕旋進(jìn)或旋退時(shí)，該上機(jī)體將跟著該粗控鈕的旋進(jìn)或旋退而進(jìn)行微米級(jí)的前進(jìn)或后退；該上機(jī)體的下方內(nèi)側(cè)為中空，其中該基座包含上開孔、前開孔及后開孔；上述的支撐座位于該基座的上開孔中，并且該支撐座前后端與該上開孔的邊緣形成韌性的結(jié)構(gòu)，該支撐座能相對(duì)于該上機(jī)體的上表面進(jìn)行微小的移動(dòng)；該微動(dòng)軸與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊推動(dòng)該支撐座進(jìn)行納米級(jí)的移動(dòng)而不會(huì)導(dǎo)致該上機(jī)體動(dòng)作，且該支撐座的上表面從該中空空間的上開孔外露，該支撐座能在該上開孔的沮圍沿著該微動(dòng)軸微調(diào)的方向運(yùn)動(dòng)；而該微動(dòng)軸與該微控鈕之中軸接觸點(diǎn)位于該基座的前開孔附近；位于該支撐座的下底面的該微動(dòng)軸下方形成一彈簧室。其中，該上開孔的邊緣具有微細(xì)的條狀結(jié)構(gòu)與該支撐座的前后兩端形成韌性連接，而其余部分則騰空，該支撐座可在該上開孔的范圍內(nèi)沿著該微動(dòng)軸的軸向做納米級(jí)的前后移動(dòng)，其總行程小于線切割的線寬。其中，該上機(jī)體可對(duì)該底座相對(duì)的位移，兩者應(yīng)用螺絲鎖固，而成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)；該底座的前后方分別延伸出一前擋片及一后擋片，該前擋片有一個(gè)前穿孔對(duì)應(yīng)該上機(jī)體的前開孔，該后擋片有一個(gè)后穿孔對(duì)應(yīng)該上機(jī)體的后開孔；該底座在前擋片的一邊延伸出一個(gè)固定板片，該固定板片有一個(gè)對(duì)應(yīng)接收該粗控鈕的貫孔；該粗控鈕通過該貫孔，該粗控鈕的前端頂住該上機(jī)體的前壁面；該粗控鈕能驅(qū)動(dòng)該上機(jī)體做前后的移動(dòng)。其中，該底座的一側(cè)邊鎖固一個(gè)側(cè)板，該側(cè)板有一個(gè)長(zhǎng)孔；該上機(jī)體左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)該長(zhǎng)孔的位置則有一個(gè)螺孔；一個(gè)螺栓穿過該長(zhǎng)孔而旋進(jìn)該上機(jī)體對(duì)應(yīng)的螺孔將上機(jī)體與底座固定在螺孔上；該側(cè)板長(zhǎng)孔的長(zhǎng)軸大于螺栓的螺徑，該螺栓能在該長(zhǎng)孔的距離內(nèi)位移移動(dòng)；整個(gè)上機(jī)體能對(duì)應(yīng)該底座移動(dòng)；該粗控鈕推動(dòng)該上機(jī)體在底座上前后移動(dòng)到達(dá)所需要的位置。組裝時(shí)，將該上機(jī)體套合在該底座上，而令該上機(jī)體的前開孔對(duì)應(yīng)該底座的前穿孔；該上機(jī)體的后開孔對(duì)應(yīng)該底座的后穿孔；然后令該微動(dòng)軸穿過該上機(jī)體的前開孔及后開孔及該底座的前穿孔及后穿孔，而貫穿該基座；當(dāng)該上機(jī)體組合于該底座時(shí)，該中空結(jié)構(gòu)即形成該中空部位；然后將該支撐座從該上機(jī)體的上開孔置入該中空部位；然后一螺栓穿過該側(cè)板的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)孔而旋進(jìn)該上機(jī)體一側(cè)對(duì)應(yīng)的螺孔，因此固定在螺孔上；因?yàn)閭?cè)板的長(zhǎng)孔的長(zhǎng)軸遠(yuǎn)大于螺栓的螺徑，所以該螺栓可在長(zhǎng)孔的距離內(nèi)位移移動(dòng)；也就是整個(gè)上機(jī)體可以對(duì)應(yīng)該底座移動(dòng)；該微動(dòng)軸、該弱彈簧、該強(qiáng)彈簧以及該中空環(huán)狀推動(dòng)塊則依序置于該支撐座下方的空間；將該粗控鈕通過該固定板片的貫孔后，該粗控鈕的前端將頂住該上機(jī)體的前壁面；因此當(dāng)該粗控鈕旋動(dòng)時(shí)，可驅(qū)動(dòng)該上機(jī)體做前后的移動(dòng)。本實(shí)用新型的有益效果在于，本實(shí)用新型將納米位移器建構(gòu)在微米位移器的移動(dòng)部分之中，而達(dá)到更精密的位移效果，同時(shí)也可以節(jié)省定位機(jī)臺(tái)高度、體積、重量及材料成本。由下文的說明可更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及其優(yōu)點(diǎn)，閱讀時(shí)并請(qǐng)參考附圖。

圖1A:本實(shí)用新型支撐座與基座組合后的俯視圖；圖1B:空環(huán)狀推動(dòng)塊設(shè)置在支撐座與基座內(nèi)的側(cè)視圖；圖2A:可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器的分解圖；圖2B:微調(diào)(納米)的光學(xué)位移器的微動(dòng)軸、弱彈簧與空環(huán)狀推動(dòng)塊的組裝示意圖；圖2C:可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器的組裝圖；圖3:可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器正面剖視圖；圖4:可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施方式
茲謹(jǐn)就實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成，及所能產(chǎn)生的功效與優(yōu)點(diǎn)，配合圖示，舉本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例詳細(xì)說明如下。請(qǐng)參考圖1A至圖4所示，顯示本實(shí)用新型的可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其中該微調(diào)(納米)的光學(xué)位移器包含:一微控鈕1，包含:一螺轉(zhuǎn)環(huán)11、一固定環(huán)12及一中軸13，將該螺轉(zhuǎn)環(huán)沿著該固定環(huán)旋進(jìn)，可推動(dòng)該中軸作軸向移動(dòng)。該微控鈕主要是增加控制的精細(xì)度，將切線方向的位移改為軸向的位移。所以可以減少整個(gè)位移，因此可以做更細(xì)致的控制。一支撐座2，該支撐座的下方形成一內(nèi)凸緣201。該內(nèi)凸緣201的下方為一穿孔，該內(nèi)凸緣將該支撐座2的下方的空間分割成前空腔202及后空腔203。一微動(dòng)軸3，其前端抵住該中軸13，可為該中軸所驅(qū)動(dòng)。該微動(dòng)軸貫穿該支撐座的下方的該前空腔202及該后空腔203?！鯊椈?,位于該支撐座下方的前空腔202內(nèi)，該弱彈簧的一端固定在該微動(dòng)軸一端的突出部31上，并繞著該微動(dòng)軸3。該微動(dòng)軸3的前后移動(dòng)，可壓縮或釋放該弱彈簧4?！锌窄h(huán)狀推動(dòng)塊5,位于該支撐座2的下方的前空腔202內(nèi)。該弱彈簧4的另一端頂住該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5。所以該弱彈簧4的壓縮或釋放將驅(qū)使該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5前后移動(dòng)。該微動(dòng)軸3與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5及該支撐座2的內(nèi)凸緣201可相對(duì)滑動(dòng)，該微動(dòng)軸移動(dòng)時(shí)，并不會(huì)直接帶動(dòng)該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5及該支撐座2的內(nèi)凸緣201移動(dòng)。一強(qiáng)彈簧6，位于該支撐座2下方的后空腔203內(nèi)。該強(qiáng)彈簧6的彈性系數(shù)遠(yuǎn)大于該弱彈簧的彈性系數(shù)，如100倍。所以當(dāng)該弱彈簧4壓縮100長(zhǎng)度單位時(shí)，該強(qiáng)彈簧6僅壓縮I長(zhǎng)度單位。使得夾持在其間的中空環(huán)狀推動(dòng)塊5及該支撐座2的內(nèi)凸緣201也被迫隨著該強(qiáng)彈簧6移動(dòng)I單位。實(shí)際應(yīng)用的例子為弱彈簧4壓縮10微米時(shí)，強(qiáng)彈簧6壓縮100納米，兩者的壓縮比100:1，因此整體上使得該支撐座2由于受到該強(qiáng)彈簧6的阻擋，僅能移動(dòng)100納米。另外，該粗調(diào)(微米)光學(xué)位移器部分包含:一粗控鈕7，包含:一螺轉(zhuǎn)環(huán)71、一固定環(huán)72及一中軸73，將該螺轉(zhuǎn)環(huán)沿著該固定環(huán)旋進(jìn)，可推動(dòng)該中軸作軸向移動(dòng)。該粗控鈕7主要是增加控制的精細(xì)度，將切線方向的位移改為軸向的位移。所以可以減少整個(gè)位移，因此可以做微米級(jí)的位移控制。一基座8，其一端抵住該粗控鈕7的中軸73，當(dāng)該粗控鈕7旋進(jìn)或旋退時(shí)，該基座8將跟著前進(jìn)或后退。該基座的下方內(nèi)側(cè)為中空，其中該基座包含上開孔801、前開孔802及后開孔803。而該微動(dòng)軸3與該微控鈕I的中軸13接觸點(diǎn)位于該基座的前開孔802附近。位于該支撐座的下底面的該微動(dòng)軸3下方形成一彈簧室800。上述的支撐座2位于該基座的上開孔801中，并且其前后端與該上開孔的邊緣形成韌性的結(jié)構(gòu)，使得該支撐座2可相對(duì)于該基座8的上表面進(jìn)行微小的移動(dòng)。因此該支撐座2可因該微動(dòng)軸3與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5的推動(dòng)，而進(jìn)行納米級(jí)的移動(dòng)，但不會(huì)導(dǎo)致該基座8動(dòng)作。較佳的結(jié)構(gòu)如圖2A所示，該支撐座2的前后兩端在該上開孔801的邊緣與該基座8應(yīng)用線切割的方法制造出微細(xì)的條狀結(jié)構(gòu)8011與該基座8形成韌性連接，而其余部分則騰空，使得進(jìn)行微調(diào)時(shí)，該支撐座可在該上開孔的范圍內(nèi)沿著該微動(dòng)軸的方向做納米級(jí)的前后移動(dòng)，其總行程小于線切割的線寬。另外，該支撐座的上表面從該中空空間的上開孔801外露，以支撐將對(duì)齊的光學(xué)元件。如圖所示，該基座由一底座81及一覆蓋在該底座81的上機(jī)體82組合而成，兩者應(yīng)用螺絲鎖固(將于下文說明)，而成為一剛性結(jié)構(gòu)。該上機(jī)體82為一中空結(jié)構(gòu)，上下各具有開孔。上方的開孔即為該上開孔801。該前開孔802及后開孔803分別位于該上機(jī)體82的前方及后方。該底座的前后方分別延伸出一前擋片810及一后擋片811，該前擋片有一前穿孔對(duì)應(yīng)該上機(jī)體82的前開孔802，該后擋片811有一后穿孔對(duì)應(yīng)該上機(jī)體的后開孔803。該底座81在前擋片的一邊延伸出一固定板片812，該板片812有一對(duì)應(yīng)的貫孔8121，以接收該粗控鈕7。當(dāng)該粗控鈕7通過該貫孔8121后，其前端將頂住該上機(jī)體82的前壁面。因此當(dāng)該粗控鈕7旋動(dòng)時(shí)，可驅(qū)動(dòng)該上機(jī)體82做前后的移動(dòng)。該底座的左邊鎖固一側(cè)板814，此側(cè)板有一長(zhǎng)孔815。該上機(jī)體82左側(cè)對(duì)應(yīng)該長(zhǎng)孔815的位置則有一螺孔821。固定時(shí)，將一螺栓816穿過該長(zhǎng)孔815而旋進(jìn)該上機(jī)體82對(duì)應(yīng)的螺孔821，因此固定在螺孔821上。因?yàn)閭?cè)板的長(zhǎng)孔815的長(zhǎng)軸遠(yuǎn)大于螺栓816的螺徑，所以該螺栓816可在長(zhǎng)孔815的距離內(nèi)位移移動(dòng)。也就是整個(gè)上機(jī)體82可以對(duì)應(yīng)該底座81移動(dòng)。因此，可借助該粗控鈕7的旋動(dòng)推動(dòng)該上機(jī)體82在底座81上前后移動(dòng)，而達(dá)到所需要的粗調(diào)位置點(diǎn)。底座81與上機(jī)體82之間放入兩組線性滑軌，滑軌內(nèi)有滾珠或滾柱軸承，將兩組滑軌的一端用螺絲鎖在底座81上，并將兩組滑軌的對(duì)應(yīng)的另一端鎖在上機(jī)體82上，如此可以限制底座81與上機(jī)體82之間，只能夠沿著滑軌的運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，而不可以作其他方向的移動(dòng)。—回復(fù)彈簧9,位于該彈簧室內(nèi)，其一端固定在該上機(jī)體82上的固定軸91,而另一端則固定在該底座上的另一固定軸92，以使得當(dāng)粗控鈕在動(dòng)作時(shí)，可產(chǎn)生回復(fù)力。組裝時(shí)，將該上機(jī)體82套合在該底座81上，將兩組滑軌的一端用螺絲鎖在底座81上，并將兩組滑軌的對(duì)應(yīng)的另一端鎖在上機(jī)體82上，如此可以限制底座81與上機(jī)體82之間，只能夠沿著滑軌的運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，而不可以作其他方向的移動(dòng)。而令該上機(jī)體的前開孔對(duì)齊該底座的前穿孔。該上機(jī)體的后開孔對(duì)齊該底座的后穿孔。然后令該微動(dòng)軸3穿過該上機(jī)體82的前開孔及后開孔及該底座的前開穿孔及后穿孔，而貫穿該基座8。當(dāng)該上機(jī)體82組合于該底座81時(shí)，該中空結(jié)構(gòu)即形成該中空部位。然后一螺栓816穿過該側(cè)板的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)孔815而旋進(jìn)該上機(jī)體82對(duì)應(yīng)的螺孔821，因此固定在螺孔821上。因?yàn)閭?cè)板的長(zhǎng)孔815的長(zhǎng)軸遠(yuǎn)大于螺栓816的螺徑，所以該螺栓可在長(zhǎng)孔815的距離內(nèi)位移移動(dòng)。也就是整個(gè)上機(jī)體82可以對(duì)應(yīng)該底座81移動(dòng)。該微動(dòng)軸3、該弱彈簧4、該強(qiáng)彈簧6以及該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5則依序置于該支撐座2下方的空間。將該粗控鈕7通過該固定板片812的貫孔8121后，該粗控鈕7的前端將頂住該上機(jī)體82的前壁面。因此當(dāng)該粗控鈕7旋動(dòng)時(shí)，可驅(qū)動(dòng)該上機(jī)體82做前后的移動(dòng)。操作時(shí)，可先調(diào)整該粗控鈕7，借助該粗控鈕7旋動(dòng)該上機(jī)體82做前后的移動(dòng)到所需要的位置附近。然后調(diào)整該微控鈕1，將該螺轉(zhuǎn)環(huán)11沿著該固定環(huán)12旋進(jìn)，推動(dòng)該中軸13軸向移動(dòng)。該微控鈕I可增加控制的精細(xì)度，將切線方向的位移改為軸向的位移。所以可以減小整個(gè)位移，因此可以做更細(xì)致的控制。該中軸13驅(qū)動(dòng)該微動(dòng)軸3。該弱彈簧4的一端固定在該微動(dòng)軸3 —端的突出部31上，并繞著該微動(dòng)軸3。該微動(dòng)軸3的前后移動(dòng)，可壓縮或釋放該弱彈簧4。該弱彈簧4的另一端頂住該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5。所以該弱彈簧4的壓縮或釋放將驅(qū)使該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5前后移動(dòng)。該微動(dòng)軸3與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5及該支撐座2的內(nèi)凸緣201可相對(duì)滑動(dòng)，該微動(dòng)軸3移動(dòng)時(shí)將經(jīng)由該中空環(huán)狀推動(dòng)塊5而帶動(dòng)該支撐座2到所需要的位置。因?yàn)樵搹?qiáng)彈簧6的彈性系數(shù)遠(yuǎn)大于該弱彈簧4的彈性系數(shù)。所以可使得該強(qiáng)彈簧6將會(huì)抵住該支撐座2，而使整個(gè)行程遠(yuǎn)小于該弱彈簧的壓縮長(zhǎng)度。因此整體上可達(dá)到納米級(jí)微控的目的。本案主要是用于將兩光學(xué)元件做對(duì)齊之用，如連接兩個(gè)光纖，或?qū)⒐饫w連接到光二極體(photo diode)或發(fā)光二極體(light emitting diode),或者將光纖與光波導(dǎo)連接時(shí)，必需將兩條光元件相對(duì)齊。本實(shí)用新型可以將其中一元件放在本案的支撐座上，以精細(xì)的調(diào)整其位置，另一元件則由外部的固定機(jī)構(gòu)固定，以與在支撐座上的元件進(jìn)行對(duì)齊的操作。其中可先應(yīng)用粗控鈕進(jìn)行粗調(diào)將一光學(xué)元件移動(dòng)到大略與另一元件對(duì)齊的位置，再應(yīng)用微控鈕進(jìn)行更精細(xì)的微調(diào)動(dòng)作，而將兩光學(xué)元件對(duì)齊。上列詳細(xì)說明針對(duì)本實(shí)用新型的一可行實(shí)施例的具體說明，惟該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1.一種可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其特征在于，包含下列元件: 一個(gè)將切線方向位移改為軸向位移的微控鈕，包含:一個(gè)螺轉(zhuǎn)環(huán)、一個(gè)固定環(huán)及一個(gè)中軸，該螺轉(zhuǎn)環(huán)沿著該固定環(huán)旋進(jìn)可推動(dòng)該中軸軸向移動(dòng)； 一個(gè)支撐座，該支撐座的下方形成一個(gè)內(nèi)凸緣；該內(nèi)凸緣的下方為一個(gè)穿孔，該內(nèi)凸緣將該支撐座的下方的空間分割成前空腔及后空腔； 一個(gè)微動(dòng)軸，其前端抵住該中軸，該中軸驅(qū)動(dòng)該微動(dòng)軸；該微動(dòng)軸貫穿該支撐座下方的該前空腔及該后空腔； 一個(gè)弱彈簧，位于該支撐座下方的前空腔內(nèi)，該弱彈簧的一端固定在該微動(dòng)軸一端的突出部上，并纏繞該微動(dòng)軸；該微動(dòng)軸的前后移動(dòng)能壓縮或釋放該弱彈簧； 一個(gè)中空環(huán)狀推動(dòng)塊，位于該支撐座的下方的前空腔內(nèi)；該弱彈簧的另一端頂住該中空環(huán)狀推動(dòng)塊；該弱彈簧的壓縮或釋放驅(qū)使該中空環(huán)狀推動(dòng)塊前后移動(dòng)； 該微動(dòng)軸與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊及該支撐座的內(nèi)凸緣可相對(duì)滑動(dòng)，以使該微動(dòng)軸移動(dòng)時(shí)不會(huì)直接帶動(dòng)該中空環(huán)狀推動(dòng)塊及該支撐座的內(nèi)凸緣移動(dòng)； 一個(gè)強(qiáng)彈簧，位于該支撐座下方的后空腔內(nèi)；該強(qiáng)彈簧的彈性系數(shù)遠(yuǎn)大于該弱彈簧的彈性系數(shù)； 一個(gè)粗控鈕，包含:一個(gè)螺轉(zhuǎn)環(huán)、一固定環(huán)及一中軸，將該螺轉(zhuǎn)環(huán)沿著該固定環(huán)旋進(jìn)，可推動(dòng)該中軸軸向移動(dòng)；該粗控鈕主要是增加控制的精細(xì)度，將切線方向的位移改為軸向的位移；以及 一個(gè)基座，該基座由一個(gè)底座及一個(gè)覆蓋在該底座的上機(jī)體組合而成，該上機(jī)體的一端抵住該粗控鈕的中軸，該上機(jī)體隨著該粗控鈕的旋進(jìn)或旋退而進(jìn)行微米級(jí)的前進(jìn)或后退；該上機(jī)體的下方內(nèi)側(cè)為中空，其中該基座包含上開孔、前開孔及后開孔；上述的支撐座位于該基座的上開孔中，并且該支撐座前后端與該上開孔的邊緣形成韌性的結(jié)構(gòu)，使該支撐座能相對(duì)于該上機(jī)體的上表面進(jìn)行微小的移動(dòng)；該微動(dòng)軸與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊推動(dòng)該支撐座進(jìn)行納米級(jí)的移動(dòng)而不會(huì)導(dǎo)致該上機(jī)體動(dòng)作，且該支撐座的上表面從該中空空間的上開孔外露，該支撐座能在該上開孔的范圍沿著該微動(dòng)軸微調(diào)的方向運(yùn)動(dòng)；而該微動(dòng)軸與該微控鈕的中軸接觸點(diǎn)位于該基座的前開孔附近。
2.如權(quán)利要求1所述的可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其特征在于，該上開孔的邊緣具有微細(xì)的條狀結(jié)構(gòu)與該支撐座的前后兩端形成韌性連接，而其余部分則騰空，該支撐座可在該上開孔的范圍內(nèi)沿著該微動(dòng)軸的軸向做納米級(jí)的前后移動(dòng)，其總行程小于線切割的線寬。
3.如權(quán)利要求1所述的可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其特征在于，該上機(jī)體能相對(duì)該底座作位移，兩者應(yīng)用螺絲鎖固，而成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)；該前開孔及后開孔分別位于該上機(jī)體的前方及后方；以及 該底座的前后方分別延伸出一前擋片及一后擋片，該前擋片有一個(gè)前穿孔對(duì)應(yīng)該上機(jī)體的前開孔，該后擋片有一個(gè)后穿孔對(duì)應(yīng)該上機(jī)體的后開孔；該底座在前擋片的一邊延伸出一個(gè)固定板片，該固定板片有一個(gè)對(duì)應(yīng)接收該粗控鈕的貫孔；該粗控鈕通過該貫孔，該粗控鈕的前端頂住該上機(jī)體的前壁面；由此而使該粗控鈕旋動(dòng)時(shí)能驅(qū)動(dòng)該上機(jī)體做前后的移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的可同時(shí) 進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其特征在于，該底座的一側(cè)邊鎖固一個(gè)側(cè)板，該側(cè)板有一個(gè)長(zhǎng)孔；該上機(jī)體左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)該長(zhǎng)孔的位置則有一個(gè)螺孔；一個(gè)螺栓穿過該長(zhǎng)孔而旋進(jìn)該上機(jī)體對(duì)應(yīng)的螺孔以將上機(jī)體與底座固定在螺孔上；該側(cè)板長(zhǎng)孔的長(zhǎng)軸遠(yuǎn)大于螺栓的螺徑而使該螺栓能在該長(zhǎng)孔的距離內(nèi)位移移動(dòng)，借此整個(gè)上機(jī)體能對(duì)應(yīng)該底座移動(dòng),使該粗控鈕推動(dòng)該上機(jī)體在底座上前后移動(dòng)到達(dá)所需要的位置。
5.如權(quán)利要求3所述的可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其特征在于，尚包含一個(gè)回復(fù)彈簧，其一端固定在該上機(jī)體上的一個(gè)固定軸，而另一端則固定在該底座上的另一個(gè)固定軸。
6.如權(quán)利要求4所述的可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，其特征在于，該上機(jī)體套合在該底座上，該上機(jī)體的前開孔是對(duì)應(yīng)該底座的前穿孔；該上機(jī)體的后開孔是對(duì)應(yīng)該底座的后穿孔；該微動(dòng)軸是穿過該上機(jī)體的前開孔及后開孔及該底座的前穿孔及后穿孔，而貫穿該基座；而該中空結(jié)構(gòu)即是形成為該中空部位；該支撐座能借助該上機(jī)體的上開孔而置入該中空部位；一個(gè)螺栓借助穿過該側(cè)板的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)孔而旋進(jìn)該上機(jī)體一側(cè)對(duì)應(yīng)的螺孔以固定在螺孔上；該微動(dòng)軸、該弱彈簧、該強(qiáng)彈簧以及該中空環(huán)狀推動(dòng)塊是依序置于該支撐座下方的空間；該粗控鈕通過該固定板片的貫孔后該粗控鈕的前端頂住該上機(jī)體的前壁面而能于該粗控鈕旋 動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)該上機(jī)體做前后的移動(dòng)。
專利摘要一種可同時(shí)進(jìn)行微米粗調(diào)及納米微調(diào)的光學(xué)位移器，包含:一微控鈕，一支撐座，一微動(dòng)軸，一弱彈簧，一中空環(huán)狀推動(dòng)塊，該微動(dòng)軸與該中空環(huán)狀推動(dòng)塊及該支撐座的內(nèi)凸緣可相對(duì)滑動(dòng)；一強(qiáng)彈簧，一粗控鈕，一基座，該基座的一端抵住該粗控鈕的中軸，當(dāng)該粗控鈕旋進(jìn)或旋退時(shí)，該基座將跟著前進(jìn)或后退進(jìn)行微米級(jí)的微調(diào)；該基座由一個(gè)底座及一個(gè)覆蓋在該底座的上機(jī)體組合而成，該上機(jī)體包含上開孔，上述的支撐座位于該上機(jī)體的上開孔中，并且該支撐座前后端與該上開孔的邊緣形成韌性的結(jié)構(gòu)，使得該支撐座能相對(duì)于該上機(jī)體的上表面進(jìn)行微小的移動(dòng)。其將納米位移器建構(gòu)在微米位移器的移動(dòng)部分之中，而達(dá)到更精密的位移效果。
文檔編號(hào)G02B7/00GK202995120SQ201220503469
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者章西澎 申請(qǐng)人:章西澎