離軸光學(xué)元件精密定位調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于離軸光學(xué)器件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種離軸光學(xué)元件精密定位調(diào)整裝置。該調(diào)整裝置由離軸光學(xué)元件、鎖定螺釘、彈簧鋼片、調(diào)整基座、調(diào)節(jié)螺釘、固定螺釘組成；彈簧鋼片整體呈凸字形，其下部兩側(cè)分別設(shè)有窗口；整體形狀與離軸光學(xué)元件的形狀匹配；離軸光學(xué)元件和彈簧鋼片由固定螺釘固定；調(diào)整基座和彈簧鋼片由鎖定螺釘固定；通過調(diào)整基座的2個調(diào)節(jié)螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)量，實現(xiàn)離軸光學(xué)元件俯仰角度和偏擺角度的調(diào)整。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、靈敏度高、穩(wěn)定性好，可適用于離軸光學(xué)元件的角度調(diào)整，也適用于其他同軸光學(xué)元件、自適應(yīng)鏡、CCD成像組件等光學(xué)元器件的角度調(diào)整。
【專利說明】離軸光學(xué)元件精密定位調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于離軸光學(xué)器件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種能對光學(xué)系統(tǒng)中的離軸光學(xué)元件進(jìn)行角度方位調(diào)節(jié)和定位的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]離軸光學(xué)元件是一種極其重要的光學(xué)器件，它包括平面光學(xué)元件、自由曲面元件，離軸非球面光學(xué)元件、功能結(jié)構(gòu)光學(xué)表面、光學(xué)棱鏡，在成像光學(xué)領(lǐng)域和照明光學(xué)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。隨著離軸光學(xué)元件加工和檢測水平的日益提高，越來越多的光學(xué)儀器采用了離軸光學(xué)元件進(jìn)行設(shè)計。其主要有結(jié)構(gòu)緊湊、成像質(zhì)量好、光譜寬、重量輕等優(yōu)點。采用離軸光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)可以校正像差，提高成像質(zhì)量，實現(xiàn)特殊的成像效果。如在超薄投影儀中采用離軸光學(xué)元件后，可以把投射比減小到0.2以下，即可以實現(xiàn)超短距離投射出大的成像畫幅；如在平行光管中采用離軸拋物鏡可以實現(xiàn)對不同波長的光進(jìn)行準(zhǔn)直，而無需調(diào)焦；如在離軸三反望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，采用離軸光學(xué)元件可以實現(xiàn)高分辨率、大視場、長焦距、寬光譜的成像要求，并且無中間遮攔。如在光刻機(jī)中采用離軸照明可以提高光的均勻照度，進(jìn)而提高光刻機(jī)的分辨率，其中在EUV光刻機(jī)的照明系統(tǒng)和投影成像系統(tǒng)中大量采用了離軸光學(xué)元件。
[0003]光學(xué)元件的裝調(diào)都應(yīng)該確保光學(xué)元件在給定的公差范圍內(nèi)，對公差要求低的光學(xué)元件可以通過公差配合的方式確保其裝配精度。而對于公差要求高的光學(xué)元件則需要采用調(diào)節(jié)裝置對其調(diào)節(jié)，以確保光學(xué)元件在合理的公差范圍內(nèi)。由于離軸光學(xué)元件的方位角度誤差影響比同軸系統(tǒng)的大，所以離軸光學(xué)元件的裝配精度要比同軸系統(tǒng)裝配精度高。而常用的調(diào)節(jié)方式是采用復(fù)雜的角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，如二維角度調(diào)整臺，三維角度調(diào)整臺等，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高、穩(wěn)定性不好、靈敏度不高，且不能同時對離軸光學(xué)元件進(jìn)行固定。
[0004]離軸光學(xué)元件的調(diào)整分為兩步即位置調(diào)整和角度調(diào)整。位置調(diào)整就是保證離軸光學(xué)元件的前后方位，左右方位在公差給定的范圍內(nèi)。角度調(diào)整是保證離軸光學(xué)元件的偏擺和俯仰在給定的公差范圍內(nèi)。通過位置調(diào)整和角度調(diào)整的目的是實現(xiàn)離軸光學(xué)元件的光軸與光學(xué)系統(tǒng)的光軸在給定公差范圍內(nèi)，并且和其他光學(xué)元件的相對位置也在給定的公差范圍內(nèi)。位置調(diào)整屬于初步調(diào)整，采用常規(guī)的方法很容易實現(xiàn)離軸光學(xué)元件的位置調(diào)整和固定。而角度調(diào)整屬于精細(xì)調(diào)整，角度調(diào)整裝置一般由支撐架、調(diào)整基座、反射鏡框、連接彈簧、支撐球、調(diào)節(jié)螺釘組成，其中調(diào)整基座與反射鏡框通過支撐球進(jìn)行支撐，通過連接彈簧進(jìn)行固定，在通過連接彈簧附近的調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整。雖然這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)離軸光學(xué)元件角度調(diào)整，但是使用彈簧進(jìn)行連接，離軸光學(xué)元件也難以得到有效的固定，導(dǎo)致其可靠性低；同時還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件多、尺寸大、成本高等問題。這就要求我們設(shè)計新的調(diào)整和固定裝置，使其在完成調(diào)整任務(wù)的同時也能實現(xiàn)對離軸光學(xué)元件進(jìn)行固定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、靈敏度高、穩(wěn)定性好的能對離軸光學(xué)元件進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，同時對離軸光學(xué)元件進(jìn)行固定的調(diào)整裝置。
[0006]本發(fā)明提供的調(diào)整裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由離軸光學(xué)元件1、鎖定螺釘2、彈簧鋼片3、調(diào)整基座4、調(diào)節(jié)螺釘5、固定螺釘6組成；所述彈簧鋼片3整體呈凸字形，其下部兩側(cè)分別設(shè)有窗口 ；整體形狀與離軸光學(xué)元件I的形狀匹配；彈簧鋼片3的頭部兩側(cè)開有鎖定螺孔，下部四角開有固定螺孔；所述離軸光學(xué)元件I和彈簧鋼片3由固定螺釘6通過固定螺孔進(jìn)行固定；所述調(diào)整基座4和彈簧鋼片3由鎖定螺釘2通過鎖定螺孔進(jìn)行固定；調(diào)整基座4的下部設(shè)有2個調(diào)節(jié)螺孔，2個調(diào)節(jié)螺釘5穿過調(diào)節(jié)螺孔與彈簧鋼片3下部接觸，通過調(diào)節(jié)螺釘5的調(diào)節(jié)量使彈簧鋼片3產(chǎn)生彈性形變，進(jìn)而實現(xiàn)傾斜角度(包括俯仰角度與偏擺角度)的調(diào)整，同時，彈簧鋼片3的彈性形變產(chǎn)生的彈性力，使調(diào)整后的離軸光學(xué)元件I和彈黃鋼片3固定在調(diào)整基座4上。
[0007]本發(fā)明中，彈簧鋼片3的角度調(diào)節(jié)量可根據(jù)需要設(shè)定。在一個實施例中，彈簧鋼片3的角度調(diào)節(jié)量為±2.5度。
[0008]本發(fā)明中，調(diào)節(jié)螺釘5調(diào)節(jié)量可根據(jù)需要設(shè)定，例如調(diào)節(jié)量可設(shè)定為3— 6 mm。在一個實施例中，調(diào)節(jié)螺釘5調(diào)節(jié)量為5mm，可以實現(xiàn)離軸光學(xué)元件俯仰±2.5度和偏擺±2.5度的調(diào)整。
[0009]本發(fā)明的調(diào)整裝置使用彈簧鋼片取代原有的由連接彈簧、支撐球、精密調(diào)節(jié)螺釘組成的調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過彈簧鋼片的彈性形變來實現(xiàn)角度調(diào)整，從而簡化調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)。該調(diào)整裝置在完成調(diào)整的同時還能起到的固定作用，調(diào)整靈敏度高，精度高，穩(wěn)定性好。
[0010]本發(fā)明的調(diào)整裝置可以實現(xiàn)小型化并減輕機(jī)構(gòu)重量，以適用于不同尺寸的離軸光學(xué)元件的調(diào)整。
[0011]本發(fā)明的調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，使用方便。
[0012]本發(fā)明的調(diào)整裝置的彈簧鋼片采用的是常用材料，成本低，易制造。
[0013]本發(fā)明的調(diào)整裝置不但適用于離軸光學(xué)元件的角度調(diào)整，也適用于其他同軸光學(xué)元件、自適應(yīng)鏡、CCD成像組件等光學(xué)元器件的角度調(diào)整，同時也可廣泛適用于其他調(diào)整領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為調(diào)整裝置的剖面圖。
[0016]圖3為彈簧鋼片結(jié)構(gòu)圖示。
[0017]圖中標(biāo)號:1為離軸光學(xué)元件、2為鎖定螺釘、3為彈簧鋼片、4為調(diào)整基座、5為調(diào)節(jié)螺釘、6為固定螺釘。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，調(diào)整裝置由離軸光學(xué)元件1、鎖定螺釘2、彈簧鋼片3、調(diào)整基座4、調(diào)節(jié)螺釘5、固定螺釘6組成。
[0019]如圖1所示，調(diào)整裝置的離軸光學(xué)元件I和彈簧鋼片3是通過固定螺釘6進(jìn)行固定。本實施案例鎖定螺釘為M4 X 8mm。
[0020]如圖2所示，調(diào)整裝置的調(diào)整基座4和彈簧鋼片3是通過鎖定螺釘2進(jìn)行固定的。本實施案例鎖定螺釘為M4X6mm。
[0021]如圖3所示，彈簧鋼片3上有6個連接孔，固定螺釘6通過下面4個連接孔可以把離軸光學(xué)元件I和彈簧鋼片3進(jìn)行固定，固定螺釘2通過上面2個連接孔可以把調(diào)整基座4和彈簧鋼片3進(jìn)行固定。彈簧鋼片的材質(zhì)可以為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼。本實施案例的彈簧鋼片的材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼。
[0022]如圖2所示，彈簧鋼片在制造時應(yīng)預(yù)留一定的彈性形變量，以方便調(diào)節(jié)螺釘5進(jìn)行調(diào)節(jié)。本實施的彈簧鋼片厚度為4mm，彈性形變量為3mm，角度調(diào)節(jié)量為±2.5°。
[0023]如圖2所示，調(diào)整裝置是通過調(diào)節(jié)螺釘5調(diào)節(jié)量的變化，使彈簧鋼片3產(chǎn)生彈性形變，進(jìn)而實現(xiàn)傾斜角度的調(diào)整。本實例案例有2個調(diào)節(jié)螺釘5，調(diào)節(jié)螺釘5調(diào)節(jié)量為5_，可以實現(xiàn)離軸光學(xué)元件俯仰±2.5°和偏擺±2.5°的調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種離軸光學(xué)元件精密定位調(diào)整裝置，其特征在于由離軸光學(xué)元件、鎖定螺釘、彈簧鋼片、調(diào)整基座、調(diào)節(jié)螺釘、固定螺釘組成；所述彈簧鋼片整體呈凸字形，其下部兩側(cè)分別設(shè)有窗口 ；整體形狀與離軸光學(xué)元件的形狀匹配；彈簧鋼片的頭部兩側(cè)開有鎖定螺孔，下部四角開有固定螺孔；所述離軸光學(xué)元件和彈簧鋼片由固定螺釘通過固定螺孔進(jìn)行固定；所述調(diào)整基座和彈簧鋼片由鎖定螺釘通過鎖定螺孔進(jìn)行固定；調(diào)整基座的下部設(shè)有2個調(diào)節(jié)螺孔，2個調(diào)節(jié)螺釘穿過調(diào)節(jié)螺孔與彈簧鋼片下部接觸，通過調(diào)節(jié)螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)量使彈簧鋼片產(chǎn)生彈性形變，進(jìn)而實現(xiàn)傾斜角度的調(diào)整，同時，彈簧鋼片的彈性形變產(chǎn)生的彈性力，使調(diào)整后的離軸光學(xué)元件和彈簧鋼片固定在調(diào)整基座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離軸光學(xué)元件精密定位調(diào)整裝置，其特征在于彈簧鋼片的角度調(diào)節(jié)量為±2.5度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離軸光學(xué)元件精密定位調(diào)整裝置，其特征在于調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)量為3— 6 mm,以實現(xiàn)離軸光學(xué)元件俯仰±2.5度和偏擺±2.5度的調(diào)整。
【文檔編號】G02B7/00GK103487911SQ201310472198
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】徐敏, 王軍華 申請人:復(fù)旦大學(xué)