CN1198068C - 传动机构 - Google Patents

Abstract

一种传动机构，设置于一光学装置中，用以改变一光学元件的角度，其主要包括一第一元件，一第二元件以及一回复元件。第一元件具有一斜面，且可沿一第一方向移动，其中且该斜面的法线方向与该第一方向所夹的角度为固定且不相互垂直。第二元件具有第一部分及第二部分，第一部分接触第一元件的斜面，第二部分则是枢接于光学装置中，且连接光学元件，当第一元件移动时，接触斜面的第一部分相对于斜面位移，并使第二部分旋转，以改变光学元件的角度。该回复元件与该第二元件连接，用以当该第一元件移动时保持该第二元件的该第一部分与该第一元件的斜面接触。

Description

传动机构

                          技术领域

本发明涉及一种传动机构，特别是涉及一种能够改变光学元件角度的传动机构。

                          技术领域

在可调式光衰减器(Variable Optical Attenuator，VOA)、或可调式滤波器(Tunable Filter)中，常是通过传动机构的动作来调整如玻璃或滤波片等的光学元件的倾斜角度，以得到不同的光折射量或波长。

如图1所示，现有的传动机构2主要包括一导螺杆203、一移动元件204，及一连杆205。导螺杆203是由一步进马达201所驱动，以使导螺杆203可通过其螺纹而移动。如图2所示，因为移动元件204嵌于导螺杆203中，故当导螺杆203被步进马达201推动前进时，移动元件204会在基座202上跟着移动。此外，移动元件204的一端具有一滚珠214(roller)，连杆205具有一滑槽215，且滚珠214能在滑槽215中滑动，因此，当移动元件204移动时，其一端的滚珠214会在滑槽215中滑动，而使得连杆205转动，进而使连接于连杆205一端的滤波片3转动。当滤波片3转动一角度时，由于其倾斜角度改变，则准直器4所输出的光，便可被滤出不同的中心波长。

虽然，若连杆的长度越长，则可使如滤波片的光学元件每次变动的角度越小，即使传动机构越能达到微调的功能，而提高其分辨率。然而，若连杆长度加长，则会使传动机构体积加大，以致于无法满足光电产品轻、薄、短、小的需求。

此外，虽然可以通过缩小导螺杆的螺距，以使移动元件每次移动的距离缩短，进而使光学元件每次变动的角度缩小，但是，因为螺距的缩小，会使制造困难程度大幅度提高，同时也会使制造成本提高。

因此，如何使传动机构的分辨率更高、体积更小实为一重要的课题。

                          发明内容

本发明的目的在于提供一种分辨率高且体积小的传动机构。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种传动机构，设置于一光学装置中，用以改变一光学元件的角度，包括：一第一元件，其具有一斜面，且可沿一第一方向移动，其中该斜面的法线方向与该第一方向所夹的角度为固定且不相互垂直；一第二元件，其具有一第一部分及一第二部分，该第一部分接触该第一元件的斜面，该第二部分枢接于该光学装置中且连接该光学元件，当该第一元件移动时，接触该斜面的该第一部分相对于该斜面位移，并使该第二部分旋转，以改变该光学元件的角度；以及一回复元件，与该第二元件连接，用以当该第一元件移动时保持该第二元件的该第一部分与该第一元件的斜面接触。

根据上述特征，当第一元件移动时，第二元件中的第一部分会相对于斜面上位移，以改变光学元件的角度，因此基于第一元件与第二元件两者间的几何关系，可以使光学元件每次转动时的角度很小，即可达到光学元件微调的作用，进而提高传动机构的分辨率，并可使整体的体积大幅度缩小。

                          附图说明

图1为现有传动机构的示意图；

图2为现有传动机构中，光学元件倾斜的示意图；

图3为本发明传动机构的立体示意图；

图4为本发明传动机构中主要元件相互动作的示意图。

                        具体实施方式

如图3所示，本发明较佳实施例的传动机构10设置于一光学装置1中，传动机构10主要包括一引导元件102、一第一元件103，及一第二元件。引导元件102可为具有螺纹的导螺杆(lead screw)，其通过驱动器101所驱动，驱动器101为一步进马达(stepping motor)，当驱动器101驱动引导元件102时，引导元件102会通过其表面的螺纹前后动作。根据右手定则，当驱动器101转动引导元件102，引导元件102会朝向一第一方向，即A方向移动，另外，固定连接于引导元件102一端的连接块112也会朝着A方向移动。

在本实施例中，第一元件103可为一具有斜面的滑块，其中斜面的法线方向与A方向所夹的角度为固定且不相互垂直。由于第一元件103与连接块112固定连接，因此当连接块112朝A方向移动时，第一元件103也会跟着移动。需注意的是，第一元件103的运动方向是平行于引导元件102的轴线方向。

第二元件具有一第一部分与一第二部分，第一部分设有一滚动构件105，其可为由玻璃所制的滚轮(roller)，且与第一元件103的斜面接触。第二部分枢接于光学装置1中且连接光学元件20，其中第二部分可由连接杆106与旋转部107所构成，连接杆106一端连接滚动构件105，另一端则是连接旋转部107，而旋转部107的一端面连接如滤波器(filler)或玻璃(glass)的光学元件20。

如图4所示，当第一元件103移动Δ时，滚动构件105会相对于第一元件103的斜面滚动。为使滚动构件105相对于第一元件103的斜面滑动时摩擦力减少，滚动构件105及第一元件103的斜面材料可采用玻璃，以使滚动构件105与第一元件103的斜面的摩擦系数降低。

此外，当第一元件103滑移动Δ时，接触其斜面的滚动构件105相对于斜面转动，并牵动连接杆106旋转θ角。因为连接杆106的一端连接于滚动构件105，另一端则连接于旋转部107，故当连接杆106转动一角度时，旋转部107也会相对地转动。再者，由于如滤波器的光学元件20固定于旋转部107的一端面，以当旋转部107转动θ角时，光学元件20也会转动θ角。

旋转部107的一侧连接了一回复元件117，且该回复元件117具有一弹性元件127，例如弹簧，连接于基板40上。当第一元件沿A方向前进或后退时，旋转部107转动，而回复元件117会使弹性元件127随着其弹力施给回复元件117一反向的弹性力，以使滚动构件105保持与第一元件103接触。

在光学装置1中的光学元件20两侧，可分别设置定位于基座31上的准直器(collimator)30。准直器30用以使光束平行入射至光学元件20中，再通过传动机构10以改变光学元件20的角度，从而得到不同的光折射量，或过滤出不同的波长。

承上所述，当第一元件移动时，光学元件会进行相对地转动，而使其产生不同的倾斜角度。由于在本实施例中，第一元件的移动方向与引导元件的轴向平行，因此整体的体积可大幅度地缩小。

此外，根据几何关系，本实施例的传动机构可利用改变第一元件的斜面的倾斜角度及连接杆的长度来改变分辨率。例如，当连接杆的长度不变，而第一元件斜面的相对于基板的夹角减小，则可使第一元件移动时，光学元件相对转动的角度减小，即提高了产品的分辨率(resolution)。若第一元件及第二元件采用适当尺寸，则可进一步缩小传动机构的体积、同时维持高分辨率。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何不超出本发明的精神而进行的等效改进与变更，均应包括于本发明的权利要求中。

Claims (10)

1.一种传动机构，设置于一光学装置中，用以改变一光学元件的角度，包括：

一第一元件，其具有一斜面，且可沿一第一方向移动，其中该斜面的法线方向与该第一方向所夹的角度为固定且不相互垂直；

一第二元件，其具有一第一部分及一第二部分，该第一部分接触该第一元件的斜面，该第二部分枢接于该光学装置中且连接该光学元件，当该第一元件移动时，接触该斜面的该第一部分相对于该斜面位移，并使该第二部分旋转，以改变该光学元件的角度；以及

一回复元件，与该第二元件连接，用以当该第一元件移动时保持该第二元件的该第一部分与该第一元件的斜面接触。

2.如权利要求1所述的传动机构，还包括：

一驱动器；以及

一引导元件，其由该驱动器驱动以引导该第一元件沿该第一方向移动。

3.如权利要求2所述的传动机构，其中该驱动器为一步进马达。

4.如权利要求2所述的传动机构，其中该引导元件为一导螺杆。

5.如权利要求4所述的传动机构，其中该第一元件的运动方向与该导螺杆的轴向平行。

6.如权利要求1所述的传动机构，其中该第二元件包括：

一滚动构件，其设置于该第二元件的该第一部分，并接触该第一元件的斜面。

7.如权利要求6所述的传动机构，其中该第二元件的第二部分包括：

一旋转部，其枢接于该光学装置中，且连接该光学元件；以及

一连接杆，其一端连接该旋转部，且另一端连接该滚动构件。

8.如权利要求6所述的传动机构，其中该滚动构件为一滚轮。

9.如权利要求6所述的传动机构，其中该滚动构件为玻璃所构成。

10.如权利要求1所述的传动机构，其中该第一元件的斜面是由玻璃所构成。

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