CN220040842U - 一种光学装置及其微调组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学装置及其微调组件，该微调组件包括：固定座，用于紧固在预设载体上；装载部，与固定座连接且具有内装载体，内装载体用于装载光学元件且将光学元件置于光路之中；第一调节机构，连接在固定座上，用于调节装载部沿第一方向移动；第二调节机构，连接在装载部上，用于调节内装载体沿第二方向移动；第一方向和第二方向交叉于一运动平面内，运动平面与光学元件所在的光路相倾斜。本方案先通过内装载体装载光学元件并将其置于光路之中，再通过第一调节机构和第二调节机构配合使用，可使得光学元件在光路中的位置实现两个自由度的调节，即可实现光学元件在光路中偏心位置的调节，甚至可实现微小的光学元件在光路中进行位置调节。

Description

一种光学装置及其微调组件

技术领域

本实用新型涉及光学元件安装技术领域，特别涉及一种光学装置及其微调组件。

背景技术

在光路中会用到很多个光学元件(如透镜、偏振片、滤波片、波片、光阑等)，各光学元件必须沿光路的光轴顺序设置，尤其是透镜、光阑等光学元件的中心线一定要与光路的光轴重合，这样才能满足光路的应用要求。

在以往的光学元件装配过程中，多使用安装座对各光学元件进行位置固定，安装座必须经过反复的调试才能满足倾斜、偏心、轴向位置等方面的要求。目前使用的安装座还存在加工精度不够、可调性差的情况，则将影响光学元件的装配精度，还会使得调试过程变得异常复杂。特别是针对微小光学元件的安装座，安装座尤其是其调节部分的结构往往被设计得笨重且复杂，难以对光路组件(如筒镜)中微小的光学元件进行位置调节，进而也难以满足紧凑型光路组件的应用要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种微调组件，首先通过内装载体装载光学元件并将光学元件置于光路之中，然后通过第一调节机构和第二调节机构的配合使用，可使得光学元件在光路中的位置可实现两个自由度的调节，即可实现光学元件在光路中偏心位置的调节，如此一来，进而可实现微小的光学元件在光路中进行位置调节，从而可满足紧凑型光路组件的应用要求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微调组件，包括：

固定座，用于紧固在预设载体上；

装载部，与所述固定座连接且具有内装载体，所述内装载体用于装载光学元件且将所述光学元件置于光路之中；

第一调节机构，连接在所述固定座上，用于调节所述装载部沿第一方向移动；

第二调节机构，连接在所述装载部上，用于调节所述内装载体沿第二方向移动；

其中，所述第一方向和所述第二方向交叉于一运动平面内，所述运动平面与所述光学元件所在的光路相倾斜。

优选地，所述装载部还包括：外框；

所述外框的外侧壁挠性连接于所述固定座，所述内装载体挠性连接于所述外框的内侧壁；

所述第一调节机构抵接于所述外框，用于驱动所述外框和与其内侧壁连接的所述内装载体沿所述第一方向移动；

所述第二调节机构穿过所述外框并抵接于所述内装载体，用于驱动所述内装载体沿所述第二方向移动。

优选地，所述内装载体具有背向设置的两个体侧面，其中一个体侧面开设有用于安装所述光学元件的卡槽，另一个体侧面开设有贯通至所述卡槽的透视孔，所述透视孔用于穿过所述光学元件所在的光路。

优选地，所述装载部还包括：第一柔性臂和第二柔性臂；

所述外框的外侧壁连接所述第一柔性臂的一端，所述第一柔性臂的另一端形成有固定部且所述固定部固定在所述固定座上；所述内装载体通过所述第二柔性臂连接于所述外框的内侧壁。

优选地，所述外框、所述内装载体、所述第一柔性臂、所述固定部和所述第二柔性臂为一体化结构。

优选地，所述固定座包括：对合卡接在所述预设载体上的第一卡座和第二卡座，所述固定部固定在所述第一卡座，所述外框位于所述第一卡座与所述第二卡座之间；

所述第一调节机构包括：

两个第一调节件，均螺纹连接在所述第二卡座上且沿所述第一方向相对设置，用于从相对两侧分别驱动所述外框在所述第一方向上进行移动。

优选地，所述第二卡座上设有供所述外框伸入的调节槽；

两个所述第一调节件的末端分别伸进所述调节槽内，与所述外框伸入所述调节槽的相对两侧外壁抵接配合。

优选地，所述第二调节机构包括：

两个第二调节件，分别螺纹连接于所述固定部和所述外框且沿所述第二方向相对设置，所述固定部上的所述第二调节件还贯穿所述外框，两个所述第二调节件的末端用于同所述内装载体两相对外壁抵接配合。

优选地，所述外框开设有避让孔，用于让所述固定部上的所述第二调节件贯穿通过。

一种光学装置，包括：光源、光路组件、光学元件和微调组件，所述光源用于向所述光路组件发送光束，所述光学元件通过所述微调组件置于所述光路组件的光路之中，所述微调组件为如上所述的微调组件。

优选地，所述光路组件为所述微调组件的预设载体，所述预设载体被配置为镜筒，所述固定座紧固在所述镜筒的外侧；所述镜筒上开设有允许所述装载部伸入筒内的开口，且所述镜筒的轴线与所述光学元件所在的光路重合。

优选地，所述光学元件为光阑或透镜。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的微调组件，首先通过内装载体装载光学元件并将光学元件置于光路之中，然后通过第一调节机构和第二调节机构的配合使用，可使得光学元件在光路中的位置可实现两个自由度的调节，即可实现光学元件在光路中偏心位置的调节，如此一来，进而可实现微小的光学元件在光路中进行位置调节，从而可满足紧凑型光路组件的应用要求。

本实用新型还提供了一种光学装置，由于采用了上述的微调组件，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的镜筒和微调组件装配后的立体结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的镜筒和微调组件装配后的立体结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的镜筒的等轴侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的镜筒的结构正视图；

图5为本实用新型实施例提供的微调组件的立体结构示意图之一；

图6为本实用新型实施例提供的微调组件的立体结构示意图之二；

图7为本实用新型实施例提供的微调组件的立体结构示意图之三；

图8为本实用新型实施例提供的微调组件的正视图；

图9为本实用新型实施例提供的微调组件中第一调节机构和第二调节机构的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的微调组件中固定座和装载部的结构示意图。

1为固定座，11为第一卡座，12为第二卡座，121调节槽，2为光学元件，3为镜筒，31为开口，41为外框，411为避让孔，42为内装载体，421为透视孔，43为第一柔性臂，44为第二柔性臂，45为固定块，5为第一双螺钉调节组件，51为第一调节螺钉，6为第二双螺钉调节组件，61为第二调节螺钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的微调组件，应用于光学装置，如图1和图5，包括：固定座1，用于紧固在预设载体上；装载部，与固定座1为可活动连接且具有内装载体42，内装载体42用于装载光学元件2且将光学元件2置于光路之中；第一调节机构，连接在固定座1上，用于调节装载部沿第一方向移动；第二调节机构，连接在装载部上，用于调节内装载体42沿第二方向移动；其中，第一方向和第二方向交叉于一运动平面内，运动平面与光学元件2所在的光路相倾斜。

需要说明的是，预设载体可以为光学装置的光路组件，如镜筒3(如图1所示)，当然也可以是光机背板、支架、座体等部件；内装载体42用于装载光学元件2且将光学元件2置于光路组件的光路之中。其中，第一方向和第二方向可垂直交叉于一运动平面内(即第一方向和第二方向在该运动平面为正交关系)，且该运动平面与光学元件2所在的光路可相垂直，不排除由于配装误差引起该运动平面与光学元件2所在的光路相倾斜(如两者构成的夹角为80°)的情况。也就是说，本方案通过第一调节机构和第二调节机构的配合使用，可使得光学元件2在光路中的位置实现两个自由度的调节，即可实现光学元件2在光路偏心位置的调节，如此一来，从而可实现对位于光路中微小的光学元件2进行位置调节，以此满足紧凑型光路组件的应用要求。另外，本方案的光学元件2可为光阑或透镜等部件。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的微调组件，首先通过内装载体装载光学元件并将光学元件置于光路之中，然后通过第一调节机构和第二调节机构的配合使用，可使得光学元件在光路中的位置实现两个自由度的调节，即可实现光学元件在光路中偏心位置的调节，如此一来，可实现微小的光学元件在光路中进行位置调节，从而可满足紧凑型光路组件的应用要求。

在本方案中，如图5所示，装载部还包括：外框41；外框41第一边框的外侧壁挠性连接于固定座1；其中，如图9所示，外框41为四边形框体，即由第一边框、第二边框、第三边框和第四边框围合连接而成，且外框41伸入镜筒3通道内时其与镜筒3的轴线垂直分布。

内装载体42挠性连接于外框41与第一边框相邻的第二边框的内侧壁；第一调节机构用于调节外框41以使得外框41和与其内侧壁连接的内装载体42沿第一方向移动。

第二调节机构用于调节内装载体42以使得内装载体42沿第二方向移动。即通过调节外框41和内装载体42的位置，以便于实现光学元件2偏心位置的调节(即使得光阑上小孔的中心线与光路光轴重合)。当然，本方案还可以采用另外一种调节方式以实现光学元件2偏心位置的调节，即可使得第一调节机构用于调节内装载体42以使得内装载体42沿第二方向移动，第二调节机构用于调节外框41以使得外框41和与其内侧壁连接的内装载体42沿第一方向移动。

也就是说，本方案的装载部采用内外分体式结构，以便于两个调节机构对其两个分体式结构进行一一对应调节，从而便于更好实现光学元件2在光路中偏心位置的调节。

进一步地，内装载体42具有背向设置的两个体侧面，其中，两个体侧面垂直于光学元件2所在的光路，如图10所示，一个体侧面(内装载体42的后侧壁)开设有用于安装光学元件3的卡槽，如图6所示，另一个体侧面(内装载体42的前侧壁)沿光学元件2所在的光路开设有贯通至卡槽的透视孔421，透视孔421用于穿过光学元件2所在的光路，且透视孔421与卡槽同心分布。其中，透视孔421和卡槽均沿镜筒3的轴线分布且透视孔421位于卡槽的前侧。也就是说，内装载体42设有用于卡接光学元件3的卡槽，此种方式具有结构简单、安装便捷等特点。当然，光学元件3还可以通过其它方式安装于内装载体42的后侧壁，比如粘接，此处不再赘述。此外，如图10所示，卡槽周边设置多个圆孔并形成沉槽结构，如此方便装配或更换光阑。

再进一步地，如图9所示，装载部还包括：第一柔性臂43和第二柔性臂44。

外框41第一边框的外侧壁连接第一柔性臂43，第一柔性臂43的另一端形成有固定部且固定部固定在固定座1上；内装载体42通过第二柔性臂44连接于外框41的第二边框的内侧壁。也就是说，该微调组件的固定部、外框41和内装载体42这三者的两两之间通过柔性臂连接。其中，如图8所示，第一柔性臂43沿第二方向(如图8中的左右方向)设置，且其两端分别与固定部和外框41第一边框的外侧壁连接，第二柔性臂44沿第一方向(如图8中的上下方向)设置，且其两端分别与内装载体42和外框41第二边框的内侧壁连接。如此一来，可使得外框41第一边框的外侧壁悬臂柔性连接于固定部，内装载体42悬臂柔性连接于外框41第二边框的内侧壁，然后再通过两个调节机构的配合使用，从而便于更好实现光学元件2在光路中偏心位置的调节。

具体地，如图10所示，外框41、内装载体42、第一柔性臂43、固定部和第二柔性臂44为一体化结构，且均为薄板结构。其中，该薄板结构的厚度为1-10mm。也就是说，该微调组件的装载部为一体式薄板结构，以便于该微调组件能够将微小的光学元件2置于光路中，如该微调组件能够便于将微小的光学元件2伸入镜筒3的通道内进行位置调节，而且也避免微调组件结构笨重且复杂。

在本方案中，如图2所示，固定座1包括：可对合卡接在预设载体上的第一卡座11和第二卡座12，其两者结构可参照图5至8所示，固定部固定在第一卡座11，外框41位于第一卡座11与第二卡座12之间；其中，第一卡座11和第二卡座12可对合卡装紧固在预设载体(如镜筒3)的外壁，即固定座1采用对合卡接的方式装配于镜筒3的外壁，具有结构简单、装配便捷等特点；如图5所示，固定部可优选为固定块45，且可通过螺钉组件连接固定于第一卡座11的前端面。

更为具体地，为确保第一卡座11和第二卡座12对合装配连接的便捷和可靠，作为优选，如图7所示，第一卡座11和第二卡座12通过螺钉组件对合装配连接。其中，该螺钉组件为两组螺钉，一组用于连接第一卡座11和第二卡座12的顶部，另一组用于连接第一卡座11和第二卡座12的底部。此外，还可通过移动两个卡座在镜筒3的筒壁的位置，可实现对光学元件2在镜筒3内的轴向位置的调节。当然，第一卡座11和第二卡座12还可以采用其它的对合装配连接方式，比如卡扣连接，此处不再赘述。

第一调节机构包括：两个第一调节件，沿第一方向分别相向贯通设置于第二卡座12的两部分，其末端用于同外框41两相对外壁抵接配合；其中，两个第一调节件沿第一方向分别相向贯通设置于第二卡座12的顶部和底部。其中，两个第一调节件分别与第二卡座12的两部分为螺纹配合。如图5所示，第一调节机构即为第一双螺钉调节组件5，每个第一调节件均为第一调节螺钉51，相应地，第二卡座12的两部分均开设有用于同对应第一调节螺钉51配合的内螺纹通孔。也就是说，如图8所示，外框41通过第一双螺钉调节组件5的调节，可使得外框41沿第一方向(图8的上下方向)的微小移动，此种调节方式具有结构简单、调节便捷等特点。

具体地，如图8所示，第二卡座12的两部分之间设有可供外框41伸入的调节槽121；其中，调节槽121位于第二卡座12的前端面，外框41与第一边框相对的第四边框伸入第二卡座12的调节槽121。

两个第一调节件的末端分别伸进调节槽121内，用于同外框41伸入调节槽121的部分的两相对外壁抵接配合。本方案如此设计，以便于第一双螺钉调节组件5对外框41进行调节。

进一步地，如图5所示，第二调节机构包括：两个第二调节件，沿第二方向分别相向贯通设置于固定部和外框41的第四边框，且贯通设置于固定部的第二调节件还穿过外框41，两个第二调节件的末端用于同内装载体42两相对外壁抵接配合。其中，两个第二调节件分别与固定部和外框41为螺纹配合。如图5所示，第二调节机构即为第二双螺钉调节组件6，每个第二调节件均为第二调节螺钉61，相应地，固定部和外框41的第四边框均开设有用于同对应第二调节螺钉61配合的内螺纹通孔。也就是说，如图8所示，内装载体42通过第二双螺钉调节组件6的调节，可使得内装载体42沿第二方向(图8的左右方向)的微小移动。此外，本方案中的第一调节螺钉51和第二调节螺钉61可为细螺纹螺丝，或为千分螺丝，甚至可以为微分头。

换言之，本方案的两个调节机构均为双螺钉调节组件，此种调节方式具有结构简单、调节便捷等特点，而且本方案的装载部采用薄板结构和柔性连接的设计方式，还可使得本方案微调组件的结构小巧且简单，从而有助于能更好地满足精密光路的设计要求。

再进一步地，如图5所示，外框41的第一边框开设有避让孔411，用于穿过贯通设置于固定部的第二调节件，避免该第二调节螺钉61发生调节干涉。

本实用新型实施例还提供了一种光学装置，包括：光源、光路组件、光学元件2和微调组件，光源用于为光路组件提供光源，光学元件2通过微调组件置于光路组件的光路之中，所述微调组件为如上所述的微调组件。由于本方案采用了上述的微调组件，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

在本方案中，如图1所示，光路组件为微调组件的预设载体，预设载体为镜筒3，固定座1紧固在镜筒3的外侧；镜筒3上开设有允许装载部伸入筒内的开口，且镜筒3的轴线与光学元件2所在的光路重合。

其中，如图3所示，镜筒3具有中空的通道，在通道中装配透镜、偏振片、滤波片、波片、光栅、光阑等光学元件2；如图4所示，镜筒3的筒壁设有连通其通道的开口31，装载部用于装载光学元件2后从该开口31伸入镜筒3的通道内以进行位置调节。此外，装载部为薄板结构，便于其从镜筒3的开口31伸入其通道内，而且光学元件2随装载部伸入镜筒3的通道内时其与镜筒3的轴线垂直分布，并且通过第一调节机构和第二调节机构的配合使用，可使得光学元件2在镜筒3通道内的位置可实现两个自由度的调节，即可实现光学元件2在镜筒3通道内偏心位置的调节，如此一来，从而可实现对筒镜3中微小的光学元件2进行位置调节，以此满足紧凑型镜筒3的应用要求。

具体地，光学元件2为光阑或透镜。

综上所述，本方案是在筒镜3上加装一个可柔性调节的安装座，且该安装座可设置光阑等光学元件2，然后通过微调螺钉可实现对光学元件2的轴向位置、偏心位置的调节。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种微调组件，其特征在于，包括：

固定座(1)，用于紧固在预设载体上；

装载部，与所述固定座(1)连接且具有内装载体(42)，所述内装载体(42)用于装载光学元件(2)且将所述光学元件(2)置于光路之中；

第一调节机构，连接在所述固定座(1)上，用于调节所述装载部沿第一方向移动；

第二调节机构，连接在所述装载部上，用于调节所述内装载体(42)沿第二方向移动；

其中，所述第一方向和所述第二方向交叉于一运动平面内，所述运动平面与所述光学元件(2)所在的光路相倾斜。

2.根据权利要求1所述的微调组件，其特征在于，所述装载部还包括：外框(41)；

所述外框(41)的外侧壁挠性连接于所述固定座(1)，所述内装载体(42)挠性连接于所述外框(41)的内侧壁；

所述第一调节机构抵接于所述外框(41)，用于驱动所述外框(41)和与其内侧壁连接的所述内装载体(42)沿所述第一方向移动；

所述第二调节机构穿过所述外框(41)并抵接于所述内装载体(42)，用于驱动所述内装载体(42)沿所述第二方向移动。

3.根据权利要求1所述的微调组件，其特征在于，所述内装载体(42)具有背向设置的两个体侧面，其中一个体侧面开设有用于安装所述光学元件(2)的卡槽，另一个体侧面开设有贯通至所述卡槽的透视孔(421)，所述透视孔(421)用于穿过所述光学元件(2)所在的光路。

4.根据权利要求2所述的微调组件，其特征在于，所述装载部还包括：第一柔性臂(43)和第二柔性臂(44)；

所述外框(41)的外侧壁连接所述第一柔性臂(43)的一端，所述第一柔性臂(43)的另一端形成有固定部且所述固定部固定在所述固定座(1)上；所述内装载体(42)通过所述第二柔性臂(44)连接于所述外框(41)的内侧壁。

5.根据权利要求4所述的微调组件，其特征在于，所述外框(41)、所述内装载体(42)、所述第一柔性臂(43)、所述固定部和所述第二柔性臂(44)为一体化结构。

6.根据权利要求4所述的微调组件，其特征在于，所述固定座(1)包括：对合卡接在所述预设载体上的第一卡座(11)和第二卡座(12)，所述固定部固定在所述第一卡座(11)，所述外框(41)位于所述第一卡座(11)与所述第二卡座(12)之间；

所述第一调节机构包括：

两个第一调节件，均螺纹连接在所述第二卡座(12)上且沿所述第一方向相对设置，用于从相对两侧分别驱动所述外框(41)在所述第一方向上进行移动。

7.根据权利要求6所述的微调组件，其特征在于，所述第二卡座(12)上设有供所述外框(41)伸入的调节槽(121)；

两个所述第一调节件的末端分别伸进所述调节槽(121)内，与所述外框(41)伸入所述调节槽(121)的相对两侧外壁抵接配合。

8.根据权利要求4所述的微调组件，其特征在于，所述第二调节机构包括：

两个第二调节件，分别螺纹连接于所述固定部和所述外框(41)且沿所述第二方向相对设置，所述固定部上的所述第二调节件还贯穿所述外框(41)，两个所述第二调节件的末端用于同所述内装载体(42)的两侧外壁抵接配合。

9.根据权利要求8所述的微调组件，其特征在于，所述外框(41)开设有避让孔(411)，所述避让孔(411)用于使所述固定部上的所述第二调节件贯穿通过。

10.一种光学装置，其特征在于，包括：光源、光路组件、光学元件(2)和微调组件，所述光源用于向所述光路组件发送光束，所述光学元件(2)通过所述微调组件置于所述光路组件的光路之中；其中，所述微调组件为如权利要求1-9任意一项所述的微调组件。

11.根据权利要求10所述的光学装置，其特征在于，所述光路组件被配置为所述微调组件的预设载体，所述预设载体为镜筒(3)，所述固定座(1)紧固在所述镜筒(3)的外侧；所述镜筒(3)上开设有允许所述装载部伸入筒内的开口，且所述镜筒(3)的轴线与所述光学元件(2)所在的光路重合。

12.根据权利要求10所述的光学装置，其特征在于，所述光学元件(2)为光阑或透镜。