ES2314204T3 - Dispositivos flexibles. - Google Patents
Dispositivos flexibles. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2314204T3 ES2314204T3 ES03727727T ES03727727T ES2314204T3 ES 2314204 T3 ES2314204 T3 ES 2314204T3 ES 03727727 T ES03727727 T ES 03727727T ES 03727727 T ES03727727 T ES 03727727T ES 2314204 T3 ES2314204 T3 ES 2314204T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- actuator
- configuration
- bending
- flexion
- flex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3566—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details involving bending a beam, e.g. with cantilever
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
- G02B6/4226—Positioning means for moving the elements into alignment, e.g. alignment screws, deformation of the mount
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3502—Optical coupling means having switching means involving direct waveguide displacement, e.g. cantilever type waveguide displacement involving waveguide bending, or displacing an interposed waveguide between stationary waveguides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/3578—Piezoelectric force
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Dispositivo de flexión (3, 31, 71, 75, 83, 86) adecuado para su utilización con un dispositivo (5, 53, 60) de direccionado de un haz óptico o formando parte del mismo y destinado a soportar y transmitir movimiento a cualquier elemento apropiado (4, 52, 82), comprendiendo dicho dispositivo: una estructura de soporte (1, 21, 2, 22, 41, 79, 80, 84, 87, 88); medios (32, 33) para recibir dicho elemento apropiado (4, 52, 82); una primera configuración de flexión que incorpora un primer dispositivo de flexión (35, 74, 76, 81, 92), teniendo dicho primer dispositivo de flexión una primera fijación y una segunda fijación en dichos medios receptores (32, 33); un accionador (2, 22, 41, 79, 80, 84, 87, 88) que aplica movimiento a dicha primera configuración de flexión; una segunda configuración de flexión que incorpora un segundo elemento de flexión (34, 73, 77, 82), cuyo segundo elemento de flexión tiene una tercera fijación en dichos medios receptores (32, 33) y una cuarta fijación (39) en dicha estructura de soporte; en el que dicha primera configuración de flexión y dicha segunda configuración de flexión no son coplanarias y están separadas apropiadamente por un separador (37, 90), de manera que cualquier movimiento aplicado a dicha primera configuración de flexión es amplificado por el dispositivo de flexión (3). caracterizado porque; dicha primera fijación se encuentra en el mencionado accionador; y dicha primera configuración de flexión y dicha segunda configuración de flexión están adaptadas tanto en modalidad de flexión como en modalidad de torsión.
Description
Dispositivos flexibles.
La presente invención se refiere a dispositivos
flexibles, adecuados para su utilización, por ejemplo, con un
dispositivo de direccionado de un haz óptico o formando parte del
mismo, y destinados a soportar y transmitir movimiento a cualquier
elemento apropiado.
La técnica anterior más próxima a la presente
invención conocida por el solicitante es la que se da a conocer en
el documento WO 01/50176 que es una de las solicitudes de patente
del propio solicitante actual.
Otros antecedentes de la técnica se dan a
conocer en los documentos USA 5.411.235, USA 5.859.947 y USA
6.049.407.
Uno de los objetivos de la invención consiste en
dar a conocer dispositivos de direccionado de un haz, mejorados,
que son capaces de ser montados para formar conmutadores ópticos con
un gran número de puertos de entrada y de salida, teniendo
simultáneamente unas dimensiones mínimas. La presente invención está
destinada por lo tanto a mejorar adicionalmente el carácter
compacto de los dispositivos de direccionado de haces.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en hacer que dichos dispositivos sean simples de fabricar y montar.
Para conseguir estos objetivos, una consideración importante es la
de reducir la complejidad de un conmutador óptico.
Otro objetivo de los dispositivos a los que se
refiere la presente invención consiste en proporcionar un
dispositivo de direccionado más preciso para conseguir una
conmutación de mayor calidad.
Un objetivo concreto de los dispositivos de la
presente invención consiste en conseguir una basculación angular
más grande de cualquier elemento destinado a ser desplazado por los
dispositivos de la invención, que es mucho mayor que el movimiento
aplicado al propio dispositivo. El conseguir una escala de
amplificación incrementada para el movimiento será un importante
factor en la consecución del objetivo antes mencionado de que el
dispositivo tenga carácter compacto.
Otras consideraciones tales como larga duración
y costes se tienen en cuenta también en el diseño de los
dispositivos de la invención.
Uno de los objetivos de la presente invención
consiste en conseguir una reducción de la longitud de los
accionadores del haz en comparación con los sistemas de la técnica
anterior.
Otro objetivo de la invención consiste en dar a
conocer un nuevo enfoque para conseguir la orientación y soporte de
un elemento óptico tal como un colimador consiguiendo al mismo
tiempo el elevado nivel requerido de exactitud y fiabilidad a largo
plazo.
Un objetivo adicional de la presente invención
consiste en mejorar el montaje de los componentes individuales en
el dispositivo, haciendo por lo tanto el dispositivo más práctico de
modo general.
Otro objetivo adicional de la invención consiste
en dar a conocer un tipo mejorado de accionador piezoeléctrico
bidimensional (2D).
En su aspecto independiente más amplio, la
invención presenta un dispositivo de flexión según la reivindicación
1.
Este dispositivo es especialmente ventajoso en
términos de amplificar el movimiento del elemento cuando es
recibido por dichos medios receptores. También tiene características
de vibración y equilibrado ventajosas.
En un aspecto subsidiario de acuerdo con el
aspecto independiente más amplio de la presente invención, los
medios de flexión son esencialmente paralelos entre sí.
Esta característica particular es ventajosa
porque mejora las características mecánicas del dispositivo.
Según otro aspecto subsidiario, el elemento es
un elemento óptico.
Es bien sabido que la precisión es una exigencia
esencial de los sistemas de comunicación de tipo óptico, teniendo
en cuenta este factor, las ventajas del dispositivo aparecen en esta
aplicación específica dado que su implementación proporciona una
mayor precisión.
\newpage
Esta estructura presenta las ventajas
específicas de mejorar las características
anti-vibración del dispositivo y permitir que los
momentos de inercia de los elementos operativos con el dispositivo
queden equilibrados de manera ventajosa.
Según otro aspecto subsidiario adicional, dicho
elemento es un colimador.
Debido a la forma propia del colimador (que es
habitualmente la de una varilla alargada) las ventajas de utilizar
este dispositivo son particularmente interesantes.
Según otro aspecto subsidiario adicional, el
primer y segundo medios de flexión están separados en una distancia
menor que la mitad de la longitud del colimador. Esto permite que
exista una ventajosa amplificación cuando el elemento es un
colimador.
En otro aspecto subsidiario adicional, el
elemento es un reflectante.
Algunas de las ventajas indicadas con respecto a
los elementos ópticos de manera general son especialmente adecuadas
para esta configuración.
En otro aspecto subsidiario de la invención, el
elemento es una retícula.
De manera similar a la configuración
anteriormente mencionada, utilizando el dispositivo de flexión con
una retícula se consiguen algunas de las ventajas antes indicadas
con respecto a los elementos ópticos de manera general.
En otro aspecto subsidiario adicional, la
invención presenta un dispositivo de direccionado del haz,
comprendiendo un dispositivo de flexión de acuerdo con el aspecto
independiente más amplio, siendo un colimador el elemento con el
que opera y medios de accionamiento para aplicar movimiento a los
primeros medios de flexión, de manera que un movimiento de
accionamiento en cualquier dirección provoca el movimiento del
colimador en dirección opuesta, actuando el momento de inercia
relativo del accionador y el colimador para contrarrestar
cualesquiera movimientos inducidos exteriormente.
En otro aspecto subsidiario adicional, los
medios de accionamiento consisten en un accionador piezoeléctrico
que cuando es accionado se desplaza de manera bidimensional. Esta
característica es particularmente ventajosa porque permite el
movimiento lateral del accionador que es transmitido al elemento en
forma de movimiento angular amplificado.
En otro aspecto subsidiario adicional, el primer
dispositivo de flexión está situado más arriba del segundo
dispositivo de flexión. Esto proporciona al dispositivo ventajosas
características mecánicas.
En otro aspecto subsidiario adicional,
cualquiera de los componentes del dispositivo incorporan una ranura
que se extiende desde la periferia a una parte interna de dichos
componentes, facilitando de esta manera la fácil inserción y/o
retirada de una fibra óptica.
Este último aspecto de la invención se considera
que es particularmente ventajoso porque evita el tener que hacer
pasar o "enhebrar" la fibra óptica a través de una serie de
aberturas a lo largo del eje Z. Esto posibilita a su vez que la
fibra pueda ser rápidamente insertada en los diferentes componentes
del dispositivo de direccionado. Por lo tanto, este aspecto
simplifica de manera significativa el montaje del dispositivo de
direccionado.
En otro aspecto subsidiario adicional,
cualquiera de los dispositivos de flexión comprende un orificio
suficiente en cuanto a diámetro para permitir el paso de una fibra
óptica y para evitar el contacto entre la fibra y cualquiera de
dichos dispositivos.
Esto es particularmente ventajoso porque evita
concentraciones de esfuerzos no deseadas a lo largo de la propia
fibra en los puntos de flexión en los que las concentraciones de
esfuerzos podrían conducir a fracturas prematuras.
En un aspecto subsidiario adicional, la
estructura de soporte es un medio de accionamiento. Esto es
particularmente ventajoso porque puede hacer el dispositivo más
compacto de modo general.
En un aspecto subsidiario de acuerdo con el
aspecto independiente más amplio, el dispositivo se extiende en
dirección Z, comprendiendo como mínimo un primer y segundo medios de
accionamiento, encontrándose los primeros dispositivos de flexión
como mínimo en parte en el extremo de dichos primeros medios de
accionamiento que se extienden en la dirección Z cuando son
accionados y siendo el segundo dispositivo de flexión medios
situados en el extremo de dichos segundos medios de accionamiento,
de manera que cuando el primer haz es accionado, el colimador
efectúa un movimiento de pivotamiento.
Las ventajas de los aspectos anteriores se
acentúan cuando el dispositivo está incorporado en un conmutador
óptico.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un dispositivo de direccionamiento de un haz.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de
la estructura de soporte con el accionador montado en la misma.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva
desde la parte posterior del montaje.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva
posterior del accionador piezoeléctrico, la fibra óptica, el
montaje y una vista parcial del colimador.
La figura 5 presenta una vista en perspectiva de
un dispositivo de entrada o salida de un sistema de conmutación.
La figura 6 muestra un sistema conmutador óptico
de otra realización de la presente invención.
La figura 7 muestra una vista en perspectiva de
un montaje de acuerdo con la realización de la presente
invención.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva
esquemática de otra realización del dispositivo de la presente
invención.
La figura 9 muestra una vista en perspectiva
esquemática de otra realización del dispositivo de la presente
invención.
La figura 10 muestra una vista en perspectiva
esquemática de otra realización del dispositivo de la presente
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
El dispositivo representado en la figura 1 está
diseñado para recibir una fibra óptica única y puede ser utilizado
de forma intercambiable como puerto de entrada o puerto de salida en
el contexto de un dispositivo de entrada o de un dispositivo de
salida.
Los componentes principales que constituyen el
dispositivo de direccionado de un haz representado en la figura 1
son una estructura de soporte (1), un accionador (2), un dispositivo
de flexión (3), un colimador (4) y una fibra óptica (no mostrada en
la figura 1). El conjunto del dispositivo de direccionado del haz
mostrado de manera general con el numeral (5) está bien adaptado
para su inserción dentro de un sistema conmutador óptico (que se
describe de manera más detallada más adelante en esta
descripción).
La figura 2 muestra una estructura de soporte
(21) solamente con el accionador (22). Tal como se puede apreciar
sobre la superficie (24) la estructura de soporte, cuando se observa
en sección transversal tiene forma de L. Los lados externos de la L
son preferentemente de igual longitud y miden aproximadamente 4 mm.
El accionador (22) adopta la forma de un larguero cuya sección
transversal mide aproximadamente 1,8 x 1,8 mm. Está fijado a la
estructura de soporte por un extremo en una longitud de 10 mm
aproximadamente. La longitud no soportada del larguero es de 31 mm,
lo que resulta en una longitud total del accionador piezoeléctrico
de 41 mm. Existen también juegos entre el haz (22) y la estructura
de soporte (21) para permitir el desplazamiento necesario del haz
en cualquier dirección hacia un lado, hacia arriba y hacia abajo. El
accionador piezoeléctrico (22) está formado por una capa de
electrodos y material piezoeléctrico que se extienden en dirección
longitudinal y dispuestos en manera que no hay partes huecas a
través del accionador a efectos de tener el carácter más compacto
posible. El electrodo y las capas piezoeléctricas correspondientes
están situados a lo largo del accionador esencialmente de forma
paralela entre sí pero divididos en cuatro partes de acción separada
para conseguir el curvado en las direcciones X e Y.
La figura 3 presenta en (31) un dispositivo de
flexión visto en perspectiva desde la estructura de soporte. Los
medios (32) que reciben el colimador están dotados de un orificio
(38) de diámetro suficiente para recibir un extremo del colimador
(no mostrado en la figura). Si bien el diámetro del orificio (33)
puede ser seleccionado para inmovilizar el colimador, se pueden
utilizar medios adicionales de fijación tales como una resina epoxy
para fijar de manera adicional el colimador al montaje (32). La cara
interna del montaje (32) recibe los extremos de los dispositivos de
flexión (34) y (35). Estos dispositivos de flexión están dispuestos
ortogonalmente entre sí y a lo largo de los ejes X e Y
respectivamente.
El dispositivo de flexión (34) está fijado en
uno de sus extremos a la cara interna (36) del montaje (32),
mientras que el dispositivo de flexión (35) está fijado por uno de
sus extremos al escalón (37) que actúa como parte de los medios de
enlace que definen el intersticio entre el dispositivo de flexión
(34) y el dispositivo de flexión (35). Los medios para la fijación
de los dispositivos de flexión al montaje (32) se seleccionarán de
las alternativas conocidas por los técnicos en la materia.
Estos dispositivos de flexión tienen
preferentemente 2,4 mm de longitud, 1,2 mm de anchura y 0,025 mm de
grosor. El material utilizado para estos dispositivos de flexión es
preferentemente cobre al berilio que es una selección ideal para
los objetivos de estos dispositivos de flexión debido a la
ductilidad de este material. Una alternativa preferente es níquel
electroconformado. La separación entre los dispositivos de flexión
es aproximadamente de 0,75 mm.
Los dispositivos de flexión están diseñados para
su curvado (para que se adapten) tanto en la modalidad de flexión
como de torsión, y resistan el doblado tanto en compresión/estirado
según la longitud como también cizalladura según la longitud. Estas
características permiten que los dispositivos de flexión queden
situados cerca uno de otro para constituir una posición eficaz de
alta ganancia 2D con respecto al convertidor de ángulo.
La posición de ganancia de ángulo de la
estructura se ajusta en un intersticio entre los dispositivos de
flexión, es decir, un intersticio de 1 mm proporciona una ganancia
de 1000 radianes en el ángulo de salida por metro de desplazamiento
de entrada. Un convertidor eficaz es aquel en el que solamente una
pequeña cantidad de energía mecánica es almacenada en los
dispositivos de flexión cuando flexionan y/o sufren torsión,
evitando de esta manera la reducción innecesaria de desplazamiento
debido a la rigidez finita del accionador de entrada, y en los que
los desplazamientos de estirado/compresión y de cizalladura de los
dispositivos de flexión son también muy pequeños en comparación con
el desplazamiento del accionador de entrada.
Estos efectos secundarios son especialmente
importantes puesto que no solamente disminuyen de manera directa el
desplazamiento de entrada disponible, sino que determinan asimismo
con qué proximidad a la resonancia primaria de la estructura
(definida básicamente por la rigidez del accionador de entrada y la
masa de las partes móviles) pueden tener lugar resonancias
secundarias no deseables.
Un sistema bien diseñado tendrá resonancias
secundarias de 6 a 10 veces superiores que la resonancia primaria,
de manera que cuanto mayor es este número más definida es la
respuesta de bucle abierto del accionador, y el accionador puede
ser controlado en un bucle de re-alimentación de
manera más precisa.
La magnitud de estos efectos es impulsada
fuertemente por la posición con respecto a la ganancia de ángulo
destinada -al aumentar la ganancia (por desplazamiento de los
dispositivos de flexión hacia una mayor proximidad) la fuerza para
generar un par de salida determinado aumenta (estático o para
superar una inercia angular del dispositivo de salida o colimador);
pero asimismo el cambio en el ángulo de salida a partir de cualquier
compresión/estirado o cizalladura de los dispositivos de flexión
como respuesta a estas fuerzas incrementa asimismo. Por lo tanto,
para mantener el mismo grado de pérdida de salida o libertad de
resonancias no deseadas al incrementar la ganancia se requiere que
la resistencia de los dispositivos de flexión frente a distorsiones
no deseadas aumente como la raíz cuadrada de la ganancia
deseada.
Haciendo referencia nuevamente a la descripción
de la figura 3, ambos dispositivos de flexión están dotados de un
orificio central con un diámetro aproximadamente de 0,6 mm que puede
recibir fácilmente la fibra sin que ésta establezca contacto con
los bordes de los orificios (38), particularmente cuando la fibra es
una fibra SMF28 (fibra de modalidad única 28) con una funda
acrílica de 250 \mum.
La fibra sirve para un objetivo mecánico en la
estructura y también para transportar la luz.
Proporciona una limitación en el eje Z del
colimador que de otro modo se encontraría libre de desplazarse por
acción de los dispositivos de flexión que flexionan adoptando forma
de S. La disposición de esta limitación evita resonancia de baja
frecuencia en esta modalidad de desplazamiento.
La localización de la fibra por el centro de los
dispositivos de flexión significa que los dispositivos de flexión
son tres o más veces más rígidos para resistir distorsiones no
deseadas a causa de fuerzas estáticas y/o dinámicas en el
dispositivo de salida/colimador. La razón de ello es que los
dispositivos de flexión tienen tendencia a la torsión si el centro
de la carga de salida no discurre a lo largo del eje central. En
ciertas circunstancias puede no ser práctico proceder de este modo,
y la fibra debe ser colocada al lado de los dispositivos de flexión
(y lo más próxima posible a los mismos).
El dispositivo de flexión (34) incorpora en un
extremo medios para la fijación del dispositivo de flexión al
armazón o estructura de soporte del tipo que se ha descrito en
detalle con referencia a las figuras 1 y 2. Estos medios de
fijación específicos comprenden un elemento de extensión (39).
Con respecto al dispositivo de flexión (35),
éste comprende en uno de sus extremos medios para fijar el
dispositivo de flexión al accionador (no mostrado en esta
figura).
La figura 4 muestra en detalle la forma en la
que el dispositivo de flexión descrito en la figura 3 se fija al
extremo libre del accionador (41). Esta figura muestra también la
fibra óptica (42) extendiéndose de forma paralela al accionador
(41) y pasando a través de ambos dispositivos de flexión terminando
en el colimador que puede ser apreciado solamente de forma parcial
en esta figura. Los medios utilizados para fijar la fibra óptica
(42) al dispositivo de accionamiento (41) están dispuestos y
mostrados con el numeral (43). Estos medios de fijación son
preferentemente una resina epoxy del tipo que puede garantizar una
fijación fiable entre la fibra y el accionador resistiendo los
numerosos ciclos de flexión durante la vida del dispositivo de
direccionado del haz. La fibra óptica está preferentemente encolada
al accionador 3 mm antes que el dispositivo de flexión más próximo
y preferentemente termina en el colimador 1 mm más allá del
dispositivo de flexión más alejado del accionador.
La configuración explicada en lo anterior con
referencia a las figuras 1-4 es particularmente
ventajosa porque tiene como pivote efectivo para el colimador el
dispositivo de flexión que está fijado al armazón.
Esto permite el movimiento del colimador
alrededor de los ejes X e Y que son ortogonales al eje Z, siendo el
eje Z el eje de formación del haz del colimador. Dado que el
colimador pivota alrededor de este punto específico, se puede
obtener una basculación ventajosa del haz en el funcionamiento
mientras que el movimiento de translación del colimador permanece
limitado.
Otra característica mecánica ventajosa consiste
en el hecho de que mientras que el accionador es desplazado bajo la
aplicación de una o varias señales de activación, el accionador
tenderá a una dirección provocando que el colimador se incline en
la dirección opuesta. Esto proporciona equilibrio de inercia,
elimina el acoplamiento cruzado mecánico entre múltiples
dispositivos montados en la misma estructura y elimina la
sensibilidad a las vibraciones externas. Este tipo de simetría es
particularmente útil para la eliminación de resonancias y armónicos
que son frecuentemente engorrosos con componentes mecánicos
dispuestos de forma muy densa y que funcionan a elevadas
frecuencias. Esta configuración tiene también características
amortiguadoras útiles que mejoran adicionalmente la calidad y
fiabilidad de este dispositivo específico de direccionado del
haz.
La figura 5 muestra un conjunto de dispositivos
de direccionado de haces que incorporan un dispositivo de flexión o
montaje del tipo que se ha descrito anteriormente y que está
dispuesto como conjunto radial. El eje longitudinal de los
accionadores en cada segmento (50) está dirigido substancialmente
hacia el accionador central de un segmento opuesto en un conjunto
opuesto (no mostrado en la figura 5). Esta configuración minimiza
la necesidad de flexión adicional de los sistemas ópticos en su zona
de flexión indicada de manera general con el numeral (51). Una
ventaja adicional de esta configuración es que una gama más reducida
de movimiento angular del colimador será suficiente para
direccionar un haz desde una posible entrada a una posible
salida.
El conjunto mostrado de manera general en (53)
comprende 36 dispositivos de direccionado de haz en una estructura
de soporte común. Cada uno de los colimadores (52) puede tener un
diámetro de 1,25 mm, un diámetro del cuerpo metálico de 1,65 mm y
una longitud de 10 mm. El cuerpo metálico del colimador debe
facilitar el funcionamiento conjuntamente con medios de detección
capacitiva. Estos medios de detección capacitiva pueden ser los que
se han mostrado en la figura 5 que incorporan cuerpos (55) dentro de
los cuales se desplaza el colimador y placas sensoras (54)
dispuestas en el extremo libre del colimador. Estas placas pueden
quedar dispuestas para detectar el movimiento del extremo del
colimador tanto en la dirección X como en la dirección Y.
Las mediciones de posición obtenidas con
intermedio de estos sensores capacitivos pueden ser realimentadas a
los medios de control de los sistemas conmutadores.
Una variación de estos medios detectores
capacitivos se ha mostrado en la figura 6, la cual muestra un
conjunto de entrada y de salida para el sistema conmutador (60).
Cada segmento de dispositivos de direccionado de haz funciona con
un panel sensor (61) que incorpora orificios aproximadamente de 3,4
mm cuadrados que soportan electrodos sensitivos en sus caras
laterales. Estos paneles sensitivos tienen un grosor aproximado de 1
mm. La capacidad con respecto al colimador (en la posición central)
es de 0,025 pf. La sensibilidad de los condensadores norte/sur (o
condensadores este/oeste) al desplazamiento en el centro es
aproximadamente de 0,05 ff/\mum. Cada centro de panel sensor está
situado aproximadamente a 6,5 mm del pivote efectivo del colimador
que, tal como se ha indicado anteriormente, es el elemento de
flexión fijado al armazón.
La figura 7 muestra otra realización del
dispositivo de flexión de la presente invención. El dispositivo (70)
presenta un medio o elemento (71) receptor del colimador que adopta
la forma de un orificio central que incorpora una ranura (72) que
se extiende desde la periferia a una parte interna de los medios de
recepción. La ranura (72) es suficientemente amplia para permitir
el paso de una fibra óptica.
Los elementos de flexión (73) y (74) tienen
también una ranura que se extiende desde su periferia a una parte
interna. Estas ranuras se encuentran preferentemente en línea con la
ranura (72) a efectos de simplificar adicionalmente el montaje de
la fibra óptica y del colimador en el dispositivo (70). Para
conseguir este efecto, las placas de flexión (73) y (74) han sido
dispuestas en paralelo mientras que sus medios de fijación están
adaptados para conseguir características similares al dispositivo de
flexión mostrado en la figura 3, que no comprende ranura alguna.
La figura 8 muestra otro dispositivo de flexión
(75) que comprende un primer elemento de flexión (76) y un segundo
elemento de flexión (77) que fijan el colimador (78) en un extremo y
sus respectivos accionadores (79) y (80). Los medios de fijación de
los accionadores y la fibra óptica han sido omitidos de la figura a
efectos de mayor claridad. Ambos accionadores pueden ser
accionadores piezoeléctricos monodimensionales de manera tal que,
por ejemplo, cuando el accionador (80) es desplazado en la dirección
X, el accionador (79) actúa como estructura de soporte de las
realizaciones precedentes de manera que el colimador pivota y tiene
una basculación angular en dirección opuesta al movimiento del
accionador (80).
Si ambos accionadores (79) y (80) son accionados
simultáneamente o solamente lo es el accionador (79), el elemento
de flexión y el colimador se desplazan en la misma dirección. Por
esta razón el dispositivo no proporciona en esta modalidad
funcional el equilibrado del tipo que se obtiene en las
realizaciones anteriores.
La figura 9 presenta un dispositivo de flexión
(81) integrado en un dispositivo de direccionado del haz óptico
(83) que termina en un colimador (82). El dispositivo (83) de
direccionado del haz está dotado de una serie de accionadores (84)
que terminan en elementos de flexión tales como el indicado con el
numeral (85). Los accionadores (84) pueden ser accionadores
piezoeléctricos que flexionan en la dirección Z cuando son
accionados. Cuando cualquiera de los accionadores es flexionado
pero uno de los otros, como mínimo, no es accionado o no es
accionado en el mismo grado, el colimador efectúa pivotamiento. La
estructura de soporte de uno o varios de los elementos de flexión
es en esta realización, como mínimo, uno de los accionadores.
La figura 10 muestra otro dispositivo de flexión
indicado de manera general con el numeral (86), que comprende
accionadores monodimensionales (87) y (88) del tipo descrito con
referencia a la figura 8. Se disponen elementos de flexión
adicionales (89) y (91) unidos entre sí por un extremo mediante un
separador (90) y fijados a su correspondiente accionador en el otro
extremo. El separador (90) se acopla al elemento de flexión (92) que
es del tipo descrito con referencia a las figuras 1 a 7. Esta
disposición es especialmente ventajosa en términos de conseguir
equilibrio de vibraciones en ambos ejes utilizando simultáneamente
accionadores monodimensionales.
Los dispositivos de flexión de las realizaciones
anteriores han sido descritas funcionando con un colimador. El
dispositivo de flexión de la invención puede funcionar con otros
elementos ópticos tales como por ejemplo: elementos deflectores y
rejillas y está destinado para su utilización en cualquier
aplicación en la que se requiere un dispositivo de flexión para
soportar cualquier elemento apropiado y transmitir movimiento a
cualquier elemento apropiado, quedando definido el ámbito de la
invención por las siguientes reivindicaciones.
Claims (17)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Dispositivo de flexión (3, 31, 71, 75, 83, 86) adecuado para su utilización con un dispositivo (5, 53, 60) de direccionado de un haz óptico o formando parte del mismo y destinado a soportar y transmitir movimiento a cualquier elemento apropiado (4, 52, 82), comprendiendo dicho dispositivo:- una estructura de soporte (1, 21, 2, 22, 41, 79, 80, 84, 87, 88);
- medios (32, 33) para recibir dicho elemento apropiado (4, 52, 82);
- una primera configuración de flexión que incorpora un primer dispositivo de flexión (35, 74, 76, 81, 92), teniendo dicho primer dispositivo de flexión una primera fijación y una segunda fijación en dichos medios receptores (32, 33);
- un accionador (2, 22, 41, 79, 80, 84, 87, 88) que aplica movimiento a dicha primera configuración de flexión;
- una segunda configuración de flexión que incorpora un segundo elemento de flexión (34, 73, 77, 82), cuyo segundo elemento de flexión tiene una tercera fijación en dichos medios receptores (32, 33) y una cuarta fijación (39) en dicha estructura de soporte;
en el que dicha primera configuración de flexión y dicha segunda configuración de flexión no son coplanarias y están separadas apropiadamente por un separador (37, 90), de manera que cualquier movimiento aplicado a dicha primera configuración de flexión es amplificado por el dispositivo de flexión (3).caracterizado porque;dicha primera fijación se encuentra en el mencionado accionador; ydicha primera configuración de flexión y dicha segunda configuración de flexión están adaptadas tanto en modalidad de flexión como en modalidad de torsión. - 2. Dispositivo, según la reivindicación 1, en el que la primera configuración de flexión y la segunda configuración de flexión incorporan placas (34, 35, 73, 74, 76, 77) que son substancialmente paralelas según una vista lateral y en una vista en planta ortogonal una con respecto a otra.
- 3. Dispositivo, según la reivindicación 1 ó 2, en el que el elemento es un elemento óptico (4, 52, 82).
- 4. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento es un colimador (4, 52, 82).
- 5. Dispositivo, según la reivindicación 4, en el que la primera configuración de flexión y la segunda configuración de flexión están separadas por una distancia menor de la mitad de la longitud del colimador.
- 6. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el elemento es un reflectante.
- 7. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el elemento es una rejilla.8 Dispositivo de direccionado de un haz, que comprende un dispositivo de flexión según la reivindicación 4; yun accionador (2, 22, 41, 79, 80, 84, 87, 88) para aplicar movimiento a la primera configuración de flexión, de manera que un movimiento de un accionador en cualquier dirección provoca un movimiento del colimador en la dirección opuesta, actuando el movimiento relativo de inercia del accionador y el colimador para contrarrestar cualquier movimiento inducido exteriormente.
- 9. Dispositivo, según la reivindicación 8, en el que el accionador (2, 22, 41, 79, 80, 84, 87, 88) comprende un accionador piezoeléctrico que cuando es accionado se desplaza bidimensionalmente.
- 10. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera configuración de flexión está situada más arriba de la segunda configuración de flexión.
- 11. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios receptores incorporan una ranura (72) que se extiende desde la periferia a una parte del interior de dichos medios receptores, facilitando de esta manera cualquier inserción y retirada fáciles de una fibra óptica.
- 12. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cualquiera de las configuraciones de flexión comprenden un orificio (38) suficiente en diámetro para permitir el paso de una fibra óptica y para evitar el contacto entre la fibra y la configuración de flexión.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 13. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de soporte de la segunda configuración de flexión es un segundo accionador (79, 80).
- 14. Dispositivo, según la reivindicación 1, que comprende como mínimo un primer y un segundo accionadores, encontrándose la primera configuración de flexión como mínimo parcialmente en el extremo de dicho primer accionador que se extiende longitudinalmente cuando es accionado y comprendiendo el segundo elemento de flexión medios situados en el extremo de dicho segundo accionador, de manera que cuando dicho primer accionador es accionado, el elemento efectúa un movimiento pivotante.
- 15. Conmutador óptico que comprende un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
- 16. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas configuraciones de flexión se adaptan tanto en flexión como en torsión.
- 17. Dispositivo, según la reivindicación 16, en el que dichas configuraciones de flexión incorporan placas (34, 35, 73, 74, 76, 77) que separan respectivamente la primera y segunda fijaciones; y la tercera y cuarta fijaciones suficientemente para permitir que tenga lugar tanto la flexión como la torsión de las placas.
- 18. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el accionador es un accionador motorizado bidimensional.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0212817 | 2002-06-05 | ||
| GBGB0212817.1A GB0212817D0 (en) | 2002-06-05 | 2002-06-05 | Beam steering arrangements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2314204T3 true ES2314204T3 (es) | 2009-03-16 |
Family
ID=9937949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03727727T Expired - Lifetime ES2314204T3 (es) | 2002-06-05 | 2003-06-04 | Dispositivos flexibles. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7231126B2 (es) |
| EP (1) | EP1509798B1 (es) |
| JP (1) | JP4806185B2 (es) |
| CN (1) | CN100437183C (es) |
| AT (1) | ATE409879T1 (es) |
| AU (1) | AU2003232927A1 (es) |
| CA (1) | CA2488141C (es) |
| DE (1) | DE60323831D1 (es) |
| ES (1) | ES2314204T3 (es) |
| GB (2) | GB0212817D0 (es) |
| WO (1) | WO2003104872A1 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7522789B2 (en) | 2004-05-29 | 2009-04-21 | Polatis Ltd. | Optical switches and actuators |
| US7898752B2 (en) | 2008-11-24 | 2011-03-01 | Corning Incorporated | Optical package comprising an adjustable lens component coupled to a multi-directional lens flexure |
| GB2531552B (en) | 2014-10-21 | 2017-12-27 | Polatis Ltd | Crosstalk reduction technique for multi-channel driver circuits |
| US11306806B2 (en) | 2019-04-11 | 2022-04-19 | Danbury Mission Technologies, Llc | Actuators for converting rotational input to axial output |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4382709A (en) * | 1981-03-30 | 1983-05-10 | Rockwell International Corporation | On-axis flex web gimbal |
| US4542956A (en) * | 1982-12-30 | 1985-09-24 | Newport Corporation | Fiber optics transfer systems |
| US5411235A (en) * | 1993-03-31 | 1995-05-02 | Apeldyn Corporation | Fixture for angularly aligning an optical device |
| US5488862A (en) * | 1993-10-18 | 1996-02-06 | Armand P. Neukermans | Monolithic silicon rate-gyro with integrated sensors |
| US5859947A (en) * | 1994-10-02 | 1999-01-12 | Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. | Positioning devices and a method and positioning device for aligning an optical fiber with an optical beam |
| US5594820A (en) * | 1995-02-08 | 1997-01-14 | Jds Fitel Inc. | Opto-mechanical device having optical element movable by twin flexures |
| JP2770001B2 (ja) * | 1995-11-08 | 1998-06-25 | 中部電力株式会社 | 電線作業用防護認識板 |
| US6049407A (en) * | 1997-05-05 | 2000-04-11 | University Of Washington | Piezoelectric scanner |
| JPH11168246A (ja) | 1997-09-30 | 1999-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電アクチュエータ、赤外線センサおよび圧電光偏向器 |
| US6005998A (en) * | 1998-02-20 | 1999-12-21 | Lucent Technologies Inc. | Strictly non-blocking scalable matrix optical switch |
| DE19857946C1 (de) * | 1998-12-16 | 2000-01-20 | Bosch Gmbh Robert | Mikroschwingspiegel |
| DE60104085T2 (de) * | 2000-01-06 | 2005-08-18 | Polatis Ltd., Milton Road | Faseroptische schalteranordnung |
| CN1249479C (zh) * | 2000-12-04 | 2006-04-05 | 保乐提斯有限公司 | 光束转向装置及光开关 |
-
2002
- 2002-06-05 GB GBGB0212817.1A patent/GB0212817D0/en not_active Ceased
-
2003
- 2003-06-04 CA CA2488141A patent/CA2488141C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 GB GB0312780A patent/GB2390910C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 DE DE60323831T patent/DE60323831D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 WO PCT/GB2003/002413 patent/WO2003104872A1/en active IP Right Grant
- 2003-06-04 US US10/516,046 patent/US7231126B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 AT AT03727727T patent/ATE409879T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-06-04 AU AU2003232927A patent/AU2003232927A1/en not_active Abandoned
- 2003-06-04 CN CNB03812842XA patent/CN100437183C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 EP EP03727727A patent/EP1509798B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 ES ES03727727T patent/ES2314204T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-04 JP JP2004511889A patent/JP4806185B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7231126B2 (en) | 2007-06-12 |
| US20050201712A1 (en) | 2005-09-15 |
| EP1509798A1 (en) | 2005-03-02 |
| CA2488141C (en) | 2013-02-19 |
| CN1659463A (zh) | 2005-08-24 |
| JP4806185B2 (ja) | 2011-11-02 |
| WO2003104872A1 (en) | 2003-12-18 |
| GB2390910C (en) | 2010-03-08 |
| GB0312780D0 (en) | 2003-07-09 |
| CA2488141A1 (en) | 2003-12-18 |
| CN100437183C (zh) | 2008-11-26 |
| AU2003232927A1 (en) | 2003-12-22 |
| JP2005529357A (ja) | 2005-09-29 |
| GB2390910B (en) | 2004-12-15 |
| GB0212817D0 (en) | 2002-07-10 |
| GB2390910A (en) | 2004-01-21 |
| ATE409879T1 (de) | 2008-10-15 |
| EP1509798B1 (en) | 2008-10-01 |
| DE60323831D1 (de) | 2008-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2348493T3 (es) | Procedimiento y disopositivo para medir la fuerza de la cadena en una bicicleta. | |
| ES2325989T3 (es) | Dispositivo para la estabilizacion elastica de los cuerpos vertebrales. | |
| CA2556678C (en) | Positioner device | |
| ES2364743T3 (es) | Microespejo de escaneo mems con deformación dinámica reducida. | |
| ES2913525T3 (es) | Disposición de sensor para medición de fuerza o torsión, y un método para la producción del mismo | |
| ES2272579T3 (es) | Dispositivos de orientacion de un haz y conmutadores opticos. | |
| JP4891559B2 (ja) | チップ・チルト・ピストン動作アクチュエータ | |
| ES2314204T3 (es) | Dispositivos flexibles. | |
| ES2323231T3 (es) | Sistema de activacion de laminas, especialmente para un dispositivo de circulacion de aire. | |
| ES2302309T3 (es) | Accionador plano con estructura de sandwich y aplicacion a la torsion de estructura. | |
| ES2322555T3 (es) | Un brazo de suspension de rueda y un sistema de suspension independiente de vehiculo a motor que comprende el brazo. | |
| JPH07306047A (ja) | 多軸検出型振動ジャイロ | |
| ES2882376T3 (es) | Unidad de mando para un aparato, especialmente para un componente de vehículo | |
| ES2309014T3 (es) | Dispositivo para fijar contrapesos para balanceo. | |
| ES2554283T3 (es) | Estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio | |
| JP5049108B2 (ja) | 光ファイバセンサ | |
| ES2903478T3 (es) | Disposición de medición de dilatación, en particular para un contador de ejes | |
| ES2319581T3 (es) | Estructura de soporte para un buje de un automovil. | |
| ES2686876T3 (es) | Columna de dirección para un vehículo de motor | |
| JPH10104487A (ja) | 傾斜装置 | |
| ES2357411T3 (es) | Dispositivo de cambio de engranaje para aplicaciones motorizadas. | |
| ES2552225B1 (es) | Dispositivo para curvar espejos | |
| ES2295484T3 (es) | Vastago de conexion para una suspension de vehiculo a motor. | |
| ES2205150T3 (es) | Dispositivo de suspension y de guiado en translacion para un aparato y aparato equipado con dicho dispositivo. | |
| ES2325630T3 (es) | Disposicion para amortiguacion activa de vibraciones. |