一種平面鏡調整裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種平面鏡調整裝置，包括用于固定鏡片組件的基座、設于所述基座上的調整組件，還包括至少一個設于基座上的預緊組件，所述調整組件包括球面副、支撐板和電機組件，所述鏡片組件反射面的光軸中心線通過球面副的球心，所述球面副的活動端通過所述支撐板與所述電機組件連接，所述鏡片組件通過所述支撐板與所述球面副的活動端連接。本實用新型通過設置預緊裝置，調整系統的預緊力，從而改善系統的穩定性和模態，穩定性好，響應速度快；采用球面副配合，調整范圍較大，同時采用直線電機驅動，數據分析和建模簡單，控制簡單方便，提高了系統的重復定位精度。
【專利說明】
一種平面鏡調整裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及集成電路裝備制造技術領域，具體涉及一種平面鏡調整裝置。
【背景技術】
[0002]平面鏡(如反射鏡、分束器等)是光學系統的重要組成部分，隨著對成像質量要求的不斷提高，鏡片的調整精度也需相應提高，否則將影響整個光學系統的成像質量。平面鏡由于其工作面為平面，對于其平移精度要求不高，然而其傾角的變化則會引起中心光線反射點的位置發生改變，從而致使局部光程發生偏移，因此對平面鏡傾斜度的調整精度要求相當高。
[0003]傳統的平面鏡調整裝置，通常采用軸向三點支撐的調整方式或采用雙層軸承旋轉方式。其中軸向三點支撐調整比較簡單，但兩個方向的傾斜調整相關聯，數據分析和建模困難，從而導致控制難度增大，調整時間延長。而雙層軸承旋轉方式則對軸承的安裝精度有很高的要求，且由于軸承本身存在游隙，很難實現較高的調整精度。
[0004]針對以上問題，現有技術中提供了一種反射鏡精密調整裝置。該技術中提供了消隙機構，即兩個鏡環之間采用簧片組件連接，以消除該裝置的裝配間隙，同時，在電機與接觸點之間采用彈簧預緊，消除了運動間隙。然而該技術依然存在以下幾個問題:一是由于簧片組件本身的變形范圍有限，因此很難實現大范圍的調整;二是由于簧片組件本身受到變形影響，壽命較短，且長期使用后，調整中心易偏移，重復定位精度較低;三是采用四點連接方式，安裝精度要求高，提高了定位復雜度，同時采用四點柔性連接，模態低，穩定性差，較難建立電機運動與鏡片角度變化之間的數學關系，控制難度較大，響應時間長；四是未能控制繞Z方向的調整精度，容易造成調整精度串擾的問題。
[0005]之后，現有技術中又提供了一種反射鏡球面調整機構。該調整機構采用球面配合的技術，即使轉動軸、球心和反射面重合，避免在調整過程中引起反射面位置的變化。該技術具有球面配合的優點，但是該調整機構整體剛度不夠，也不具備鏡片的防護措施，未能滿足高精度、高潔凈度光學應用的實際需要。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型為了克服以上不足，提供了一種調整精度高、穩定性好、調整范圍大且控制簡單方便的平面鏡調整裝置。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種平面鏡調整裝置，包括用于固定鏡片組件的基座、設于所述基座上的調整組件，還包括至少一個設于基座上的預緊組件，所述調整組件包括還包括至少一個設于基座上的預緊組件，所述調整組件包括球面副、支撐板和電機組件，所述鏡片組件反射面的光軸中心線通過球面副的球心，所述球面副的活動端通過所述支撐板與所述電機組件連接，所述鏡片組件通過所述支撐板與所述球面副的活動端連接。
[0008]進一步的，所述兩個電機組件設有兩個，且呈直角分布。
[0009]進一步的，所述預緊組件設于兩個所述電機組件形成的直角內側。
[0010]進一步的，所述調整組件還包括與所述基座連接的固定板、兩端分別與所述固定板和所述支撐板連接的彈簧板、以及設于所述調整組件和所述鏡片組件之間的隔離罩。
[0011]進一步的，所述球面副包括設于所述固定板上的球面座、以及兩端分別連接所述球面座和所述支撐板的球面件，所述球面座的工作面為凹球面，所述球面件的工作面為凸球面，所述凹球面和所述凸球面的位置相對應，所述球面座為固定端，所述球面件為活動端。
[0012]進一步的，所述隔離罩為彈性件，用于鏡片組件與調整組件之間的隔離。
[0013]進一步的，所述彈簧板呈薄片狀，兩端分別通過連接板與所述固定件和所述支撐板連接，用于提高鏡片組件繞Z軸的旋轉剛度。
[0014]進一步的，所述電機組件包括直線電機、兩端分別與所述直線電機和所述固定板剛性連接的電機座、與所述直線電機工作軸連接的頂桿、設于所述頂桿和所述支撐板之間的接觸塊、以及兩端分別連接所述頂桿和接觸塊的板簧。
[0015]進一步的，所述預緊組件包括一側與所述支撐板剛性連接的導向桿、與所述導向桿另一側連接的調整螺母、設于所述調整螺母和所述固定板之間的壓縮彈簧、以及設于所述調整螺母外圈的罩殼。
[0016]進一步的，所述壓縮彈簧套設于所述導向桿外側，所述壓縮彈簧的初始預緊力可調，用于調整所述鏡片組件與固定板之間的剛度。
[0017]本實用新型提供的平面鏡調整裝置，與現有技術相比存在以下幾方面的有益效果:
[0018](I)通過設置預緊裝置，調整系統的預緊力，從而改善系統的穩定性和模態，穩定性好，響應速度快；
[0019](2)采用球面副配合，調整范圍較大，且采用直線電機驅動，數據分析和建模簡單，控制簡單方便；
[0020](3)通過設置兩端分別連接頂桿和接觸塊的板簧，具有消隙功能和鎖緊功能，消除了運動過程中因部件的間隙配合而產生誤差，同時起到了有效鎖緊的作用，提高了系統的重復定位精度，降低了調整復雜度；
[0021](4)通過在固定板和支撐板之間設置彈簧板，提高了鏡片組件繞Z軸的旋轉剛度，防止在進行繞X軸和Y軸旋轉調整時，影響繞Z軸的旋轉精度；
[0022](5)通過在調整組件和鏡片組件之間設置隔離罩，實現防護功能，將鏡片組件與外部環境隔離開，防止調整裝置污染鏡片的工作環境。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型平面鏡調整裝置的立體結構示意圖；
[0024]圖2是本實用新型平面鏡調整裝置的后視圖；
[0025]圖3本實用新型平面鏡調整裝置調整組件結構示意圖；
[0026]圖4本實用新型平面鏡調整裝置球面副的結構示意圖；
[0027]圖5本實用新型平面鏡調整裝置彈簧板的結構示意圖；
[0028]圖6本實用新型平面鏡調整裝置隔離罩的結構示意圖；
[0029]圖7本實用新型平面鏡調整裝置其中一個電機組件結構示意圖；
[0030]圖8本實用新型平面鏡調整裝置預緊組件的結構示意圖。
[0031 ] 圖中所示:1、鏡片組件；2、基座；3、調整組件；31、球面副；311、球面座；312、球面件;313、凸球面;314、凹球面;32、電機組件；321、直線電機;322、電機座;323、頂桿;324、接觸塊;325、板簧;33、固定板;34、支撐板;35、彈簧板;351、連接板;36、隔離罩;4、預緊組件；41、導向桿;42、壓縮彈簧;43、調整螺母;44、罩殼。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本實用新型作詳細描述:
[0033]如圖1-8所示，本實用新型提供了一種平面鏡調整裝置，包括用于固定鏡片組件I的基座2、設于基座2上的調整組件3，還包括至少一個設于基座2上的預緊組件4，調整組件3包括一個球面副31、支撐板34和兩個電機組件32，鏡片組件I反射面的光軸中心線通過球面副31的球心，球面副31的活動端通過支撐板34與電機組件32連接，所述鏡片組件I通過支撐板34與所述球面副31的活動端連接。具體的，球面副的活動端通過支撐板34在電機組件32的帶動下相對球面副的固定端繞X軸和Y軸旋轉，以調節鏡片組件I繞X軸和Y軸的旋轉角度，且由于鏡片組件I反射面的光軸中心線通過球面副31的球心，因此當鏡片組件I繞X軸和Y軸旋轉時，不會發生其它方向的轉動或移動，進一步提高了裝置穩定性。本實用新型通過設置預緊裝置4，可以調整系統的預緊力，從而改善系統的穩定性和模態，穩定性好，響應速度快；同時采用球面副31配合，調整范圍較大，且采用直線電機321驅動，數據分析和建模簡單，控制簡單方便。
[0034]請重點參照圖2，兩個電機組件32呈直角分布，預緊組件4設于兩個電機組件32形成的直角內側，其中位于預緊組件4上方的電機組件32調節鏡片組件I繞X軸的旋轉角度，位于預緊組件4左側的電機組件32調節鏡片組件I繞Y軸的旋轉角度。
[0035]如圖3所示，調整組件3還包括與基座2連接的固定板33、兩端分別與固定板33和支撐板34連接的彈簧板35、以及設于調整組件3和鏡片組件I之間的隔離罩36。具體的，剛性連接是指焊接、螺栓連接等固定的機械連接，以增強兩者之間的連接穩定性。
[0036]如圖4所示，球面副31包括設于固定板33上的球面座311、以及兩端分別連接球面座311和支撐板的球面件312，球面座311的工作面為凹球面314，球面件312的工作面為凸球面313，凹球面314和凸球面313的位置相對應，球面座311為固定端，球面件312為活動端。凸球面313相對凹球面314進行繞X或Y方向旋轉，球面座311與固定板33剛性連接，在調整過程中固定不動，球面件312與支撐板34剛性連接，在調整過程中兩者無相對運動。
[0037]如圖5所示，彈簧板35呈薄片狀，用于提高鏡片組件I繞Z軸的旋轉剛度。具體的，彈簧板35的形狀可以根據整體裝置的結構進行調整，如圖5所示，其中一端通過連接板351與固定板33連接，另一端通過連接板351與支撐板34剛性連接，以提高鏡片組件I繞Z軸的旋轉剛度，即在對鏡片組件I進行繞X軸和Y軸旋轉調整時，防止其繞Z軸進行旋轉。
[0038]如圖6所示，隔離罩36為彈性件，具體的，隔離罩36為向一側凸起的矩形結構，用于鏡片組件I與調整組件3之間的隔離，防止調整組件3產生的粉塵污染鏡片組件I內的鏡片和光學工作環境。
[0039]如圖7所示，電機組件32包括直線電機321、兩端分別與直線電機321和固定板33剛性連接的電機座322、與直線電機321工作軸連接的頂桿323、設于頂桿323和支撐板34之間的接觸塊324、以及兩端分別連接頂桿323和接觸塊324的板簧325。具體的，電機組件32通過支撐板34與球面件312連接，請參照圖3，此圖中的電機組件32對應圖2中預緊組件4上方的電機組件32，直線電機321沿Z向運動，帶動支撐板34沿相同的方向運動，由于球面件312與支撐板34剛性連接，因此隨著支撐板34的運動，球面件312相對球面座311繞X軸方向運動，以實現對鏡片組件繞X軸的旋轉調節，同理，針對另一電機組件32，以相同的工作原理帶動球面件312相對球面座311繞Y軸方向運動，以實現對鏡片組件繞Y軸的旋轉調節。板簧325使直線電機321的工作軸伸出或縮進時始終與頂桿323與接觸塊324保持貼合，消除了運動過程中因間隙配合而產生誤差，實現了無隙傳動，提高了調整精度。此外采用板簧325，而非常規的彈簧，當電機組件32對鏡片組件I調節完成之后，板簧325起到了鎖緊的功能，無需額外的鎖緊組件，節約了零部件，降低了裝置的結構復雜度和調節復雜度，提高了重復定位精度和系統的穩定性。
[0040]如圖8所示，預緊組件4包括一側與支撐板34剛性連接的導向桿41、與導向桿41另一側連接的調整螺母43、設于調整螺母43和固定板33之間的壓縮彈簧42、以及設于調整螺母43外圈的罩殼44。優選的，壓縮彈簧42套設于導向桿41外側，其初始預緊力可調，具體的，通過旋轉調整螺母43調節壓縮彈簧42的初始預緊力，不僅可以調整鏡片組件I與固定板33之間的剛度，可以改變系統的模態，而且提高了系統的穩定性和響應速度。
[0041]本實用新型提供的平面鏡調整裝置調整鏡片組件I的工作過程如下:
[0042]首先，調節預緊組件4中壓縮彈簧42的初始預緊力，使球面座311與球面件312處于貼合狀態;其次選擇相應的電機組件32對鏡片組件I進行繞X或Y方向進行調節，在調節的過程中，由于板簧325的作用，使直線電機321的工作軸始終與頂桿323與接觸塊324保持無隙傳動，且在調節完成之后，也起到了一個鎖緊的功能。
[0043]綜上，本實用新型提供的平面鏡調整裝置，與現有技術相比存在以下幾方面的有益效果:
[0044](I)通過設置預緊裝置4，可以調整系統的預緊力，從而改善系統的穩定性和模態，穩定性好，響應速度快；
[0045](2)采用球面副31配合，調整范圍較大，且采用直線電機321驅動，數據分析和建模簡單，控制簡單方便；
[0046](3)通過設置兩端分別連接頂桿323和接觸塊34的板簧，具有消隙功能和鎖緊功能，消除了運動過程中因部件的間隙配合而產生誤差，同時起到了有效鎖緊的作用，提高了系統的重復定位精度，降低了調整復雜度；
[0047](4)通過在固定板33和支撐板34之間設置彈簧板35，提高了鏡片組件I繞Z軸的旋轉剛度，防止在進行繞X軸和Y軸旋轉調整時，影響繞Z軸的旋轉精度；
[0048](5)通過在調整組件3和鏡片組件I之間設置隔離罩36，實現防護功能，將鏡片組件I與外部環境隔離開，防止調整裝置污染鏡片的工作環境。
[0049]雖然說明書中對本實用新型的實施方式進行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應限定本實用新型的保護范圍。在不脫離本實用新型宗旨的范圍內進行各種省略、置換和變更均應包含在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種平面鏡調整裝置，包括用于固定鏡片組件的基座、設于所述基座上的調整組件，其特征在于，還包括至少一個設于基座上的預緊組件，所述調整組件包括球面副、支撐板和電機組件，所述鏡片組件反射面的光軸中心線通過球面副的球心，所述球面副的活動端通過所述支撐板與所述電機組件連接，所述鏡片組件通過所述支撐板與所述球面副的活動端連接。2.根據權利要求1所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述電機組件設置有兩個，且呈直角分布。3.根據權利要求2所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述預緊組件設于兩個所述電機組件形成的直角內側。4.根據權利要求1所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述調整組件還包括與所述基座連接的固定板，兩端分別與所述固定板和所述支撐板連接的彈簧板，以及設于所述調整組件和所述鏡片組件之間的隔離罩。5.根據權利要求4所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述球面副包括設于所述固定板上的球面座、以及兩端分別連接所述球面座和所述支撐板的球面件，所述球面座的工作面為凹球面，所述球面件的工作面為凸球面，所述凹球面和所述凸球面的位置相對應，所述球面座為固定端，所述球面件為活動端。6.根據權利要求4所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述隔離罩為彈性件。7.根據權利要求4所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述彈簧板呈薄片狀，兩端分別通過連接板與所述固定板和所述支撐板連接。8.根據權利要求4所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述電機組件包括直線電機，兩端分別與所述直線電機和所述固定板剛性連接的電機座，與所述直線電機工作軸連接的頂桿，設于所述頂桿和所述支撐板之間的接觸塊，以及兩端分別連接所述頂桿和所述接觸塊的板簧。9.根據權利要求4所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述預緊組件包括一側與所述支撐板剛性連接的導向桿，與所述導向桿另一側連接的調整螺母，設于所述調整螺母和所述固定板之間的壓縮彈簧，以及設于所述調整螺母外圈的罩殼。10.根據權利要求9所述的平面鏡調整裝置，其特征在于，所述壓縮彈簧套設于所述導向桿外側，所述壓縮彈簧的初始預緊力可調。
【文檔編號】G02B7/182GK205507195SQ201521130746
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月30日
【發明人】蘇海業
【申請人】上海微電子裝備有限公司