[发明专利]安装调整电子光学装置的方法和按此安装调整的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在多个轴上对光学组件进行立体定位的装置。

现有技术

例如在多透镜镜头中或还有在调整准直镜组时，调整两个或者多个 光学组件在一个以上的轴上的相对定位，是一个特殊的挑战。这时在本 申请书的意义上光学组件是，例如，孔的遮光装置、光检测器、衍射组 件、反射镜、滤光镜、荧光屏，特别是透镜和光发射器。

这些光学组件一般本身没有安装用的装置，诸如螺丝连接用的螺 纹、拧入螺丝用的孔等。因此，它们一般用适当的携带装置抓住，使整 个光学系统的装配成为可能。

当各个组件(光学组件或支架)制造不能以合理的成本达到允差， 使调整变得多余时，组件的调整总是需要的。为此目的一般承载件连接 用的机械组件的可调整，例如其中两个承载件的距离可以用细纹螺丝加 以改变。在这种情况下这种机械结构包括活动机件。

为了进行调整，已知有大量精密机械结构原理。所有这些方法共同 点是：与没有活动部件的结构相比，在震动、对粉尘的敏感程度、温度 漂移和一般的稳定性方面较差。

即使当可用的结构空间很少时，精确地调整光学组件，也是一个特 殊的挑战。一般整个系统的位置需求大部分受到移动的调整和支持部件 的限制，而只有小部分受到放置光学部件限制。对于成本大部分不是光 学部件引起，更确切地说，是由机械的支持和调整部件引起的，这时一 样的。

当调整在一个或者两个空间方向上仍旧比较简单地实现时三轴或 多轴调整一般以多级机械为先决条件。若要例如，在空间上调整一个反 射镜的角度和位置，一般便要使用角度调整装置，它本身坐落在定位雪 橇上。

为了能够价格合适地并在非常小的结构空间上进行多级调整，现在 已有一些已知的方法，它建立在这样的基础上，即光学组件用可焊接覆 层完成，不言自喻它们是可焊接的，用焊锡固定在第二个部件上。然后 根据调整位置用或多或少的焊锡连接。这个方法的优点在于，可以进行 真正三维的定位。用焊锡桥接的凹槽越大，这时，可进行调整的位置窗 口就越大。这时，调整这样地进行，各个光学组件首先用辅助装置，例 如通过机器人或者移动雪橇，定位保持空间中的最优位置上，留待在下 一步骤用焊锡稳固地加以固定。该辅助装置在焊接处硬化以后移开。这 时挑战在于，在焊接过程开始之前找到的最优位置不能进行再次调整。 若例如借助于辅助装置把一个激光二极管保持在金属或者金属基板上 一个确定的高度上，并焊接在该位置上，则其出发点是，该位置只要仍 旧保持不变，就可以引入液体焊锡。金属液体对两个要连接的物体不发 生机械力。把温度降至凝固点，调整便得以达到最优。然而若再进一步 降低温度，坚硬的连接焊锡便拉到一起，对要连接的一对光学组件产生 机械力。因此前提必须是，原来最优地进行的调整在焊接处冷却下来时 明显地恶化。这时，对于失调整的量度的一些重要的参数是，一方面是 焊点的膨胀系数、该合金的凝固温度和用焊锡桥接的狭缝长度。特别是 在小的焊锡凹槽下在同样的相对收缩时只有小的绝对长度变化。因此， 采用这样方法时，要允许折衷。一方面从热力学失调整的角度看，希望 狭缝尽可能薄，另一方面，在裂缝薄时，要达到很小的构件允差。

作为用焊接进行立体定位的替代方案，还已知这样的方法，多轴立 体定位通过用辅助装置夹持的光学部件进行定位来实现。接着，给出的 空气缝隙用填充狭缝的粘胶材料填充。在理想的情况下仍旧可以在粘结 剂硬化时用该辅助装置进行调整。然而实际上考虑到收缩过程，根据粘 结材料仍可能导致显著长度相对变化。亦即，类似于焊接定位的情况， 必须考虑的是，该粘结材料硬化过程中对要连接的一对光学组件发生机 械力，并从而在粘结剂硬化之前使调整对最优的一对会再次失调整。因 为该收缩过程会导致长度的相对变化，这种作用可以通过尽可能减小粘 结狭缝来减到最小。