[发明专利]集成式微微型电动机座架

说明书

相关专利申请案

本申请案依据35U.S.C.第119(e)条主张李洪启(Hongqi Li)于2015年1月29日提出申请的标题为“集成式微微型电动机座架(INTEGRATED PICOMOTOR MOUNT)”的第62/109,458号美国临时申请案的优先权，所述美国临时申请案以其全文引用的方式并入本文中。

背景技术

例如透镜、反射境、波片、滤波器、体布拉格光栅、棱镜等等的光学装置或元件通常安装到光学系统，且明确地说安装到具有可调整座架的实验性光学系统。光学系统的实例可包含具有多个光学装置及组件的光具座或底座，所述多个光学装置及组件以一定向安装到底座以便提供将光束从一个光学装置引导到下一光学装置的光学路径。来自激光器或其它光源的射束通常用于此类应用。对于此类系统，可调整座架提供用以将光学元件或类似物牢固地扣接到光具座或光学系统的其它组件且允许光学元件的定向及/或位置的某一调整的机构。对于许多应用，可调整座架应可在受限空间内操作而不具有在调整过程期间妨碍附近装备的凸角。

一些现有可调整座架可包含：第一板，其经构造以具有紧固到其的光学元件；及第二板，其邻近第一板而安置，其中第一板可相对于第二板位移。在一些情形中，可使用压电型驱动电动机来使耦合在板之间的螺杆旋转以驱动第一板与第二板之间的相对位移。对于许多此类座架，可调整座架的驱动螺杆、压电式驱动电动机或其它组件可在第一板与第二板之间的相对位移期间延伸超出第一板及/或第二板的外周界。另外，高效地操作压电式驱动电动机所需的惯性矩的量值可导致可不适合在各种应用的受限空间中使用的大型座架装置。此外，此类座架系统的一些组件的外表面可随时间被磨损且减小可调整座架的操作效率。

高效地操作且还允许供在受限空间中使用的紧凑大小的可调整座架一直是所需要的。不具有座架的在使用期间延伸超过座架的板的外周界的驱动螺杆或其它组件以进一步增强供在受限空间中使用的适用性的可调整座架也一直是所需要的。包含持久地供在经延长时间周期内高效且可靠使用的组件的可调整座架也一直是所需要的。

发明内容

紧凑型可调整座架的一些实施例包含底座，所述底座具有在所述底座的底部部分上的平坦安装表面。所述可调整座架还可包含载台，所述载台相对于所述底座沿除单个线性自由度之外的所有自由度是大体上固定的，使得所述载台相对于所述底座沿所述线性自由度在预定距离内平移。所述载台还可包含在所述载台的上部部分上的平坦安装表面以用于安装光学元件或类似物。此载台还可适于安装在使用期间相对于固定安装表面需要准确地重新定位的非光学组件。所述可调整座架还可包含伸长型带螺纹驱动轴，所述伸长型带螺纹驱动轴具有纵向轴线、带螺纹长度及具有外表面的被驱动部分，所述带螺纹长度具有带螺纹外表面，所述带螺纹外表面具有围绕所述纵向轴线同心地安置的至少一个螺纹槽。所述带螺纹驱动轴相对于所述底座在沿着所述纵向轴线的轴向方向上可为固定的且在使用期间始终安置在所述底座的外周界内。所述带螺纹驱动轴相对于所述底座在横向于所述轴的所述纵向轴线的方向上也可为固定的且相对于所述底座可围绕所述轴的所述纵向轴线旋转。所述可调整座架可进一步包含螺母，所述螺母紧固到所述载台、包含围绕所述带螺纹驱动轴安置的开孔且在所述开孔内包含经构造以啮合所述带螺纹驱动轴的所述带螺纹外表面的所述螺纹槽的啮合结构。所述螺母可以防止所述螺母围绕所述带螺纹驱动轴的所述纵向轴线沿旋转方向进行旋转的构造紧固到所述载台，使得所述带螺纹驱动轴相对于所述底座的旋转引起所述螺纹槽相对于所述螺母的所述啮合结构的旋转以及所述螺母及载台因所述带螺纹驱动轴的旋转相对于所述底座沿着所述纵向轴线进行的后续轴向移动。惯性驱动电动机可安置在所述底座内且包含第一接触表面及第二接触表面，所述第二接触表面相对于所述第一接触表面以间隔开且大体上对置的关系安置。在一些情形中，所述第一及第二接触表面可与所述带螺纹驱动轴的所述被驱动部分操作地啮合，使得所述驱动电动机的致动赋予所述第一接触表面与第二接触表面之间的往复运动，从而引起所述带螺纹驱动轴相对于所述底座的旋转运动。至少一个盘状端帽可以固定关系紧固到所述带螺纹驱动轴的一端。此些端帽实施例可安置在所述底座的所述外周界内、包含高密度材料且包含足以使所述惯性驱动电动机高效操作的惯性矩。