CN100458486C

CN100458486C - 光学部件保持单元

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Publication number: CN100458486C
Application number: CNB2005800051676A
Authority: CN
Inventors: 玉田保; 野见和范; 坂本繁
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: CN1922526A; US7428110B2; WO2005078500A1; JP2005234050A; EP1717621A1; US20070286557A1; EP1717621A4

Abstract

本发明的目的是提供一种容易安装并且既能确保组装时的低成本以及再现性，又能提高定位精度的光学部件保持单元。通过围绕或形成可使光通过的开口部(22a、22b)，横截面为非圆形的矩形凸部(8a)以及矩形孔的嵌合，和横截面为圆形的圆形凸部(11a)以及圆形孔的嵌合，将邻接的光学部件保持单元(35)导入规定的位置并可拔脱地进行连接，在三维方向定位，同时，通过矩形凸部(8a)以及矩形孔的嵌合，和弹簧销(13a)以及嵌合孔的嵌合，在旋转方向限制邻接的光学部件保持单元(35)，在旋转方向上进行定位。

Description

光学部件保持单元

技术领域

本发明涉及一种光学部件保持单元。

背景技术

现有的光学系统，由在一定的位置配置例如棱镜，透镜，反射镜，LD，CCD等光学部件构成。在这样的光学系统，为了使它们的光轴一致，对光学部件之间的相对位置以及相对角度的精度有要求，并使用专用的工具、位置调整装置等进行定位。另外，众所周知，在由棱镜构成的光学系统中，将设有嵌合销的棱镜之间相互联结，并进行定位(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利3134850号公报

但是，在使用现有的位置调整装置等进行定位时，光学部件的各个位置调整困难，若增加光学部件的个数会有位置调整变得烦杂，制造成本增加的问题。

另外，在将设置有嵌合销的棱镜之间相互连接，进行定位时，虽然定位变得容易，但精度不够。所以希望进一步提高精度。

发明内容

本发明就是为了解决这样的问题而完成的，目的是提供一种既能确保组装时的低成本以及再现性，又能提高定位精度的光学部件保持单元。

本发明的光学部件保持单元，为可收容光学部件并可保持的光学部件保持单元，其特征在于，具有：可使光通过的开口部，和与在所述光的方向上邻接的光学部件保持单元之间相脱离地进行连接的嵌合形状；该嵌合形状，具有，形成或围绕开口部，对光学部件保持单元之间定位的嵌合形状，和旋转止动光学部件组件的嵌合形状。

根据如上机构的光学部件保持单元，利用进行定位的嵌合形状，将邻接的光学部件保持单元引导至规定位置并可拔脱地进行连接，在三维方向上进行定位，同时，利用旋转止动的嵌合形状，使邻接的光学部件保持单元在旋转方向被限制，在旋转方向上进行定位。

这里，作为起上述作用的结构，具体的是，进行定位的嵌合形状以及旋转止动的嵌合形状，具有有形成或围绕开口部的、横截面为非圆形的非圆形孔或非圆形凸部的结构。由此，使光学部件保持单元在三维方向上进行定位，同时，在旋转方向上进行定位，并可拔脱地进行连接。

另外，作为起上述作用的结构，具体地说，进行定位的嵌合形状，有形成或围绕开口部的、横截面为圆形的圆形孔或圆形凸部，旋转止动的嵌合形状，有嵌合销以及至少有一个嵌合孔的结构。由此，使光学部件保持单元在三维方向上进行定位，同时，在旋转方向上进行定位，并可拔脱地进行连接。

另外，除了非圆形孔或非圆形凸部外，作为进行定位的嵌合形状，当具有形成或围绕横截面为圆形的圆形孔或圆形凸部时，可在三维方向上切实地进行定位。

另外，作为旋转止动的嵌合形状，当具有嵌合销和嵌合孔重的至少一者时，可在旋转方向上切实地进行定位。

这里，当光学部件保持单元本身为块体时，对于规定的各基准面，可正确地配置光学部件保持单元。

而且，当具有可插入光学部件的插入口，和开闭该插入口的盖时，使光学部件容易利用插入口插入并被收容，通过关闭盖而保护光学部件。

另外，作为光学部件保持单元，是配置在连接的光学部件保持单元列内的光学部件保持单元，具有可可使光学部件的入射光通过的开口部，和可使光学部件的出射光通过的开口部的结构。

另外，作为光学部件保持单元，是配置在连接光学部件保持单元里列的始端的光学部件保持单元，具有可使光学部件的出射光通过的开口部的结构。

另外，作为光学部件保持单元，是配置在连接光学部件保持单元里列的终端的光学部件保持单元，具有可使光学部件的入射光通过的开口部的结构。

而且，还含有这里所说的圆形孔，非圆形孔，贯通孔，槽，凹部。

根据本发明的光学部件保持单元，可在三维方向上以及旋转方向上容易地进行定位并降低组装时的成本，同时，还通过光学部件保持单元之间可拔脱地进行连接确保位置的再现性，并可提高在三维方向以及旋转方向上的定位精度。

附图说明

图1是表示具有本发明的第1实施方式的光学部件保持单元的马赫—曾德尔干涉仪的概略平面结构图。

图2是表示图1中的光学部件保持单元的立体图。

图3是表示连接有图2所示的光学部件保持单元的光学部件保持单元的立体图。

图4是表示本发明的第2实施方式的光学部件保持单元的立体图。

图5是表示连接有图4所示的光学部件保持单元的光学部件保持单元的立体图。

图6是表示本发明的第3实施方式的光学部件保持单元的立体图。

图7是表示连接有图6所示的光学部件保持单元的光学部件保持单元的立体图。

图8是表示本发明的第4实施方式的光学部件保持单元的盖安装前的状态的立体图。

图9是表示是表示连接有图8所示的光学部件保持单元的光学部件保持单元的盖安装前的状态的立体图。

图10是用于说明本发明的第1～第4实施方式的光学部件保持元件的孔的立体图。

符号说明

2a，2b，12a，12b，22a，22b，42b…开口部，4a，4b，14a，14b，24a，24b，34a，34b…嵌合形状，5，15，25，35…光学部件保持单元，6……盖，8a……矩形凸部(非圆形凸部)，8b，48b……矩形孔(非圆形孔)，11a……圆形凸部，11b……圆形孔，13a……弹簧销(嵌合销)，13b……嵌合孔。

具体实施方式

下面，对本发明的光学部件保持单元的优选的第1实施方式参照图1～图3进行说明。图1是表示具有本发明的第1实施方式的光学部件保持单元的马赫—曾德尔干涉仪的概略平面结构图。图2和图3是表示图1中的光学部件保持单元的立体图。另外，在附图说明中，对相同或相当的元件使用相同的符号，并省略重复说明。

如图1所示，马赫—曾德尔干涉仪1用于例如透明体的变形量测定等，具有固定基体3和各种光学部件保持单元(详细后述)5。

固定基体3由例如铝等金属构成，形成板状，并构成基板。

各种光学部件保持单元5，被搭载在固定基体3上。这些光学部件保持单元5，具体地说，收容了发光元件的发光单元5P，不收容光学元件的空白单元5B1、5B2，收容了准直透镜的透镜单元5Q，收容了分光器的分光器单元5S1、S2，收容了被检体7的被检体单元5D，收容了反射镜的反射镜单元5M1、5M2，收容了受光元件的受光单元5R，这些单元总称为光学部件保持单元5。光学部件保持单元5通过例如粘结剂等粘结在固定基体3上。

发光单元5P，空白单元5B1，透镜单元5Q，分光器单元5S1，被检体单元5D以及反射镜单元5M1同轴连接为一列形状设置，同时反射镜单元5M2，空白单元5B2，分光器单元5S2以及受光单元5R同轴连接为一列形状设置，这些光学部件保持单元列并列设置的同时，使分光器单元5S1和反射镜单元5M2的反射镜面，反射镜单元5M1和分光器单元5S2的反射镜面之间分别相对，连接单元列；从发光单元5P射出的光，被透镜单元5Q校准，被分光器5S1分割为向着反射镜单元5M1的直线传播光和向着反射镜单元5M2的反射光；来自分光器单元5S1的直线传播光透过被检体7被反射镜单元5M2反射为直角，来自反射镜单元5M1、反射镜单元5M2的光到达分光器单元5S2，通过该分光器单元5S2受光单元5R受光配置构成。受光单元5R检测干涉条纹测定被检体7的变形量。

光学部件保持单元5，如图2和图3所示，由例如黄铜等构成，为立方体(块体)可收容并保持各上述发光元件，准直透镜，分光器，反射镜，受光元件等光学部件，同时具有：可使光在周面上通过的开口部2a，2b，和与在光的方向上邻接的光学部件保持单元5之间可拔脱地进行连接的嵌合形状(进行定位的嵌合形状以及旋转止动的嵌合形状)4a、4b。而且，这里说明的光学部件单元5，至少具有两个开口部，透镜单元5Q，反射镜单元5M1、5M2，被检体单元5D，空白单元5B1、5B2。光学部件保持单元5Q、5D、5B1、5B2在相向的周面各有开口部2a、2b，在光学部件保持单元5M1、5M2中，在垂直的周面上各有开口部2a、2b。

嵌合形状4a，如图2所示，作为非圆形凸部具有形成矩形的围绕开口部2a并向外侧突出的矩形凸部8a。另一方面，嵌合形状4b，如图3所示，作为非圆形孔具有形成开口部2b的矩形孔8b。

而且，在光学部件保持单元5中，设有插入光学部件的插入口(未图示)，如图2和图3所示，还有关闭该插入口的盖6。该盖6用例如螺钉固定等固定在光学部件保持单元5上，该螺钉构成为不从盖6突出。

另外，发光单元5P以及受光单元5R，可以具有至少一个开口部，分光器单元5S1，5S2可以至少具有三个开口部。

在这种光学部件保持单元5中，通过矩形凸部8a以及矩形孔8b的嵌合，可将邻接的光学部件保持单元5引导至规定位置并可拔脱地进行连接，在三维方向上进行定位的同时，在旋转方向上限制邻接的光学部件保持单元5并在旋转方向上定位。其结果是，既可以容易安装降低安装时的成本，又可以通过光学部件保持单元5之间的拆卸确保位置的再现性，提高在三维方向以及旋转方向上的定位精度。

另外，由于光学部件保持单元5本身为立方体，可对固定基体3以及邻接的光学部件保持单元5的周面等基准面密封。其结果，可以正确地配置这些光学部件保持单元。

另外，由于具有插入光学部件的插入口以及关闭该插入口的盖6，可使光学部件通过插入口容易地插入并被收容，用盖6封闭可切实地保护光学部件。

图4以及图5，是表示本发明的第2实施方式的光学部件保持单元的立体图。

该第2实施方式的光学部件保持单元15与第1实施方式的光学部件保持单元5的区别在于，取代具有矩形凸部8a，矩形孔8b的嵌合形状4a、4b，使用嵌合形状14a、14b，该嵌合形状14a、14b具有，作为进行定位的嵌合形状的圆形凸部11a，圆形孔11b，和作为旋转止动的嵌合形状的弹簧销13a，嵌合孔13b。

圆形凸部11a，如图4所示，被构成为形成圆形并围绕开口部12a向外侧突出，而圆形孔11b，如图5所示，形成开口部12b。

弹簧销13a，有例如由不锈钢等构成，在周面上沿轴方向具有切槽，如图4所示，在夹着开口部12a的对角位置上安装在配置成一对支持孔16a中。另外，嵌合孔13b，如图4以及图5所示，设在与支持孔16a相向的位置。

根据该第2实施方式，光学部件保持单元15，通过圆形凸部11a与圆形孔11b的嵌合，被导入规定位置并可拔脱地进行连接，在三维方向上进行定位的同时，通过弹簧销13a和嵌合孔13b嵌合，在旋转方向上进行限制，在旋转方向定位。其结果，可以得到与第1实施方式相同的效果。

弹簧销13a，其外径1.6mm，长度5mm，支持孔16a，其内径1.54mm，深度2mm，嵌合孔13b，其内径1.66mm，深度3.5mm。由此，在拆除光学部件保持单元15之间的嵌合时，可以使弹簧销13a不留在相对侧的嵌合孔13b而安装在支持孔16a上，并可在再次连接这些光学部件保持单元15时，在旋转方向上进行高精度的定位，确保再现性。

图6以及图7，是表示本发明的第3实施方式的光学部件保持单元的立体图。该第3实施方式的光学部件保持单元25与第1实施方式的光学部件保持单元5的区别在于，光学部件保持单元25的嵌合形状24a、24b，作为进行定位的嵌合形状还具有圆形凸部11a、圆形孔11b。即，嵌合形状24a，如图6所示，具有围绕在矩形凸部8a的内侧(轴心侧)形成圆形的开口部22a的圆形凸部11a，嵌合形状24b，如图7所示，具有在矩形孔8b的内侧(轴心侧)形成开口部22b的圆形孔11b。

根据如上所述第3实施方式，通过在矩形凸部8a以及矩形孔8b的嵌合之外，利用圆形凸部11a以及圆形孔11b的嵌合，可使光学部件保持单元25引导至规定位置，并在三维方向上切实地进行定位。其结果，可比第1实施方式提高在三维方向上的定位精度。

另外，在上述实施方式中，使嵌合形状形成，在矩形凸部8a的内侧具有圆形凸部11a的嵌合形状24a，和在矩形孔8b的内侧有圆形孔11b的嵌合形状24b，但也可以作为在圆形凸部的内侧有矩形凸部的嵌合形状，在圆形孔的内侧有矩形孔的嵌合形状。

图8以及图9，是表示本发明的第4实施方式的光学部件保持单元的盖安装前的状态的立体图。本第4实施方式的光学部件保持单元35与第3实施方式的光学部件保持单元25的区别在于，光学部件保持单元35的嵌合形状34a、34b，具有作为旋转止动的嵌合形状的弹簧销13a(参照图8)，嵌合孔13b(参照图9)。

另外，开口部22a，在周面上具有从同一方向同时对同轴上的圆形凸部11a，矩形凸部8a，圆形孔11b，矩形孔8b应同时进行精度良好的加工的，可通过工具的开口部22a、22b进退的退出部22c。另外，该退出部22c，也可适用其他的实施方式。

根据如上第4实施方式，通过矩形凸部8a以及矩形孔8b的嵌合之外，利用弹簧销13a以及嵌合孔13b的嵌合，可在旋转方向上限制光学部件保持单元35，在旋转方向上切实地进行定位。其结果，可比第3实施方式提高在旋转方向上的定位精度。

以上，根据对本发明根据其实施方式进行了具体说明，但本发明不限定于上述实施方式。光学部件保持单元5，15，25，35适用于马赫—曾德尔干涉仪1，但也可以适用例如傅立叶变换分光仪、平面度测定装置等。

另外，上述实施方式中，例示了受光元件，准直透镜，分光器，反射镜以及受光元件作为光学部件，但并不限定于此，也可以是例如各种棱镜，各种滤光器，空间光调制器等。另外，光学部件保持单元也不必须收容光学部件，也可以使用例如不收容光学元件的空白单元，用作收容被检体的被检体单元。

另外，在上述实施方式中，将非圆形凸部以及非圆形孔形成横截面为矩形的矩形凸部8a以及矩形孔8b，但以可以是例如横截面为椭圆的椭圆凸部以及椭圆孔，横截面为多边形的多边形凸部以及多边形孔等。

另外，在上述实施方式中，使作为定位的嵌合形状的非圆形孔8b，圆形孔11b形成开口部2b，12b，22b，22b，但这些孔，如图10所示，也可以是例如围绕开口部42b的环形槽48b，另外，也可以是在开口部的外周连接设置并围绕该开口部，没有到达内侧(块体内)的凹部等。

另外，在上述实施方式中，光学部件保持单元5，15，25，35为立方体，但也可以是例如长方体和其他的多面体等。

另外，嵌合形状的轴心和设置有该嵌合形状的周面的中心也可以构成为偏心。在如此构成时，在连接光学部件保持单元5，15，25，35时，容易识别没有按所希望的位置关系(旋转方向)连接而产生的阶梯差。

另外，在上述实施方式中，连接光学部件保持单元的嵌合形状与盖6分别构成，也可以是盖6具有该嵌合形状。

另外，在第2以及第4实施方式中，在设置有圆形凸部11a的周面上具有一对嵌合孔13a，在设置有圆形孔11b的周面上具有一对嵌合孔13b，也可以是在同一周面具有弹簧销13a和弹簧销13b的结构，还可以用其他弹性销代替弹簧销13a。

根据本发明的光学部件保持单元，容易在三维方向以及旋转方向上进行定位且组装时成本低，同时还可以通过光学部件保持单元之间可以拔脱的连接而确保位置的再现性，可提高在三维方向以及旋转方向上的定位精度。

Claims

1.一种光学部件保持单元，可收容并保持光学部件，其特征在于：

具有可使光通过的开口部，和与在所述光的方向上邻接的光学部件保持单元之间可拔脱地进行连接的嵌合形状；

所述嵌合形状，具有

在所述开口部形成或围绕所述开口部，对光学部件保持单元之间进行定位的嵌合形状，

所述进行定位的嵌合形状，具有

在所述开口部形成的、横截面为非圆形的非圆形孔，或围绕所述开口部的、横截面为非圆形的非圆形凸部，

所述开口部以及嵌合形状形成于所述光学部件保持单元的一面上，所述非圆形凸部从所述一面突出。

2.如权利要求1所述的光学部件保持单元，其特征在于：

作为所述进行定位的嵌合形状，还具有在所述开口部形成的、横截面为圆形的圆形孔，或围绕所述开口部的、横截面为圆形的圆形凸部。

3.如权利要求2所述的光学部件保持单元，其特征在于，

所述嵌合形状，作为使所述光学部件保持单元之间旋转止动的嵌合形状，还具有嵌合销和嵌合孔中的至少一个。

4.如权利要求1所述的光学部件保持单元，其特征在于，

所述光学部件保持单元本身为块体。

5.如权利要求1所述的光学部件保持单元，其特征在于，还具有：

可插入所述光学部件的插入口，和

开闭该插入口的盖。

6.如权利要求1～5中任一项所述的光学部件保持单元，其特征在于：

分别具有，可使所述光学部件的入射光通过的开口部，和

可使所述光学部件的出射光通过的开口部。

7.如权利要求1～5中任一项所述的光学部件保持单元，其特征在于：

具有可使所述光学部件的出射光通过的开口部。

8.如权利要求1～5中任一项所述的光学部件保持单元，其特征在于：

具有可使所述光学部件的入射光通过的开口部。

9.一种光学部件保持单元列，其特征在于：

由多个如权利要求1所述的光学部件保持单元通过嵌合形状连接而成。