CN1247954C - 倾斜调节装置，套圈夹持装置，及装有上述装置的干涉仪装置 - Google Patents

Abstract

在一个倾斜调节装置中包括两个彼此相对的底座元件，一个用于相对于彼此倾斜这两个底座元件的调节螺杆可旋转地拧入上述两个底座元件中的一个之中并由其保持，同时从上述一个底座元件朝另一个底座元件伸出一个前端部。另一底座元件中设有一个与上述调节螺杆的前端面相对的球轴承表面。一个刚性球形元件设置在上述调节螺杆与上述球轴承表面之间。

Description

倾斜调节装置，套圈夹持装置， 及装有上述装置的干涉仪装置

相关申请

本申请要求此处作为参考引入的于2002年6月7日提交的日本专利申请Nos.2002-167126和2002-167731的优先权。

技术领域

本发明涉及一种倾斜调节装置，用于例如在用显微干涉仪装置(也称作“于涉显微装置”)分析容纳在光学插头中的套圈前端部的形状等时对保持在物镜前面一个预定位置的套圈的倾斜进行调节；以及装有这种倾斜调节装置的显微干涉装置。

本发明还涉及一种套圈夹持装置，用于在用显微干涉仪装置分析容纳在光学插头中的套圈前端部的形状等时将套圈保持在物镜前面一个预定位置的套圈夹持装置；以及装有这种夹持装置的显微干涉装置。

背景技术

最近以来，已经很好地研究和开发了用于光通信的光纤。作为这种光纤的一个例子，已知的一种包括一个外径约为10微米的芯部；和设置在芯部外部周边且外径约为125微米的覆层；光纤还装有一个套圈，该套圈设置在其一个联接端部，用于将光纤与另一个光纤联接。

套圈是一个构成了一个光学联接器的圆柱形部件，该光学联接器用于保持和固定光纤的一端，从而将光纤与另一个光纤联接。在用粘结剂等将一个光纤插入并紧固到套圈的外径中心部分之后，套圈的前端被打磨成一个镜面，因而当两个套圈的前端面彼此压靠时由各套圈保持的两个光纤可相互联接。

尽管已经知道将套圈的前端面打磨成正交于光学轴线的平面或者与光学轴线倾斜相交的平面，但最近已经将注意力引向了这样的套圈，其前端面受到PC(物理接触)打磨以获得凸面球形形状，使前端面会由于将套圈的前端面彼此压靠的压力而弹性变形。

为了减小当光纤彼此联接时的光损失，JIS已经规定了多种高精度规格。对于PC打磨的套圈，已经规定了6微米数量级的规格，如前端面的弧度半径的尺寸误差，以及套圈的球形前端面的顶点与光纤芯部中心之间的位置偏移误差。

有这样的情况，其中显微干涉仪装置用于检测所生产的套圈是否符合该规格。显微干涉仪装置已经构造成使承载相位信息如微小样本的表面形状和折射率分布的物体光线与参考光线相互干涉，多面观察这样获得的干涉条纹，并测量和分析干涉条纹的形状和变化，从而获得样本的相位信息。

当用这种显微干涉仪装置检测所生产的套圈时，需要一个用于调节显微干涉仪装置与套圈光学轴线之间的相对倾斜的倾斜调节装置。

常规公知的这种倾斜调节装置是这样一种，包括两个底座元件，它们彼此相对而可以用它们的支承部件作为支点相对于彼此倾斜，及一个调节螺杆，该调节螺杆的前端面形成一个凸面球形表面。该调节螺杆可旋转地拧入其中一个底座元件中并由其保持，同时前端面伸向另一个底座元件。在前端面与位于底座另一侧的支承表面滑动接触时，旋转该调节表面而改变伸出长度，从而调节两个底座元件之间的相对倾斜。

但由于调节螺杆的前端面形成凸面球形表面，在这种常规倾斜调节装置中会存在下列问题。也就是说，当位于调节螺杆前端的凸面球形表面的中心偏离调节螺杆轴线时，在调节螺杆旋转时凸面球形表面的直径中心环绕调节螺杆旋转。当与这种凸面球形表面接触的位于底座元件另一侧的支承表面形成具有V形截面的沟槽时，它将凸面球形表面的滑动限制在仅在一个(沟槽延伸的)预定方向。因此，当调节螺杆旋转时，可施加一个力将支承表面压制到基本上正交于该预定方向的一个方向。这种力可使两个底座元件相对于彼此偏移，从而对倾斜调节产生负面影响。

凸面球形表面在调节螺杆前端的偏心量通常小到使上述两个底座元件之间的相对位置偏移量看起来保持很小。但当用上述显微干涉仪装置测量套圈的形状时，即使在调节套圈倾斜时发生微小的位置偏移都会极大地影响测量，因为必须以高精度将套圈前端部保持在显微干涉仪装置的物镜前面一个预定位置。

另一方面，当用这种显微干涉仪装置检测所生产的套圈时，需要一个夹持装置以高位置精度将要检测的套圈保持在显微干涉仪装置的物镜前面一个预定位置。由于套圈通常容纳在构成光学插头的管状元件中，套圈夹持装置适于在容纳于这样一个管状元件中的状态下夹持套圈。

图13表示这种套圈夹持装置的一个常规例子。图13是处于保持套圈状态下的常规夹持装置的剖视图。图13中所示的套圈420保持和紧固未图示的一个光纤的端部，同时容纳在一个构成光学插头400的管状元件中。夹持装置500包括一个用于从其一侧支承套圈420的支承件510，一个设置成可相对于支承件510移动的转换器520，和一个用于压制转换器520以便移动后者的压制元件530。

转换器520跨套圈420与支承件510相对，同时可在与套圈420另一侧接触的夹持位置和与该侧分开的夹持释放位置之间移动。压制元件530包括一个与形成于支承件510中的螺纹孔511啮合的螺杆轴531，和一个用于环绕其轴线C旋转螺杆轴531的杆元件532；并构造成在螺杆轴531的一个球形前端面与转换器520的上表面接触的状态下向下压制转换器520。

在夹持装置500中，由压制元件530压制的转换器520从夹持释放位置移动到夹持位置，压靠套圈420的另一侧，从而能够用支承件510和转换器520支承套圈420。

图13中所示的常规夹持装置500的问题如下。也就是说，虽然容纳于管状元件410中的套圈420的前端部从管状元件410的前端伸出，但伸出长度通常较短。虽然支承件510和转换器520部分延伸到管状元件410中以紧固套圈420的卡盘边缘，但穿过压制元件530的压制点P的力的作用线(与轴线C一致)位于管状元件410的前端外部。因此，力的作用线可偏离由支承件510支承的套圈420区域(在图13中点S和T之间的区域)。当压制元件530在这种状态下压制转换器520时，转换器520可(在图13中顺时针方向旋转转换器520的方向)扭转，使得难以稳定地或者以高精度以一个预定姿态保持套圈420。

当不稳定地将套圈保持在用于显微干涉仪装置中的套圈夹持装置中时，套圈可在观察其间转换其位置，从而对测量和分析产生负面影响。当套圈没有以预定姿态保持时，也不能完成高精度测量和分析。

发明内容

鉴于这些环境，本发明的一个目的是提供一种倾斜调节装置，它能够以高精度完成倾斜调节，同时限制两个底座元件相对于彼此转换它们的位置，以及一个能够稳定地测量和分析需要进行倾斜调节的微小样本的显微干涉仪装置。

本发明的另一个目的是提供一种套圈夹持装置，它能够可靠地将容纳于构成光学接头的管状元件中的套圈保持在一个预定位置；及一个显微干涉仪装置，它能够稳定地测量和分析容纳于该管状元件中的套圈。

为实现上述目的，本发明提供一种倾斜调节装置，包括两个彼此相对的底座元件，一个支承部件，用于支承上述两个底座元件使上述两个底座元件可相对于彼此倾斜，和一个调节部件，用于用上述支承部件作为支点使上述两个底座元件相对于彼此倾斜；上述调节部件包括：一个调节螺杆，该调节螺杆可旋转地拧入上述两个底座元件中的一个之中并由其保持，同时从上述一个底座元件朝另一个底座元件伸出一个前端部，该调节螺杆的前端部形成凸面球形表面；一个球轴承表面，该球轴承表面设置在另一底座元件中，从而与上述调节螺杆的前端面相对；一个设置在上述调节螺杆的上述前端面与上述球轴承表面之间的刚性球形元件；一个保持元件，用于将上述球形元件保持在与上述前端面和上述球轴承表面接触的一个位置；在上述球形元件与上述前端面和上述球轴承表面接触的状态下旋转上述螺杆，从而改变上述调节螺杆从上述一个底座元件伸出的长度，从而调节上述两个底座元件之间的相对倾斜。

上述保持元件可具有一个孔，该孔的内径小于上述球形元件的直径，并可设置在上述前端面与上述球轴承表面之间，使上述球形元件从上述孔部分伸出，从而保持上述球形元件。

该倾斜调节装置还可包括一个推动元件，用于朝彼此推动上述两个底座元件。

两个调节部件可设置在从上述支承部件延伸出来的彼此正交的方向上彼此分开的各位置上，其中一个上述调节部件的上述球轴承表面形成与上述球形元件接触的平面，另一个调节部件中的上述球轴承表面形成具有V形截面并在联接该另一调节部件和上述支承部件的方向上延伸的沟槽。

本发明提供一种用于观察干涉条纹的干涉仪装置，干涉条纹是通过承载样本的相位信息的物体光线与参照光线之间的干涉而获得的，上述干涉仪装置包括根据本发明的倾斜调节装置，以及在一个主壳体中的电源、控制箱和干涉仪主系统，其中所述倾斜调节装置设置在构成主壳体的前板上。

该显微干涉仪装置还可包括一个用于将上述样本保持在一个预定位置的夹持装置，和一个用于保持上述夹持装置的夹持装置保持件，上述夹持装置通过上述夹持装置保持件由上述倾斜调节装置支承，上述夹持装置的倾斜姿态由上述倾斜调节装置调节。

本发明提供一种用于保持套圈的套圈夹持装置，该套圈容纳在构成光学插头的管状元件中，上述套圈夹持装置包括：一个支承件，该支承件具有一个用于从一侧支承上述套圈的第一支承片；一个具有一个第二支承片的转换器，该转换器设置成跨由上述第一支承片支承的上述套圈与上述第一支承片相对，同时可在与上述套圈的另一侧接触的一个夹持位置和与该另一侧分开的一个夹持释放位置之间移动；及一个压制元件，用于压制上述转换器而移动上述第二支承片；其中上述第一和第二支承片成形为沿上述套圈的轴线从上述管状元件的前端的外部延伸到内部；其中上述转换器包括一个压力接收片，该压力接收片延伸而跨上述管状元件的一个侧壁部分与上述第二支承片相对；其中上述压制元件成形为，当在上述压制元件的压制点与上述压力接收片接触的状态下朝上述套圈压制上述压力接收片时，上述第二支承片从上述夹持释放位置移动到上述夹持位置，从而将上述套圈与上述第一和第二支承片保持在一起，当上述压制释放时，上述第一和第二支承片停止保持上述套圈。

优选地，穿过上述压制点的上述压制元件的力的作用线穿过由上述第一支承片支承的上述套圈区域的基本中心部分。

上述第二支承片可具有一个突起，该突起在与上述第一支承片相对的表面上与上述套圈的另一侧接触。

上述转换器可沿在上述第二支承片的转换方向延伸的一个导向轴移动，同时由一个推动元件推动而将上述第二支承片定位在上述夹持释放位置。

上述压制元件可包括一个螺杆轴，该螺杆轴可旋转地与形成在上述支承件中的一个螺纹孔啮合，并用具有上述压制点的一个前端部压制上述压力接收片，及一个用于旋转上述螺杆轴的杆元件。

该套圈夹持装置还可包括一个用于限制上述杆元件的旋转区域的止动件。

另一方面，本发明提供一种用于观察干涉条纹的干涉仪装置，干涉条纹是通过承载样本的相位信息的物体光线与参照光线之间的干涉而获得的；上述显微干涉仪装置包括根据本发明的套圈夹持装置。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的倾斜调节装置的前视图。

图2是沿图1中线A-A所取的剖视图。

图3是沿图1中线B-B所取的一个剖视图。

图4是沿图1中线C-C所取的一个剖视图。

图5是沿图1中线D-D所取的一个剖视图。

图6是一个剖视图，用于表示倾斜调节装置100的操作。

图7是装有图1中所示的倾斜调节装一个透视图。

图8是根据本发明第一实施例的用于光学插头的夹持装置的剖视图。

图9是图8中所示夹持装置外部的一个透视图。

图10是图8中所示夹持装置的局部前视图。

图11是一个透视图，表示图8中所示夹持装置的一部分。

图12是一个剖视图，表示根据本发明第二实施例的套圈夹持装置。

图13是常规套圈夹持装置的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行说明。

显微干涉仪装置

首先参照图7对根据本发明一个实施例的显微干涉仪装置的整体结构进行描述。图7是一个透视图，以部分切开形式表示根据本发明一个实施例的显微干涉仪装置。

图7中所示的显微干涉仪装置1包括一个主壳体，该主壳体由一个底板2、一个前板3(以部分切开方式图示)、一个后板4、一个隔壁5和一个封盖箱6(以部分切开方式图示)构成，该主壳体中设有一个电源7、一个控制盒8和一个主系统10。

该主系统10包括一个物镜单元11、一个压电单元12、一个半镜像/光源单元13、一个成像透镜单元14、一个镜像盒15和一个CCD摄像单元16。其中成像透镜单元14、镜像盒15和CCD摄像单元16连接到紧固于隔壁5上的一个静止平台17上，而物镜单元11、压电单元12和半镜像/光源单元13连接到一个焦点平台18(以部分切开方式图示)。

焦点平台18由在前后方向(附图中箭头B和F方向)平行延伸的上下导向轴19A、19B(以部分切开方式图示)支承，从而可前后滑动。一个卷簧9设置在静止平台17与焦点平台18之间，从而通过卷簧9的弹性向前(在附图中的箭头F方向)推动焦点平台18。

前板3设有一个焦点调节螺杆20，用于移动焦点平台18从而完成主系统10的焦点调节。该焦点调节螺杆20包括一个螺杆轴21和一个用于旋转螺杆轴21的旋钮22，该螺杆轴21拧入形成在前板3中的一个未图示的螺纹孔中，从而在环绕其轴线旋转时能够前后移动。螺杆轴21的前端面压靠设置于焦点平台18前表面部分的一个半球形突起18a。当通过旋转旋钮22而改变螺杆轴21从前板3突出的长度时，焦点调节螺杆20可沿轴19A、19B前后移动焦点平台18，从而实现焦点调节。

具有上述结构的干涉仪主系统10用与参照光分开的来自一个未图示光源的照明光照射一个保持在物镜单元11前面一个预定位置的微小样本(未图示)，使从样本反射的物体光与参照光干涉，将这样产生的干涉光穿过成像透镜单元14中的一个成像透镜系统(未图示)，然后在一个未图示的CCD上形成一个干涉条纹图像。当测量和分析了这样获得的干涉条纹的形状和变化之后，可以完成样本的表面形状的三维测量及其物理性质测量。有多种型号可用作干涉仪主系统10，如Mireau、Michelson和Linnik。

前板3设有一个倾斜调节装置100。下面将要描述的该倾斜调节装置100包括一个紧固到前板3上的L形第一底座元件110，和一个具有与第一底座元件110相似的L形并与第一底座元件110相对的第二底座元件120。第二底座元件120以支承部件130作为支点被支承而可相对于第一底座元件110倾斜，并可分别通过第一和第二调节部件140、150环绕一个从支承部件130基本上沿水平方向延伸的轴线以及一个从支承部件130基本上沿垂直方向延伸的轴线摆动，从而调节相对于第一底座元件110的倾斜。

一个夹持装置保持件200连接到倾斜调节装置100的第二底座元件120上。该夹持装置保持件200包括一个前部210、一个后部220和一个将它们联接起来的联接部230，而前部210由三个连接螺杆240紧固到第二底座元件120上。夹持装置保持件200的前部210定位在物镜单元11的前表面侧，其中心部分形成一个将夹持装置300保持在其中的保持件凹陷211。夹持装置300用于将容纳于一个未图示光学插头中的套圈保持在图7中所示显微干涉仪装置1的物镜单元11前面一个预定位置，夹持装置300通过夹持装置保持件200由倾斜调节装置100保持，从而由倾斜调节装置100调节它相对于显微干涉仪装置1的倾斜姿态。前板3上还设有一个电源开关30，用于开/关显微干涉仪装置1的电源。

倾斜调节装置的结构

现在参照图1至6详细说明倾斜调节装置100。图1是根据本发明一个实施例的倾斜调节装置100的前视图。图2是沿图1中线A-A所取的一个剖视图。图3是沿图1中线B-B所取的一个剖视图。图4是沿图1中线C-C所取的一个剖视图。图5是沿图1中线D-D所取的一个剖视图。图6是一个剖视图，用于表示倾斜调节装置100的操作。这里，图1中没有图示用于安装夹持装置保持件200的螺纹孔，当将第一底座元件110紧固到显微干涉仪装置1的前板3上时用于插入工具的图7中所示的工作孔，等等。

如上所述，所示的倾斜调节装置100包括彼此相对的第一和第二底座元件110、120，支承第一和第二底座元件110、120使它们相对于彼此可倾斜的支承部件130，及用于以支承部件130作为支点相对倾斜第一和第二底座元件110、120的第一和第二调节部件140、150。

如图2和3中所示，支承部件130包括一个紧固到第一底座元件110上的第一支承元件131，紧固到第二底座元件120上的第二支承元件132，和一个设置在第一和第二支承元件131、132之间的球形元件133。

第一支承元件131由下列元件构成：一个插入并紧固到形成于第一底座元件110中的孔111中的轴131a，和一个与轴131a一体成形的球轴承部件131b，而球轴承部件131b包括一个形成用于支承球形元件133的锥形表面的球轴承131A。第二支承元件132由下列元件构成：一个插入并紧固到形成于第二底座元件120中的孔121中的轴132a，和一个与轴132a一体成形的球轴承部件132b，而球轴承部件132b包括一个形成用于支承球形元件133的锥形表面的球轴承132A。

第一和第二支承元件131、132设置成使球轴承表面131A、132A彼此相对。球轴承表面131A、132A之间保持着球形元件133，因而支承部件130以球形元件133为支点以可倾斜方式支承第一和第二底座元件110、120。

第一和第二调节部件140、150(对于第一调节部件140见图2，对于第二调节部件150见图3和4)包括设置于第二底座元件120一侧的调节螺杆141、151；设置于第一底座元件110一侧的球轴承元件142、152；设置于球轴承元件142、152与调节螺杆141、151之间的刚性球形元件143、153；以及用于将球形元件143、153保持在与调节螺杆141、151的各前端面141A、151A接触的位置的保持元件160、170。

调节螺杆141、151包括螺杆轴141a、151a，以及用于旋转螺杆轴141a、151a的旋钮141b、152b，并分别通过螺杆衬套144、154连接到第二底座元件120上。螺杆衬套144、154拧入形成于第二底座元件120中的各螺纹孔123、124中并由其保持，并具有与调节螺杆141、151的螺杆轴141a、151a啮合的螺纹孔144a、154a。即，调节螺杆141、151旋转拧入螺杆衬套144、154中并由其保持，从而可通过旋转旋钮141b、151b改变螺杆轴141a、151a从第二底座元件120伸出的长度。

球轴承元件142、152由轴142a、152a以及与轴142a、152a一体成形的球轴承部件142b、152b构成，轴142a、152a插入形成于第一底座元件110中的孔112、113中并紧固在其中，而球轴承部件142b、152b包括用于支承球形元件133的球轴承表面142A、152A。球轴承表面142A、152A具有彼此不同的形状。即，球轴承元件142的球轴承表面142A是一个基本上平行于联接支承部件130中球形元件133的中心与第一调节部件140中球形元件143的中心的轴线X的平面，而球轴承元件152的球轴承表面152A形成具有V形截面并沿联接支承部件130中球形元件133的中心与第二调节部件150中球形元件143的中心的轴线Y延伸的沟槽。

保持元件160、170通过弯折弹性平面元件而成形，从而产生一个曲柄状截面，而它们的一个端部通过连接螺杆161、171紧固到第二底座元件120中，该连接螺杆161、171拧入和保持在形成于第二底座元件120中的各螺纹孔128、129中。保持元件160、170的另一端部形成有直径分别小于球形元件133、143的孔162、172。在球形元件133、143从孔162、172部分伸出的状态下，保持元件160、170将球形元件133、143保持在与调节螺杆141、151的前端面接触的位置，同时它们的自身弹性将球形元件133、143压靠在球轴承元件142、152的球轴承表面142A、152A上。

如图1中所示，这样构造的第一和第二调节部件140、150设置在沿彼此正交方向从支承部件130伸出的轴线X、Y上彼此分开的位置上，并可环绕轴线X、Y相对地倾斜第一和第二底座元件110、120，从而如下面将详细描述的，调节第一和第二底座元件110、120的相对倾斜。

倾斜调节装置100还包括两个推动元件180，用于朝彼此推动第一和第二底座元件110、120。每个推动元件180是由一个卷簧构成的，该卷簧的各端部保持在第一底座元件110一侧和第二底座元件120一侧。具体地，如图1中所示，第二底座元件120在轴线X、Y方向彼此分开的位置形成两个弹簧支承孔124，并在每个孔124中形成彼此相对的沟槽125。设有一个销元件126用于桥接相对的沟槽125并啮合推动元件180的一个端部。另一方面，如图2和3中所示，第一底座元件110上在与孔124相对的位置形成两个弹簧支承孔114，而在每个孔114中形成彼此相对的沟槽115。设有一个销元件116用于桥接相对的沟槽115，并啮合推动元件180的另一端部。

如图1和5中所示，倾斜调节装置100还包括止动元件190，用于防止第一和第二底座元件110、120相对于彼此转移它们的位置。如图1中所示，止动元件190设置在两个位置。如图5中所示，每个止动元件190的一个端部拧入形成于第二底座元件120中的螺纹孔117中并由其保持，而另一端部192四周有间隙地插入形成于第二底座元件120中的一个孔127中。当强力作用于第一和第二底座元件110、120上使它们彼此相对偏移时，另一端部192与孔127的内部周边接触，因而止动元件190防止了进一步偏离它们的位置。

倾斜调节装置的操作

这样构造的倾斜调节装置如下所述完成倾斜调节。首先，当环绕轴线X相对于第一底座元件110摆动第二底座元件120时，旋转定位在轴线Y上的第二调节元件150的调节螺杆151。调节螺杆151旋转的同时，前端面151A与球形元件153滑动接触，从而改变螺杆轴151a从第二底座元件120伸出的长度。在该过程中，球形元件153由保持元件170保持在球轴承元件152的球轴承表面152A与调节螺杆151的前端面151A之间。当调节螺杆151的轴151a的伸出长度改变时，以可倾斜方式支承在支承部件130上的第二底座元件120环绕轴线X摆动，从而如图6中所示相对于第一底座元件110改变其倾斜。当第一底座元件110环绕轴线X摆动时，球形元件153沿轴线Y略微滑动，同时与形成于具有V形截面的沟槽中的球轴承表面152A接触。

当环绕轴线Y相对于第一底座元件110摆动第二底座元件120时，旋转定位在轴线X上的第二调节元件140的调节螺杆141.调节螺杆141旋转的同时，前端面141A与球形元件143滑动接触，从而改变螺杆轴141a从第二底座元件120伸出的长度。当轴141a的伸出长度改变时，第二底座元件120环绕轴线Y摆动，从而改变其相对于第一底座元件110的倾斜。在该过程中，当第一底座元件110由于倾斜调节而环绕轴线Y摆动时，球形元件143在球轴承表面142A上略微滑动，同时由保持元件160保持在球轴承表面142A与调节螺杆141的前端面141A之间。

在常规倾斜调节装置中前端面形成凸面球形表面的调节螺杆中，凸面球形表面的中心可偏离调节螺杆的轴线。当这样一个偏心凸面球形表面与仅允许在预定方向(沿轴线Y)滑动的一个球轴承表面如球轴承表面152A接触的同时旋转调节螺杆时，可在基本上正交于该预定方向的一个方向向该球轴承表面施加一个压力，使两个底座元件可相对于彼此偏移它们的位置。

调节螺杆151的前端面151A通过球形元件153压靠球轴承表面152A。上述问题不会发生，因为球形元件153与调节螺杆151分开构造。因此，倾斜调节装置100可以高精度完成倾斜调节，而第一和第二底座元件110、120不会相对于彼此偏移。

如上所述，倾斜装置100如图7中所示设置在显微干涉仪装置1的前板3上，并构造成由夹持装置保持件200保持夹持装置300。在由夹持装置300保持容纳在光学插头中的套圈的同时，倾斜调节装置100完成倾斜调节，从而以高精度完成套圈的倾斜调节。

夹持装置的构造(第一实施例)

现在参照图8至11对夹持装置300进行说明。图8是根据本发明的第一实施例的套圈夹持装置的剖视图。图9是其一个透视图。图10是其一个局部前视图。图11是其一部分的一个透视图。这里，图8表示保持套圈的一个状态。

所示的夹持装置300用于将图8中所示容纳于一个管状元件410中的套圈420保持在图7中所示的显微干涉仪装置1的物镜单元11前面的一个位置。

管状元件410构成了一个通过一个未图示的套与未图示的另一个插头联接的光学插头400(下面可简称为“插头400”)。它包括一个内管412和一个可相对于内管412前后滑动的外管411，并在其中容纳有套圈420。

套圈420将单一类型光纤430的一个端部保持在一个套圈本体421的外径中心。由一个圆柱形部件422和一个边沿423构成的保持件连接到套圈本体421的后端部。套圈本体421由氧化锆陶瓷制成，其前端面424被PC打磨成一个凸面球形表面。

在卷簧425连接到圆柱形部件422上并由一个弹簧止动环413限制而不向后掉出来的状态下，套圈420容纳在管状元件410中。卷簧425的弹性以一个预定的压力向前(图8中向右)推动套圈420，从而使前端面424容易紧密接触未图示的另一套圈的前端面。

如图8和9中所示，夹持装置300包括一个基本上为环形的底座310，一个制成比底座310更厚的盘的支承件320，一个可相对于支承件320上下移动的转换器330，和一个用于从其上方压制转换器330的压制元件340。

如图9中所示，底座310包括三个螺纹孔311和一个用于定位的切口312。螺纹孔311接收用于将夹持装置300连接到夹持装置保持件200上的螺杆(见图7)，而切口312设置成，如果夹持装置300设定成与夹持装置保持件200一起设置的定位销(未图示)插入切口312中，则可相对于夹持装置保持件200定位夹持装置300。底座310的顶部形成一个凹陷313。

支承件320与底座310一体成形，而在从其中心部分略微向上偏移的一个位置设有一个矩形窗口321。支承件320的前表面设有一个与窗口321底侧邻接的半圆形凹陷322，在凹陷322中设有一个沿夹持装置300的轴线L向前延伸的第一支承片323。如图9中所示，第一支承片323的外部周边形成一个半圆柱形表面，而其内部周边形成一个具有V形截面的沟槽。图8中所示第一支承片323的截面是沿第一支承片323与套圈420彼此接触的位置而取的。

转换器330与底座310分开成形，并设置在支承件320的窗口321中。转换器330的前表面上形成有一个与支承件320的凹陷对称的半圆形凹陷332。设置在凹陷332中的是一个第二支承片333，该第二支承片333在跨夹持装置300的轴线L与第一支承片323相对的状态下向前延伸。如图9中所示，第二支承片333的外部周边形成半圆柱形表面，而其内部周边形成一个具有梯形截面的沟槽。

更具体地，如图10中所示，转换器330可沿分别在支承件320的窗口321中的左右端部垂直延伸的导向轴334A、334B上下移动。如图11中所示，用于向上推动转换器330的卷簧335(仅图示了其中位于导向轴334B一侧的一个)分别连接到两个导向轴334A、334B上，而转换器330上形成有用于保持卷簧335的上端部的弹簧接收凹陷336。当压制元件340没有压制转换器330时，由于卷簧335的弹性，转换器330的第二支承片333位于与套圈420的一侧分开的夹持释放位置，套圈420的另一侧由支承件320的第一支承片323支承。卷簧335可定位在不同于导向轴334A、334B的位置。其它弹性元件如橡胶也可用作向上推动转换器330的装置。

如图8中所示，压制元件340包括一个与一个螺纹孔324啮合的螺杆轴341，该螺纹孔324从形成于底座310顶部的凹陷313的底面延伸到形成于支承件320中的窗口321，一个直径大于螺杆轴341的螺杆底座342，和一个具有一个螺杆轴344的杆元件345，该螺杆轴344与形成于螺杆底座342中的螺纹孔啮合。当杆元件345环绕螺杆轴341的轴线C旋转时，在螺杆轴341的球形前端面与转换器330接触状态下压制元件340可向下压制转换器330，从而克服卷簧335将第二支承片333从夹持释放位置移动到与套圈420的上述一侧接触的夹持位置。

如图8中所示，转换器330设有一个压力接收片337，该压力接收片337延伸而跨由夹持装置330保持的管状元件410的一个侧壁部分与第二支承片333相对。压制元件340设置成，使经过其压制点P(螺杆轴341的球形前端面与压力接收片337的交点)的力的作用线(与上述轴线C一致)穿过管状元件410而与压力接收片337相交，并进一步穿过由第一支承片323支承的套圈420的区域(图8中位于点S和T之间的区域)。如图9中所示，压制元件340的杆元件345的旋转区域由止动件314限制，止动件314由形成于夹持装置300的底座310顶部的凹陷313的左右壁部分构成。

夹持装置的操作

这样构造的夹持装置300以如下方式保持光学接头400。首先，插头400压靠夹持装置300的前表面，将套圈420的前端部插在夹持装置300的支承件320的第一支承片323与转换器330的第二支承片333之间。随后旋转压制元件340的杆元件345，使压制元件340的螺杆轴341的前端面压制转换器330的压力接收片337，从而将加热器330的第二支承片333从夹持释放位置移动到夹持位置，因而第二支承片333和第一支承片323保持套圈420的前端部。因此，在套圈420的轴线(未图示)与夹持装置300的轴线L一致的状态下插头400由夹持装置300保持。

在该保持状态下，夹持装置300的第一支承片323和第二支承片333从管状元件410前端的外部延伸到内部，同时彼此相对。因此，第一和第二支承片323、333能够获得对于套圈420较长的卡盘边缘。另外，压制元件340的螺杆轴341的球形前端面压制延伸而悬垂在第二支承片333上方的转换器330的压力接收片337。结果，压制元件340的力作用线穿过管状元件410而与压力支承片337相交，并进一步穿过由第一支承片323支承的套圈420区域。因此，即使当转换器330被压制元件340压制时，也能够防止转换器330扭转(当力的作用线在由第一支承片323所支承的套圈420区域外部经过时，沿图8中的顺时针方向旋转转换器330)，从而能够可靠地保持套圈420。

当从夹持装置300中取出插头400时，在相反方向旋转压制元件340的杆元件345，以使螺杆轴341的前端面停止压制转换器330，从而将转换器330的第二支承片333移动到夹持释放位置，使第一支承片323和第二支承片333停止保持套圈420，从而释放套圈420。

夹持装置的构造(第二实施例)

现在参照图12对根据本发明第二实施例的套圈夹持装置进行说明。图12是根据本发明第二实施例的套圈夹持装置的剖视图。下面仅说明与第一实施例不同之处。

图12中所示的夹持装置300A的构造在下列几方面与第一实施例的夹持装置300不同。首先，所形成的压力接收片337长于第一实施例，从而将压力元件340设置成使穿过其作用点P的力的作用线(与轴线C一致)基本上穿过由第一支承片323支承的套圈420区域的中心部分(图12中位于点S和P之间的区域)。这样可均化在上述被支承区域中第一支承片323与套圈420之间的接触状态，从而比第一实施例的夹持装置300更稳定地保持套圈420。

第二支承片333的内部周边(与第一支承片323面对)在力的作用线穿过的位置形成有一个突起338，而第二支承片333仅在突起338中的一个接触点Q(突起338的前端与套圈420的交点)与套圈420接触。虽然在第一实施例中转换器330的第二支承片333在整个内周边与套圈420的一侧接触，但由于表面精度，实际上很难整个表面均匀地与之接触，从而极有可能变成点接触。在这种情况下，还难以看到点接触存在的位置。由于可以可靠地掌握第二支承片333与套圈420的侧面接触的位置，在第二实施例中可以提前模拟保持套圈420的状态，且容易设计。另外，由于第二支承片333的内部周边不需要以高精度打磨成平滑表面，它还容易制造。

虽然前面对本发明的实施例作了说明，但可以多种方式对本发明进行修改，而不局限于上述实施例。

例如，虽然倾斜调节装置100的第一底座元件110紧固到显微干涉仪装置1上，而第二底座元件120中设置的调节螺杆141、151与第一底座元件110相对，但处于其中一个底座元件被固定状态下的调节螺杆可设置在固定的底座元件中。

虽然保持元件160、170由彼此分开的各元件构成，但也可用一个单个元件构成用于保持两个球形元件的保持元件。

虽然在上述实施例中倾斜调节装置100在显微干涉仪装置1中的光学插头中完成对套圈的倾斜调节，但本发明的倾斜调节装置也可以用于完成显微干涉仪装置、其它测量装置等中其它样本的倾斜调节。

虽然上述实施例中所描述的夹持装置300、300A用于保持具有PC打磨前端面的套圈420，但它们也可以保持前端面被打磨成垂直于光学轴线的平面的套圈，以及前端面被打磨成与光学轴线倾斜相交的平面的套圈。具有倾斜打磨的前端面的这种套圈在插头的前端部形成有特征形状，从而可从保持套圈的插头的轮廓看出倾斜前端面所定向的方向。当用夹持装置300、300A保持这样一个插头时，将一个与插头的前端形状相符合的适配板安装到插头的前端面以及夹持装置300、300A上。图9中所示的螺杆部件325(图10中未图示)设置用于安装这种适配板。

虽然压制元件340的杆元件345由上述实施例中的一个刚性本体构成，杆元件345的一部分也可由一个可弹性变形的元件构成，从而当在杆元件345上施加一个预定或更大的旋转力时弯曲。可用一个卷簧或类似物用作这样一个可弹性变形元件。

虽然在上述实施例中转换器330与支承片320分开成形，但转换器也可以完全或部分制成可弹性变形，从而可在弹性变形时移动，从而可以将转换器和支承片整体成形。

虽然在第二实施例中在压制元件340的力的作用线穿过的位置在第二支承片333的内部周边仅形成一个突起338，但也可以在力作用线穿过的位置周围例如对称地形成多个这种突起。

尽管套圈420由氧化锆陶瓷制造并将单一模式类型光纤430保持在其轴向部分上，但套圈也可以由其它材料制造，如不锈钢和塑料，而被保持的光纤也可以是多模式类型。

如前面详细说明的，本发明的倾斜调节装置包括一个调节螺杆，可旋转地拧入彼此相对的两个底座元件中的一个之中并由其保持，从一个底座元件朝另一个底座元件伸出一个前端部；一个球轴承表面设置在另一底座元件上，从而与调节螺杆的前端面相对；及在调节螺杆与球轴承表面之间由一个保持元件保持的刚性球形元件；从而实现下面的效果。

也就是说，它能够以高精度完成倾斜调节，而当旋转调节螺杆时两个底座元件不会相对于彼此偏移，这在常规倾斜调节装置中前端面形成一个凸面球形表面的调节螺杆中会发生，因而凸面球形表面的中心偏离调节螺杆的轴线。

由于根据本发明的显微干涉仪装置包括具有上述特征性特点的本发明的倾斜调节装置，它能够以高精度完成对一个微小样本的倾斜调节，如容纳在一个光学插头中的套圈。这样能够以稳定的方式测量和分析该微小样本。

在本发明的套圈夹持装置中，一个用于从其一侧支承一个套圈的第一支承片，和一个设置成与第一支承片相对且同时可在与套圈另一侧接触的位置和与之分开的一个位置之间移动的第二支承片，该第一和第二支承片沿套圈的轴线从管状元件前端的外部延伸到内部，而具有第二支承片的转换器设有一个压力接收片，该压力接收片跨管状元件的一个侧壁部分与第二支承片相对。压制元件朝套圈压制压力接收片，使第一和第二支承片保持套圈。从而获得了下面的效果。

由于第一和第二支承片伸入管状元件中，可以将从管状元件的前端伸出的长度较短的套圈的卡盘边缘完全紧固。由于形成在转换器中的压力接收片被压制，压力作用线可穿过由第一支承片支承的套圈区域，从而能够防止转换器扭转，能够以高精度以一定的稳定性将容纳在管状元件中的套圈可靠地保持在一个预定姿态。

装有具有上述特征性特点的本发明夹持装置的本发明的显微干涉仪装置能够可靠地以高精度和一定的稳定性并以预定的姿态将容纳在构成光学插头的管状元件中的套圈保持在物镜系统前面的一个预定位置。因此可以高精度测量和分析套圈。

Claims (7)

1.一种倾斜调节装置，包括两个彼此相对的底座元件，一个支承部件，用于支承上述两个底座元件使上述两个底座元件可相对于彼此倾斜，和一个调节部件，用于用上述支承部件作为支点使上述两个底座元件相对于彼此倾斜；

上述调节部件包括：

一个调节螺杆，该调节螺杆可旋转地拧入上述两个底座元件中的一个之中并由其保持，同时从上述一个底座元件朝另一个底座元件伸出一个前端部，该调节螺杆的前端部形成凸面球形表面；

一个球轴承表面，该球轴承表面设置在另一底座元件中，从而与上述调节螺杆的前端面相对；

一个设置在上述调节螺杆的上述前端面与上述球轴承表面之间的刚性球形元件；

一个保持元件，用于将上述球形元件保持在与上述前端面和上述球轴承表面接触的一个位置；

在上述球形元件与上述前端面和上述球轴承表面接触的状态下旋转上述螺杆，从而改变上述调节螺杆从上述一个底座元件伸出的长度，从而调节上述两个底座元件之间的相对倾斜。

2.根据权利要求1所述的倾斜调节装置，其中上述保持元件具有一个孔，该孔的内径小于上述球形元件的直径，并设置在上述前端面与上述球轴承表面之间，使上述球形元件从上述孔部分伸出，从而保持上述球形元件。

3.根据权利要求1所述的倾斜调节装置，还包括一个推动元件，用于朝彼此推动上述两个底座元件。

4.根据权利要求1所述的倾斜调节装置，其中两个调节部件设置在从上述支承部件延伸出来的彼此正交的方向上彼此分开的各位置上，其中一个上述调节部件的上述球轴承表面形成与上述球形元件接触的平面，另一个调节部件中的上述球轴承表面形成具有V形截面并在联接该另一调节部件和上述支承部件的方向上延伸的沟槽。

5.一种用于观察干涉条纹的干涉仪装置，干涉条纹是通过承载样本的相位信息的物体光线与参照光线之间的干涉而获得的，上述干涉仪装置包括根据权利要求1所述的倾斜调节装置，以及在一个主壳体中的电源、控制箱和干涉仪主系统，其中所述倾斜调节装置设置在构成主壳体的前板上。

6.根据权利要求5所述的干涉仪装置，还包括一个用于将上述样本保持在一个预定位置的夹持装置，和一个用于保持上述夹持装置的夹持装置保持件，上述夹持装置通过上述夹持装置保持件由上述倾斜调节装置支承，上述夹持装置的倾斜姿态由上述倾斜调节装置调节。

7.根据权利要求5所述的干涉仪装置，其中上述干涉仪装置是一个显微干涉仪装置。

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