JP2017517036A - 迅速交換式の光学部品マウントを使用する光学レールシステムおよび方法 - Google Patents

迅速交換式の光学部品マウントを使用する光学レールシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

既に取り付けられた2つの電子部品マウントの一方を取り除く必要なく、既に取り付けられた2つの電子部品マウントの間でレール上に取り付けられるように構成された電子部品マウントを含む光学レールシステムである。電子部品マウントは、レールのそれぞれの部分と確実に位置合わせされるように構成された溝を含む。マウントはさらに、ハウジングの溝内にレールの部分を確実に固定する固定装置を備える。【選択図】図1

Description

この開示は、一般に、光学システムに関し、特に、迅速交換式の光学部品マウントを使用する光学レールシステムおよび方法に関するものである。
光学測定システムは、一般に、1またはそれ以上の試料のある性質または特性を測定するために用いられる。そのような測定を実行する際に、光学測定システムは、1またはそれ以上の試料に対する意図した測定を達成するために、特定の方法で配置された様々な光学部品を用いる。そのような光学部品には、光源、フィルタ、レンズ、ミラー、空間フィルタ、変調器、チョッパ、コリメータ、検出器、拡散器、光ファイバなどが含まれるが、それらに限定されるものではない。
多くの場合、光学測定システムは、意図した光学測定システムの光学部品の取付および配置を容易にするために、光学レールシステムを含む。典型的には、光学レールシステムは、複数の平行レール、例えば、四角い形に配列された4つのレールと、それらレールに固定される複数の光学部品マウントとにより構成される。各光学部品マウントは、1またはそれ以上の光学部品を機械的に受容するように構成されている。
従来、光学部品マウントは、典型的には四角い形に配列された複数の貫通穴から構成されている。各光学部品マウントは、レールがマウントのそれぞれの貫通穴の中に同軸方向に移動するようにマウントをスライドさせることにより、レールに取り付けられている。同様に、各光学部品マウントは、レールがマウントのそれぞれの貫通穴の外に同軸方向に移動するようにマウントをスライドさせることにより、光学レールシステムから取り外される。
そのような光学レールシステムの欠点は、既に取り付けられたマウントの間に1またはそれ以上の光学部品マウントを追加するのにかなりの労力を必要とすることである。例えば、一組の既に取り付けられたマウントの間に光学部品マウントを加えるには、既に取り付けられたマウントの一方を、スライドさせてレールから外すことにより、取り除く必要がある。その後、新たに追加する光学部品マウントがスライドされて光学レールシステムに組み込まれる。新たに加えたマウントが光学レールシステムに取り付けられた後に、前に取り除かれたマウントが、再び光学レールシステムに取り付けられる。
想像される通り、そのような光学レールシステムは、意図した測定のためにしばしば再構成されることを必要とする光学測定システムに、簡単に合うことはない。上述したように、既に取り付けられたマウントは、光学レールシステムから取り除いて、光学レールシステムに再び取り付ける必要がある。また、そのようなマウントは、再び正確に位置合わせを行う必要もあり、その他の光学部品に対する距離および向きが、そのような光学測定システムにおいては重要であることが多い。
したがって、幾つかある要求の中で特に、既に取り付けられたマウント間への新たな光学部品マウントの取り付けおよび取り外しを容易にする改良された光学レールシステムに対する要求が存在する。
既に取り付けられた2つの電子部品マウントの一方を取り除く必要なく、既に取り付けられた2つの電子部品マウントの間でレール上に取り付けられるように構成された電子部品マウントを含む光学レールシステムである。光学レールシステムを光学テーブルまたはその他の構造物上に取り付けるために、その他の1またはそれ以上のマウントを光学レールシステムに取り付けるようにしてもよい。光学レールシステムの縦軸および/または横軸に沿って光学レールシステムをカスケード接続するようにしてもよい。
本開示の一態様において、光学レールシステムは、複数のレールと、レールに固定されるマウントとを備える。マウントは、レールのそれぞれの部分と位置合わせされる複数の溝を含むハウジングを備える。別の態様では、溝が、摩擦嵌め方式(friction fit manner)でレールのそれぞれの部分と位置合わせされるように構成されている。
本開示の別の態様において、マウントのハウジングは、溝の境界のそれぞれの一部を形成する複数のフレキシブルなフランジを備える。さらに別の態様では、マウントが、ハウジングの溝内に確実にレールをそれぞれ取り付けるための複数の固定装置を備える。さらに別の態様では、固定装置が、フレキシブルなフランジの穴を貫通してハウジングのネジ穴と螺合するネジを備え、ネジの締め付けによって、フレキシブルなフランジが溝内のレールに向けてそれぞれ移動する。別の態様では、固定装置が、ハウジングのネジ穴を貫通してフレキシブルなフランジと端部で接触するネジを備え、ネジの締め付けによって、フレキシブルなフランジが溝内のレールに向けてそれぞれ移動する。
本開示の別の態様では、マウントがさらに、光学部品を確実に受容するためのドックを備える。さらに別の態様では、ドックがマウントのハウジング内のネジ穴として構成され、ネジ穴が、光学部品のネジ山が形成された外殻と螺合するように構成されている。さらに別の態様では、ドックが、ハウジングのネジ無し穴として構成されている。別の態様では、ネジ無し穴が、前記光学部品の外殻の1またはそれ以上の位置決め窪みまたは突起と位置合わせするようにそれぞれ構成された1またはそれ以上の位置決め突起または窪みを備える。
本開示の別の態様では、光学レールシステムが、ドックのネジ無し穴内に光学部品をより確実に保持するための固定装置を備える。さらに別の態様では、固定装置が、ハウジングのネジ穴を貫通して光学部品の外殻と端部で接触するネジを含み、ネジの締め付けによって、端部の接触が光学部品に対してより大きな圧力を加えて、ハウジングのネジ無し穴内に光学部品をより確実に定着させる。
本開示の別の態様では、マウントのハウジングがさらに、柱に取り付けられるように構成され、柱が、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けられるように構成されている。さらに別の態様では、マウントが、ハウジングの貫通孔を貫通して柱のネジ穴と螺合するネジを備える。さらに別の態様では、マウントのハウジングが、溝の近傍に凹部を備え、凹部が、溝に挿入する前と溝から取り外した後に、レールをそれぞれ受け入れるように構成されている。
本開示のその他の態様、利点および新規な特徴は、添付図面とともに検討した場合に、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
図1は、本開示の一態様に係る例示的な光学レールシステムの斜視図を示している。 図2は、図1の例示的な光学レールシステムの斜視図を示し、本開示の別の態様に係る、光学レールシステムに光学部品マウントを取り付ける例示的な方法および光学レールシステムから光学部品マウントを取り外す例示的な方法を表している。 図3は、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上に光学レールシステムを支持するための追加的なマウントを有する図1の例示的な光学レールシステムの斜視図を示している。 図4A−4Bは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための例示的な光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図5A−5Bは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための別の例示的な光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図6Aおよび6Bは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図7A−7Bは、例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウントであって、本開示の別の態様に係る光学的に調節可能な部品を含む光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図8A−8Bは、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上で例示的な光学レールシステムを支持するための例示的なマウントの斜視図および正面図を示している。 図9は、本開示の別の態様に係る例示的な縦方向にカスケード接続した光学レールシステムの側面図を示している。 図10は、本開示の別の態様に係る例示的な横方向にカスケード接続した光学レールシステムの側面図を示している。
図1は、本開示の一態様に係る例示的な光学レールシステム100の斜視図を示している。光学レールシステム100は、要約すると、既に取り付けられた光学部品マウントの間への光学部品マウントの取り付けおよび取り外しを容易にするように構成されている。すなわち、新たな光学レールシステム100によれば、既に取り付けられている一組のマウントの間への光学部品マウントの取り付けおよび取り外しによって、既に取り付けられたマウントの何れかの取り外しが必要となることはない。
より具体的には、光学レールシステム100は、複数のレール102a−102dを備える。例示的な実施形態では、光学レールシステム100は、四角形に配列された4つの実質的に平行なレール102a−dを含む。さらに、例示的な実施形態によれば、レール102a−dの各々は、実質的に円形の断面を有する。光学レールシステム100は、異なる数(例えば、<4、または、>4)のレールを含むことができ、四角形以外の形状に配置することができ、また、断面を異なる形状とすることができることを理解されたい。
例示的な実施形態においては、光学レールシステム100は、3つの光学部品マウント110,120,130を含む。光学部品マウント110,130は、レール102a−dの端部に取り付けられている。光学部品マウント120は、光学部品マウント110,130の間でレール102a−dに取り付けられている。この実施例では、光学レールシステム100が3つの光学部品マウント110,120,130を含むが、光学レールシステム100は、異なる数(例えば、<3、または、>3)のマウントを含むこともできることを理解されたい。さらに、光学部品マウント110,130はレール102a−dの端部に取り付けられているが、光学部品マウント110,130の一方または両方をレール102a−dに沿った(例えば、端部ではない)異なる位置に取り付けることも可能である。
光学部品マウント110,120,130の各々は、光学部品マウント120を一例として用いると、複数の溝124a−dを含むハウジング122を備える。溝124a−124dは、レール102a−102d上に光学部品マウント120を固定するために、レール102a−dのそれぞれの部分と結合または受け入れるように構成されている。例示的な実施形態では、レール102a−dは、本明細書中に詳細に述べられているように、摩擦嵌め方式でそれぞれの溝124a−d内に設けられている。さらに、光学部品マウント120,130,140の各々は、本明細書中に詳細に述べられているように、レール102a−d上にマウントをより確実に取り付けまたは固定するために止めネジを含む。さらに、光学部品マウント120,130,140の各々は、本明細書中に詳細に述べられているように、特定のまたは選択された光学部品を確実に受け入れまたは結合するために、光学部品ドック126を含む。
この実施例では、光学部品マウント110,120,130は、ほぼ同じように構成されるものとして記載されているが、マウントを互いに異なるように構成することも可能であることを理解されたい。また、この実施例では、光学部品マウント110,120,130は、各々が4つのレール102a−dと係合する4つの溝124a−dを含むが、光学部品マウントがそれぞれ、光学レールシステムのレールの数と一致する異なる数の溝(例えば、<4、または、>4)を含むこともできることを理解されたい。また、別の実施形態に関連して述べられているように、マウントの溝の数は、光学レールシステムのレールの数に一致させる必要はない。
図2は、例示的な光学レールシステム100の斜視図であり、本開示の別の態様に係る、光学レールシステム100に光学部品マウント120を取り付ける例示的な方法および光学レールシステム100から光学部品マウント120を取り外す例示的な方法を示している。前述したように、光学レールシステム100の利点の一つは、光学レールシステムへの光学部品マウントの挿入および光学レールシステムからの光学部品マウントの除去に、光学レールシステム上のその他の光学部品マウントの除去を必要としないことである。例えば、図示のように、光学部品マウント110,130間のレール102a−dへの光学部品マウント120の取付および除去に、光学部品マウント110または130の何れかの除去を必要としない。
例えば、光学レールシステム100に光学部品マウント120を取り付けることを検討すると、時点t1に、ユーザは、光学部品マウント120をレール120a−bおよび120c−dのそれぞれの組の間にかつほぼ平行に配置する。時点t2に、ユーザは、光学部品マウント120を回転させて、溝124a−dをレール102a−dの上にそれぞれ配置する。本明細書中に詳細に述べられているように、光学部品マウント120は、それぞれの溝124a−bの下方に凹部を含み、それにより、マウントの幅が狭くなり、その幅が、レール120a−d間の最小クロス距離(cross distance)よりも小さくなっている。これは、レール120a−dをそれぞれの溝124a−dの直ぐ下に配置することを可能にし、それにより、溝へのレールの挿入および溝からのレールの除去を容易にしている。
時点t3で、ユーザは、レール102a−dに対して光学部品マウント120を押圧し(または引っ張り)、その結果、レールが摩擦嵌め方式で対応する溝124a−d内に嵌め込まれる。その後、ユーザは、マウントを適切に配置するために、レール102a−dに沿って光学部品マウント120をスライドさせることができ、その後、所望位置でレール102a−d上により確実にマウントを固定するために、止めネジを取り付けて締め付けることができる。
光学レールシステム100からの光学部品マウント120の除去は、光学部品マウントの取付と同様であるが、それとは逆のやり方となる。具体的には、ユーザが光学部品マウント120を取り除くことを望むとき、時点t3で、ユーザは、マウントから止めネジを除去する。その後、時点t2で、ユーザは、レール120a−dから光学部品マウント120を引っ張って(または押圧して)外す。マウントがレールから最初に取り除かれた後に、それぞれの溝124a−bの下方の凹部が、再び、レール120a−b用の空間を提供する。時点t1で、ユーザは、光学部品マウント120を回転させて、光学部品マウントが、レール120a−bおよび120c−dのそれぞれの組の間でほぼ平行に配置されるようにする。その後、ユーザは、光学レールシステム100から光学部品マウント120を完全に取り除くことができる。
上述したように、光学部品システム100への光学部品マウント120の挿入および光学部品システム100からの光学部品マウント120の除去は、その他の光学部品マウント110および130の除去を必要としない。これは、その他の光学部品を取り除くことなく、光学部品を簡単に挿入および除去することにより、光学測定システムを容易に再構成することを可能にする。例えば、ユーザが2種類の測定を実行する場合であって、一方の測定が3つすべての光学部品マウント110,120,130を使用し、他方が110および130のみを使用する場合、ユーザは、第1測定を実行した後、マウント120を簡単に取り外して第2測定を実行することができる。背景技術の節で述べたように、その他の光学レールシステムは、介在するマウントを取付または除去するために、マウント110または130の一方を取り除くことを必要とし、それは、時間を消費し、測定環境を乱し、レール上の正確な位置にマウントを正確に再配置することを困難にする。そのため、光学レールシステム100は、従来の光学レールシステムに優る実質的な利点を提供する。
図3は、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上に光学レールシステム100を支持するためのレールマウント150を有する例示的な光学レールシステム100の斜視図を示している。例示的な実施形態において、光学部品マウント110,120,130の各々は、レール102a−dの数(例えば、4つ)と同じ数(例えば、4つ)の溝を有している。一方、レールマウント150は、レール102a−dの数(例えば、4つ)と異なる数(例えば、2つ)の溝を有する。本明細書中でより詳細に述べるように、レールマウント150は、光学テーブルまたはその他の構造物に光学レールシステム100を取り付けるために使用されるものであるが、1またはそれ以上の光学部品を支持するようにマウント150を構成することも可能であることを理解されたい。
具体的には、レールマウント150は、一組の溝154a−bを含むハウジング152を備える。この実施例では、溝154a−bは、光学レールシステムの下側の組のレール102d−cをそれぞれ受け入れるか、それらレールと係合するように構成されている。光学部品マウント110,120,130と同様に、レール102d−cは、摩擦嵌め形式で、溝154a−b内に半固定的に配置させることができる。さらに、レールマウント150は、ハウジング152の溝154a−b内にレール102d−cをより確実に取付または固定するネジも含むことができる。
光学レールシステム100はさらに、光学テーブルまたはその他の構造物上に光学レールシステム100を支持する支柱160を含む。支柱160は、レールマウント150と確実に結合する。これに関して、レールマウント150は、ハウジング152の上面から下面へと、中央に延びるカウンタボア・ネジ無し貫通穴156も含む。図3には示されていないが(図8Bには示されている)、支柱160は、柱内を柱の上面から規定された距離、長手方向に延在するネジ穴を含む。柱をレールマウントに固定するために、ネジが、レールマウント150の貫通穴156内を通って、柱160のネジ穴内にねじ込まれる。柱160の下部は、光学テーブルまたはその他の構造物に確実に取り付けられるように構成されるものであってもよい。
図4A−4Bは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための例示的な光学部品マウント400の斜視図および正面図を示している。具体的に、図4Aは、光学レールシステム上に取り付けられておらず、また光学部品を受容していない光学部品マウント400を示している。図4Bは、光学レールシステム上にしっかりと取り付けられるとともに、光学部品を受容している光学部品マウント400を示している。
光学部品マウント400はハウジング402を備えている。ハウジング402は、光学レールシステムの対応するレールと係合する複数(例えば、4つ)の溝404a−dを含む。ハウジング402はさらに、複数のフレキシブルなフランジ406a−dを含み、それらの一部分が、溝404a−dの境界の一部をそれぞれ形成している。フレキシブルなフランジ406a−dは、それぞれの溝404a−dの近傍または上に複数のカウンタボア・ネジ無し貫通穴408a−dを含み、それら貫通穴がハウジング402の外面から内面へと水平に延びている。ハウジング402はさらに、貫通穴408a−dと同軸上にそれぞれ整列された内部ネジ穴410a−410dを備える。さらに、ハウジング402は、それぞれの溝404a−bの開口部の直下に一組の凹部412a−bを含み、溝404a−dへの挿入前および溝404a−dからの除去後に、レールを受け入れる。
さらに、ハウジング402は、対応するネジ山が形成された外殻を有する光学部品460と確実に係合するためのネジ穴414の形態の光学部品ドックを含む。光学部品406が光の通過を可能とする場合、ネジ穴414を貫通穴として構成するようにしてもよい。ミラーまたはその他の反射素子の場合のように、光学部品406が光の通過を許容しない場合、ネジ穴414を非貫通ネジ穴として構成するようにしてもよい。
特に図4Bを参照すると、複数の止めネジ420a−dが、フレキシブルなフランジ406a−dを貫通するカウンタボア・ネジ無し穴408a−dを介してそれぞれ挿入されている。複数の止めネジ420a−dは、ハウジング402の内側ネジ穴410a−dと螺合する。止めネジ420a−dの締め付けによって、フレキシブルなフランジ406a−dが、ハウジング402に向けてレール450a−dに圧力を加え、それにより、レール450a−d上に光学部品マウント400をより確実に係合または固定する。そのため、止めネジ420a−dを緩めることによって、フレキシブルなフランジ406a−dが、ハウジング402に向けてレール450a−dに加える圧力を低減し、それにより光学部品400がレール450a−dから取り除かれることを許容することになる。
上述したように、ハウジング402の凹部412a−bが、溝404a−bの開口部の近傍でハウジング402の幅を狭める。それにより、凹部412a−bが、対応する溝404a−bへの挿入前および溝404a−bからの除去後に、レール450a−bを受け入れる。それぞれの溝404a−b下方へのレール450a−bの適切な配置をもたらすために、凹部412a−bが配置される部分でのハウジング402の幅d1は、平行なレール450a−b間の最小クロス距離d2未満(すなわち、d1<d2)とすべきである。
また、図4Bをさらに参照すると、光学部品460は、光学部品ドックの中央に位置するネジ穴414内で光学部品マウント400にしっかりと取り付けられている。光学部品460は、アクティブ光学部品であってもパッシブ光学部品であってもよい。光学部品の例には、光源、フィルタ、レンズ、ミラー、空間フィルタ、変調器、チョッパ、コリメータ、検出器、拡散器、光ファイバなどが含まれるが、それらに限定されるものではない。光学部品460は、別の実施形態に関連して本明細書中にさらに述べられているように、固定された(調節できない)特性を有するものであっても、調節可能な特性を有するものであってもよい。例示的な実施形態では、ネジ穴414およびそれに対応する光学部品460は円形状であるが、ネジ穴およびそれに対応する光学部品は、正方形、長方形、台形、五角形、六角形等のようなその他の形状に構成されるものであってもよいことを理解されたい。
図5A−5Bは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための別の例示的な光学部品マウント500の斜視図および正面図を示している。光学部品マウント500は、光学部品マウント400と類似しており、最上位の数字を“4”の代わりに“5”とした同じ符号によって示される同じ構成要素を多く含む。光学部品マウント500は、光学部品マウント400とは、マウント500が光学部品を確実に受け入れるための異なる構成の光学部品ドックを含むという点で異なる。
具体的に、光学部品マウント500は、ハウジング502を含み、このハウジングは、光学レールシステムのレール550a−dの一部分を摩擦嵌め方式でそれぞれ受け入れるための複数の溝504a−dを含む。ハウジング502はさらに、レール550a−d上に光学部品マウント500をより確実に係合または固定するための構造を含む。そのような構造は、フレキシブルなフランジ506a−d、カウンタボア・ネジ無し穴508a−d、ネジ穴510a−dおよびネジ520a−dをそれぞれ含む。それら構成要素の固定および解除操作は、光学部品マウント400に関連して既に述べられている。また、光学部品500はさらに、溝内への挿入前および溝からの除去後にレール550a−bをそれぞれ受け入れる、溝504a−bの開口部近傍の凹部512a−bを含む。
光学部品マウント500に光学部品560を確実に取り付けるために、光学部品マウント500は、整列突起518a−bを有するネジ無し穴514の形態の光学部品ドックを備える。同様に、光学部品560は、ネジ無し穴514の形状と補完的な形状を有する外殻またはハウジングを含む。すなわち、この実施例では、光学部品560の外殻またはハウジングは、ほぼ円形状であるが、ネジ無し穴514の1またはそれ以上の突起518a−bと位置合わせするように構成された1またはそれ以上の窪みを含む。
また、光学部品マウント500のハウジング502はさらに、ハウジング502の上面からネジ無し穴514の上部まで延在するネジ穴516を含む。止めネジ530は、ネジ穴516にねじ込まれるように構成されるとともに、ネジ無し穴514内に正確に位置している光学部品560と端部で接触するように構成されている。止めネジ530は、ネジ無し穴514内に光学部品560を確実に定着させるために光学部品560に圧力を加えるように構成されている。
前の実施形態と同様に、ネジ無し穴514および光学部品シェルまたはハウジングの形状をほぼ円形とする必要はない。さらに、この実施例では、ハウジング502が1またはそれ以上の位置決め突起518a−bを含み、光学部品シェルが1またはそれ以上の位置決め窪みを補完的に含むものとなっているが、ハウジング502が1またはそれ以上の位置決め窪みを含み、光学部品が1またはそれ以上の位置決め突起を補完的に含むことができることを理解されたい。同じ趣旨で、ハウジング502は、位置決め構造の混合を含むことができ、光学部品シェルは、補完的な位置決め構造の混合を含むことができる。
図6Aおよび6Bは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウント600の斜視図および正面図を示している。光学部品マウント600は、光学部品マウント400と類似しており、最上位の数字を“4”の代わりに“6”とした同じ符号によって示される同じ構成要素を多く含む。光学部品マウント600は、光学部品マウント400とは、マウント600が光学レールシステムの上部レール650a−bに固定するための異なる構造を有するという点で異なる。
具体的に、光学部品マウント600は、ハウジング602を含み、このハウジングは、光学レールシステムのレール650a−dの一部分を摩擦嵌め方式でそれぞれ受け入れるための複数の溝604a−dを含む。ハウジング602はさらに、光学レールシステムのレール550c−d上に光学部品マウント500をより確実に係合または固定するための構造を含む。そのような構造は、フレキシブルなフランジ506c−d、カウンタボア・ネジ無し穴608c−d、ネジ穴610c−dおよびネジ620c−dをそれぞれ含む。それら構成要素の固定および解除操作は、光学部品マウント400に関連して既に述べられている。また、光学部品マウント600は、光学部品660を確実に受け入れるための光学部品ドック612も含む。前述したように、光学部品ドック614は、光学部品660への固定された取付をもたらすために様々な数多くの方法で構成されるものであってもよい。
上述したように、光学部品マウント600は、マウントを上部レール650a−bに固定するための異なる構造を含む。具体的には、ハウジング602は、フレキシブルなフランジ606a−bを含み、それらが、溝604a−bの内部境界の一部をそれぞれ形成している。ハウジング602はさらに、ハウジング602の上部傾斜面からフレキシブルなフランジ606a−bの近傍までそれぞれ延びる貫通ネジ穴608a−bを含む。さらに、光学部品600は、それぞれの溝604a−bの開口部の近傍に凹部612a−bを含み、溝への挿入前および溝からの除去後に、レール650a−bをそれぞれ受け入れる。
レール650a−bが溝604a−b内に配置されるとき、止めネジ620a−bを貫通ネジ穴608a−b内にねじ込むことができる。止めネジ620a−bの締め付けによって、止めネジの端部がフレキシブルなフランジ606a−b上に圧力を加えて、溝604a−b内でレール650a−bをそれぞれより確実に係合または固定することができる。そのため、止めネジ620a−bを緩めることによって、フレキシブルなフランジ606a−bに対するネジの圧力を低減または除去して、それによりレール650a−bから光学部品マウント600を取り除くのを容易にする。
この例示的な実施形態では、上部レール650a−bのための固定構造は、下部レール650c−dのための固定構造とは異なるが、光学部品マウント600は、レール650a−dのすべてについて上部固定構造を用いるように構成されるものであってもよいことを理解されたい。同じ趣旨において、光学部品マウント600は、下部および上部固定構造の様々な組合せまたは配置を採用することができるとともに、上部および下部固定構造の両方と異なる固定構造を採用することもできる。
図7A−7Bは、例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウント700であって、本開示の別の態様に係る光学的に調節可能な光学部品750を含む光学部品マウント700の斜視図および正面図を示している。上述したように、様々な数多くの光学部品を、本明細書中に記載の光学部品マウントの何れかに取り付けることができる。それら光学部品の幾つかは、固定されたまたは調節不能な特性を有し、それ以外が調節可能な特性を有するものであってもよい。
図示のように、光学部品750は、光学部品マウント400,500,600に関連して説明した光学部品の取付と同様に、光学部品マウント700の中央に配置されたドックに取り付けられるものであってもよい。光学部品750は、光学部品の1またはそれ以上の特性を調節するために、1またはそれ以上のユーザインターフェース752,754を有することができる。この実施例では、1またはそれ以上のユーザインターフェース752,754は、同軸上のダイアルとして構成されている。しかしながら、光学部品750は、光学部品の1またはそれ以上の特性を調節するために、1またはそれ以上のその他の種類のユーザインターフェースを有することができることを理解されたい。そのようなユーザインターフェースには、機械的インターフェース、有線の電気的インターフェース、無線の電気的インターフェース、光学的インターフェース、磁気的インターフェースなどが含まれるが、それらに限定されるものではない。
調節可能な特性を有することができる光学部品の幾つかの例には、偏光子、波長板、可動レンズ(例えば、アジマスおよび/またはエレベーション制御など)、可動ミラー、その他の可動光学素子、レーザ源(例えば、波長、出力など)、変調器(例えば、変調周波数、デューティサイクルなど)、チョッパ(例えば、チョッパ周波数、デューティサイクルなど)およびその他の調節可能な光学部品が含まれる。
図8A−8Bは、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上で例示的な光学レールシステムを支持するための例示的なレールマウント800の斜視図および正面図を示している。レールマウント800は、レール840a−bとそれぞれ係合する一組の溝814a−bを含むハウジング812を備える。レールマウント800は、マウントをレール840a−bに確実に固定する構造を含む。この構造は、光学部品マウント400,500に関連して説明した固定構造と同様に構成された、フレキシブルなフランジ816a−b、カウンタボア・ネジ無し穴818a−b、ネジ穴820a−bを含む。それら実施形態と同様に、止めネジ830a−bは、前述したように、レール840a−bをマウント800により確実に係合または固定するために、ネジ無し穴818a−bに通して、ネジ穴820a−bと螺合させることができる。レールマウント800は、上部レール650a−bと確実に係合するための光学部品マウント600の固定構造のような別のタイプの固定構造、または異なるタイプの固定構造を用いることができることを理解されたい。
柱850に確実に結合するために、レールマウント800は、ハウジング812の上面から下面に延在するカウンタボア・ネジ無し穴822を備える。柱852は、柱内を柱の上面から規定された距離、長手方向に延在するネジ穴852を含む。レールマウント800が柱850に適切に取り付けられたとき、マウントのネジ無し穴822は、柱のネジ穴852に対して同軸上に位置合わせされる。マウントを柱に取り付けるために、ネジ860は、ハウジング812のネジ無し穴822に通されて、柱850のネジ穴852に螺合される。柱850の下端は、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けるように構成されるものであってもよい。
図9は、本開示の別の態様に係る例示的な縦方向にカスケード接続した光学レールシステム900の側面図を示している。複数の光学レールシステムは、光学測定システムの所望の構成のセットアップを容易にするために、様々な方法でカスケード接続させることができる。この実施例では、光学レールシステム900は、システムの縦軸に沿って互いにカスケード接続または結合された一組の光学レールサブシステム910,950を備える。
具体的には、光学レールサブシステム910は、前述した実施形態のように、複数のレール920に取り付けられた複数の光学部品マウント912,914,916を備える。この実施例では、光学レールサブシステム910は、3つの光学部品マウント912,914,916を備えるが、サブシステム910が3よりも多いまたは少ない光学部品マウントを含むことができることを理解されたい。この実施例では、光学部品マウント912は、光学レールサブシステム910の一端に位置し、光学部品マウント916は、光学レールサブシステム910の他端に位置し、光学部品マウント914は、光学部品マウント912,916の間に位置している。
同様に、光学レールサブシステム950は、前述した実施形態のように、複数のレール960に取り付けられた複数の光学部品マウント952,954,956を備える。この実施例では、光学レールサブシステム950は、3つの光学部品マウント952,954,956を備えるが、サブシステム950が3よりも多いまたは少ない光学部品マウントを含むことができることを理解されたい。この実施例では、光学部品マウント952は、光学レールサブシステム950の一端に位置し、光学部品マウント956は、光学レールサブシステム950の他端に位置し、光学部品マウント954は、光学部品マウント952,956の間に位置している。
光学レールサブシステム910,950を互いにカスケード接続または結合するために、それぞれの光学レールサブシステム910,950の端の光学部品マウント916,952が、互いに確実に結合するように構成されるものであってもよい。例えば、光学部品マウント952が、1またはそれ以上のネジ無し貫通穴を有するように構成され、光学部品マウント916が、1またはそれ以上のネジ穴を有するように構成されるものであってもよい。光学部品マウント952が、光学部品マウント916と適切に係合したとき、マウント952の1またはそれ以上のネジ無し穴がマウント916の1またはそれ以上のネジ穴と位置が合いまたは整列し、それにより、マウント952,916を互いに確実に結合させるために、ネジ970をそれぞれの穴の組に挿入することが可能になる。穴とネジ970の位置決めは、光学レールシステム910,950を光学信号経路990と実質的に整列させるように設定されている。
図10は、本開示の別の態様に係る例示的な横方向にカスケード接続した光学レールシステム1000の側面図を示している。前の実施例では、光学レールサブシステムが、光学レールシステム900の縦軸に沿ってカスケード接続されていた。この実施例では、光学レールシステム1000は、システムの横軸に沿って互いにカスケード接続または結合された一組の光学レールサブシステム1010,1050を備える。
具体的には、光学レールサブシステム1010は、前述した実施形態のように、複数の上部レール1010および下部レール1030に取り付けられた複数の光学部品マウント1012,1014,1016を備える。この実施例では、光学レールサブシステム1010は、3つの光学部品マウント1012,1014,1016を備えるが、サブシステム1010が3よりも多いまたは少ない光学部品マウントを含むことができることを理解されたい。この実施例では、光学部品マウント1012は、光学レールサブシステム1010の一端に位置し、光学部品マウント1016は、光学レールサブシステム1010の他端に位置し、光学部品マウント1014は、光学部品マウント1012,1016の間に位置している。
光学レールサブシステム1050は、複数の光学部品マウント1052,1054を備え、それらがともに、光学レールサブシステム1050の端部に位置している。光学部品マウント1052,1054は、光学レールサブシステム1010の上部レール1030に取り付けられた下側溝を含む。換言すれば、光学レールサブシステム1010,1050はレール1030を共有している。光学部品マウント1052,1054は、上部レール1060に取り付けられた上側溝を含む。この実施例では、光学レールサブシステム1050が2つの光学部品マウント1052,1054を含むが、光学レールサブシステム1050は、異なる数のマウントを含むことができることを理解されたい。
光学レールサブシステム1010,1050の間で光1090を導くために、ミラーのような適当な光学部品1070,1080を、下側光学レールサブシステム1010から例えば上側光学レールサブシステム1050に光を導くために提供することができる。この実施例では、光学部品1070,1080は、光学部品マウント1016,1052にそれぞれ取り付けられている。
光学レールシステム900,1000は、縦軸および横軸に沿って互いにカスケード接続された複数の光学レールサブシステムをそれぞれ特徴としていたが、光学レールサブシステムは、縦軸および横軸の両方に互いにカスケード接続または連結されるものであっても、その他の方法でカスケード接続または連結されるものであってもよいことを理解されたい。
本発明は、様々な実施形態と関連させて説明してきたが、本発明は更なる変更が可能であることを理解されたい。本出願は、一般に本発明の趣旨に従う本発明のあらゆる変形、利用または適合に及ぶことを意図しており、本発明が属する分野において知られ慣習となっているプラクティスの範囲内に入る本開示からのそのような逸脱を含んでいる。

Claims (31)

  1. 光学レールシステムであって、
    複数のレールと、
    前記複数のレールに固定されたマウントとを備え、
    前記マウントが、ハウジングを備え、前記ハウジングが、前記複数のレールのそれぞれの部分と位置合わせされる複数の溝を含むことを特徴とする光学レールシステム。
  2. 請求項1に記載の光学レールシステムであって、
    前記溝が、摩擦嵌め方式で前記レールのそれぞれの部分と位置合わせされることを特徴とする光学レールシステム。
  3. 請求項1に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、前記溝のそれぞれの境界の一部を形成する複数のフレキシブルなフランジを含むことを特徴とする光学レールシステム。
  4. 請求項3に記載の光学レールシステムであって、
    前記マウントが、前記ハウジングの前記溝内に前記レールを確実にそれぞれ取り付けるための複数の固定装置を含むことを特徴とする光学レールシステム。
  5. 請求項4に記載の光学レールシステムであって、
    前記固定装置が、前記フレキシブルなフランジの穴を貫通して前記ハウジングのねじ穴と螺合するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とする光学レールシステム。
  6. 請求項4に記載の光学レールシステムであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのねじ穴を貫通して前記フレキシブルなフランジと端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とする光学レールシステム。
  7. 請求項1に記載の光学レールシステムであって、
    前記マウントがさらに、光学部品を確実に受け入れるためのドックを備えることを特徴とする光学レールシステム。
  8. 請求項7に記載の光学レールシステムであって、
    前記ドックが、前記ハウジングのネジ穴として構成されており、前記ネジ穴が、前記光学部品のネジ山が形成された外殻と螺合するように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
  9. 請求項7に記載の光学レールシステムであって、
    前記ドックが、前記ハウジングのネジ無し穴として構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
  10. 請求項9に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、前記光学部品の外殻の1またはそれ以上の位置決め窪みまたは突起と位置合わせするようにそれぞれ構成された1またはそれ以上の位置決め突起または窪みを備えることを特徴とする光学レールシステム。
  11. 請求項9に記載の光学レールシステムであって、
    前記ネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に保持するための固定装置をさらに備えることを特徴とする光学レールシステム。
  12. 請求項11に記載の光学レールシステムであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのネジ穴を貫通して前記光学部品の外殻と端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けにより、端部の接触が前記光学部品に対してより大きな圧力を加えて、前記ハウジングのネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に定着させることを特徴とする光学レールシステム。
  13. 請求項1に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングがさらに、柱に取り付けられるように構成され、前記柱が、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けられるように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
  14. 請求項13に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、ネジを受け入れるように構成された貫通穴を含み、前記ネジが、前記柱のネジ穴と螺合するように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
  15. 請求項1に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、前記溝に近接する凹部を備え、前記凹部が、前記溝内に挿入する前および前記溝から取り除いた後に、前記レールをそれぞれ収容するように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
  16. 光学レールシステム用のマウントであって、前記光学レールシステムの複数のレールのそれぞれの部分と確実に位置合わせされるように構成された複数の溝を含むハウジングを備えることを特徴とするマウント。
  17. 請求項16に記載のマウントであって、
    前記溝が、摩擦嵌め方式で前記レールのそれぞれの部分と確実に位置合わせされるように構成されていることを特徴とするマウント。
  18. 請求項16に記載のマウントであって、
    前記ハウジングが、前記溝のそれぞれの境界の一部を形成する複数のフレキシブルなフランジを含むことを特徴とするマウント。
  19. 請求項18に記載のマウントであって、
    前記レールを前記ハウジングの前記溝内に確実に取り付けるための複数の固定装置をさらに含むことを特徴とするマウント。
  20. 請求項19に記載のマウントであって、
    前記固定装置が、前記フレキシブルなフランジの穴を貫通して前記ハウジングのねじ穴に螺合するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とするマウント。
  21. 請求項19に記載のマウントであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのねじ穴を貫通して前記フレキシブルなフランジと端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とするマウント。
  22. 請求項16に記載のマウントであって、
    光学部品を確実に受け入れるためのドックをさらに備えることを特徴とするマウント。
  23. 請求項22に記載のマウントであって、
    前記ドックが、前記ハウジングのネジ穴として構成されており、前記ネジ穴が、前記光学部品のネジ山が形成された外殻と螺合するように構成されていることを特徴とするマウント。
  24. 請求項22に記載のマウントであって、
    前記ドックが、前記ハウジングのネジ無し穴として構成されていることを特徴とするマウント。
  25. 請求項24に記載のマウントであって、
    前記ハウジングが、前記光学部品の外殻の1またはそれ以上の位置決め窪みまたは突起と位置合わせするようにそれぞれ構成された1またはそれ以上の位置決め突起または窪みを備えることを特徴とするマウント。
  26. 請求項24に記載のマウントであって、
    前記ネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に保持するための固定装置をさらに備えることを特徴とするマウント。
  27. 請求項26に記載のマウントであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのネジ穴を貫通して前記光学部品の外殻と端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けにより、端部の接触が前記光学部品に対してより大きな圧力を加えて、前記ハウジングのネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に定着させることを特徴とするマウント。
  28. 請求項16に記載のマウントであって、
    前記ハウジングがさらに、柱に取り付けられるように構成され、前記柱が、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けられるように構成されていることを特徴とするマウント。
  29. 請求項28に記載のマウントであって、
    前記ハウジングの貫通穴を貫通して前記柱内のネジ穴と螺合するネジをさらに備えることを特徴とするマウント。
  30. 請求項16に記載のマウントであって、
    前記ハウジングが、前記溝に近接する凹部を備え、前記凹部が、前記溝内に挿入する前および前記溝から取り除いた後に、前記レールをそれぞれ収容するように構成されていることを特徴とするマウント。
  31. 光学レールシステムであって、
    複数のレールと、
    複数の電子部品マウントとを備え、
    各マウントが、前記複数のレールのそれぞれ部分と確実に位置合わせするように構成された複数の溝を含むハウジングと、光学部品を確実に受容するように構成されたドックとを備えることを特徴とする光学レールシステム。
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