抛物面反射镜评价装置以及抛物面反射镜的评价方法
【专利摘要】提供一种能够简单的评价抛物面反射镜的精度的抛物面反射镜评价装置以及抛物面反射镜的评价方法。该抛物面反射镜评价装置具有：夹具（2），其固定反射构件（1），且具有圆形的开口（21），该反射构件（1）具有圆柱部分（10），并在圆柱部分（10）的端面的中心设置有抛物面反射镜（13）的开口，圆形的开口（21）具有和反射构件（1）的圆柱部分（10）的外周大致相同的内周，反射构件（1）的圆柱部分（10）被插入开口（21）；和光源保持构件（3），其用于将光源配置在抛物面反射镜（13）的设计上的第一焦点位置，该抛物面反射镜（13）的设计上的第一焦点位置位于通过夹具（2）的圆形的开口（21）的中心的法线上。
【专利说明】抛物面反射镜评价装置以及抛物面反射镜的评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学技术，尤其涉及抛物面反射镜评价装置以及抛物面反射镜的评价方法。
【背景技术】
[0002]抛物面反射镜被广泛用于光学粒子检测装置、投影仪等光学仪器的光源单元。在光源单元中，从被配置在抛物面反射镜的第一焦点处的光源发出的光在抛物面反射镜上被反射，在抛物面反射镜的第二焦点处聚光。在此，如果抛物面反射镜的制造精度较低，焦点位置就会偏移，或者像差就会产生。因此，提出了检查被制造出的抛物面反射镜的精度的方法(例如，专利文献1、2)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2008-116327号公报
[0006]专利文献2:日本特开2008-139277号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]本发明的目的之一是提供一种能够简单的评价抛物面反射镜的精度的抛物面反射镜评价装置以及抛物面反射镜的评价方法。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]根据本发明的状态，提供了一种抛物面反射镜评价装置，其具有:(a)夹具，其固定反射构件，且具有圆形的开口，该反射构件具有圆柱部分，并在圆柱部分的端面的中心设置有抛物面反射镜的开口，圆形的开口具有和反射构件的圆柱部分的外周大致相同的内周，反射构件的圆柱部分被插入开口 ；(b)光源保持构件，其用于将光源配置在抛物面反射镜的设计上的第一焦点位置，该抛物面反射镜的设计上的第一焦点位置位于通过夹具的圆形的开口的中心的法线上。
[0011]又，根据本发明的状态，提供了一种抛物面反射镜的评价方法，其特征在于，包括以下步骤:Ca)准备反射构件的步骤，所述反射构件具有圆柱部分，并且在所述圆柱部分的端面的中心设置有抛物面反射镜的开口 ；(b)准备夹具的步骤，所述夹具具有圆形的开口，该圆形的开口具有和所述反射构件的圆柱部分的外周大致相同的内周；(C)将所述反射构件的圆柱部分插入到所述夹具的开口中的步骤；以及(d)将光源配置在所述抛物面反射镜的设计上的第一焦点位置的步骤，该第一焦点位置位于通过所述夹具的圆形的开口的中心的法线上。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明，可以提供一种能够简单的评价抛物面反射镜的精度的抛物面反射镜评价装置以及抛物面反射镜的评价方法。【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施形态所涉及的反射构件的立体图。
[0015]图2是本发明的实施形态所涉及的反射构件的正面图。
[0016]图3是本发明的实施形态所涉及的反射构件的第一截面图。
[0017]图4是本发明的实施形态所涉及的反射构件的第二截面图。
[0018]图5是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第一工序图。
[0019]图6是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第二工序图。
[0020]图7是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第三工序图。
[0021]图8是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第四工序图。
[0022]图9是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第五工序图。
[0023]图10是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第六工序图。
[0024]图11是示出本发明的实施形态所涉及的反射构件的制造方法的第七工序图。
[0025]图12是本发明的实施形态所涉及的抛物面反射镜评价装置的立体图。
[0026]图13是本发明的实施形态所涉及的抛物面反射镜评价装置的截面图。
[0027]图14是本发明的实施形态所涉及的抛物面反射镜评价装置的示意图。
[0028]图15是示出在本发明的实施形态所涉及的抛物面反射镜处的光路的示意图。
【具体实施方式】
[0029]以下对本发明的实施形态进行说明。在以下的附图的记载中，相同或者类似的部分用相同或者类似的符号表示。但是，附图是示意性的图。因此，具体的尺寸等应该对照以下的说明进行判断。又，当然也包括附图之间彼此的尺寸关系和比例不同的部分。
[0030]首先，对具有抛物面反射镜的反射构件的一个实例进行说明，该抛物面反射镜通过实施形态所涉及的抛物面反射镜评价装置进行评价。如立体图图1、正面图图2和从II1-1II方向看的截面图图3所示，实施形态所涉及的反射构件I具有圆柱部分10，并在圆柱部分10的端面的中心处设置了抛物面反射镜13的圆形的开口。反射构件I的圆柱部分10具有第一圆柱部分11，以及外周比第一圆柱部分11小的第二圆柱部分12。由此，反射构件I的第一圆柱部分11和第二圆柱部分12的连接部分构成了台阶14。又，在反射构件I中设置有用于配置光源等的贯通孔15、16。
[0031]如图4所示，在截面上，抛物面反射镜13的轮廓构成了椭圆的一部分。因此，抛物面反射镜13具有第一焦点以及第二焦点。第二焦点比第一焦点更远离抛物面反射镜。如果将光源配置在第一焦点处，则从光源发出的光会在抛物面反射镜13的表面被反射，并被聚光到第二焦点处。
[0032]接着，对实施形态所涉及的反射构件I的制造方法进行说明。首先，如图5所示，准备由铝以及不锈钢等金属材料构成的圆柱构件100。接着，如图6所示，将圆柱构件100固定在车床的面盘201上。并且，通过外圆车削，即一边以经过圆柱构件100的端面中心的法线为轴使圆柱构件100旋转，一边对侧面进行切削，形成第一圆柱部分11以及第二圆柱部分12。这之后，如图7所示，通过镗削，形成在第一圆柱部分11的端面具有开口的抛物面反射镜13。此时，第一圆柱部分11的圆形的端面中心和抛物面反射镜13的圆形开口的中心一致，存在于车床的旋转轴上。接着，如图8所示，通过切断将第一圆柱部分11以及第二圆柱部分12从圆柱构件100上切下来。
[0033]并且，如图9所示，将第一圆柱部分11固定在车床的面盘201上，根据需要将第二圆柱部分的底面侧切削成圆锥状。又，如图10所示，将第一圆柱部分11固定在固定器具202上，使用钻头以及立铣刀等形成贯通孔15、16。这之后，如图11所示，将第二圆柱部分12固定在车床的面盘201上，用金刚石切削针203等进行抛物面反射镜13的表面的最终加工。像这样使用车床从圆柱构件100切削制造出的反射构件1，其中心位置的精度比外径的精度要高。因此，抛物面反射镜13相对于圆柱部分10的外径高精度地位于中心。
[0034]在此，如立体图图12以及截面图图13所示，实施形态所涉及的抛物面反射镜评价装置具有:夹具2，其固定反射构件1，且具有圆形的开口 21，该圆形的开口 21具有和反射构件I的圆柱部分10的至少一部分的外周大致相同的内周，而且反射构件I的圆柱部分10的至少一部分被插入该开口 21中；和光源保持构件3，其用于将光源4配置到抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置，该抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置位于通过夹具2的圆形的开口 21的中心的法线上。在此，抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置指的是设计抛物面反射镜13的时候设定的第一焦点的位置。
[0035]夹具2的圆形开口 21具有和反射构件I的第二圆柱部分12的外周大致相同的内周。例如，将反射构件I的第二圆柱部分12插入到夹具2的圆形开口 21中，直到由反射构件I的第一圆柱部分11和第二圆柱部分12构成的台阶14接触到夹具2为止。由此，抛物面反射镜13相对于夹具2的表面的位置就被固定了。
[0036]如上所述，抛物面反射镜13相对于圆柱部分10的外径高精度地位于中心。因此，反射构件I被固定在夹具2中时，抛物面反射镜13也相对于夹具2的圆形的开口 21的内径高精度地位于中心。因此，被固定在夹具2上的抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置存在于通过夹具2的圆形的开口 21的中心的法线上，其能够根据抛物面反射镜13的设计图等预先确定。
[0037]被固定在夹具2的表面的光源保持构件3具有臂等，该臂将光源4保持在被固定在夹具2上的反射构件I的抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置。可以使用铝合金作为夹具2以及光源保持构件3的材料。可以使用发光二极管(LED)等作为配置在抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置的光源4。
[0038]如图13所示，实施形态所涉及的抛物面反射镜评价装置还具有受光元件5，该受光元件5能在通过夹具2的圆形开口 21的中心的法线上移动。受光元件5通过压电元件等驱动装置6，在轨道7上水平移动，该轨道7被配置为与通过夹具2的圆形开口 21的中心的法线平行。可以根据驱动装置6的驱动电力等，确定受光元件5存在的位置。另外，通过使受光元件5在抛物面反射镜13的设计上的第二焦点位置附近移动，可以省略光阑的配置。
[0039]受光元件5以及驱动装置6被连接到图14中示出的中央处理单元(CPU) 300上。CPU300包括位置确定部301。位置确定部301确定受光元件5以最强光强度接收从图13示出的光源4发出、在抛物面反射镜13处被反射的光的位置。
[0040]例如如图13所示，在包含通过夹具2的圆形开口 21的中心的法线的面上，如果规定通过夹具2的圆形开口 21的中心的法线为X轴，Y轴垂直于X轴，则可以规定抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置的坐标为(XD1，O)。位置确定部分301例如给予驱动装置6驱动电力，使受光兀件5在X轴上移动,将受光兀件5以最强光强度受光的位置的坐标(XA2,O)确定为抛物面反射镜13的被实测到的第二焦点位置。位置确定部301将所确定的抛物面反射镜13的被实测到的第二焦点位置保存到位置存储装置401中。
[0041]CPU300还包括设计值存储装置402和椭圆方程式算出部302。设计值存储装置402保存抛物面反射镜13的设计上的第一焦点位置。又，设计值存储装置402也保存构成抛物面反射镜13的轮廓的至少一部分的椭圆的设计上的方程式。椭圆方程式算出部302基于从设计值存储装置402读出的设计上的第一焦点位置，和从位置存储装置401读出的被实测到的第二焦点位置，算出构成被固定在夹具2上的、制造好的抛物面反射镜13的轮廓的至少一部分的椭圆的方程式。构成制造好的抛物面反射镜13的轮廓的至少一部分的椭圆的方程式用下述(I)式给出。在此，常数，2aAS椭圆的长轴的长度，2bA为椭圆的短轴的长度。
[0042]
【权利要求】
1.一种抛物面反射镜评价装置，其特征在于，具有: 夹具，其固定反射构件，且具有圆形的开口，该反射构件具有圆柱部分，并在所述圆柱部分的端面的中心设置有抛物面反射镜的开口，所述圆形的开口具有和所述反射构件的圆柱部分的外周大致相同的内周，所述反射构件的圆柱部分被插入所述开口中；和 光源保持构件，其用于将光源配置在所述抛物面反射镜的设计上的第一焦点位置，所述抛物面反射镜的设计上的第一焦点位置位于通过所述夹具的圆形的开口的中心的法线上。
2.如权利要求1所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 所述反射构件的圆柱部分具有第一圆柱部分以及外周比所述第一圆柱部分小的第二圆柱部分， 所述夹具的圆形的开口具有和所述反射构件的第二圆柱部分的外周大致相同的内周， 所述反射构件的第二圆柱部分被插入到所述夹具的圆形的开口中，直到由所述反射构件的第一圆柱部分和所述第二圆柱部分构成的台阶接触到所述夹具为止。
3.如权利要求1或2所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 所述光源保持构件具有臂，该臂用于将所述光源配置到所述设计上的第一焦点位置。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 所述反射构件是通过用车床切削圆柱构件制造出来的。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 还具有受光元件，该受光元件能够在通过所述夹具的圆形的开口的中心的法线上移动。
6.如权利要求5所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 还具有位置确定部，其确定所述受光元件接收光最强的位置，该光是从所述光源发出、并在所述抛物面反射镜被反射的光。
7.如权利要求6所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 还具有椭圆方程式算出部，其将所述被确定的位置作为所述抛物面反射镜的被实测的第二焦点位置，基于所述设计上的第一焦点位置和所述被实测的第二焦点位置，算出椭圆的方程式。
8.如权利要求7所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 还具有比较部，其将基于所述被实测的第二焦点位置算出的椭圆的方程式和表示所述抛物面反射镜的形状的设计上的椭圆的方程式进行比较。
9.如权利要求6所述的抛物面反射镜评价装置，其特征在于， 还具有比较部，其将所述被确定的位置作为所述抛物面反射镜的被实测的第二焦点位置，将该被实测的第二焦点位置和所述抛物面反射镜的设计上的第二焦点位置进行比较。
10.一种抛物面反射镜的评价方法，其特征在于，包括以下步骤: 准备反射构件的步骤，所述反射构件具有圆柱部分，并且在所述圆柱部分的端面的中心设置有抛物面反射镜的开口； 准备夹具的步骤，所述夹具具有圆形的开口，该圆形的开口具有和所述反射构件的圆柱部分的外周大致相同的内周； 将所述反射构件的圆柱部分插入到所述夹具的开口中的步骤；以及将光源配置在所述抛物面反射镜的设计上的第一焦点位置的步骤，该第一焦点位置位于通过所述夹具的圆形的开口的中心的法线上。
11.如权利要求10所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 所述反射构件的圆柱部分具有第一圆柱部分以及外周比所述第一圆柱部分小的第二圆柱部分， 所述夹具的圆形的开口具有和所述反射构件的第二圆柱部分的外周大致相同的内周，将所述反射构件的第二圆柱部分插入到所述夹具的圆形的开口中，直到由所述反射构件的第一圆柱部分和所述第二圆柱部分构成的台阶接触到所述夹具为止。
12.如权利要求10或11所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 所述光源保持构件具有臂，该臂用于将所述光源配置在所述设计上的第一焦点位置。
13.如权利要求10至12中任意一项所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 所述反射构件是通过用车床切削圆柱构件制造的。
14.如权利要求10至13中任意一项所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 还包括利用受光元件对从所述光源发出、并在所述抛物面反射镜处被反射的光进行受光的步骤，该受光元件能够在通过所述夹具的圆形的开口的中心的法线上移动。
15.如权利要求14所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 还包括确定所述受光元件接收所述光最强的位置的步骤。
16.如权利要求15所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于，` 还包括将所述被确定的位置作为所述抛物面反射镜的被实测的第二焦点位置，基于所述设计上的第一焦点位置和所述被实测的第二焦点位置，算出椭圆的方程式的步骤。
17.如权利要求16所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 还包括将基于所述被实测的第二焦点位置算出的椭圆的方程式，和表示所述抛物面反射镜的形状的设计上的椭圆的方程式进行比较的步骤。
18.如权利要求15所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 还包括将所述被确定的位置作为所述抛物面反射镜的被实测的第二焦点位置，将该被实测的第二焦点位置和所述抛物面反射镜的设计上的第二焦点位置进行比较的步骤。
19.如权利要求10至18中任意一项所述的抛物面反射镜的评价方法，其特征在于， 不使用光阑。
【文档编号】G01M11/02GK103575509SQ201310326463
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】佐藤一太郎 申请人:阿自倍尔株式会社