拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法

拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法
【專利摘要】提供一種能夠簡單的評價拋物面反射鏡的精度的拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法。該拋物面反射鏡評價裝置具有：夾具（2），其固定反射構件（1），且具有圓形的開口（21），該反射構件（1）具有圓柱部分（10），并在圓柱部分（10）的端面的中心設置有拋物面反射鏡（13）的開口，圓形的開口（21）具有和反射構件（1）的圓柱部分（10）的外周大致相同的內周，反射構件（1）的圓柱部分（10）被插入開口（21）；和光源保持構件（3），其用于將光源配置在拋物面反射鏡（13）的設計上的第一焦點位置，該拋物面反射鏡（13）的設計上的第一焦點位置位于通過夾具（2）的圓形的開口（21）的中心的法線上。
【專利說明】拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學技術，尤其涉及拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法。
【背景技術】
[0002]拋物面反射鏡被廣泛用于光學粒子檢測裝置、投影儀等光學儀器的光源單元。在光源單元中，從被配置在拋物面反射鏡的第一焦點處的光源發出的光在拋物面反射鏡上被反射，在拋物面反射鏡的第二焦點處聚光。在此，如果拋物面反射鏡的制造精度較低，焦點位置就會偏移，或者像差就會產生。因此，提出了檢查被制造出的拋物面反射鏡的精度的方法(例如，專利文獻1、2)。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2008-116327號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2008-139277號公報

【發明內容】

[0007]發明要解決的課題
[0008]本發明的目的之一是提供一種能夠簡單的評價拋物面反射鏡的精度的拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]根據本發明的狀態，提供了一種拋物面反射鏡評價裝置，其具有:(a)夾具，其固定反射構件，且具有圓形的開口，該反射構件具有圓柱部分，并在圓柱部分的端面的中心設置有拋物面反射鏡的開口，圓形的開口具有和反射構件的圓柱部分的外周大致相同的內周，反射構件的圓柱部分被插入開口 ；(b)光源保持構件，其用于將光源配置在拋物面反射鏡的設計上的第一焦點位置，該拋物面反射鏡的設計上的第一焦點位置位于通過夾具的圓形的開口的中心的法線上。
[0011]又，根據本發明的狀態，提供了一種拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于，包括以下步驟:Ca)準備反射構件的步驟，所述反射構件具有圓柱部分，并且在所述圓柱部分的端面的中心設置有拋物面反射鏡的開口 ；(b)準備夾具的步驟，所述夾具具有圓形的開口，該圓形的開口具有和所述反射構件的圓柱部分的外周大致相同的內周；(C)將所述反射構件的圓柱部分插入到所述夾具的開口中的步驟；以及(d)將光源配置在所述拋物面反射鏡的設計上的第一焦點位置的步驟，該第一焦點位置位于通過所述夾具的圓形的開口的中心的法線上。
[0012]發明的效果
[0013]根據本發明，可以提供一種能夠簡單的評價拋物面反射鏡的精度的拋物面反射鏡評價裝置以及拋物面反射鏡的評價方法。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的實施形態所涉及的反射構件的立體圖。
[0015]圖2是本發明的實施形態所涉及的反射構件的正面圖。
[0016]圖3是本發明的實施形態所涉及的反射構件的第一截面圖。
[0017]圖4是本發明的實施形態所涉及的反射構件的第二截面圖。
[0018]圖5是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第一工序圖。
[0019]圖6是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第二工序圖。
[0020]圖7是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第三工序圖。
[0021]圖8是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第四工序圖。
[0022]圖9是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第五工序圖。
[0023]圖10是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第六工序圖。
[0024]圖11是示出本發明的實施形態所涉及的反射構件的制造方法的第七工序圖。
[0025]圖12是本發明的實施形態所涉及的拋物面反射鏡評價裝置的立體圖。
[0026]圖13是本發明的實施形態所涉及的拋物面反射鏡評價裝置的截面圖。
[0027]圖14是本發明的實施形態所涉及的拋物面反射鏡評價裝置的示意圖。
[0028]圖15是示出在本發明的實施形態所涉及的拋物面反射鏡處的光路的示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下對本發明的實施形態進行說明。在以下的附圖的記載中，相同或者類似的部分用相同或者類似的符號表示。但是，附圖是示意性的圖。因此，具體的尺寸等應該對照以下的說明進行判斷。又，當然也包括附圖之間彼此的尺寸關系和比例不同的部分。
[0030]首先，對具有拋物面反射鏡的反射構件的一個實例進行說明，該拋物面反射鏡通過實施形態所涉及的拋物面反射鏡評價裝置進行評價。如立體圖圖1、正面圖圖2和從II1-1II方向看的截面圖圖3所示，實施形態所涉及的反射構件I具有圓柱部分10，并在圓柱部分10的端面的中心處設置了拋物面反射鏡13的圓形的開口。反射構件I的圓柱部分10具有第一圓柱部分11，以及外周比第一圓柱部分11小的第二圓柱部分12。由此，反射構件I的第一圓柱部分11和第二圓柱部分12的連接部分構成了臺階14。又，在反射構件I中設置有用于配置光源等的貫通孔15、16。
[0031]如圖4所示，在截面上，拋物面反射鏡13的輪廓構成了橢圓的一部分。因此，拋物面反射鏡13具有第一焦點以及第二焦點。第二焦點比第一焦點更遠離拋物面反射鏡。如果將光源配置在第一焦點處，則從光源發出的光會在拋物面反射鏡13的表面被反射，并被聚光到第二焦點處。
[0032]接著，對實施形態所涉及的反射構件I的制造方法進行說明。首先，如圖5所示，準備由鋁以及不銹鋼等金屬材料構成的圓柱構件100。接著，如圖6所示，將圓柱構件100固定在車床的面盤201上。并且，通過外圓車削，即一邊以經過圓柱構件100的端面中心的法線為軸使圓柱構件100旋轉，一邊對側面進行切削，形成第一圓柱部分11以及第二圓柱部分12。這之后，如圖7所示，通過鏜削，形成在第一圓柱部分11的端面具有開口的拋物面反射鏡13。此時，第一圓柱部分11的圓形的端面中心和拋物面反射鏡13的圓形開口的中心一致，存在于車床的旋轉軸上。接著，如圖8所示，通過切斷將第一圓柱部分11以及第二圓柱部分12從圓柱構件100上切下來。
[0033]并且，如圖9所示，將第一圓柱部分11固定在車床的面盤201上，根據需要將第二圓柱部分的底面側切削成圓錐狀。又，如圖10所示，將第一圓柱部分11固定在固定器具202上，使用鉆頭以及立銑刀等形成貫通孔15、16。這之后，如圖11所示，將第二圓柱部分12固定在車床的面盤201上，用金剛石切削針203等進行拋物面反射鏡13的表面的最終加工。像這樣使用車床從圓柱構件100切削制造出的反射構件1，其中心位置的精度比外徑的精度要高。因此，拋物面反射鏡13相對于圓柱部分10的外徑高精度地位于中心。
[0034]在此，如立體圖圖12以及截面圖圖13所示，實施形態所涉及的拋物面反射鏡評價裝置具有:夾具2，其固定反射構件1，且具有圓形的開口 21，該圓形的開口 21具有和反射構件I的圓柱部分10的至少一部分的外周大致相同的內周，而且反射構件I的圓柱部分10的至少一部分被插入該開口 21中；和光源保持構件3，其用于將光源4配置到拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置，該拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置位于通過夾具2的圓形的開口 21的中心的法線上。在此，拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置指的是設計拋物面反射鏡13的時候設定的第一焦點的位置。
[0035]夾具2的圓形開口 21具有和反射構件I的第二圓柱部分12的外周大致相同的內周。例如，將反射構件I的第二圓柱部分12插入到夾具2的圓形開口 21中，直到由反射構件I的第一圓柱部分11和第二圓柱部分12構成的臺階14接觸到夾具2為止。由此，拋物面反射鏡13相對于夾具2的表面的位置就被固定了。
[0036]如上所述，拋物面反射鏡13相對于圓柱部分10的外徑高精度地位于中心。因此，反射構件I被固定在夾具2中時，拋物面反射鏡13也相對于夾具2的圓形的開口 21的內徑高精度地位于中心。因此，被固定在夾具2上的拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置存在于通過夾具2的圓形的開口 21的中心的法線上，其能夠根據拋物面反射鏡13的設計圖等預先確定。
[0037]被固定在夾具2的表面的光源保持構件3具有臂等，該臂將光源4保持在被固定在夾具2上的反射構件I的拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置。可以使用鋁合金作為夾具2以及光源保持構件3的材料。可以使用發光二極管(LED)等作為配置在拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置的光源4。
[0038]如圖13所示，實施形態所涉及的拋物面反射鏡評價裝置還具有受光元件5，該受光元件5能在通過夾具2的圓形開口 21的中心的法線上移動。受光元件5通過壓電元件等驅動裝置6，在軌道7上水平移動，該軌道7被配置為與通過夾具2的圓形開口 21的中心的法線平行。可以根據驅動裝置6的驅動電力等，確定受光元件5存在的位置。另外，通過使受光元件5在拋物面反射鏡13的設計上的第二焦點位置附近移動，可以省略光闌的配置。
[0039]受光元件5以及驅動裝置6被連接到圖14中示出的中央處理單元(CPU) 300上。CPU300包括位置確定部301。位置確定部301確定受光元件5以最強光強度接收從圖13示出的光源4發出、在拋物面反射鏡13處被反射的光的位置。
[0040]例如如圖13所示，在包含通過夾具2的圓形開口 21的中心的法線的面上，如果規定通過夾具2的圓形開口 21的中心的法線為X軸，Y軸垂直于X軸，則可以規定拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置的坐標為(XD1，O)。位置確定部分301例如給予驅動裝置6驅動電力，使受光兀件5在X軸上移動,將受光兀件5以最強光強度受光的位置的坐標(XA2,O)確定為拋物面反射鏡13的被實測到的第二焦點位置。位置確定部301將所確定的拋物面反射鏡13的被實測到的第二焦點位置保存到位置存儲裝置401中。
[0041]CPU300還包括設計值存儲裝置402和橢圓方程式算出部302。設計值存儲裝置402保存拋物面反射鏡13的設計上的第一焦點位置。又，設計值存儲裝置402也保存構成拋物面反射鏡13的輪廓的至少一部分的橢圓的設計上的方程式。橢圓方程式算出部302基于從設計值存儲裝置402讀出的設計上的第一焦點位置，和從位置存儲裝置401讀出的被實測到的第二焦點位置，算出構成被固定在夾具2上的、制造好的拋物面反射鏡13的輪廓的至少一部分的橢圓的方程式。構成制造好的拋物面反射鏡13的輪廓的至少一部分的橢圓的方程式用下述(I)式給出。在此，常數，2aAS橢圓的長軸的長度，2bA為橢圓的短軸的長度。
[0042]
【權利要求】
1.一種拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于，具有: 夾具，其固定反射構件，且具有圓形的開口，該反射構件具有圓柱部分，并在所述圓柱部分的端面的中心設置有拋物面反射鏡的開口，所述圓形的開口具有和所述反射構件的圓柱部分的外周大致相同的內周，所述反射構件的圓柱部分被插入所述開口中；和 光源保持構件，其用于將光源配置在所述拋物面反射鏡的設計上的第一焦點位置，所述拋物面反射鏡的設計上的第一焦點位置位于通過所述夾具的圓形的開口的中心的法線上。
2.如權利要求1所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 所述反射構件的圓柱部分具有第一圓柱部分以及外周比所述第一圓柱部分小的第二圓柱部分， 所述夾具的圓形的開口具有和所述反射構件的第二圓柱部分的外周大致相同的內周， 所述反射構件的第二圓柱部分被插入到所述夾具的圓形的開口中，直到由所述反射構件的第一圓柱部分和所述第二圓柱部分構成的臺階接觸到所述夾具為止。
3.如權利要求1或2所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 所述光源保持構件具有臂，該臂用于將所述光源配置到所述設計上的第一焦點位置。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 所述反射構件是通過用車床切削圓柱構件制造出來的。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 還具有受光元件，該受光元件能夠在通過所述夾具的圓形的開口的中心的法線上移動。
6.如權利要求5所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 還具有位置確定部，其確定所述受光元件接收光最強的位置，該光是從所述光源發出、并在所述拋物面反射鏡被反射的光。
7.如權利要求6所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 還具有橢圓方程式算出部，其將所述被確定的位置作為所述拋物面反射鏡的被實測的第二焦點位置，基于所述設計上的第一焦點位置和所述被實測的第二焦點位置，算出橢圓的方程式。
8.如權利要求7所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 還具有比較部，其將基于所述被實測的第二焦點位置算出的橢圓的方程式和表示所述拋物面反射鏡的形狀的設計上的橢圓的方程式進行比較。
9.如權利要求6所述的拋物面反射鏡評價裝置，其特征在于， 還具有比較部，其將所述被確定的位置作為所述拋物面反射鏡的被實測的第二焦點位置，將該被實測的第二焦點位置和所述拋物面反射鏡的設計上的第二焦點位置進行比較。
10.一種拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于，包括以下步驟: 準備反射構件的步驟，所述反射構件具有圓柱部分，并且在所述圓柱部分的端面的中心設置有拋物面反射鏡的開口； 準備夾具的步驟，所述夾具具有圓形的開口，該圓形的開口具有和所述反射構件的圓柱部分的外周大致相同的內周； 將所述反射構件的圓柱部分插入到所述夾具的開口中的步驟；以及將光源配置在所述拋物面反射鏡的設計上的第一焦點位置的步驟，該第一焦點位置位于通過所述夾具的圓形的開口的中心的法線上。
11.如權利要求10所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 所述反射構件的圓柱部分具有第一圓柱部分以及外周比所述第一圓柱部分小的第二圓柱部分， 所述夾具的圓形的開口具有和所述反射構件的第二圓柱部分的外周大致相同的內周，將所述反射構件的第二圓柱部分插入到所述夾具的圓形的開口中，直到由所述反射構件的第一圓柱部分和所述第二圓柱部分構成的臺階接觸到所述夾具為止。
12.如權利要求10或11所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 所述光源保持構件具有臂，該臂用于將所述光源配置在所述設計上的第一焦點位置。
13.如權利要求10至12中任意一項所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 所述反射構件是通過用車床切削圓柱構件制造的。
14.如權利要求10至13中任意一項所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 還包括利用受光元件對從所述光源發出、并在所述拋物面反射鏡處被反射的光進行受光的步驟，該受光元件能夠在通過所述夾具的圓形的開口的中心的法線上移動。
15.如權利要求14所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 還包括確定所述受光元件接收所述光最強的位置的步驟。
16.如權利要求15所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于，` 還包括將所述被確定的位置作為所述拋物面反射鏡的被實測的第二焦點位置，基于所述設計上的第一焦點位置和所述被實測的第二焦點位置，算出橢圓的方程式的步驟。
17.如權利要求16所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 還包括將基于所述被實測的第二焦點位置算出的橢圓的方程式，和表示所述拋物面反射鏡的形狀的設計上的橢圓的方程式進行比較的步驟。
18.如權利要求15所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 還包括將所述被確定的位置作為所述拋物面反射鏡的被實測的第二焦點位置，將該被實測的第二焦點位置和所述拋物面反射鏡的設計上的第二焦點位置進行比較的步驟。
19.如權利要求10至18中任意一項所述的拋物面反射鏡的評價方法，其特征在于， 不使用光闌。
【文檔編號】G01M11/02GK103575509SQ201310326463
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2012年7月30日
【發明者】佐藤一太郎 申請人:阿自倍爾株式會社