光学元件面形精准集成组件、及其支撑和辅助定位装置的制作方法

本实用新型涉及光学元件定位装调领域，尤其涉及一种光学元件面形精准集成组件的支撑及辅助定位装置、光学元件面形精准集成组件。

背景技术：

光学元件面形精准集成组件在先进光学系统集成等领域中的应用愈发广泛。随着人类探索领域不断地向更加微观的领域前进，对先进光学系统提出了越来越高的需求，一方面：对光学元件精度要求高，如应用在基因测序仪、光刻机、晶元缺陷检测等领域的先进光学系统，均对光学元件单面面形提出了1/100～1/500波长(常规系统光学元件单面面形1/5～1/20波长)，精度相对常规系统提升至少20倍，元件集成带来的精度损失在常规系统中可以不予考虑，但是对于上述高精度显微先进光学系统，缺失是毁灭性的。另一方面：在保证高精度的同时，还要兼备高性价比适合批量化生产。

传统的光学元件面形精准集成组件中，其柔性连接通常采用弹片窄缝等柔性机构，或多种柔性装置组合构成，装置复杂，成本高，难以应用在批量化生产制造当中。因此，需要设计创新型的柔性连接机构，同时对高效、高性价比、具备可操作和实施性的光学元件面形精准集成组件提出了迫切需求。

现有面形精准集成组件通常包含两个部分，镜框和柔性连接部分，柔性连接部分通常采用，弹片窄缝等柔性机构，或多种柔性装置组合构成，装置复杂，为了实现面形保持功能，在机械加工和装调集成环节付出很大代价，成本高，耗时长，难以应用在批量化生产制造当中。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有高精度光学组件中光学元件与镜框之间的柔性连接部分的装置复杂、成本高，难以应用于批量化生产制造的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

光学元件面形精准集成组件的支撑及辅助定位装置，包括支撑装置及辅助定位装置，所述支撑装置用于套设于光学元件外围支撑所述光学元件，所述辅助定位装置用于套设在所述支撑装置及所述光学元件上以定位所述光学元件，所述支撑装置包括元件支撑部和连接所述元件支撑部上的连接部，所述元件支撑部用于支撑、放置所述光学元件，所述连接部用于套设于所述光学元件外围且包括邻近所述光学元件的第一内侧面及连接所述第一内侧面的注胶孔，所述注胶孔用于注入胶体使得所述第一内侧面与所述光学元件之间形成与所述光学元件柔性连接的胶合连接层；所述辅助定位装置包括定位部及第一延伸部，所述定位部用于设置于所述连接部上且套设并抵接所述光学元件的外侧面，所述第一延伸部连接所述定位部远离所述光学元件的一端且套设并抵接所述连接部的第一外侧面。

根据本实用新型优选实施例，所述连接部还包括第一外侧面，所述连接部的第一外侧面与所述连接部的第一内侧面相背设置，所述注胶孔贯穿所述连接部的第一内侧面与第一外侧面；所述注胶孔的数量为至少两个，所述至少两个注胶孔均匀分布在所述第一内侧面上。

根据本实用新型优选实施例，所述定位部包括定位部内侧面、连接所述定位部内侧面的定位部顶面与定位部底面、及与所述定位部内侧面向背设置的定位部外侧面，所述第一延伸部连接所述定位部底面的边缘，所述第一延伸部的第一延伸部内表面用于抵接所述连接部的第一外侧面，所述第一延伸部的第一延伸部外表面与所述定位部外侧面连接于一体；所述辅助定位装置还包括第二延伸部，所述第二延伸部连接所述定位部远离所述第一延伸部的一端。

根据本实用新型优选实施例，所述第二延伸部包括第二延伸部内侧面、第二延伸部上表面及第二延伸部倾斜连接面，所述第二延伸部内侧面连接所述定位部顶面，所述第二延伸部上表面连接所述第二延伸部内侧面，所述第二延伸部倾斜连接面连接于所述第二延伸部上表面于所述定位部外侧面之间，所述第二延伸部倾斜连接面与所述第二延伸部上表面及所述定位部外侧面均形成钝角。

根据本实用新型优选实施例，所述支撑部也用于套设于所述光学元件外围，所述支撑部包括支撑部上表面、支撑部下表面、连接于所述支撑部上表面与所述支撑部下表面之间的第二内侧面、及所述第二内侧面相背的第二外侧面，所述支撑部上表面连接于所述第一内侧面于所述第二内侧面之间，用于支撑所述光学元件，所述第二外侧面与所述第一外侧面连接于一体形成所述支撑装置的外侧面。

根据本实用新型优选实施例，所述定位部内侧面用于与所述光学元件同轴设置且与所述光学元件内径相同，所述定位部内侧面与所述光学元件之间间隙优于0.005mm，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第一延伸部内表面用于与所述连接部的所述第一外侧面同轴设置且与所述第一外侧面内径相同，所述第一延伸部内表面与所述第一外侧面之间间隙优于0.005mm，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm。

根据本实用新型优选实施例，所述连接部的所述第一内侧面的内径较所述光学元件的内径大预定宽度，所述预定宽度的范围为0.13±0.005mm，所述第一内侧面与所述光学元件同轴，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第一内侧面与所述支撑部上表面垂直度优于0.008mm，所述第二内侧面与所述支撑部下表面的垂直度优于0.008mm，所述第一外侧面与所述第一内侧面圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第二内侧面与所述第二外侧面圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm。

一种光学元件面形精准集成组件，用于套设于光学元件外围支撑定位所述光学元件并与所述光学元件柔性连接，根据本实用新型优选实施例，所述光学元件面形精准集成组件包括支撑装置及辅助定位装置，所述支撑装置及所述辅助定位装置采用上述任意一种实施例所述的光学元件面形精准集成组件的支撑装置及辅助定位装置，所述光学元件面形精准集成组件还包括用于注入所述注胶孔使得所述第一内侧面与所述光学元件之间形成与所述光学元件柔性连接的胶合连接层的胶体或通过在所述注胶孔中注入胶体使得所述第一内侧面与所述光学元件之间形成的与所述光学元件柔性连接的胶合连接层。

在上述优选实施例的一种变更实施例中，所述注胶孔可以省略，直接将胶体注入到所述光学元件与所述第一内侧面之间从而形成连接所述光学元件的胶合连接层，即一种光学元件面形精准集成组件，其包括支撑装置及辅助定位装置，所述支撑装置用于套设于光学元件外围支撑所述光学元件，所述辅助定位装置用于套设在所述支撑装置及所述光学元件上以定位所述光学元件，根据本实用新型优选实施例，所述支撑装置包括元件支撑部和连接所述元件支撑部上的连接部，所述元件支撑部用于支撑、放置所述光学元件，所述连接部用于套设于所述光学元件外围且包括邻近所述光学元件的第一内侧面及用于注入所述第一内侧面以形成与所述光学元件柔性连接的胶合连接层的胶体或形成于所述第一内侧面且用于与所述光学元件柔性连接的胶合连接层；所述辅助定位装置包括定位部及第一延伸部，所述定位部用于设置于所述连接部上且套设并抵接所述光学元件的外侧面，所述第一延伸部连接所述定位部远离所述光学元件的一端且套设并抵接所述连接部的第一外侧面。

根据本实用新型优选实施例，所述连接部还包括第一外侧面，所述连接部的第一外侧面与所述连接部的第一内侧面相背设置，所述注胶孔贯穿所述连接部的第一内侧面与第一外侧面；所述注胶孔的数量为至少两个，所述至少两个注胶孔均匀分布在所述第一内侧面上。

根据本实用新型优选实施例，所述定位部包括定位部内侧面、连接所述定位部内侧面的定位部顶面与定位部底面、及与所述定位部内侧面向背设置的定位部外侧面，所述第一延伸部连接所述定位部底面的边缘，所述第一延伸部的第一延伸部内表面用于抵接所述连接部的第一外侧面，所述第一延伸部的第一延伸部外表面与所述定位部外侧面连接于一体；所述辅助定位装置还包括第二延伸部，所述第二延伸部连接所述定位部远离所述第一延伸部的一端。

根据本实用新型优选实施例，所述第二延伸部包括第二延伸部内侧面、第二延伸部上表面及第二延伸部倾斜连接面，所述第二延伸部内侧面连接所述定位部顶面，所述第二延伸部上表面连接所述第二延伸部内侧面，所述第二延伸部倾斜连接面连接于所述第二延伸部上表面于所述定位部外侧面之间，所述第二延伸部倾斜连接面与所述第二延伸部上表面及所述定位部外侧面均形成钝角。

根据本实用新型优选实施例，所述支撑部也用于套设于所述光学元件外围，所述支撑部包括支撑部上表面、支撑部下表面、连接于所述支撑部上表面与所述支撑部下表面之间的第二内侧面、及所述第二内侧面相背的第二外侧面，所述支撑部上表面连接于所述第一内侧面于所述第二内侧面之间，用于支撑所述光学元件，所述第二外侧面与所述第一外侧面连接于一体形成所述支撑装置的外侧面。

根据本实用新型优选实施例，所述定位部内侧面用于与所述光学元件同轴设置且与所述光学元件内径相同，所述定位部内侧面与所述光学元件之间间隙优于0.005mm，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第一延伸部内表面用于与所述连接部的所述第一外侧面同轴设置且与所述第一外侧面内径相同，所述第一延伸部内表面与所述第一外侧面之间间隙优于0.005mm，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm。

根据本实用新型优选实施例，所述连接部的所述第一内侧面的内径较所述光学元件的内径大预定宽度，所述预定宽度的范围为0.13±0.005mm，所述第一内侧面与所述光学元件同轴，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第一内侧面与所述支撑部上表面垂直度优于0.008mm，所述第二内侧面与所述支撑部下表面的垂直度优于0.008mm，所述第一外侧面与所述第一内侧面圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第二内侧面与所述第二外侧面圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm。

本实用新型的光学元件面形精准集成组件采用胶体固化后作为柔性的胶合连接层，由于胶体固化后相对于光学元件和机械结构件具备很好的柔性，且通过与辅助定位装置及支撑装置的配合保证不同分布位置胶层厚度的精度和均匀性，集成后，光学元件受力平衡，保证了光学元件的精度。且通过精密加工保证精度，加工元件少，核心关键加工面和尺寸少，有利于保证精度，并且可操作性高，实现高精度光学元件集成后精度零损失，同时为先进光学系统的批量化生产提供有力支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种光学元件面形精准集成组件的立体结构示意图。

图2是图1所示光学元件面形精准集成组件的剖视图。

图3是图2的柔性连接部分放大示意图。

图4是图2的支撑及辅助定位装置放大示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，图1是本发明实施例提供的一种光学元件面形精准集成组件100的立体结构示意图，所述光学元件面形精准集成组件100为环状结构且用于套设于光学元件200外围支撑定位所述光学元件200，其包括包括支撑装置120及辅助定位装置110，其中所述支撑装置120用于套设于光学元件200外围支撑所述光学元件200，所述辅助定位装置110用于套设在所述支撑装置120及所述光学元件200上以定位所述光学元件200，所述支撑装置120包括元件支撑部121和连接所述元件支撑部121上的连接部122，所述元件支撑部121用于支撑、放置所述光学元件200，所述连接部122用于套设于所述光学元件200外围。本实施例中，所述光学元件200为光学镜片，如圆形的光学镜片，材料可以为玻璃或树脂，且截图为透光材料。所述光学元件面形精准集成组件100可以为圆形环状结构。

请一并参阅图2，图3及图4，图2是图1所示光学元件面形精准集成组件100的剖视图，图3是图2的柔性连接部分放大示意图，图4是图2的支撑及辅助定位装置放大示意图。所述支撑装置120为圆环结构，包括元件支撑部121及连接部122，所述连接部122其包括邻近所述光学元件200的第一内侧面122a及连接所述第一内侧面122a的注胶孔122c，所述注胶孔122c用于注入胶体使得所述第一内侧面122a与所述光学元件200之间形成与所述光学元件柔性连接的胶合连接层130，所述连接部122还包括第一外侧面122b，所述连接部122的第一外侧面122b与所述连接部122的第一内侧面122a相背设置，所述注胶孔122c贯穿所述连接部122的第一内侧面122a与第一外侧面122b。

所述支撑部121也用于套设于所述光学元件200外围，所述支撑部121包括支撑部上表面121c、支撑部下表面121d、连接于所述支撑部上表面121c与所述支撑部下表面121d之间的第二内侧面121a、及所述第二内侧面121a相背的第二外侧面121b，所述支撑部上表面121c连接于所述第一内侧面122a于所述第二内侧面121a之间，用于支撑所述光学元件200，所述第二外侧面121b与所述第一外侧面122b连接于一体形成所述支撑装置120的外侧面。

所述辅助定位装置110也可为圆环结构，包括定位部111及第一延伸部112，所述定位部111用于设置于所述连接部122上且套设并抵接所述光学元件200的外侧面，所述第一延伸部112连接所述定位部远离所述光学元件200的一端且套设并抵接所述连接部122的第一外侧面122b。所述定位部111包括定位部内侧面111a、连接所述定位部内侧面111a的定位部顶面111b与定位部底面111c、及与所述定位部内侧面111a向背设置的定位部外侧面111d，所述第一延伸部112连接所述定位部底面111c的边缘，所述第一延伸部内表面112a用于抵接所述连接部第一外侧面121b，所述第一延伸部外表面112b与所述定位部外侧面111d连接于一体。

所述辅助定位装置110还包括第二延伸部113，所述第二延伸部113连接所述定位部111远离所述第一延伸部112的一端。所述第二延伸部113包括第二延伸部内侧面113a、第二延伸部上表面113b及第二延伸部倾斜连接面113c，所述第二延伸部内侧面113a连接所述定位部顶面111b，所述第二延伸部上表面113b连接所述第二延伸部内侧面113a，所述第二延伸部倾斜连接面113c连接于所述第二延伸部上表面113b于所述定位部外侧面111d之间，所述第二延伸部倾斜连接面113c与所述第二延伸部上表面113b及所述定位部外侧面111d均形成钝角。

可以理解，所述支撑部120与所述辅助定位装置110连接一体用于作为所述光学元件200面形精准集成组件100的支撑及辅助定位装置，起到支撑作用，通过在所述支撑装置120的连接部122的注胶孔122c注入胶体从而在所述第一内侧面122a形成所述胶合连接层130后，所述支撑装置120与所述胶合连接层130共同形成定位所述光学元件200的所述光学元件200面形精准集成组件100。

所述注胶孔122c的数量为至少两个，所述至少两个注胶孔122c均匀分布在所述第一内侧面122a上，在本实施例中，所述注胶孔122c的数量为四个，均匀分布在所述第一内侧面122a上的90°均分位置，所述胶体或所述胶合连接层的材料包括rtv单组份硅橡胶。

所述定位部内侧面111a用于与所述光学元件200同轴设置且与所述光学元件200内径相同，所述定位部内侧面111a与所述光学元件200之间间隙优于0.005mm，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第一延伸部内表面112a用于与所述第一外侧面122a同轴设置且与所述第一外侧面122a内径相同，所述第一延伸部内表面112a与所述第一外侧面122b之间间隙优于0.005mm，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm。

所述连接部122的所述第一内侧面122a的内径较所述光学元件200的内径大预定宽度，所述预定宽度的范围为0.13±0.005mm，所述第一内侧面122a与所述光学元件200同轴，圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第一内侧面122a与所述支撑部上表面121c垂直度优于0.008mm，所述第二内侧面121a与所述支撑部下表面121d的垂直度优于0.008mm，所述第一外侧面122b与所述第一内侧面122a圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm，所述第二内侧面121a与所述第二外侧面121b圆柱度优于0.005mm，同轴度优于0.005mm。

相较于现有技术，本实用新型光学元件面形精准集成组件100采用胶体固化后作为柔性的胶合连接层130，由于胶体固化后相对于光学件和机械结构件具备很好的柔性，且通过与辅助定位装置110及支撑装置120的配合保证不同分布位置胶层厚度的精度和均匀性，集成后，光学元件200受力平衡，保证了光学元件200的精度。且通过精密加工保证精度，加工元件少，核心关键加工面和尺寸少，有利于保证精度，并且可操作性高，实现高精度光学元件集成后精度零损失，同时为先进光学系统的批量化生产提供有力支撑。

可以理解，在上述各实施例的一种变更实施例中，所述122c可以省略，如直接将胶体注入到所述光学元件200与所述第一内侧面122a之间从而形成连接所述光学元件的胶合连接层130即可。

所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。