JP2002207155A - 光学素子の保持構造および光学素子の保持構造の形成方法 - Google Patents

光学素子の保持構造および光学素子の保持構造の形成方法

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JP2002207155A
JP2002207155A JP2001000543A JP2001000543A JP2002207155A JP 2002207155 A JP2002207155 A JP 2002207155A JP 2001000543 A JP2001000543 A JP 2001000543A JP 2001000543 A JP2001000543 A JP 2001000543A JP 2002207155 A JP2002207155 A JP 2002207155A
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Takahiro Tominaga
隆寛 富永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】位置だけでなく回転姿勢に対しても、高精度の
規制を保証することができ、温度や湿度による光学素子
の膨張による影響を、光学素子の全方向に対して極力抑
えることができ、さらに剛性の弱いミラーにおいても、
保持による力で変形しない光学素子の保持構造および光
学素子の保持構造の形成方法を提供する。 【解決手段】光学素子の保持構造またはその形成方法に
おいて、温度や湿度による光学素子の膨張・収縮に対
し、光学特性劣化の影響が少ない該光学素子の膨張中心
点を求め、互いに離れて設けられる3つのダボのそれぞ
れの中心線を、前記光学素子の膨張中心点上を通る位置
関係に配設する一方、前記光学素子を保持部材で保持す
るため、該保持部材に前記3つのダボを前記それぞれの
中心線方向にのみ摺動可能に保持する保持部を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学素子の保持構造
および光学素子の保持構造の形成方法に関し、特に保持
の位置、姿勢への要求が高く、且つ、温度、湿度による
膨張の影響を極力抑えたい場合に好適な光学素子の保持
構造および光学素子の保持構造の形成方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、光学素子を保持する場合に、レン
ズやミラーなどの光学素子の両端を押さえ、該光学素子
が温度や湿度により膨張すると、光学素子の変形で光学
性能を維持できなくなるという問題があった。この様な
問題に関し、例えば図3に示す特開平7−318776
号公報に記載の長尺の光学素子に関する提案がある。こ
の提案は、長尺光学素子の中央部両端に突出した取り付
け部101を設け、該取り付け部を保持部材にねじ止め
保持すると共に、長尺光学素子の両端位置を両面から、
弾性部材を介設して保持部材に付勢保持するようにして
いる。この構成によれば、光学素子両端部が固定されて
いないため、温度や湿度の膨張による光学面の変形が抑
えられるし、光学中心を固定しているため、膨張による
影響を極力抑える事が可能である。また、図4に示す特
許第2740958号公報に記載の提案では、長尺光学
素子の両端の取り付け位置を、光学面短手方向の光学中
心位置と同一の高さにして、両端を固定している。その
為、光学面短手方向を中心に膨張し、光学素子短手方向
の膨張の影響を抑えることが出来る。また、図5に示す
特開平9−211361号公報に記載の提案では、長尺
光学素子の中央部に設けた凸部111と保持部材凹部1
12によって長手方向を規制保持し、長尺光学素子の両
端部を長手方向に転がる部材113を介在して、長手方
向規制以外の位置規制、姿勢規制を行うようにしてい
る。その為、光学素子両端部で長手方向へ摺動可能であ
り、長手方向への膨張による変形が抑えられるし、光学
素子中央部で長手方向の位置規制をしているので、長手
方向への膨張の影響が極力抑えられている。また、光学
素子両端部で製品の位置規制を行っているので、製品の
姿勢を高精度に保持できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の提案には以下のような課題があった。特開平7
−318776号公報に記載の提案は、狭い幅で長尺の
回転を規制せざるを得ないため、中央部を中心とした回
転姿勢102を高精度に規制する事が困難である。両端
に設けた弾性体による付勢保持は位置や姿勢を規制する
物ではないし、また、回転姿勢の精度向上のため、光学
素子中央部両端の取り付け部101を長手方向に広げる
と、その間の光学面膨張を規制することになる。従っ
て、この提案では、光学素子中心部の位置精度は高精度
だが、回転姿勢の精度が悪いという問題があった。特許
第2740958号公報に記載の提案では、光学素子の
長手方向の膨張が出来ない構成であり、長手方向膨張に
よって、光学面が変形するという問題があった。また、
特開平9−211361号公報に記載の提案では、光学
素子の短手方向の膨張は、転がる部材113と接する光
学素子端面が中心であり、短手方向の膨張の影響を極力
抑える事が出来ない。以上のように、上記の従来例で
は、膨張の影響を長手方向・短手方向ともに極力抑え、
しかも光学素子の位置・姿勢も高精度に保持する事を、
全て同時に行うことは出来ないという点に問題があっ
た。さらに、特開平9−211361号公報に記載の提
案では、短手方向に板バネ等で抑えるため、短手方向の
剛性が弱い光学素子では、面変形を起こす可能性が有
り、従って短手方向の剛性が弱い光学素子には適さない
という点にも問題があった。
【0004】そこで、本発明は、上記従来の課題を解決
し、光学素子の保持にあたり、位置だけでなく回転姿勢
に対しても、高精度の規制を保証することができ、ま
た、温度や湿度による光学素子の膨張による影響を、光
学素子の全方向に対して極力抑えることが可能であり、
さらに剛性の弱いミラーにおいても、保持による力で変
形しない光学素子の保持構造および光学素子の保持構造
の形成方法を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、つぎの(1)〜(12)のように構成し
た光学素子の保持構造および光学素子の保持構造の形成
方法を提供するものである。 (1)光学素子の保持構造において、前記光学素子は該
光学素子を保持部材に保持させるため、互いに離れて配
された3つのダボを有し、前記3つのダボは、該ダボの
それぞれの中心線が、温度や湿度による光学素子の膨張
・収縮に対し、光学特性劣化の影響が少ない該光学素子
の膨張中心点上を通る位置関係となるように設けられる
と共に、前記保持部材に、前記3つのダボを前記それぞ
れの中心線方向にのみ摺動可能に保持する保持部が設け
られていることを特徴とする光学素子の保持構造。 (2)前記3つのダボは、前記膨張中心点を含む平面内
に、それぞれダボ中心線を有することを特徴とする上記
(1)に記載の光学素子の保持構造。 (3)前記保持部は、ダボが勘合する丸穴またはダボが
勘合する溝と、平板蓋によって構成されていることを特
徴とする上記(1)または上記(2)に記載の光学素子
の保持構造。 (4)前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘合する溝
は、ダボとの摺動方向の勘合長が短く形成されているこ
とを特徴とする上記(1)または上記(2)に記載の光
学素子の保持構造。 (5)前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘合する溝
は、勘合域前後の稜線をR取りされていることを特徴と
する上記(1)または上記(2)に記載の光学素子の保
持構造。 (6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の光学素子
の保持構造において、前記光学素子に設けられた前記3
つのダボに代えて保持部が設けられると共に、前記保持
部材に設けられた前記保持部に代えて3つのダボが設け
られることを特徴とする光学素子の保持構造。 (7)光学素子の保持構造の形成方法において、温度や
湿度による光学素子の膨張・収縮に対し、光学特性劣化
の影響が少ない該光学素子の膨張中心点を求め、互いに
離れて設けられる3つのダボのそれぞれの中心線を、前
記光学素子の膨張中心点上を通る位置関係に配設する一
方、前記光学素子を保持部材で保持するため、該保持部
材に前記3つのダボを前記それぞれの中心線方向にのみ
摺動可能に保持する保持部を形成することを特徴とする
光学素子の保持構造の形成方法。 (8)前記3つのダボは、前記膨張中心点を含む平面内
に、それぞれダボ中心線を有することを特徴とする上記
(7)に記載の光学素子の保持構造の形成方法。 (9)前記保持部を、ダボが勘合する丸穴またはダボが
勘合する溝と、平板蓋によって形成することを特徴とす
る上記(7)または上記(8)に記載の光学素子の保持
構造の形成方法。 (10)前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘合する
溝は、ダボとの摺動方向の勘合長を短く形成することを
特徴とする上記(7)または上記(8)に記載の光学素
子の保持構造の形成方法。 (11)前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘合する
溝は、勘合域前後の稜線をR取りして形成することを特
徴とする上記(7)または上記(8)に記載の光学素子
の保持構造の形成方法。 (12)上記(7)〜(11)のいずれかに記載の光学
素子の保持構造の形成方法において、前記光学素子に設
けられた前記3つのダボに代えて保持部を形成すると共
に、前記保持部材に設けられた前記保持部に代えて3つ
のダボを形成することを特徴とする光学素子の保持構造
の形成方法。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
上記構成を適用して、温度や湿度によって光学素子が膨
張しても、摺動可能な保持構造を構成することによっ
て、光学素子の膨張を抑える応力が働かず、光学面を変
形させないことが可能となる。また、膨張する中心点
は、事前に検討した光学特性劣化の影響が少ない膨張中
心点であり、膨張の影響を極力抑える事ができる。ま
た、上記の3つのダボ位置を、互いに離れた3点とする
ことによって、これらが光学素子端部に位置することと
なり、位置だけでなく回転姿勢に対しても、高精度に光
学素子を保持することができる。また、ハウジング側の
ダボ保持構造についても、ダボ中心軸方向のみ摺動可能
とするダボの保持として、丸穴、あるいは、ダボが勘合
する溝と平板蓋を用い、また、前記の丸穴等のダボとの
勘合長を短く、また、勘合域前後の稜線をR取りするこ
とによって、ダボの勘合長が短く、しかも勘合域前後の
面取りによって、ダボ摺動時の摩擦力が小さいため、光
学素子を変形させる応力の働きを抑えることが可能とな
る。また、ダボとの勘合長が短いため、光学素子やハウ
ジングのダボや保持部の製作バラツキや、温度や湿度に
よる膨張が不均等である事によって、ダボ中心線や、ハ
ウジングの勘合部中心線が、膨張中心点からずれても、
ダボ保持部や、光学素子に応力が働きにくい。従って、
保持の応力による光学面変形や、膨張の影響を極力抑え
ることが出来る。また、上記に述べた保持構成によれ
ば、全ての保持部が光学素子から突出したダボを、ハウ
ジングに設けた丸穴等で、挟み込む保持であるため、光
学素子の光学面への応力が掛からない。従って、光学素
子の剛性が弱い物にも適した保持構造を実現することこ
とができる。なお、上記保持構造のダボや丸穴は、光学
素子側を丸穴とし、ハウジング側をダボとしても良い。
【0007】
【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。
図1は本発明の実施例に係る光学ミラー保持構造の構成
を示す図であり、図2はその補足図である。図1におい
て光学素子1は2つの光学面6,7を持つレンズであ
る。この光学素子の温度や湿度による光学素子の膨張・
収縮に対する、光学特性への影響が少ないの膨張中心点
2を、光学シミュレーションを使用する等により決定す
る。ダボ3,4,5を光学レンズ端部に設けている。3
つのダボ3,4,5の関係は、ダボ中心線は膨張中心点
2を含む同一平面内に有り、全てのダボ中心線は膨張中
心点2の上を通過するよう設けている。また、互いのダ
ボ位置は出来る限り離れるように、光学素子端部に設け
ている。
【0008】光学素子1のダボ3,4,5をハウジング
8の溝9,10,11に装着する。図2(a)は溝部の
保持の図画であり、ダボ3は、溝底と幅部、及び平板の
蓋20で覆う事で溝深さと勘合する。また、図2(b)
の断面図の様に勘合部23,24は溝入り口に設け、そ
の勘合長は短く、勘合域前後の稜線をR取りしている。
ダボ3を装着後、平板板20で覆い、ハウジングに設け
た突起21に図2(c)に示す弾性部材22を系合して
固定した。なお、勘合長は部材の強度や摩擦力を考慮し
て決定する。また、部材を摩擦力の低い材料とすること
が望ましい。
【0009】上記に述べた保持構成によれば、光学レン
ズ1の膨張に対し、全ての保持部は摺動可能である。ま
た、全ての保持勘合長は短く、摩擦力も低い。従って、
予測した膨張、あるいは予想外の不均等な膨張に対して
も、膨張を抑える応力が働きにくく、光学面が変形しに
くい。また、膨張中心点2を中心に膨張する。従って、
膨張による光学特性の劣化を極力抑えることができる。
また、全ての保持構造は光学レンズ1から突出したダボ
3,4,5を勘合部23,24で挟み込む構成であり、
光学面を押さえる様な応力が働かないため、本保持構成
は、光学素子の剛性が小さい物にも適している。
【0010】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、光学特性劣化の影響が少ない該光学素子の膨張中心
点を求め、互いに離れて設けられる3つのダボのそれぞ
れの中心線または保持部のそれぞれの中心線を、前記光
学素子の膨張中心点上を通る位置関係とすることによ
り、温度や湿度による光学素子の膨張を抑える応力が働
くことがなく、また光学面を変形させることを防止し
て、膨張による光学特性への影響を極力抑えることが可
能となる。また、互いに離れたダボ位置で光学素子を保
持するため、位置精度だけでなく、回転姿勢も高精度に
保持することが可能となる。また、本発明によれば、ダ
ボ摺動時の摩擦力を小さくすることができ、保持部の勘
合長を短くする構成を採ることで、予想外の不均等な膨
張に対しても、保持勘合部にモーメント力が働きにくく
することができ、光学面の変形を極力抑えることができ
る。また、これらにより、光学素子の剛性が弱い物にも
適した保持構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実地例に係る光学ミラー保持構造の構
成を示す図である。
【図2】図1の補足説明図である。
【図3】従来例(特開平7−318776号公報)にお
ける光学素子の保持構造の構成を示す図である。
【図4】従来例(特許第2740958号公報)におけ
る光学素子の保持構造の構成を示す図である。
【図5】従来例(特開平9−211361号公報)にお
ける光学素子の保持構造の構成を示す図である。
【符号の説明】
1:光学レンズ 2:膨張の影響の少ない膨張中心点 3〜5:ダボ 6,7:光学面 8:ハウジング 9〜11:溝 11:丸穴 21:突起 22:弾性固定部材 23〜24:勘合部 101:取り付け部 102:回転姿勢 103:弾性部材

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光学素子の保持構造において、前記光学素
    子は該光学素子を保持部材に保持させるため、互いに離
    れて配された3つのダボを有し、 前記3つのダボは、該ダボのそれぞれの中心線が、温度
    や湿度による光学素子の膨張・収縮に対し、光学特性劣
    化の影響が少ない該光学素子の膨張中心点上を通る位置
    関係となるように設けられると共に、 前記保持部材に、前記3つのダボを前記それぞれの中心
    線方向にのみ摺動可能に保持する保持部が設けられてい
    ることを特徴とする光学素子の保持構造。
  2. 【請求項2】前記3つのダボは、前記膨張中心点を含む
    平面内に、それぞれダボ中心線を有することを特徴とす
    る請求項1に記載の光学素子の保持構造。
  3. 【請求項3】前記保持部は、ダボが勘合する丸穴または
    ダボが勘合する溝と、平板蓋によって構成されているこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学素
    子の保持構造。
  4. 【請求項4】前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘合
    する溝は、ダボとの摺動方向の勘合長が短く形成されて
    いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
    光学素子の保持構造。
  5. 【請求項5】前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘合
    する溝は、勘合域前後の稜線をR取りされていることを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学素子の
    保持構造。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学
    素子の保持構造において、前記光学素子に設けられた前
    記3つのダボに代えて保持部が設けられると共に、前記
    保持部材に設けられた前記保持部に代えて3つのダボが
    設けられることを特徴とする光学素子の保持構造。
  7. 【請求項7】光学素子の保持構造の形成方法において、
    温度や湿度による光学素子の膨張・収縮に対し、光学特
    性劣化の影響が少ない該光学素子の膨張中心点を求め、
    互いに離れて設けられる3つのダボのそれぞれの中心線
    を、前記光学素子の膨張中心点上を通る位置関係に配設
    する一方、 前記光学素子を保持部材で保持するため、該保持部材に
    前記3つのダボを前記それぞれの中心線方向にのみ摺動
    可能に保持する保持部を形成することを特徴とする光学
    素子の保持構造の形成方法。
  8. 【請求項8】前記3つのダボは、前記膨張中心点を含む
    平面内に、それぞれダボ中心線を有することを特徴とす
    る請求項7に記載の光学素子の保持構造の形成方法。
  9. 【請求項9】前記保持部を、ダボが勘合する丸穴または
    ダボが勘合する溝と、平板蓋によって形成することを特
    徴とする請求項7または請求項8に記載の光学素子の保
    持構造の形成方法。
  10. 【請求項10】前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘
    合する溝は、ダボとの摺動方向の勘合長を短く形成する
    ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の光学
    素子の保持構造の形成方法。
  11. 【請求項11】前記ダボが勘合する丸穴またはダボが勘
    合する溝は、勘合域前後の稜線をR取りして形成するこ
    とを特徴とする請求項7または請求項8に記載の光学素
    子の保持構造の形成方法。
  12. 【請求項12】請求項7〜11のいずれか1項に記載の
    光学素子の保持構造の形成方法において、前記光学素子
    に設けられた前記3つのダボに代えて保持部を形成する
    と共に、前記保持部材に設けられた前記保持部に代えて
    3つのダボを形成することを特徴とする光学素子の保持
    構造の形成方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005283566A (ja) * 2004-02-11 2005-10-13 Agilent Technol Inc ベースの設計方法
US7686458B2 (en) 2004-08-18 2010-03-30 Mitsubishi Electric Corporation Supporting mechanism of reflector and projection apparatus
US20130050660A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Projector

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