JP2005091768A - Holding structure of optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光入射部と光出射部とを備えた円柱状又は角柱状の導光体からなる光学素子の保持構造に関する。 The present invention relates to an optical element holding structure including a cylindrical or prismatic light guide including a light incident portion and a light emitting portion.
図13(a)は従来の光学素子の保持構造を示す断面図、同図(b)はその右側面図及び図14は円形リング状押えネジを示す斜視図である。
この光学素子の保持構造は、光学素子1と、この光学素子1を収納する円筒状容器2と、この円筒状容器2の内側面の中央部に形成された中央凹所3aに収納される2つのOリング状弾性保持部4a、4bと金属パイプ5と、この円筒容器2の光出射側の開口端側に形成された、上記中央凹所3aの径よりも大きく、深さよりも小さい光出射側凹所3b内に収納される円形リング状押えネジ6とにより構成される。
13A is a sectional view showing a conventional optical element holding structure, FIG. 13B is a right side view thereof, and FIG. 14 is a perspective view showing a circular ring-shaped presser screw.
The optical element holding structure is housed in an
光学素子1は、ガラス製の円柱状導光体(外径:10mmφ、長さ:34mm)であって、一方の端面に光入射部1aと、他方の端面に光出射部1bが形成され、光が光入射部1aに入射して、導光体の内部でその外側面と多重反射しながら導光して、光出射部1bから出射する。
The
円筒状容器2は、円筒状である金属製(例:アルミニウム合金、外径:30mmφ、長さ:34mm)であって、上記した中央凹所3a(内径:14mmφ、長さ:23mm)及び光出射側凹所3b(内径:22mm、深さ(長さ):5mm)以外に、光入射側の開口端側に、その内周面が光学素子1の外径よりも僅かに大きい、光入射側内周面7(内径:10.4mmφ、長さ:5mm)が形成されている。
The
2つのOリング状弾性保持部4a及び4bは、弾性樹脂又ゴムの線材(直径:1.9mmφ)をリング状(外径:14mmφ)に加工したもので、その間に、所定の長さ寸法を有する金属パイプ5を挿入して、Oリング状弾性保持部4aを中央凹所3aの底面に設置し、Oリング状弾性保持部4bを光出射側凹所3bの底面3cよりも突き出すように、中央凹所3a及び金属パイプ5の各長さ寸法を選定している。
The two O-ring-shaped
円形リング状押えネジ6は、光出射部1bから出射する光の通路を確保するための開口部6aと、その外周面に形成されネジ部6bと、光出射側凹所3b内に進行させるためのマイナス切り溝が形成され円板状の金属製のものであって、この押えネジ6が円筒状容器2の光出射側凹所3bの内側面に形成されたネジ部と螺合して、進行するに従って、この光出射側凹所3b内に収納された時点で、前述したように突き出されたOリング状弾性保持部4bを押圧することにより、Oリング状弾性保持部4aも金属パイプ5を通じて押圧され、Oリング状弾性保持部4a及び4bを最初の球状から楕円形に扁平させる。
The circular ring-
このように扁平されたOリング状弾性保持部4a及び4bは、光学素子1の外側面に当接して、押圧された状態で、この光学素子1が保持される。
The O-ring-shaped
上記した光学素子の保持構造は、2つのOリング状弾性保持部4a及び4bが押圧扁平されて、光学素子1の外周面に当接する押圧力により、光学素子1の保持力が決まることから、その保持力を十分に確保するためには、例えば、2つのOリング状弾性保持部4a及び4bの線材の直径を大きくして、押えネジ6の押圧による扁平量を大きくすることができる。
In the optical element holding structure described above, the holding force of the
しかしながら、2つのOリング状弾性保持部4a及び4bの線材の直径を大きくした場合、この2つのOリング状弾性保持部4a及び4bが円筒状容器2の光入射側内周面7よりも突き出てしまうことがあり、光学素子1を円筒状容器2に収納する際、光学素子1が2つのOリング状弾性保持部4a,4bに引っ掛かり、光学素子1を容器2に収納することが不可能となる。
However, when the diameters of the wires of the two O-ring elastic holding
また、2つのOリング状弾性保持部4a及び4bが光学素子1の外周面と当接することから、光学素子1の入射端面に入射した光が当接した2箇所のOリング状弾性保持部4a及び4bを通じて漏れ出し、出射光の光量を低下させる。
Further, since the two O-ring elastic holding
本発明が解決しょうとする課題は、光学素子の保持力を十分に確保して、光学素子を円筒状容器に収納することができる光学素子の保持構造を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a holding structure for an optical element that can sufficiently hold the holding power of the optical element and can accommodate the optical element in a cylindrical container.
そして、本発明が解決しょうとするもう一つの課題は、出射光の光量の低下を少なくした光学素子の保持構造を提供することである。 Another problem to be solved by the present invention is to provide an optical element holding structure in which a decrease in the amount of emitted light is reduced.
上記した課題を解決するために、請求項1に係る発明は、円柱状又は角柱状の何れかに加工された導光体の長手方向の一方の端面に光入射部と、他方の端面に光出射部とを形成して、この光入射部に入射された光が導光体の内部を導光して光出射部から光が出射される光学素子を保持する光学素子の保持構造を前提として、この光入射部と光出射部の輪郭にそれぞれ入射側面取り部と出射側面取り部が形成されている。
そして、本発明は、第1当接部と光の通路を確保する第1開口部とを有する第1保持部と、第2当接部と光の通路を確保する第2開口部とを有する第2保持部とを備えている。
そして、本発明は、この第1保持部の第1当接部と第2保持部の第2当接部のうちの一方の当接部が弾性作用を有して、前記一方の当接部が光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部と当接し、他方の当接部が他方の面取り部と当接して、光学素子が第1保持部と第2保持部とにより押圧されて、この光学素子が保持されることを特徴とする光学素子の保持構造である。
In order to solve the above-described problems, the invention according to
And this invention has the 1st holding | maintenance part which has a 1st contact part and the 1st opening part which ensures the path | route of light, and the 2nd opening part which ensures the 2nd contact part and the path | route of light. A second holding part.
In the present invention, one of the first contact portions of the first holding portion and the second contact portion of the second holding portion has an elastic action, and the one contact portion Is in contact with one chamfered portion of the incident side chamfered portion and output side chamfered portion of the optical element, the other abutting portion is in contact with the other chamfered portion, and the optical element is held in the first holding portion and the second holding portion. The optical element holding structure is characterized in that the optical element is held by being pressed by a portion.
次に、請求項2に係る発明は、上記した請求項1に係る発明の光学素子の保持構造を前提として、前記第1保持部が光学素子を収納する筒状に加工された容器であり、この容器の長手方向の一方の開口端部を起点にして、この開口端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第1当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第1開口部を構成する。
そして、本発明は、この第1当接部の内側部分を底にして、前記光学素子の一方の面取り部がこの第1当接部と当接するように、前記光学素子がこの筒状容器内に収納される。
そして、本発明は、この筒状容器の長手方向の他方の開口端に凹所が形成され、この筒状容器に収納された光学素子の他方の面取り部が前記凹所の底面から突き出されている。
そして、本発明は、前記第2保持部がその中心部に前記第2開口部を形成し、この第2保持部の第2開口部側の端部に前記第2当接部が弾性作用を有するように形成され、この第2当接部以外の第2保持部の部分が前記筒状容器の前記凹所の底面に固定され、かつ、この光学素子の他方の面取り部が前記第2当接部と当接されることを特徴とする光学素子の保持構造である。
Next, the invention according to
In the present invention, the optical element is placed in the cylindrical container so that one chamfered portion of the optical element comes into contact with the first contact portion with the inner portion of the first contact portion as the bottom. It is stored in.
In the present invention, a recess is formed at the other opening end in the longitudinal direction of the cylindrical container, and the other chamfered portion of the optical element housed in the cylindrical container protrudes from the bottom surface of the recess. Yes.
In the present invention, the second holding portion forms the second opening at the center thereof, and the second abutting portion has an elastic action at the end of the second holding portion on the second opening side. The second holding portion other than the second contact portion is fixed to the bottom surface of the recess of the cylindrical container, and the other chamfered portion of the optical element is the second contact portion. A holding structure for an optical element, wherein the holding structure is in contact with a contact portion.
次に、請求項3に係る発明は、上記した請求項2に係る発明の光学素子の保持構造を前提として、前記凹所の底面に固定される以外の前記第2保持部の部分に、前記第2開口部側の中心に向かって、その両側に切り込み部とその中央に凸部とを有する前記第2当接部が前記第2開口部の中心対称に複数の対をもって形成され、この第2当接部が弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造である。
Next, the invention according to claim 3 is based on the holding structure of the optical element of the invention according to
次に、請求項4に係る発明は、請求項1に係る光学素子の保持構造を前提として、前記光学素子を収納する筒状容器の両端に第1凹所と、その内周面にネジ部を有する第2凹所が形成されている。
そして、本発明は、この第1凹所の底面に前記第1保持部を固定し、この第1保持部の開口部の開口端に形成された第1当接部を底にして、この第1当接部が前記光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部に当接するように、この光学素子が前記筒状容器内に収納される。
そして、本発明は、前記第2保持部が前記第1保持部側とは反対側の前記光学素子の部分を収納するとともに、前記筒状容器内に収納される円筒体であって、この円筒体の前記第1保持部側とは反対側の端部を起点にして、その端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第2当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第2開口部を構成する。
そして、本発明は、前記第1保持部側に端面を有し、かつ、前記筒状容器の内側面を案内にして摺動される摺動部と、前記第2当接部の起点とした端部と前記摺動部とを連結するとともに、前記筒状容器の内周面との間で空所を形成する連結部とを有する。
そして、本発明は、圧縮コイルばねの先端が前記筒状容器の第2凹所の底面より突き出るように、この圧縮コイルばねを前記空所に収納する。
そして、本発明は、その外周面にネジ部を有し、その内周面内に第2保持部の当接部を離間して収納し、かつ、一方の円周面が前記圧縮コイルばねに当接する円形リング状押えネジを、前記筒状容器の第2凹所の内周面に有するネジ部と螺合して、この円形リング状押えネジの螺合と前記圧縮コイルばねの反発力により弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造である。
Next, the invention according to claim 4 is based on the holding structure for the optical element according to
And this invention fixes the said 1st holding | maintenance part to the bottom face of this 1st recess, and makes this 1st contact part formed in the opening end of the opening part of this 1st holding | maintenance part into this bottom, The optical element is accommodated in the cylindrical container so that one abutting part comes into contact with one of the incident side chamfered part and the outgoing side chamfered part of the optical element.
In the present invention, the second holding portion stores a portion of the optical element opposite to the first holding portion side, and is a cylindrical body that is stored in the cylindrical container. A ring-shaped convex portion that protrudes in a ring shape from the inner side surface of the end portion toward the central axis starting from the end portion of the body opposite to the first holding portion side is the second contact portion. And the inner side including the central axis of the ring-shaped convex portion constitutes the second opening.
The present invention has an end surface on the first holding portion side, and a sliding portion that is slid with the inner surface of the cylindrical container as a guide, and a starting point of the second contact portion. While connecting an edge part and the said sliding part, it has a connection part which forms a space between the internal peripheral surfaces of the said cylindrical container.
And this invention accommodates this compression coil spring in the said cavity so that the front-end | tip of a compression coil spring protrudes from the bottom face of the 2nd recess of the said cylindrical container.
In the present invention, the outer peripheral surface has a threaded portion, the contact portion of the second holding portion is stored in the inner peripheral surface so as to be spaced apart, and one circumferential surface is provided in the compression coil spring. The abutting circular ring-shaped presser screw is threadedly engaged with the threaded portion on the inner peripheral surface of the second recess of the cylindrical container. An optical element holding structure characterized by having an elastic action.
次に、請求項5に係る発明は、請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4の何れかに記載の光学素子の保持構造を前提として、前記第1保持部の第1当接部と第2保持部の第2当接部の少なくとも一方の当接部が面取り加工され、この一方の当接部が前記光学素子の入射側面取り部及び出射側面取り部のうちの何れかの面取り部と当接し、かつ、この一方の当接部の面取り角度が前記何れかの面取り部の面取り角度と実質的に等しいことを特徴とする光学素子の保持構造である。 Next, an invention according to a fifth aspect is based on the optical element holding structure according to any one of the first, second, third, and fourth aspects. At least one contact portion of the contact portion and the second contact portion of the second holding portion is chamfered, and this one contact portion is one of the incident side chamfer portion and the exit side chamfer portion of the optical element. The holding structure of the optical element is characterized in that the chamfering angle of one of the chamfered portions is substantially equal to the chamfered angle of one of the chamfered portions.
本発明の光学素子は、円柱状又は角柱状の導光体の一方の端面に光入射部と、他方の端面に光出射部を形成し、この光入射部に入射された光が導光体光の内部を導光して光出射部から光が出射される光学素子であり、ここで、この導光体の材料としては、例えば、石英ガラス、二酸化珪素を主成分とする多成分系光学ガラス、プラスチック等が好適である。 The optical element of the present invention has a light incident part on one end face of a cylindrical or prismatic light guide and a light exit part on the other end face, and the light incident on the light incident part is guided to the light guide. An optical element that guides the inside of light and emits light from a light emitting portion. Here, as a material of the light guide, for example, multi-component optics mainly composed of quartz glass and silicon dioxide Glass, plastic and the like are suitable.
また、本発明の光学素子の具体例としては、例えば、光源から光入射部に入射した光が円柱状導光体の側面と多重反射しながら伝播して、光出射部の出射位置に殆ど関係なく均一の光量分布をもって出射するミキシング光学素子、光入射部及び光出射部の両端部のうち少なくとも一方が球面レンズ又は非球面レンズを有する導光体を構成して、レンズ作用を奏するロッドレンズ光学素子、並びに、光入射部に入射した光が導光体内部伝播することにより、その光の熱を導光体に吸収して、比較的低い温度の光を光出射部から出射する熱吸収光学素子等が好適である。 Further, as a specific example of the optical element of the present invention, for example, light incident on the light incident part from the light source propagates while being multiply reflected on the side surface of the cylindrical light guide, and is almost related to the emission position of the light emission part. Rod lens optics that has a lens function by forming a light guide having a spherical lens or an aspherical lens at least one of the mixing optical element that emits light with a uniform light amount distribution, and both ends of the light incident portion and the light exit portion Heat absorption optics that absorb light from the light emitting part by absorbing light of the light incident on the element and the light incident part and propagating the light in the light guiding body. An element etc. are suitable.
次に、本発明の第1保持部材及び第2保持部材の材料は、それぞれの第1当接部及び第2当接部のうちの一方が弾性作用を有し、第1当接部及び第2当接部が光学素子の入射側面取り部及び出射側面取り部を押圧して、この光学素子を保持することができるものであれば、特に限定されず、たとえば、アルミニウム合金、ステンレス、黄銅等の金属、又は硬質プラスチック等が好適である。なお、第1当接部及び第2当接部が弾性作用を有するために、それぞれの当接部の厚さ及び長さの寸法を適宜選定すればよい。 Next, according to the material of the first holding member and the second holding member of the present invention, one of the first contact portion and the second contact portion has an elastic action, and There are no particular limitations as long as the two abutting portions can hold the optical element by pressing the incident side chamfer and the emission side chamfer of the optical element. For example, aluminum alloy, stainless steel, brass, etc. These metals, hard plastics, and the like are suitable. In addition, since the 1st contact part and the 2nd contact part have elastic action, what is necessary is just to select the dimension of the thickness and length of each contact part suitably.
また、本発明の光学素子を収納する筒状容器の材料は、その加工ができるものであれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム合金、ステンレス、黄銅等の金属、又はプラスチック等が使用される。 In addition, the material of the cylindrical container that houses the optical element of the present invention is not particularly limited as long as the material can be processed. For example, a metal such as aluminum alloy, stainless steel, brass, or plastic is used. .
請求項1に係る発明によれば、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部とが第1保持部の第1当接部と第2保持部の第2当接部の何れかの当接部に当接して、第1当接部と第2当接部のうち一方の当接部の弾性作用により押圧されることから、光学素子の保持力を十分に確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, the incident side chamfered portion and the exit side chamfered portion of the optical element are either the first abutting portion of the first holding portion or the second abutting portion of the second holding portion. Since it abuts on the contact portion and is pressed by the elastic action of one of the first contact portion and the second contact portion, the holding force of the optical element can be sufficiently secured.
また、本発明によれば、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部とが第1保持部の第1当接部と第2保持部の第2当接部の何れかに当接するが、光学素子のそれ以外の部分は第1保持部及び第2保持部とは当接しないことから、光学素子を容易に収納することができるとともに、保持構造による光の漏れを防止し、出射光の光量の低下を少なくすることができる。 According to the present invention, the incident side chamfering portion and the exit side chamfering portion of the optical element are in contact with either the first abutting portion of the first holding portion or the second abutting portion of the second holding portion. Since the other parts of the optical element do not contact the first holding part and the second holding part, the optical element can be easily accommodated and light leakage due to the holding structure can be prevented. The decrease in the amount of light can be reduced.
請求項2に係る発明によれば、前記凹所の底面から突き出された光学素子の面取り部が、弾性作用を有する第2当接部と当接されることから、光学素子の保持力を一層向上させることができる。 According to the second aspect of the invention, since the chamfered portion of the optical element protruding from the bottom surface of the recess is brought into contact with the second contact portion having an elastic action, the holding force of the optical element is further increased. Can be improved.
請求項3に係る発明によれば、第2保持部の第2開口部側の中心に向かって、その両側に切り込み部と、その中央に凸部とを有する第2当接部が前記第2開口部の中心対称に複数の対をもって形成され、この第2当接部が弾性作用を有することから、光学素子を一層強力に保持することができる。 According to the third aspect of the present invention, the second abutting portion having the notch portions on both sides thereof and the convex portion at the center thereof toward the center of the second holding portion on the second opening side is the second holding portion. Since the second abutting portion has an elastic action, the optical element can be held more strongly because the second abutting portion has an elastic action.
請求項4に係る発明によれば、圧縮コイルばねの反発力による弾性作用を有して、光学素子が保持されることから、光学素子を確実に保持することができる。 According to the invention which concerns on Claim 4, it has the elastic effect | action by the repulsive force of a compression coil spring, and since an optical element is hold | maintained, an optical element can be hold | maintained reliably.
請求項5に係る発明によれば、当接部の面取り角度と面取り部の面取り角度とを実質的に等しくしていることから、当接部と面取り部との当接を一層確実にすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the chamfering angle of the contact portion and the chamfering angle of the chamfered portion are substantially equal, the contact between the contact portion and the chamfered portion is further ensured. Can do.
図1は本発明の実施例1である光学素子の保持構造を示し、図1(a)は長手方向の中心軸に沿った断面図及び図1(b)は図1(a)の右側面図である。
1A and 1B show a holding structure for an optical element that is
そして、図2は本発明の実施例1の光学素子の正面図、図3(a)は実施例1の第1保持部の長手方向の中心軸に沿った断面図、図3(b)は第1保持部の右側面図、図4は実施例1の第2保持部の正面図及び図5は図1(a)の右側部分を拡大した断面図である。 2 is a front view of the optical element according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the central axis in the longitudinal direction of the first holding portion according to the first embodiment, and FIG. 4 is a right side view of the first holding part, FIG. 4 is a front view of the second holding part of Example 1, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the right side part of FIG.
本実施例の光学素子の保持構造は、光学素子10と、この光学素子10を保持する第1保持部20及び第2保持部30と、第2保持部30を第1保持部20に固定するネジ40とを備えている。
The optical element holding structure of the present embodiment fixes the
光学素子10は、ミキシング光学素子であり、その本体である導光体11は、石英ガラスを円柱状に形成したもの(外径:4mmφ、長さ:12mm)であり、その両端面の円形の輪郭に、45°の面取り角度をもった入射側面取り部12と出射側面取り部13を形成し、その両端面に、光を入射する光入射部14と、光を外部に出射する光出射部15を形成している。なお、図示略した光源から放射された光(例:紫外光)は、光入射部14に入射し、導光体11の内部に伝播して、その外側面と多重反射を繰り返しながら導光し、光出射部15に到達して、この光出射部15から光を出射させる。この出射光は、光出射部15の位置においてほぼ均一化された光量をもって出射される。
The
第1保持部20は、概略円筒状の容器(材料:アルミニウム合金、外径:11mmφ、内径:4.2mmφ、長さ:12.3mm)であり、図3の図面上、左側の端面21を起点にして、この端面21の内周面からその中心軸に向かって、リング状に突出させたリング状凸部が第1当接部23を構成し、このリング状凸部(第1当接部23)の中心軸を含む内側が第1開口部22を構成する。
The
このリング状凸部(第1当接部23)は、その外側が端面21の一部を占め、その内側が45°の角度で面取り加工された当接面24を構成する。なお、第1開口部22の開口径(4.1mmφ)は、光学素子10の光入射部14を見通すことができる寸法を有している。
そして、第1保持部20は、図3の図面上、右側の端面25の中央には凹所26(内径:6mmφ、深さ:0.7mm)が形成され、この凹所26の底面27に、中心対称に位置にある2箇所にネジ28、29が形成されている。
This ring-shaped convex part (first contact part 23) occupies a part of the end face 21 on the outside, and constitutes the
The
第2保持部30は、円板(材料:ステンレス、外径:9mmφ、厚さ:0.1mm)を加工したものであり、この円板の中心に、円弧状の第2開口部31が形成されている。この第2開口部31の開口径(4.1mmφ)は、光学素子10の光出射部15を見通すことができる寸法を有する。
The
この第2開口部31側から2つのV字型の切り込み部32a、32bを形成することにより、この2つの切り込み部32a、32bの間の中央に、逆V字状に突出した凸部を有する第2当接部32が形成されている。
そして、この第2当接部32と同一の形状のものが、第2開口部31の中心対称に2つの対(32、33),(34、35)をもって、4つの第2当接部32、33、34、35が形成されている。
By forming two V-shaped
And the thing of the same shape as this
4つの第2当接部32〜35は、それぞれの基端部のみが第2保持部30本体と連結し、切り込み部(32a,32b、33a,33b、34a,34b、35a,35b)を介して分離していることから、この第2保持部の第2開口部31の中心軸方向に対して弾性作用を有する。なお、4つの第2当接部32〜35は、上記した第2開口部31の円弧状に延長上に位置し、後述するように、光学素子10の面取り部13と当接する当接面となる。
Only the base end portions of the four
そして、隣り合う第2当接部32と34及び33と35との間にあって、相互に第2開口部32の中心対称の位置に、それぞれ円形の孔36と長円形の孔37が形成されている。なお、長円形の孔37は、位置ズレ調整用のために長円形にしてある。
A
この第2保持部30の孔36、37にネジ40を挿入して、このネジ40を第1保持部20の凹所26の底面27に形成されたネジ28、29に螺合して、この第2保持部30が第1保持部20に固定される。
A
次に、本例の光学素子の保持構造の組立方法を説明する。
先ず、第1保持部20の第1当接部23の当接面24を底にして、光学素子10の入射側面取り部12がこの第1当接部23と当接するように、光学素子10を第1保持部20の円筒容器内に収納する。収納された光学素子10の出射側面取り部13は、第1保持部20の凹所26内にあって、その凹所26の底面27よりも0.6mmだけ突き出されている。
Next, a method for assembling the optical element holding structure of this example will be described.
First, the
この状態で、第2保持部30は、その本体を第1保持部20の凹所26の底面27に仮設置して、第2保持部30の孔36、37を通して、ネジ40、40を第1保持部20のネジ28、29に螺合することにより、第2保持部30の本体が第1保持部20の凹所26の底面27に固定されると同時に、第2保持部30の4つの第2当接部32〜35が光学素子10の出射側面取り部13と当接するとともに、この4つの第2当接部32〜35の弾性作用により、この出射側面取り部13を確実に押圧して、光学素子10を保持する。
In this state, the second holding
本実施例によれば、光学素子10を第1保持部20が兼ねる概略円筒状容器内に収納する際に、光学素子10の入射側面取り部12と第1保持部20の第1当接部23とが当接した状態で、この入射側面取り部12と相対向する位置にある光学素子10の出射側面取り部13が、第2当接部と当接して、この第2当接部の弾性作用により押圧されることから、光学素子の保持力を十分に確保することができる。
According to the present embodiment, when the
また、光学素子10の入射側面取り部12と、第1保持部20の第1当接部23の当接面24とが共に、45°の面取り角度で面取り加工されて、これら当接箇所が面接触していることから、かかる当接を一層確実にすることができる。光学素子10の出射側面取り部13と当接する第2保持部30の第2当接部は、第2当接部の厚さ及び幅の各寸法を適宜選定して、光学素子10の出射側面取り部13の面取り角度に倣って当接させることができるから、この当接も面接触させて、一層確実にすることができる。
Further, the
更に、保持構造との光学素子の当接箇所は、光学素子の両端部の輪郭に形成した面取り部のみであることから、光学素子の導光体を通じた光の漏れを極めて少なくすることできる。 Furthermore, since the contact position of the optical element with the holding structure is only a chamfered portion formed in the contours of both ends of the optical element, light leakage through the light guide of the optical element can be extremely reduced.
図6は、本発明の実施例2である光学素子の保持構造を示すの長手方向の断面図であり、図7(a)は実施例2の光学素子の正面図、図7(b)は実施例2の光学素子の右側面、図8(a)は実施例2の容器の長手方向の断面図、図8(b)は実施例2の容器の右側面図、図9(a)は実施例2の第1保持部の正面図、図9(b)は実施例2の第1保持部の断面図、図10(a)は実施例2の第2保持部の長手方向の断面図、図10(b)は実施例2の第2保持部の右側面図、図11は実施例2の圧縮コイルばねを示す斜視図及び図12は実施例2の円形リング状押えネジを示す斜視図である。
6 is a longitudinal sectional view showing a holding structure of an optical element that is
本実施例の光学素子の保持構造は、光学素子100と、この光学素子100を含むすべての部品を収納する容器110と、この光学素子100を保持する第1保持部120及び第2保持部130と、第2保持部130に対して弾性作用を得るための圧縮コイルばね140及び円形リング状押えネジ150と、第1保持部120を容器110に固定するためのネジ160とを備えている。
The optical element holding structure of the present embodiment includes an
光学素子100は、ミキシング光学素子であり、その本体である導光体101は、二酸化珪素を主成分とする多成分系光学ガラスを正四角柱状に形成したもので(1辺の長さ:10mm、全長:35mm)、その両端面の正四角形の輪郭に、45°の面取り角度をもったそれぞれ4つの入射側面取り部102と出射側面取り部103を形成し、その両端面に光を入射する光入射部104と、光を外部に出射する光出射部105を設けている。
The
容器110は、概略円筒状形状(材料:アルミニウム合金、外径:31mmφ、長さ:37mm)であり、両端の開口部には、それぞれ第1凹所111(内径:25mmφ、深さ:3mm)と第2凹所113(内径:28mmφ、深さ:5mm)が形成され、第1凹所111の底面にはネジ112が中心対称の2箇所に加工され、第2凹所113の内周面にはネジ114が加工されている。
The
第1凹所111のネジ112は、後述する第1保持部120を固定するためのもので、第2凹所113のネジ114は、後述する円形リング状押えネジ150と螺合して、この押えネジ150を固定するためのものである。
容器110本体の内周面115(内径:21mmφ)は、後述する第2保持部130の摺動部134の外周面を摺動するための案内として作用をする。
A
The inner peripheral surface 115 (inner diameter: 21 mmφ) of the
第1保持部120は、円板状(材料:アルミニウム合金、外径:25mmφ、厚さ:2mm)の中央部に、光学素子100の光出射部105を見通すことができる、四隅を丸め加工された正四角形の第1開口部121(1辺の長さ:12mm)が形成され、この第1開口部121を通して、光学素子100の光出射部105を見通すことができ、この第1開口部121の正四角形の輪郭に45°の面取り加工された第1当接部122、123、124、125が突き出すように形成されている。
The
また、第1保持部120本体の上下左右の中心対称の4箇所には、この第1保持部120を容器110に固定するためにネジ160の挿入用の孔126、127、128、129が形成されている。孔126、128の径は、孔127、129の径に対して位置ズレ調整のため、多少大きくしている
In addition, holes 126, 127, 128, and 129 for inserting a
第2保持部130は、図6の図面上、光学素子1の左側半分以上の部分を収納する概略円筒状体(材料:アルミニウム合金、長さ:24mm)であり、図10において、左側の端部を起点として、この端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させた4つのリング状凸部が第2当接部132、133、134、135を構成し、このリング状凸部(第2当接部132〜135)の中心軸を含む内側が第2開口部を構成する。この第2開口部131の開口(最短距離:10mm□)は、光学素子110の光入射部104を見通せることができる寸法を有している。
The
そして、4つのリング状凸部(第2当接部132〜135)は、本実施例の光学素子100が正4角柱状であることから、この光学素子100の入射側面取り部102と当接するように、4隅を丸め加工させた正四角形の4辺に形成され、この4辺の当接面は、45°の角度の面取り加工が施されている。
The four ring-shaped convex portions (
次に、第2保持部130は、図10において、その右側の開口側には、容器110の内周面115を案内にして摺動される摺動部136(外径:21mmφ、内径:15mmφ、長さ:10mm)が形成されている。
そして、第2保持部130の第2当接部132〜135の起点となった端部と摺動部136との間には、この第2当接部132〜135と摺動部136とを連結する連結部137(外径:16mmφ、内径:15mmφ、長さ:14mm)が形成されている。
Next, in FIG. 10, the
And between the end part which became the starting point of the 2nd contact parts 132-135 of the 2nd holding |
第2保持部130は、その連結部137の外径が摺動部134の外径より5mm小さく形成されて、容器110内に収納されることから、その連結部137の外周面と容器110の内周面との間に、リング状の空所138が形成される(図6参照)。
Since the outer diameter of the connecting
圧縮コイルばね140(材料:ステンレス、線径:1mmφ、外力フリーの状態の長さ:20mm、外径:20mm)は、上記した空所138内に収納される。この圧縮コイルばね140は、外力フリーの状態では、容器110の第2凹所113の底面より飛び出ている。
The compression coil spring 140 (material: stainless steel, wire diameter: 1 mmφ, external force-free length: 20 mm, outer diameter: 20 mm) is accommodated in the above-described
円形リング状押えネジ150(材料:アルミニウム合金、厚さ:3mm、外径:28mmφ、内径:17mmφ)は、その外周面に容器110の第2凹所113の内周面に加工されたネジ114と螺合するネジ151と、その中心軸に沿って開口された開口部152と、ネジ工具を挿入するために切り溝153とが形成されている。この開口部152は、第2保持部130の連結部137の外周面を収納するに十分な内径を有している。
A circular ring-shaped holding screw 150 (material: aluminum alloy, thickness: 3 mm, outer diameter: 28 mmφ, inner diameter: 17 mmφ) is a
次に、本実施例の光学素子の保持構造の組立方法を説明する。
先ず、第1保持部120を容器110の第1凹所111の底面に設置して、4本のネジ160を、第1保持部120の孔126〜129を通して、上記凹所111の底面に加工されたネジ112にネジ止めして、この第1保持部120を容器110に固定する。
Next, a method for assembling the optical element holding structure of this embodiment will be described.
First, the first holding
次に、この第1保持部120の4つの第1当接部122〜125を底にして、光学素子100の4つの出射側面取り部103を4つの第1当接部122〜125と当接するように、光学素子100を容器110内に収納する。なお、上記した当接の作業は、相互に当接する箇所が4つの辺であり、かつ、45°の面取り角度で加工された当接面であることから、光学素子100を位置決めした状態で、第1保持部120の第1開口部121の中心軸上に立てて、容易に当接することができる。
Next, with the four first abutting
次に、第2保持部130の概略円筒状を、その摺動部136の開口部側から光学素子100の入射側面取り部102とその光学素子100本体の一部を収納するように被せて、第2保持部130の第2当接部132〜135が光学素子100の4つの入射側面取り部102にそれぞれ当接させる。
この当接作業も、第1保持部120の当接作業と同様、容易に当接することができる。
Next, the substantially cylindrical shape of the
This abutting work can also be abutted easily, similarly to the abutting work of the first holding
なお、上記した当接の順序とは逆に、第2保持部130の概略円筒状に光学素子110を収納して、第2当接部132〜135が光学素子100の4つの入射側面取り部102にそれぞれ当接させた状態で、この光学素子110の4つの出射側面取り部103を4つの第1保持部120の第1当接部122〜125を当接させてもよい。
Contrary to the above-described order of contact, the
次に、圧縮コイルばね140を空所138内に挿入する。この挿入時では、この圧縮コイルばね140は、この挿入方向の先端が第2保持部130の摺動部134の段差面に接して保持され、その他端がこの容器110の第2凹所113に飛び出ている。
Next, the
次に、円形リング状押えネジ150は、その外周面に加工されたネジ151を容器110の第2凹所113の内周面に加工されたネジ114に螺合して、この第2凹所113内に収納されることにより、前述した圧縮コイルばね140の他端を押圧する。この圧縮コイルばね140への押圧は、第2保持部130を通じて、圧縮コイルばね140の弾性作用と摺動部136の摺動作用により反発力を得て、この反発力が第2保持部130の第2当接部132〜135に作用して、この第2当接部132〜135が光学素子1の4つの入射側面取り部102を押圧固定して、この光学素子1を保持する。
Next, the circular ring-shaped
本実施例によれば、正四角柱状の光学素子の両端に形成された、4辺の出射側面取り部と入射側面取り部が、それぞれ第1保持部と第2保持部の4辺の当接部と当接して、押圧されることから、光学素子を十分な保持力をもって保持することができる。 According to the present embodiment, the four side emitting side chamfers and the incident side chamfering portions formed at both ends of the regular rectangular columnar optical element are in contact with the four sides of the first holding unit and the second holding unit, respectively. The optical element can be held with sufficient holding force because it is pressed against the portion.
また、それぞれの当接箇所が、45°の面取り角度をもった当接面に加工され、面接触させることから、かかる当接を一層確実にすることができる。
更に、保持構造との光学素子の当接箇所は、光学素子の両端部の輪郭に形成した面取り部のみであることから、光学素子の導光体を通じた光の漏洩を極めて少なくすることできる。
Further, each contact portion is processed into a contact surface having a chamfering angle of 45 ° and brought into surface contact, so that the contact can be further ensured.
Furthermore, since the contact position of the optical element with the holding structure is only a chamfered portion formed in the contours of both ends of the optical element, light leakage through the light guide of the optical element can be extremely reduced.
以上の実施例1及び2において、光学素子の入射側面取り部を第1保持部の第1当接部に、出射側面取り部を第2保持部の第2当接部に、それぞれ当接したが、逆に、光学素子の入射側面取り部を第2保持部の第2当接部に、出射側面取り部を第1保持部の第1当接部に当接してもよい。 In Examples 1 and 2 described above, the incident side chamfered portion of the optical element is in contact with the first abutting portion of the first holding portion, and the emission side chamfered portion is in contact with the second abutting portion of the second holding portion. However, conversely, the incident side chamfered portion of the optical element may abut on the second abutting portion of the second holding portion, and the emission side chamfered portion may abut on the first abutting portion of the first holding portion.
また、実施例1及び2において、光学素子本体の形状をそれぞれ円柱状と正4角柱状にしたが、逆に、第1保持部及び第2保持部の当接部及びその他必要な箇所を設計変更することにより、正4角柱状と円柱状に変更してもよい。また、上記した正4角柱状については、必要に応じて、他の角柱状に変更してもよい。 In Examples 1 and 2, the shape of the optical element body is a columnar shape and a regular quadrangular prism shape, respectively, but conversely, the contact portions of the first holding portion and the second holding portion and other necessary portions are designed. By changing, it may be changed to a regular quadrangular prism shape or a cylindrical shape. In addition, the above-described regular quadrangular prism shape may be changed to another prism shape as necessary.
また、実施例1及び2において、面取り角度をすべて45°に統一したが、それ以外の面取り角度、例えば、40°、50°又は60°等に変更してもよい。 In Examples 1 and 2, the chamfer angles are all unified at 45 °, but may be changed to other chamfer angles such as 40 °, 50 °, or 60 °.
10,100 光学素子
11,101 光学素子の導光体
12,102 光学素子の入射側面取り部
13,103 光学素子の出射側面取り部
14,104 光学素子の光入射部
15,105 光学素子の光出射部
20,120 第1保持部
22,121 第1保持部の第1開口部
26 第1保持部の凹所
30,130 第2保持部
31,131 第2保持部の第2開口部
23,122,123,124,125 第1保持部の第1当接部
32,33,34,35,132,133,134,135 第2保持部の第2当接部
32a,32b,33a,33b,34a,34b,35a,35b 第2保持部の切り込み部
110 筒状容器
111 筒状容器110の第1凹所
113 筒状容器110の第2凹所
136 第2保持部の摺動部
137 第2保持部の連結部
138 空所
140 圧縮コイルばね
150 円形リング状押えネジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 Optical element 11,101 Optical element light guide 12,102 Optical element entrance side chamfering part 13,103 Optical element exit side chamfering part 14,104 Optical element light incident part 15,105 Optical element
Claims (5)
光入射部と光出射部の輪郭にそれぞれ入射側面取り部と出射側面取り部とが形成され、
第1当接部と光の通路を確保する第1開口部とを有する第1保持部と、
第2当接部と光の通路を確保する第2開口部とを有する第2保持部とを備え、
第1当接部と第2当接部のうちの一方の当接部が弾性作用を有して、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部が第1当接部と、他方の面取り部が第2当接部に押圧されて、この光学素子が保持されることを特徴とする光学素子の保持構造。 A light incident portion is formed on one end surface in the longitudinal direction of the light guide processed into either a cylindrical shape or a prism shape, and a light emitting portion is formed on the other end surface, and the light incident on the light incident portion is In the optical element holding structure for guiding the inside of the light guide and holding the optical element from which light is emitted from the light emitting part,
An entrance side chamfer and an exit side chamfer are formed on the contours of the light entrance and the light exit, respectively.
A first holding portion having a first contact portion and a first opening for securing a light path;
A second holding portion having a second contact portion and a second opening for securing a light path;
One of the first contact portion and the second contact portion has an elastic action, and one of the incident side chamfered portion and the output side chamfered portion of the optical element is the first chamfered portion. A holding structure for an optical element, wherein the contact part and the other chamfered part are pressed against the second contact part to hold the optical element.
前記第1保持部が光学素子を収納する筒状に加工された筒状容器であり、
この筒状容器の長手方向の一方の開口端部を起点にして、この開口端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第1当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第1開口部を構成し、
前記第1当接部の内側部分を底にして、前記光学素子の一方の面取り部がこの第1当接部と当接するように、前記光学素子がこの筒状容器内に収納され、
この筒状容器の長手方向の他方の開口端に凹所が形成され、この筒状容器に収納された光学素子の他方の面取り部が前記凹所の底面から突き出されており、
前記第2保持部がその中心部に前記第2開口部を形成し、
この第2開口部側の端部に前記第2当接部が弾性作用を有するように形成され、この第2当接部以外の第2保持部の部分が前記筒状容器の前記凹所の底面に固定され、かつ、前記光学素子の他方の面取り部が前記第2当接部と当接されることを特徴とする光学素子の保持構造。 The optical element holding structure according to claim 1,
The first holding part is a cylindrical container processed into a cylindrical shape for storing an optical element,
A ring-shaped convex portion that protrudes in a ring shape from the inner side surface of the opening end portion toward the central axis with one opening end portion in the longitudinal direction of the cylindrical container as a starting point serves as the first contact portion. And the inner side including the central axis of the ring-shaped convex portion constitutes the first opening,
The optical element is housed in the cylindrical container such that one chamfered portion of the optical element comes into contact with the first contact portion with the inner portion of the first contact portion as a bottom,
A recess is formed at the other opening end in the longitudinal direction of the cylindrical container, and the other chamfered portion of the optical element housed in the cylindrical container is protruded from the bottom surface of the recess,
The second holding portion forms the second opening at the center thereof;
The second contact portion is formed at the end portion on the second opening side so as to have an elastic action, and a portion of the second holding portion other than the second contact portion is formed in the recess of the cylindrical container. An optical element holding structure, wherein the optical element holding structure is fixed to a bottom surface, and the other chamfered portion of the optical element is in contact with the second contact portion.
前記凹所の底面に固定される以外の前記第2保持部の部分に、前記第2開口部側の中心に向かって、その両側に切り込み部とその中央に凸部とを有する第2当接部が前記第2開口部の中心対称に複数の対をもって形成され、この第2当接部が弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造。 In the holding structure of the optical element according to claim 2,
A second abutting portion having a notch portion on both sides and a convex portion at the center of the second holding portion other than being fixed to the bottom surface of the recess toward the center of the second opening portion side. A holding structure for an optical element, wherein the portion is formed with a plurality of pairs symmetrically about the center of the second opening, and the second contact portion has an elastic action.
前記光学素子を収納する筒状容器の両端に第1凹所と、その内周面にネジ部を有する第2凹所が形成され、
この第1凹所の底面に前記第1保持部を固定し、前記第1保持部の第1開口部の開口端に形成された第1当接部の内側部分を底にして、この第1当接部が前記光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部に当接するように、前記光学素子が筒状容器内に収納され、
前記第2保持部が、前記第1保持部側とは反対側の前記光学素子の部分を収納するとともに、前記筒状容器内に収納される概略円筒状体であって、この円筒体の前記第1保持部側とは反対側の端部を起点として、その端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第2当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第2開口部を構成し、前記第1保持部側に端面を有し、かつ、前記筒状容器の内側面を案内にして摺動される摺動部と、前記当接部の起点とした端部と前記摺動部とを連結するとともに、前記筒状容器の内周面との間に空所を形成する連結部とを有し、
圧縮コイルばねの先端が前記筒状容器の第2凹所の底面より突き出るように、この圧縮コイルばねを前記空所に収納し、
その外周面にネジ部を有し、その内周面内に第2保持部の当接部を離間して収納し、かつ、一方の円周面が前記圧縮コイルばねに当接する円形リング状押えネジを、前記筒状容器の第2凹所の内周面に有するネジ部と螺合して、この円形リング状押えネジの螺合と前記圧縮コイルばねの反発力により弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造。 The optical element holding structure according to claim 1,
A first recess is formed at both ends of the cylindrical container that houses the optical element, and a second recess having a screw portion on the inner peripheral surface thereof is formed.
The first holding portion is fixed to the bottom surface of the first recess, and the inner portion of the first contact portion formed at the opening end of the first opening of the first holding portion is the bottom, The optical element is housed in a cylindrical container so that the abutting part comes into contact with one of the incident side chamfered part and the exit side chamfered part of the optical element,
The second holding part is a substantially cylindrical body that houses the portion of the optical element opposite to the first holding part side and is housed in the cylindrical container, A ring-shaped convex portion that protrudes in a ring shape from the inner surface of the end portion toward the central axis from the end portion on the opposite side to the first holding portion side constitutes the second contact portion. The inner side of the ring-shaped convex portion including the central axis constitutes the second opening, has an end surface on the first holding portion side, and slides with the inner side surface of the cylindrical container as a guide And a connecting portion that connects the sliding portion and the end portion that is the starting point of the contact portion, and that forms a space between the inner peripheral surface of the cylindrical container. And
The compression coil spring is stored in the space so that the tip of the compression coil spring protrudes from the bottom surface of the second recess of the cylindrical container,
A circular ring-shaped presser having a threaded portion on its outer peripheral surface, storing the abutting portion of the second holding portion separately in its inner peripheral surface, and having one circumferential surface in contact with the compression coil spring A screw is screwed with a screw portion on the inner peripheral surface of the second recess of the cylindrical container, and has an elastic action due to the screwing of the circular ring-shaped presser screw and the repulsive force of the compression coil spring. An optical element holding structure.
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- 2003-09-17 JP JP2003325267A patent/JP4672248B2/en not_active Expired - Lifetime
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