JP2007047793A - 傾動調整可能な光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成簡単であり、かつ大量生産に適し、調節領域が広い調整可能な光学装置を得る。
【解決手段】少なくとも２個の光学的な構成素子２、３を固定した光学系支持体１を有し、軸線Aに関して調節可能な光学装置において、スリーブ形状の光学系支持体１に、双方の構成素子２、３間の軸線方向中間領域Xで、厚さが薄く、少なくとも部分的に接線方向に指向する少なくとも１個の変形ウェブ４、好適には、周方向に延在する変形リング５を設ける。周方向に延在する変形ウェブ５の軸線方向両側の側面に、それぞれ３個ずつ互いに角度をずらして周方向に配置した支柱６により変形ウェブ５を光学系支持体１に連結し、順次６０゜の角度間隔でずらして配置した丁度６個の支柱６を設け、軸線方向に指向する両側の側面のそれぞれに、３個の支柱６を１２０゜の角度間隔でずらして配置する。中間領域Xにわたり軸線方向に延在する少なくとも３個の調整手段７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、調節可能な光学装置、特に、レーザーダイオード用の合焦可能なコリメーター光学系に関するものである。

レーザーダイオードは、発光ビームを平行光線化するため、さらにコリメーター光学系を必要とする。コリメーター光学系では、レーザーダイオードならびにコリメーターレンズを光学系支持体内に組み付けた後に、互いに対向する位置で相互に調整しなければならず、この調整としては相対軸線方向移動（合焦）および相対傾動がある。

簡単なコリメーター光学系の場合、レーザーダイオードおよびコリメーターレンズを製造する際に、まず調節後に固定する。この固定プロセス、例えば接着には、ある程度の時間がかかり、このことが大量生産を困難にする。

特許文献１には、コリメーター光学系にレーザーダイオードの心出しリングを設けたものが記載されており、この心出しリングは、保持部材によりハウジング内で軸線方向に固定することができ、心出しリングの周面と連係動作する調整素子の補助の下、XY平面上での調整をすることができる。この、その都度事後調整可能なコリメーター光学系は、多数の個別の構成要素により構成される。
独国実用新案第９００２６９８号明細書

特許文献２には、コリメーター光学系およびプリズムを有し、このコリメーター光学系とプリズムとの間に、厚さが薄く、軸線方向に指向しかつ変形可能な変形ウェブを設けた調整可能な光学装置が記載されており、この変形ウェブは、光学支持体として作用する円筒状スリーブ内で周方向に移動する窪みを有し、これら窪み通じてプリズマから反射した光線の部分が出射する。コリメーター光学系の調整は可塑的に変形する変形ウェブによって行う。
米国特許第６６５７７８８号

本発明の目的は、構成簡単であり、かつ大量生産に適し、調節領域が広い調整可能な光学装置を得ることにある。

この目的は、請求項１に示す特徴によって達成される。従属項では他の好適な実施例を示す。

本発明は、少なくとも２個の光学的な構成素子を固定した光学系支持体を有し、軸線に関して調節可能な光学装置において、光学系支持体に、双方の構成素子間の中間領域で、厚さが薄く、少なくとも部分的に接線方向に指向する少なくとも１個の変形ウェブを設けたことを特徴とする。

本発明光学装置によれば、接線方向に指向する変形ウェブによって、軸線方向変形ウェブよりも一層大きい移動が可能であり、しかも剪断変形を小さくでき、これにより、大きな調整領域を得ることができる

本発明の好適な実施例においては、光学系支持体をほぼスリーブ状（中空円筒状もしくは中空角柱状）とする。この構成によれば、適合する形状に形成した構成素子を内部に同軸状に配置できる。さらに、軸線方向にも対称的な形状にすると好適である。

本発明の好適な実施例においては、接線方向に指向する変形ウェブを、軸線の周りに複数個分布させる。この構成によれば、中間領域における光学系支持体の曲げ慣性を高めることができる。

本発明の好適な実施例においては、接線方向に指向指向する変形ウェブを、周方向に延在する変形リングにより構成する。この構成によれば、リング応力によって、場合によっては接線方向の垂直応力を均一化できる。

本発明の好適な実施例においては、周方向に延在する変形リングの軸線方向両側の側面に、それぞれ３個ずつ互いに角度をずらして周方向に配置した支柱により変形ウェブを光学系支持体に連結する。この構成によれば、支柱ごとに、中間領域の端縁における光学系支持体の曲げ慣性を高めることができる。

本発明の好適な実施例においては、順次６０゜の角度間隔で丁度６個の支柱を設け、これらは更に好適なには、軸線方向に指向する両側の側面のそれぞれに、３個の支柱を１２０゜の角度間隔でずらして配置する。この構成によれば、剪断変形可能な接線方向の長さを大きくすることが可能となる。

本発明の好適な実施例においては、光学系支持体を高弾性材料により構成し、例えば六角形結晶構造が存在する亜鉛版印刷版鋳造のような高弾性材料により構成する。この構成によれば、他の材料と比較して、より大きな変形が弾性領域において可能であり、それ故可逆性を有する。

本発明の好適な実施例においては、少なくとも１つの変形ウェブを有する中間領域Xにわたり軸線方向に延在する少なくとも３つの調整手段（楔、ねじ、ねじロッド、ボール等）を設け、更に本発明の好適な実施例においては、楔に類似する材料により構成する。この構成によれば、中間領域の弾性および静止摩擦力により、光学装置の可逆的かつ安定した調整が可能となる。

代案として、前記光学系支持体を、例えば、立方体結晶構造を有する銅版印刷版鋳造のような高可塑性材料で造る。この構成によれば、他の材料に比べ、可塑変形を生じて復元せず、不可逆性となる。

本発明の好適な実施例においては、コリメーターレンズおよびレーザーダイオードを有する調整可能かつ合焦可能なコリメーター光学系を設ける。この構成によれば、大量生産に適した、調整可能に合焦する光線源が得られる。

さらに好適な実施例を参照して、本発明についてさらに詳述する。

図１および図２に示すように、合焦可能なコリメーター光学系として構成した、軸線Aに関して傾動調節可能な光学装置は、スリーブ状の金属製の光学系支持体１を有し、この支持体１の内部に２個の光学的な構成素子、すなわち、レーザーダイオード２およびコリメーターレンズ３を同軸状に固定する。光学系支持体１には、これら双方の構成素子間の軸線方向中間領域Xに、複数の薄い厚さで接線方向に指向する複数個の変形ウェブ４を設け、これら複数個の変形ウェブ４が全体として周方向に延在する変形リング５を構成する。この周方向に延在する変形リング５は、軸線方向に指向する両側の側面にそれぞれ３個ずつ存在し、両側で６０゜ずれて位置する支柱６（１個ずつ順次、その背後に存在する背景に覆い隠されている）によって、光学系支持体１に連結する。軸線方向に指向する両側の各側面には、それぞれ１２０゜間隔で３個の支柱６を配置する。さらに、周方向に１２０゜毎にずれて位置し、中間領域Ｘにわたり軸線方向に延在する３個の調整手段７を設け、これら調整手段７を非円形の回転楔として構成し、これら回転楔７を、光学系支持体１の軸線方向に指向する平面８に摩擦力によって突っ張り支持する。

本発明光学装置の側面図である。 図１のII‐II線上の横断面図である。

符号の説明

１ 光学系支持体
２ レーザーダイオード
３ コリメーターレンズ
４ 変形ウェブ
５ 変形リング
６ 支柱
７ 調整手段（回転楔）
８ 軸線方向に指向する平面
A 軸線
X 中間領域

Claims (10)

1. 少なくとも２個の光学的な構成素子（２，３）を固定した光学系支持体１を有し、軸線（A）に関して調節可能な光学装置において、光学系支持体（１）に、前記双方の構成素子（２，３）間の軸線方向中間領域（X）で、厚さが薄く、少なくとも部分的に接線方向に指向する少なくとも１個の変形ウェブ（４）設けたことを特徴とする傾動調整可能な光学装置。
2. 前記光学系支持体（１）をスリーブ形状とした請求項１記載の光学装置。
3. 接線方向に指向する前記変形ウェブ（４）を、前記軸線（Ａ）の周りに複数個分布させた請求項１または記載の光学装置。
4. 前記接線方向に指向する変形ウェブ（４）を、周方向に延在する変形リング（５）により構成した請求項３記載の光学装置。
5. 前記周方向に延在する変形ウェブ（５）の軸線方向両側の側面に、それぞれ３個ずつ互いに角度をずらして周方向に配置した支柱（６）により、前記変形ウェブ（５）を前記光学系支持体（１）に連結した請求項４記載の光学装置。
6. 順次６０゜の角度間隔でずらして配置した丁度６個の支柱（６）を設け、軸線方向に指向する両側の側面のそれぞれに、３個の支柱（６）を１２０゜の角度間隔でずらして配置した請求項５記載の光学装置。
7. 前記光学系支持体（１）を、高弾性材料により構成した請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の光学装置。
8. 前記中間領域（X）にわたり軸線方向に延在する少なくとも３個の調整手段（７）を設けた請求項７記載の光学装置。
9. 前記光学系支持体（１）を、高可塑性材料により構成した請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の光学装置。
10. コリメーターレンズ（３）およびレーザーダイオード（２）を有する、調節可能かつ合焦可能なコリメーター光学系を設けた請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の光学装置。

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