JP2007127445A - エタロン装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成でありながら、対向する平行平板の面同士の平行度を調整して組立てることができるエタロン装置、及びその製造方法を提供する。また、小型のエタロン装置、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】対向配置された一対の平行平板１，２と、一対の平行平板１，２をそれぞれ別々に保持する一対のホルダ部３，４と、一対のホルダ部３，４の外側に設けられたハウジング部７とを備え、一対のホルダ部３，４の少なくとも一方（ここではホルダ部３，４）が、その内周部に、対応する平行平板が当接する受け部（ここでは受け部３ａ，４ａ）を有するとともに、傾斜面（ここでは球面部１ｃ）を、受け部３ａ，４ａ及び平行平板１，２の少なくとも一方（ここでは平行平板１）に設けている。傾斜面１ｃは、平行平板１の外周部に形成されている。
【選択図】図１
【解決手段】対向配置された一対の平行平板１，２と、一対の平行平板１，２をそれぞれ別々に保持する一対のホルダ部３，４と、一対のホルダ部３，４の外側に設けられたハウジング部７とを備え、一対のホルダ部３，４の少なくとも一方（ここではホルダ部３，４）が、その内周部に、対応する平行平板が当接する受け部（ここでは受け部３ａ，４ａ）を有するとともに、傾斜面（ここでは球面部１ｃ）を、受け部３ａ，４ａ及び平行平板１，２の少なくとも一方（ここでは平行平板１）に設けている。傾斜面１ｃは、平行平板１の外周部に形成されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、ファブリ・ペロー型光干渉計やスペクトルアナライザ等の光学系に応用されるエタロン装置及びその製造方法に関するものである。
従来のエタロン装置としては、例えば、次の特許文献１等に開示されているものが知られている。図１５は特許文献１等に開示されている従来のエタロン装置の一構成例を示す概略図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)のＡ−Ａ’に示す位置での断面図である。
図１５に示すように、この種の従来のエタロン装置では、平行平板５１，５２が、エタロンとして使用される。平行平板５１，５２は、その外形が円筒円盤状に形成されている。また、平行平板５１，５２は、ホルダ５３，５４に設けられた凹部５３ａ，５４ａに、接着剤等により固定されている。そして、平行平板５１，５２の光学面を向かい合わせた状態で、１組（固定側エタロン５１、移動側エタロン５２）の部組品が、ボディ５７を介して位置決めされている。また、ボディ５７内には、圧電素子５６が組み込まれている。そして、この圧電素子５６を介して、移動側エタロン５２のホルダ５４を押圧移動させている。このようにすることで、平行平板５１，５２の向かい合う面の間隔を可変させる構造となっている。
特開平６−２４１８９９号公報
図１５に示すように、この種の従来のエタロン装置では、平行平板５１，５２が、エタロンとして使用される。平行平板５１，５２は、その外形が円筒円盤状に形成されている。また、平行平板５１，５２は、ホルダ５３，５４に設けられた凹部５３ａ，５４ａに、接着剤等により固定されている。そして、平行平板５１，５２の光学面を向かい合わせた状態で、１組（固定側エタロン５１、移動側エタロン５２）の部組品が、ボディ５７を介して位置決めされている。また、ボディ５７内には、圧電素子５６が組み込まれている。そして、この圧電素子５６を介して、移動側エタロン５２のホルダ５４を押圧移動させている。このようにすることで、平行平板５１，５２の向かい合う面の間隔を可変させる構造となっている。
ところで、特許文献１等に記載のような従来のエタロン装置においては、その組立時に、
・「平行平板自体の表裏面の平行度」の誤差
・「ホルダの凹部の加工精度」（平行平板が載置される面のホルダの軸方向に対する直角度）
・「接着剤層の厚みのバラツキ」
等の理由により、平行平板の対向する面同士が、厳密には平行にならずに多少の傾きを生じ易い。
特許文献１等に記載の従来のエタロン装置では、その組立時にエタロン（すなわち平行平板５１，５２）を、ホルダの凹部５３ａ，５４ａに落とし込んで取り付ける構成となっている。
このため、平行平板５１，５２の対向する面同士の平行度を調整して、エタロン装置を組立てることができなかった。その結果、例えば、図１６に示すように、平行平板５１，５２の対向する面同士が相当量の傾きαをもって、２つの平行平板が組立てられてしまうことがあった。
・「平行平板自体の表裏面の平行度」の誤差
・「ホルダの凹部の加工精度」（平行平板が載置される面のホルダの軸方向に対する直角度）
・「接着剤層の厚みのバラツキ」
等の理由により、平行平板の対向する面同士が、厳密には平行にならずに多少の傾きを生じ易い。
特許文献１等に記載の従来のエタロン装置では、その組立時にエタロン（すなわち平行平板５１，５２）を、ホルダの凹部５３ａ，５４ａに落とし込んで取り付ける構成となっている。
このため、平行平板５１，５２の対向する面同士の平行度を調整して、エタロン装置を組立てることができなかった。その結果、例えば、図１６に示すように、平行平板５１，５２の対向する面同士が相当量の傾きαをもって、２つの平行平板が組立てられてしまうことがあった。
ここで、高い性能を持つエタロン装置を製作するには、平行平板５１，５２の対向する面同士の平行度を、高精度に調整することが必要不可欠となる。しかるに、特許文献１に記載のような構造のエタロン装置においては、上述したように、平行平板５１，５２の対向する面同士の平行度を調整して、エタロン装置を組立てることができないという問題がある。
そこで、平行平板５１，５２の対向する面同士の傾き（平行度）を補正するために、特許文献１に記載のエタロン装置では圧電素子５６を用いている。この圧電素子５６は、本来は平行平板５１，５２の対向する面の間隔を可変させるためのものである。しかしながら、ここでは、圧電素子５６は、平行平板５１，５２の対向する面同士の傾きの補正にも使われる。すなわち、平行状態からのずれ分だけ反対方向に、ホルダ５４ごと平行平板５２（すなわち移動側エタロン）を傾かせるために、圧電素子５６を用いている。
そこで、平行平板５１，５２の対向する面同士の傾き（平行度）を補正するために、特許文献１に記載のエタロン装置では圧電素子５６を用いている。この圧電素子５６は、本来は平行平板５１，５２の対向する面の間隔を可変させるためのものである。しかしながら、ここでは、圧電素子５６は、平行平板５１，５２の対向する面同士の傾きの補正にも使われる。すなわち、平行状態からのずれ分だけ反対方向に、ホルダ５４ごと平行平板５２（すなわち移動側エタロン）を傾かせるために、圧電素子５６を用いている。
この場合、圧電素子５６には、「面間隔を可変させるためのストローク量」に加えて、「平行平板の傾き調整を行うためのストローク量」が必要となる。その結果、圧電素子５６の全長寸法が長くなるので、特許文献１に記載の構成では、エタロン装置全体を小型化することが難しかった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でありながら、対向する平行平板の面同士の平行度を調整して組立てることができるエタロン装置、及びその製造方法を提供することを目的としている。また、小型のエタロン装置、及びその製造方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明によるエタロン装置は、対向配置された一対の平行平板と、前記一対の平行平板をそれぞれ別々に保持する一対のホルダ部と、前記一対のホルダ部の外側に設けられたハウジング部とを備え、前記一対のホルダ部の少なくとも一方が、その内周部に、対応する前記平行平板が当接する受け部を有するとともに、傾斜面を、該受け部及び該平行平板の少なくとも一方に設けたことを特徴としている。
また、本発明のエタロン装置においては、前記傾斜面が、前記平行平板の外周部に形成されているのが好ましい。
また、本発明のエタロン装置においては、前記傾斜面が、前記受け部の所定の位置に形成され、該所定の位置が、前記平行平板の外周部が当接する位置であるのが好ましい。
また、本発明のエタロン装置においては、前記傾斜面の面形状が、曲面であるのが好ましい。
また、本発明のエタロン装置においては、前記傾斜面の面形状が、平面であるのが好ましい。
また、本発明のエタロン装置においては、前記傾斜面の面形状が、平面と曲面を含むのが好ましい。
また、本発明のエタロン装置においては、更に、前記一対の平行平板の面間隔を可変させる間隔可変手段を有するのが好ましい。
また、本発明によるエタロン装置の製造方法は、一対の平行平板を対向配置し、前記一対の平行平板のうちの一方を、チルト動作可能に仮保持し、前記一対の平行平板のうちの他方を、固定した状態で保持し、次いで、一方の前記平行平板と他方の前記平行平板とを互いに向かい合う面同士で当接させ、次いで、一方の前記平行平板を固定させる工程を有することを特徴としている。
本発明のエタロン装置によれば、簡単な構成でありながら、高性能なエタロン装置を実現できる。また、本発明のエタロン装置によれば、エタロン装置の組立て時に、一方の平行平板を他方の平行平板に当接させる（押し付ける）だけで、平行平板の対向する面同士の平行度のずれを最小限、あるいはほぼゼロとなるように、２つの平行平板を調整することができる。よって、例えば、圧電素子を用いた場合でも、圧電素子のストロークは、面間隔を可変させるためにのみ使用できるようになる。これにより、従来のエタロン装置における圧電素子に比べて、圧電素子を平行平板の対向する面同士の傾き調整に使用しないで済む分、圧電素子のストロークを短縮化することができる。その結果、小型化されたエタロン装置が得られる。
また、本発明のエタロン装置の製造方法によれば、簡単な手順でありながら、２つの平行平板を、高い平行度を持った状態にすることができる。
実施例の説明に先立ち、本発明のより具体的な構成と、作用効果について説明する。
本発明のエタロン装置は、対向配置された一対の平行平板と、一対のホルダ部とを有している。一対のホルダ部は、一対の平行平板のそれぞれの外周部を、それぞれ別々に保持する。そして、一対のホルダ部の少なくとも一方は、その内周部に、平行平板（このホルダ部に載置される平行平板）が当接する受け部を有する。そして、傾斜面が、平行平板と受け部（ホルダ部）の少なくとも一方に設けられている。
本発明のエタロン装置は、対向配置された一対の平行平板と、一対のホルダ部とを有している。一対のホルダ部は、一対の平行平板のそれぞれの外周部を、それぞれ別々に保持する。そして、一対のホルダ部の少なくとも一方は、その内周部に、平行平板（このホルダ部に載置される平行平板）が当接する受け部を有する。そして、傾斜面が、平行平板と受け部（ホルダ部）の少なくとも一方に設けられている。
ここで、１つの平行平板と１つのホルダ部の部材の組を部組と称すると、一対の平行平板と一対のホルダ部は、２つの部組に分かれる。２つの部組のうち、一方を調整側部組、他方を固定側部組と称すると、調整側部組は受け部を有すると共に、傾斜面を有する。調整側部組では、この傾斜面を介して、平行平板とホルダ部の受け部が接する。このとき、平行平板は、傾斜面を介して移動可能になっている。そして、調整側部組では、エタロン装置の組立て開始時に、平行平板が移動可能になっている。
一方、固定側部組は、受け部を有する場合と有しない場合ある。更に、固定側部組は、傾斜面を有する場合と有さない場合がある。固定側部組では、どの場合であっても、エタロン装置の組立て開始時に、平行平板がホルダ部に対して固定されている。
一方、固定側部組は、受け部を有する場合と有しない場合ある。更に、固定側部組は、傾斜面を有する場合と有さない場合がある。固定側部組では、どの場合であっても、エタロン装置の組立て開始時に、平行平板がホルダ部に対して固定されている。
以上をまとめると、調整側部組と固定側部組の構造は、図９乃至図１１に示すような組み合わせとなる。図９は、調整側部組が受け部と傾斜面を有し、固定側部組は受け部も傾斜面も有さない場合を示している。図１０は、調整側部組が受け部と傾斜面を有し、固定側部組は受け部を有するが傾斜面を有さない場合を示している。図１１は、調整側部組も固定側部組も、受け部と傾斜面を有する場合を示している。
このように構成されたエタロン装置によれば、組立時に、固定側部組の平行平板の面に対して調整側部組の平行平板の面を当接させると、調整側部組の平行平板の面が固定側部組の平行平板の面に倣いチルト方向に移動する。その結果、固定側部組の平行平板の面に対して、調整側部組の平行平板の面が平行（即ち、傾きの差が極めてゼロに近づいた状態）に調整される。調整された調整側部組の平行平板は、例えば接着剤等を用いて、ホルダに固着される。このようにすることで、一対の平行平板の向かい合う面同士の平行度の調整、及びエタロン装置の組立てが行われることになる。そして、固定側部組と調整側部組の少なくとも一方を移動させて、一対の平行平板の間を所定の間隔とする。これにより、高性能なエタロン装置が得られる。
なお、間隔可変手段を介して、一対の平行平板の間に所定の間隔を生じさせても良い。また、その間隔を変化させても一対の平行平板の向かい合う面同士の平行度が保たれるので、この場合も高性能なエタロン装置が得られる。
なお、ここでの高性能とは、具体的には、透過率が高いということ、及び半値全幅(FWHM)の値が小さいということである。すなわち、透過率が高いとは、エタロン装置を分光に用いた場合、入射光の中から、所望の波長の光を大きい（強い）光強度で射出させることができるということである。また、射出させた波長の光は、実際には、図１４に示すように、所定の波長幅の範囲で所定の強度を有する。この強度分布における半値全幅の幅が小さいということである。これは、波長分解能が高いということでもある。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施例１にかかるエタロン装置の組立途中の所定状態を示す断面図である。図２は図１のエタロン装置の組立において平行平板の向かい合う面同士を密着させた状態を示す断面図である。
図１は本発明の実施例１にかかるエタロン装置の組立途中の所定状態を示す断面図である。図２は図１のエタロン装置の組立において平行平板の向かい合う面同士を密着させた状態を示す断面図である。
実施例１のエタロン装置は、一対の平行平板１，２と、一対のホルダ３，４と、プレート５と、ハウジング７を有して構成されている。
平行平板１，２は、それぞれ薄板円盤形状に形成されていて、互いに対向して配置されている。平行平板１は、平行平板２と向かい合う面１ａと、反対側の面１ｂを備えている。また、もう一方の平行平板２は、平行平板１と向かい合う面２ａと、反対側の面２ｂを備えている。
ホルダ３，４は円筒形状をしており、それぞれ軸方向に、貫通した孔が中心部に形成されている。また、ホルダ３，４には、凹部３ａ，４ａが設けられている。この凹部３ａ，４ａは受け部であって、平行平板１，２を、それぞれ別々に保持するために設けられている。また、凹部３ａ，４ａには、平行平板１の面１ｂ（後述の球面部１ｃを含む），平行平板２の面２ｂが当接可能なように、それぞれ、底面３ａ1，４ａ1が平面に形成されている。更に、底面３ａ1，４ａ1の一端には、エッジ３ａ2，４ａ2が形成されている。また、底面３ａ1，４ａ1の他端は側面３ａ3，４ａ3と接している。
ここで、凹部３ａの内径（内周面の直径）は、平行平板１の外径よりも大きくなっている。その差によって形成される空間の大きさは、平行平板１が所定の範囲でチルトできる程度の大きさである。また、凹部４ａの内径（内周面の直径）は、平行平板２の外径よりも僅かに大きくなっている。その差によって形成される空間の大きさは、接着剤を充填できる程度の大きさである。
平行平板１，２は、それぞれ薄板円盤形状に形成されていて、互いに対向して配置されている。平行平板１は、平行平板２と向かい合う面１ａと、反対側の面１ｂを備えている。また、もう一方の平行平板２は、平行平板１と向かい合う面２ａと、反対側の面２ｂを備えている。
ホルダ３，４は円筒形状をしており、それぞれ軸方向に、貫通した孔が中心部に形成されている。また、ホルダ３，４には、凹部３ａ，４ａが設けられている。この凹部３ａ，４ａは受け部であって、平行平板１，２を、それぞれ別々に保持するために設けられている。また、凹部３ａ，４ａには、平行平板１の面１ｂ（後述の球面部１ｃを含む），平行平板２の面２ｂが当接可能なように、それぞれ、底面３ａ1，４ａ1が平面に形成されている。更に、底面３ａ1，４ａ1の一端には、エッジ３ａ2，４ａ2が形成されている。また、底面３ａ1，４ａ1の他端は側面３ａ3，４ａ3と接している。
ここで、凹部３ａの内径（内周面の直径）は、平行平板１の外径よりも大きくなっている。その差によって形成される空間の大きさは、平行平板１が所定の範囲でチルトできる程度の大きさである。また、凹部４ａの内径（内周面の直径）は、平行平板２の外径よりも僅かに大きくなっている。その差によって形成される空間の大きさは、接着剤を充填できる程度の大きさである。
プレート５は、中央部に孔５ａを設けた円盤形状に形成されている。ハウジング７は、軸方向に孔が貫通した円筒形状に形成されている。このハウジング７は、一端部の端面７ａが、プレート５の内側面５ｂの所定部位に、接着によって固定されている。
ここで、ハウジング７の内径、すなわち嵌合孔７ｂの直径は、ホルダ３，４の外径（外周面の直径）と略一致している。よって、ホルダ３，４は、嵌合によってハウジング７内に保持される。また、孔５ａの直径は、ホルダ４の内径（内周面の直径）よりも小さい。よって、ホルダ４の端面４ｂとプレート５の内側面５ｂが当接する状態で、ホルダとプレート５が接する。これにより、ハウジング７は、一端部の内側に、ホルダ４を、固定した状態に保持している。また、ハウジング７は、他端部の内側に、ホルダ３を、中心軸Ｘに沿う方向に摺動可能に保持している。なお、中心軸Ｘは、ホルダ３、４やハウジング７の中心軸でもある。
ここで、ハウジング７の内径、すなわち嵌合孔７ｂの直径は、ホルダ３，４の外径（外周面の直径）と略一致している。よって、ホルダ３，４は、嵌合によってハウジング７内に保持される。また、孔５ａの直径は、ホルダ４の内径（内周面の直径）よりも小さい。よって、ホルダ４の端面４ｂとプレート５の内側面５ｂが当接する状態で、ホルダとプレート５が接する。これにより、ハウジング７は、一端部の内側に、ホルダ４を、固定した状態に保持している。また、ハウジング７は、他端部の内側に、ホルダ３を、中心軸Ｘに沿う方向に摺動可能に保持している。なお、中心軸Ｘは、ホルダ３、４やハウジング７の中心軸でもある。
平行平板１は、面１ａと、面１ｂを備えている。面１ａは、中心から外周縁まで平面となっている。一方、反対側の面１ｂには、外周縁の所定範囲（外周部）に、傾斜面として球面部１ｃが形成されている。この球面部１ｃの位置は、ホルダ３のエッジ３ａ2が平行平板１と当接する部位に対応する。傾斜面の形状は、平行平板１の外径の中心軸上に球心を持つ球面形状である。本実施例の球面形状では、面１ｂよりも面１ａ側に球心が位置している。よって、球面形状は、ホルダ３側に向かって凸形状となっている。そして、平行平板１は、ホルダ３のエッジ３ａ2に球面部１ｃが当接した状態で、ホルダ３に載置される。これにより、平行平板１をホルダ３に載置した際には、球面受けの原理により、中心軸Ｘの方向に対して平行平板１の面１ａがチルト動作可能となっている。
また、もう一方の平行平板２は、面２ａと、面２ｂを備えている。面２ａ及び面２ｂは、中心から外周縁まで平面になっている。そして、平行平板２は、ホルダ４の凹部４ａに載置される。
ここで、平行平板２の載置は、従来と同様に、凹部４ａに平行平板２を落とし込むことで行われる。そのため、反対側の面２ｂが底面４ａ1に面接触した状態で載置される場合もあれば、面接触しない状態で載置される場合もある。前者の場合が理想的な状態で、この場合、平行平板２の面２ａの法線と中心軸Ｘは平行になる。一方、後者の場合は理想的ではない状態で、平行平板２の面２ａの法線と中心軸Ｘは非平行になる。本実施例では、後者の状態で、平行平板２が載置されるものとする。
ここで、平行平板２の載置は、従来と同様に、凹部４ａに平行平板２を落とし込むことで行われる。そのため、反対側の面２ｂが底面４ａ1に面接触した状態で載置される場合もあれば、面接触しない状態で載置される場合もある。前者の場合が理想的な状態で、この場合、平行平板２の面２ａの法線と中心軸Ｘは平行になる。一方、後者の場合は理想的ではない状態で、平行平板２の面２ａの法線と中心軸Ｘは非平行になる。本実施例では、後者の状態で、平行平板２が載置されるものとする。
次に、このような構成部品を備えたエタロン装置の組立調整手順の概略について説明する。
まず、ホルダ４の凹部４ａに、平行平板２を載置する。このとき、面２ａの法線は、中心軸Ｘと非平行になっている。この状態のままで、平行平板２とホルダ４の凹部４ａとの隙間に接着剤を塗布した後、接着剤を乾燥させる。これにより、平行平板２がホルダ４に固定される。なお、ここでは、ホルダ４と平行平板２の組を部組と呼ぶ。この時点では、平行平板２がホルダ４に固定されている。本実施例では、この部組を固定側部組と呼ぶ。
まず、ホルダ４の凹部４ａに、平行平板２を載置する。このとき、面２ａの法線は、中心軸Ｘと非平行になっている。この状態のままで、平行平板２とホルダ４の凹部４ａとの隙間に接着剤を塗布した後、接着剤を乾燥させる。これにより、平行平板２がホルダ４に固定される。なお、ここでは、ホルダ４と平行平板２の組を部組と呼ぶ。この時点では、平行平板２がホルダ４に固定されている。本実施例では、この部組を固定側部組と呼ぶ。
次に、ハウジング７の端面７ａとプレート５の内側面５ｂを当接させる。ハウジング７とプレート５の固定には、例えば、接着による固定やビス（不図示）による固定がある。続いて、ハウジング７の嵌合孔７ｂに、ホルダ４を挿入する。その際、ホルダ４の端面４ｂがプレート５の内側面５ｂに当接するように、ホルダ４を挿入する。ホルダ４の固定も、接着あるいはビス（不図示）を用いればよい。
続いて、ホルダ３の凹部３ａに、平行平板１を載置する。平行平板１の載置に先立って、ホルダ３の凹部３ａのエッジ３ａ2の周囲に、紫外線硬化型の接着剤を塗布しておく。この状態で、平行平板１を凹部３ａに載置する。なお、ここでは、ホルダ３と平行平板１の組を部組と称する。この時点では、塗布された接着剤は硬化処理されていない。よって、平行平板１が球面部１ｃを介してホルダ３に対してチルト動作可能となっている。本実施例では、この部組を調整側部組と呼ぶ。
次に、ホルダ３を、ハウジング７の嵌合孔７ｂに挿入する。このようにして組立作業を行なうと、図１に示すように、一対の平行平板１，２が対向配置された状態になる。なお、この時点では、対向配置された平行平板１，２の向かい合う面の平行度は調整されておらず、互いの面の間には所定量の傾きが生じている。
次に、ホルダ３に対し下方から押圧力を与える。これにより、ホルダ３を、嵌合孔７ｂにガイドされた状態で上方向に摺動させる。ホルダ３を上方向へ摺動させ続けていくと、平行平板１は、平行平板２に接触する。更にホルダ３を上方向へ摺動させると、平行平板１は、平行平板２を介して、中心軸Ｘに沿う方向（即ち、摺動方向に沿う方向）からの押圧力を受ける。すると、エッジ３ａ2を、球面部１ｃが滑るように移動する。すなわち、平行平板１は、球面部１ｃを介して、エッジ３ａ2に当接しながらチルト動作する。更に、ホルダ３を上方向へ摺動させ続けていくと、所定の時点で平行平板１と平行平板２は、互いの面１ａ，２ａが密着した状態になる。これにより、調整側部組の平行平板１は、固定側部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整された状態になる。
この状態になったときに、ホルダ３の上方向への摺動を止める。そして、調整側部組に向かってＵＶ光を照射する。この照射により、あらかじめ塗布しておいた紫外線硬化型の接着剤を硬化させる。これにより、調整側部組の平行平板１は、固定側部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整された状態で、その位置を固定される。
これにより、本実施例におけるエタロン装置の組立調整が終了する。以後は、エタロン装置として、所望の面間隔となるように、調整側部組を移動させて使用する。
これにより、本実施例におけるエタロン装置の組立調整が終了する。以後は、エタロン装置として、所望の面間隔となるように、調整側部組を移動させて使用する。
このように、本実施例によれば、簡単な構成で、平行平板１と平行平板２の平行度を、高精度（ほとんど平行）に調整することができる。特に、平行平板２をホルダ４の凹部４ａに載置した際に、平行平板２を理想的な状態に載置できなくても、再度載置する必要がない。よって、容易に、且つ短時間でエタロン装置の組立調整を行うことができる。
図３は本発明の実施例２にかかるエタロン装置の組立途中の所定状態を示す断面図である。図４は図２のエタロン装置の組立において平行平板の向かい合う面同士を密着させた状態を示す断面図である。
実施例２は、以下の点で、実施例１と相違している。
・面間隔可変手段としての圧電素子部６（６ａ，６ｂ，６ｃ）を備えている点。
・平行平板２が、面接触した状態でホルダ４に載置されている点。
・面接触及びハウジングの内面形状に段差がある点。
実施例２は、以下の点で、実施例１と相違している。
・面間隔可変手段としての圧電素子部６（６ａ，６ｂ，６ｃ）を備えている点。
・平行平板２が、面接触した状態でホルダ４に載置されている点。
・面接触及びハウジングの内面形状に段差がある点。
圧電素子部６は、プレート５とホルダ４の間に配置されている。この圧電素子部６は、３つの圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃで構成されている。そして、３つの圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃは、プレート５の孔５ａの周囲に等間隔に配置されている。また、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃの一端面６ａ1，６ｂ1，６ｃ1が、プレート５の内側面５ｂに、それぞれ接着固定されている。同様に、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃの他端面６ａ2，６ｂ2，６ｃ2が、ホルダ４の反対側の端面４ｂに、それぞれ接着固定されている。よって、本実施例では、ハウジング７は、一端部の端面７ａが、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを接着固定した部位よりも外側の所定部位で、接着によってプレート５に固定される。
また、ハウジング７は、他端部の内側に、その内径がホルダ３の外径より極く僅かに大きく形成された嵌合孔７ｂ’を備えている。そして、ハウジング７は、嵌合孔７ｂ’にホルダ３を嵌合して摺動可能に保持している。これにより、ハウジング７は、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃ、及びプレート５を介して、ホルダ４を保持している。
また、平行平板２は、ホルダ４の底面４ａ1に面接触した状態で、ホルダ４に載置されている。よって、本実施例では、平行平板２の面２ａの法線と中心軸Ｘは平行（一致）している。
また、平行平板２は、ホルダ４の底面４ａ1に面接触した状態で、ホルダ４に載置されている。よって、本実施例では、平行平板２の面２ａの法線と中心軸Ｘは平行（一致）している。
次に、このような構成部品を備えた実施例２のエタロン装置の組立調整手順の概略について説明する。なお、固定側部組、調整側部組の組立て、プレート５のハウジング７の組立てについては、実施例１とほぼ同じである。よって、ここでは、圧電素子部６の組立てについて説明し、それ以外の組立てについては説明を省略する。
まず、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃの他端面６ａ2，６ｂ2，６ｃ2に、接着剤を塗布する。そして、ホルダ４の端面４ｂに、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを接着固定する。その際、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃが等間隔に配置されるようにする。
次に、ホルダ４と圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃとの部組品を、プレート５に接着固定する。これにより、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃが孔５ａの周囲に等間隔に配置される。この時点で、平行平板２がホルダ４に固定される。本実施例では、この部組を固定側部組と呼ぶ。他の部品の組立ては、実施例１で述べたのとほぼ同じである。
まず、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃの他端面６ａ2，６ｂ2，６ｃ2に、接着剤を塗布する。そして、ホルダ４の端面４ｂに、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを接着固定する。その際、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃが等間隔に配置されるようにする。
次に、ホルダ４と圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃとの部組品を、プレート５に接着固定する。これにより、圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃが孔５ａの周囲に等間隔に配置される。この時点で、平行平板２がホルダ４に固定される。本実施例では、この部組を固定側部組と呼ぶ。他の部品の組立ては、実施例１で述べたのとほぼ同じである。
部品の組立てが完了した後に、調整を行う。調整の大まかな手順は、実施例１で述べたのとほぼ同じである。
圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを駆動（伸長）させて、図３に示すように固定側部組を下側方向へ移動させておく。
次に、ホルダ３に対し下方から押圧力を与える。これにより、ホルダ３を、嵌合孔７ｂ’にガイドされた状態で上方向に摺動させる。ホルダ３を上方向へ摺動させ続けていくと、平行平板１は、平行平板２に対して接触する。更にホルダ３を上方向へ摺動させると、平行平板１は、平行平板２を介して、中心軸Ｘに沿う方向（即ち、摺動方向に沿う方向）からの押圧力を受ける。すると、エッジ３ａ2を、球面部１ｃが滑るように移動する。すなわち、平行平板１は、球面部１ｃを介して、３ａ1のエッジ３ａ2に当接しながらチルト動作する。更に、ホルダ３を上方向へ摺動させ続けていくと、所定の時点で平行平板１と平行平板２は、互いの面１ａ，２ａが密着した状態になる。これにより、調整側部組の平行平板１は、固定側部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整された状態になる。
圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを駆動（伸長）させて、図３に示すように固定側部組を下側方向へ移動させておく。
次に、ホルダ３に対し下方から押圧力を与える。これにより、ホルダ３を、嵌合孔７ｂ’にガイドされた状態で上方向に摺動させる。ホルダ３を上方向へ摺動させ続けていくと、平行平板１は、平行平板２に対して接触する。更にホルダ３を上方向へ摺動させると、平行平板１は、平行平板２を介して、中心軸Ｘに沿う方向（即ち、摺動方向に沿う方向）からの押圧力を受ける。すると、エッジ３ａ2を、球面部１ｃが滑るように移動する。すなわち、平行平板１は、球面部１ｃを介して、３ａ1のエッジ３ａ2に当接しながらチルト動作する。更に、ホルダ３を上方向へ摺動させ続けていくと、所定の時点で平行平板１と平行平板２は、互いの面１ａ，２ａが密着した状態になる。これにより、調整側部組の平行平板１は、固定側部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整された状態になる。
この状態になったときに、ホルダ３の上方向への摺動を止める。続いて、ハウジング７に対して、ホルダ３を固定する（接着またはねじ）。そして、調整側部組に向かってＵＶ光を照射する。この照射により、あらかじめ塗布しておいた紫外線硬化型の接着剤を硬化させる。これにより、調整側部組の平行平板１は、固定側部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整された状態で、その位置を固定される。
これにより、本実施例におけるエタロン装置の組立調整が終了する。以後は、必要に応じて圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを介して所望の面間隔へ可変させて、使用する。
これにより、本実施例におけるエタロン装置の組立調整が終了する。以後は、必要に応じて圧電素子６ａ，６ｂ，６ｃを介して所望の面間隔へ可変させて、使用する。
このように、本実施例によっても、実施例１と同様に、平行平板１と平行平板２の平行度を、高精度（ほとんど平行）に調整することができる。
なお、実施例１の構成においても、ホルダ３側に圧電素子部６を設ければ、面の間隔を可変させることができる。
なお、実施例１の構成においても、ホルダ３側に圧電素子部６を設ければ、面の間隔を可変させることができる。
なお、本発明のエタロン装置は、上記構成に限られるものではない。例えば、そのチルト機構に関し、例えば、平行平板１における反対側の面１ｂの外周縁を、エッジを有する形状に形成する。一方、ホルダ３に傾斜部を設ける。傾斜部の形状として、例えば、ホルダ３の凹部３ａを凹Ｒ形状（傾斜面に相当）に形成しても良い（図５参照）。
図５(a)，(b)は、上記各実施例における可動部組の平行平板とホルダの変形例を示す要部断面図である。
図５(a)の変形例のように、ホルダ３の凹部３ａに傾斜部を形成して構成しても、平行平板１をチルト可能にすることができる。すなわち、平行平板１は、平行平板２を介して、ホルダ３，４の中心軸を結ぶ方向（即ち、摺動方向に沿う方向）からの押圧力を受ける。そのとき、平行平板１の面１ｂのエッジが、ホルダ３の凹部３ａ、すなわち凹Ｒ形状の部分に当接しながら（滑りながら）移動する。その結果、平行平板１がチルト動作する。これにより、可動部組の平行平板１は、固定部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整される。
また、図５(b)に示すように、平行平板１とホルダ３の凹部３ａの両方に、傾斜部を形成してもよい。なお、上記実施例及び変形例では、傾斜部の形状は曲面であるが、平面、または平面と曲面の組み合わせでもよい。
図５(a)，(b)は、上記各実施例における可動部組の平行平板とホルダの変形例を示す要部断面図である。
図５(a)の変形例のように、ホルダ３の凹部３ａに傾斜部を形成して構成しても、平行平板１をチルト可能にすることができる。すなわち、平行平板１は、平行平板２を介して、ホルダ３，４の中心軸を結ぶ方向（即ち、摺動方向に沿う方向）からの押圧力を受ける。そのとき、平行平板１の面１ｂのエッジが、ホルダ３の凹部３ａ、すなわち凹Ｒ形状の部分に当接しながら（滑りながら）移動する。その結果、平行平板１がチルト動作する。これにより、可動部組の平行平板１は、固定部組の平行平板２に対して平行度が高精度に調整される。
また、図５(b)に示すように、平行平板１とホルダ３の凹部３ａの両方に、傾斜部を形成してもよい。なお、上記実施例及び変形例では、傾斜部の形状は曲面であるが、平面、または平面と曲面の組み合わせでもよい。
なお、上記２つの実施例では、ホルダ３，４がホルダ部、ハウジング７がハウジング部に該当する。ただし、ホルダ３、ハウジング７が別体であるため、「部」を省略している。しかしながら、ホルダ３、ハウジング７、更にはプレート５のうち、少なくとも２つの部材を一体にして１つの部材にしてもよい。例えば、図６に示すように、ホルダ３とハウジング７を一体品としても良い。この場合、この一体品が、ホルダ部とハウジング部を有しているということになる。
更に、図７に示すように、ハウジング７自体がホルダ３としても機能する構成であっても良い。この場合、ハウジング部がホルダ部でもあるということになる。このような構成において、平行平板２の固定に際しては、次のようにすればよい。
まず、図８(a)に示すように、ハウジング７の内部に治具２０を挿入する。この治具２０は、ハウジング７に嵌合するように製作されている。また、治具２０の一方の面は、凹部２０ａが設けられている。凹部２０ａは、平行平板２の有効径よりも大きくなるように形成されている。そして、凹部２０ａよりも外側の外縁部２０ｂで平行平板２における有効径の外側部分と接触するようになっている。なお、治具２０は、ハウジング７の内部において外縁部２０ｂがハウジング７の一端面よりも他端面側に位置するようにしておく。このようにすると、平行平板２をハウジング７の内周面と治具２０の外縁部２０ｂとで保持できるようになる。次に、図８(b)に示すように、平行平板２をハウジング７の凹部２０ａ側から挿入し、治具２０の外縁部２０ｂ上に平行平板２０を載置する。そして、図８(c)に示すように、治具２０をさらにハウジング７の内部に移動させ、所定の位置で停止させる。その後、接着剤を塗布して、平行平板２をハウジング７に固定する。その後、治具２０をハウジング７から取り出し、図７に示すようにプレート５をハウジング７に固定する。
まず、図８(a)に示すように、ハウジング７の内部に治具２０を挿入する。この治具２０は、ハウジング７に嵌合するように製作されている。また、治具２０の一方の面は、凹部２０ａが設けられている。凹部２０ａは、平行平板２の有効径よりも大きくなるように形成されている。そして、凹部２０ａよりも外側の外縁部２０ｂで平行平板２における有効径の外側部分と接触するようになっている。なお、治具２０は、ハウジング７の内部において外縁部２０ｂがハウジング７の一端面よりも他端面側に位置するようにしておく。このようにすると、平行平板２をハウジング７の内周面と治具２０の外縁部２０ｂとで保持できるようになる。次に、図８(b)に示すように、平行平板２をハウジング７の凹部２０ａ側から挿入し、治具２０の外縁部２０ｂ上に平行平板２０を載置する。そして、図８(c)に示すように、治具２０をさらにハウジング７の内部に移動させ、所定の位置で停止させる。その後、接着剤を塗布して、平行平板２をハウジング７に固定する。その後、治具２０をハウジング７から取り出し、図７に示すようにプレート５をハウジング７に固定する。
なお、上記の組立て方法は、図９や図１０に示したような固定側部組をハウジング７に固定する場合にも適用できる。更に、治具２０は、図１１の固定側部組の組立てにも、用いることができる。図１１の固定側部組では、平行平板とホルダ部の少なくとも一方に、傾斜面が設けられている。そのため、単に、平行平板をホルダ部に載置しただけでは、ホルダ部の中心軸に対して平行平板の面が垂直になるように、平行平板をホルダ部に載置できない。そこで、平行平板の一方の面側（即ち、ホルダ部とは反対側の面側）から、治具２０を当接させる。これにより、ホルダ部の中心軸に対して平行平板の面が垂直になるように、平行平板をホルダ部に載置することができる。そして、この状態で、接着剤等により、平行平板をホルダ部に固定すればよい。
以上のように、上記実施例によれば、簡単な構成でありながら、対向するエタロンの面同士の平行度を精度よく調整して、エタロン装置を組立てることができる。また、面間隔可変手段を設けた場合でも、小型で分解能が高く、精度の良いエタロン装置が得られる。
次に、本発明の製造方法を用いて製造された本発明のエタロン装置の、光学装置への応用例について説明する。
図１２は本発明のエタロン装置の内視鏡装置の対物光学系への一応用例を示す要部説明図である。
図１２において、１２は対物レンズ、１３は本発明によるエタロン装置、１４はＣＣＤ等の撮像素子を用いた検出器である。エタロン装置１３は、実施例２で示したものを用いている。なお、図１２では、説明の便宜上、エタロン装置の詳細な構成は省き、対向する一対の平行平板のみを示してある。
図１２の内視鏡装置では、エタロン装置１３を対物レンズ１２を構成する光学系の明るさ絞りの位置近傍に配置している。
このようなエアギャップ可変式エタロンで、基板間の間隔（エアギャップ）を制御してピーク波長を走査すると、所望の波長街域を選択することができる。そこで、このエアギャップ可変式エタロン装置を用いてエアギャップ調整を行なえば、例えば、内視鏡装置において任意の波長帯域の像を検出することができる。
このように、波長帯域変換を必要とする光学装置に、上述したようなエアギャップが可変のエタロン装置を用いると、光学系全体を小型化でき、波長帯域変換速度を高速化でき、低消費電力化できる。
図１２は本発明のエタロン装置の内視鏡装置の対物光学系への一応用例を示す要部説明図である。
図１２において、１２は対物レンズ、１３は本発明によるエタロン装置、１４はＣＣＤ等の撮像素子を用いた検出器である。エタロン装置１３は、実施例２で示したものを用いている。なお、図１２では、説明の便宜上、エタロン装置の詳細な構成は省き、対向する一対の平行平板のみを示してある。
図１２の内視鏡装置では、エタロン装置１３を対物レンズ１２を構成する光学系の明るさ絞りの位置近傍に配置している。
このようなエアギャップ可変式エタロンで、基板間の間隔（エアギャップ）を制御してピーク波長を走査すると、所望の波長街域を選択することができる。そこで、このエアギャップ可変式エタロン装置を用いてエアギャップ調整を行なえば、例えば、内視鏡装置において任意の波長帯域の像を検出することができる。
このように、波長帯域変換を必要とする光学装置に、上述したようなエアギャップが可変のエタロン装置を用いると、光学系全体を小型化でき、波長帯域変換速度を高速化でき、低消費電力化できる。
図１３は本発明のエタロン装置の内視鏡装置の接眼光学系への一応用例を示す要部説明図である。
図１３において、１５は内視鏡のファイバーバンドルやファイバー１１を、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた検出器１４へ結像、又は集光する光学系である。エタロン装置１３は、実施例２で示したものを用いている。なお、図１３では、説明の便宜上、エタロン装置の詳細な構成は省き、対向する一対の平行平板のみを示してある。
図１３の内視鏡装置では、エタロン装置１３を結像光学系１５を構成する光学系の明るさ絞りの位置近傍に配置している。
このようなエアギャップ可変式エタロンで、基板間の間隔（エアギャップ）を制御してピーク波長を走査すると、所望の波長領域を選択することができる。そこで、図１２の応用例と同様に、図１３の内視鏡装置においても、エアギャップ可変式エタロン装置を用いてエアギャップ調整を行なえば、例えば、バンドルファイバー内視鏡装置において任煮の波長帯域の像を検出することができる。
図１３において、１５は内視鏡のファイバーバンドルやファイバー１１を、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた検出器１４へ結像、又は集光する光学系である。エタロン装置１３は、実施例２で示したものを用いている。なお、図１３では、説明の便宜上、エタロン装置の詳細な構成は省き、対向する一対の平行平板のみを示してある。
図１３の内視鏡装置では、エタロン装置１３を結像光学系１５を構成する光学系の明るさ絞りの位置近傍に配置している。
このようなエアギャップ可変式エタロンで、基板間の間隔（エアギャップ）を制御してピーク波長を走査すると、所望の波長領域を選択することができる。そこで、図１２の応用例と同様に、図１３の内視鏡装置においても、エアギャップ可変式エタロン装置を用いてエアギャップ調整を行なえば、例えば、バンドルファイバー内視鏡装置において任煮の波長帯域の像を検出することができる。
本発明は、小型で分解能が高く、精度の良いエタロン装置が応用されるファブリ・ペロー型光干渉計やスペクトルアナライザ等の光学系を製造・使用する分野において有用である。
１，２ 平行平板
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ 面
１ｃ 球面部
３，４ ホルダ
３ａ，４ａ 凹部
３ａ1，４ａ1 底面
３ａ2，４ａ2 エッジ
３ａ3，４ａ3 側面
５ プレート
５ａ 孔
５ｂ 内側面
６ 圧電素子部
６ａ，６ｂ，６ｃ 面間隔可変手段（圧電素子）
６ａ1，６ｂ1，６ｃ1 一端面
６ａ2，６ｂ2，６ｃ2 他端面
７ ハウジング
７ａ 端面
７ｂ，７ｂ’ 嵌合孔
１１ ファイバー
１２ 対物レンズ
１３ エタロン装置
１４ 検出器
１５ 結像光学系
２０ 治具
２０ａ 凹部
２０ｂ 外縁部
５１，５２ 平行平板
５３，５４ ホルダ
５３ａ，５４ａ 凹部
５６ 圧電素子
５７ ボディ
１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ 面
１ｃ 球面部
３，４ ホルダ
３ａ，４ａ 凹部
３ａ1，４ａ1 底面
３ａ2，４ａ2 エッジ
３ａ3，４ａ3 側面
５ プレート
５ａ 孔
５ｂ 内側面
６ 圧電素子部
６ａ，６ｂ，６ｃ 面間隔可変手段（圧電素子）
６ａ1，６ｂ1，６ｃ1 一端面
６ａ2，６ｂ2，６ｃ2 他端面
７ ハウジング
７ａ 端面
７ｂ，７ｂ’ 嵌合孔
１１ ファイバー
１２ 対物レンズ
１３ エタロン装置
１４ 検出器
１５ 結像光学系
２０ 治具
２０ａ 凹部
２０ｂ 外縁部
５１，５２ 平行平板
５３，５４ ホルダ
５３ａ，５４ａ 凹部
５６ 圧電素子
５７ ボディ
Claims (8)
- 対向配置された一対の平行平板と、
前記一対の平行平板をそれぞれ別々に保持する一対のホルダ部と、
前記一対のホルダ部の外側に設けられたハウジング部とを備え、
前記一対のホルダ部の少なくとも一方が、その内周部に、対応する前記平行平板が当接する受け部を有するとともに、傾斜面を、該受け部及び該平行平板の少なくとも一方に設けたことを特徴とするエタロン装置。 - 前記傾斜面が、前記平行平板の外周部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエタロン装置。
- 前記傾斜面が、前記受け部の所定の位置に形成され、
該所定の位置が、前記平行平板の外周部が当接する位置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエタロン装置。 - 前記傾斜面の面形状が、曲面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエタロン装置。
- 前記傾斜面の面形状が、平面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエタロン装置。
- 前記傾斜面の面形状が、平面と曲面を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエタロン装置。
- 更に、前記一対の平行平板の面間隔を可変させる間隔可変手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のエタロン装置。
- 一対の平行平板を対向配置し、
前記一対の平行平板のうちの一方を、チルト動作可能に仮保持し、
前記一対の平行平板のうちの他方を、固定した状態で保持し、
次いで、一方の前記平行平板と他方の前記平行平板とを互いに向かい合う面同士で当接させ、
次いで、一方の前記平行平板を固定させる工程を有することを特徴とするエタロン装置の製造方法。
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