JP2011197065A - Optical mirror - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a structure of securing required strength and rigidity when an optical mirror is enlarged while reducing weight.SOLUTION: The optical mirror includes: a face plate on which a mirror surface is formed; a back plate; and a core joined between the face plate and the back plate. The core includes: a center plate facing each other between the face plate and the back plate; a face plate side rib erected on the face plate side from the center plate; and a back plate side rib erected on the back plate side from the center plate.

Description

この発明は、ミラー構成体に中空部を有した光学ミラーに関する。   The present invention relates to an optical mirror having a hollow portion in a mirror structure.

従来、母材となるミラー構成体（以下、コアと称する）に中空の凹穴を設け、軽量化した光学ミラーが知られている。この光学ミラーは、コアにバックプレートを接合して構成される。コアに形成された凹穴の周囲は、バックプレートの取り付け面から立設したリブによって囲まれたリブ構造をなしている。また、バックプレートの材料は、ミラー構成体を構成するガラス材料と同一または同等の線膨張係数を有する材料としている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an optical mirror in which a hollow concave hole is provided in a mirror structure (hereinafter referred to as a core) serving as a base material to reduce the weight. This optical mirror is configured by bonding a back plate to a core. The periphery of the recessed hole formed in the core has a rib structure surrounded by ribs erected from the mounting surface of the back plate. The material of the back plate is a material having the same or equivalent linear expansion coefficient as that of the glass material constituting the mirror structure (see, for example, Patent Document 1).

特許２００６−５９９０３号公報（図１）Japanese Patent No. 2006-59903 (FIG. 1)

光学ミラーを反射鏡に用いる場合、解像度を向上させるために光学ミラーの鏡面口径を大きくすると、それに伴う自重変形が大きくなり、結果的に鏡面精度が劣化する。従来の軽量化された光学ミラーは、コアの一方の面に鏡面が形成され、他方の面はリブ構造となっている。コアの剛性を高めるにはコアの厚み方向にリブの高さを高くし、軽量化率を高めるにはリブの厚さを薄くする必要がある。   When an optical mirror is used as a reflecting mirror, if the mirror surface diameter of the optical mirror is increased in order to improve the resolution, the accompanying self-weight deformation increases, resulting in a decrease in mirror surface accuracy. A conventional light-weighted optical mirror has a mirror surface formed on one surface of the core and a rib structure on the other surface. To increase the rigidity of the core, it is necessary to increase the height of the rib in the thickness direction of the core, and to increase the weight reduction rate, it is necessary to reduce the thickness of the rib.

しかしながら、剛性を高める為にリブ高さを高くすると、リブを切削加工する際の加工速度、加工効率が低下し、コアの製造に時間がかかる上、重量が重くなるという問題がある。   However, if the height of the rib is increased in order to increase the rigidity, the processing speed and processing efficiency at the time of cutting the rib are reduced, and it takes time to manufacture the core and there is a problem that the weight increases.

また、リブ厚さを薄くすると軽量化率は向上するが、その反面、光学ミラーの破損リスクは高くなり、コアの剛性が低下することになる。   Further, when the rib thickness is reduced, the weight reduction rate is improved, but on the other hand, the risk of damage to the optical mirror is increased, and the rigidity of the core is lowered.

この発明は、かかる問題点を解決する為になされたものであり、光学ミラーを大型化かつ軽量化する際に、所要の強度及び剛性を確保する構造を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to obtain a structure that secures required strength and rigidity when an optical mirror is increased in size and weight.

この発明に係る光学ミラーは、鏡面の形成されたフェースプレートと、バックプレートと、上記フェースプレート及びバックプレートの間に接合されたコアと、を備え、上記コアは、上記フェースプレート及びバックプレートの間に対向配置されるセンタープレートと、センタープレートからフェースプレート側に立設したフェースプレート側リブと、センタープレートからバックプレート側に立設したバックプレート側リブとを有して構成されるものである。   An optical mirror according to the present invention includes a face plate having a mirror surface, a back plate, and a core joined between the face plate and the back plate, and the core includes the face plate and the back plate. A center plate opposed to each other, a face plate side rib standing on the face plate side from the center plate, and a back plate side rib standing on the back plate side from the center plate. is there.

この発明によれば、コアの剛性が高くなるので、光学ミラーの剛性をより向上させることができる。   According to the present invention, since the rigidity of the core is increased, the rigidity of the optical mirror can be further improved.

図１は、この発明に係る実施の形態１による光学ミラーの鏡面側の正面図を示す。FIG. 1 shows a front view of a mirror surface side of an optical mirror according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は、実施の形態１による図１に示す光学ミラーの軽量化されたリブ構造を示すＡＡ断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA showing the lightened rib structure of the optical mirror shown in FIG. 1 according to the first embodiment. 図３は、実施の形態１によるコアのバックプレート側の背面図を示す図である。FIG. 3 is a rear view of the core according to the first embodiment on the back plate side. 図４は、この発明に係る実態の形態２による光学ミラーの支持構造を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a support structure for an optical mirror according to the actual embodiment 2 of the present invention.

以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位においては、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals.

実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による光学ミラーの鏡面側の正面図を示す。図２は、図１に示す光学ミラーの軽量化されたリブ構造を示すＡＡ断面図である。図３は、実施の形態１によるコアのバックプレート側の背面図を示す図である。なお、コアのフェースプレート側の正面図についても、図３と同様の形状をなしているので、ここでは図示を略す。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a front view of a mirror surface side of an optical mirror according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA showing a lightened rib structure of the optical mirror shown in FIG. FIG. 3 is a rear view of the core according to the first embodiment on the back plate side. The front view on the face plate side of the core has the same shape as in FIG. 3, and is not shown here.

図において、光学ミラー１は、フェースプレート４と、母材となる軽量化されたコア６と、バックプレート５から構成される。コア６は、図２の光学ミラー１の上面（鏡面側）に、フェースプレート４が接合されている。コア６は、図２の光学ミラー１の下面（背面側）にバックプレート５が接合されている。図１の正面から見た光学ミラー１の中央には、貫通穴７が開いている。また、光学ミラー１におけるコア６の外周には、前述の通り、円筒形状の外周側面部６０が設けられている。   In the figure, the optical mirror 1 includes a face plate 4, a lightened core 6 as a base material, and a back plate 5. In the core 6, the face plate 4 is bonded to the upper surface (mirror surface side) of the optical mirror 1 in FIG. The core 6 has a back plate 5 bonded to the lower surface (back side) of the optical mirror 1 of FIG. A through hole 7 is opened in the center of the optical mirror 1 as viewed from the front of FIG. Further, as described above, the cylindrical outer peripheral side surface portion 60 is provided on the outer periphery of the core 6 in the optical mirror 1.

フェースプレート１は、熱変形の抑制された低膨張ガラスセラミックスを主成分とする素材（後述する鏡面側コア６１）に鏡面研削または研磨加工を施すことによって、所望の鏡面精度が得られるように、光学ミラー１の鏡面を形成する。フェースプレート４は、コア６の構成部材である後述するリブ２０と一体的に切削することで、コア６の上面に形成される。   The face plate 1 is subjected to mirror grinding or polishing on a material (mirror surface side core 61 described later) whose main component is low expansion glass ceramic whose thermal deformation is suppressed, so that a desired mirror surface accuracy can be obtained. The mirror surface of the optical mirror 1 is formed. The face plate 4 is formed on the upper surface of the core 6 by cutting integrally with a rib 20 described later, which is a constituent member of the core 6.

バックプレート５は、コア６の背面に設けられてフェースプレート４とともにコア６を挟み込むことで、２枚の薄いスキン材（表皮材または薄板）の間に心材（コア６）を挟んだ形のサンドイッチ構造を形成する。バックプレート５は、フェースプレート４と同様の、熱変形の抑制された低膨張ガラスセラミックスを主成分とする素材から構成される。バックプレート５は、有機接着剤による接着やガラス融着によってコア６に接合される。このとき、接合強度を上げるために、コア６とバックプレート５の接着面は鏡面研磨されるのが好ましい。   The back plate 5 is provided on the back surface of the core 6 and sandwiches the core 6 together with the face plate 4 to sandwich the core material (core 6) between two thin skin materials (skin material or thin plate). Form a structure. The back plate 5 is made of the same material as that of the face plate 4, the main component of which is a low expansion glass ceramic whose thermal deformation is suppressed. The back plate 5 is joined to the core 6 by adhesion with an organic adhesive or glass fusion. At this time, in order to increase the bonding strength, the bonding surface between the core 6 and the back plate 5 is preferably mirror-polished.

コア６は、図２に示すように、センタープレート２２の上面及び下面（背面）から、それぞれリブ２０及びリブ２１が立設している。コア６は、中央部の円形状のセンタープレート２２の上下両面にリブ２０及びリブ２１を設けることで、センタープレート２２に背骨を持たせた構造となっている。すなわち、フェースプレート４とバックプレート５の間にセンタープレート２２が対向配置される構造となっている。
これによって、コア６を軽量化した構造でも、コア６の剛性を強化することができる。センタープレート２２の中央には、貫通穴が開いている。また、コア６の外周には、前述の外周側面部６０が形成されている。外周側面部６０は、センタープレート２２を境として上部に外周側面上部６０１、下部に外周側面下部６０２が設けられる。 As shown in FIG. 2, the core 6 has ribs 20 and ribs 21 erected from the upper surface and the lower surface (back surface) of the center plate 22, respectively. The core 6 has a structure in which a spine is provided to the center plate 22 by providing ribs 20 and 21 on both upper and lower surfaces of a circular center plate 22 at the center. That is, the center plate 22 is disposed so as to face the face plate 4 and the back plate 5.
As a result, the rigidity of the core 6 can be enhanced even with a structure in which the core 6 is lightened. A through hole is formed in the center of the center plate 22. Further, the outer peripheral side surface 60 described above is formed on the outer periphery of the core 6. The outer peripheral side surface portion 60 is provided with an outer peripheral side surface upper portion 601 at the upper portion and a lower outer peripheral surface lower portion 602 at the lower portion with the center plate 22 as a boundary.

また、リブ２０及びリブ２１は、図３に示すように、衝立面が正三角の筒型形状を成して凹穴３０を形成しており、各凹穴３０が格子形状をなすように円形プレートの面内に複数配列されている。このように、リブ２０及びリブ２１は正三角の筒型形状に配列されることで、円形プレートの面内方向にトラス構造をなし、コア６の面内及び面外（曲げ）剛性を高くしている。   Further, as shown in FIG. 3, the rib 20 and the rib 21 are formed in a cylindrical shape having a regular triangular partition surface to form a concave hole 30, and each concave hole 30 has a circular shape so as to form a lattice shape. A plurality are arranged in the plane of the plate. In this way, the ribs 20 and 21 are arranged in a regular triangular tube shape, thereby forming a truss structure in the in-plane direction of the circular plate, and increasing the in-plane and out-of-plane (bending) rigidity of the core 6. ing.

コア６は、リブ形成時の加工性を考慮し、センタープレート２２の上部界面２３において鏡面側コア６１とバックプレート側コア６２に二分割して、それぞれ一体的にリブ形成が行われる。
すなわち、鏡面側コア６１は、低膨張ガラスセラミックスを主成分とする１つの素材から一体的に切削加工及び研作加工を施すことで、前述の通り、リブ２０とフェースプレート４と外周側面部６０１を形成する。 The core 6 is divided into a mirror surface side core 61 and a back plate side core 62 at the upper interface 23 of the center plate 22 in consideration of workability at the time of rib formation, and the ribs are integrally formed respectively.
That is, the mirror side core 61 integrally cuts and grinds from one material whose main component is low expansion glass ceramics, so that the rib 20, the face plate 4 and the outer peripheral side surface 601 are formed as described above. Form.

また、バックプレート側コア６２は、低膨張ガラスセラミックスを主成分とする１つの素材から一体的に切削加工及び研作加工を施すことで、センタープレート２２とリブ２１と外周側面部６０２を形成する。
鏡面側コア６１とバックプレート側コア６２は、それぞれリブ形成が行われた後、接着またはガラス融着によってセンタープレート２２の上部界面２３で貼り合わせることで、一体化したコア６が形成されることとなる。このとき、接合強度を上げるために、鏡面側コア６１とバックプレート側コア６２の接着面は鏡面研磨されるのが好ましい。 Further, the back plate side core 62 forms the center plate 22, the rib 21, and the outer peripheral side surface portion 602 by integrally performing a cutting process and a polishing process from one material mainly composed of low expansion glass ceramics.
The mirror surface side core 61 and the back plate side core 62 are each formed with ribs, and then bonded together at the upper interface 23 of the center plate 22 by adhesion or glass fusion, whereby the integrated core 6 is formed. It becomes. At this time, in order to increase the bonding strength, it is preferable that the bonding surface between the mirror surface side core 61 and the back plate side core 62 is mirror polished.

また、コア６とバックプレート５が接合されることによって、フェースプレート４、センタープレート２２、及びバックプレート５からなる３枚のスキン材が平行に配列されることとなる。これによって、三枚の薄いスキン材のそれぞれの間に心材（リブ２０，２１）を挟んだ形の二段サンドイッチ構造を構成することとなる。   Further, by joining the core 6 and the back plate 5, the three skin materials including the face plate 4, the center plate 22, and the back plate 5 are arranged in parallel. As a result, a two-stage sandwich structure in which the core material (ribs 20 and 21) is sandwiched between the three thin skin materials is formed.

実施の形態１に係る光学ミラー１は以上説明したように構成され、軽量化されたコア６のリブ２０，２１は、中央部にバックプレート５と平行したセンタープレート２２を形成している。このため、例えば特許文献１に示すようなセンタープレート２２を有さない構造の光学ミラーに比べて、光学ミラーの重量を維持したまま口径を大きくする際に、コア６のリブを高くしかつ薄くしても、光学ミラー１について所要の剛性を確保することができる。   The optical mirror 1 according to the first embodiment is configured as described above, and the ribs 20 and 21 of the core 6 reduced in weight form a center plate 22 parallel to the back plate 5 at the center. For this reason, for example, when the diameter is increased while maintaining the weight of the optical mirror as compared with an optical mirror having a structure that does not have the center plate 22 as shown in Patent Document 1, the rib of the core 6 is made higher and thinner. Even so, the required rigidity of the optical mirror 1 can be ensured.

また、軽量化したコアの中央にセンタープレート２２を設けて背骨を持たせる構造とすることによって、軽量化した光学ミラー１に所要の剛性を持たせることができるので、光学ミラー１の背面あるいは側面を支持部材によって支持しても、フェースプレート１の鏡面の変形を低減することができる。   Further, by providing the center plate 22 at the center of the lightened core and having the backbone, the lightened optical mirror 1 can have the required rigidity, so that the back or side surface of the optical mirror 1 can be provided. Even if it is supported by the support member, the deformation of the mirror surface of the face plate 1 can be reduced.

このように、実施の形態１による光学ミラーは、鏡面の形成されたフェースプレートと、バックプレートと、上記フェースプレート及びバックプレートの間に接合されたコアとを備え、上記コアは、上記フェースプレート及びバックプレートの間に対向配置されるセンタープレートと、センタープレートからフェースプレート側に立設したフェースプレート側リブと、センタープレートからバックプレート側に立設したバックプレート側リブとを有して構成されることを特徴とする。これによって、コアの剛性が高くなるので、光学ミラーの剛性をより向上させることができる。   As described above, the optical mirror according to the first embodiment includes the face plate on which the mirror surface is formed, the back plate, and the core joined between the face plate and the back plate, and the core includes the face plate. And a center plate disposed oppositely between the back plate, a face plate side rib standing on the face plate side from the center plate, and a back plate side rib standing on the back plate side from the center plate It is characterized by being. As a result, the rigidity of the core is increased, so that the rigidity of the optical mirror can be further improved.

実施の形態２．
図４は、この発明に係る実態の形態２による光学ミラーの支持構造を示す図である。
光学ミラー１を光学系部品として、例えば光学望遠鏡のような光学装置を組み立てる際、光学ミラー１の側面側あるいは背面側を支持することとなる。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a support structure for an optical mirror according to the actual embodiment 2 of the present invention.
When assembling an optical device such as an optical telescope using the optical mirror 1 as an optical system component, the side or back side of the optical mirror 1 is supported.

実施の形態２による光学ミラー１は、コア６のセンタープレート２２に支持部８を取り付けている。支持部８は、光学ミラー１の背面からバックプレート５を貫通して、センタープレート２２に端部１０が取り付けられる。センタープレート２２には、光学ミラー１の重心が位置している。このため、光学ミラー１の重心に近い部分であるセンタープレート２２を支持部８で支持することによって、光学ミラー１の背面側を支持することができる。   In the optical mirror 1 according to the second embodiment, the support portion 8 is attached to the center plate 22 of the core 6. The support portion 8 passes through the back plate 5 from the back surface of the optical mirror 1, and the end portion 10 is attached to the center plate 22. The center of gravity of the optical mirror 1 is located on the center plate 22. For this reason, the back side of the optical mirror 1 can be supported by supporting the center plate 22, which is a portion near the center of gravity of the optical mirror 1, with the support portion 8.

また、実施の形態２による光学ミラー１は、コア６の外周側面部６０に支持部９の端部が取り付けられている。この際、支持部９の端部は、センタープレート２２面の延在方向において外周側面部６０に取り付けられている。このように、光学ミラー１の重心が位置するセンタープレート２２面の延在方向に支持部９を取り付け、光学ミラー１を支持することによって、光学ミラー１の側面を支持することができる。   In the optical mirror 1 according to the second embodiment, the end portion of the support portion 9 is attached to the outer peripheral side surface portion 60 of the core 6. Under the present circumstances, the edge part of the support part 9 is attached to the outer peripheral side surface part 60 in the extension direction of the center plate 22 surface. In this way, the side surface of the optical mirror 1 can be supported by attaching the support portion 9 in the extending direction of the surface of the center plate 22 where the center of gravity of the optical mirror 1 is located and supporting the optical mirror 1.

特許文献１に示すような従来の光学ミラーは、その側面あるいは背面を支持する際、支持部に外力が働くことで光学ミラーを変形させ、結果的に鏡面精度が劣化する場合がある。そこで、この実施の形態２では、光学ミラー１をコア３の中央部で支持することによって、軽量化した光学ミラー１の重心に近いところを保持できるようにしているので、光学ミラー１の変形を抑えることができる。   In the conventional optical mirror as shown in Patent Document 1, when supporting the side surface or the back surface, an external force acts on the support portion to deform the optical mirror, and as a result, the mirror surface accuracy may deteriorate. Therefore, in the second embodiment, the optical mirror 1 is supported by the central portion of the core 3 so that a portion close to the center of gravity of the lightened optical mirror 1 can be held. Can be suppressed.

以上説明した通り、実施の形態２による光学ミラーは、支持部の端部をコア中央部に取り付けて光学ミラーを支持することにより、軽量した光学ミラー１の重心に近いところを保持できるようにすることで、光学ミラー１にかかる応力の影響を小さくし、所要の鏡面精度を確保することができる。   As described above, the optical mirror according to the second embodiment can hold the portion near the center of gravity of the lightweight optical mirror 1 by attaching the end of the support portion to the center of the core and supporting the optical mirror. Thereby, the influence of the stress applied to the optical mirror 1 can be reduced, and the required mirror surface accuracy can be ensured.

１ 光学ミラー、４ フェースプレート、５ バックプレート、６ コア、７ 穴、８ 支持部、９ 支持部、２０ リブ、２１ リブ、２２ センタープレート、３０ 凹部、６０ 外周側面部。   1 optical mirror, 4 face plate, 5 back plate, 6 core, 7 holes, 8 support part, 9 support part, 20 rib, 21 rib, 22 center plate, 30 recess, 60 outer peripheral side part.

Claims (4)

鏡面の形成されたフェースプレートと、
バックプレートと、
上記フェースプレート及びバックプレートの間に接合されたコアと、
を備え、
上記コアは、上記フェースプレート及びバックプレートの間に対向配置されるセンタープレートと、センタープレートからフェースプレート側に立設したフェースプレート側リブと、センタープレートからバックプレート側に立設したバックプレート側リブとを有して構成されることを特徴とした光学ミラー。 A mirror-formed face plate;
Back plate,
A core joined between the face plate and the back plate;
With
The core includes a center plate disposed between the face plate and the back plate, a face plate side rib standing on the face plate side from the center plate, and a back plate side standing on the back plate side from the center plate An optical mirror characterized by comprising a rib. 上記センタープレートに、上記バックプレート側から上記コアを支える支持部が取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の光学ミラー。   The optical mirror according to claim 1, wherein a support portion that supports the core from the back plate side is attached to the center plate. 上記センタープレートの延存方向における上記コアの外周に、上記コアを支える支持部が取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の光学ミラー。   The optical mirror according to claim 1, wherein a support portion that supports the core is attached to an outer periphery of the core in the extending direction of the center plate. 上記コアは、上記センタープレートを分割面とする、２つの低膨張ガラスセラミックス素材の加工品を接合して構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光学ミラー。   4. The optical device according to claim 1, wherein the core is formed by joining two low-expansion glass ceramic material workpieces having the center plate as a dividing surface. 5. mirror.
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