JP2013161050A - 光学素子ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子とベースへの取付部とのオフセットを解消し、装置の設定時における光学素子の固定位置の割出しが不要、かつ設置時の調整工数の少なく、小型・安定性の高い光学素子ホルダを提供する。
【解決手段】本体１２の薄肉部１７と光学素子保持部材１５の板状部２０とを対向配置すると共に、本体１２の円筒状の孔１６にミラー等の光学素子１３を保持する円筒部２１を嵌入する。本体１２をベースに取付けるための取付部１１は、その中心線の延長線ａ−ａ上に光学素子１３が位置するように配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学系に備えられて、ミラー等の光学素子を、その傾動角度を調整可能に保持する光学素子ホルダに関する。

一般に、干渉計や他の光学装置においては、レーザ光等の光を反射して光路を変更するミラーが配置され、該ミラーが光を適切な角度で反射するためにその傾動角度を調整可能な状態でミラーを保持するミラーホルダが知られている（特許文献１，２参照）。

上記特許文献１，２記載のミラーホルダ１は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、防振台等のベースに取付けるための取付部である固定軸２を有する本体３と、ミラー５を一体的に保持するミラー保持部材６とが対向配置され、これら本体３及びミラー保持部材６の間に配置される引張コイルばね７の付勢力に抗して調整ネジ８，８を進退させることで、支点部９を中心として上記本体３に対するミラー５の傾動角を調整する。

特表２００２−５０６９９８号公報 特開２００２−２１８３５号公報

しかしながら、上記特許文献１，２記載のものでは、ミラー５の反射面５ａと固定軸２が所定量ｅオフセットしており、そのために装置の設定時におけるミラーの固定位置の割出しが必要であると共に、設置時のミラーの傾動角の調整にも調整工数が余分にかかってしまうという問題があった。また、このようなミラーと取付部のオフセットを解消するために、ベースとミラーホルダの間にプレートを追加して、該プレートに上記所定量ｅだけずらしてミラーホルダを固定することでオフセットを解消する方法が考えられるが、プレートの厚みの分光軸が高くなり安定性が低下すると共に、大型化と高コスト化を伴ってしまう。

そこで、本発明は、部材を追加することなくベースへの固定軸と光学素子とのオフセットを解消し、もって上述の課題を解決した光学素子ホルダを提供することを目的とするものである。

本発明は、ベースに取付けるための取付部（１１）を有する本体（１２）と、
前記本体（１２）に対向配置され、光学素子（１３）を一体的に保持する光学素子保持部材（１５）と、
前記光学素子保持部材（１５）を前記本体（１２）に対して傾動自在に支持する支点部（２７）と、
前記光学素子保持部材（１５）及び前記本体（１２）のいずれか一方に螺合され、他方に先端（２９ａ，２９ａ）が当接して、前記本体（１２）に対する前記光学素子保持部材（１５）の傾動角を調整する調整ネジ（２９，２９）と、
前記光学素子保持部材（１５）と前記本体（１２）とが、前記支点部（２７）及び前記調整ネジ（２９，２９）を介して当接するように付勢する付勢部材（３０，３０）と、を備え、
前記取付部（１１）の中心線の延長線（ａ−ａ）上に前記光学素子（１３）を位置するように、前記取付部（１１）および前記光学素子保持部材（１５）が配置されてなる、
ことを特徴とする。

例えば図１（ｆ）を参照して、前記光学素子がミラー（１３）であり、
前記取付部（１１）の中心線の延長線（ａ−ａ）上に、前記ミラー（１３）の反射面（１３ａ）が実質的に位置する。

例えば図１を参照して、前記取付部（１１）と前記付勢部材（３０，３０）とが、前記光学素子（１３）を間にして反対側に配置されてなる。

例えば図１を参照して、前記本体（１２）は、正面視矩形状からなり、その中央部に円筒状の孔（１６）を有すると共に、前記矩形状の対角線に対して一方側に薄肉部（１７）を形成し、
前記光学素子保持部材（１５）は、前記薄肉部（１７）に対向するように配置される板状部（２０）と、前記円筒状の孔（１６）に嵌入するように前記光学素子（１３）を保持した円筒部（２１）と、を有し、
前記本体（１２）と前記光学素子保持部材（１５）とは、組み合わされて直方体形状を構成し、
前記本体（１２）の薄肉部（１７）以外の肉厚部分（１９）に前記取付部（１１）を配置してなる。

例えば図１（ａ）又は（ｂ）を参照して、前記調整ネジ（２９，２９）は、前記本体（１２）に螺合されてなる。

なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照するものであるが、何ら特許請求の範囲に記載される構成に影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、ベースに取付ける取付部の中心線の延長線上に光学素子が配置され、取付部と光学素子の光路上の設置位置が一致するので、光学装置の設定時に光学素子の固定位置を割出して光路算出する必要がなく、かつ光学素子の傾動角の調整工数も少なくて済み、簡便に光学素子を光学装置に配置することができる。また、本体の取付部においてベースに直接取付けるため、小型・低光軸かつ高い安定度を維持したまま、光学素子を配置することができる。

請求項２に係る本発明によると、取付部の中心線の延長線上に、ミラーの反射面が実質的に位置し、取付部とミラーの反射面の光路上の設置位置が一致するので、光学装置の設定時にミラーの固定位置を割出して光路算出する必要がなく、かつミラーの傾動角の調整工数も少なくて済み、簡便にミラーを光学装置に配置することができる。

請求項３に係る本発明によると、取付部と付勢部材とが、光学素子を間にして反対側に配置されるので、取付部と付勢部材とが干渉することがなく、装置を小型化することができる。

請求項４に係る本発明によると、本体の薄肉部と光学素子保持部材の板状部とを対向配置すると共に、本体の薄肉部以外の肉厚部分に取付部を配置したので、光学素子ホルダを、全体で直方体形状からなるコンパクトな構成とすることができる。光学素子ホルダを小型化することで、光学素子がベースから近い位置に配置され、安定性を向上することができる。

請求項５に係る本発明によると、調整ネジが本体に螺合されるので、本体に調整ネジの質量が作用し、光学素子の傾動角を安定的に保持することができる。

本発明の実施の形態に係るミラーホルダを示す模式図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は背面図、（ｆ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｅ）は底面図。 本発明の実施の形態に係るミラーホルダをロッドに固定した状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図。 本発明の実施の形態に係るミラーホルダをネジによって固定した状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図。 従来のミラーホルダを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。ミラーホルダ（光学素子ホルダ）１０は、図１に示すように、例えば干渉計における防振台等のベース（不図示）に取付けるための取付部１１を有する本体１２と、該本体１２に対向配置され、光学素子であるミラー１３を一体的に保持するミラー保持部材（光学素子保持部材）１５と、を備える。

上記本体１２は、正面視矩形状からなり、その中央部に円筒状の孔１６を有すると共に、上記矩形状の対角線に対して一方側に配置されて略々直角３角形状に切欠かれた薄肉部１７と、該薄肉部１７以外の肉厚部分１９と、からなる。なお、上記略々直角３角形状とは、正確な３角形に限定するものではなく、正面視矩形状の１個の角部を挟む２辺と、該２辺先端の角部分を含み、残る１個の角部側を肉厚部分として残して削った変形５角形状等の形状を含むものである。

上記ミラー保持部材１５は、正面視又は平面視において、略々３角形状の板状部２０と、該板状部２０と一体に形成されて背面方向に延びる円筒部２１と、を備えている。上記板状部２０の上記円筒部２１と反対側には、円周に一部が切欠かれたテーパー状の拡がり面２２ａを有するように孔２２が形成され、該孔２２の上記拡がり面２２ａ側が段部２２ｂになっていて、上記円筒部２１に接続している。上記円筒部２１の上部には、雌ネジ２３を有する凸部２５が軸方向に突出して設けられる。上記ミラー１３は、上記円筒部２１に嵌合されて、かつその反射面１３ａ側を上記段部２２ｂに位置決めされて、更に上記雌ネジ２３に螺合される固定ネジ２６によって上記ミラー保持部材１５に固定される。

上記本体１２と上記ミラー保持部材１５は、上記本体１２の円筒状の孔１６に上記ミラー保持部材１５の円筒部２１が嵌入すると共に、上記本体１２の薄肉部１７に対向するように上記ミラー保持部材１５の板状部２０が配置されて、全体では正面視において略々正方形からなる直方体形状に構成されている。上記薄肉部１７及び板状部２０における直角３角形の頂角（直角）部分には、上記ミラー保持部材１５を上記本体１２に対して傾動自在に支持する支点部２７が配置され、該支点部２７は、例えば上記本体１２とミラー保持部材１５にすり鉢形状からなり互いに対向配置される凹部を形成し、該凹部にボールを挟持する構成からなる。

上記本体１２の薄肉部１７の上記支点部２７が配置される頂角部分を挟む２辺の上記頂角部分と離れた側の角部分には、上記ミラー保持部材１５の反対側から調整ネジ２９，２９が螺合され、上記調整ネジ２９，２９は、先端２９ａ，２９ａが上記ミラー保持部材１５の上記板状部２０に当接して押圧する。正面視又は背面視において（図１（ｄ）（ｂ）参照）、上記支点部２７と上記調整ネジ２９，２９との間には、上記本体１２と上記ミラー保持部材１５とが、上記支点部２７および上記調整ネジ２９，２９を介して当接するように付勢する引張コイルばね（付勢部材）３０，３０が配置されている。

上記本体１２の肉厚部分１９には、ベースに取付けるための上記取付部１１，１１が配置され、２つの取付部１１，１１は、水平方向及び垂直方向の両方に取付けられるように設けられたものであり、それらの中心線の延長線は上記ミラー１３の中心Ｄにおいて直交する。上記取付部１１，１１は、正面視又は背面視において（図１（ｄ）（ｂ）参照）、上記ミラー１３を間にして、上記引張コイルばね３０，３０と反対側に配置されている。上記取付部１１，１１と引張コイルばね３０，３０とは干渉することがなく、上述の上記本体１２と上記ミラー保持部材１５が組み合わされて全体で直方体形状に構成されることと相俟って、ミラーホルダ１０を小型化することができ、小型化に伴って上記ミラー１３がベースから近い位置に配置されるため、安定的に上記ミラー１３を保持することができる。

上記取付部１１の中心線の延長線ａ−ａ上に、上記ミラー１３の反射面１３ａの中心Ｄが実質的に位置するように配置され、反射面１３ａによる光の反射位置が、取付部１１の中心線の延長線ａ−ａ上に実質的に位置する（図１（ｆ）参照）。

本実施の形態は、以上のような構成からなるので、ミラーホルダ１０は、引張コイルばね３０，３０が、ミラー保持部材１５を本体１２に螺合する調整ネジ２９，２９の先端２９ａ，２９ａ及び支点部２７に付勢し、これら３点において本体１２はミラー保持部材１５を支持する。ミラー保持部材１５に装着されるミラー１３の反射面１３ａが調整ネジ２９，２９に対して垂直な状態を中立位置とすると、ミラー１３が該中立位置にある状態で、ミラーホルダ１０は、図２に示すように、取付部１１に下方からロッド３１を螺合して固定されるか、若しくは図３に示すように、上方から取付ネジ３２によって様々な光学装置のベースに取付けられて、光学装置における光路上に配置される。この状態では、取付部１１，ロッド３１，又は取付ネジ３２の中心線の延長線ａ−ａ上にミラー１３の反射面１３ａの中心Ｄが位置するため、取付部１１とミラー１３の反射面１３ａの設置位置は光路上における同一平面にある。

次に、引張コイルばね３０，３０の付勢力に抗して、本体１２に螺合する調整ネジ２９，２９を回転してミラー保持部材１５の板状部２０を押圧し、支点部２７を支点として本体１２に対するミラー保持部材１５及びミラー１３の傾動角を所望の角度に調整する。上記中立位置からミラー１３の傾動角を変更しても、取付部１１の中心線の延長線ａ−ａに対するミラー１３の反射面１３ａの中心Ｄの移動は微小であって、上記延長線ａ−ａと中心Ｄが同軸上に位置するように近似され、また、２本の調整ネジ２９，２９の互いの進退位置によっては、取付部１１と反射面１３ａの中心Ｄの位置を同軸上にすることが可能である。

したがって、ミラー１３の本体１２に対する傾動角を上記中立位置から変更しても、取付部１１の中心線の延長線ａ−ａが、ミラー１３の反射面１３ａの中心Ｄ近傍に位置するので、光学装置の設定時にミラー１３の固定位置を割出して光路算出する必要はなく、簡便に光学素子を光学装置に配置することができ、かつミラーホルダ１０によるミラー１３の傾動角の調整を容易に行うことができる。

なお、上述のミラー保持部材１５は、ミラー１３に限らず、レンズ，プリズム，光学フィルタ等の他の光学素子を保持してもよく、例えば凸レンズの場合では、その中心面が上述のミラーの反射面の位置に対応するように配置する。

また、上述した実施の形態は、調整ネジ２９，２９を本体１２に螺合して配置したが、これら調整ネジ２９，２９をミラー保持部材１５に螺合して、先端を本体１２に当接してミラー保持部材１５及びミラー１３の傾動角を調整自在に設けても良い。

また、本体１２にミラー保持部材１５を付勢する手段として、引張コイルばね３０，３０ではなく、本体１２及びミラー保持部材１５のそれぞれに互いに吸着する磁石を配置しても良い。

また、上記薄肉部１７及び該薄肉部１７に対向配置される板状部２０は、直角３角形状に限らず、例えば上記支点部２７が配置される頂角部分の対辺側が直線状でなく、階段形状や曲線形状になってもよく、上記本体１２と上記ミラー保持部材１５が組み合わされて略直方体形状となればどんな形状でも良い。

１０ ミラーホルダ（光学素子ホルダ）
１１ 取付部
１２ 本体
１３ ミラー（光学素子）
１５ ミラー保持部材（光学素子保持部材）
１６ 孔
１７ 薄肉部
１９ 肉厚部分
２０ 板状部
２１ 円筒部
２７ 支点部
２９，２９ 調整ネジ
２９ａ，２９ａ 先端
３０，３０ 引張コイルばね（付勢部材）
ａ−ａ 中心線の延長線

Claims (5)

1. ベースに取付けるための取付部を有する本体と、
   前記本体に対向配置され、光学素子を一体的に保持する光学素子保持部材と、
   前記光学素子保持部材を前記本体に対して傾動自在に支持する支点部と、
   前記光学素子保持部材及び前記本体のいずれか一方に螺合され、他方に先端が当接して、前記本体に対する前記光学素子保持部材の傾動角を調整する調整ネジと、
   前記光学素子保持部材と前記本体とが、前記支点部及び前記調整ネジを介して当接するように付勢する付勢部材と、を備え、
   前記取付部の中心線の延長線上に前記光学素子を位置するように、前記取付部および前記光学素子保持部材が配置されてなる、
   ことを特徴とする光学素子ホルダ。
2. 前記光学素子がミラーであり、
   前記取付部の中心線の延長線上に、前記ミラーの反射面が実質的に位置する、
   請求項１記載の光学素子ホルダ。
3. 前記取付部と前記付勢部材とが、前記光学素子を間にして反対側に配置されてなる、
   請求項１又は２記載の光学素子ホルダ。
4. 前記本体は、正面視矩形状からなり、その中央部に円筒状の孔を有すると共に、前記矩形状の対角線に対して一方側に薄肉部を形成し、
   前記光学素子保持部材は、前記薄肉部に対向するように配置される板状部と、前記円筒状の孔に嵌入するように前記光学素子を保持した円筒部と、を有し、
   前記本体と前記光学素子保持部材とは、組み合わされて直方体形状を構成し、
   前記本体の薄肉部以外の肉厚部分に前記取付部を配置してなる、
   請求項１ないし３のいずれか記載の光学素子ホルダ。
5. 前記調整ネジは、前記本体に螺合されてなる、
   請求項１ないし４のいずれか記載の光学素子ホルダ。
   
   

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