JP2017517036A - 迅速交換式の光学部品マウントを使用する光学レールシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

既に取り付けられた２つの電子部品マウントの一方を取り除く必要なく、既に取り付けられた２つの電子部品マウントの間でレール上に取り付けられるように構成された電子部品マウントを含む光学レールシステムである。電子部品マウントは、レールのそれぞれの部分と確実に位置合わせされるように構成された溝を含む。マウントはさらに、ハウジングの溝内にレールの部分を確実に固定する固定装置を備える。【選択図】図１

Description

この開示は、一般に、光学システムに関し、特に、迅速交換式の光学部品マウントを使用する光学レールシステムおよび方法に関するものである。

光学測定システムは、一般に、１またはそれ以上の試料のある性質または特性を測定するために用いられる。そのような測定を実行する際に、光学測定システムは、１またはそれ以上の試料に対する意図した測定を達成するために、特定の方法で配置された様々な光学部品を用いる。そのような光学部品には、光源、フィルタ、レンズ、ミラー、空間フィルタ、変調器、チョッパ、コリメータ、検出器、拡散器、光ファイバなどが含まれるが、それらに限定されるものではない。

多くの場合、光学測定システムは、意図した光学測定システムの光学部品の取付および配置を容易にするために、光学レールシステムを含む。典型的には、光学レールシステムは、複数の平行レール、例えば、四角い形に配列された４つのレールと、それらレールに固定される複数の光学部品マウントとにより構成される。各光学部品マウントは、１またはそれ以上の光学部品を機械的に受容するように構成されている。

従来、光学部品マウントは、典型的には四角い形に配列された複数の貫通穴から構成されている。各光学部品マウントは、レールがマウントのそれぞれの貫通穴の中に同軸方向に移動するようにマウントをスライドさせることにより、レールに取り付けられている。同様に、各光学部品マウントは、レールがマウントのそれぞれの貫通穴の外に同軸方向に移動するようにマウントをスライドさせることにより、光学レールシステムから取り外される。

そのような光学レールシステムの欠点は、既に取り付けられたマウントの間に１またはそれ以上の光学部品マウントを追加するのにかなりの労力を必要とすることである。例えば、一組の既に取り付けられたマウントの間に光学部品マウントを加えるには、既に取り付けられたマウントの一方を、スライドさせてレールから外すことにより、取り除く必要がある。その後、新たに追加する光学部品マウントがスライドされて光学レールシステムに組み込まれる。新たに加えたマウントが光学レールシステムに取り付けられた後に、前に取り除かれたマウントが、再び光学レールシステムに取り付けられる。

想像される通り、そのような光学レールシステムは、意図した測定のためにしばしば再構成されることを必要とする光学測定システムに、簡単に合うことはない。上述したように、既に取り付けられたマウントは、光学レールシステムから取り除いて、光学レールシステムに再び取り付ける必要がある。また、そのようなマウントは、再び正確に位置合わせを行う必要もあり、その他の光学部品に対する距離および向きが、そのような光学測定システムにおいては重要であることが多い。

したがって、幾つかある要求の中で特に、既に取り付けられたマウント間への新たな光学部品マウントの取り付けおよび取り外しを容易にする改良された光学レールシステムに対する要求が存在する。

既に取り付けられた２つの電子部品マウントの一方を取り除く必要なく、既に取り付けられた２つの電子部品マウントの間でレール上に取り付けられるように構成された電子部品マウントを含む光学レールシステムである。光学レールシステムを光学テーブルまたはその他の構造物上に取り付けるために、その他の１またはそれ以上のマウントを光学レールシステムに取り付けるようにしてもよい。光学レールシステムの縦軸および／または横軸に沿って光学レールシステムをカスケード接続するようにしてもよい。

本開示の一態様において、光学レールシステムは、複数のレールと、レールに固定されるマウントとを備える。マウントは、レールのそれぞれの部分と位置合わせされる複数の溝を含むハウジングを備える。別の態様では、溝が、摩擦嵌め方式（friction fit manner）でレールのそれぞれの部分と位置合わせされるように構成されている。

本開示の別の態様において、マウントのハウジングは、溝の境界のそれぞれの一部を形成する複数のフレキシブルなフランジを備える。さらに別の態様では、マウントが、ハウジングの溝内に確実にレールをそれぞれ取り付けるための複数の固定装置を備える。さらに別の態様では、固定装置が、フレキシブルなフランジの穴を貫通してハウジングのネジ穴と螺合するネジを備え、ネジの締め付けによって、フレキシブルなフランジが溝内のレールに向けてそれぞれ移動する。別の態様では、固定装置が、ハウジングのネジ穴を貫通してフレキシブルなフランジと端部で接触するネジを備え、ネジの締め付けによって、フレキシブルなフランジが溝内のレールに向けてそれぞれ移動する。

本開示の別の態様では、マウントがさらに、光学部品を確実に受容するためのドックを備える。さらに別の態様では、ドックがマウントのハウジング内のネジ穴として構成され、ネジ穴が、光学部品のネジ山が形成された外殻と螺合するように構成されている。さらに別の態様では、ドックが、ハウジングのネジ無し穴として構成されている。別の態様では、ネジ無し穴が、前記光学部品の外殻の１またはそれ以上の位置決め窪みまたは突起と位置合わせするようにそれぞれ構成された１またはそれ以上の位置決め突起または窪みを備える。

本開示の別の態様では、光学レールシステムが、ドックのネジ無し穴内に光学部品をより確実に保持するための固定装置を備える。さらに別の態様では、固定装置が、ハウジングのネジ穴を貫通して光学部品の外殻と端部で接触するネジを含み、ネジの締め付けによって、端部の接触が光学部品に対してより大きな圧力を加えて、ハウジングのネジ無し穴内に光学部品をより確実に定着させる。

本開示の別の態様では、マウントのハウジングがさらに、柱に取り付けられるように構成され、柱が、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けられるように構成されている。さらに別の態様では、マウントが、ハウジングの貫通孔を貫通して柱のネジ穴と螺合するネジを備える。さらに別の態様では、マウントのハウジングが、溝の近傍に凹部を備え、凹部が、溝に挿入する前と溝から取り外した後に、レールをそれぞれ受け入れるように構成されている。

本開示のその他の態様、利点および新規な特徴は、添付図面とともに検討した場合に、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図１は、本開示の一態様に係る例示的な光学レールシステムの斜視図を示している。 図２は、図１の例示的な光学レールシステムの斜視図を示し、本開示の別の態様に係る、光学レールシステムに光学部品マウントを取り付ける例示的な方法および光学レールシステムから光学部品マウントを取り外す例示的な方法を表している。 図３は、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上に光学レールシステムを支持するための追加的なマウントを有する図１の例示的な光学レールシステムの斜視図を示している。 図４Ａ−４Ｂは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための例示的な光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図５Ａ−５Ｂは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための別の例示的な光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図６Ａおよび６Ｂは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図７Ａ−７Ｂは、例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウントであって、本開示の別の態様に係る光学的に調節可能な部品を含む光学部品マウントの斜視図および正面図を示している。 図８Ａ−８Ｂは、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上で例示的な光学レールシステムを支持するための例示的なマウントの斜視図および正面図を示している。 図９は、本開示の別の態様に係る例示的な縦方向にカスケード接続した光学レールシステムの側面図を示している。 図１０は、本開示の別の態様に係る例示的な横方向にカスケード接続した光学レールシステムの側面図を示している。

図１は、本開示の一態様に係る例示的な光学レールシステム１００の斜視図を示している。光学レールシステム１００は、要約すると、既に取り付けられた光学部品マウントの間への光学部品マウントの取り付けおよび取り外しを容易にするように構成されている。すなわち、新たな光学レールシステム１００によれば、既に取り付けられている一組のマウントの間への光学部品マウントの取り付けおよび取り外しによって、既に取り付けられたマウントの何れかの取り外しが必要となることはない。

より具体的には、光学レールシステム１００は、複数のレール１０２ａ−１０２ｄを備える。例示的な実施形態では、光学レールシステム１００は、四角形に配列された４つの実質的に平行なレール１０２ａ−ｄを含む。さらに、例示的な実施形態によれば、レール１０２ａ−ｄの各々は、実質的に円形の断面を有する。光学レールシステム１００は、異なる数（例えば、＜４、または、＞４）のレールを含むことができ、四角形以外の形状に配置することができ、また、断面を異なる形状とすることができることを理解されたい。

例示的な実施形態においては、光学レールシステム１００は、３つの光学部品マウント１１０，１２０，１３０を含む。光学部品マウント１１０，１３０は、レール１０２ａ−ｄの端部に取り付けられている。光学部品マウント１２０は、光学部品マウント１１０，１３０の間でレール１０２ａ−ｄに取り付けられている。この実施例では、光学レールシステム１００が３つの光学部品マウント１１０，１２０，１３０を含むが、光学レールシステム１００は、異なる数（例えば、＜３、または、＞３）のマウントを含むこともできることを理解されたい。さらに、光学部品マウント１１０，１３０はレール１０２ａ−ｄの端部に取り付けられているが、光学部品マウント１１０，１３０の一方または両方をレール１０２ａ−ｄに沿った（例えば、端部ではない）異なる位置に取り付けることも可能である。

光学部品マウント１１０，１２０，１３０の各々は、光学部品マウント１２０を一例として用いると、複数の溝１２４ａ−ｄを含むハウジング１２２を備える。溝１２４ａ−１２４ｄは、レール１０２ａ−１０２ｄ上に光学部品マウント１２０を固定するために、レール１０２ａ−ｄのそれぞれの部分と結合または受け入れるように構成されている。例示的な実施形態では、レール１０２ａ−ｄは、本明細書中に詳細に述べられているように、摩擦嵌め方式でそれぞれの溝１２４ａ−ｄ内に設けられている。さらに、光学部品マウント１２０，１３０，１４０の各々は、本明細書中に詳細に述べられているように、レール１０２ａ−ｄ上にマウントをより確実に取り付けまたは固定するために止めネジを含む。さらに、光学部品マウント１２０，１３０，１４０の各々は、本明細書中に詳細に述べられているように、特定のまたは選択された光学部品を確実に受け入れまたは結合するために、光学部品ドック１２６を含む。

この実施例では、光学部品マウント１１０，１２０，１３０は、ほぼ同じように構成されるものとして記載されているが、マウントを互いに異なるように構成することも可能であることを理解されたい。また、この実施例では、光学部品マウント１１０，１２０，１３０は、各々が４つのレール１０２ａ−ｄと係合する４つの溝１２４ａ−ｄを含むが、光学部品マウントがそれぞれ、光学レールシステムのレールの数と一致する異なる数の溝（例えば、＜４、または、＞４）を含むこともできることを理解されたい。また、別の実施形態に関連して述べられているように、マウントの溝の数は、光学レールシステムのレールの数に一致させる必要はない。

図２は、例示的な光学レールシステム１００の斜視図であり、本開示の別の態様に係る、光学レールシステム１００に光学部品マウント１２０を取り付ける例示的な方法および光学レールシステム１００から光学部品マウント１２０を取り外す例示的な方法を示している。前述したように、光学レールシステム１００の利点の一つは、光学レールシステムへの光学部品マウントの挿入および光学レールシステムからの光学部品マウントの除去に、光学レールシステム上のその他の光学部品マウントの除去を必要としないことである。例えば、図示のように、光学部品マウント１１０，１３０間のレール１０２ａ−ｄへの光学部品マウント１２０の取付および除去に、光学部品マウント１１０または１３０の何れかの除去を必要としない。

例えば、光学レールシステム１００に光学部品マウント１２０を取り付けることを検討すると、時点ｔ１に、ユーザは、光学部品マウント１２０をレール１２０ａ−ｂおよび１２０ｃ−ｄのそれぞれの組の間にかつほぼ平行に配置する。時点ｔ２に、ユーザは、光学部品マウント１２０を回転させて、溝１２４ａ−ｄをレール１０２ａ−ｄの上にそれぞれ配置する。本明細書中に詳細に述べられているように、光学部品マウント１２０は、それぞれの溝１２４ａ−ｂの下方に凹部を含み、それにより、マウントの幅が狭くなり、その幅が、レール１２０ａ−ｄ間の最小クロス距離（cross distance）よりも小さくなっている。これは、レール１２０ａ−ｄをそれぞれの溝１２４ａ−ｄの直ぐ下に配置することを可能にし、それにより、溝へのレールの挿入および溝からのレールの除去を容易にしている。

時点ｔ３で、ユーザは、レール１０２ａ−ｄに対して光学部品マウント１２０を押圧し（または引っ張り）、その結果、レールが摩擦嵌め方式で対応する溝１２４ａ−ｄ内に嵌め込まれる。その後、ユーザは、マウントを適切に配置するために、レール１０２ａ−ｄに沿って光学部品マウント１２０をスライドさせることができ、その後、所望位置でレール１０２ａ−ｄ上により確実にマウントを固定するために、止めネジを取り付けて締め付けることができる。

光学レールシステム１００からの光学部品マウント１２０の除去は、光学部品マウントの取付と同様であるが、それとは逆のやり方となる。具体的には、ユーザが光学部品マウント１２０を取り除くことを望むとき、時点ｔ３で、ユーザは、マウントから止めネジを除去する。その後、時点ｔ２で、ユーザは、レール１２０ａ−ｄから光学部品マウント１２０を引っ張って（または押圧して）外す。マウントがレールから最初に取り除かれた後に、それぞれの溝１２４ａ−ｂの下方の凹部が、再び、レール１２０ａ−ｂ用の空間を提供する。時点ｔ１で、ユーザは、光学部品マウント１２０を回転させて、光学部品マウントが、レール１２０ａ−ｂおよび１２０ｃ−ｄのそれぞれの組の間でほぼ平行に配置されるようにする。その後、ユーザは、光学レールシステム１００から光学部品マウント１２０を完全に取り除くことができる。

上述したように、光学部品システム１００への光学部品マウント１２０の挿入および光学部品システム１００からの光学部品マウント１２０の除去は、その他の光学部品マウント１１０および１３０の除去を必要としない。これは、その他の光学部品を取り除くことなく、光学部品を簡単に挿入および除去することにより、光学測定システムを容易に再構成することを可能にする。例えば、ユーザが２種類の測定を実行する場合であって、一方の測定が３つすべての光学部品マウント１１０，１２０，１３０を使用し、他方が１１０および１３０のみを使用する場合、ユーザは、第１測定を実行した後、マウント１２０を簡単に取り外して第２測定を実行することができる。背景技術の節で述べたように、その他の光学レールシステムは、介在するマウントを取付または除去するために、マウント１１０または１３０の一方を取り除くことを必要とし、それは、時間を消費し、測定環境を乱し、レール上の正確な位置にマウントを正確に再配置することを困難にする。そのため、光学レールシステム１００は、従来の光学レールシステムに優る実質的な利点を提供する。

図３は、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上に光学レールシステム１００を支持するためのレールマウント１５０を有する例示的な光学レールシステム１００の斜視図を示している。例示的な実施形態において、光学部品マウント１１０，１２０，１３０の各々は、レール１０２ａ−ｄの数（例えば、４つ）と同じ数（例えば、４つ）の溝を有している。一方、レールマウント１５０は、レール１０２ａ−ｄの数（例えば、４つ）と異なる数（例えば、２つ）の溝を有する。本明細書中でより詳細に述べるように、レールマウント１５０は、光学テーブルまたはその他の構造物に光学レールシステム１００を取り付けるために使用されるものであるが、１またはそれ以上の光学部品を支持するようにマウント１５０を構成することも可能であることを理解されたい。

具体的には、レールマウント１５０は、一組の溝１５４ａ−ｂを含むハウジング１５２を備える。この実施例では、溝１５４ａ−ｂは、光学レールシステムの下側の組のレール１０２ｄ−ｃをそれぞれ受け入れるか、それらレールと係合するように構成されている。光学部品マウント１１０，１２０，１３０と同様に、レール１０２ｄ−ｃは、摩擦嵌め形式で、溝１５４ａ−ｂ内に半固定的に配置させることができる。さらに、レールマウント１５０は、ハウジング１５２の溝１５４ａ−ｂ内にレール１０２ｄ−ｃをより確実に取付または固定するネジも含むことができる。

光学レールシステム１００はさらに、光学テーブルまたはその他の構造物上に光学レールシステム１００を支持する支柱１６０を含む。支柱１６０は、レールマウント１５０と確実に結合する。これに関して、レールマウント１５０は、ハウジング１５２の上面から下面へと、中央に延びるカウンタボア・ネジ無し貫通穴１５６も含む。図３には示されていないが（図８Ｂには示されている）、支柱１６０は、柱内を柱の上面から規定された距離、長手方向に延在するネジ穴を含む。柱をレールマウントに固定するために、ネジが、レールマウント１５０の貫通穴１５６内を通って、柱１６０のネジ穴内にねじ込まれる。柱１６０の下部は、光学テーブルまたはその他の構造物に確実に取り付けられるように構成されるものであってもよい。

図４Ａ−４Ｂは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための例示的な光学部品マウント４００の斜視図および正面図を示している。具体的に、図４Ａは、光学レールシステム上に取り付けられておらず、また光学部品を受容していない光学部品マウント４００を示している。図４Ｂは、光学レールシステム上にしっかりと取り付けられるとともに、光学部品を受容している光学部品マウント４００を示している。

光学部品マウント４００はハウジング４０２を備えている。ハウジング４０２は、光学レールシステムの対応するレールと係合する複数（例えば、４つ）の溝４０４ａ−ｄを含む。ハウジング４０２はさらに、複数のフレキシブルなフランジ４０６ａ−ｄを含み、それらの一部分が、溝４０４ａ−ｄの境界の一部をそれぞれ形成している。フレキシブルなフランジ４０６ａ−ｄは、それぞれの溝４０４ａ−ｄの近傍または上に複数のカウンタボア・ネジ無し貫通穴４０８ａ−ｄを含み、それら貫通穴がハウジング４０２の外面から内面へと水平に延びている。ハウジング４０２はさらに、貫通穴４０８ａ−ｄと同軸上にそれぞれ整列された内部ネジ穴４１０ａ−４１０ｄを備える。さらに、ハウジング４０２は、それぞれの溝４０４ａ−ｂの開口部の直下に一組の凹部４１２ａ−ｂを含み、溝４０４ａ−ｄへの挿入前および溝４０４ａ−ｄからの除去後に、レールを受け入れる。

さらに、ハウジング４０２は、対応するネジ山が形成された外殻を有する光学部品４６０と確実に係合するためのネジ穴４１４の形態の光学部品ドックを含む。光学部品４０６が光の通過を可能とする場合、ネジ穴４１４を貫通穴として構成するようにしてもよい。ミラーまたはその他の反射素子の場合のように、光学部品４０６が光の通過を許容しない場合、ネジ穴４１４を非貫通ネジ穴として構成するようにしてもよい。

特に図４Ｂを参照すると、複数の止めネジ４２０ａ−ｄが、フレキシブルなフランジ４０６ａ−ｄを貫通するカウンタボア・ネジ無し穴４０８ａ−ｄを介してそれぞれ挿入されている。複数の止めネジ４２０ａ−ｄは、ハウジング４０２の内側ネジ穴４１０ａ−ｄと螺合する。止めネジ４２０ａ−ｄの締め付けによって、フレキシブルなフランジ４０６ａ−ｄが、ハウジング４０２に向けてレール４５０ａ−ｄに圧力を加え、それにより、レール４５０ａ−ｄ上に光学部品マウント４００をより確実に係合または固定する。そのため、止めネジ４２０ａ−ｄを緩めることによって、フレキシブルなフランジ４０６ａ−ｄが、ハウジング４０２に向けてレール４５０ａ−ｄに加える圧力を低減し、それにより光学部品４００がレール４５０ａ−ｄから取り除かれることを許容することになる。

上述したように、ハウジング４０２の凹部４１２ａ−ｂが、溝４０４ａ−ｂの開口部の近傍でハウジング４０２の幅を狭める。それにより、凹部４１２ａ−ｂが、対応する溝４０４ａ−ｂへの挿入前および溝４０４ａ−ｂからの除去後に、レール４５０ａ−ｂを受け入れる。それぞれの溝４０４ａ−ｂ下方へのレール４５０ａ−ｂの適切な配置をもたらすために、凹部４１２ａ−ｂが配置される部分でのハウジング４０２の幅ｄ１は、平行なレール４５０ａ−ｂ間の最小クロス距離ｄ２未満（すなわち、ｄ１＜ｄ２）とすべきである。

また、図４Ｂをさらに参照すると、光学部品４６０は、光学部品ドックの中央に位置するネジ穴４１４内で光学部品マウント４００にしっかりと取り付けられている。光学部品４６０は、アクティブ光学部品であってもパッシブ光学部品であってもよい。光学部品の例には、光源、フィルタ、レンズ、ミラー、空間フィルタ、変調器、チョッパ、コリメータ、検出器、拡散器、光ファイバなどが含まれるが、それらに限定されるものではない。光学部品４６０は、別の実施形態に関連して本明細書中にさらに述べられているように、固定された（調節できない）特性を有するものであっても、調節可能な特性を有するものであってもよい。例示的な実施形態では、ネジ穴４１４およびそれに対応する光学部品４６０は円形状であるが、ネジ穴およびそれに対応する光学部品は、正方形、長方形、台形、五角形、六角形等のようなその他の形状に構成されるものであってもよいことを理解されたい。

図５Ａ−５Ｂは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための別の例示的な光学部品マウント５００の斜視図および正面図を示している。光学部品マウント５００は、光学部品マウント４００と類似しており、最上位の数字を“４”の代わりに“５”とした同じ符号によって示される同じ構成要素を多く含む。光学部品マウント５００は、光学部品マウント４００とは、マウント５００が光学部品を確実に受け入れるための異なる構成の光学部品ドックを含むという点で異なる。

具体的に、光学部品マウント５００は、ハウジング５０２を含み、このハウジングは、光学レールシステムのレール５５０ａ−ｄの一部分を摩擦嵌め方式でそれぞれ受け入れるための複数の溝５０４ａ−ｄを含む。ハウジング５０２はさらに、レール５５０ａ−ｄ上に光学部品マウント５００をより確実に係合または固定するための構造を含む。そのような構造は、フレキシブルなフランジ５０６ａ−ｄ、カウンタボア・ネジ無し穴５０８ａ−ｄ、ネジ穴５１０ａ−ｄおよびネジ５２０ａ−ｄをそれぞれ含む。それら構成要素の固定および解除操作は、光学部品マウント４００に関連して既に述べられている。また、光学部品５００はさらに、溝内への挿入前および溝からの除去後にレール５５０ａ−ｂをそれぞれ受け入れる、溝５０４ａ−ｂの開口部近傍の凹部５１２ａ−ｂを含む。

光学部品マウント５００に光学部品５６０を確実に取り付けるために、光学部品マウント５００は、整列突起５１８ａ−ｂを有するネジ無し穴５１４の形態の光学部品ドックを備える。同様に、光学部品５６０は、ネジ無し穴５１４の形状と補完的な形状を有する外殻またはハウジングを含む。すなわち、この実施例では、光学部品５６０の外殻またはハウジングは、ほぼ円形状であるが、ネジ無し穴５１４の１またはそれ以上の突起５１８ａ−ｂと位置合わせするように構成された１またはそれ以上の窪みを含む。

また、光学部品マウント５００のハウジング５０２はさらに、ハウジング５０２の上面からネジ無し穴５１４の上部まで延在するネジ穴５１６を含む。止めネジ５３０は、ネジ穴５１６にねじ込まれるように構成されるとともに、ネジ無し穴５１４内に正確に位置している光学部品５６０と端部で接触するように構成されている。止めネジ５３０は、ネジ無し穴５１４内に光学部品５６０を確実に定着させるために光学部品５６０に圧力を加えるように構成されている。

前の実施形態と同様に、ネジ無し穴５１４および光学部品シェルまたはハウジングの形状をほぼ円形とする必要はない。さらに、この実施例では、ハウジング５０２が１またはそれ以上の位置決め突起５１８ａ−ｂを含み、光学部品シェルが１またはそれ以上の位置決め窪みを補完的に含むものとなっているが、ハウジング５０２が１またはそれ以上の位置決め窪みを含み、光学部品が１またはそれ以上の位置決め突起を補完的に含むことができることを理解されたい。同じ趣旨で、ハウジング５０２は、位置決め構造の混合を含むことができ、光学部品シェルは、補完的な位置決め構造の混合を含むことができる。

図６Ａおよび６Ｂは、本開示の別の態様に係る例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウント６００の斜視図および正面図を示している。光学部品マウント６００は、光学部品マウント４００と類似しており、最上位の数字を“４”の代わりに“６”とした同じ符号によって示される同じ構成要素を多く含む。光学部品マウント６００は、光学部品マウント４００とは、マウント６００が光学レールシステムの上部レール６５０ａ−ｂに固定するための異なる構造を有するという点で異なる。

具体的に、光学部品マウント６００は、ハウジング６０２を含み、このハウジングは、光学レールシステムのレール６５０ａ−ｄの一部分を摩擦嵌め方式でそれぞれ受け入れるための複数の溝６０４ａ−ｄを含む。ハウジング６０２はさらに、光学レールシステムのレール５５０ｃ−ｄ上に光学部品マウント５００をより確実に係合または固定するための構造を含む。そのような構造は、フレキシブルなフランジ５０６ｃ−ｄ、カウンタボア・ネジ無し穴６０８ｃ−ｄ、ネジ穴６１０ｃ−ｄおよびネジ６２０ｃ−ｄをそれぞれ含む。それら構成要素の固定および解除操作は、光学部品マウント４００に関連して既に述べられている。また、光学部品マウント６００は、光学部品６６０を確実に受け入れるための光学部品ドック６１２も含む。前述したように、光学部品ドック６１４は、光学部品６６０への固定された取付をもたらすために様々な数多くの方法で構成されるものであってもよい。

上述したように、光学部品マウント６００は、マウントを上部レール６５０ａ−ｂに固定するための異なる構造を含む。具体的には、ハウジング６０２は、フレキシブルなフランジ６０６ａ−ｂを含み、それらが、溝６０４ａ−ｂの内部境界の一部をそれぞれ形成している。ハウジング６０２はさらに、ハウジング６０２の上部傾斜面からフレキシブルなフランジ６０６ａ−ｂの近傍までそれぞれ延びる貫通ネジ穴６０８ａ−ｂを含む。さらに、光学部品６００は、それぞれの溝６０４ａ−ｂの開口部の近傍に凹部６１２ａ−ｂを含み、溝への挿入前および溝からの除去後に、レール６５０ａ−ｂをそれぞれ受け入れる。

レール６５０ａ−ｂが溝６０４ａ−ｂ内に配置されるとき、止めネジ６２０ａ−ｂを貫通ネジ穴６０８ａ−ｂ内にねじ込むことができる。止めネジ６２０ａ−ｂの締め付けによって、止めネジの端部がフレキシブルなフランジ６０６ａ−ｂ上に圧力を加えて、溝６０４ａ−ｂ内でレール６５０ａ−ｂをそれぞれより確実に係合または固定することができる。そのため、止めネジ６２０ａ−ｂを緩めることによって、フレキシブルなフランジ６０６ａ−ｂに対するネジの圧力を低減または除去して、それによりレール６５０ａ−ｂから光学部品マウント６００を取り除くのを容易にする。

この例示的な実施形態では、上部レール６５０ａ−ｂのための固定構造は、下部レール６５０ｃ−ｄのための固定構造とは異なるが、光学部品マウント６００は、レール６５０ａ−ｄのすべてについて上部固定構造を用いるように構成されるものであってもよいことを理解されたい。同じ趣旨において、光学部品マウント６００は、下部および上部固定構造の様々な組合せまたは配置を採用することができるとともに、上部および下部固定構造の両方と異なる固定構造を採用することもできる。

図７Ａ−７Ｂは、例示的な光学レールシステムのための更に別の例示的な光学部品マウント７００であって、本開示の別の態様に係る光学的に調節可能な光学部品７５０を含む光学部品マウント７００の斜視図および正面図を示している。上述したように、様々な数多くの光学部品を、本明細書中に記載の光学部品マウントの何れかに取り付けることができる。それら光学部品の幾つかは、固定されたまたは調節不能な特性を有し、それ以外が調節可能な特性を有するものであってもよい。

図示のように、光学部品７５０は、光学部品マウント４００，５００，６００に関連して説明した光学部品の取付と同様に、光学部品マウント７００の中央に配置されたドックに取り付けられるものであってもよい。光学部品７５０は、光学部品の１またはそれ以上の特性を調節するために、１またはそれ以上のユーザインターフェース７５２，７５４を有することができる。この実施例では、１またはそれ以上のユーザインターフェース７５２，７５４は、同軸上のダイアルとして構成されている。しかしながら、光学部品７５０は、光学部品の１またはそれ以上の特性を調節するために、１またはそれ以上のその他の種類のユーザインターフェースを有することができることを理解されたい。そのようなユーザインターフェースには、機械的インターフェース、有線の電気的インターフェース、無線の電気的インターフェース、光学的インターフェース、磁気的インターフェースなどが含まれるが、それらに限定されるものではない。

調節可能な特性を有することができる光学部品の幾つかの例には、偏光子、波長板、可動レンズ（例えば、アジマスおよび／またはエレベーション制御など）、可動ミラー、その他の可動光学素子、レーザ源（例えば、波長、出力など）、変調器（例えば、変調周波数、デューティサイクルなど）、チョッパ（例えば、チョッパ周波数、デューティサイクルなど）およびその他の調節可能な光学部品が含まれる。

図８Ａ−８Ｂは、本開示の別の態様に係る光学テーブルまたはその他の構造物上で例示的な光学レールシステムを支持するための例示的なレールマウント８００の斜視図および正面図を示している。レールマウント８００は、レール８４０ａ−ｂとそれぞれ係合する一組の溝８１４ａ−ｂを含むハウジング８１２を備える。レールマウント８００は、マウントをレール８４０ａ−ｂに確実に固定する構造を含む。この構造は、光学部品マウント４００，５００に関連して説明した固定構造と同様に構成された、フレキシブルなフランジ８１６ａ−ｂ、カウンタボア・ネジ無し穴８１８ａ−ｂ、ネジ穴８２０ａ−ｂを含む。それら実施形態と同様に、止めネジ８３０ａ−ｂは、前述したように、レール８４０ａ−ｂをマウント８００により確実に係合または固定するために、ネジ無し穴８１８ａ−ｂに通して、ネジ穴８２０ａ−ｂと螺合させることができる。レールマウント８００は、上部レール６５０ａ−ｂと確実に係合するための光学部品マウント６００の固定構造のような別のタイプの固定構造、または異なるタイプの固定構造を用いることができることを理解されたい。

柱８５０に確実に結合するために、レールマウント８００は、ハウジング８１２の上面から下面に延在するカウンタボア・ネジ無し穴８２２を備える。柱８５２は、柱内を柱の上面から規定された距離、長手方向に延在するネジ穴８５２を含む。レールマウント８００が柱８５０に適切に取り付けられたとき、マウントのネジ無し穴８２２は、柱のネジ穴８５２に対して同軸上に位置合わせされる。マウントを柱に取り付けるために、ネジ８６０は、ハウジング８１２のネジ無し穴８２２に通されて、柱８５０のネジ穴８５２に螺合される。柱８５０の下端は、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けるように構成されるものであってもよい。

図９は、本開示の別の態様に係る例示的な縦方向にカスケード接続した光学レールシステム９００の側面図を示している。複数の光学レールシステムは、光学測定システムの所望の構成のセットアップを容易にするために、様々な方法でカスケード接続させることができる。この実施例では、光学レールシステム９００は、システムの縦軸に沿って互いにカスケード接続または結合された一組の光学レールサブシステム９１０，９５０を備える。

具体的には、光学レールサブシステム９１０は、前述した実施形態のように、複数のレール９２０に取り付けられた複数の光学部品マウント９１２，９１４，９１６を備える。この実施例では、光学レールサブシステム９１０は、３つの光学部品マウント９１２，９１４，９１６を備えるが、サブシステム９１０が３よりも多いまたは少ない光学部品マウントを含むことができることを理解されたい。この実施例では、光学部品マウント９１２は、光学レールサブシステム９１０の一端に位置し、光学部品マウント９１６は、光学レールサブシステム９１０の他端に位置し、光学部品マウント９１４は、光学部品マウント９１２，９１６の間に位置している。

同様に、光学レールサブシステム９５０は、前述した実施形態のように、複数のレール９６０に取り付けられた複数の光学部品マウント９５２，９５４，９５６を備える。この実施例では、光学レールサブシステム９５０は、３つの光学部品マウント９５２，９５４，９５６を備えるが、サブシステム９５０が３よりも多いまたは少ない光学部品マウントを含むことができることを理解されたい。この実施例では、光学部品マウント９５２は、光学レールサブシステム９５０の一端に位置し、光学部品マウント９５６は、光学レールサブシステム９５０の他端に位置し、光学部品マウント９５４は、光学部品マウント９５２，９５６の間に位置している。

光学レールサブシステム９１０，９５０を互いにカスケード接続または結合するために、それぞれの光学レールサブシステム９１０，９５０の端の光学部品マウント９１６，９５２が、互いに確実に結合するように構成されるものであってもよい。例えば、光学部品マウント９５２が、１またはそれ以上のネジ無し貫通穴を有するように構成され、光学部品マウント９１６が、１またはそれ以上のネジ穴を有するように構成されるものであってもよい。光学部品マウント９５２が、光学部品マウント９１６と適切に係合したとき、マウント９５２の１またはそれ以上のネジ無し穴がマウント９１６の１またはそれ以上のネジ穴と位置が合いまたは整列し、それにより、マウント９５２，９１６を互いに確実に結合させるために、ネジ９７０をそれぞれの穴の組に挿入することが可能になる。穴とネジ９７０の位置決めは、光学レールシステム９１０，９５０を光学信号経路９９０と実質的に整列させるように設定されている。

図１０は、本開示の別の態様に係る例示的な横方向にカスケード接続した光学レールシステム１０００の側面図を示している。前の実施例では、光学レールサブシステムが、光学レールシステム９００の縦軸に沿ってカスケード接続されていた。この実施例では、光学レールシステム１０００は、システムの横軸に沿って互いにカスケード接続または結合された一組の光学レールサブシステム１０１０，１０５０を備える。

具体的には、光学レールサブシステム１０１０は、前述した実施形態のように、複数の上部レール１０１０および下部レール１０３０に取り付けられた複数の光学部品マウント１０１２，１０１４，１０１６を備える。この実施例では、光学レールサブシステム１０１０は、３つの光学部品マウント１０１２，１０１４，１０１６を備えるが、サブシステム１０１０が３よりも多いまたは少ない光学部品マウントを含むことができることを理解されたい。この実施例では、光学部品マウント１０１２は、光学レールサブシステム１０１０の一端に位置し、光学部品マウント１０１６は、光学レールサブシステム１０１０の他端に位置し、光学部品マウント１０１４は、光学部品マウント１０１２，１０１６の間に位置している。

光学レールサブシステム１０５０は、複数の光学部品マウント１０５２，１０５４を備え、それらがともに、光学レールサブシステム１０５０の端部に位置している。光学部品マウント１０５２，１０５４は、光学レールサブシステム１０１０の上部レール１０３０に取り付けられた下側溝を含む。換言すれば、光学レールサブシステム１０１０，１０５０はレール１０３０を共有している。光学部品マウント１０５２，１０５４は、上部レール１０６０に取り付けられた上側溝を含む。この実施例では、光学レールサブシステム１０５０が２つの光学部品マウント１０５２，１０５４を含むが、光学レールサブシステム１０５０は、異なる数のマウントを含むことができることを理解されたい。

光学レールサブシステム１０１０，１０５０の間で光１０９０を導くために、ミラーのような適当な光学部品１０７０，１０８０を、下側光学レールサブシステム１０１０から例えば上側光学レールサブシステム１０５０に光を導くために提供することができる。この実施例では、光学部品１０７０，１０８０は、光学部品マウント１０１６，１０５２にそれぞれ取り付けられている。

光学レールシステム９００，１０００は、縦軸および横軸に沿って互いにカスケード接続された複数の光学レールサブシステムをそれぞれ特徴としていたが、光学レールサブシステムは、縦軸および横軸の両方に互いにカスケード接続または連結されるものであっても、その他の方法でカスケード接続または連結されるものであってもよいことを理解されたい。

本発明は、様々な実施形態と関連させて説明してきたが、本発明は更なる変更が可能であることを理解されたい。本出願は、一般に本発明の趣旨に従う本発明のあらゆる変形、利用または適合に及ぶことを意図しており、本発明が属する分野において知られ慣習となっているプラクティスの範囲内に入る本開示からのそのような逸脱を含んでいる。

Claims (31)

1. 光学レールシステムであって、
   複数のレールと、
   前記複数のレールに固定されたマウントとを備え、
   前記マウントが、ハウジングを備え、前記ハウジングが、前記複数のレールのそれぞれの部分と位置合わせされる複数の溝を含むことを特徴とする光学レールシステム。
2. 請求項１に記載の光学レールシステムであって、
   前記溝が、摩擦嵌め方式で前記レールのそれぞれの部分と位置合わせされることを特徴とする光学レールシステム。
3. 請求項１に記載の光学レールシステムであって、
   前記ハウジングが、前記溝のそれぞれの境界の一部を形成する複数のフレキシブルなフランジを含むことを特徴とする光学レールシステム。
4. 請求項３に記載の光学レールシステムであって、
   前記マウントが、前記ハウジングの前記溝内に前記レールを確実にそれぞれ取り付けるための複数の固定装置を含むことを特徴とする光学レールシステム。
5. 請求項４に記載の光学レールシステムであって、
   前記固定装置が、前記フレキシブルなフランジの穴を貫通して前記ハウジングのねじ穴と螺合するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とする光学レールシステム。
6. 請求項４に記載の光学レールシステムであって、
   前記固定装置が、前記ハウジングのねじ穴を貫通して前記フレキシブルなフランジと端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とする光学レールシステム。
7. 請求項１に記載の光学レールシステムであって、
   前記マウントがさらに、光学部品を確実に受け入れるためのドックを備えることを特徴とする光学レールシステム。
8. 請求項７に記載の光学レールシステムであって、
   前記ドックが、前記ハウジングのネジ穴として構成されており、前記ネジ穴が、前記光学部品のネジ山が形成された外殻と螺合するように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
9. 請求項７に記載の光学レールシステムであって、
   前記ドックが、前記ハウジングのネジ無し穴として構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
10. 請求項９に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、前記光学部品の外殻の１またはそれ以上の位置決め窪みまたは突起と位置合わせするようにそれぞれ構成された１またはそれ以上の位置決め突起または窪みを備えることを特徴とする光学レールシステム。
11. 請求項９に記載の光学レールシステムであって、
    前記ネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に保持するための固定装置をさらに備えることを特徴とする光学レールシステム。
12. 請求項１１に記載の光学レールシステムであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのネジ穴を貫通して前記光学部品の外殻と端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けにより、端部の接触が前記光学部品に対してより大きな圧力を加えて、前記ハウジングのネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に定着させることを特徴とする光学レールシステム。
13. 請求項１に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングがさらに、柱に取り付けられるように構成され、前記柱が、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けられるように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
14. 請求項１３に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、ネジを受け入れるように構成された貫通穴を含み、前記ネジが、前記柱のネジ穴と螺合するように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
15. 請求項１に記載の光学レールシステムであって、
    前記ハウジングが、前記溝に近接する凹部を備え、前記凹部が、前記溝内に挿入する前および前記溝から取り除いた後に、前記レールをそれぞれ収容するように構成されていることを特徴とする光学レールシステム。
16. 光学レールシステム用のマウントであって、前記光学レールシステムの複数のレールのそれぞれの部分と確実に位置合わせされるように構成された複数の溝を含むハウジングを備えることを特徴とするマウント。
17. 請求項１６に記載のマウントであって、
    前記溝が、摩擦嵌め方式で前記レールのそれぞれの部分と確実に位置合わせされるように構成されていることを特徴とするマウント。
18. 請求項１６に記載のマウントであって、
    前記ハウジングが、前記溝のそれぞれの境界の一部を形成する複数のフレキシブルなフランジを含むことを特徴とするマウント。
19. 請求項１８に記載のマウントであって、
    前記レールを前記ハウジングの前記溝内に確実に取り付けるための複数の固定装置をさらに含むことを特徴とするマウント。
20. 請求項１９に記載のマウントであって、
    前記固定装置が、前記フレキシブルなフランジの穴を貫通して前記ハウジングのねじ穴に螺合するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とするマウント。
21. 請求項１９に記載のマウントであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのねじ穴を貫通して前記フレキシブルなフランジと端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けによって、前記フレキシブルなフランジが前記溝内の前記レールに向けてそれぞれ移動することを特徴とするマウント。
22. 請求項１６に記載のマウントであって、
    光学部品を確実に受け入れるためのドックをさらに備えることを特徴とするマウント。
23. 請求項２２に記載のマウントであって、
    前記ドックが、前記ハウジングのネジ穴として構成されており、前記ネジ穴が、前記光学部品のネジ山が形成された外殻と螺合するように構成されていることを特徴とするマウント。
24. 請求項２２に記載のマウントであって、
    前記ドックが、前記ハウジングのネジ無し穴として構成されていることを特徴とするマウント。
25. 請求項２４に記載のマウントであって、
    前記ハウジングが、前記光学部品の外殻の１またはそれ以上の位置決め窪みまたは突起と位置合わせするようにそれぞれ構成された１またはそれ以上の位置決め突起または窪みを備えることを特徴とするマウント。
26. 請求項２４に記載のマウントであって、
    前記ネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に保持するための固定装置をさらに備えることを特徴とするマウント。
27. 請求項２６に記載のマウントであって、
    前記固定装置が、前記ハウジングのネジ穴を貫通して前記光学部品の外殻と端部で接触するネジを含み、前記ネジの締め付けにより、端部の接触が前記光学部品に対してより大きな圧力を加えて、前記ハウジングのネジ無し穴内に前記光学部品をより確実に定着させることを特徴とするマウント。
28. 請求項１６に記載のマウントであって、
    前記ハウジングがさらに、柱に取り付けられるように構成され、前記柱が、光学テーブルまたはその他の構造物に取り付けられるように構成されていることを特徴とするマウント。
29. 請求項２８に記載のマウントであって、
    前記ハウジングの貫通穴を貫通して前記柱内のネジ穴と螺合するネジをさらに備えることを特徴とするマウント。
30. 請求項１６に記載のマウントであって、
    前記ハウジングが、前記溝に近接する凹部を備え、前記凹部が、前記溝内に挿入する前および前記溝から取り除いた後に、前記レールをそれぞれ収容するように構成されていることを特徴とするマウント。
31. 光学レールシステムであって、
    複数のレールと、
    複数の電子部品マウントとを備え、
    各マウントが、前記複数のレールのそれぞれ部分と確実に位置合わせするように構成された複数の溝を含むハウジングと、光学部品を確実に受容するように構成されたドックとを備えることを特徴とする光学レールシステム。

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