JP2019119640A

JP2019119640A - 保持具

Info

Publication number: JP2019119640A
Application number: JP2017254631A
Authority: JP
Inventors: 心高木; Shin Takagi; 元右三坂; Motosuke Misaka; 大典本司; Onori Honshi; 淳市之瀬; Atsushi Ichinose
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-22

Abstract

【課題】簡易な構成によって、アニール処理の際に不具合を発生させることなく光学素子を保持することが可能な保持具を提供すること。【解決手段】保持具１は、光学素子のアニール処理において光学素子を保持するためのものであり、開口部１０ａを有するベース部材１０と、開口部１０ａの内周面から開口部１０ａの中心に向かって延びる複数の可撓性部材２１から構成される、光学素子を載置するための支持機構２０と、を備え、支持機構２０が、光学素子の自重によりそれぞれの可撓性部材２１が下方に撓み得るように構成され、かつ、アニール処理における光学素子およびベース部材１０の径方向の膨張に伴ってそれぞれの可撓性部材２１が上方または下方に撓むことにより、可撓性部材２１に対する光学素子の載置位置が変位し得るように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子を保持するための保持具に関する。

例えば特許文献１では、光学素子に向けて気体を放出することにより、光学素子を浮遊させた状態でアニール処理を行うことが可能なアニール処理用治具が開示されている。また、特許文献１の他にも、金属製のパレットに複数の受け部を設け、当該受け部に光学素子を載置した状態でアニール処理を行う技術が知られている。

特開２０１４−１９６２２５号公報

しかしながら、特許文献１で提案されたアニール処理用治具では、気体を放出させるための複雑な治具構造が必要であり、また、光学素子を浮遊させるための気体量の調整等が困難であるという問題があった。また、金属製のパレットに光学素子を載置してアニール処理を行う方法では、当該パレットが熱膨張および熱収縮することにより、光学素子の光学面にキズが形成されたり、あるいはパレットの受け部に光学素子が嵌り込む等の不具合が発生する場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成によって、アニール処理の際に不具合を発生させることなく光学素子を保持することが可能な保持具を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る保持具は、光学素子のアニール処理において前記光学素子を保持するための保持具であって、開口部を有するベース部材と、前記開口部の内周面から前記開口部の中心に向かって延びる複数の可撓性部材から構成される、前記光学素子を載置するための支持機構と、を備え、前記支持機構は、前記光学素子の自重によりそれぞれの前記可撓性部材が下方に撓み得るように構成され、かつ、前記アニール処理における前記光学素子および前記ベース部材の径方向の膨張に伴ってそれぞれの前記可撓性部材が上方または下方に撓むことにより、前記可撓性部材に対する前記光学素子の載置位置が変位し得るように構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る保持具は、上記発明において、前記支持機構は、三つ以上の前記可撓性部材から構成されることを特徴とする。

また、本発明に係る保持具は、上記発明において、前記ベース部材と前記光学素子とは、線膨張係数が異なることを特徴とする。

本発明によれば、可撓性部材からなる支持機構を備えることにより、アニール処理の際に、光学素子の熱膨張・収縮等に応じて前記支持機構を変形させ、光学素子の載置位置を変位させることができる。従って、簡易な構成によって、アニール処理の際に不具合を発生させることなく光学素子を保持することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る保持具の構成を示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る保持具の構成を示す断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る保持具において、光学素子を載置した際の状態を示す断面図である。図４は、光学素子のアニール処理における各工程の温度を示すグラフである。図５は、本発明の実施の形態１に係る保持具において、光学素子のアニール処理における加熱工程を実施した際の状態を示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る保持具において、光学素子のアニール処理における徐冷工程および冷却工程を実施した際の状態を示す断面図である。図７は、本発明の実施の形態１に係る保持具において、光学素子のアニール処理における加熱工程を実施した際の状態を示す断面図である。図８は、本発明の実施の形態１に係る保持具において、光学素子のアニール処理における徐冷工程および冷却工程を実施した際の状態を示す断面図である。図９は、本発明の実施の形態２に係る保持具の構成を示す斜視図である。図１０は、本発明の実施の形態２に係る保持具の構成を示す斜視図である。図１１は、本発明の実施の形態２に係る保持具を載置するパレットの構成を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態２に係る保持具をパレットに載置した状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る保持具の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る保持具１について、図１〜図８を参照しながら説明する。本実施の形態に係る保持具１は、ガラス素材からなる光学素子のアニール処理において、当該光学素子を保持するためのものである。前記したアニール処理は、成形された光学素子の歪を除去し、屈折率を調整するために実施する。保持具１は、図１および図２に示すように、ベース部材１０と、支持機構２０と、を備えている。

ベース部材１０は、筒状に形成されており、開口部１０ａを有する。また、ベース部材１０は、光学素子の線膨張係数とは異なる線膨張係数を有する素材であって、耐熱性のある金属またはグラスファイバーによって構成されている。

支持機構２０は、アニール処理の際に光学素子を載置するためのものであり、複数の可撓性部材２１から構成されている。支持機構２０は、少なくとも三つ以上の可撓性部材２１から構成され、本実施の形態では八つの可撓性部材２１から構成されている。

可撓性部材２１は、ベース部材１０とは別体で構成されており、開口部１０ａの内周面において、円周方向に４５°間隔で取り付けられている。また、可撓性部材２１は、開口部１０ａの内周面から当該開口部１０ａの中心に向かって、径方向に延びるように形成されている。また、可撓性部材２１は、可撓性を有する素材であって、耐熱性のある金属またはグラスファイバーによって構成されている。

このような可撓性部材２１から構成される支持機構２０は、図３に示すように、光学素子Ｏを載置した際に、当該光学素子Ｏの自重によりそれぞれの可撓性部材２１が下方に撓み得るように構成されている。また、支持機構２０は、後記するように、アニール処理における光学素子Ｏおよびベース部材１０の径方向の膨張に伴って、それぞれの可撓性部材２１が上方または下方に撓むことにより、可撓性部材２１に対する光学素子Ｏの載置位置が変位し得るように構成されている。

以下、光学素子Ｏのアニール処理の際の保持具１の動作について、図４〜図８を参照しながら説明する。光学素子Ｏのアニール処理では、図４に示すように、加熱工程と、保持工程と、徐冷工程と、急冷工程と、をこの順番で行う。具体的には、加熱工程で一時間で４４０℃まで昇温した後、保持工程で４４０℃の状態を二時間保持する。そして、徐冷工程および急冷工程を経て常温まで冷却する。

ここで、光学素子Ｏの線膨張係数がベース部材１０の線膨張係数よりも大きい場合、アニール処理の際に保持具１は図５および図６に示すような動作を行う。

すなわち、加熱工程において、光学素子Ｏおよびベース部材１０は、図５に示すように、加熱によって熱膨張してそれぞれ拡径する。その際、光学素子Ｏの線膨張係数がベース部材１０の線膨張係数よりも大きいため、光学素子Ｏの外周面とベース部材１０の開口部１０ａの内周面との距離が狭まる。これにより、それぞれの可撓性部材２１が下方に撓み、可撓性部材２１に対する光学素子Ｏの載置位置が下方に変位する。

また、徐冷工程および急冷工程において、光学素子Ｏおよびベース部材１０は、図６に示すように、冷却によって収縮してそれぞれ縮径する。その際、光学素子Ｏの線膨張係数がベース部材１０の線膨張係数よりも大きいため、光学素子Ｏの外周面とベース部材１０の開口部１０ａの内周面との距離が拡がる。これにより、それぞれの可撓性部材２１が上方に撓み、可撓性部材２１に対する光学素子Ｏの載置位置が上方に変位する。これにより、可撓性部材２１の位置が、アニール処理前の元の位置に復元される。

一方、光学素子Ｏの線膨張係数がベース部材１０の線膨張係数よりも小さい場合、アニール処理の際に保持具１は図７および図８に示すような動作を行う。

すなわち、加熱工程において、光学素子Ｏおよびベース部材１０は、図７に示すように、加熱によって熱膨張してそれぞれ拡径する。その際、光学素子Ｏの線膨張係数がベース部材１０の線膨張係数よりも小さいため、光学素子Ｏの外周面とベース部材１０の開口部１０ａの内周面との距離が拡がる。これにより、それぞれの可撓性部材２１が上方に撓み、可撓性部材２１に対する光学素子Ｏの載置位置が上方に変位する。

また、徐冷工程および急冷工程において、光学素子Ｏおよびベース部材１０は、図８に示すように、冷却によって収縮してそれぞれ縮径する。その際、光学素子Ｏの線膨張係数がベース部材１０の線膨張係数よりも小さいため、光学素子Ｏの外周面とベース部材１０の開口部１０ａの内周面との距離が縮まる。そのため、それぞれの可撓性部材２１が下方に撓み、可撓性部材２１に対する光学素子Ｏの載置位置が下方に変位する。これにより、可撓性部材２１の位置が、アニール処理前の元の位置に復元される。

以上説明したような保持具１によれば、可撓性部材２１からなる支持機構２０を備えることにより、アニール処理の際に、光学素子Ｏの熱膨張・収縮等に応じて前記支持機構２０を変形させ、光学素子Ｏの載置位置を変位させることができる。従って、簡易な構成によって、アニール処理の際に不具合を発生させることなく光学素子Ｏを保持することができる。また、保持具１によれば、多様な形状の光学素子Ｏのアニール処理が可能であり、光学素子Ｏの形状に応じて複数種類の保持具を使い分ける必要がなくなる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る保持具１Ａについて、図９〜図１２を参照しながら説明する。保持具１Ａは、図９および図１０に示すように、ベース部材１０Ａと、支持機構２０Ａと、を備えている。ベース部材１０Ａおよび支持機構２０Ａは、一体で構成されており、例えば可撓性のある板状の素材をパンチング加工（打ち抜き加工）することにより作成することができる。また、ベース部材１０Ａおよび支持機構２０Ａは、可撓性を有する素材であって、耐熱性のある金属またはグラスファイバーによって構成されている。

ベース部材１０Ａは、円環状に形成されており、開口部１０ａを有する。支持機構２０Ａは、四つの可撓性部材２１Ａから構成されている。可撓性部材２１Ａは、開口部１０ａの内周面において、円周方向に９０°間隔で設けられている。また、可撓性部材２１Ａは、開口部１０ａの内周面から当該開口部１０ａの中心に向かって、径方向に延びるように形成されている。

このような保持具１Ａを用いて光学素子Ｏのアニール処理を行う場合、図１１および図１２に示すように、複数の開口部３１を有するパレット３０の段差部３２に、保持具１Ａをそれぞれ載置した後、支持機構２０Ａに光学素子Ｏを載置する。なお、パレット３０の段差部３２の内径と、保持具１Ａのベース部材１０Ａの外径との間のクリアランスは、アニール処理の際の膨張収縮によって、段差部３２の内径とベース部材１０Ａの外径とが干渉しない程度の大きさに設定する。また、パレット３０の開口部３１の内径は、アニール処理の際の膨張収縮によって、光学素子Ｏが落下しない程度の大きさに設定する。

以上説明したような保持具１Ａによれば、前記した保持具１と同様に、アニール処理の際に、光学素子Ｏの熱膨張・収縮等に応じて支持機構２０Ａを変形させ、光学素子Ｏの載置位置を変位させることができる。従って、簡易な構成によって、アニール処理の際に不具合を発生させることなく光学素子Ｏを保持することができる。また、保持具１Ａによれば、多様な形状の光学素子Ｏのアニール処理が可能であり、光学素子Ｏの形状に応じて複数種類の保持具を使い分ける必要がなくなる。

また、保持具１Ａは、ベース部材１０Ａと支持機構２０Ａとが一体であり、パンチング加工によって支持機構２０Ａを容易に作成することができるため、コストを低減することができる。

以上、本発明に係る保持具について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、前記した保持具１，１Ａにおいて、可撓性部材２１，２１Ａの撓み量は、当該可撓性部材２１，２１Ａの太さ、長さ、形状（例えば断面円形状、断面四角形状等）、ベース部材１０，１０Ａに対する角度等により制御してもよい。

また、前記した保持具１は、一つの光学素子Ｏのアニール処理を行う場合は単体で用いるが、例えば保持具１Ａと同様に、図１１に示したパレット３０の段差部３２に複数の保持具１を載置し、複数の光学素子Ｏのアニール処理をまとめて行うことも可能である。

また、前記した保持具１Ａは、ベース部材１０Ａおよび支持機構２０Ａがそれぞれ別の素材で構成されていてもよい。

１，１Ａ保持具
１０，１０Ａベース部材
１０ａ開口部
２０，２０Ａ支持機構
２１，２１Ａ可撓性部材
３０パレット
３１開口部
３２段差部
Ｏ光学素子

Claims

光学素子のアニール処理において前記光学素子を保持するための保持具であって、
開口部を有するベース部材と、
前記開口部の内周面から前記開口部の中心に向かって延びる複数の可撓性部材から構成される、前記光学素子を載置するための支持機構と、
を備え、
前記支持機構は、前記光学素子の自重によりそれぞれの前記可撓性部材が下方に撓み得るように構成され、かつ、前記アニール処理における前記光学素子および前記ベース部材の径方向の膨張に伴ってそれぞれの前記可撓性部材が上方または下方に撓むことにより、前記可撓性部材に対する前記光学素子の載置位置が変位し得るように構成されていることを特徴とする保持具。
前記支持機構は、三つ以上の前記可撓性部材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の保持具。
前記ベース部材と前記光学素子とは、線膨張係数が異なることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持具。