JP3160506U - 高精度ミラーマウント - Google Patents

Abstract

【課題】鏡面のラフな調整と微調整を行うことができて、反射ビームを精確に所要な位置や点に導くことができる高精度ミラーマウントを提供する。【解決手段】反射ミラー２０と反射ミラーを固定する取付け板と調節板３０と固定球体４０と保持ばね５０とを具備し、さらに微調節板７０と応力軸８０と第１応力ばね８２と第２応力ばね８３と第１調節ねじ６０と、第２調節ねじ９０と、弾性素子と９１を具備した微調整機構を有する。【選択図】図１Ａ

Description

本考案は高精度に方位調整可能な光学反射ミラーに関する。従来に使用されている固定球体、調節板と微調節板のほか、本考案はさらに微調整機構を提供することにより、鏡面は荒調整のほか微調整ができる、反射ビームを精確に所要の位置や点に導くことができる高精度ミラーマウントに関する。

光学の応用分野において、光ビームを反射作用によって、ターゲットの投射点に導き、通常は干渉計などに応用されている。入射ビームは反射ミラーによってターゲットの投射点に反射される。
しかしながら、反射ビームがターゲットの投射点に精確に照準できないときは、使用者はビームをターゲットの投射点に導くように、反射ミラーの方位を調節しなければならない。そして、相当な高精度、かつ調整のプロセスには相当な精確が要求されている。

しかしながら、従来技術では、使用者の使用できる敏感度、調整板のすべての移動行程に制限を受ける。結果として、通常の移動行程はミクロン単位であり、この距離が大きすぎると、反射ビームの反射に対する細かい制御ができなくなる。従って、調整が困難であった。

本考案は高精度ミラーマウントであって、
入射ビームを反射させ、反射ビームをターゲットの投射点に形成する反射ミラーと、
反射ミラーを固定するための取付け板と、
取付け板の後ろ側に位置する調節板と、
前記取付け板と前記調節板との間に取付ける固定球体と、
前記取付け板の通し孔と前記調節板の通し孔との間に取付ける維持ばねと、前記維持ばねの効果は前記取付け板と前記調節板を引き寄せするものであり、前記固定球体は前記調節板と前記取付け板とを一定の距離に維持することができ、よって、前記取付け板、前記調節板、前記固定球体と、維持ばねによって形成された構造は、固定の関係を形成し、
前記調節板の後ろ側に取付る微調節板と、
応力軸は第１端を有し、前記第１端は前記微調節板の前記通し孔をくぐらして、かつ前記調節板のねじ孔に取付け、前記応力軸の第２端は前記微調節板の前記通し孔をくぐらして、前記微調節板より露出し、
前記微調節板と前記応力軸に取付け、前記微調節板の外側に露出し、かつ前記応力軸を囲む第１応力ばねと、
前記調節板と前記微調節板との間に取付け、かつ前記応力軸の一区間を囲み、その区間は前記調節板と前記微調節板との間に位置する第２応力ばねと、
前記第１応力ばねは第１弾性係数Ｋ１、前記第２応力ばねは第２弾性係数Ｋ２をそれぞれ有し、
前記第１弾性係数Ｋ１と前記第２弾性係数Ｋ２ともかなり大きいため、前記応力軸をしっかりと前記調節板と前記微調節板７０との間に固定することができ、
第１調節ねじの一端は前記取付け板の凹み溝の内壁にあてがい、かつ前記第１調節ねじの中間区間は前記調節板のねじ孔に螺合し、そのうち、前記通し孔の直径は前記第１調節ねじの直径より大きいため、前記第１調節ねじの移動に妨げない、調節するときは、前記第１調節ねじを動かすことによって、前記取付け板と前記調節板を近寄せするまたは引き離すことができ、
第２調節ねじの一端は前記微調節板に歯合し、前記微調節板のねじ孔より露出させ、前記第２調節ねじの先端は前記調節板の前記凹み溝に挿入し、
弾性素子は、前記第２調節ねじの上面に取付け、かつ前記調節板の前記凹み溝の内壁と、前記第１調節ねじの上面との間に制限して置き、前記弾性素子の第３弾性係数Ｋ３は、前記第１応力ばねの第１弾性係数Ｋ１と、前記第２応力ばねの第２弾性係数Ｋ２に比べてはるかに小さく、前記第２調節ねじを前方向に回すと、前記微調節板を前記調節板から移動されることになる。

本考案に係る高精度方位調整の光学反射ミラーは、固定球体、調節板と微調節板のほかに、さらに微調整機構を具備することにより、鏡面のラフな調整のほかに鏡面の微調整をすることができるため、反射ビームを所要な位置や点に精確に導くことができる。

本考案の高精度ミラーマウントの一次元の構造を示す立体分解図である。 本考案の高精度ミラーマウントの一次元の構造を示す側面組み立て図である。 本考案の高精度ミラーマウントの２次元の構造を示す組み立て立体図である。 本考案の高精度ミラーマウントの２次元の構造の素子分解図である。 本考案の高精度ミラーマウントのもう一つの方位から見た２次元の構造の素子分解図である。 本考案の高精度ミラーマウントの２次元の例示における側面図である。 本考案の高精度ミラーマウントの２次元の例示における側面図であり、一方位を示す図である。

図１Ａ、１Ｂ、２、３、４、５、６を参照しながら、以下に本考案に係る高精度ミラーマウントについて説明する。

図１Ａと１Ｂに基づいて実施例１について１次元構造の光学反射ミラーを説明する。
本実施例における高精度方位調整の光学反射ミラーは、反射ミラー２０を固定するための取付け板１０と、取付け板１０の後ろ側に位置する調節板３０と、取付け板１０と調節板３０との間に取付ける固定球体４０と、取付け板１０の通し孔１４と調節板３０の通し孔３７との間に取付ける保持ばね５０と、応力軸８０と、調節板３０の後ろ側に取付けられた微調節板７０と、応力軸８０を囲み、微調節板７０と応力軸８０の拡大頭部８１との間に取付けられる第１応力ばね８２と、応力軸８０の一区間を囲み、調節板３０と微調節板７０との間に取付けられた第２応力ばね８３と、調節板３０のねじ孔３２に螺合した第１調節ねじ６０と、一端を微調節板７０に歯合し、微調節板７０のねじ孔７１より露出させ、先端部を調節板３０の凹み溝３６に挿入する第２調節ねじ９０と、第２調節ねじ９０の上面に取付けられ、かつ調節板３０の凹み溝３６の内壁と、第２調節ねじ９０の上面との間に設けられた弾性素子９１と、第１端を微調節板７０の通し孔７３を通過した後に、調節板３０のねじ孔３１に取付け、第２端を微調節板７０の通し孔７３を挿通して微調節板７０より露出する側面応力軸１００とを含む。

反射ミラー２０は入射ビームＣを反射させ、かつ反射ビームＲをターゲットの投射点Ｐに形成する。通常、その反射ビームＲは直接にターゲットの投射点Ｐに差し向けることができない。そのため、反射ミラー２０の方位を調節しなければ、反射ビームＲをそのターゲットの投射点Ｐに差し向けることができない。

反射ミラー２０を取付け板１０に固定するためには、たとえば、反射ミラー２０を確実に埋め込むか、またはねじ込み方式によって、取付け板１０に固定する。図においては、反射ミラー２０が取付け板１０の開口部１２に埋め込まれている。

調節板３０は取付け板１０の後ろ側に位置する。

固定球体４０を取付け板１０と調節板３０との間に取付けるには、本例においては、取付け板１０に凹み溝１１を形成し、かつ調節板３０にも凹み溝３３を形成する。取付け板１０の凹み溝１１と調節板３０の凹み溝３３との間に固定球体４０を位置させている。

保持ばね５０は取付け板１０の通し孔１４と調節板３０の通し孔３７との間に取付ける。保持ばね５０の効果は取付け板１０と調節板３０を引き寄せ、一方、固定球体４０によって、調節板３０と取付け板１０とは一定の距離に維持できる。よって、取付け板１０、調節板３０、固定球体４０と維持ばね５０から形成された構造は、固定の関係が維持される。

微調節板７０は調節板３０の後ろ側に取付けられている。

応力軸８０は第１端を有し、この第１端は微調節板７０の通し孔７２を通過し、かつ調節板３０のねじ孔３４に取付ける。応力軸８０は第２端を有する。この第２端は微調節板７０の通し孔７２をくぐらして微調節板７０より露出する。その第２端は、拡大頭部８１を有する。第１応力ばね８２は微調節板７０と応力軸８０の拡大頭部８１との間に取付けられ、かつ応力軸８０を囲む。第２応力ばね８３は調節板３０と微調節板７０との間に取付けられ、かつ応力軸８０の一区間を囲む。その区間は調節板３０と微調節板７０との間に位置する。
本考案において、第１応力ばね８２は第１弾性係数Ｋ１を有し、第２応力ばね８３は第２弾性係数Ｋ２を有する。第１弾性係数Ｋ１と第２弾性係数Ｋ２ともかなり大きいため、応力軸８０をしっかりと調節板３０と微調節板７０との間に固定することができる。

前述した通り、反射ミラー２０の方位をわずかに調節し、反射ビームＲをターゲットの投射点Ｐに差し向ける必要がある。よって、本考案は前述の目的を実現するため、以下の素子を含むものである。

第１調節ねじ６０を含む。第１調節ねじ６０の一端は取付け板１０の凹み溝１３の内壁にあてがい、かつ第１調節ねじ６０の中間区間を調節板３０のねじ孔３２に螺合する。第１調節ねじ６０の他端は微調節板７０の通し孔７４をくぐらして調節板３０の後ろ側より露出する。
そのうち、通し孔７４の直径は第１調節ねじ６０の直径より大きく設けられている。
よって、第１調節ねじ６０の移動に影響することがない。
ボール６１を第１調節ねじ６０の先端部に取付け、かつ凹み溝１３の内壁の摩擦力に影響されないように、第１調節ねじ６０は自由な回転が可能であり、凹み溝１３の内壁に持ちこたえる。
組み立てたときは、ボール６１のセンタと、第１調節ねじ６０の軸線と、凹み溝１３のセンタをそろえておき、取付け板１０を調節するときに揺り動かさないように、安定して前後に移動することができる。

調節するときには、第１調節ねじ６０を動かすことによって、取付け板１０と調節板３０を近寄せまたは引き離すことができる。
本考案は、操作の簡素化を図るため、第１調節ねじ６０は微調節板７０を自在にくぐらすことができるように設ける。使用者は微調節板７０の外側にて第１調節ねじ６０を操作することができる。

第２調節ねじ９０の一端は微調節板７０に歯合し、微調節板７０のねじ孔７１より露出させる。第２調節ねじ９０の先端部を調節板３０の凹み溝３６に挿入する。
弾性素子９１は、第２調節ねじ９０の上面に取付け、かつ調節板３０の凹み溝３６の内壁と、第２調節ねじ９０の上面との間に制限する。
本例において、弾性素子９１は、らせんばね、ばね板または渦巻きばね（spiralspring）等を含む。図示した弾性素子９１はＣ字型ばね板である。
弾性素子９１の第３弾性係数Ｋ３は前記の第１応力ばね８２の第１弾性係数Ｋ１と、第２応力弾性ばね８３の第２弾性係数Ｋ２に比べて、はるかに小さい。
第２調節ねじ９０を前方向に回すと、微調節板７０を調節板３０から移動される。同じく、ボール９２を第２調節ねじ９０の上面に固定させる。ボール９２の効果は、前記ボール６２の効果と同じである。

側面応力軸１００は第１端を有し、この第１端は微調節板７０の通し孔７３を通過した後に、調節板３０のねじ孔３１に取付ける。側面応力軸１００は第２端を有し、このの第２端は、微調節板７０の通し孔７３をくぐらして微調節板７０より露出する。
第２端は、拡大頭部１０１を有する。
第４応力ばね１０２は微調節板７０と側面応力軸１００の拡大頭部８１との間に取付けられ、かつ側面応力軸１００を囲む。
第５応力ばね１０３は調節板３０と微調節板７０との間に取付けられ、かつ調節板３０と微調節板７０との間の側面応力軸１００を囲む。
本考案において、第４応力ばね１０２は第４弾性係数Ｋ４を有し、第５応力ばね１０３は第５弾性係数Ｋ５を有する。
第４弾性係数Ｋ４と第２弾性係数Ｋ５は、弾性素子９１の第３弾性係数Ｋ３に比べてはるかに大きい。よって、側面応力軸１００は調節板３０と微調節板７０との間にて、しっかりに固定することができる。

図２ないし６は、本考案の実施例２を示している。
本例においては、２次元の構造が示されている。図２は、本考案の高精度ミラーマウントの２次元の構造を示す組み立て立体図である。図３は、本考案の高精度ミラーマウントの２次元の構造の素子分解図である。図４は、本考案の高精度ミラーマウントのもう一つの方位から見た２次元の構造の素子分解図である。図５は、本考案の高精度ミラーマウントの２次元の例示における側面図である。図６は、本考案の高精度ミラーマウントの２次元の例示における側面図であり、一方位を示す図である。

本実施例２は前記の実施例１に類似するため、以下では両者の異なる点のみを説明する。
本実施例においては、調節板３０と微調節板７０ともＬ字型を形成し、かつ両者ともＬ字型のＸ軸とＹ軸に沿って揃えておく。
Ｘ軸においては、実施例１の維持ばね５０、応力軸８０、第１調節ねじ６０、第２調節ねじ９０と、弾性素子９１はＸ軸に沿って配置される。
Ｙ軸においては、もう一組の維持ばね５０’、応力軸８０’、第１調節ねじ６０’、第２調節ねじ９０’と、弾性素子９１’はＹ軸に沿って配置される。
さらに本実施例では側面応力軸１００を含み、この側面応力軸１００は調節板３０と微調節板７０のＬ字型の折返点に配置する。
図５と６を合わせて参照する。本考案の微調節板７０は棒状コンポーネントを固定するため、それぞれの側面に開き口１２０、１２０’を有し、本考案の高精度ミラーマウントを光学テーブルまたは固体の構造に取り付けすることができる。

本実施例２において、Ｘ軸とＹは類似しているが、長さ、弾性係数等の物理係数は異なっていても良い。
本実施例２の２次元構造においては、両軸に沿って反射ミラー２０をそれぞれ調節することによって、反射ビームをそれぞれの方向に導くことができる。これにより、使用者は必要に応じて、ミラー内部の方位を調節することができる。

前記した詳細な説明は、本発明の好ましい実施例について説明するものである。ただし、該実施例は本発明になんらの制限を加わるものではない。本発明の技術精神に基づく等効果の応用又は変更は、すべて本発明の特許請求範疇に含まれるものことを申し上げる。

１０・・・・・取付け板
１１・・・・・凹み溝
１４・・・・・通し孔
１３・・・・・凹み溝
１２・・・・・開口部
２０・・・・・反射ミラー
３０・・・・・調節板
３２・・・・・ねじ孔
３３・・・・・凹み溝
３４・・・・・ねじ孔
３６・・・・・凹み溝
３７・・・・・通し孔
４０・・・・・取付ボール
５０・・・・・保持ばね
５０’・・・・ばね
６０・・・・・第１調節ねじ
６０’・・・・第１調節ねじ
６１・・・・・ボール
６２・・・・・ボール
７０・・・・・微調節板
７２・・・・・通し孔
７４・・・・・通し孔
８０・・・・・応力軸
８０’・・・・応力軸
８１・・・・・拡大頭部
８２・・・・・第１応力ばね
８３・・・・・第２応力ばね
９０・・・・・第２調節ねじ
９０’・・・・第２調節ねじ
９１・・・・・弾性素子
９１’・・・・弾性素子
１００・・・・側面応力軸
１０１・・・・拡大された頭部
１０２・・・・第４応力ばね
１０３・・・・第５応力ばね
１２０、１２０’・・・開き口
Ｋ１・・・・・第１弾性係数
Ｋ２・・・・・第２弾性係数
Ｋ３・・・・・第３弾性係数
Ｋ４・・・・・第４弾性係数
Ｋ５・・・・・第５弾性係数
Ｃ・・・・・・入射ビーム
Ｒ・・・・・・反射ビーム
Ｐ・・・・・・投射点

Claims (10)

1. 高精度ミラーマウントであって、
   入射ビームを反射させ、反射ビームをターゲットの投射点に形成する反射ミラーと、
   反射ミラーを固定するための取付け板と、
   取付け板の後ろ側に位置する調節板と、
   前記取付け板と前記調節板との間に取付ける固定球体と、
   前記取付け板の通し孔と前記調節板の通し孔との間に取付ける維持ばねと、
   前記調節板の後ろ側に取付る微調節板と、
   第１端と第２端を有する応力軸と、
   前記応力軸を囲み、前記微調節板と前記応力軸に取付けた第１応力ばねと、
   前記応力軸の一区間を囲み、前記調節板と前記微調節板との間に取付けた第２応力ばねと、
   前記取付け板と前記調節板を近寄せするまたは引き離すことができる第１調節ねじと、
   第２調節ねじと、
   弾性素子とを具備し、
   前記維持ばねは前記取付け板と前記調節板を引き寄せするものであり、前記固定球体は前記調節板と前記取付け板とを一定の距離に維持し、
   前記応力軸の第１端は前記微調節板の前記通し孔を挿通して、かつ前記調節板のねじ孔に取付けるとともに、前記応力軸の第２端は前記微調節板の前記通し孔を挿通して前記微調節板より露出し、
   前記第１応力ばねは前記微調節板と前記応力軸に取付け、前記微調節板の外側に露出し、かつ前記応力軸を囲み、
   前記第２応力ばねは前記調節板と前記微調節板との間に取付けられ、かつ前記応力軸の一区間を囲み、その区間は前記調節板と前記微調節板との間に位置し、
   第１弾性係数Ｋ１を有する前記第１応力ばねおよび第２弾性係数Ｋ２を有する前記第２応力ばねとにより、前記応力軸をしっかりと前記調節板と前記微調節板７０との間に固定し、
   前記第１調節ねじの一端は前記取付け板の凹み溝の内壁にあてがい、かつ前記第１調節ねじの中間区間は前記調節板のねじ孔に螺合し、
   前記通し孔の直径は前前記第１調節ねじの移動に妨げないように記第１調節ねじの直径より大きく、
   前記第１調節ねじは回動操作をすることにより前記取付け板と前記調節板を接近または離隔して調節すことができ、
   前記第２調節ねじの一端は前記微調節板に歯合し、前記微調節板のねじ孔より露出させ、前記第２調節ねじの先端は前記調節板の前記凹み溝に挿入し、
   前記弾性素子は、前記第２調節ねじの上面に取付け、かつ前記調節板の前記凹み溝の内壁と、前記第１調節ねじの上面との間に制限して置き、
   前記弾性素子の第３弾性係数Ｋ３は、前記第２調節ねじを前方向に回すと前記微調節板を前記調節板から移動されるように、前記第１応力ばねの第１弾性係数Ｋ１と、前記第２応力ばねの第２弾性係数Ｋ２と比べて小さいことを特徴とする方位調節マウント。
2. 前記取付け板にひとつの凹み溝を、前記調節板にもう一つの凹み溝をそれぞれ形成し、かつ前記調節板にもう一つの凹み溝を形成し、前記固定球体は、前記取付け板の凹み溝と前記調節板の凹み溝との間に位置することを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
3. 前記第１調節ねじの他端は、前記微調節板の通し孔を挿通して、前記調節板の後側より露出することを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
4. 前記弾性素子はＣ字型ばね板、またはらせんばね、Ｏ字型ばね板、渦巻きばね、あるいは曲げ形ばね板の何れかであることを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
5. 前記応力軸の第２端は拡大頭部を有し、前記第１応力ばねは前記微調節板と前記応力軸の前記拡大頭部との間に取り付けることを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
6. 前記反射ミラーは、埋め込みまたはねじ込み方式によって、前記取付け板に取り付けることを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
7. 前記第１調節ねじの先端部にボールを取付け、該ボールを介して前記凹み溝の内壁の摩擦力に影響されないように、前記第１調節ねじを前記凹み溝の内壁で自由回転可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
8. 前記ボールは前記第２調節ねじの上面に取り付けることを特徴とする請求項７記載の方位調節マウント。
9. さらに側面応力軸を含み、該側面応力軸の第１端は前記微調節板を挿通して、前記調節板のねじ孔に取付け、前記側面応力軸の第２端は前記微調節板の通し孔を挿通して、前記微調節板から露出し、前記第２端に拡大頭部を有し、第４応力ばねは前記微調節板と前記側面応力軸の前記拡大頭部との間に取付け、かつ前記側面応力軸を囲み、第５応力ばねは前記調節板と前記微調節板との間に取付け、かつ前記調節板と前記微調節板との間の側面応力軸を囲み、前記側面応力軸は、前記調節板と前記微調節板との間にて固定することができるように第４弾性係数Ｋ４を有する前記第４応力ばねと、第５弾性係数Ｋ５を有する前記第５応力ばねは、前記弾性素子の前記第３弾性係数Ｋ３に比べて大きいことを特徴とする請求項１記載の方位調節マウント。
10. 高精度ミラーマウントであって、
    入射ビームを反射させ、反射ビームをターゲットの投射点に形成する反射ミラーと、
    前記反射ミラーを固定するためのＬ字型取付け板と、
    前記取付け板の後ろ側に位置するＬ字型調節板と、
    前記取付け板と前記調節板のＬ字型折返点との間に取付ける固定球体と、
    前記調節板の後ろ側に取付るＬ字型微調節板と、
    取り付けた後、そのうち、前記Ｌ字型取付け板、前記Ｌ字型調節板と、前記Ｌ字型微調節板はＸ軸とＹ軸に沿って先端を揃えて取付け、Ｘ軸とＹ軸上に一組の調節部材をそれぞれに取付け、
    前記調節部材は維持ばねと、応力軸と、第１応力ばねと、第２応力ばねと、第１調節ねじと、第２調節ねじとを含み、
    前記維持ばねは前記取付け板の通し孔と前記調節板の通し孔との間に取付けられ、前記取付け板と前記調節板を引き寄せし、
    前記固定球体は前記調節板と前記取付け板とを一定の距離に維持し、
    前記応力軸は第１端を有し、前記第１端は前記微調節板の通し孔を相通し、かつ前記調節板のねじ孔に取付け、
    前記応力軸の第２端は前記微調節板の通し孔を挿通して、前記微調節板より露出させ、
    前記第１応力ばねは、前記応力軸を囲み、前記微調節板と前記応力軸を挿通して、前記微調節板の外側に露出し、該第１応力ばねは、前記調節板と前記微調節板との間に取付け、かつ前記応力軸の一区間を囲み、その区間は前記調節板と前記微調節板との間に位置し、
    第１弾性係数Ｋ１を有する第１応力ばねと、第２弾性係数Ｋ２を有する前記第２応力ばねとにより前記応力軸を前記調節板と前記微調節板との間に固定し、
    前記第１調節ねじの一端は前記取付け板の凹み溝の内壁にあてがい、かつ前記第１調節ねじの中間区間は前記調節板のねじ孔に螺合し、
    前記第１調節ねじを動かして前記取付け板と前記調節板を接近または離隔することができるように、前記通し孔の直径は前記第１調節ねじの直径より大きく、
    前記第２調節ねじの一端は前記微調節板に歯合した上、前記微調節板より露出させ、
    前記第２調節ねじの先端部は前記調節板の凹み溝に挿入し、
    前記弾性素子は前記第２調節ねじの上面に取付け、かつ前記調節板の内壁と前記第２調節ねじの上面との間に制限しておき、
    前記第２調節ねじを前方向に回すと前記微調節板を前記調節板から移動できるように、前記弾性素子の第３弾性係数Ｋ３は前記第１応力ばねの第１弾性係数Ｋ１と、前記第２応力ばねの第２弾性係数Ｋ２と比べて小さいことを特徴とする方位調節マウント。

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