JP3303701B2 - ライトガイド保持機構 - Google Patents

ライトガイド保持機構

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JP3303701B2
JP3303701B2 JP35076196A JP35076196A JP3303701B2 JP 3303701 B2 JP3303701 B2 JP 3303701B2 JP 35076196 A JP35076196 A JP 35076196A JP 35076196 A JP35076196 A JP 35076196A JP 3303701 B2 JP3303701 B2 JP 3303701B2
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紀秋 小滝
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3604Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ライトガイド保持
機構に関し、詳しくは、柱状ライトガイドの保持に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、ライトガイドすなわち光伝達要素
として、たとえば図1の斜視図に示すように一方の端面
1aから光2aを入射すると他方の端面1bから光2bを出
射する柱状ライトガイド1が、種々の用途に用いられて
いる。このような柱状ライトガイド1は、図2の断面図
に示したように、ライトガイド1の内部での反射によっ
て、略均一な輝度分布の出射光2bが得られることか
ら、照明用に用いられる場合がある。
【0003】このように柱状ライトガイド1を照明に用
いる場合に、光伝達損失を小さくするため、柱状光学部
品1の外周面1cに銀蒸着面を形成して、外周面1cから
の出射を防止する場合がある。しかし、この方法では、
内部反射の際に反射面1cで光伝達損失が生じるため、
高効率で光を伝達することができない。
【0004】高効率で光を伝達することができる光学部
材としては、一般には、密度の異なる2層構造を有する
光ファイバーが知られている。光ファイバーは自由に折
り曲げることができるという利点も有するが、細いため
に入射および出射面が非常に小さく、また、束にして用
いる方法もあるが費用がかかる等の欠点がある。
【0005】一方、柱状ライトガイド1を空気中に保持
すれば、光ファイバーと同様に、ライトガイド1内で密
度差による全反射が生じるようにして効率よく光を伝達
することが可能である。
【0006】しかし、ライトガイド1を保持するために
は、ライトガイド1に接触することが必要となり、その
接触部分では全反射しないので、光伝達損失の原因とな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
解決すべき技術的課題は、できるだけ光伝達損失が小さ
くなるように柱状ライトガイドを空気中に浮いた状態で
保持するライトガイド保持機構を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記の技術的課題を解決するため、以下の構成のラ
イトガイド保持機構を提供する。
【0009】ライトガイド保持機構は、筒状鏡胴と、こ
の鏡胴内に軸沿いに収納された柱状ライトガイドと、開
口部を有し、上記鏡胴の両端開口部に固定された一対の
開口蓋部材とを備える。一方の上記開口蓋部材の開口部
周辺を上記ライトガイドの一方の端面の周囲に当接させ
る一方、他方の上記開口蓋部材の開口部周辺を上記ライ
トガイドの他方の端面の周囲に当接させて、一対の上記
開口蓋部材で上記ライトガイドを挾持する。
【0010】上記構成において、ライトガイドは、円柱
状であっても、角柱状であってもよい。ライトガイド
は、入射面および出射面である両端面が開口蓋部材と接
触しかつ鏡胴内で浮いた状態で、一対の開口蓋部材によ
って支持される。ライトガイドの開口蓋部材との接触部
分は、端面の周囲のわずかな部分とすることができるの
で、この接触部分による光伝達損失はごくわずかであ
る。ライトガイドの端面のこの周囲部分以外の部分は、
開口蓋部材の開口部に対向していて光の通過が妨げられ
ないので、光伝達損失を生じない。
【0011】したがって、ライトガイド保持機構は、で
きるだけ光伝達損失が小さくなるように柱状ライトガイ
ドを空気中に浮いた状態で保持することができる。
【0012】上記構成において、ライトガイドは、その
端面と開口蓋部材との間の摩擦力によって、径方向に保
持されている。
【0013】好ましくは、上記鏡胴の内周面と上記ライ
トガイドとの間に介在して、上記ライトガイドの外周面
に点接触または線接触する一方、上記鏡胴の内周面に当
接する位置決め部材を、さらに備える。
【0014】上記構成において、ライトガイドは、位置
決め部材によって径方向位置が保持される。したがっ
て、ライトガイドをより安定して保持することができ
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、図3〜図14に示した本
発明の各実施形態に係る柱状光学部材の保持機構につい
て詳細に説明する。
【0016】まず、第1実施形態について、図3〜図7
を参照しながら説明する。
【0017】第1実施形態の保持機構10aは、図3の
全体斜視図および図5の軸方向断面図に示すように、概
略的には、筒状の中空鏡胴20内に柱状ライトガイド1
2が収納され、鏡胴20の両端に固定ねじ36によって
固定された開口蓋部材30が、ライトガイド12の両端
面14を軸方向に挾持するように構成されている。
【0018】すなわち、鏡胴20は、筒状の周壁21を
有し、その両端面には、開口蓋部材30を固定するため
のねじ穴26が形成されている。ライトガイド12は、
細長い直方体形状を有している。鏡胴20の軸方向長さ
はライトガイド12の軸方向長さよりもわずかに短くな
っていて、鏡胴20の両端面24に固定された一対の蓋
部材40は、鏡胴20内のライトガイド12を軸方向に
付勢して挾持するようになっている。開口蓋部材30
は、図6の平面図に示すように、一点鎖線で示したライ
トガイド12の端面14に対向して、この端面14より
わずかに大きい開口部32を有する。開口蓋部材30の
開口部32の四隅34は丸くなっていて、ライトガイド
12の端面14の角15付近に当接するようになってい
る。したがって、ライトガイド12は、その両端面14
の角15付近が一対の開口蓋部材30の開口部32の四
隅34付近によって挾持されて、鏡胴20の中空穴22
内に保持される。
【0019】ライトガイド12は、図4の斜視図および
図7の断面図に示すように、4つの位置決め部材40に
よって、開口蓋部材30の開口32すなわち鏡胴20に
対して径方向に位置決めされるようになっている。
【0020】詳しくは、位置決め部材40は、略直角に
折り曲げられた連結部40の両側に第1および第2片4
4,46が延在してなる板状部材である。第1および第
2片44,46には、突起45,46が内向きに形成され
ている。4つの位置決め部材40は、ライトガイド12
とともに鏡胴20内に組み込まれたとき、ライトガイド
12の軸方向の略中間位置において、第1および第2片
44,46がライトガイド12の各稜線18を挟んで両
側にそれぞれ配置され、各突起45,47が隣接する外
周面16に点接触する一方、連結部42の外側の折り曲
げ線43が鏡胴20の内周面23に当接して、光学部材
を4方向から弾力的に支持する。位置決め部材10の第
1および第2片44,46のいずれか一方の突起45,4
7をライトガイド12の外周面16に仮接着しておけ
ば、ライトガイド12を位置決め部材40とともに鏡胴
20内に組み込む作業が容易になる。
【0021】上記構成において、ライトガイド12は、
端面14の四隅が開口蓋部材30に接触するが、接触面
積はわずかであり、ライトガイド12の入射面積および
出射面積が覆われることによる光伝達損失はごくわずか
である。特に、開口蓋部材30の開口部32より内側に
のみ光を入射する場合には、入射時には光伝達損失が生
じない。また、ライトガイド12は、その軸方向略中間
位置で位置決め部材40と接触するが、その接触は点接
触であり、接触面積はごくわずかであるので、光伝達損
失はごくわずかである。
【0022】したがって、この保持機構10aにおいて
は、光伝達損失はほとんど生じない。
【0023】次に、第2実施形態について、図8〜図1
2を参照しながら説明する。
【0024】第2実施形態の保持機構10bでは、図8
の全体斜視図および図9の軸方向断面図に示すように、
概略的には、筒状の中空鏡胴20内に柱状ライトガイド
12を収納し、鏡胴20の両端近傍で位置決め部材60
と付勢部材70とを用いてライトガイド12を径方向に
保持し、鏡胴20の両端面24に開口蓋部材30を取り
付け、第1実施形態と同様に、開口蓋部材30によって
ライトガイド12を軸方向に挾持している。
【0025】詳しくは、鏡胴20の周壁21には、その
両端部近傍に、貫通するねじ穴28が形成されている。
また、内周面23の両端部近傍には、位置決め部材60
の軸方向位置を位置決めするための突起26が形成され
ている。
【0026】位置決め部材60は、図12の斜視図に示
すように、ライトガイド12が挿通される開口穴62を
有し、鋭い直線状の先端65,67を有する第1および
第2支持部64,66がこの開口穴62の内側に向けて
突出している。第1および第2支持部64,66の先端
65,67は、互いに直交し、ライトガイド12の内周
面に線接触するようになっている。また、先端部65,
67は多少の幅を有しても線接触の効果は得られる。ま
た、先端65,67を丸めることによっても線接触とな
る。
【0027】付勢部材70は、図11の斜視図に示すよ
うに、板状ばね部材を折り曲げてなり、連結部72の両
側から第1および第2片74,76が互いに直角に延在
している。第1および第2片74,76には突起75,7
7が形成され、ライトガイド12の外周面16に点接触
するようになっている。
【0028】保持機構10bは、以下のようにして、組
み立てる。すなわち、図8(I)に示すように、鏡胴20
の中空穴22に光学部材を挿入し、さらに両側から一対
の位置決め部材60を挿入する。一対の位置決め部材6
0は、鏡胴20の突起26の外側面27に当接して、軸
方向に位置決めされる。次に、図8(II)に示すように、
鏡胴の両側から一対の付勢部材70を挿入して、ライト
ガイド12を径方向に保持する。このとき、図9の断面
図に示すように、付勢部材70は、ライトガイド12を
介して、位置決め部材60の第1および第2支持部6
4,66に対向する位置に配置される。そして、鏡胴2
0のねじ穴28に螺合する押さえねじ50によって、付
勢部材70をライトガイド12側に押し付けることによ
って、付勢部材70の第1および第2片74,76の突
起75,77による点接触と位置決め部材60の第1お
よび第2支持部64,66の先端65,67による線接触
とによって、ライトガイド12の外周面16を支持す
る。これによって、ライトガイド12は、接触による光
伝達損失をほとんど生じることなく、径方向に保持され
る。最後に、図8(III)に示すように、鏡胴20の両端
面24に開口蓋部材を固定する。
【0029】以上説明したように、この保持機構10b
においては、光伝達損失はほとんど生じることなく、ラ
イトガイド12を径方向に確実に支持することができ
る。
【0030】上記第2実施形態では、付勢部材70は板
部材を用いて構成したが、以下の第3実施形態の保持機
構10cのように構成することもできる。
【0031】すなわち、図13および図14の断面図に
示すように、この実施形態の付勢部材80は、円形断面
を有する棒状部材を折り曲げてなり、連結部82の両側
から第1および第2片84,86が互いに直角に延在し
ている。この付勢部材80は、第2実施形態の付勢部材
70に比べて構成が簡単であり、したがって製造が容易
である。この付勢部材80を用いて、第2実施形態と同
様に、ライトガイド12を位置決め部材60の第1およ
び第2支持部64,66の先端65,67に付勢すること
ができる。ただし、付勢部材80とライトガイド12と
の接触部分85,87は、点ではなく、線となるが、線
接触であっても光伝達損失はほとんど生じない。
【0032】以上説明したように、上記各実施形態の保
持機構では、光伝達損失がほとんど生じない。
【0033】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
るものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
たとえば、光学部材は、円柱状、3角柱状、5以上の多
角柱状であってもよい。また、第1実施形態において、
開口蓋部材を用いて光学部材を軸方向にのみ挾持し、位
置決め部材による径方向支持を無くした構成も可能であ
り、逆に、第2および第3実施形態において、位置決め
部材および付勢部材により光学部材を径方向にのみ保持
し、開口蓋部材による軸方向支持を無くした構成も可能
である。また、第2および第3実施形態において、付勢
部材や位置決め部材の支持部の光軸方向および光軸直角
方向の配置や個数は適宜に選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ライトガイドの斜視図である。
【図2】 図1の断面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態のライトガイド保持機
構の全体斜視図である。
【図4】 図3のライトガイドの要部斜視図である。
【図5】 図3の軸方向断面図
【図6】 開口蓋部材の平面図である。
【図7】 図5の線IV-IVに沿っての断面図である。
【図8】 本発明の第2実施形態のライトガイド保持機
構の全体斜視図である。
【図9】 図8の軸直角方向断面図である。
【図10】 図8の軸方向断面図である。
【図11】 付勢部材の斜視図である。
【図12】 位置決め部材の斜視図である。
【図13】 本発明の第3実施形態のライトガイド保持
機構の軸直角断面図である。
【図14】 図13の軸方向断面図である。
【符号の説明】
10a,10b,10c ライトガイド保持機構 12 ライトガイド 14 端面 15 角 16 外周面 18 稜線 20 鏡胴 21 周壁 22 中空穴 23 内周面 24 端面 26 突起 27 外側面 28 ねじ穴 30 開口蓋部材 32 開口部 40 位置決め部材 42 連結部 44 第1片 45 突起 46 第2片 47 突起 50 押さえねじ 60 位置決め部材 61 本体部 62 開口穴 64 第1支持部 65 先端 66 第2支持部 67 先端 70 付勢部材 72 連結部 74 第1片 75 突起 76 第2片 77 突起 80 付勢部材 82 連結部 84 第1片 85 接線 86 第2片 87 接線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状鏡胴と、 該鏡胴内に軸沿いに収納された柱状ライトガイドと、 開口部を有し、上記鏡胴の両端開口部に固定された一対
    の開口蓋部材とを備え、 一方の上記開口蓋部材の開口部周辺を上記ライトガイド
    の一方の端面の周囲に当接させる一方、他方の上記開口
    蓋部材の開口部周辺を上記ライトガイドの他方の端面の
    周囲に当接させて、一対の上記開口蓋部材で上記ライト
    ガイドを挾持したことを特徴とするライトガイド保持機
    構。
  2. 【請求項2】 上記鏡胴の内周面と上記ライトガイドと
    の間に介在して、上記ライトガイドの外周面に点接触ま
    たは線接触する一方、上記鏡胴の内周面に当接する位置
    決め部材を、さらに備えたことを特徴とする、請求項1
    記載のライトガイド保持機構。
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