JP4672248B2 - 光学素子の保持構造 - Google Patents

Description

本発明は、光入射部と光出射部とを備えた円柱状又は角柱状の導光体からなる光学素子の保持構造に関する。

図１３（ａ）は従来の光学素子の保持構造を示す断面図、同図（ｂ）はその右側面図及び図１４は円形リング状押えネジを示す斜視図である。
この光学素子の保持構造は、光学素子１と、この光学素子１を収納する円筒状容器２と、この円筒状容器２の内側面の中央部に形成された中央凹所３ａに収納される２つのＯリング状弾性保持部４ａ、４ｂと金属パイプ５と、この円筒容器２の光出射側の開口端側に形成された、上記中央凹所３ａの径よりも大きく、深さよりも小さい光出射側凹所３ｂ内に収納される円形リング状押えネジ６とにより構成される。

光学素子１は、ガラス製の円柱状導光体（外径：１０ｍｍφ、長さ：３４ｍｍ）であって、一方の端面に光入射部１ａと、他方の端面に光出射部１ｂが形成され、光が光入射部１ａに入射して、導光体の内部でその外側面と多重反射しながら導光して、光出射部１ｂから出射する。

円筒状容器２は、円筒状である金属製（例：アルミニウム合金、外径：３０ｍｍφ、長さ：３４ｍｍ）であって、上記した中央凹所３ａ（内径：１４ｍｍφ、長さ：２３ｍｍ）及び光出射側凹所３ｂ（内径：２２ｍｍ、深さ（長さ）：５ｍｍ）以外に、光入射側の開口端側に、その内周面が光学素子１の外径よりも僅かに大きい、光入射側内周面７（内径：１０．４ｍｍφ、長さ：５ｍｍ）が形成されている。

２つのＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂは、弾性樹脂又ゴムの線材（直径：１．９ｍｍφ）をリング状（外径：１４ｍｍφ）に加工したもので、その間に、所定の長さ寸法を有する金属パイプ５を挿入して、Ｏリング状弾性保持部４ａを中央凹所３ａの底面に設置し、Ｏリング状弾性保持部４ｂを光出射側凹所３ｂの底面３ｃよりも突き出すように、中央凹所３ａ及び金属パイプ５の各長さ寸法を選定している。

円形リング状押えネジ６は、光出射部１ｂから出射する光の通路を確保するための開口部６ａと、その外周面に形成されネジ部６ｂと、光出射側凹所３ｂ内に進行させるためのマイナス切り溝が形成され円板状の金属製のものであって、この押えネジ６が円筒状容器２の光出射側凹所３ｂの内側面に形成されたネジ部と螺合して、進行するに従って、この光出射側凹所３ｂ内に収納された時点で、前述したように突き出されたＯリング状弾性保持部４ｂを押圧することにより、Ｏリング状弾性保持部４ａも金属パイプ５を通じて押圧され、Ｏリング状弾性保持部４ａ及び４ｂを最初の球状から楕円形に扁平させる。

このように扁平されたＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂは、光学素子１の外側面に当接して、押圧された状態で、この光学素子１が保持される。

上記した光学素子の保持構造は、２つのＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂが押圧扁平されて、光学素子１の外周面に当接する押圧力により、光学素子１の保持力が決まることから、その保持力を十分に確保するためには、例えば、２つのＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂの線材の直径を大きくして、押えネジ６の押圧による扁平量を大きくすることができる。

しかしながら、２つのＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂの線材の直径を大きくした場合、この２つのＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂが円筒状容器２の光入射側内周面７よりも突き出てしまうことがあり、光学素子１を円筒状容器２に収納する際、光学素子１が２つのＯリング状弾性保持部４ａ，４ｂに引っ掛かり、光学素子１を容器２に収納することが不可能となる。

また、２つのＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂが光学素子１の外周面と当接することから、光学素子１の入射端面に入射した光が当接した２箇所のＯリング状弾性保持部４ａ及び４ｂを通じて漏れ出し、出射光の光量を低下させる。

本発明が解決しょうとする課題は、光学素子の保持力を十分に確保して、光学素子を円筒状容器に収納することができる光学素子の保持構造を提供することである。

そして、本発明が解決しょうとするもう一つの課題は、出射光の光量の低下を少なくした光学素子の保持構造を提供することである。

上記した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、円柱状又は角柱状の何れかに加工された導光体の長手方向の一方の端面に光入射部と、他方の端面に光出射部を形成して、この光入射部に入射された光が前記導光体の内部を導光して、光出射部から光が出射される光学素子を保持する光学素子の保持構造において、 光入射部と光出射部の輪郭にそれぞれ入射側面取り部と出射側面取り部とが形成され、第１当接部と光の通路を確保する第１開口部とを有する第１保持部と、第２当接部と光の通路を確保する第２開口部とを有する第２保持部とを備え、第１当接部と第２当接部のうちの一方の当接部が弾性作用を有して、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部が第１当接部と、他方の面取り部が第２当接部に押圧されて、この光学素子が、前記入射側面取り部と前記出射側面取り部が、前記第１保持部の第１当接部または前記第２保持部の第２当接部の何れかの当接部に当接して、前記入射側面取り部と前記出射側面取り部以外の部分が前記第１保持部及び前記第２保持部と当接しないように保持されることを特徴とする光学素子の保持構造である。

次に、請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明の光学素子の保持構造を前提として、前記第１保持部が光学素子を収納する筒状に加工された容器であり、この容器の長手方向の一方の開口端部を起点にして、この開口端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第１当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第１開口部を構成する。
そして、本発明は、この第１当接部の内側部分を底にして、前記光学素子の一方の面取り部がこの第１当接部と当接するように、前記光学素子がこの筒状容器内に収納される。
そして、本発明は、この筒状容器の長手方向の他方の開口端に凹所が形成され、この筒状容器に収納された光学素子の他方の面取り部が前記凹所の底面から突き出されている。
そして、本発明は、前記第２保持部がその中心部に前記第２開口部を形成し、この第２保持部の第２開口部側の端部に前記第２当接部が弾性作用を有するように形成され、この第２当接部以外の第２保持部の部分が前記筒状容器の前記凹所の底面に固定され、かつ、この光学素子の他方の面取り部が前記第２当接部と当接されることを特徴とする光学素子の保持構造である。

次に、請求項３に係る発明は、上記した請求項２に係る発明の光学素子の保持構造を前提として、前記凹所の底面に固定される以外の前記第２保持部の部分に、前記第２開口部側の中心に向かって、その両側に切り込み部とその中央に凸部とを有する前記第２当接部が前記第２開口部の中心対称に複数の対をもって形成され、この第２当接部が弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造である。

次に、請求項４に係る発明は、請求項１に係る光学素子の保持構造を前提として、前記光学素子を収納する筒状容器の両端に第１凹所と、その内周面にネジ部を有する第２凹所が形成されている。
そして、本発明は、この第１凹所の底面に前記第１保持部を固定し、この第１保持部の開口部の開口端に形成された第１当接部を底にして、この第１当接部が前記光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部に当接するように、この光学素子が前記筒状容器内に収納される。
そして、本発明は、前記第２保持部が前記第１保持部側とは反対側の前記光学素子の部分を収納するとともに、前記筒状容器内に収納される円筒体であって、この円筒体の前記第１保持部側とは反対側の端部を起点にして、その端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第２当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第２開口部を構成する。
そして、本発明は、前記第１保持部側に端面を有し、かつ、前記筒状容器の内側面を案内にして摺動される摺動部と、前記第２当接部の起点とした端部と前記摺動部とを連結するとともに、前記筒状容器の内周面との間で空所を形成する連結部とを有する。
そして、本発明は、圧縮コイルばねの先端が前記筒状容器の第２凹所の底面より突き出るように、この圧縮コイルばねを前記空所に収納する。
そして、本発明は、その外周面にネジ部を有し、その内周面内に第２保持部の当接部を離間して収納し、かつ、一方の円周面が前記圧縮コイルばねに当接する円形リング状押えネジを、前記筒状容器の第２凹所の内周面に有するネジ部と螺合して、この円形リング状押えネジの螺合と前記圧縮コイルばねの反発力により弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造である。

次に、請求項５に係る発明は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の何れかに記載の光学素子の保持構造を前提として、前記第１保持部の第１当接部と第２保持部の第２当接部の少なくとも一方の当接部が面取り加工され、この一方の当接部が前記光学素子の入射側面取り部及び出射側面取り部のうちの何れかの面取り部と当接し、かつ、この一方の当接部の面取り角度が前記何れかの面取り部の面取り角度と実質的に等しいことを特徴とする光学素子の保持構造である。

本発明の光学素子は、円柱状又は角柱状の導光体の一方の端面に光入射部と、他方の端面に光出射部を形成し、この光入射部に入射された光が導光体光の内部を導光して光出射部から光が出射される光学素子であり、ここで、この導光体の材料としては、例えば、石英ガラス、二酸化珪素を主成分とする多成分系光学ガラス、プラスチック等が好適である。

また、本発明の光学素子の具体例としては、例えば、光源から光入射部に入射した光が円柱状導光体の側面と多重反射しながら伝播して、光出射部の出射位置に殆ど関係なく均一の光量分布をもって出射するミキシング光学素子、光入射部及び光出射部の両端部のうち少なくとも一方が球面レンズ又は非球面レンズを有する導光体を構成して、レンズ作用を奏するロッドレンズ光学素子、並びに、光入射部に入射した光が導光体内部伝播することにより、その光の熱を導光体に吸収して、比較的低い温度の光を光出射部から出射する熱吸収光学素子等が好適である。

次に、本発明の第１保持部材及び第２保持部材の材料は、それぞれの第１当接部及び第２当接部のうちの一方が弾性作用を有し、第１当接部及び第２当接部が光学素子の入射側面取り部及び出射側面取り部を押圧して、この光学素子を保持することができるものであれば、特に限定されず、たとえば、アルミニウム合金、ステンレス、黄銅等の金属、又は硬質プラスチック等が好適である。なお、第１当接部及び第２当接部が弾性作用を有するために、それぞれの当接部の厚さ及び長さの寸法を適宜選定すればよい。

また、本発明の光学素子を収納する筒状容器の材料は、その加工ができるものであれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム合金、ステンレス、黄銅等の金属、又はプラスチック等が使用される。

請求項１に係る発明によれば、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部とが第１保持部の第１当接部と第２保持部の第２当接部の何れかの当接部に当接して、第１当接部と第２当接部のうち一方の当接部の弾性作用により押圧されることから、光学素子の保持力を十分に確保することができる。

また、本発明によれば、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部とが第１保持部の第１当接部と第２保持部の第２当接部の何れかに当接するが、光学素子のそれ以外の部分は第１保持部及び第２保持部とは当接しないことから、光学素子を容易に収納することができるとともに、保持構造による光の漏れを防止し、出射光の光量の低下を少なくすることができる。

請求項２に係る発明によれば、前記凹所の底面から突き出された光学素子の面取り部が、弾性作用を有する第２当接部と当接されることから、光学素子の保持力を一層向上させることができる。

請求項３に係る発明によれば、第２保持部の第２開口部側の中心に向かって、その両側に切り込み部と、その中央に凸部とを有する第２当接部が前記第２開口部の中心対称に複数の対をもって形成され、この第２当接部が弾性作用を有することから、光学素子を一層強力に保持することができる。

請求項４に係る発明によれば、圧縮コイルばねの反発力による弾性作用を有して、光学素子が保持されることから、光学素子を確実に保持することができる。

請求項５に係る発明によれば、当接部の面取り角度と面取り部の面取り角度とを実質的に等しくしていることから、当接部と面取り部との当接を一層確実にすることができる。

図１は本発明の実施例１である光学素子の保持構造を示し、図１（ａ）は長手方向の中心軸に沿った断面図及び図１（ｂ）は図１（ａ）の右側面図である。

そして、図２は本発明の実施例１の光学素子の正面図、図３（ａ）は実施例１の第１保持部の長手方向の中心軸に沿った断面図、図３（ｂ）は第１保持部の右側面図、図４は実施例１の第２保持部の正面図及び図５は図１（ａ）の右側部分を拡大した断面図である。

本実施例の光学素子の保持構造は、光学素子１０と、この光学素子１０を保持する第１保持部２０及び第２保持部３０と、第２保持部３０を第１保持部２０に固定するネジ４０とを備えている。

光学素子１０は、ミキシング光学素子であり、その本体である導光体１１は、石英ガラスを円柱状に形成したもの（外径：４ｍｍφ、長さ：１２ｍｍ）であり、その両端面の円形の輪郭に、４５°の面取り角度をもった入射側面取り部１２と出射側面取り部１３を形成し、その両端面に、光を入射する光入射部１４と、光を外部に出射する光出射部１５を形成している。なお、図示略した光源から放射された光（例：紫外光）は、光入射部１４に入射し、導光体１１の内部に伝播して、その外側面と多重反射を繰り返しながら導光し、光出射部１５に到達して、この光出射部１５から光を出射させる。この出射光は、光出射部１５の位置においてほぼ均一化された光量をもって出射される。

第１保持部２０は、概略円筒状の容器（材料：アルミニウム合金、外径：１１ｍｍφ、内径：４．２ｍｍφ、長さ：１２．３ｍｍ）であり、図３の図面上、左側の端面２１を起点にして、この端面２１の内周面からその中心軸に向かって、リング状に突出させたリング状凸部が第１当接部２３を構成し、このリング状凸部（第１当接部２３）の中心軸を含む内側が第１開口部２２を構成する。

このリング状凸部（第１当接部２３）は、その外側が端面２１の一部を占め、その内側が４５°の角度で面取り加工された当接面２４を構成する。なお、第１開口部２２の開口径（４．１ｍｍφ）は、光学素子１０の光入射部１４を見通すことができる寸法を有している。
そして、第１保持部２０は、図３の図面上、右側の端面２５の中央には凹所２６（内径：６ｍｍφ、深さ：０．７ｍｍ）が形成され、この凹所２６の底面２７に、中心対称に位置にある２箇所にネジ２８、２９が形成されている。

第２保持部３０は、円板（材料：ステンレス、外径：９ｍｍφ、厚さ：０．１ｍｍ）を加工したものであり、この円板の中心に、円弧状の第２開口部３１が形成されている。この第２開口部３１の開口径（４．１ｍｍφ）は、光学素子１０の光出射部１５を見通すことができる寸法を有する。

この第２開口部３１側から２つのＶ字型の切り込み部３２ａ、３２ｂを形成することにより、この２つの切り込み部３２ａ、３２ｂの間の中央に、逆Ｖ字状に突出した凸部を有する第２当接部３２が形成されている。
そして、この第２当接部３２と同一の形状のものが、第２開口部３１の中心対称に２つの対（３２、３３），（３４、３５）をもって、４つの第２当接部３２、３３、３４、３５が形成されている。

４つの第２当接部３２〜３５は、それぞれの基端部のみが第２保持部３０本体と連結し、切り込み部（３２ａ，３２ｂ、３３ａ，３３ｂ、３４ａ，３４ｂ、３５ａ，３５ｂ）を介して分離していることから、この第２保持部の第２開口部３１の中心軸方向に対して弾性作用を有する。なお、４つの第２当接部３２〜３５は、上記した第２開口部３１の円弧状に延長上に位置し、後述するように、光学素子１０の面取り部１３と当接する当接面となる。

そして、隣り合う第２当接部３２と３４及び３３と３５との間にあって、相互に第２開口部３２の中心対称の位置に、それぞれ円形の孔３６と長円形の孔３７が形成されている。なお、長円形の孔３７は、位置ズレ調整用のために長円形にしてある。

この第２保持部３０の孔３６、３７にネジ４０を挿入して、このネジ４０を第１保持部２０の凹所２６の底面２７に形成されたネジ２８、２９に螺合して、この第２保持部３０が第１保持部２０に固定される。

次に、本例の光学素子の保持構造の組立方法を説明する。
先ず、第１保持部２０の第１当接部２３の当接面２４を底にして、光学素子１０の入射側面取り部１２がこの第１当接部２３と当接するように、光学素子１０を第１保持部２０の円筒容器内に収納する。収納された光学素子１０の出射側面取り部１３は、第１保持部２０の凹所２６内にあって、その凹所２６の底面２７よりも０．６ｍｍだけ突き出されている。

この状態で、第２保持部３０は、その本体を第１保持部２０の凹所２６の底面２７に仮設置して、第２保持部３０の孔３６、３７を通して、ネジ４０、４０を第１保持部２０のネジ２８、２９に螺合することにより、第２保持部３０の本体が第１保持部２０の凹所２６の底面２７に固定されると同時に、第２保持部３０の４つの第２当接部３２〜３５が光学素子１０の出射側面取り部１３と当接するとともに、この４つの第２当接部３２〜３５の弾性作用により、この出射側面取り部１３を確実に押圧して、光学素子１０を保持する。

本実施例によれば、光学素子１０を第１保持部２０が兼ねる概略円筒状容器内に収納する際に、光学素子１０の入射側面取り部１２と第１保持部２０の第１当接部２３とが当接した状態で、この入射側面取り部１２と相対向する位置にある光学素子１０の出射側面取り部１３が、第２当接部と当接して、この第２当接部の弾性作用により押圧されることから、光学素子の保持力を十分に確保することができる。

また、光学素子１０の入射側面取り部１２と、第１保持部２０の第１当接部２３の当接面２４とが共に、４５°の面取り角度で面取り加工されて、これら当接箇所が面接触していることから、かかる当接を一層確実にすることができる。光学素子１０の出射側面取り部１３と当接する第２保持部３０の第２当接部は、第２当接部の厚さ及び幅の各寸法を適宜選定して、光学素子１０の出射側面取り部１３の面取り角度に倣って当接させることができるから、この当接も面接触させて、一層確実にすることができる。

更に、保持構造との光学素子の当接箇所は、光学素子の両端部の輪郭に形成した面取り部のみであることから、光学素子の導光体を通じた光の漏れを極めて少なくすることできる。

図６は、本発明の実施例２である光学素子の保持構造を示すの長手方向の断面図であり、図７（ａ）は実施例２の光学素子の正面図、図７（ｂ）は実施例２の光学素子の右側面、図８（ａ）は実施例２の容器の長手方向の断面図、図８（ｂ）は実施例２の容器の右側面図、図９（ａ）は実施例２の第１保持部の正面図、図９（ｂ）は実施例２の第１保持部の断面図、図１０（ａ）は実施例２の第２保持部の長手方向の断面図、図１０（ｂ）は実施例２の第２保持部の右側面図、図１１は実施例２の圧縮コイルばねを示す斜視図及び図１２は実施例２の円形リング状押えネジを示す斜視図である。

本実施例の光学素子の保持構造は、光学素子１００と、この光学素子１００を含むすべての部品を収納する容器１１０と、この光学素子１００を保持する第１保持部１２０及び第２保持部１３０と、第２保持部１３０に対して弾性作用を得るための圧縮コイルばね１４０及び円形リング状押えネジ１５０と、第１保持部１２０を容器１１０に固定するためのネジ１６０とを備えている。

光学素子１００は、ミキシング光学素子であり、その本体である導光体１０１は、二酸化珪素を主成分とする多成分系光学ガラスを正四角柱状に形成したもので（１辺の長さ：１０ｍｍ、全長：３５ｍｍ）、その両端面の正四角形の輪郭に、４５°の面取り角度をもったそれぞれ４つの入射側面取り部１０２と出射側面取り部１０３を形成し、その両端面に光を入射する光入射部１０４と、光を外部に出射する光出射部１０５を設けている。

容器１１０は、概略円筒状形状（材料：アルミニウム合金、外径：３１ｍｍφ、長さ：３７ｍｍ）であり、両端の開口部には、それぞれ第１凹所１１１（内径：２５ｍｍφ、深さ：３ｍｍ）と第２凹所１１３（内径：２８ｍｍφ、深さ：５ｍｍ）が形成され、第１凹所１１１の底面にはネジ１１２が中心対称の２箇所に加工され、第２凹所１１３の内周面にはネジ１１４が加工されている。

第１凹所１１１のネジ１１２は、後述する第１保持部１２０を固定するためのもので、第２凹所１１３のネジ１１４は、後述する円形リング状押えネジ１５０と螺合して、この押えネジ１５０を固定するためのものである。
容器１１０本体の内周面１１５（内径：２１ｍｍφ）は、後述する第２保持部１３０の摺動部１３４の外周面を摺動するための案内として作用をする。

第１保持部１２０は、円板状（材料：アルミニウム合金、外径：２５ｍｍφ、厚さ：２ｍｍ）の中央部に、光学素子１００の光出射部１０５を見通すことができる、四隅を丸め加工された正四角形の第１開口部１２１（１辺の長さ：１２ｍｍ）が形成され、この第１開口部１２１を通して、光学素子１００の光出射部１０５を見通すことができ、この第１開口部１２１の正四角形の輪郭に４５°の面取り加工された第１当接部１２２、１２３、１２４、１２５が突き出すように形成されている。

また、第１保持部１２０本体の上下左右の中心対称の４箇所には、この第１保持部１２０を容器１１０に固定するためにネジ１６０の挿入用の孔１２６、１２７、１２８、１２９が形成されている。孔１２６、１２８の径は、孔１２７、１２９の径に対して位置ズレ調整のため、多少大きくしている

第２保持部１３０は、図６の図面上、光学素子１の左側半分以上の部分を収納する概略円筒状体（材料：アルミニウム合金、長さ：２４ｍｍ）であり、図１０において、左側の端部を起点として、この端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させた４つのリング状凸部が第２当接部１３２、１３３、１３４、１３５を構成し、このリング状凸部（第２当接部１３２〜１３５）の中心軸を含む内側が第２開口部を構成する。この第２開口部１３１の開口（最短距離：１０ｍｍ□）は、光学素子１１０の光入射部１０４を見通せることができる寸法を有している。

そして、４つのリング状凸部（第２当接部１３２〜１３５）は、本実施例の光学素子１００が正４角柱状であることから、この光学素子１００の入射側面取り部１０２と当接するように、４隅を丸め加工させた正四角形の４辺に形成され、この４辺の当接面は、４５°の角度の面取り加工が施されている。

次に、第２保持部１３０は、図１０において、その右側の開口側には、容器１１０の内周面１１５を案内にして摺動される摺動部１３６（外径：２１ｍｍφ、内径：１５ｍｍφ、長さ：１０ｍｍ）が形成されている。
そして、第２保持部１３０の第２当接部１３２〜１３５の起点となった端部と摺動部１３６との間には、この第２当接部１３２〜１３５と摺動部１３６とを連結する連結部１３７（外径：１６ｍｍφ、内径：１５ｍｍφ、長さ：１４ｍｍ）が形成されている。

第２保持部１３０は、その連結部１３７の外径が摺動部１３４の外径より５ｍｍ小さく形成されて、容器１１０内に収納されることから、その連結部１３７の外周面と容器１１０の内周面との間に、リング状の空所１３８が形成される（図６参照）。

圧縮コイルばね１４０（材料：ステンレス、線径：１ｍｍφ、外力フリーの状態の長さ：２０ｍｍ、外径：２０ｍｍ）は、上記した空所１３８内に収納される。この圧縮コイルばね１４０は、外力フリーの状態では、容器１１０の第２凹所１１３の底面より飛び出ている。

円形リング状押えネジ１５０（材料：アルミニウム合金、厚さ：３ｍｍ、外径：２８ｍｍφ、内径：１７ｍｍφ）は、その外周面に容器１１０の第２凹所１１３の内周面に加工されたネジ１１４と螺合するネジ１５１と、その中心軸に沿って開口された開口部１５２と、ネジ工具を挿入するために切り溝１５３とが形成されている。この開口部１５２は、第２保持部１３０の連結部１３７の外周面を収納するに十分な内径を有している。

次に、本実施例の光学素子の保持構造の組立方法を説明する。
先ず、第１保持部１２０を容器１１０の第１凹所１１１の底面に設置して、４本のネジ１６０を、第１保持部１２０の孔１２６〜１２９を通して、上記凹所１１１の底面に加工されたネジ１１２にネジ止めして、この第１保持部１２０を容器１１０に固定する。

次に、この第１保持部１２０の４つの第１当接部１２２〜１２５を底にして、光学素子１００の４つの出射側面取り部１０３を４つの第１当接部１２２〜１２５と当接するように、光学素子１００を容器１１０内に収納する。なお、上記した当接の作業は、相互に当接する箇所が４つの辺であり、かつ、４５°の面取り角度で加工された当接面であることから、光学素子１００を位置決めした状態で、第１保持部１２０の第１開口部１２１の中心軸上に立てて、容易に当接することができる。

次に、第２保持部１３０の概略円筒状を、その摺動部１３６の開口部側から光学素子１００の入射側面取り部１０２とその光学素子１００本体の一部を収納するように被せて、第２保持部１３０の第２当接部１３２〜１３５が光学素子１００の４つの入射側面取り部１０２にそれぞれ当接させる。
この当接作業も、第１保持部１２０の当接作業と同様、容易に当接することができる。

なお、上記した当接の順序とは逆に、第２保持部１３０の概略円筒状に光学素子１１０を収納して、第２当接部１３２〜１３５が光学素子１００の４つの入射側面取り部１０２にそれぞれ当接させた状態で、この光学素子１１０の４つの出射側面取り部１０３を４つの第１保持部１２０の第１当接部１２２〜１２５を当接させてもよい。

次に、圧縮コイルばね１４０を空所１３８内に挿入する。この挿入時では、この圧縮コイルばね１４０は、この挿入方向の先端が第２保持部１３０の摺動部１３４の段差面に接して保持され、その他端がこの容器１１０の第２凹所１１３に飛び出ている。

次に、円形リング状押えネジ１５０は、その外周面に加工されたネジ１５１を容器１１０の第２凹所１１３の内周面に加工されたネジ１１４に螺合して、この第２凹所１１３内に収納されることにより、前述した圧縮コイルばね１４０の他端を押圧する。この圧縮コイルばね１４０への押圧は、第２保持部１３０を通じて、圧縮コイルばね１４０の弾性作用と摺動部１３６の摺動作用により反発力を得て、この反発力が第２保持部１３０の第２当接部１３２〜１３５に作用して、この第２当接部１３２〜１３５が光学素子１の４つの入射側面取り部１０２を押圧固定して、この光学素子１を保持する。

本実施例によれば、正四角柱状の光学素子の両端に形成された、４辺の出射側面取り部と入射側面取り部が、それぞれ第１保持部と第２保持部の４辺の当接部と当接して、押圧されることから、光学素子を十分な保持力をもって保持することができる。

また、それぞれの当接箇所が、４５°の面取り角度をもった当接面に加工され、面接触させることから、かかる当接を一層確実にすることができる。
更に、保持構造との光学素子の当接箇所は、光学素子の両端部の輪郭に形成した面取り部のみであることから、光学素子の導光体を通じた光の漏洩を極めて少なくすることできる。

以上の実施例１及び２において、光学素子の入射側面取り部を第１保持部の第１当接部に、出射側面取り部を第２保持部の第２当接部に、それぞれ当接したが、逆に、光学素子の入射側面取り部を第２保持部の第２当接部に、出射側面取り部を第１保持部の第１当接部に当接してもよい。

また、実施例１及び２において、光学素子本体の形状をそれぞれ円柱状と正４角柱状にしたが、逆に、第１保持部及び第２保持部の当接部及びその他必要な箇所を設計変更することにより、正４角柱状と円柱状に変更してもよい。また、上記した正４角柱状については、必要に応じて、他の角柱状に変更してもよい。

また、実施例１及び２において、面取り角度をすべて４５°に統一したが、それ以外の面取り角度、例えば、４０°、５０°又は６０°等に変更してもよい。

本発明の実施例１である光学素子の保持構造を示し、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は右側面図である。 実施例１の光学素子を示す正面図である。 実施例１の第１保持部を示し、図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は右側面図である。 実施例１の第２保持部を示す正面図である。 図１（ａ）の右側部分を拡大した断面図である。 本発明の実施例２である光学素子の保持構造を示す断面図である。 実施例２の光学素子を示し、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は右側面図である。 実施例２の容器を示し、図８（ａ）は断面図、図８（ｂ）は右側面図である。 実施例２の第１保持部を示し、図９（ａ）は正面図、図９（ｂ）は断面図である。 実施例２の第２保持部を示し、図１０（ａ）は断面図、図１０（ｂ）は正面図である。 実施例２の圧縮コイルばねを示す正面図である。 実施例２の押えネジを示す斜視図である。 従来の光学素子の保持構造を示し、図１３（ａ）は断面図、図１３（ｂ）は右側面図である。 図１３に示す光学素子の保持構造に使用された押えネジを示す斜視図である。

符号の説明

１０，１００ 光学素子
１１，１０１ 光学素子の導光体
１２，１０２ 光学素子の入射側面取り部
１３，１０３ 光学素子の出射側面取り部
１４，１０４ 光学素子の光入射部
１５，１０５ 光学素子の光出射部
２０，１２０ 第１保持部
２２，１２１ 第１保持部の第１開口部
２６ 第１保持部の凹所
３０，１３０ 第２保持部
３１，１３１ 第２保持部の第２開口部
２３，１２２，１２３，１２４，１２５ 第１保持部の第１当接部
３２，３３，３４，３５，１３２，１３３，１３４，１３５ 第２保持部の第２当接部
３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ 第２保持部の切り込み部
１１０ 筒状容器
１１１ 筒状容器１１０の第１凹所
１１３ 筒状容器１１０の第２凹所
１３６ 第２保持部の摺動部
１３７ 第２保持部の連結部
１３８ 空所
１４０ 圧縮コイルばね
１５０ 円形リング状押えネジ

Claims (5)

1. 円柱状又は角柱状の何れかに加工された導光体の長手方向の一方の端面に光入射部と、
   他方の端面に光出射部を形成して、この光入射部に入射された光が前記導光体の内部を導光して、光出射部から光が出射される光学素子を保持する光学素子の保持構造において、
   光入射部と光出射部の輪郭にそれぞれ入射側面取り部と出射側面取り部とが形成され、
   第１当接部と光の通路を確保する第１開口部とを有する第１保持部と、
   第２当接部と光の通路を確保する第２開口部とを有する第２保持部とを備え、
   第１当接部と第２当接部のうちの一方の当接部が弾性作用を有して、光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部が第１当接部と、他方の面取り部が第２当接部に押圧されて、この光学素子が、
   前記入射側面取り部と前記出射側面取り部が、前記第１保持部の第１当接部または前記第２保持部の第２当接部の何れかの当接部に当接して、
   前記入射側面取り部と前記出射側面取り部以外の部分が前記第１保持部及び前記第２保持部と当接しないように保持されることを特徴とする光学素子の保持構造。
2. 請求項１に記載の光学素子の保持構造において、
   前記第１保持部が光学素子を収納する筒状に加工された筒状容器であり、
   この筒状容器の長手方向の一方の開口端部を起点にして、この開口端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第１当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第１開口部を構成し、
   前記第１当接部の内側部分を底にして、前記光学素子の一方の面取り部がこの第１当接部と当接するように、前記光学素子がこの筒状容器内に収納され、
   この筒状容器の長手方向の他方の開口端に凹所が形成され、この筒状容器に収納された光学素子の他方の面取り部が前記凹所の底面から突き出されており、
   前記第２保持部がその中心部に前記第２開口部を形成し、
   この第２開口部側の端部に前記第２当接部が弾性作用を有するように形成され、この第２当接部以外の第２保持部の部分が前記筒状容器の前記凹所の底面に固定され、かつ、前記光学素子の他方の面取り部が前記第２当接部と当接されることを特徴とする光学素子の保持構造。
3. 請求項２に記載の光学素子の保持構造において、
   前記凹所の底面に固定される以外の前記第２保持部の部分に、前記第２開口部側の中心に向かって、その両側に切り込み部とその中央に凸部とを有する第２当接部が前記第２開口部の中心対称に複数の対をもって形成され、この第２当接部が弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造。
4. 請求項１に記載の光学素子の保持構造において、
   前記光学素子を収納する筒状容器の両端に第１凹所と、その内周面にネジ部を有する第２凹所が形成され、
   この第１凹所の底面に前記第１保持部を固定し、前記第１保持部の第１開口部の開口端に形成された第１当接部の内側部分を底にして、この第１当接部が前記光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの一方の面取り部に当接するように、前記光学素子が筒状容器内に収納され、
   前記第２保持部が、前記第１保持部側とは反対側の前記光学素子の部分を収納するとともに、前記筒状容器内に収納される概略円筒状体であって、この円筒体の前記第1保持部側とは反対側の端部を起点として、その端部の内側面からその中心軸に向かってリング状に突出させたリング状凸部が前記第２当接部を構成するとともに、このリング状凸部の前記中心軸を含む内側が前記第２開口部を構成し、前記第１保持部側に端面を有し、かつ、前記筒状容器の内側面を案内にして摺動される摺動部と、前記当接部の起点とした端部と前記摺動部とを連結するとともに、前記筒状容器の内周面との間に空所を形成する連結部とを有し、
   圧縮コイルばねの先端が前記筒状容器の第２凹所の底面より突き出るように、この圧縮コイルばねを前記空所に収納し、
   その外周面にネジ部を有し、その内周面内に第２保持部の当接部を離間して収納し、かつ、一方の円周面が前記圧縮コイルばねに当接する円形リング状押えネジを、前記筒状容器の第２凹所の内周面に有するネジ部と螺合して、この円形リング状押えネジの螺合と前記圧縮コイルばねの反発力により弾性作用を有することを特徴とする光学素子の保持構造。
5. 請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４の何れかに記載の光学素子の保持構造において、前記第１保持部の第１当接部と第２保持部の第２当接部の少なくとも一方の当接部が面取り加工され、この一方の当接部が前記光学素子の入射側面取り部と出射側面取り部のうちの何れかの面取り部と当接し、かつ、この一方の当接部の面取り角度が前記何れかの面取り部の面取り角度と実質的に等しいことを特徴とする光学素子の保持構造。

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