JP5831547B2 - 平行板ばね、平行移動機構、干渉光学系および分光分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブロック体を２つの板状部材で挟んで構成される平行板ばねと、その平行板ばねを備えた平行移動機構と、干渉光学系と、分光分析装置とに関するものである。

２つの板状部材を平行に配置して、それぞれの端部を連結した平行板ばねは、従来から機械要素として使用されている。例えば特許文献１の平行板ばねは、半導体製造装置等の磁気駆動ステージに使用されており、加工精度の点から、２つの板状部材と、これらの端部同士を連結する連結部とを、例えばチタンや超弾性材料を用いて一体化して構成されている。また、例えば特許文献２の平行板ばねは、マイケルソン干渉計のような干渉光学系における移動鏡の移動機構に使用されており、ガラスまたはシリコンからなる２つのブロック体を、例えばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板からなる２つの板状部材で挟んで構成されている。

特開平１０−２２３４３０号公報（段落〔００２１〕、図１等参照） 特開２０１１−５８８１０号公報（請求項１、段落〔００２７〕〜〔００３５〕、〔００７７〕、図２、図３、図１７〜図２０等参照）

ところで、上述した各平行板ばねでは、２つの板状部材で挟まれる２つの連結部の一方または２つのブロック体の一方が、各板状部材の対向方向に沿って往復で平行移動する。以下、２つの板状部材で挟まれる２つの連結部または２つのブロック体のうち、往復で移動する部分を可動部と称する。この可動部を高速で往復移動させることができれば、平行板ばねとしての特性が向上するため、望ましい。そのためには、可動部を軽量化することが必要となる。

ここで、可動部を軽量化する手法としては、例えば、可動部の移動方向に垂直な断面積を小さくしたり、可動部の移動方向の高さを小さくすることにより、可動部を小さく構成することが考えられる。なお、特許文献１の構成では、板状部材と可動部とが一体化されているが、加工によって可動部の大きさを小さくすることは可能と考えられる。

ところが、可動部の移動方向に垂直な断面積を小さくしたり、可動部の移動方向の高さを小さくすると、以下の問題が生ずる。

まず、可動部の移動方向に垂直な断面積を小さくすると、平行板ばねを干渉光学系における移動鏡の移動機構に適用したときに、可動部の上方に配置される移動鏡の面積が低下することになり、干渉光を検出するセンサにおける単位時間あたりの入射光量が低下する。このため、一定の光量を得るためには、干渉光の測定時間をより長くする必要が生じる。

また、可動部の移動方向の高さを小さくすると、可動部を傾けずに（おじぎさせずに）往復移動させることが困難となる。その結果、平行板ばねを干渉光学系における移動鏡の移動機構に適用したときに、可動部の上方に配置される移動鏡での反射光と、固定鏡での反射光との間で相対的な傾きが大きくなって干渉光のコントラストが低下し、高精度な分光分析を行うことができなくなる。

したがって、このような問題を生じさせないためには、可動部を小さくする以外の手法で可動部を軽量化して、可動部を高速で往復移動させるように平行板ばねを構成することが必要となる。また、そのような平行板ばねは、並進駆動を行う干渉光学系以外の装置においても、測定時間の短縮やチルト性能の向上が見込めるため、望ましいものとなる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、大きさを変えることなく可動部を軽量化することができ、これによって可動部を高速で往復移動させて特性を向上させることができる平行板ばねと、その平行板ばねを備えた平行移動機構と、干渉光学系と、分光分析装置とを提供することにある。

本発明の一側面による平行板ばねは、互いに離間して配置される支持体及びブロック体と、前記支持体に支持されるとともに、互いに対向して配置されて前記ブロック体を挟む２つの板状部材とを備えた平行板ばねであって、前記ブロック体は、前記２つの板状部材の対向方向に沿って往復移動する可動部を構成しており、前記可動部のブロック体は多孔質材料で構成されている。

上記構成によれば、可動部としてのブロック体が多孔質材料で構成されているので、全体の大きさを変えずに、可動部を軽量化することができる。その結果、可動部を高速で往復移動させて、平行板ばねとしての特性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る分光分析装置の概略の構成を模式的に示す説明図である。 上記分光分析装置の干渉光学系が有する平行移動機構の概略の構成を示す断面図である。 上記平行移動機構の平行板ばねが有するブロック体の断面を拡大して示す図である。 上記干渉光学系の他の構成の主要部を模式的に示す説明図である。 上記平行板ばねの他の構成を示す断面図である。 上記平行板ばねのさらに他の構成を示す断面図である。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔分光分析装置および干渉光学系の構成〕
図１は、本実施形態の分光分析装置１の概略の構成を模式的に示す説明図である。分光分析装置１は、フーリエ変換分光分析装置（ＦＴＩＲ；Fourier Transform Infrared Spectroscopy）であり、分析対象物からの反射光または透過光を計測し、演算する分光分析システムを構成している。この分光分析装置１は、干渉光学系２と、演算部３と、出力部４とを有して構成されている。

干渉光学系２は、２光路分岐型のマイケルソン干渉計で構成されているが、その詳細については後述する。演算部３は、干渉光学系２から出力される信号のサンプリング、Ａ／Ｄ変換およびフーリエ変換を行い、測定光に含まれる波長のスペクトル、すなわち、波数（１／波長）ごとの光の強度を示すスペクトルを生成するスペクトル生成部である。出力部４は、演算部３にて生成されたスペクトルを出力（例えば表示）する。以下、干渉光学系２の詳細について説明する。

干渉光学系２は、測定光を出射する光源１０と、コリメータレンズ１１と、ビームスプリッタ（以下、ＢＳと略記する）１２と、移動鏡１３と、固定鏡１４と、集光レンズ１５と、検出器１６と、平行移動機構１７とを、筐体１８内に備えている。なお、干渉光学系２は、移動鏡１３の位置検知のための光学系（例えばレーザ光源、レーザ光検出器など）を備えているが、図１ではこれを省略している。

光源１０は、例えば近赤外光を出射するものであり、干渉光学系２の内部に配置されている。なお、光源１０を干渉光学系２の外部に配置し、干渉光学系２の筐体１８に、光源１０からの測定光を入射させる入射口を設けて、測定光を筐体１８内に導く構成としてもよい。

コリメータレンズ１１は、入射光、すなわち、光源１０から出射される光を平行光に変換する。ＢＳ１２は、例えばハーフミラーなどの光学素子で構成されており、コリメータレンズ１１を介して入射する光を透過および反射によって２光束に分離する一方、移動鏡１３および固定鏡１４にて反射された各光を合成し、干渉光として出射する。

移動鏡１３および固定鏡１４は、ＢＳ１２にて分離された２光束をそれぞれ反射させてＢＳ１２に再度入射させ、そこで干渉させるとともに、上記２光束で光路差が生じるように互いに相対的に移動する第１反射部材および第２反射部材をそれぞれ構成している。本実施形態では、第１反射部材としての移動鏡１３が平行移動機構１７に設けられており、固定鏡１４を筐体１８内で固定したまま、平行移動機構１７によって移動鏡１３を往復移動させることにより、上記２光束で光路差を生じさせるようになっている。

集光レンズ１５は、ＢＳ１２から出射される干渉光を集光して検出器１６に導く。検出器１６は、ＢＳ１２から出射されて集光レンズ１５を介して入射する上記干渉光を検出するセンサである。平行移動機構１７は、移動鏡１３を入射光の光軸に沿って平行に往復移動させる機構であるが、その詳細については後述する。

上記の構成において、光源１０から出射された光は、コリメータレンズ１１にて平行光に変換され、ＢＳ１２に入射する。ＢＳ１２では、入射光が透過および反射によって２光束に分離される。Ｂ１２にて分離された一方の光束は、移動鏡１３で反射され、他方の光束は固定鏡１４で反射され、それぞれ元の光路を逆戻りしてＢＳ１２で重ね合わせられ、干渉光として試料Ｓに照射される。このとき、平行移動機構１７によって移動鏡１３が連続的に移動するが、ＢＳ１２から各ミラー（移動鏡１３、固定鏡１４）までの光路長の差が波長の整数倍のときは、重ね合わされた光の強度は最大となる。一方、移動鏡１３の移動によって２つの光路長に差が生じている場合には、重ね合わされた光の強度に変化が生じる。ＢＳ１２から出射される干渉光は、集光レンズ１５で集光されて検出器１６に入射し、そこでインターフェログラムとして検出される。

検出器１６が上記干渉光の検出結果に応じた信号を演算部３に出力すると、演算部３では、検出器１６からの検出信号をサンプリングし、Ａ／Ｄ変換およびフーリエ変換することにより、波数ごとの光の強度を示すスペクトルが生成される。上記のスペクトルは、出力部４にて出力（例えば表示）される。したがって、このスペクトルに基づき、試料Ｓの特性（材料、構造、成分量など）を分析することが可能となる。

〔平行移動機構について〕
次に、干渉光学系２の平行移動機構１７の詳細について説明する。図２は、平行移動機構１７の概略の構成を示す断面図である。平行移動機構１７は、平行板ばね２０と、駆動部３０とを有して構成されている。

平行板ばね２０は、２つの板状部材２１・２２と、２つのブロック体２３・２４とを有している。板状部材２１・２２は、例えばＳＵＳ（Stainless steel）を材質とする基板で構成されており、２つのブロック体２３・２４を挟むように、互いに対向して配置されている。ブロック体２３・２４の高さが例えば１０ｍｍ前後である場合、板状部材２１・２２のおおよその寸法は、例えば以下のように設定される。ただし、板状部材２１・２２およびブロック体２３・２４の構成材料によって、板状部材２１・２２の寸法は異なる。
長さ（長手方向）・・・３０〜５０ｍｍ
幅（短手方向） ・・・１０ｍｍ前後
厚さ ・・・０．１〜０．３ｍｍ程度

ここで、以下での説明の便宜上、２つの板状部材２１・２２の対向方向に沿った方向（図２では上下方向）を、Ｚ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内で、互いに垂直な２方向のうちの一方（図２では左右方向）をＹ方向とし、他方（図２の紙面に垂直な方向）をＸ方向とする。

ブロック体２３・２４は、Ｙ方向に互いに離間して配置されており、板状部材２１・２２の間に位置して、板状部材２１・２２の間隔を一定に保っている。ブロック体２３・２４は、直方体形状となっているが、その材質については後述する。ブロック体２３・２４は、それぞれ接着剤２５によって板状部材２１・２２と接着され、固定されている。

ここで、一方のブロック体２３は、Ｚ方向に往復移動する可動部を構成しており、駆動部３０によって駆動される。これに対して、他方のブロック体２４は、筐体１８内で保持部によって固定されており、変位しない。これにより、他方のブロック体は平行移動機構１７の支持体を構成している。上記した移動鏡１３は、板状部材２１の表面であって、ブロック体２３の上方に設けられている。つまり、移動鏡１３は、板状部材２１の表面上で、板状部材２１を介してブロック体２３と対向する位置に設けられている。なお、移動鏡１３は、板状部材２１の表面に対して、金属材料の蒸着によって形成されてもよいし、予め作製されたシート状の金属フィルムの貼り付けによって形成されてもよい。また、ここでいう「上方」とは図面における方向をいうのであって、必ずしも実際の装置における上方を指すものではない。以下の説明においても同様である。

次に、駆動部３０について説明する。駆動部３０は、平行板ばね２０の可動部としてのブロック体２３を、Ｚ方向に往復移動させる駆動機構であり、本実施形態では、電磁式駆動源であるＶＣＭ（ボイスコイルモータ）で構成されている。

より詳しくは、駆動部３０は、コイル３１と、磁石３２と、電圧印加部３３とを有している。コイル３１は、１本の銅線をＺＸ面内で数周巻回させたものであり、その一端および他端が電圧印加部３３と接続されている。また、コイル３１は、ブロック体２３の側面に設けられる磁石３２と対向し、かつ、離間して配置（固定）されている。

磁石３２は、Ｎ極がブロック体２３側となり、Ｓ極がコイル３１側となるように、ブロック体２３の側面に設けられている。したがって、コイル３１と磁石３２との間では、コイル３１から磁石３２に向かう方向が、磁界Ｂの方向となる。

なお、磁石３２は、ブロック体２３の側面ではなく、ブロック体２３の内部に設けられていてもよい。つまり、ブロック体２３にＹ方向に貫通する孔を設けておき、この孔に磁石３２を嵌め込んでおいてもよい。

上記の構成において、電圧印加部３３により、磁石３２と対向する位置のコイル３１に対して、例えば図２の紙面に垂直な方向であって、手前から奥に向かって電流を流すと、フレミングの左手の法則により、そのような電流の向きと、磁界Ｂの方向との関係により、コイル３１には図中下向きの力Ｆが働く。逆に、図２の紙面奥側から手前に向かってコイル３１に電流を流すと、コイル３１には図中上向きの力Ｆが働く。実際には、コイル３１は、固定されているため、コイル３１に流す電流の向きを交番させると、磁石３２およびブロック体２３が上下に（Ｚ方向に）往復で移動する。

したがって、図２のように、平行板ばね２０において、ブロック体２３の上方に移動鏡１３を設けておけば、ブロック体２３とともに移動鏡１３をＺ方向に往復で移動させることができる。このとき、駆動部３０により、平行板ばね２０の共振周波数でブロック体２３および移動鏡１３を共振駆動することにより、ブロック体２３および移動鏡１３をＺ方向に高速でかつ大きな変位量で往復移動させることができる。例えば、上記の共振駆動により、移動鏡１３を数ｍｍ〜数ｃｍ程度のストロークで、１秒間に数十回程度往復移動させることができる。

分光分析装置１においては、平行移動機構１７によってブロック体２３とともに移動鏡１３を多数回往復移動させ、その際に得られたデータ（インターフェログラム）を積算することで、スペクトルの精度を高めることができる。

〔ブロック体の材質について〕
次に、平行板ばね２０のブロック体２３・２４の材質について説明する。図３は、ブロック体２３・２４の断面を拡大して示したものである。同図に示すように、ブロック体２３・２４は、両方とも、多数の気孔（空孔）４１ａを有する多孔質材料４１で構成されている。なお、同図では、便宜上、気孔４１ａを全て同じ形状、大きさで示しているが、実際には、気孔４１ａの形状や大きさは様々であり、その配列もランダムである。また、気孔４１ａには、外気と接続している開気孔と、物体内部に孤立している閉気孔とが含まれる。また、図では、気孔同士が互いに独立して示されているが、実際には、その少なくとも一部同士が互いに連通していてもよい。

多数の気孔４１ａを有する多孔質材料４１は、例えば多孔質金属で構成することができる。多孔質金属の素材（材質）としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン、チタン合金、銅、銅合金、ニッケル、クロムモリブデン鋼、アルミニウムを挙げることができる。

本実施形態では、多孔質材料４１として、例えば気孔率が８５％のステンレス鋼（例えばＳＵＳ４３０（鉄クロム合金））を用いている。ここで、気孔率とは、多孔質材料４１における気孔４１ａの含有率を示すものであり、真密度をρ（ｇ／ｃｍ^３）とし、かさ密度をρ_ｂ（ｇ／ｃｍ^３）として、以下の式で定義される。
気孔率（％）＝（１−（ρ_ｂ／ρ））×１００
なお、真密度とは、物質自身が占める体積だけを密度算定用の体積として算出した密度のことであり、上記体積には、気孔の体積は含まれない。これに対して、かさ密度とは、一定容積の容器に材料を充填し、その容器の内容積を体積としたときの密度のことであり、上記体積には気孔の体積が含まれる。

上記の多孔質材料４１は、上記した多孔質金属のほかに、多孔質セラミックで構成されてもよい。多孔質セラミックの素材（材質）としては、例えば気孔率が４０〜６０％のアルミナ（酸化アルミニウム）や、気孔率が４０％の炭化ケイ素を用いることができる。このほかにも、多孔質材料４１は、多孔質の金属酸化物であってもよいし、多孔質状の軽石であってもよい。

上記のように、可動部としてのブロック体２３が多孔質材料４１で構成されていることにより、ブロック体２３が多孔質材料４１と素材が同じで気孔のないもの（完全に中身の詰まったもの）で構成される場合に比べて、移動方向であるＺ方向に垂直な断面積やＺ方向の高さを変えずに、ブロック体２３を軽量化することができる。例えば、多孔質材料４１の気孔率を調整することで、ブロック体２３の重さを、同じ材質で気孔のないものに比べて８割程度軽減する（２割程度の重さにする）ことができる。このようにブロック体２３を大きさを変えずに軽量化することにより、ブロック体２３を高速でＺ方向に往復移動させることができ、平行板ばね２０としての特性を向上させることができる。

したがって、干渉光学系２においては、ブロック体２３の上方に設置される移動鏡１３の面積を小さくすることなく、ブロック体２３とともに移動鏡１３を高速でＺ方向に往復移動させることができる。その結果、ブロック体２３の断面積を小さくして軽量化を図る構成に比べて、検出器１６における干渉光の単位時間あたりの入射光量を増大させることができ、干渉光の測定時間を短縮することが可能となる。

また、ブロック体２３のＺ方向の高さを確保できるので、移動時のブロック体２３および移動鏡２３のチルト（特にＹＺ面内での傾き（おじぎ））を抑えることができ、これによって、検出器１６にて検出される干渉光のコントラストが低下するのを抑えることができる。その結果、分光分析装置１においては、演算部３にて生成されるスペクトルの精度を高めることができ（ＳＮ比の低下を回避することができ）、そのスペクトルに基づいて高精度な分光分析を行うことができる。

また、干渉光学系２では、移動鏡１３を高速でＺ方向に往復移動させるにあたり、板状部材２１・２２を厚くしたり、２つのブロック体２３・２４の間隔を狭めなくても済むので、この点でも、ブロック体２３および移動鏡１３のチルトを抑えることができる。したがって、上記した効果、すなわち、干渉光のコントラストの低下を抑える効果、および分光分析装置１での高精度な分光分析が可能となる効果を確実に得ることができる。

なお、干渉光の測定時間を短縮するために、例えば光源の輝度（光量）を増大させて、検出器１６での干渉光の単位時間あたりの入射光量を増大させる手法が考えられる。しかし、この手法では、装置内部の温度上昇による熱膨張により、光学系の誤差が生じ、性能劣化の要因となる可能性がある。しかし、本実施形態では、ブロック体２３を多孔質材料４１で構成することにより、光源光量を増大させることなく、干渉光の測定時間を短縮できるので、装置内部の部材の熱膨張による性能劣化を抑えることができる。

また、本実施形態のように、可動部としてのブロック体２３が、接着剤２５によって２つの板状部材２１・２２と接着されている構成では、多孔質状のブロック体２３の気孔４１ａに接着剤２５が入り込む。これにより、接着剤２５の厚さをほとんどなくすことができ（ほぼゼロに近づけることができ）、平行板ばね２０の寸法精度を上げることができる。その結果、平行板ばね２０のチルト性能が向上し、ブロック体２３の並進性を向上させることができる。つまり、ブロック体２３をできるだけ傾けずに平行移動させることができる。したがって、干渉光学系２および分光分析装置１においては、移動鏡１３のチルトを確実に抑えて、干渉光のコントラストの低下を確実に抑えることができ、高精度な分光分析を確実に行うことが可能となる。

また、平行板ばね２０の２つのブロック体２３・２４は両方とも、同じ多孔質材料４１で構成されているので、平行板ばね２０の作製時に、２つのブロック体２３・２４のＺ方向の高さを、研削または成形によって同時にかつ容易に揃えることができる。これにより、２つのブロック体２３・２４を挟む２つの板状部材２１・２２の平行度の高い平行板ばね２０を容易に実現することができ、平行板ばね２０の共振駆動を確実に実現することができる。なお、支持体を構成するブロック体２４は必ずしも多孔質材料で構成される必要はなく、少なくとも可動部を構成するブロック体２３が多孔質材料で構成されていればよい。また、支持体を構成するブロック体２４は必ずしも独立したブロック体である必要はなく、筐体１８に対して不動であって、２つの板状部材２１・２２と可動部を構成するブロック体２３を支持して往復移動を可能とすることができるよう構成されていればよい。

また、本実施形態では、上記の多孔質材料４１が、多孔質状のステンレス鋼、つまり、多孔質金属であるので、そのような多孔質金属を用いて構成されるブロック体２３・２４の強度をある程度確保することができる。これにより、耐衝撃性に優れた平行板ばね２０を実現することができ、また、チルト性能も向上する。このような効果は、多孔質材料４１が多孔質セラミックであっても同様に得ることができる。

また、平行移動機構１７は、上記の平行板ばね２０と、駆動部３０とを有して構成され、駆動部３０によって平行板ばね２０のブロック体２３をＺ方向に往復移動させるので、本実施形態の干渉光学系２や分光分析装置１に好適な、つまり、並進駆動を行う装置に好適な平行移動機構１７を実現することができる。

ところで、本実施形態では、干渉光学系２において、第１反射部材としての移動鏡１３のみを平行移動機構１７に設けるようにしているが、第１反射部材および第２反射部材を両方とも平行移動機構１７に設けるようにしてもよい。

例えば、図４は、干渉光学系２の他の構成の主要部を模式的に示す説明図である。この干渉光学系２においては、一方の反射部材５１は、平行移動機構１７の板状部材２１の表面に形成されており、他方の反射部材５２は、板状部材２２の表面に形成されている。光源１０（図１参照）からの測定光は、ＢＳ５３（光学素子）で２光束に分離され、そのうちの一方の光束は、ミラー５４を介して反射部材５１に入射し、他方の光束は、コーナーキューブ５５に入射し、そこで進行方向を１８０度変換されて反射部材５２に入射する。つまり、反射部材５１・５２に入射する各光の入射方向は、互いに正反対である。反射部材５１・５２でそれぞれ反射された光は、元の光路を逆戻りしてＢＳ５３に入射し、そこで重ね合わされた後、試料Ｓを透過して検出器１６（図１参照）に入射する。このとき、駆動部３０（図２参照）によってブロック体２３を往復移動させることにより、一方の反射部材５１で反射される光の光路と、他方の反射部材５２で反射される光の光路とで光路差を生じさせながら、ＢＳ５３にて２つの反射光を干渉させることができる。

したがって、本実施形態の干渉光学系２は、２つの反射部材の少なくとも一方が、平行移動機構１７に設けられてブロック体２３とともに、２つの板状部材の対向方向に往復移動する構成であればよいと言える。このような構成により、上述したように、干渉光の測定時間を短縮することができるとともに、干渉光のコントラストの低下を抑えて、高精度な分光分析を行うことができる。また、本実施形態のように、第１反射部材としての移動鏡１３のみが、平行移動機構１７に設けられている場合は、移動鏡１３の面積を低下させることなく、移動鏡１３を高速で、かつ、傾きを抑えながら往復移動させることができる。

ところで、図５は、平行移動機構１７の平行板ばね２０の他の構成を示す断面図である。同図に示すように、ブロック体２３・２４は、多孔質ガラスからなる多孔質材料４２で構成されていてもよい。この場合、２つのブロック体２３・２４を挟む２つの板状部材２１・２２として、シリコン基板またはＳＯＩ基板を用いると、板状部材２１・２２とブロック体２３・２４とを、陽極接合などの、接着剤を用いない接合方法で接合することができる。したがって、接着剤の厚みが完全にない分、平行板ばね２０の寸法精度をさらに向上させることができる。

また、図６は、平行板ばね２０のさらに他の構成を示す断面図である。同図に示すように、ブロック体２３・２４は、多孔質シリコンからなる多孔質材料４３で構成されていてもよい。この場合、２つのブロック体２３・２４を挟む２つの板状部材２１・２２として、シリコン基板またはＳＯＩ基板を用いると、板状部材２１・２２とブロック体２３・２４とを、拡散接合やオプティカルコンタクトなどの、接着剤を用いない接合方法で接合することができる。したがって、この場合も、接着剤の厚みが完全にない分、平行板ばね２０の寸法精度をさらに向上させることができる。なお、接着剤を用いない他の接合方法として、シリコン基板の接合面を酸素プラズマで親水化処理（表面活性化処理）して各接合面同士を接合する方法も採用できる。

なお、多孔質材料４３からなるブロック体２３・２４は、例えば、多孔質シリコンからなるウェハ（厚さは例えば数百μｍ）を少なくとも１枚用いて構成することが可能である。つまり、平行板ばね２０の性能次第では、１枚の上記ウェハのみでブロック体２３・２４を構成することもできるし、チルト性能をより向上させたい場合は、上記ウェハを数枚積層して所望の厚さのブロック体２３・２４を構成することもできる。なお、後者の場合は、接着剤を用いない拡散接合などの手法を用いて各ウェハを接合することができる。

なお、本実施形態では、平行移動機構１７の駆動部３０として、電磁式駆動源を用いた例について説明したが、この構成に限定されるわけではない。例えば、板状部材２１の表面に圧電体（例えばＰＺＴ）を形成し、電圧印加によって圧電体を伸縮させることによって板状部材２１を共振させ、これによってブロック体２３を往復移動させるようにしてもよい。

なお、本実施形態では、平行移動機構１７を干渉光学系２や分光分析装置１に適用した例について説明したが、並進駆動を行う他の装置に適用することも可能である。このような装置としては、例えば、屈折率測定器、光ピックアップの対物レンズアクチュエータ、小型カメラのＡＦ（オートフォーカス）機構などがある。

以上説明した平行板ばねは、互いに離間して配置される支持体及びブロック体と、前記支持体に支持されるとともに、互いに対向して配置されて前記ブロック体を挟む２つの板状部材とを備えた平行板ばねであって、前記ブロック体は、前記２つの板状部材の対向方向に沿って往復移動する可動部を構成しており、前記可動部のブロック体は多孔質材料で構成されている。

上記の構成によれば、可動部としてのブロック体が多孔質材料で構成されているので、上記ブロック体が上記多孔質材料と素材が同じで気孔のないもの（完全に中身の詰まったもの）で構成される場合に比べて、全体の大きさを変えずに、可動部を軽量化することができる。これにより、可動部を高速で往復移動させて、平行板ばねとしての特性を向上させることができる。

上記構成の平行板ばねにおいて、前記可動部のブロック体は、接着剤によって前記２つの板状部材と接着されていてもよい。

この構成では、多孔質材料からなるブロック体の気孔に接着剤が入り込むため、接着剤の厚さをほとんどなくすことができ、平行板ばねの寸法精度を上げることができる。その結果、平行板ばねのチルト性能が向上し、ブロック体の並進性を向上させることができる。つまり、ブロック体をできるだけ傾けずに平行移動させることができる。

さらに、支持体は２つの板状部材に挟まれた他のブロック体で構成することができる。また、２つのブロック体は両方とも、同じ多孔質材料で構成されていると良い。

この構成では、２つのブロック体の高さ（可動部の移動方向に沿った長さ）を、研削または成形によって同時にかつ容易に揃えることができる。これにより、２つのブロック体を挟む２つの板状部材の平行度の高い平行板ばねを容易に実現することができる。

さらに、前記多孔質材料は、多孔質金属または多孔質セラミックであってもよい。

この場合、ブロック体が軽量でありながら、ブロック体の強度をある程度確保することができ、耐衝撃性に優れた平行板ばねを実現することができる。

一方、以上説明した平行移動機構は、上述した平行板ばねと、前記平行板ばねの前記可動部を、前記２つの板状部材の対向方向に沿って往復移動させる駆動部とを備えている。

この場合、例えばマイケルソン干渉計のような干渉光学系や分光分析装置など、並進駆動を行う装置に好適な平行移動機構を実現することができる。

さらに、以上説明した干渉光学系は、入射光を２光束に分離する光学素子と、前記光学素子にて分離された２光束をそれぞれ反射させて前記光学素子に再度入射させ、干渉させるとともに、前記２光束で光路差が生じるように互いに相対的に移動する第１反射部材および第２反射部材と、前記光学素子から出射される干渉光を検出する検出器と、上述した平行移動機構とを備え、前記第１反射部材および前記第２反射部材の少なくとも一方は、前記平行移動機構に設けられており、前記可動部としてのブロック体とともに移動するよう構成されている。

光学素子にて分離された２光束を第１反射部材および第２反射部材で反射させて干渉させる干渉光学系に上述の平行移動機構を適用し、第１反射部材および第２反射部材の少なくとも一方を可動部とともに移動させることにより、可動部の断面積を小さくして軽量化を図る構成に比べて、干渉光を検出する検出器における単位時間あたりの入射光量を増大させて、干渉光の測定時間を短縮することができる。また、移動時の第１反射部材または第２反射部材の傾き（チルト）を抑えて、干渉光のコントラストが低下するのを抑えることができる。

この干渉光学系において、前記第１反射部材および前記第２反射部材の一方は移動鏡であり、他方は固定鏡であり、前記移動鏡のみが、前記平行移動機構に設けられている構成とすることができる。

この場合、移動鏡と固定鏡とを備えた干渉光学系において、移動鏡の面積を低下させることなく、移動鏡を高速で、かつ、傾きを抑えながら往復移動させることができる。

また、以上説明した分光分析装置は、上述した干渉光学系と、前記干渉光学系の前記検出器での干渉光の検出結果に基づいて、波長ごとの光の強度を示すスペクトルを生成するスペクトル生成部とを備えている。

この干渉光学系では、チルトによる干渉光のコントラストの低下を抑えることができるので、分光分析装置においては、スペクトル生成部にて生成されるスペクトルに基づいて、分光分析を高精度で行うことができる。

以上述べた各構成によれば、可動部としてのブロック体が多孔質材料で構成されているので、全体の大きさを変えずに、可動部を軽量化することができる。その結果、可動部を高速で往復移動させて、平行板ばねとしての特性を向上させることができる。

本発明の平行板ばねは、マイケルソン型の干渉計などの干渉光学系や、その干渉光学系を備えた分光分析装置のほか、屈折率測定器、光ピックアップの対物レンズアクチュエータ、小型カメラのＡＦ機構に利用可能である。

１ 分光分析装置
２ 干渉光学系
３ 演算部（スペクトル生成部）
１２ ＢＳ（光学素子）
１３ 移動鏡（第１反射部材）
１４ 固定鏡（第２反射部材）
１６ 検出器
１７ 平行移動機構
２０ 平行板ばね
２１ 板状部材
２２ 板状部材
２３ ブロック体（可動部）
２４ ブロック体（支持体）
２５ 接着剤
３０ 駆動部
４１ 多孔質材料
４１ａ 気孔
４２ 多孔質材料
４３ 多孔質材料
５１ 反射部材（第１反射部材）
５２ 反射部材（第２反射部材）

Claims (9)

1. 互いに離間して配置される支持体及びブロック体と、
   前記支持体に支持されるとともに、互いに対向して配置されて前記ブロック体を挟む２つの板状部材とを備えた平行板ばねであって、
   前記ブロック体は、前記２つの板状部材の対向方向に沿って往復移動する可動部を構成しており、
   前記可動部のブロック体は多孔質材料で構成されていることを特徴とする平行板ばね。
2. 前記可動部のブロック体は、接着剤によって前記２つの板状部材と接着されていることを特徴とする請求項１に記載の平行板ばね。
3. 前記支持体は前記２つの板状部材に挟まれた他のブロック体であることを特徴とする請求項１または２に記載の平行板ばね。
4. 前記２つのブロック体は両方とも、同じ多孔質材料で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の平行板ばね。
5. 前記多孔質材料は、多孔質金属または多孔質セラミックであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の平行板ばね。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の平行板ばねと、
   前記平行板ばねの前記可動部を、前記２つの板状部材の対向方向に沿って往復移動させる駆動部とを備えていることを特徴とする平行移動機構。
7. 入射光を２光束に分離する光学素子と、
   前記光学素子にて分離された２光束をそれぞれ反射させて前記光学素子に再度入射させ、干渉させるとともに、前記２光束で光路差が生じるように互いに相対的に移動する第１反射部材および第２反射部材と、
   前記光学素子から出射される干渉光を検出する検出器と、
   請求項６に記載の平行移動機構とを備え、
   前記第１反射部材および前記第２反射部材の少なくとも一方は、前記平行移動機構に設けられており、前記可動部としてのブロック体とともに移動することを特徴とする干渉光学系。
8. 前記第１反射部材および前記第２反射部材の一方は移動鏡であり、他方は固定鏡であり、
   前記移動鏡のみが、前記平行移動機構に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の干渉光学系。
9. 請求項７または８に記載の干渉光学系と、
   前記干渉光学系の前記検出器での干渉光の検出結果に基づいて、波長ごとの光の強度を示すスペクトルを生成するスペクトル生成部とを備えていることを特徴とする分光分析装置。

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