JP6687268B1 - Adjusting structure of optical component and optical device - Google Patents
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Abstract
【課題】光学部品の直交三次元であるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置調整を簡単に行うことが可能な、光学部品の調整構造を提供する。
【解決手段】光学部品の調整構造は、第1の光学部品が固定され、外周面に雄ねじが形成された筒状体8と、第2の光学部品が固定され、筒状体8の一方の端部が接触する接触面を有するホルダ6と、光学装置1の筐体10に形成され、周面に筒状体8の雄ねじがねじ込まれる雌ネジが形成された第1の貫通孔と、ホルダ6を筐体10に固定するボルトと、筐体10に形成され、ボルトが通される第2の貫通孔と、を備える。第2の貫通孔の直径は、ボルトの軸部の直径に対して大きい。
【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adjustment structure for an optical component, which can easily adjust the position of the optical component in the three-dimensional orthogonal directions of the X-axis, the Y-axis and the Z-axis.
SOLUTION: The adjustment structure of an optical component is such that a first optical component is fixed and a cylindrical body 8 having an external thread formed on an outer peripheral surface and a second optical component are fixed, and one of the cylindrical body 8 is fixed. A holder 6 having a contact surface with which the ends contact, a first through hole formed in the housing 10 of the optical device 1 and having a female screw formed on the peripheral surface thereof into which the male screw of the tubular body 8 is screwed, and the holder A bolt that fixes 6 to the housing 10 and a second through hole that is formed in the housing 10 and through which the bolt passes are provided. The diameter of the second through hole is larger than the diameter of the shaft portion of the bolt.
[Selection diagram] Figure 1
Description
本開示は、光学部品の調整構造及び光学装置に関する。 The present disclosure relates to an adjustment structure for an optical component and an optical device.
一般的な光学装置は、光学部品を高い精度で配置することが要求される。例えば、特許文献1の光路調整装置は、半導体レーザーが固定された第1固定部材と、コリメートレンズが固定された第2固定部材と、を備えている。そして、第1固定部材に形成された貫通孔に通された第1ボルトが第2固定部材にねじ込まれ、第2固定部材に形成された貫通孔に通された第2ボルトが光学系支持部本体の外壁にねじ込まれている。 A general optical device is required to arrange optical components with high accuracy. For example, the optical path adjusting device of Patent Document 1 includes a first fixing member to which a semiconductor laser is fixed and a second fixing member to which a collimator lens is fixed. Then, the first bolt passed through the through hole formed in the first fixing member is screwed into the second fixing member, and the second bolt passed through the through hole formed in the second fixing member is inserted into the optical system supporting portion. It is screwed into the outer wall of the body.
このとき、第1固定部材の貫通孔の直径が第1ボルトの軸部の直径に対して大きく、第2固定部材の貫通孔の直径が第2ボルトの軸部の直径に対して大きく形成されている。これにより、第1ボルトを緩めた状態で第1固定部材を第2固定部材に対して直交二軸方向であるX軸方向及びY軸方向に移動させ、第2ボルトを緩めた状態で第2固定部材を光学系支持部本体の外壁に対してX軸方向及びY軸方向に移動させることで、光路を調整可能な構成とされている。ちなみに、半導体レーザーの光軸をZ軸とし、X軸及びY軸はZ軸と直交するものとする。 At this time, the diameter of the through hole of the first fixing member is larger than the diameter of the shaft portion of the first bolt, and the diameter of the through hole of the second fixing member is larger than the diameter of the shaft portion of the second bolt. ing. As a result, the first fixing member is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction that are two orthogonal axial directions with respect to the second fixing member with the first bolt loosened, and the second fixing member is moved with the second bolt loosened. The optical path can be adjusted by moving the fixing member in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the outer wall of the optical system support body. Incidentally, the optical axis of the semiconductor laser is the Z axis, and the X axis and the Y axis are orthogonal to the Z axis.
特許文献1の光路調整装置は、半導体レーザーやコリメートレンズの光学部品の位置をX軸方向及びY軸方向に調整することができる構成とされているが、X軸及びY軸と直交するZ軸方向に光学部品の位置を調整することができる構成とされていない。 The optical path adjusting device of Patent Document 1 is configured to be able to adjust the positions of optical components such as a semiconductor laser and a collimator lens in the X-axis direction and the Y-axis direction, but the Z-axis orthogonal to the X-axis and the Y-axis. It is not configured to adjust the position of the optical component in the direction.
ここで、例えば、第1固定部材と第2固定部材との間や第2固定部材と光学系支持部本体の外壁との間に厚さの異なるシムを挿抜することで、光学部品のZ軸方向の位置を調整することが可能である。 Here, for example, by inserting and removing shims having different thicknesses between the first fixing member and the second fixing member and between the second fixing member and the outer wall of the optical system support body, the Z-axis of the optical component is inserted. It is possible to adjust the directional position.
しかしながら、厚さの異なるシムを挿抜して光学部品のZ軸方向の位置を調整する度に、光学部品のX軸方向及びY軸方向の位置がずれ、再度、光学部品のX軸方向及びY軸方向の位置調整をやり直す必要があり、光学部品のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置調整が煩雑である。 However, each time the shim having a different thickness is inserted and removed to adjust the position of the optical component in the Z-axis direction, the position of the optical component in the X-axis direction and the Y-axis direction shifts, and the X-axis direction and the Y-axis direction of the optical component again occur. It is necessary to re-adjust the position in the axial direction, and the position adjustment of the optical component in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction is complicated.
本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の1つは、当該課題の解決に寄与する光学部品の調整構造及び光学装置を提供することである。なお、この目的は、本明細書に開示される複数の実施形態が達成しようとする複数の目的の1つに過ぎないことに留意されるべきである。その他の目的又は課題と新規な特徴は、本明細書の記述又は添付図面から明らかにされる。 One of the objects to be achieved by the embodiments disclosed herein is to provide an adjusting structure for an optical component and an optical device that contribute to solving the problem. It should be noted that this goal is only one of the goals that the embodiments disclosed herein seek to achieve. Other objects or problems and novel features will become apparent from the description of the present specification or the accompanying drawings.
第1の態様の光学部品の調整構造は、
第1の光学部品が固定され、外周面に雄ねじが形成された筒状体と、
第2の光学部品が固定され、前記筒状体の一方の端部が接触する接触面を有するホルダと、
光学装置の筐体に形成され、周面に前記筒状体の雄ねじがねじ込まれる雌ネジが形成された第1の貫通孔と、
前記ホルダを前記筐体に固定するボルトと、
前記筐体に形成され、前記ボルトが通される第2の貫通孔と、
を備え、
前記第2の貫通孔の直径は、前記ボルトの軸部の直径に対して大きい。
The adjustment structure of the optical component of the first aspect is
A cylindrical body to which the first optical component is fixed and an external thread is formed on the outer peripheral surface;
A holder to which a second optical component is fixed and which has a contact surface with which one end of the tubular body contacts;
A first through hole formed in a housing of the optical device, the peripheral surface of which is formed with a female screw into which the male screw of the cylindrical body is screwed;
A bolt for fixing the holder to the housing,
A second through hole formed in the housing and through which the bolt is inserted;
Equipped with
The diameter of the second through hole is larger than the diameter of the shaft portion of the bolt.
上述の態様によれば、光学部品の直交三次元であるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置調整を簡単に行うことが可能な、光学部品の調整構造及び光学装置を提供できる。 According to the above-described aspect, it is possible to provide an optical component adjustment structure and an optical device that can easily perform position adjustment in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction that are three-dimensional orthogonal to the optical component.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, the following description and the drawings are simplified as appropriate for clarifying the explanation.
<実施の形態1>
先ず、本実施の形態の光学装置を簡単に説明する。図1は、本実施の形態の光学装置の構成を説明するための図である。光学装置1は、光源2から出射された光が反射ミラー3、第1のレンズ4及びホルダ6に設けられた光学フィルター(第2の光学部品)7を介して筒状体8に設けられた第2のレンズ(第1の光学部品)9から出射される構成とされており、これらの各要素は、筐体10に固定されている。
<Embodiment 1>
First, the optical device according to the present embodiment will be briefly described. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the optical device according to the present embodiment. In the optical device 1, the light emitted from the light source 2 is provided on the
次に、本実施の形態の光学部品の調整構造を説明する。なお、以下の説明では、説明を明確にするために、直交三次元(XYZ)座標系を用いて説明する。図2は、本実施の形態の光学部品の調整構造を示す分解斜視図である。図3は、本実施の形態の光学部品の調整構造をZ軸−側から見た斜視図である。図4は、本実施の形態の光学部品の調整構造をZ軸+側から見た斜視図である。 Next, the adjustment structure of the optical component of the present embodiment will be described. In the following description, an orthogonal three-dimensional (XYZ) coordinate system will be used for the sake of clarity. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the adjustment structure of the optical component of the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view of the adjustment structure of the optical component according to the present embodiment as viewed from the Z-axis-side. FIG. 4 is a perspective view of the adjusting structure of the optical component according to the present embodiment as viewed from the Z axis + side.
本実施の形態の光学部品の調整構造は、ホルダ6に設けられた光学フィルター7のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置を調整可能な構成とされている。詳細には、光学部品の調整構造は、図2乃至図4に示すように、第2のレンズ9が設けられる筒状体8、光学フィルター7が設けられるホルダ6、筐体10に形成される第1の貫通孔10a並びに第2の貫通孔10b、ボルト11及びスプリングワッシャ12を備えている。
The adjustment structure of the optical component of the present embodiment is configured so that the position of the
筒状体8は、図2に示すように、円筒形状を基本形態としており、筒状体8の内部に第2のレンズ9が固定されている。そして、筒状体8の外周面には、雄ネジ8aが形成されている。筒状体8のZ軸+側の端面は、平坦面であり、略XY平面上に配置されている。このような筒状体8は、例えば、アルミニウムなどの金属製である。
As shown in FIG. 2, the
ホルダ6は、開口部6aが形成された板状体を基本形態としており、図3及び図4に示すように、筐体10の内部に配置されている。開口部6aは、例えば、図2に示すように、Z軸方向から見て円形状であり、ホルダ6をZ軸方向に貫通している。そして、ホルダ6のZ軸−側の面には、開口部6aを囲むようにザグリ部6bが形成されている。
The
ザグリ部6bは、筒状体8のZ軸+側の端部を収容可能に形成されており、例えば、Z軸方向から見て開口部6aの中心を中心とする略円環形状である。ザグリ部6bのZ軸+側の面(底面)は、平坦であり、略XY平面上に配置されている。
The
ホルダ6のZ軸−側の面には、複数のネジ穴6cが形成されている。一方、ホルダ6のZ軸+側の面には、開口部6aをZ軸+側から覆うように光学フィルター7が固定されている。このようなホルダ6は、例えば、アルミニウムなどの金属製である。
A plurality of screw holes 6c are formed on the Z-axis-side surface of the
第1の貫通孔10aは、筐体10の側壁10cを当該側壁10cの肉厚方向に貫通しており、大凡、Z軸方向から見てホルダ6の開口部6aと重なっている。つまり、第1の貫通孔10aは、例えば、Z軸方向に延在している。そして、第1の貫通孔10aの周面に雌ネジ10dが形成されている。
The first through
この雌ネジ10dに筒状体8の雄ネジ8aをねじ込むように当該筒状体8が第1の貫通孔10aに通され、筒状体8のZ軸+側の端面がホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触している。つまり、ホルダ6のザグリ部6bの底面は、筒状体8のZ軸+側の端面が接触する接触面として機能する。
The
第2の貫通孔10bは、筐体10の側壁10cを当該側壁10cの肉厚方向に貫通している。つまり、第2の貫通孔10bも、Z軸方向に延在している。そして、第2の貫通孔10bは、大凡、ホルダ6のネジ穴6cに対応するように、第1の貫通孔10aの周辺に複数配置されている。
The second through
このとき、複数の第2の貫通孔10bは、詳細な機能は後述するが、第1の貫通孔10aの中心を重心とし、且つ筐体10の側壁10cのY軸+側の辺及びY軸−側の辺と平行な辺を有する長方形又は正方形の対角に配置されているとよい。
At this time, although a detailed function will be described later, the plurality of second through
ボルト11は、第2の貫通孔10bに通されてホルダ6のネジ穴6cにねじ込まれている。これにより、筒状体8のZ軸+側の端面がホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触した状態で、ホルダ6が筐体10に固定されている。つまり、光学フィルター7のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置が固定されている。このとき、第2の貫通孔10bの直径は、ボルト11の軸部11aの直径に対して大きく設定されている。
The
スプリングワッシャ12は、ボルト11の軸部11aに通された状態で、ボルト11の頭部11bと筐体10の側壁10cとの間に配置されている。但し、本実施の形態では、スプリングワッシャ12を用いているが、ボルト11の頭部11bと筐体10の側壁10cとの間で弾性力を発現する弾性体であれば、皿ばねなどでもよい。
The
次に、本実施の形態の光学部品の調整構造での光学フィルター7の位置調整の流れを説明する。図5は、ボルトをホルダにねじ込んだ状態をY軸+側から見た図である。図6は、ボルトをホルダにねじ込んだ状態をX軸−側から見た図である。図7は、筒状体を筐体にねじ込んだ状態をY軸+側から見た図である。図8は、筒状体を筐体にねじ込んだ状態をX軸−側から見た図である。図9は、光学フィルターのX軸方向及びY軸方向の位置が調整される様子をZ軸+側から見た図である。図10は、ボルトを介して光学フィルターのX軸方向及びY軸方向の位置を調整する様子をY軸+側から見た図である。図11は、ボルトを介して光学フィルターのX軸方向及びY軸方向の位置を調整する様子をX軸−側から見た図である。
Next, a flow of adjusting the position of the
先ず、図5及び図6に示すように、筐体10の内部にホルダ6を配置する。このとき、ホルダ6におけるザグリ部6bが形成された側の面を筐体10の側壁10cと対向するように配置する。
First, as shown in FIGS. 5 and 6, the
そして、Z軸方向から見てホルダ6のネジ穴6cと筐体10の第2の貫通孔10bとが重なるように、ネジ穴6cと第2の貫通孔10bとを配置し、筐体10の外側からボルト11を第2の貫通孔10bに通してネジ穴6cにねじ込む。このとき、光学フィルター7がZ軸方向の所望の位置近傍に配置された状態で、スプリングワッシャ12が軽く筐体10の側壁10cに接触する程度に、ボルト11をネジ穴6cに仮締めする。
Then, the
次に、図7及び図8に示すように、筒状体8の雄ねじ8aを筐体10の雌ネジ10dにねじ込んで当該筒状体8のZ軸+側の端面をホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触させる。
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the
そして、光学フィルター7がZ軸方向の所望の位置に配置されるように、筒状体8のZ軸+側の端面がホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触した状態を維持しつつ、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量を調整する。
While maintaining the state in which the end surface of the
このとき、筐体10の側壁10cとボルト11の頭部11bとの間にスプリングワッシャ12が配置されているので、ホルダ6のZ軸方向の移動を当該スプリングワッシャ12によって吸収することができる。
At this time, since the
このようにスプリングワッシャ12の弾性力によって、筒状体8のZ軸+側の端面がホルダ6のザグリ部6bの底面に押し当てられているので、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量に応じて、ホルダ6を介して光学フィルター7のZ軸方向の位置を調整することができる。そして、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量が定まれば光学フィルター7をZ軸方向の所望の位置に固定することができる。
In this way, the Z-axis + side end surface of the
このとき、筒状体8のZ軸−側の外周面に多角形部8bを備えていると、作業者が当該多角形部8bを摘まみながら、簡単に筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量を調整することができる。
At this time, if the
次に、光学フィルター7がX軸方向及びY軸方向の所望の位置に配置されるように、筒状体8のZ軸+側の端面に対してホルダ6のザグリ部6bの底面を摺動させつつ、ホルダ6を介して光学フィルター7をX軸方向及びY軸方向に移動させる。
Next, the bottom surface of the
このとき、上述したように、筐体10の第2の貫通孔10bの直径がボルト11の軸部11aの直径に対して大きいので、図9に示すように、ホルダ6を良好にX軸方向及びY軸方向に移動させることができる。ここで、例えば、図10及び図11に示すように、ボルト11の頭部11bが筐体10の外側に配置されているので、作業者がボルト11の頭部11bを摘まんで、ホルダ6をX軸方向及びY軸方向に移動させることができる。
At this time, as described above, since the diameter of the second through
また、複数の第2の貫通孔10bは、第1の貫通孔10aの中心を重心とし、且つ筐体10の側壁10cのY軸+側の辺及びY軸−側の辺と平行な辺を有する長方形又は正方形の対角に配置されている。これにより、ホルダ6をX軸方向及びY軸方向に移動させる際に、ホルダ6がX軸回り及びY軸回りに回転することを抑制できる。
In addition, the plurality of second through
しかも、筒状体8のZ軸+側の端面をホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触させているので、ホルダ6を介して光学フィルター7を精度良く、X軸方向及びY軸方向に移動させることができる。
Moreover, since the end surface of the
このように光学フィルター7がZ軸方向の所望の位置に配置され、しかも、光学フィルター7がX軸方向及びY軸方向の所望の位置に配置されると、ボルト11をホルダ6のネジ穴6cにさらにねじ込んで、ボルト11を本締めする。このとき、筒状体8のZ軸+側の端面がホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触しているので、光学フィルター7のZ軸方向の位置ズレが生じ難い。これにより、光学フィルター7を所望のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置に固定することができる。
In this way, when the
このように本実施の形態の光学部品の調整構造及び光学装置1は、筒状体8のZ軸+側の端部をホルダ6のザグリ部6bの底面に接触させた状態で、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量に応じて、ホルダ6を介して光学フィルター7のZ軸方向の位置を調整することができ、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量が定まれば光学フィルター7をZ軸方向の所望の位置に固定することができる。そして、筒状体8のZ軸+側の端部をホルダ6のザグリ部6bの底面に接触させた状態で、ホルダ6を介して光学フィルター7のX軸方向及びY軸方向の位置調整を行うことができる。
As described above, the optical component adjusting structure and the optical device 1 according to the present embodiment are configured so that the end of the
そのため、シムを挿抜することで光学部品のZ軸方向の位置を調整する場合に比べて、光学フィルター7のX軸方向及びY軸方向の位置調整を行う度にZ軸方向の位置ズレが生じ難く、光学フィルター7の直交三次元であるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置調整を簡単に行うことができる。
Therefore, as compared with the case where the position of the optical component in the Z-axis direction is adjusted by inserting and removing the shim, a displacement in the Z-axis direction occurs each time the position of the
<実施の形態2>
図12に示すように、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量を作業者が視認できるように、筒状体8の外周面に目盛21が形成されているとよい。これにより、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量を作業者が視認することができる。なお、本実施の形態では、筒状体8の外周面に目盛21を形成したが、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量を視認できればよい。
<Second Embodiment>
As shown in FIG. 12, a
上述した実施の形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiments are merely examples of application of the technical idea obtained by the inventor of the present invention. That is, the technical idea is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made.
例えば、上記実施の形態のホルダ6、筒状体8及び筐体10がアルミニウムなどの金属製であるが、光学フィルター7のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置調整を行う際に、変形し難い材質であればよい。
For example, although the
例えば、第1の光学部品を第2のレンズ9で構成し、第2の光学部品を光学フィルター7で構成したが、第1の光学部品及び第2の光学部品は、光路上に配置される部品であれば限定されない。
For example, although the first optical component is configured by the
例えば、上記実施の形態では、筐体10の側壁10cとボルト11の頭部11bとの間にスプリングワッシャ12を配置しているが省略してもよい。この場合、筒状体8のZ軸+側の端面をホルダ6のザグリ部6bの底面に接触させた状態を維持するように、筒状体8の雄ねじ8aのねじ込み量と対応するように、ボルト11のねじ込み量を調整すればよい。
For example, in the above embodiment, the
例えば、上記実施の形態では、筒状体8のZ軸+側の端面をホルダ6のザグリ部6bの底面に面接触させているが、ホルダ6が安定した状態でX軸方向及びY軸方向に位置調整できるように、筒状体8のZ軸+側の端部をホルダ6のザグリ部6bの底面に接触させればよい。その場合、筒状体8の中心軸を中心とする点対称の配置で当該筒状体8のZ軸+側の端面とホルダ6のザグリ部6bの底面とを接触させたり、筒状体8のZ軸+側の端面とホルダ6のザグリ部6bの底面とを環状に線接触させたり、するとよい。
For example, in the above-described embodiment, the end surface of the
例えば、上記実施の形態のホルダ6は、ザグリ部6bを備えているが、ザグリ部6bを省略してもよい。その場合、筒状体8のZ軸+側の端面をホルダ6のZ軸−側の面に接触させればよい。
For example, although the
1 光学装置
2 光源
4 第1のレンズ
6 ホルダ、6a 開口部、6b ザグリ部、6c ネジ穴
7 光学フィルター
8 筒状体、8a 雄ネジ、8b 多角形部
9 第2のレンズ
10 筐体、10a 第1の貫通孔、10b 第2の貫通孔、10c 側壁、10d 雌ネジ
11 ボルト、11a 軸部、11b 頭部
12 スプリングワッシャ
21 目盛
1 Optical Device 2 Light Source 4
Claims (7)
第2の光学部品が固定され、前記筒状体の一方の端部が接触する接触面を有するホルダと、
光学装置の筐体に形成され、周面に前記筒状体の雄ねじがねじ込まれる雌ネジが形成された第1の貫通孔と、
前記ホルダを前記筐体に固定するボルトと、
前記筐体に形成され、前記ボルトが通される第2の貫通孔と、
を備え、
前記第2の貫通孔の直径は、前記ボルトの軸部の直径に対して大きい、光学部品の調整構造。 A cylindrical body to which the first optical component is fixed and an external thread is formed on the outer peripheral surface;
A holder to which a second optical component is fixed and which has a contact surface with which one end of the tubular body contacts;
A first through hole formed in a housing of the optical device, the peripheral surface of which is formed with a female screw into which the male screw of the cylindrical body is screwed;
A bolt for fixing the holder to the housing,
A second through hole formed in the housing and through which the bolt is inserted;
Equipped with
The adjustment structure for an optical component, wherein the diameter of the second through hole is larger than the diameter of the shaft portion of the bolt.
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