JP7102802B2 - 光学系支持機構 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態によれば、主鏡および副鏡の支持機構が、ベースプレート上にトラス組立体によりリング状のブラケットを固定し、そのブラケット上に複数点でリング状のスパイダリング部が固定される。主鏡はトラス組立体内のベースプレート上に取り付けられ、副鏡はスパイダリング部の中央部にスパイダにより取り付けられる。
図1に例示するように、本実施形態による光学系支持機構は、スパイダリング部10と、トラス組立体20と、ベースプレート30とからなる。副鏡100はスパイダリング部10内に支持され、主鏡200はトラス組立体20に囲まれたベースプレート30上に支持される。
また、トラス組立体20をベースプレートと3点で支持して静定構造とすることで、ベースプレートが歪んでも主鏡200と副鏡100間の位置精度を保つことができる。
図2に例示するように、本実施形態による光学系支持機構は、第1実施形態と同様の静定構造を有するが、リング状のスパイダリング部10とトラス組立体20との間の接合部にスペーサ70を介在させたことが異なる。以下、図1に示す支持機構と同じ部材には同一参照番号を付して説明は省略する。
以下、本発明の一実施例による支持機構について図3~6を参照しながら詳細に説明する。本実施例は、スペーサ70を設けた第2実施形態(図2)の一例であるが、スペーサ70を除けば第1実施形態による支持機構の一例でもある。以下、図2に示す支持機構と同じ部材には同一参照番号を付して説明を簡略化する。
図3を参照すると、本実施例による光学系支持機構は、スパイダリング部10とトラス組立体20とがスペーサ70A、70B、70Cを介して接合され、トラス組立体20がベースプレート30上に固定される。副鏡100は、後述するように、スパイダリング部10内の中央にスパイダ支持され、主鏡200はトラス組立体20のトラスロッド202に囲まれたベースプレート30上に固定される。なお、主鏡200の中央部には開口部200aが、ベースプレート30の中央部には開口部30aが形成されている。これらの開口部200aおよび30aは、副鏡100からの反射光を通過させるために設けられている。
図4および図5に例示するように、スパイダリング部10はリング状のスパイダリングブラケット101と、3枚のスパイダ102A、102Bおよび102Cとからなる。スパイダ102A、102Bおよび102Cは、接続部103A、103Bおよび103Cにそれぞれ対応する内側面の位置から延びて副鏡100を中央部に支持する。スパイダリングブラケット101は、各スパイダの幅以上の高さを有する円筒形状を有し、上端部と下端部とが内側に折り込まれたコ字型の断面を有することで機械的な剛性・強度を向上させている。
トラス組立体20は、リング状のトラス側ブラケット201と、トラス構造を形成する6本のトラスロッド202と、からなる。6本のトラスロッド202の上端は、2本ずつが1つの支点部に接続され、上側3支点部204A、204Bおよび204Cでトラス側ブラケット201を支持する。支点部204A、204Bおよび204Cの配置は、図4および図5に例示するように、スペーサ70A、70Bおよび70Cがそれぞれ挟まれた接続部203A、203Bおよび203Cにそれぞれ対応する。
スパイダリングブラケット101の接続部103A、103Bおよび103Cは、トラス側ブラケット201の接続部203A、203Bおよび203Cとスペーサ70A、70Bおよび70Cをそれぞれ挟んで固定される。以下、これらブラケット接続部の一例を図6を参照しながら説明する。図6は任意のブラケット接続部の断面を示し、接続部103A、103Bまたは103Cを「接続部103」、接続部203A、203Bまたは203Cを「接続部203」、スペーサ70A、70Bまたは70Cを「スペーサ70」と記すものとする。また、図6および図4では、接続部一カ所あたり2本の固定ねじが使用されているが、これは一例であり、1本の固定ねじあるいは3本以上の固定ねじ、またはねじ以外の固着手段を用いることもできる。
以下、本実施例による支持機構を光学式望遠鏡に適用した一例について図7を参照しながら説明する。
上述したように、本実施例によれば、ベースプレート30上の主鏡200を囲むトラス組立体20と副鏡100を支持するスパイダリング部10とが3か所のブラケット接続部で接合した静定構造を形成する。静定構造は、言い換えると構造内部に歪を蓄えない構造様式であるので、内部に蓄えられた歪が振動環境や温度変化が加わることにより変位として露呈することを防止できる。これにより、外部振動や温度変化等が大きい環境にあっても、主鏡200と副鏡100との間の相対的な位置および角度を維持することができる。さらに、リング状のスパイダリング部10において、入射側から見た断面積が極めて小さいスパイダにより副鏡100を支持することで、主鏡200への入射光を遮光する割合を小さくすることができる。このような構成により、光学的性能を低下させることなく、主鏡200および副鏡100を高精度かつ高剛性で支持することができる。
20 トラス組立体
30 ベースプレート
40 キネマティックマウント
70、70A、70B、70C スペーサ
100 副鏡
101 スパイダリングブラケット
102、102A、102B、102C スパイダ
103、103A、103B、103C 接続部
200 主鏡
201 トラス側ブラケット
202 トラスロッド
203、203A、203B、203C 接続部
204、204A、204B、204C 支点部
301、302 固定ねじ
401 焦点調整機構
402 3次鏡
403 第1折曲鏡
404 第2折曲鏡
405 光検出器
Claims (7)
- 主鏡と副鏡とを支持する光学系支持機構であって、
ベースプレートと、
前記ベースプレート上に固定されたトラス組立体と、
前記トラス組立体上に固定されたリング状の第一ブラケットと、
前記第一ブラケット上に所定の接続箇所で固定されたリング状のスパイダリング部と、
からなり、
前記主鏡が前記トラス組立体内の前記ベースプレート上に取り付けられ、前記副鏡が前記スパイダリング部のリング中央部にスパイダにより取り付けられ、
前記スパイダリング部が、
リング状の第二ブラケットと、
前記第二ブラケットのリング中央部に前記副鏡を支持する複数のスパイダと、
からなり、前記スパイダが矩形プレートであり、前記矩形プレートの長さ方向を前記副鏡の円周の接線方向として前記第二ブラケットの内側と前記副鏡とを接続した、
ことを特徴とする支持機構。 - 前記第一ブラケットおよび前記スパイダリング部の内径が前記主鏡の径以上であり、前記トラス組立体のトラスロッドが2本一組で前記第一ブラケットを3点支持する、請求項1に記載の支持機構。
- 前記スパイダリング部が、
前記第二ブラケットのリング中央部に前記副鏡を3本のスパイダで支持し、
前記第二ブラケットが前記第一ブラケット上に所定の接続箇所で固定された、請求項1または2に記載の支持機構。 - 前記スパイダは前記矩形プレートの幅方向を前記主鏡および前記副鏡の光軸方向に一致させて配置された、請求項1-3のいずれか1項に記載の支持機構。
- 前記第一ブラケットと前記スパイダリング部とを固定する前記所定の接続箇所は、正三角形の頂点に対応する3点である、請求項1-4のいずれか1項に記載の支持機構。
- 前記トラス組立体のトラスロッドの前記ベースプレートとの固定点は、前記主鏡の周りの正三角形の頂点に対応する3点であり、前記所定の接続箇所の3点と前記固定点の3点とは60°位相がずれている、請求項5に記載の支持機構。
- 前記所定の接続箇所は、前記第一ブラケットと前記スパイダリング部との間に調整された厚さを有するスペーサを挟んだ構造を有する、請求項1-6のいずれか1項に記載の支持機構。
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Steven C. West,Wavefront control of the Large Optics Test and Integration Site (LOTIS) 6.5m Collimator,APPLIED OPTICS,米国,2010年06月20日,Vol. 49, No. 18,3522-3537 |
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