JPH01250703A

JPH01250703A - 干渉計支持構造

Info

Publication number: JPH01250703A
Application number: JP1037325A
Authority: JP
Inventors: Raul Curbelo; ポール　カーベロ; David C Brown; シー．ブラウンデビッド
Original assignee: Bio Rad Laboratories Inc
Current assignee: Bio Rad Laboratories Inc
Priority date: 1988-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1989-10-05
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: US4828367A; JP2723282B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は干渉計、特に高速走査干渉計支持構造に係わる
。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕高速走
査マイケルスン干渉計においては、（例えば１ｃ■の走
査を数秒で行うというような）比較的高い速度で走査範
囲に亘ってミラー（またはその他の反射体）を繰り返し
移動させる。駆動力はリニアモータなどのような駆動源
から供給される。

移動はできる限り直線的かつ均一でなければならない、
市販の高速走査干渉計は摩擦を軽減するための空気膜を
形成するためピストンとシリンダから成る空気支持装置
を使用するのが普通である。

このような構成は橿めて有効であることが立証させてい
るものの、支持効果を得るため乾式ガスの供給を維持し
なければならないという欠点を伴う。

即ち、コストの増大し、操作上の不都合を伴う。

本発明の目的は、運動の線形性に優れ、簡単且つ低コス
トの干渉計支持構造を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

要約すると、本発明の干渉計支持構造は固設レールと、
可動干渉計ミラーを搭載し、且つ駆動源に結合する可動
キャリッジとを含む、好ましい実施例では、支持構造が
キャリッジを偏倚させてレールに圧接させる機構を含む
。

レールは常態において水平な交差線を画定する２つの非
平行な光学的に偏平な面を有する。レールは光学偏平度
まで研磨し易いガラスで形成するのが好ましい。キャリ
ッジはレールの偏平面と接触する支持面として作用する
面部分を有する剛性構造である。この面部分は低摩耗及
び低摩擦を特徴とするプラスチック類であることが好ま
しい。

偏倚は常態において下方に向く偏平面を有する重ねガラ
ス板を設け、キャリッジの頂部にばね付勢プラスチック
素子を取り付けることによって達成することが好ましい
。プラスチック素子は偏平ガラス面と接触しくかつ偏平
ガラス面に沿って摺動し）、キャリッジに下向きの力を
伝達する。

本発明は干渉計のユーザーが支持効果を得るための乾式
ガス供給源を設け、これを維持する手数から免れるとい
う点で従来の空気支持方式よりも有利である。さらに１
対の非平行光学偏平面に沿ってキャリッジが積極的に機
械的に整合されるから、本発明は干渉計測定値の精度を
損なう原因となり易い横方向の運動（ピッキングまたは
ヨーイング）を生じ難い、また、機械構成の性質上、長
行程の実施態様に適応し易い。

〔実施例〕本発明の特徴及び利点は添付図面に沿った以下の説明か
ら更に明らかになるであろう。

第１図は本発明の干渉計支持構造ｌＯ全全体示す斜視図
である。具体的な寸法は本発明に含まれないが、１．５
　ｃｍ程度の行程長に適した実施例に関連しておおよそ
のサイズ及び重量を以下に示す。

支持構造１０は固定レール１２と、レールに沿って往復
させられる細長い可動キャリッジ１５を含む。図示の実
施例は水平移動を想定したものであるが、その他の構成
も可能である。キャリッジの一端にはマイケルスン干渉
計の可動鏡として作用する平面鏡２０が、他端には駆動
コイル２２がそれぞれ搭載されている。レール１２は長
さが約１０ｃ■、キャリッジ１５は約１２ｃ會である。

詳しくは後述するように、自重に加えて、補助偏倚機構
２５を設けることにより、キャリッジ１５がレール１２
上に正しく着座するのを助ける。

レール１２は互いに非平行の第１及び第２偏平面３０ａ
、３０ｂを有する細長いガラス成形体であり、偏平面３
０ａ、３０ｂは約１／２波長偏平度まで光学的に研慶さ
れている。偏平面はその交差線によって特徴づけられ、
レールはこの交差線が水平となるようにして干渉計光学
台に取り付けられている。偏平面３０ａ、３０ｂは実際
には交差せず、鋭いエツジが形成されるのを回避するた
め、交差線に近い部分を切頭するかまたはこの部分に丸
みを付与しである０図示の実施例ではレール１２が正方
形の断面を呈しているが、必ずしも正方形でなくてもよ
い、２つの偏平面だけでよく、相互の角度は９０°であ
る必要はなく、ある程度の鋭角であっても鈍角であって
もよい、レールの材料としてはガラスを使用するのが好
ましいが平滑に研削できるものならその他の材料を使用
してもよい。

第２図及び第３図はそれぞれキャリッジ１５の頂面斜視
図及び底面斜視図である。キャリッジ１５はＵ字断面溝
形材４０、ミラーを取り付けるための第１末端部材４２
、リニアモータ駆動コイルを取り付けるための第２末端
部材４５及びＵ字断面溝形材４０の一部に沿って延設さ
れたＶ字断面溝形材５０から成る。Ｕ字断面溝形材４０
は壁厚が約０．１５乃至０．２ｃ徴のアルミニウム材で
形成されるのが普通であり、Ｕ字断面溝形材４０の側面
及び頂面にはキャリッジを軽量化するため多数の孔が形
成されている。

Ｖ字断面溝形材５０はガラス製レール１２の偏平面３０
ａ、３０ｂと形状がほぼ一致するような相互角度で交差
する溝面５２ａ、５２ｂを有するが、溝面ば実際にはレ
ール面と接触しないから、溝面５２ａ、５２ｂの交差角
度が正確に偏平面３０ａ、３０ｂの交差角度と−敗しな
くてもよい。

即ち、溝面５２ａ、５２ｂのそれぞれに１対の支持イン
サートが嵌着されており、実際にガラス製レール１２の
偏平面と接触するのはこれらの支持インサートである。

溝面５２ａに取り付けられた支持インサート対を５５ａ
で、溝面５２ｂに取り付けられた支持インサート対を５
５ｂで表し、全体を５５で表した。支持インサート対５
５の好ましい材料は超高分子ポリエチレンである。ただ
し、その他の低摩擦、低摩耗材料を使用してもよい。

第４図はｖ字断面溝形材５０へのプラスチック製支持イ
ンサート対５５の取り付は態様を示す詳細な断面図であ
る。それぞれの支持インサートは凹部６０及び中央皿頭
ねし孔６２の形成されたプラスチック製円筒体である。

支持インサートの正確な位置決めは次のようにして行わ
れる。インサート毎にねじ孔６２からＵ字断面溝形材４
０の側面に形成したねじ穴へねじ６３を挿通する。これ
によりインサートをある程度のゆとりを残して近似的に
位置決めすることができる。このようにインサートを位
置決めした上で、キャリッジをレール上に載置し、イン
サート５５が偏平面３０ａ、３０ｂに着座するように最
終位置決めする。キャリッジをレールに着座させ、イン
サートが偏平ガラス面に正確に接触したら、溝面５２ａ
、５２ｂの後方でインサートを囲む領域にエポキシ６５
を詰めることによってインサートの位置を恒久化する。

キャリッジの重量は約２０ｇ（ミラー及び駆動コイルを
装着した状態で約８０ｇ）である、駆動コイルはミラー
よりも重いのが普通であるから、最終的な可動集合体は
不平衡とならざるを得ない。

従って、インサートの最終的位置決めが行われ、ミラー
及び駆動コイルが取り付けられたら、支持インサートに
作用する荷重を均等化するためおもりを付加しなけれな
らない場合がある。

偏倚機構の全般的な作用を第１図及び第５図に基づいて
説明する。偏倚機構２５は固定構造と、キャリッジ１２
に取り付けた構造とを含む。

固定構造は、平滑な下面７７を有し、且つ上方において
、それ自体が光学台に固定された支持部材７８に固定さ
れた重ねガラス板７５を含み、従って、レールに対して
固設された関係にある。

第５図はキャリッジ１２に搭載される偏倚機構の部分を
示す詳細図である。偏倚機構のこの部分は１対のばね８
２によって（ガラス板７５と接触するように）上向きに
付勢されたプラスチック製スライダ８０を含む、スライ
ダ８０は円筒形を呈し、その両端付近に１つずつ１対の
互いに間隔を保った環状突起が設けられている。ばね８
２は１乃至２回巻きねじりばねであり、一端がスライダ
８０の対応端に連結され、他端がキャリッジに連結され
ている。偏倚力は実際には総移動重量を超え、約１００
ｇに相当する。

自重だけでレール上に保持できるほどキャリッジを重く
すれば、偏倚機構２５の必要はなくなるが、キャリッジ
が重過ぎると、駆動モータを制御するサーボ機構の負担
が増大し、場合によっては問題を生ずる。

上述した実施例ではその行程長力月、　５　ｃ＋＊であ
るが、本発明をもっと行程長の大きい態様で実施するこ
ともできる。その場合、比較的長いレールを使用し、レ
ールの両端から間隔を保つようにミラー及びコイルの取
り付は機構を構成することが望ましい。

結論として、本発明の干渉計支持構造は高度に線形的な
ミラー行程を可能にする極めて筒車な構造であると同時
に、構成が融通性に富み、行程の長短に応じてそれぞれ
の実施態様に容易に適応できる。

以上、好ましい実施例を詳細に説明してか、種々の変更
を試みたり、等価の構成を採用したりできることはいう
までもない。例えば、好ましい実施例は偏平面が互いに
背を向けているレールを採用したが、偏平面が互いに向
き合ってＶ字溝を画定し、この溝にキャリッジが乗るよ
うに構成することも可能である。また、好ましい実施例
では、ガラス製レールが固定され、アルミニウム／プラ
スチック構造が可動となっているが、これとは逆の構成
も可能である。従って、図面に沿ってなされた説明が頭
書した請求の範囲によって限定される本発明の範囲を制
限するものと解釈すべきではない。

即ち、本発明には以下の如く構成したものも含まれる。

■請求項（２）において、前記キャリッジを前記交差線
と平行な軸線に沿って移動するように強制するため、前
記キャリッジを偏倚させて前記案内手段に圧接させる手
段をも含む干渉計支持構造。

■請求項（２）において、前記偏倚手段が、前記キャリ
ッジに取り付けたばね付勢第１素子と、固定構造に取り
付けられ、前記第１素子と向き合ってこれを咬合する偏
平面壱有する第２素子とから成る干渉計支持構造。

■請求項（２）において、前記案内手段の前記偏平面が
互いに背を向けている干渉計支持構造。

■請求項（２）において、前記案内手段の前記偏平面が
互いに９０°の方向を有する干渉計支持構造。

■請求項（２）において、前記偏平面の末端が前記交差
線の近傍に位置する干渉計支持構造。

■請求項（２）において、前記案内手段が細長いガラス
成形体から成る干渉計支持構造。

■請求項（２）において、支持面を画定する前記手段が
、それぞれが前記レールの対応偏平面と接触する第１及
び第２の複数のプラスチック製支持素子から成る干渉計
支持構造。

■請求項（３）において、前記レールの前記偏平面が互
いに９０°の方向を有する干渉計支持構造。

■請求項（３）において、前記偏平面の末端が前記交差
線の近傍に位置する干渉計支持構造。

［相］請求項（３）において、プラスチック製支持面を
画定する前記手段が、それぞれ前記レールの対応偏平面
と接触する第１及び第２の複数のプラスチック製支持素
子から成る干渉計支持構造。

■上記［相］において、前記プラスチック製支持素子を
超高分子ポリエチレンで形成した干渉計支持構造。

■請求項（３）において、前記偏倚手段が前記キャリッ
ジに取り付けたばね付勢プラスチック素子と、固定構造
に取り付けられ、前記プラスチック素子と向き合ってこ
れと咬合する偏平面を有するガラス素子から成る干渉計
支持構造。

■請求項（４）において、前記レールの前記偏平面が互
いに９０°の方向を有する干渉計支持構造。

［相］請求項（４）において、前記偏倚手段が、前記キ
ャリッジに取り付けた上向偏倚ばね付勢プラスチック製
素子と、固定構造に取り付けられ、前記プラスチック製素子と咬
合する偏平水平な下向き面を有するガラス製素子から成
る干渉計支持構造。

〔発明の効果〕

本発明の干渉計支持構造は、高度に線形的なミラー行程
を可能にする橿めて簡単な構造であると同時に、構成が
融通性に冨み、行程の長短に応じてそれぞれの実施態様
に容易に適応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の干渉計支持構造の全体的な斜視図、第
２図はキャリッジの頂面斜視図、第３図はキャリッジの
底面斜視図、第４図はプラスチック製支持インサート及
びその取り付は態様を詳細に示す第１図の４−４線にお
ける断面図、第５図は偏倚作用素子の詳細図である。１０ｉ支持構造　　　　１２：固定レール１５；可動キ
ャリッジ　２０；平面鏡２２；駆動コイル　　　２５；偏倚機構３０ａ；第１偏
平面　　３０ｂ：第２偏平面４０；Ｕ字断面溝形材５０；ｖ平断面溝形材５２ａ、５２ｂ；溝面５５ａ、５５ｂ；支持インサート

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固定構造に対して反射体を往復移動させるように
構成した干渉計において駆動源が反射体に正確な線形運
動を与えることを可能にする干渉計支持構造であって、交差線によって特徴づけられる互いに非平行な第１及び
第２偏平面を有する第１素子と、前記偏平面と接触する
ように形成された支持面を画定する手段を有する第２素
子から成り、前記第１及び第２素子の一方を固定構造に
取り付け、他方を、反射体を搭載しかつ駆動源と結合す
るように構成することにより、前記交差線と平行な軸線
に沿った相対運動を可能にしたことを特徴とする干渉計
支持構造、
（２）固定構造に対して可動反射体を往復移動させるよ
うに干渉計において駆動源が可動反射体に正確な線形運
動を与えることを可能にする干渉計支持構造であって、交差線によって特徴づけられる互いに非平行な第１及び
第２偏平面を画定する案内手段と、前記案内手段を固定
構造に固設する手段と、前記偏平面と接触するように形
成された支持面を画定する手段を有し、可動反射体を支
持すると共に駆動源と結合するように構成されたキャリ
ッジとから成ることを特徴とする干渉計支持構造。
（３）固定構造に対して可動反射体を往復移動させるよ
うに構成した干渉計において駆動源が可動反射体に正確
な線形運動を与えることを可能にする干渉計支持構造で
あって、ガラスで形成され、交差線によって特徴づけられる互い
に非平行な第１及び第２偏平面を有する細長いレールと
、前記レールを固定構造に固設する手段と、前記偏平面と接触するように形成されたプラスチック製
支持面を画定する手段を有し、可動反射体を支持すると
共に駆動源と結合するように構成されたキャリッジと、前記キャリッジを前記交差線と平行な軸線に沿って移動
するように強制するため前記キャリッジを偏倚させて前
記レールに圧接させる手段とから成ることを特徴とする
干渉計支持構造。
（４）固定構造に対して可動反射体を往復移動させるよ
うに構成した干渉計において駆動源が可動反射体に正確
な線形運動を与えることを可能にする干渉計支持構造で
あって、ガラスで形成され、交差線によって特徴づけられ、かつ
交差線の近傍に末端を有する互いに非平行な外向きの第
１及び第２偏平面を有する細長いレールと、前記レールを固定構造に固設する手段と、それぞれが前記レールの対応偏平面と接触する第１及び
第２の複数のプラスチック製支持素子を有し、可動反射
体を支持すると共に駆動源と結合するように構成された
キャリッジと、前記キャリッジを前記交差線と平行な軸線に沿って移動
するように強制するため前記キャリッジを偏倚させて前
記レールに圧接させる手段とから成ることを特徴とする
干渉計支持構造。