JPH07239442A - ミラー光学装置 - Google Patents

ミラー光学装置

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JPH07239442A
JPH07239442A JP6054635A JP5463594A JPH07239442A JP H07239442 A JPH07239442 A JP H07239442A JP 6054635 A JP6054635 A JP 6054635A JP 5463594 A JP5463594 A JP 5463594A JP H07239442 A JPH07239442 A JP H07239442A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量化及び耐振動,耐衝撃に強い機構のミラ
ー光学装置を得ること。 【構成】 対向配置した主鏡と副鏡とを複数の支柱で結
合したミラー光学装置において、該主鏡と副鏡そして支
柱を同一材質の部材より構成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はミラー光学系装置に関
し、特に対向配置した主鏡と副鏡とを適切なる形状の支
柱で固定保持した天体望遠鏡や光通信用の光学系等に好
適なものである。
【0002】
【従来の技術】従来より天体望遠鏡や光通信用の光学系
には凹面や放物面等の主鏡と凸面や双曲面等の副鏡とを
対向配置したカセグレイン型のミラー光学系が多く用い
られている。
【0003】このカセグレイン式のミラー光学系は大口
径で長焦点距離が比較的容易に得られるといった特徴が
ある。これらのミラー光学系を構成する主鏡や副鏡は各
々保持部で保持されて鏡筒内に収納されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ミラー光学系は長焦点
距離で大口径で、又大型である為に組立が難しく、又組
立精度が大変厳しい。この為ミラー光学系を構成する各
要素には周囲の温度、湿度等の環境変化に影響されずに
又経時変化が少なく、更に運搬等の際の振動や衝撃等に
十分耐え得る程度の機構が要求されている。この為従来
は、主鏡や副鏡を保持する鏡筒を熱膨張係数の小さい材
質、例えばゼロデュア等で構成していた。
【0005】しかしながら鏡筒を用いて光学部材を保持
する方法はミラー光学系全体が比較的大型である為に高
重量になり、取り扱いにくくなるといった問題があっ
た。又ゼロデュア等の低熱膨張の材料で製作した場合に
は振動や衝撃等に対して割れやすく取扱いが難しいとい
った問題点があった。
【0006】本発明は、主鏡と副鏡を有するミラー光学
系の各光学要素を保持する保持部を適切に設定すること
により全体の軽量化及び耐振動や耐衝撃に強い構造を有
したミラー光学装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のミラー光学装置
は、 (1−1)対向配置した主鏡と副鏡とを複数の支柱で結
合したミラー光学装置において、該主鏡と副鏡そして支
柱を同一材質の部材より構成したことを特徴としてい
る。
【0008】特に、前記副鏡は副鏡保持部に保持され、
該副鏡保持部は前記支柱に連結した副鏡ベースプレート
に支持されていることや、前記部材は脆性破壊を示す脆
性材料であること等を特徴としている。
【0009】(1−2)対向配置した主鏡と副鏡とを複
数の支柱で結合したミラー光学装置において、該支柱は
該主鏡に一体的に結合する為のリング部と該副鏡を固定
保持する副鏡ベース部とが一体的に形成されており、該
主鏡と副鏡そして支柱を同一材質の部材より構成したこ
とを特徴としている。
【0010】特に、前記部材は脆性破壊を示す脆性材料
であること等を特徴としている。
【0011】
【実施例】図1は本発明の実施例1の要部断面図、図2
は図1の要部斜視図である。
【0012】図中1は主鏡であり、放物面より成り、そ
の反射面には反射増加膜が施されている。主鏡1の光軸
を含む所定領域には開口部1bが設けられており、該開
口部1bには後述するコリメーターレンズ系14が挿設
されている。1cは主鏡1の外周部に120度間隔に周
設した凸部である。該凸部に1cには支柱2を挿着させ
る孔1dが設けられている。支柱2は中空の丸棒より成
り、主鏡1側の一端は球状になっている。支柱2の断面
形状は断面2次モーメントが大きいI型等も適当であ
る。
【0013】5は副鏡であり、反射面は凸球面又は双曲
面より成り主鏡1に対向配置している。副鏡5の主鏡1
との対向する反射面には反射増加膜が施されている。副
鏡5の裏面(主鏡1と反対側の面)には軽量化の為に複
数の肉抜き孔5aが穿設されている。
【0014】4は副鏡保持部であり、その凹部4aに副
鏡5を挿着した後に該副鏡5を外周にねじ部を設けた押
え環6で固定している。4bは固定部であり、副鏡保持
部の外周部に120度間隔で3つ設けており、コの字型
より成っている。
【0015】3は副鏡ベースプレートであり、副鏡保持
部4と共に副鏡5を保持している。副鏡ベースプレート
3の中央部は軽量化及び作業性の効率化より開口部3c
が設けられている。又副鏡ベースプレート3の外周部に
は120度間隔にU字型の凹部3aが3つと断面がコの
字状の固定部3bが3つ各々周設されている。該凹部3
aには支柱2が嵌装している。副鏡ベースプレート3の
固定部3bと副鏡保持部4の固定部4bは互いに入れ子
にして結合している。
【0016】7はベースプレートであり、主鏡1を保持
する為のものである。ベースプレート7は主鏡1と同一
材質又はスーパーインバー等の低膨張材料、セラミッ
ク、CFRPをフェースプレートとするハニカム板等か
ら成っている。ベースプレート7の一部には軽量化及び
組立の作業性の効率化より複数の孔部7aを設けてい
る。ベースプレート7の中央部には開口部7bが設けら
れており、該開口部7bには2つのレンズ10,11を
有し、保持鏡筒9で保持されたコリメーターレンズ14
が挿設されている。
【0017】8は主鏡保持筒であり、一端部8aは主鏡
1の中央の開口部1bの内径に嵌合するように組み立て
られている。主鏡1は一端部8aと組み合わせ接着され
る。開口部7bには主鏡支持筒8が固定されている。尚
13は光送受信装置である。
【0018】外部からの光信号は順に主鏡1,副鏡2,
そしてコリメーターレンズ系8を介して光送受信装置1
3に導光されている。又光送受信装置13からの光信号
は順にコリメーターレンズ系14,副鏡5,そして主鏡
1を介して相手方に送信している。
【0019】次に本実施例における各要素の組立調整方
法について説明する。
【0020】まず主鏡1と副鏡ベースプレート3を治具
(不図示)で所定の位置関係に固定し、支柱2を主鏡1
の凸部1cの孔1dと副鏡ベースプレート3のU字型の
凹部3aに適切な接着剤,あるいはろう付け,あるいは
溶着により固定する。副鏡5は予め副鏡保持部4の凹部
4aに挿着し、押え環6で固定している。
【0021】次に副鏡保持部4のコの字型固定部4bと
副鏡ベースプレート3のコの字状の固定部3bとを入れ
子として僅かに空隙を置いて治具に取り付けている。
【0022】次に固定部3bと固定部4bの空隙に適切
な接着剤を入れ、硬化する前に主鏡1と副鏡5の間隔,
傾き,偏心等を調整し、接着剤が硬化するまで保持して
いる。接着剤が硬化すれば組立,調整が完了する。接着
剤の代わりに低融点半田も使用可能である。この場合、
固定部3bと固定部4bは化学ニッケルメッキ,あるい
はメタライズ処理等の公知の表面処理を施している。
【0023】一方、主鏡1はベースプレート7と主鏡支
持筒8を介して接着固定される。コリメーターレンズ系
14を保持している保持鏡筒9は主鏡1の開口部1bと
ベースプレート7の開口部7bに挿着され、フランジ9
aを介してネジ部12によりベースプレート7に固定し
ている。
【0024】以上の構成において各部材は温度,湿度の
影響を受けにくく、長期間所定の光学性能を維持する為
に低膨張ガラス,セラミックガラス(例えば商品名 U
LE(コーニンク゛社製) ,商品名ゼロデュア (ショット社製) 等
のガラス材料)等を用いている。更に支柱2,副鏡ベー
スプレート3,副鏡保持部4,押え環6等は同一材料が
使用可能であり、更に高弾性のセラミック(例えば窒化
けい素)等を用いても良い。
【0025】各部材は振動・加速度・衝撃が加えられた
後に微少変形が残ると主鏡〜副鏡の位置関係が変化し、
光学性能が劣化してくる。従って各部材は装置の使用温
度、運搬温度等、環境変化に対応して脆性を示す材質が
望ましい。脆性材料を使用した場合、例えば金属材料
(光学装置で良く用いられるアルミニウム合金あるいは
鉄合金等)に比較して強度が低いが、応力が作用し、応
力が取り除かれた後の残留歪がほとんどなく、高精度の
組立ができるといった特徴がある。
【0026】図3は本発明の実施例2の要部断面図であ
る。同図において31は主鏡であり、その反射面31a
は放物面より成っている。31bはベース部であり、柱
部31cにより鏡部31dと連結されており、一体的に
形成されている。31eは主鏡31の中央に設けられた
孔(開口部)であり、実施例1の開口部と同様である。
【0027】32は副鏡支持部材であり、主鏡31を結
合するリング部32aは円環状をなしており、支柱部3
2bは120度間隔で3本設けられており、その断面は
長方形である。32cは円盤状の副鏡ベース部であり、
中央に副鏡33が配置される凹部32dが形成されてい
る。副鏡支持部材32は一体的に形成されている。
【0028】次に本実施例における各要素の組立,調整
方法について述べる。まず、全体を仮組みして副鏡33
と主鏡31の相対位置を測定し、副鏡33の図中左側
(裏面)を研磨して傾きを修正し、副鏡33と副鏡ベー
ス部32cを接着剤で固定する。
【0029】次に再度仮組みを行い、主鏡31と副鏡3
3の間隔を測定し、リング部32aのベース部31bと
の接合面(図中右端面)を研磨して修正を行う。
【0030】次にリング部32aとベース部31bを接
着して固定する。主鏡31,副鏡支持部材32,及び副
鏡33は低熱膨張の材質が望ましく、本実施例では低膨
張ガラス、あるいは低膨張ガラスセラミック、セラミッ
ク等を用いている。又支柱部32bの断面形状は曲げ剛
性を高くするのが有利であり、I形等も適用可能であ
る。又支柱部32bの自重によるたわみが小さい方が良
い為、本実施例では中心を肉抜きした中空構造にしても
良い。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、主鏡と副
鏡を有するミラー光学系の各光学要素を保持する保持部
を適切に設定することにより全体の軽量化及び耐振動や
耐衝撃に強い構造を有したミラー光学装置を達成するこ
とができる。
【0032】特に、副鏡の支持を支柱で行っている為、
円筒等の鏡筒を用いたものに比較して極めて軽量であ
り、加速度,振動,衝撃に対する耐性が高い。又全体を
低膨張ガラス,低膨張ガラスセラミック,セラミックに
よって構成すれば環境の変化(温度,湿度)に対して安
定であり、振動,衝撃,加速度を加えられた後の残留歪
も極めて小さく、長期間、光学性能を良好に維持するこ
とができるといった特徴を有したミラー光学装置を達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の要部断面図
【図2】 本発明の実施例1の要部斜視図
【図3】 本発明の実施例2の要部断面図
【符号の説明】
1,31 主鏡 2 支柱 3 副鏡ベースプレート 4,32 副鏡保持部 5,33 副鏡

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配置した主鏡と副鏡とを複数の支柱
    で結合したミラー光学装置において、該主鏡と副鏡そし
    て支柱を同一材質の部材より構成したことを特徴とする
    ミラー光学装置。
  2. 【請求項2】 前記副鏡は副鏡保持部に保持され、該副
    鏡保持部は前記支柱に連結した副鏡ベースプレートに支
    持されていることを特徴とする請求項1のミラー光学装
    置。
  3. 【請求項3】 前記部材は脆性破壊を示す脆性材料であ
    ることを特徴とする請求項1のミラー光学装置。
  4. 【請求項4】 対向配置した主鏡と副鏡とを複数の支柱
    で結合したミラー光学装置において、該支柱は該主鏡に
    一体的に結合する為のリング部と該副鏡を固定保持する
    副鏡ベース部とが一体的に形成されており、該主鏡と副
    鏡そして支柱を同一材質の部材より構成したことを特徴
    とするミラー光学装置。
  5. 【請求項5】 前記部材は脆性破壊を示す脆性材料であ
    ることを特徴とする請求項4のミラー光学装置。
  6. 【請求項6】 対向配置した主鏡と副鏡とを複数の支柱
    で結合したミラー光学装置において、該支柱は該主鏡に
    一体的に結合する為のリング部と該副鏡を固定保持する
    副鏡ベース部とが一体的に結合されており、該主鏡と副
    鏡そして支柱を同一材質の部材より構成したことを特徴
    とするミラー光学装置。
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