JPH10148706A - ベンディングミラー - Google Patents
ベンディングミラーInfo
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- JPH10148706A JPH10148706A JP8324854A JP32485496A JPH10148706A JP H10148706 A JPH10148706 A JP H10148706A JP 8324854 A JP8324854 A JP 8324854A JP 32485496 A JP32485496 A JP 32485496A JP H10148706 A JPH10148706 A JP H10148706A
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- bending
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- plane mirror
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度の形状精度及び面精度を有するベンデ
ィングミラーを提供することである。 【解決手段】 このベンディングミラーは、２つの支点
（３，４）で支持され、各支点（３，４）の外側に位置
する２つの作用点（５，９）から力を加えることにより
湾曲された状態とされている光学面（１ａ）を具備す
る。
ィングミラーを提供することである。 【解決手段】 このベンディングミラーは、２つの支点
（３，４）で支持され、各支点（３，４）の外側に位置
する２つの作用点（５，９）から力を加えることにより
湾曲された状態とされている光学面（１ａ）を具備す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射光分光器等の
光学系に使用でき、複数の作用点により湾曲されている
ベンディングミラーに関する。
光学系に使用でき、複数の作用点により湾曲されている
ベンディングミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】放射光設備において、真空紫外線領域か
ら軟Ｘ線領域にかけて分解能が１０，０００以上である
分光器が要求されている。かかる分光器においては、分
解能の向上と輝度の確保のために曲率の大きい２次シリ
ンドリカルミラー（曲率１０ｍ以上）の使用が不可欠と
されている。このような曲率の大きいミラーは複数のミ
ラーコンポーネントから構成され、従来、かかるミラー
コンポーネントを得る方法として、研磨による方法、基
準となる２次シリンドリカル面を金属等で作成しその基
準面に平面鏡を押し当てて得る方法、及び平面鏡を１つ
の作用点で曲げて（以下、この状態を「３点曲げ」と称
する。）得る方法があった。
ら軟Ｘ線領域にかけて分解能が１０，０００以上である
分光器が要求されている。かかる分光器においては、分
解能の向上と輝度の確保のために曲率の大きい２次シリ
ンドリカルミラー（曲率１０ｍ以上）の使用が不可欠と
されている。このような曲率の大きいミラーは複数のミ
ラーコンポーネントから構成され、従来、かかるミラー
コンポーネントを得る方法として、研磨による方法、基
準となる２次シリンドリカル面を金属等で作成しその基
準面に平面鏡を押し当てて得る方法、及び平面鏡を１つ
の作用点で曲げて（以下、この状態を「３点曲げ」と称
する。）得る方法があった。
【０００３】研磨による方法では、光学ガラス等を所定
の曲率に研磨してからこの表面に物理的または化学的処
理により反射面を形成することによりミラーコンポーネ
ントを得ていた。
の曲率に研磨してからこの表面に物理的または化学的処
理により反射面を形成することによりミラーコンポーネ
ントを得ていた。
【０００４】また、基準面に平面鏡を押し当てる方法で
は、所定の曲率とされた基準面を有する型を金属等で予
め作成し、この基準面に平面鏡を押し当てて永久変形さ
せて目的の曲率を有するミラーコンポーネントを得てい
た。
は、所定の曲率とされた基準面を有する型を金属等で予
め作成し、この基準面に平面鏡を押し当てて永久変形さ
せて目的の曲率を有するミラーコンポーネントを得てい
た。
【０００５】また、平面鏡を３点曲げて得る方法では、
平面鏡を両端で支持しその中間の１つの作用点から力を
加えることにより平面鏡を弾性変形させてこの状態を保
持することによりミラーコンポーネントを得ていた。図
８は、従来の方法である３点曲げによりミラーコンポー
ネントを得る方法を示す概略図である。図８に示すよう
に、平面鏡７０は両端の支点７１、支点７２（支点間距
離Ｌ）で支持され、Ｘ＝ Ｌ／２において作用点７３か
ら荷重Ｐが加えられている。このときの撓み曲線は、次
のようになる。
平面鏡を両端で支持しその中間の１つの作用点から力を
加えることにより平面鏡を弾性変形させてこの状態を保
持することによりミラーコンポーネントを得ていた。図
８は、従来の方法である３点曲げによりミラーコンポー
ネントを得る方法を示す概略図である。図８に示すよう
に、平面鏡７０は両端の支点７１、支点７２（支点間距
離Ｌ）で支持され、Ｘ＝ Ｌ／２において作用点７３か
ら荷重Ｐが加えられている。このときの撓み曲線は、次
のようになる。
【０００６】 Y = PL3(3X/L - 4X3/L3)/(48EI) (X≦L/2) (1) ここで、Ｅ：平面鏡７０の材料の縦弾性係数、Ｉ：断面
２次モーメント、である。ミラーコンポーネントに要求
される光学面の形状に式（１）により近似させて補間す
ることにより得られた荷重Ｐを平面鏡７０に加えること
により、湾曲したミラーコンポーネントを得ていた。
２次モーメント、である。ミラーコンポーネントに要求
される光学面の形状に式（１）により近似させて補間す
ることにより得られた荷重Ｐを平面鏡７０に加えること
により、湾曲したミラーコンポーネントを得ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術には次のような問題点があった。この種のミラーコン
ポーネントは比較的細長いアパーチャが必要で極めて大
きい曲率（サグ量が小さい）である場合が多い。しか
し、研磨による方法では、大きな曲率の面を高精度に研
磨するのは難しく、高精度の形状精度及び面精度を有す
るミラーコンポーネントを得るのが困難であった。この
ため、ミラーコンポーネントを複数組み合わせてミラー
を構成しても、所望の形状のミラーを得ることが困難で
あった。
術には次のような問題点があった。この種のミラーコン
ポーネントは比較的細長いアパーチャが必要で極めて大
きい曲率（サグ量が小さい）である場合が多い。しか
し、研磨による方法では、大きな曲率の面を高精度に研
磨するのは難しく、高精度の形状精度及び面精度を有す
るミラーコンポーネントを得るのが困難であった。この
ため、ミラーコンポーネントを複数組み合わせてミラー
を構成しても、所望の形状のミラーを得ることが困難で
あった。
【０００８】また、基準面に平面鏡を押し当てる方法で
は、基準面自体の形状及び面精度を得にくい問題点があ
った。また、ミラーが基準面に沿って変形する保証がな
いため、やはり高精度のミラーコンポーネントを得るこ
とができなかった。従って、この場合も、ミラーコンポ
ーネントを複数組み合わせてミラーを構成しても、所望
の形状のミラーを得ることが困難であった。
は、基準面自体の形状及び面精度を得にくい問題点があ
った。また、ミラーが基準面に沿って変形する保証がな
いため、やはり高精度のミラーコンポーネントを得るこ
とができなかった。従って、この場合も、ミラーコンポ
ーネントを複数組み合わせてミラーを構成しても、所望
の形状のミラーを得ることが困難であった。
【０００９】さらに、３点曲げによる方法によれば、式
（１）からわかるように、ミラーコンポーネントについ
て要求される光学面の形状に近似させるには、１つの作
用点に加える荷重Ｐの大きさを変えるしかなかったた
め、その近似できる範囲は限られていた。そのため、ミ
ラーコンポーネントを複数有する光学系において特定の
２〜３の光学面しか補間できず、かかるミラーを備える
光学系の設計に制限があった。また、３点曲げによるベ
ンディングミラーでは、所望の光学面を有するミラーコ
ンポーネントを数多く補間することができなかった。そ
のため、ミラー全体を構成する多数のミラーのうち所望
の光学面を有するミラーコンポーネントは少数しか得る
ことができないためミラー全体として所望の光学面を得
ることが困難であった。
（１）からわかるように、ミラーコンポーネントについ
て要求される光学面の形状に近似させるには、１つの作
用点に加える荷重Ｐの大きさを変えるしかなかったた
め、その近似できる範囲は限られていた。そのため、ミ
ラーコンポーネントを複数有する光学系において特定の
２〜３の光学面しか補間できず、かかるミラーを備える
光学系の設計に制限があった。また、３点曲げによるベ
ンディングミラーでは、所望の光学面を有するミラーコ
ンポーネントを数多く補間することができなかった。そ
のため、ミラー全体を構成する多数のミラーのうち所望
の光学面を有するミラーコンポーネントは少数しか得る
ことができないためミラー全体として所望の光学面を得
ることが困難であった。
【００１０】本発明は、上述のような従来技術の問題点
を解決すべくなされたものであり、平面鏡を複数の作用
点で曲げることにより高精度の形状精度及び面精度を有
するベンディングミラー及び精度よく補間された複数の
ベンディングミラーを備える光学系を提供することを目
的とする。
を解決すべくなされたものであり、平面鏡を複数の作用
点で曲げることにより高精度の形状精度及び面精度を有
するベンディングミラー及び精度よく補間された複数の
ベンディングミラーを備える光学系を提供することを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明のベンディングミラーは、２つの支点で支持
し、各支点の外側又は内側に位置する２つの作用点から
力を加えることにより湾曲された状態とされている光学
面を具備することを特徴とする。以下、この状態を「４
点曲げ」と称する。上記２つの支点及び２つの作用点に
より４点曲げを構成し、ベンディングミラーの光学面が
４点曲げ状態にされている。
に、本発明のベンディングミラーは、２つの支点で支持
し、各支点の外側又は内側に位置する２つの作用点から
力を加えることにより湾曲された状態とされている光学
面を具備することを特徴とする。以下、この状態を「４
点曲げ」と称する。上記２つの支点及び２つの作用点に
より４点曲げを構成し、ベンディングミラーの光学面が
４点曲げ状態にされている。
【００１２】本発明では、２つの作用点に加える力の大
きさ及びその比を変化させることが可能なため、要求す
る光学面に近似できる範囲は大きく拡がる。そのため上
記光学面を所望の形状とすることができ、要求される光
学面の形状に精度よく近似させることができる。よっ
て、高精度の形状精度及び面精度を有するベンディング
ミラーを得ることができる。
きさ及びその比を変化させることが可能なため、要求す
る光学面に近似できる範囲は大きく拡がる。そのため上
記光学面を所望の形状とすることができ、要求される光
学面の形状に精度よく近似させることができる。よっ
て、高精度の形状精度及び面精度を有するベンディング
ミラーを得ることができる。
【００１３】また、本発明によるベンディングミラー
は、平面鏡を２点で支持し、力の作用点である他の２点
から力を加えるためのベンディング機構を具備してい
る。このベンディング機構を用い作用点に力を作用させ
ることにより平面鏡を湾曲させている。ベンディング機
構により平面鏡を４点曲げ状態にし２つの作用点に加え
る力を変化させることにより、平面鏡を所望の光学面を
有するミラーとすることができるから、高精度の形状精
度及び面精度を有するベンディングミラーを得ることが
できる。
は、平面鏡を２点で支持し、力の作用点である他の２点
から力を加えるためのベンディング機構を具備してい
る。このベンディング機構を用い作用点に力を作用させ
ることにより平面鏡を湾曲させている。ベンディング機
構により平面鏡を４点曲げ状態にし２つの作用点に加え
る力を変化させることにより、平面鏡を所望の光学面を
有するミラーとすることができるから、高精度の形状精
度及び面精度を有するベンディングミラーを得ることが
できる。
【００１４】なお、上述のベンディングミラーを湾曲さ
せる際の作用点は２つであったが、本発明では、これに
限定されることなく作用点が３つ以上であってもよい。
せる際の作用点は２つであったが、本発明では、これに
限定されることなく作用点が３つ以上であってもよい。
【００１５】図５は、本発明に係わるベンディング機構
にミラーを装着したときの概略を示す側面図（Ａ）、平
面図（Ｂ）、及び正面図（Ｃ）である。ベンディング機
構は平面鏡を所定の２点において所定量だけ撓ませるた
めの撓み制御部材（７，８）を有する。後述の式（２）
から分かるように、２つの作用点（５，９）における力
が決まれば任意の点における撓み量も一義的に決まり、
逆に、任意の２点における撓み量を決めれば、２つの作
用点（５，９）において加える力も一義的に決まる。よ
って、平面鏡を湾曲させる際の２つの作用点に加える力
を所定の２点における撓み量により制御することができ
る。作用点に力を加える時にその荷重を一定に調整する
ことは一般に困難を伴うが、撓み量を一定に調整するこ
とは容易である。従って、本発明では計算により、ミラ
ーの湾曲に必要な荷重値が求まるので、荷重を調整する
必要がなく、作用点における２つの力の制御を容易に行
うことができる。このため、計算で算出された荷重をか
けることにより所定の２つの点における撓み量を調整さ
せることにより平面鏡を所望の光学面とすることがで
き、要求される光学面の形状に高精度に近似させること
ができる。
にミラーを装着したときの概略を示す側面図（Ａ）、平
面図（Ｂ）、及び正面図（Ｃ）である。ベンディング機
構は平面鏡を所定の２点において所定量だけ撓ませるた
めの撓み制御部材（７，８）を有する。後述の式（２）
から分かるように、２つの作用点（５，９）における力
が決まれば任意の点における撓み量も一義的に決まり、
逆に、任意の２点における撓み量を決めれば、２つの作
用点（５，９）において加える力も一義的に決まる。よ
って、平面鏡を湾曲させる際の２つの作用点に加える力
を所定の２点における撓み量により制御することができ
る。作用点に力を加える時にその荷重を一定に調整する
ことは一般に困難を伴うが、撓み量を一定に調整するこ
とは容易である。従って、本発明では計算により、ミラ
ーの湾曲に必要な荷重値が求まるので、荷重を調整する
必要がなく、作用点における２つの力の制御を容易に行
うことができる。このため、計算で算出された荷重をか
けることにより所定の２つの点における撓み量を調整さ
せることにより平面鏡を所望の光学面とすることがで
き、要求される光学面の形状に高精度に近似させること
ができる。
【００１６】上述のように、本発明によるベンディング
ミラーは高精度の形状精度及び面精度を有するため、か
かるベンディングミラーを複数組み合わせてミラーを構
成する場合、ミラー全体としても所望の高精度な形状の
光学面を有することができる。このため、曲率の大きい
ミラーを構成する場合、多数のベンディングミラーを備
える必要があるが、曲率が大きい場合でも各ベンディン
グミラーを高精度に構成できる。
ミラーは高精度の形状精度及び面精度を有するため、か
かるベンディングミラーを複数組み合わせてミラーを構
成する場合、ミラー全体としても所望の高精度な形状の
光学面を有することができる。このため、曲率の大きい
ミラーを構成する場合、多数のベンディングミラーを備
える必要があるが、曲率が大きい場合でも各ベンディン
グミラーを高精度に構成できる。
【００１７】また、本発明によれば曲率の大きいミラー
であっても精度よく容易に構成できるので、かかる曲率
の大きいミラーを備える光学系が容易に構成できる。こ
のような光学系は、放射光分光器、紫外線カメラ用集光
器等において使用することができる。
であっても精度よく容易に構成できるので、かかる曲率
の大きいミラーを備える光学系が容易に構成できる。こ
のような光学系は、放射光分光器、紫外線カメラ用集光
器等において使用することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明による実施例を図面を参照して
説明する。まず、本発明の原理の説明のため、４点曲げ
により平面鏡を湾曲させた場合の撓み曲線について図１
を参照して説明する。
説明する。まず、本発明の原理の説明のため、４点曲げ
により平面鏡を湾曲させた場合の撓み曲線について図１
を参照して説明する。
【００１９】図１は梁５０を４点で曲げた場合の例を示
す概略の側面図である。支点間距離がＬである支点５
１、５２に梁５０を支える。支点５１、５２は梁５０に
おける同一面上に設置する。これらの支点５１、５２と
対向する裏面における梁５０の端側に近接する支点から
距離ａだけ離れて梁５０の作用点５３、５４を設ける。
この状態で作用点５３，５４のそれぞれにＰ１、Ｐ２の
力を加えた場合、支点５１、５２間の梁の撓み曲線は次
のように表すことができる。
す概略の側面図である。支点間距離がＬである支点５
１、５２に梁５０を支える。支点５１、５２は梁５０に
おける同一面上に設置する。これらの支点５１、５２と
対向する裏面における梁５０の端側に近接する支点から
距離ａだけ離れて梁５０の作用点５３、５４を設ける。
この状態で作用点５３，５４のそれぞれにＰ１、Ｐ２の
力を加えた場合、支点５１、５２間の梁の撓み曲線は次
のように表すことができる。
【００２０】 Y = {-(P1-P2)aX3 + 3P1aLX2 - (2P1+P2)aL2X}/(6EIL) (2) ここで、Ｅ：梁５０の材料の縦弾性係数、Ｉ：断面２次
モーメント、である。
モーメント、である。
【００２１】上記式により表すことのできる支点５１、
５２間の梁の撓み曲線が、要求される２次シリンドリカ
ル面に近似するようにＰ１とＰ２とを変数として補間す
ることにより所望の光学面を有するベンディングミラー
を得ることができる。なお、Ｐ１とＰ２とが決まれば、
式（２）から任意の点における撓み量（δ１、δ２）が
求められる。
５２間の梁の撓み曲線が、要求される２次シリンドリカ
ル面に近似するようにＰ１とＰ２とを変数として補間す
ることにより所望の光学面を有するベンディングミラー
を得ることができる。なお、Ｐ１とＰ２とが決まれば、
式（２）から任意の点における撓み量（δ１、δ２）が
求められる。
【００２２】図２は、本実施例におけるベンディングミ
ラーについて要求される光学面の形状を示すための図で
あり、図３は、本実施例において用いた平面鏡を示す正
面図及び側面図である。図３に示す平面鏡５０’を４点
で曲げることにより図２に示す放物シリンドリカル面５
５に近似させる場合を考える。本実施例では、図３に示
す平面鏡５０’を石英の板状体で構成する。石英の縦弾
性係数Ｅは、７４５７ｋｇｆ／ｍｍ２であり、図３から
断面２次モーメントＩ＝ ｂｈ３／１２ ＝（３０×１
０３）／１２ ＝ ２５００ｍｍ４ （ｂ＝３０ｍｍ，
ｈ＝１０ｍｍ）であり、支点間距離Ｌ＝４２９．３６
ｍｍ、距離ａ＝２５ｍｍとする。図２に示すミラーの要
求面である放物シリンドリカル面５５は、次の式で表さ
れる放物曲線である。
ラーについて要求される光学面の形状を示すための図で
あり、図３は、本実施例において用いた平面鏡を示す正
面図及び側面図である。図３に示す平面鏡５０’を４点
で曲げることにより図２に示す放物シリンドリカル面５
５に近似させる場合を考える。本実施例では、図３に示
す平面鏡５０’を石英の板状体で構成する。石英の縦弾
性係数Ｅは、７４５７ｋｇｆ／ｍｍ２であり、図３から
断面２次モーメントＩ＝ ｂｈ３／１２ ＝（３０×１
０３）／１２ ＝ ２５００ｍｍ４ （ｂ＝３０ｍｍ，
ｈ＝１０ｍｍ）であり、支点間距離Ｌ＝４２９．３６
ｍｍ、距離ａ＝２５ｍｍとする。図２に示すミラーの要
求面である放物シリンドリカル面５５は、次の式で表さ
れる放物曲線である。
【００２３】 x = y/(2r) (r=9.05394) (3) この曲線の図２に示す範囲Ｌ（焦点（ｒ／２，０）から
距離３７１６．８ｍｍ、θ＝４°の点を中心とし、長さ
Ｌの範囲）において式（２）により、平面鏡５０’につ
いて補間を行う。この場合、図２の座標系（ｘ，ｙ）は
式（２）を表す（Ｘ，Ｙ）座標系と異なるため、図２の
（ｘ，ｙ）座標系において式（２）の撓み曲線の式が直
接適用できないので、座標系を図２の（ｘ，ｙ）座標系
から式（２）の（Ｘ，Ｙ）座標系に変換してから補間す
る。補間した結果、Ｐ１＝−３．８ｋｇ、Ｐ２＝−３．
２ｋｇを得た。
距離３７１６．８ｍｍ、θ＝４°の点を中心とし、長さ
Ｌの範囲）において式（２）により、平面鏡５０’につ
いて補間を行う。この場合、図２の座標系（ｘ，ｙ）は
式（２）を表す（Ｘ，Ｙ）座標系と異なるため、図２の
（ｘ，ｙ）座標系において式（２）の撓み曲線の式が直
接適用できないので、座標系を図２の（ｘ，ｙ）座標系
から式（２）の（Ｘ，Ｙ）座標系に変換してから補間す
る。補間した結果、Ｐ１＝−３．８ｋｇ、Ｐ２＝−３．
２ｋｇを得た。
【００２４】上述の例において、４点曲げにより得られ
る光学面の設計値が要求される光学面の設計値に対して
どれだけの差があるかを調べるため、補間した曲線（式
（２））と要求される光学面の曲線（式（３）を（Ｘ、
Ｙ）座標系に変換した式）との差（Ｙ−ｙ）をとり、こ
の差を誤差として示したのが図４である。この図４から
分かるように、誤差は最大で０．０４μｍ程度であり、
要求される光学面によく近似している。従って、平面鏡
の平面さえ精度よく研磨しておけば、平面鏡を４点で曲
げることにより、精度のよい放物シリンドリカル面が形
成できることが分かる。
る光学面の設計値が要求される光学面の設計値に対して
どれだけの差があるかを調べるため、補間した曲線（式
（２））と要求される光学面の曲線（式（３）を（Ｘ、
Ｙ）座標系に変換した式）との差（Ｙ−ｙ）をとり、こ
の差を誤差として示したのが図４である。この図４から
分かるように、誤差は最大で０．０４μｍ程度であり、
要求される光学面によく近似している。従って、平面鏡
の平面さえ精度よく研磨しておけば、平面鏡を４点で曲
げることにより、精度のよい放物シリンドリカル面が形
成できることが分かる。
【００２５】平面鏡５０’に一定荷重Ｐ１、Ｐ２を加え
る場合、実際には荷重を一定に制御することが難しい。
そこで、荷重Ｐ１、Ｐ２を加えることによる、例えば作
用点５３、５４における撓み量δ１、δ２を式（２）に
より算出しておき、平面鏡５０’を曲げる際にこの算出
された撓み量と一致するように作用点の撓み量を制御す
る。調整の難しい荷重を制御する代わりに調整の容易な
撓み量を制御することにより、平面鏡５０’を４点で曲
げて容易に所定の光学面とすることができる。
る場合、実際には荷重を一定に制御することが難しい。
そこで、荷重Ｐ１、Ｐ２を加えることによる、例えば作
用点５３、５４における撓み量δ１、δ２を式（２）に
より算出しておき、平面鏡５０’を曲げる際にこの算出
された撓み量と一致するように作用点の撓み量を制御す
る。調整の難しい荷重を制御する代わりに調整の容易な
撓み量を制御することにより、平面鏡５０’を４点で曲
げて容易に所定の光学面とすることができる。
【００２６】なお、実際の設計では撓み曲線を表す式
（２）において平面鏡の自重が考慮される。また、撓み
量（δ１、δ２）を制御する位置は、作用点５３、５４
に限られず、任意の位置でよい。
（２）において平面鏡の自重が考慮される。また、撓み
量（δ１、δ２）を制御する位置は、作用点５３、５４
に限られず、任意の位置でよい。
【００２７】また、４点曲げの形式は、図１に示したも
のに限られず、例えば、図１の支点と作用点との間の距
離ａは左右いずれも任意にそれぞれ変えることができ
る。また、支点が梁の両端近くにあり、作用点がそれら
の間に位置する形式であってもよく、例えば、図７に示
すように、梁の端から距離ａの位置の作用点からそれぞ
れＰ１’、Ｐ２’の力を加えて作用点間距離Ｌの間で要
求される光学面に近似するように補間することができ
る。この図７の場合、梁の形式は、単純梁であるが、固
定梁であってもよく、また、一端が固定端で、他端が自
由端であってもよい。
のに限られず、例えば、図１の支点と作用点との間の距
離ａは左右いずれも任意にそれぞれ変えることができ
る。また、支点が梁の両端近くにあり、作用点がそれら
の間に位置する形式であってもよく、例えば、図７に示
すように、梁の端から距離ａの位置の作用点からそれぞ
れＰ１’、Ｐ２’の力を加えて作用点間距離Ｌの間で要
求される光学面に近似するように補間することができ
る。この図７の場合、梁の形式は、単純梁であるが、固
定梁であってもよく、また、一端が固定端で、他端が自
由端であってもよい。
【００２８】また、本実施例では、平面鏡の材料に石英
を用いたが、これに限定されず、金属、ガラス、シリコ
ン（Ｓｉ）等の鏡面を形成できる材料であればよい。
を用いたが、これに限定されず、金属、ガラス、シリコ
ン（Ｓｉ）等の鏡面を形成できる材料であればよい。
【００２９】次に、図５及び図６を参照して、平面鏡１
を図１のように４点曲げ状態に保持して所望の光学面を
得るためのベンディング機構について説明する。図５
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本機構を示す側面
図、平面図、正面図であり、図６は本機構の要部を示す
ため一部を切断して示す斜視図である。図に示すベンデ
ィング機構は、ベース部材２，支点となる丸棒３，４，
作用点となる丸棒５，９，丸棒５，９をベース部材２に
取り付ける部材６，１０，及びスペーサ部材７，８をそ
れぞれ備える。
を図１のように４点曲げ状態に保持して所望の光学面を
得るためのベンディング機構について説明する。図５
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本機構を示す側面
図、平面図、正面図であり、図６は本機構の要部を示す
ため一部を切断して示す斜視図である。図に示すベンデ
ィング機構は、ベース部材２，支点となる丸棒３，４，
作用点となる丸棒５，９，丸棒５，９をベース部材２に
取り付ける部材６，１０，及びスペーサ部材７，８をそ
れぞれ備える。
【００３０】ベース部材２は直方体状に構成され、その
中央部及び両端近傍部はその忠実部の大部分をえぐり取
られたような形状とされ、中央部は壁２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄにより構成され、図５（Ｂ）に示すように、こ
れらの壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに囲まれた部分２ｅ及
び両端近傍部分は空洞に構成されている。ベンディング
ミラーとして使用されるときに、光がこの空洞２ｅを通
して図５（Ａ）の図面の上方（図の矢印方向）から光学
面１ａに入射する。ベース部材２は、平面鏡１に加えら
れる曲げ荷重に対して十分に剛性を有するように構成さ
れている。
中央部及び両端近傍部はその忠実部の大部分をえぐり取
られたような形状とされ、中央部は壁２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄにより構成され、図５（Ｂ）に示すように、こ
れらの壁２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに囲まれた部分２ｅ及
び両端近傍部分は空洞に構成されている。ベンディング
ミラーとして使用されるときに、光がこの空洞２ｅを通
して図５（Ａ）の図面の上方（図の矢印方向）から光学
面１ａに入射する。ベース部材２は、平面鏡１に加えら
れる曲げ荷重に対して十分に剛性を有するように構成さ
れている。
【００３１】図５（Ａ）及び図６に示すように、壁２ａ
及び２ｂの下部には平面鏡１を４点で曲げるための支点
となる丸棒３、４がそれぞれ取り付けられている。壁２
ａと２ｂとの間隔は支点（３，４）間距離が正確にＬと
なるように機械加工されている。
及び２ｂの下部には平面鏡１を４点で曲げるための支点
となる丸棒３、４がそれぞれ取り付けられている。壁２
ａと２ｂとの間隔は支点（３，４）間距離が正確にＬと
なるように機械加工されている。
【００３２】各支点３、４から距離ａの位置にそれぞれ
丸棒５、９が配置され、丸棒５、９が平面鏡１を４点で
曲げるための力を加える作用点となる。丸棒９は、図５
（Ｃ）及び図６に示すように、荷重を加える部材１０に
設けられた穴１０ａに嵌合するように部材１０に取り付
けられ、この部材１０はベース部材２にスペーサ部材８
を介して固定されている。同様に、丸棒５は、荷重を加
える部材６に設けられた穴に嵌合するように部材６に取
り付けられ、この部材６はベース部材２にスペーサ部材
７を介して固定されている。部材６、１０は、平面鏡１
をそれぞれ平面鏡の端部近傍でガイドしている。
丸棒５、９が配置され、丸棒５、９が平面鏡１を４点で
曲げるための力を加える作用点となる。丸棒９は、図５
（Ｃ）及び図６に示すように、荷重を加える部材１０に
設けられた穴１０ａに嵌合するように部材１０に取り付
けられ、この部材１０はベース部材２にスペーサ部材８
を介して固定されている。同様に、丸棒５は、荷重を加
える部材６に設けられた穴に嵌合するように部材６に取
り付けられ、この部材６はベース部材２にスペーサ部材
７を介して固定されている。部材６、１０は、平面鏡１
をそれぞれ平面鏡の端部近傍でガイドしている。
【００３３】スペーサ部材７の厚さは、ベンディング機
構が上述のように組み立てられたときに、丸棒５が平面
鏡１に接する作用点において正確な撓み量を与えるよう
に調整されている。同様に、スペーサ部材８の厚さは、
丸棒９が平面鏡１に接する作用点において正確な撓み量
を与えるように調整されている。また、スペーサ部材
７，８は錆の発生を抑制し常に正確な厚さが得られるよ
うにオーステナイト系のステンレス鋼からつくられてい
る。
構が上述のように組み立てられたときに、丸棒５が平面
鏡１に接する作用点において正確な撓み量を与えるよう
に調整されている。同様に、スペーサ部材８の厚さは、
丸棒９が平面鏡１に接する作用点において正確な撓み量
を与えるように調整されている。また、スペーサ部材
７，８は錆の発生を抑制し常に正確な厚さが得られるよ
うにオーステナイト系のステンレス鋼からつくられてい
る。
【００３４】このようにベンディング機構を構成するこ
とにより、平面鏡１は、支点としての丸棒３、４で支持
される一方、作用点としての丸棒５、９から所定の荷重
が加わり、所望の形状に弾性変形された状態となり、図
５（Ａ）に示すようにその表面は所定の光学面１ａを構
成する。
とにより、平面鏡１は、支点としての丸棒３、４で支持
される一方、作用点としての丸棒５、９から所定の荷重
が加わり、所望の形状に弾性変形された状態となり、図
５（Ａ）に示すようにその表面は所定の光学面１ａを構
成する。
【００３５】一例として、平面鏡１を、図３に示すよう
に長さ５００ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの寸法を
有する石英からなる板状体に構成し、その面精度を０．
０２ｃｙｃｌｅ／ｍｍでλ／１００ｒｍｓ（λ＝０．６
３３μｍ）以内、うねり１．２μｒａｄ（スロープエラ
ー）以内、面粗さ５Åｒｍｓ以内で作成し、作用点５に
おいて撓み量δ１＝２７．１μｍ、作用点９において撓
み量δ２＝２５．４μｍとなるように上述のベンディン
グ機構を構成した。このようにして、作用点５において
Ｐ１＝３．８ｋｇ、作用点９においてＰ２＝３．２ｋｇ
の荷重が正確に平面鏡１に加わり、平面鏡１は要求され
る２次シリンドリカル面によく近似した光学面１ａを有
する弾性変形した状態に保持される。
に長さ５００ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの寸法を
有する石英からなる板状体に構成し、その面精度を０．
０２ｃｙｃｌｅ／ｍｍでλ／１００ｒｍｓ（λ＝０．６
３３μｍ）以内、うねり１．２μｒａｄ（スロープエラ
ー）以内、面粗さ５Åｒｍｓ以内で作成し、作用点５に
おいて撓み量δ１＝２７．１μｍ、作用点９において撓
み量δ２＝２５．４μｍとなるように上述のベンディン
グ機構を構成した。このようにして、作用点５において
Ｐ１＝３．８ｋｇ、作用点９においてＰ２＝３．２ｋｇ
の荷重が正確に平面鏡１に加わり、平面鏡１は要求され
る２次シリンドリカル面によく近似した光学面１ａを有
する弾性変形した状態に保持される。
【００３６】以上のようにベンディング機構を、平面鏡
１が支点３，４及び作用点５，９において４点曲げによ
る弾性変形した状態に保持されるように構成することに
より、かかるベンディング機構と平面鏡１とから構成さ
れる高精度なベンディングミラーが得られる。
１が支点３，４及び作用点５，９において４点曲げによ
る弾性変形した状態に保持されるように構成することに
より、かかるベンディング機構と平面鏡１とから構成さ
れる高精度なベンディングミラーが得られる。
【００３７】上述のようにして要求される光学面によく
近似した光学面を有するベンディングミラーをそれぞれ
複数作成し、これらの複数のベンディングミラーによ
り、全体として要求される光学面に精度よく近似した光
学面を有する大規模なミラーを得ることができる。即
ち、図２の波線で示す別の複数の平面鏡５６、５７、５
８、・・・を上述の式（３）に近似するように、同様に
補間して式（２）におけるＰ１，Ｐ２をそれぞれ求め、
上述のようにそれぞれ４点曲げ状態にすることにより、
これらの複数のベンディングミラーにより全体として式
（３）により表すことのできる２次シリンドリカル面に
精度よく近似した大規模なミラーを構成することができ
る。そして、この大規模なミラーを備えた光学系を容易
に構成することが可能となる。
近似した光学面を有するベンディングミラーをそれぞれ
複数作成し、これらの複数のベンディングミラーによ
り、全体として要求される光学面に精度よく近似した光
学面を有する大規模なミラーを得ることができる。即
ち、図２の波線で示す別の複数の平面鏡５６、５７、５
８、・・・を上述の式（３）に近似するように、同様に
補間して式（２）におけるＰ１，Ｐ２をそれぞれ求め、
上述のようにそれぞれ４点曲げ状態にすることにより、
これらの複数のベンディングミラーにより全体として式
（３）により表すことのできる２次シリンドリカル面に
精度よく近似した大規模なミラーを構成することができ
る。そして、この大規模なミラーを備えた光学系を容易
に構成することが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】本発明のベンディングミラーによれば、
要求される光学面の形状によく近似した高精度の形状精
度及び面精度を有する所望の光学面を備えたベンディン
グミラーを得ることができる。
要求される光学面の形状によく近似した高精度の形状精
度及び面精度を有する所望の光学面を備えたベンディン
グミラーを得ることができる。
【００３９】また、本発明の光学系によれば、大きな曲
率を有するミラーを備える光学系を容易に構成すること
ができる。
率を有するミラーを備える光学系を容易に構成すること
ができる。
【図１】４点曲げの一形式を示すための図である。
【図２】本実施例におけるベンディングミラーについて
要求される光学面の形状を示すための図である。
要求される光学面の形状を示すための図である。
【図３】本実施例において用いた平面鏡を示す図であ
る。
る。
【図４】本実施例において４点曲げにより得られる光学
面の設計値と要求される光学面の設計値との誤差を示す
図である。
面の設計値と要求される光学面の設計値との誤差を示す
図である。
【図５】本実施例のベンディング機構を示す側面図
（Ａ）、平面図（Ｂ）、及び正面図（Ｃ）である。
（Ａ）、平面図（Ｂ）、及び正面図（Ｃ）である。
【図６】図５に示すベンディング機構の一部を切断して
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図７】本実施例の変形例を示す図である。
【図８】従来技術を説明するための図である。
１、５０’ 平面鏡 ２ ベース部材 ３、４ 丸棒（支点） ５、９ 丸棒（作用点） ７、８ スペーサ部材（撓み制御部材） ６、１０ 荷重を加えるための部材 ５６、５７、５８ 平面鏡
Claims (2)
- 【請求項１】 平面鏡の一方の面を間隔Ｌを有する２つ
の支点で支持し、前記平面鏡の他方の面における前記間
隔Ｌの範囲内に２つの作用点を設け、該作用点で前記平
面鏡に向かって力が加えられることで湾曲している前記
平面鏡により構成されていることを特徴とするベンディ
ングミラー。 - 【請求項２】 前記２つの作用点が前記間隔Ｌの範囲外
に設けられていることを特徴とする請求項１記載のベン
ディングミラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8324854A JPH10148706A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | ベンディングミラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8324854A JPH10148706A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | ベンディングミラー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10148706A true JPH10148706A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18170400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8324854A Withdrawn JPH10148706A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | ベンディングミラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10148706A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007164205A (ja) * | 2007-01-09 | 2007-06-28 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及びそれを搭載した画像形成装置 |
| ES2751223A1 (es) * | 2019-07-24 | 2020-03-30 | Consorci Per A La Construccio Equipament I Explotacio Del Laboratori De Llum De Sincrotro | Dispositivo de correccion de curvatura de espejos |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8324854A patent/JPH10148706A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007164205A (ja) * | 2007-01-09 | 2007-06-28 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及びそれを搭載した画像形成装置 |
| JP4571157B2 (ja) * | 2007-01-09 | 2010-10-27 | 株式会社リコー | 光走査装置及びそれを搭載した画像形成装置 |
| ES2751223A1 (es) * | 2019-07-24 | 2020-03-30 | Consorci Per A La Construccio Equipament I Explotacio Del Laboratori De Llum De Sincrotro | Dispositivo de correccion de curvatura de espejos |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |