JPH1184195A

JPH1184195A - 光学部品の光軸調整装置

Info

Publication number: JPH1184195A
Application number: JP24735397A
Authority: JP
Inventors: Arata Kitaki; 新北木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JP2965009B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学素子の光軸と直交する面内方向の位置調
整を装置一側のみから行えるようにし、調整が容易で、
装置の小型軽量化，高密度実装化を可能とする。【解決手段】光学素子１を光軸方向と直交するＸ軸，
Ｙ軸方向に調整する光学部品の光軸調整装置であって、
光学素子１を保持する、上側面両端にＸ軸方向からＹ軸
方向に向かって傾斜する斜面２ａ，２ｂを備えたブロッ
ク２と、ブロック２を、Ｘ，Ｙ軸方向に移動可能に収納
する外側筐体３と、外側筐体３の上面側に配設されたＸ
軸調整ネジ５，６とＹ軸調整ネジ７を具備し、Ｘ軸調整
ネジ５，６が、Ｙ軸方向に所定間隔で配設され外側筐体
３のタップ孔３ｃに螺合，貫通し、先端がブロック２の
斜面２ａ，２ｂに当接しブロック２を押圧するととも
に、Ｙ軸調整ネジ７が、Ｙ軸方向に配設され外側筐体３
の貫通孔３ｄにＸ軸方向に移動可能に貫通し、先端がブ
ロック２のタップ穴２ｃに螺合する構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学部品の光軸調
整装置に関し、特に、光学素子の光軸と直交する面内方
向の位置調整を装置の一側のみから行えるようにするこ
とにより、小型軽量でかつ高密度に実装された機器内に
おいても、容易に光学素子の調整が可能で、高密度実装
及び高アライメント精度が要求される人工衛星搭載用の
光学系通信機器等に好適な光学部品の光軸調整装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォトダイオード等の光学素子の
光軸と直交する面内方向（±Ｘ，Ｙ軸方向）の位置調整
をする際には、光学素子を組み込んだブロックを外側筐
体に収納，保持し、このブロックを両側からネジ部材で
押し引きをしすることによって位置の微調整を行ってい
た。図６を参照して、この種の従来の光学部品の光軸調
整装置を説明する。図６は、従来の光学部品の光軸調整
装置を示しており、（ａ）は一部切り欠き部分を含む正
面図であり、（ｂ）は側面図である。

【０００３】同図に示すように、従来の光学部品の光軸
調整装置は、光学素子１００を光軸方向と直交する面内
のＸ軸及びＹ軸方向に調整する装置であり、光学素子１
００が組み込まれたブロック２００を外側筐体３００の
収納部３００ａに移動可能に収納している。

【０００４】ブロック２００は、中心に光学素子１００
を保持する筐体状部材で、四隅がそれぞれＸ軸方向から
Ｙ軸方向に向かって傾斜する斜面となっている。そし
て、ブロック２００を収納する外側筐体３００の両側面
には、ブロック２００の四隅の斜面に対応する位置にタ
ップ孔が切ってあり、四本の調整ネジ５００，５００，
５００，５００が貫通，螺合している。

【０００５】また、この外側筐体３００に収納されたブ
ロック２００には、装置正面側から固定ネジ４００が貫
通し、この固定ネジ４００が外側筐体３００の背面壁部
に螺合することで、ブロック２００が外側筐体３００に
固定されるようになっている。

【０００６】このような構成からなる従来の光学部品の
光軸調整装置によれば、ブロック２００を固定する固定
ネジ４００をわずかに緩めた状態で、四本の調整ネジ５
００を回して適宜進退させることでブロック２００の斜
面を押圧することにより、ブロック２００を外側筐体３
００の収納部３００ａ内をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動
させ、光学素子１００の微調整を行うようになってい
る。このような従来の光学部品の調整構造としては、例
えば、特開昭６１−２５２５１５号公報の光学部品ユニ
ットのように、レーザプリンタ等の光学装置の光軸合わ
せに広く利用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の光学部品の光軸調整装置は、レーザプリンタ等の地
上において使用する光学機器のための装置であったこと
から、光軸の調整機構が装置周囲の複数の方向に位置し
ており、装置全体の小型化への考慮がなされていなかっ
た。

【０００８】一般に、人工衛星においては小型軽量化が
強く要請され、衛星に搭載される光学系通信機器等にお
いても、光軸の高アライメント精度が要求されると同時
に、装置全体の小型軽量化が求められ、しかも、衛星全
体の小型軽量化を図るためには、搭載される各機器，装
置の高密度実装が必要となる。このため、光学部品の調
整装置もこのような小型化，高密度実装化が達成できる
ものでなければならない。

【０００９】ところが、上述した従来の装置では、光軸
調整のためのネジ部材が装置の二方向に設けられていた
ため、装置が大型化するとともに、調整作業も行いにく
く、しかも、高密度に実装された搭載機器内にこのよう
な二方向に調整機構を備えた装置を組み込むと、調整ネ
ジへのアクセスを確保するため、装置の両側二方向に調
整作業のためのスペースを確保する必要があった。

【００１０】すなわち、従来の光軸調整装置では、調整
手段を装置の二方向に有するため、装置全体が大型化す
るとともに、光軸の調整も装置周囲の二方向からのアク
セスが必要となり、人工衛星搭載用の光学機器のよう
に、装置全体の小型化とそのための高密度実装が要請さ
れる光学機器に適用することは困難であった。

【００１１】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、光学素子
の面内方向の位置調整を装置の一方向のみから行うこと
を可能とすることにより、小型軽量でかつ高密度に実装
された機器内においても、容易に光軸の調整が可能で、
特に、高密度実装及び高アライメント精度が要求される
人工衛星搭載用の光学系通信機器等に好適な光学部品の
光軸調整装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１記載の光学部品の光軸調整装置は、光
学素子を光軸方向と直交する面内のＸ軸及びＹ軸方向に
調整する光学部品の光軸調整装置であって、前記光学素
子を保持する保持部材で、一側面の両端にそれぞれ前記
Ｘ軸方向からＹ軸方向に向かって傾斜する一対の斜面を
備えたブロックと、このブロックを、前記Ｘ軸及びＹ軸
方向に移動可能に収納するとともに固定する外側筐体
と、前記Ｙ軸方向に所定の間隔で配設される二本一対の
ネジ部材で、前記外側筐体に螺合，貫通するとともに、
先端がそれぞれ前記ブロックの斜面に当接して当該ブロ
ックを押圧する一対のＸ軸調整ネジと、前記Ｙ軸方向に
配設される一のネジ部材で、前記Ｘ軸方向に移動可能な
状態で前記外側筐体に貫通するとともに、先端が前記ブ
ロックに螺合するＹ軸調整ネジと、を具備した構成とし
てある。

【００１３】また、請求項２記載の光学部品の光軸調整
装置は、前記Ｘ軸調整ネジとＹ軸調整ネジが、前記外側
筐体の同一面に貫通する構成としてあり、さらに、請求
項３記載の光学部品の光軸調整装置では、前記Ｘ軸調整
ネジとＹ軸調整ネジが貫通する前記外側筐体の一面が、
他の周辺機器と干渉しない面としてある。

【００１４】このような構成からなる本発明の光学部品
の光軸調整装置によれば、光軸と直交する面内のＸ軸，
Ｙ軸の二方向への光軸調整手段を装置一面側に設けるこ
とにより、一方向からのアクセスのみでＸ軸，Ｙ軸の二
方向の光軸調整を行うことができ、調整作業が行いやす
い上に、一面側に調整手段が集中しているため、装置自
体が小型となり、周囲に他の機器が実装されていても光
学素子の位置調整が行え、高密度な実装も可能となる。

【００１５】また、請求項４記載の光学部品の光軸調整
装置は、前記ブロックの斜面に当接するＸ軸調整ネジの
先端を半球状に形成した構成としてある。

【００１６】このような構成からなる本発明の光学部品
の光軸調整装置によれば、Ｘ軸調整ネジの先端を半球状
とすることで、ブロックの斜面とＸ軸調整ネジとの摩擦
を軽減させることができ、ブロックをＸ軸方向に滑らか
に移動させることができ、光学素子の微調整が容易かつ
正確に行うことができる。

【００１７】また、請求項５記載の光学部品の光軸調整
装置は、前記ブロックの斜面に当接するＸ軸調整ネジの
先端に、回転可能な球体を備えた構成としてある。

【００１８】このような構成からなる本発明の光学部品
の光軸調整装置によれば、Ｘ軸調整ネジの先端に回転自
在な球体を配設することで、球体がブロックの斜面を転
動し斜面とＸ軸調整ネジとの摩擦をさらに軽減させるこ
とができる。

【００１９】さらに、請求項６記載の光学部品の光軸調
整装置は、前記ブロックの斜面に当接するＸ軸調整ネジ
の先端を円錐形状に形成した構成としてある。

【００２０】このような構成からなる本発明の光学部品
の光軸調整装置によれば、Ｘ軸調整ネジの先端を円錐形
状とすることで、ブロックの斜面とＸ軸調整ネジとの摩
擦を軽減させつつ、線接触によって確実にブロックの斜
面を押圧することができ、ブロックをＸ軸方向により滑
らかかつ確実に移動させることができ、光学素子の微調
整が容易かつ正確に行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学部品の光軸調
整装置の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。［第一の実施形態］まず、本発明の光学部品の光軸調整
装置の第一の実施形態について、図１〜図３を参照して
説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る光学
部品の光軸調整装置を示しており、（ａ）は平面図、
（ｂ）は一部切り欠き部分を含む正面図である。図２及
び図３は、図１に示す本装置により光学部品の光軸調整
を行う場合の説明図であり、図２はＸ軸方向の調整を行
う場合を示しており、図３はＹ軸方向の調整を行う場合
を示している。

【００２２】これらの図に示すように、本実施形態の光
軸調整装置は、光学部品を構成する光学素子１を、光軸
と直交する面内の二次元方向、すなわち光軸方向をＺ軸
とした場合に、図１矢印で示すＸ軸及びＹ軸方向に光学
素子１の微調整を行う装置である。

【００２３】本装置の調整対象となる光学素子１は、ブ
ロック２のほぼ中心に配設，保持されており、このブロ
ック２が、光学素子１とともに外側筐体３に移動可能に
支持，固定されるようになっている。

【００２４】光学素子１を保持するブロック２は、中心
に光学素子１を備えた筐体状部材であり、図１に示すよ
うに、装置上面側の両端に、それぞれＸ軸方向からＹ軸
方向に向かって傾斜する一対の斜面２ａ，２ｂを備えて
いる。そして、このようなブロック２が、外側筐体３の
収納部３ａのほぼ中心に配設されている。

【００２５】ブロック２を保持する外側筐体３は、中央
に収納部３ａを有する中空状となっており、収納部３ａ
は装置正面側に開口するとともに、図示しない装置背面
側は壁部となっている。そして、この収納部３ａのほぼ
中心に光学素子１を保持したブロック２が収納されてお
り、後述するように、このブロック２がＸ軸調整ネジ
５，６及びＹ軸調整ネジ７によって、Ｘ軸及びＹ軸方向
に移動できるようになっている。

【００２６】さらに、この外側筐体３の収納部３ａに収
納されたブロック２は、固定ネジ４（４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ）によって、外側筐体３に固定されるようにな
っている。固定ネジ４は、装置全面側からブロック２に
貫通し、図示しない装置背面側で収納部３ａの壁部に螺
合し、固定されるようになっている。

【００２７】この固定ネジ４が貫通するブロック２の貫
通孔は、特に図示しないが、固定ネジ４がＸ軸及びＹ軸
方向の一定範囲に移動可能となるよう、固定ネジ４の軸
部より大径となっている。この固定ネジ４の移動可能な
範囲としては、光学素子１の調整に必要な範囲であり、
例えば、人工衛星搭載用の光学機器等においては、Ｘ
軸，Ｙ軸方向ともに±０．５ｍｍ程度の範囲があれば十
分である。

【００２８】なお、この外側筐体３は、底面側が水平方
向に突出したフランジ部３ｂ，３ｂとなっており、この
フランジ部３ｂによって人工衛星搭載機器内等の装置設
置面にボルト等によって固定されるようになっている。

【００２９】そして、本実施形態では、この外側筐体３
に、光学素子１をブロック２とともにＸ軸，Ｙ軸方向に
移動させる微調整用の手段として、Ｘ軸調整ネジ５，６
及びＹ軸調整ネジ７が備えてある。Ｘ軸調整ネジ５，６
は、Ｙ軸方向に配設された二本一対のネジ部材であり、
外側筐体３に螺合，貫通するとともに、先端がブロック
２の斜面２ａに当接するようになっている。具体的に
は、外側筐体３にはＸ軸調整ネジ５，６がそれぞれ螺
合，貫通するタップ孔３ｃがＹ軸方向に切られており、
このタップ孔３ｃによって、二本のＸ軸調整ネジ５，６
は回転しながらブロック２に向かって進退できるように
なっている。

【００３０】そして、このＸ軸調整ネジ５，６の先端
が、それぞれブロック２の斜面２ａ，２ｂを押圧するよ
うになっている。ここで、このブロック２の斜面２ａ，
２ｂに当接するＸ軸調整ネジ５，６の先端は、図１に示
すように、半球状に形成してある。このようにＸ軸調整
ネジ５，６の先端を半球状とすることで、ブロック２の
斜面２ａ，２ｂとＸ軸調整ネジ５，６との摩擦を軽減
し、後述するように、ブロック２をＸ軸方向に滑らかに
移動させることができる。

【００３１】一方、Ｙ軸調整ネジ７は、Ｙ軸方向に配設
される一のネジ部材で、Ｘ軸方向に移動可能な状態で外
側筐体３に貫通するとともに、先端がブロック２に螺合
するようになっている。具体的には、外側筐体３にはＹ
軸方向に向かって貫通孔３ｄが穿設してあり、Ｙ軸調整
ネジ７は、この貫通孔３ｄを貫通し、先端側がブロック
２に形成されたＹ軸方向に伸びるタップ穴２ｃに螺合す
るようになっている。

【００３２】このＹ軸調整ネジ７が貫通する貫通孔３ｄ
は、Ｘ軸方向に伸びる長孔となっており、この貫通孔３
ｄ内をＹ軸調整ネジ７がＸ軸方向に移動可能となってい
る。ここで、このＹ軸調整ネジ７の移動範囲は、光学素
子１の調整に必要な範囲となっており、例えば人工衛星
搭載用機器の場合、通常は±０．５ｍｍ程度の範囲があ
れば十分である。

【００３３】そして、本実施形態では、これらＸ軸調整
ネジ５，６及びＹ軸調整ネジ７は、外側筐体３の同一面
に貫通するようにしてある。すなわち、Ｘ軸調整ネジ
５，６及びＹ軸調整ネジ７は、外側筐体３の上面側に、
Ｘ軸調整ネジ５とＸ軸調整ネジ６の間にＹ軸調整ネジ７
が位置して並列的に配設され、Ｙ軸方向に貫通するよう
にしてある。

【００３４】そして、Ｙ軸調整ネジ７がブロック２の上
面ほぼ中央に螺合するとともに、二本のＸ軸調整ネジ
５，６がそれぞれブロック２の上面両端側の斜面２ａ，
２ｂに当接するようになっている。これによって、後述
するように、光学素子１の位置調整については、Ｘ軸方
向及びＹ軸方向ともに、外側筐体３の装置上面側からの
アクセスによって作業を行うことができる。ここで、こ
のＸ軸調整ネジ５，６とＹ軸調整ネジ７を配設する外側
筐体３の面は、人工衛星搭載用機器内等において、他の
周辺機器等と干渉しない面であることが望ましい。

【００３５】次に、このような構成からなる本実施形態
の光学部品の光軸調整装置の動作について図２及び図３
を参照して説明する。光学素子１の光軸を調整する場合
には、まず、光学素子１を保持しているブロック２と外
側筐体３を固定している固定ネジ４をわずかに緩めてお
く。この状態で、Ｘ軸方向に調整する場合には、Ｘ軸調
整ネジ５，６を押し引きして光軸を調整する。

【００３６】具体的には、図２（ａ）に示すように、装
置正面左側のＸ軸調整ネジ５を押し込めば、このＸ軸調
整ネジ５の先端が光学素子１を保持するブロック２を押
圧し、図２（ｂ）に示すように、光学素子１をブロック
２ごと図面右側、すなわちＸ軸方向に移動させる。同様
に、装置正面右側のＸ軸調整ネジ６を押し込めば、この
Ｘ軸調整ネジ６の先端が光学素子１を保持するブロック
２を押圧するので、光学素子１はブロック２ごと図面左
側、すなわちＸ軸方向に移動する。

【００３７】このとき、ブロック２の斜面２ａ，２ｂを
押圧するＸ軸調整ネジ５，６の先端はそれぞれ半球状に
形成してあるので、ブロック２の斜面２ａ，２ｂとＸ軸
調整ネジ５，６との摩擦が軽減され、ブロック２をＸ軸
方向に滑らかに移動させることができる。

【００３８】一方、Ｙ軸方向に調整する場合には、図３
（ａ）に示すように、Ｙ軸調整ネジ７を回す。Ｙ軸調整
ネジ７は、直接光学素子１を保持したブロック２のタッ
プ穴２ｃに螺合しているので、このＹ軸調整ネジ７を回
すことにより、図３（ｂ）に示すように、図面上下方
向、すなわちＹ軸方向に光学素子１を移動させることが
できる。最後に、光軸が確定した時点で、緩めていた固
定ネジ４を再度締め付け、光軸の調整作業が終了する。

【００３９】このように本実施形態の光学部品の光軸調
整装置によれば、光軸と直交する面内のＸ軸，Ｙ軸の二
方向への光軸調整手段、すなわちＸ軸調整ネジ５，６及
びＹ軸調整ネジ７を、装置の上面側に集中して設けてい
るので、一方向からのアクセスのみでＸ軸，Ｙ軸の二方
向の光軸調整を行うことができる。これにより、本実施
形態の光軸調整装置では、調整作業が行いやすい上に、
一面側に調整手段が集中しているため、装置自体が小型
となり、周囲に他の機器が実装されていても光学素子の
位置調整が行え、高密度な実装も可能となる。

【００４０】［第二の実施形態］次に、本発明の光学部
品の光軸調整装置の第二の実施形態について、図４を参
照して説明する。図４は、本発明の第二の実施形態に係
る光学部品の光軸調整装置を示す一部切り欠き部分を含
む正面図である。

【００４１】同図に示すように、本実施形態に係る光学
部品の光軸調整装置は、上述した第一実施形態の変形実
施形態であり、ブロック２の斜面２ａ，２ｂに当接する
Ｘ軸調整ネジ５，６の先端の形状を変更したものであ
る。すなわち、ブロック２の斜面２ａ，２ｂに当接する
Ｘ軸調整ネジ５，６の先端に、それぞれ回転可能な球体
５ａ，６ａを備えた構成としてある。

【００４２】このような構成からなる本実施形態の光学
部品の光軸調整装置によれば、Ｘ軸調整ネジ５，６の先
端に回転自在な球体５ａ，６ａを配設することで、この
球体５ａ，６ａがブロック２の斜面２ａ，２ｂを転動す
るので、斜面２ａ，２ｂとＸ軸調整ネジ５，６との摩擦
がさらに軽減され、より滑らかに光学素子１の位置調整
が可能となる。

【００４３】［第三の実施形態］次に、本発明の光学部
品の光軸調整装置の第三の実施形態について、図５を参
照して説明する。図５は、本発明の第三の実施形態に係
る光学部品の光軸調整装置を示す一部切り欠き部分を含
む正面図である。

【００４４】同図に示すように、本実施形態に係る光学
部品の光軸調整装置は、上述した第一実施形態の変形実
施形態であり、ブロックの斜面に当接するＸ軸調整ネジ
の先端の形状を変更したものである。すなわち、ブロッ
ク２の斜面２ａ，２ｂに当接するＸ軸調整ネジ５，６の
先端を、当該斜面２ａ，２ｂに線接触する円錐形状のテ
ーパ面５ｃ，５ｄとして形成してある。

【００４５】このような構成からなる本実施形態の光学
部品の光軸調整装置によれば、Ｘ軸調整ネジ５，６の先
端に円錐形状のテーパ面５ｃ，５ｄを形成することで、
ブロック２の斜面２ａ，２ｂとＸ軸調整ネジ５，６との
摩擦を軽減させつつ、テーパ面５ｃ，５ｄと斜面２ａ，
２ｂとの線接触によって、確実にブロック２を押圧する
ことができ、ブロック２をＸ軸方向により滑らかに、か
つ確実に移動させることが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光学部品の
光軸調整装置によれば、光学素子の面内方向の位置調整
を装置の一方向のみから行うことを可能とすることによ
り、小型軽量でかつ高密度に実装された機器内において
も、容易に光軸の調整を行うことができ、特に、高密度
実装及び高アライメント精度が要求される人工衛星搭載
用の光学系通信機器等に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る光学部品の光軸
調整装置を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部
切り欠き部分を含む正面図である。

【図２】図１に示す本装置により光学部品の光軸調整を
行う場合の説明図であり、Ｘ軸方向の調整を行う場合を
示している。

【図３】図１に示す本装置により光学部品の光軸調整を
行う場合の説明図であり、Ｙ軸方向の調整を行う場合を
示している。

【図４】本発明の第二の実施形態に係る光学部品の光軸
調整装置を示す一部切り欠き部分を含む正面図である。

【図５】本発明の第三の実施形態に係る光学部品の光軸
調整装置を示す一部切り欠き部分を含む正面図である。

【図６】従来の光学部品の光軸調整装置を示しており、
（ａ）は一部切り欠き部分を含む正面図であり、（ｂ）
は側面図である。

【符号の説明】

１光学部品２ブロック２ａ，２ｂ斜面３外側筐体３ａ収納部４固定ネジ５，６Ｘ軸調整ネジ７Ｙ軸調整ネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子を光軸方向と直交する面内のＸ
軸及びＹ軸方向に調整する光学部品の光軸調整装置であ
って、前記光学素子を保持する保持部材で、一側面の両端にそ
れぞれ前記Ｘ軸方向からＹ軸方向に向かって傾斜する一
対の斜面を備えたブロックと、このブロックを、前記Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能に収
納するとともに固定する外側筐体と、前記Ｙ軸方向に所定の間隔で配設される二本一対のネジ
部材で、前記外側筐体に螺合，貫通するとともに、先端
がそれぞれ前記ブロックの斜面に当接して当該ブロック
を押圧する一対のＸ軸調整ネジと、前記Ｙ軸方向に配設される一のネジ部材で、前記Ｘ軸方
向に移動可能な状態で前記外側筐体に貫通するととも
に、先端が前記ブロックに螺合するＹ軸調整ネジと、を
具備したことを特徴とする光学部品の光軸調整装置。
【請求項２】前記Ｘ軸調整ネジとＹ軸調整ネジが、前
記外側筐体の同一面に貫通する請求項１記載の光学部品
の光軸調整装置。
【請求項３】前記Ｘ軸調整ネジとＹ軸調整ネジが貫通
する前記外側筐体の一面が、他の周辺機器と干渉しない
面である請求項２記載の光学部品の光軸調整装置。
【請求項４】前記ブロックの斜面に当接するＸ軸調整
ネジの先端を半球状に形成した請求項１，２又は３記載
の光学部品の光軸調整装置。
【請求項５】前記ブロックの斜面に当接するＸ軸調整
ネジの先端に、回転可能な球体を備えた請求項１，２又
は３記載の光学部品の光軸調整装置。
【請求項６】前記ブロックの斜面に当接するＸ軸調整
ネジの先端を円錐形状に形成した請求項１，２又は３記
載の光学部品の光軸調整装置。