JPS59151101A - 凹面鏡 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、レーザビーム等の平行光を集光し７たり、点
光源を平行光に変換する場合等に用いる凹面鏡に関する
。

〔技術的背景とその間ｊｌ’Ｌｔ点〕

この放物面鏡は銅などの軟質金属に６．ｍＷ而面工を施
すことによって作製される場合があるが、この場合はＮ
（：制御により旋盤加工されることが多い。

ところがこのようなＮＣ制御では、１１４定形状である
放物森の代表点を選んでその数値を入力し、それをデー
タとしてバイトの送９を行なっている。すなわち、代表
点と代表点との間のバイトの透りは直線、あるいは適当
な曲線を選んで補ｌ１１１することによって行なわれて
いる。このた２１）、補１ト４ｊ部分による彫物で平行
光の集光性が損なわれてし寸うのは避けられない。この
ように集光性か悪いと、例えばレーザビームを集光させ
た場合、万一光点をある程度までしか絞ることができず
、エネルギ密度を所定どおりの値にすることができない
。よって、レーザビームを用い／ζいわゆるレーザ加工
において、例えば微小穴あけ加工では所定どおりの微小
径の穴を加工できなかったり、さらに、スポット溶接で
は溶接する部材が微小のものである場合にレーザビーム
が部材からはみ出してしまい不都合となるのである。ま
た、レーザビームをあるｆｌの径にまで（Ｐ光させる場
合においても補間部分による影響から収差が生じ満足で
きる状態と幻ならない。

上述のよりなｔｔ）光性の悪化という不利を補うために
、従来ではＮＣ制御（により旋盤加工された放物面鏡の
鏡面にラッピングを施し、それによって所定の放物線形
状の鏡面に仕上げていた。しかしながら、ラッピングで
は、仕上げが完了する甘でに多大な時ｍ１がかかり、そ
れによって放物面鏡を代表とする各種凹面鏡のコストは
膨大なものとなる。

よって精密加工が施され、集光性のすぐれた凹面鏡を広
く提供するのに制限があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、比較的簡単に加工でき、しかも集光性
のすぐれた凹面鏡ｆ提供することにある。

〔発明の概ｉ）〕

本発明の凹ｉｒ＋　鏡は、母線形状が定められ、この母
線形状に治って複重の反射鏡がｉ・＋Ｇ　斧ｆにに配列
され、これらの反射錆Ｌｒ凹面鏡の鏡、　’１ｌ（ｌと
し、この鏡面に平行光をｐ＜＋射した際に反射鏡がすべ
て回−ぜ、１所に平行光を反射するようにＶ檻されたこ
とを特徴とするもので、連続に前列された反射鏡がすべ
て同一箇所に光を反射することによって平行光等を４１
工光するものである。

〔発明の実旋例〕

本発明の一実施例を図面を用いてｉ（セ明する。なお、
本尖施例では凹伍１鏡としで、光軸が←゛・、面を４３
７ｉ切らガい、いわゆる軸けずし凹面鏡について説明す
る。第１図に示すように軸はずし四面ｖ：＜ｍ＜以下、
単に凹面い、と称する。）が平行光線（２）を受は凹面
状である鏡面（３）によって反射し光軸（４）上の焦点
下に集光している。ここで、凹面鏡（１）の鏡面（３）
け第２１ｉｔ＋に示すような形状となっている。第２図
は鏡面（３）の一部を拡大し、この鏡面（３）の形状を
説明するだめの概略図である。凹面鏡（１）に母線形状
として放物線形状（２１１が定められ、この放物線形状
ｅ１．）に沿って反射ΦＩｐとして球面鏡（２２ａ）〜
（２２ｅ）が連続して配列されている。これらの球面鏡
（２２ａ’）〜（２２ｅ）は放物線形状（２１）に従し
ており、受けた光をそれぞれの球面鏡（２２ａ）〜（２
２ｅ）すべてが同一箇所に反射するように設置されてい
る。すなわち、この接点（２２ａ）〜（２２ｅ）である
。よってそれぞれの球面憎。

（２２ａ）〜（２２ｅ）は球面の曲率等が異っているの
は嘉うまでもない。なお、第２図に示した球面鏡（２２
ａ）〜（２２ｅ）の形状は、ｉ（１面（３）の形状を説
明しやすいように、それぞれの曲率を小さくしである。

このような形状を翁する凹面鏡（１）は、例えばＮＣ制
御の旋盤加工によって製造することができる。すなわち
、切削加工を行なうバイト（ダイヤモンドバイトが通常
使用される。）の送りをＮＣ制御にて行なう際、放物線
形状（２１）の代表点を任意に抽出し、それをデータと
し、このデータを接点（２３ａ）〜（２３ｅ）とすれば
、放物線形状（２１＋　、光軸（４）、法線（２４ａ）
〜（２４ｅ）の幾何学的■１係から、球面鏡（２２ａ）
〜（２２ｅ）の球面半径、中心位置を？ｉ、易に求める
ことができる。（β゛・１係式等は省略。）よって、こ
れらのデータから、旋盤のバイトを送れば、第２図に示
すような形状を有するπ１１面（３）を形成することが
できるのである。

なお、このように鏡面（３）を形成する場合、上述の放
物線形状（２１）から抽出した代表点の数により球面鏡
（２２ａ）〜（２２６）の数が決定されることになる。

鏡面（３）が上述のような形状を有する凹面＆ｊ（１）
が、例えば第１図に示すように、光１ｉ’ｌｌｌ　（４
）に平行なΔＶ−行光（２）を受けると、球面９ジ（２
２ａ）〜（２２ｅ　）がそれぞれ反射し、すべての球面
鏡（２２ａ）〜（２２ｅ）が同一箇所である焦点下に平
行光（２）を集光する。咬た、点５’ｌ：二諒を焦点下
において発光させれば、四面錆！（１）は光軸（４）に
平行々平行光にＫｍするのである。

１；：Ｊ、　、−１−のように凹面鏡（１）の鏡面（３
）を同−釦所に反射するように球面鏡（２２ａ）〜（２
２ｅ）を連続して配列したので、従来のＮＣｆｔｆ制御
におけるデータ間の袖間部による不都合を消去すること
がでへ、凹面い、（１）は非′帛に星光性の寸ぐれたも
のとなった。さらに、このことは、光をＩＩｊｌ驚とお
１ノに反射するということも首え、ｆ・１１え＋ｄ点点
光５１を無駄なく平行光に変換することも可能となった
。まだ、へ・而（５（）において、旋盤によって球１ｉ
　’ｉ４．　（２２ａ）〜（２２ｅ）の球面をχ１゛Ｉ
密加、例Σす 工するのｒ￥’；　（）を回転さぜるだけであって容易
であるため、性能のよい凹面：ＪＩＨｌ）を大量に生１
（ｔすることもｎＪ能となった。このだめ、レーザυ１
１丁。

光学測グｒ１などに広く提供することができる。

なお、（く実ｊｔａ例で１・」、仏・、而に３）をＮＣ
Ｃｌ３ｉｌ＋によるがＩ・盤加工により彩成した棒ノ合
であり、凹ＩＴｔｌ　鰭！　（１１は一体となっている
が、球１１１１沁（２２ａ）〜（２２ｅ）の数が少ない
場合などでは、第３図に示すように球面鏡（２２ａ）〜
（２２ｅ　）を別々に表作し、その後、それぞれを糸２
１合したものでもかまわない。

寸だ用途によっては、イυ線形状である放物線形状（２
１）を他の形状、例えば円弧形状でもよく、さらに球面
Ｎ　（２２ａ）〜（２ｚｅ　）の他に反射説として１り
１１えば平面鏡を連続して舵列し、同一箇所に反射する
ように設置してもよい。なお、反射鏡の反射面σ）それ
ぞれの面積は、用途によってそれぞわ変身てもか才わな
い。

〔発明の効果〕

以−上説明したように、本発明の凹面傅註［比較的簡単
に加Ｉでき、しかも集光＋１０のすぐれたものとなった
。とのため、レーザ加工、光学測定Ｗ　ｋτ広く利用す
ることができ、その効呆は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す佃面図、第２図は実施
例の一部を拡大し、その形状を説明ｌ゛るだめの概口后
図、第３図は本発明の他の実施例を示す（１１１１ｍ１
図である。 １・・・凹ｉＡｉ　’ｊ’；ハ　３・・・鏡面、２１・
・放物ギぜ形状、２２ａ、　２２１）、　２２Ｃ，２２
ｄ、　２２ｅ−・・球面鏡、２４ａ、　２４ｂ、　２４
Ｃ，２４ｄ、　２４ｅ　−−−法　殺。 代理人　弁理士　則近尉佑　（ほか］名）′γ　１　図 Ｊ２ 、）−ノ、４　　′刹２図　　ゞ 一 下　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平行光の集光などを行なう凹面鏡、において、この
   凹面鏡に母線形状が定められ、この母線形状に沿って複
   数の反射鏡が連続に配タリされ、これら反射鏡を前記凹
   面鏡のＱ面とし、この牲面に升−行光を照射した際に前
   記反射鏡がすべて同−箇ＩＪｉに前記平行光を反射する
   ように設の１されたことをｑ、）徴とする四面ψ。 ２、母線形状は放物線形状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の凹面鏡。 ３、反射か２は球１ｎ１斜シであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の凹面鏡。 ４球面も贋は球ｉ１１が放物線形状からこの放物線形状
   に対する法線全列き、この法線と前６「）九ｎ２１１と
   の交点を中ｌｌノとし、この中心から前記放４，７１線
   形状丑第３Ｍ辻１１１１己載の凹角１鋭。