WO2005078500A1 - 光学部品保持ユニット - Google Patents

Abstract

　容易な組立とされ組立の際の低コスト化及び再現性の確保が図られつつ、位置決め精度の向上が図られた光部品保持ユニットを提供することを目的とする。 　光の通過を可能とする開口部２２ａ，２２ｂを囲繞又は形成する、横断面非円形の矩形凸部８ａ及び矩形孔の嵌合と、横断面円形の円形凸部１１ａ及び円形孔の嵌合とにより、隣接する光学部品保持ユニット３５同士を所定の位置に案内して抜脱可能に連結し、三次元方向に位置決めすると共に、矩形凸部８ａ及び矩形孔の嵌合と、スプリングピン１３ａ及び嵌合孔の嵌合とにより、隣接する光学部品保持ユニット３５同士を回転方向に拘束して、回転方向に位置決めする。

Description

明 細 書

光学部品保持ユニット

技術分野

[0001] 本発明は、光学部品保持ユニットに関する

背景技術

[0002] 従来の光学系は、例えばプリズム、レンズ、ミラー、 LD、 CCD等の光学部品を所定 の位置に配置して構成されている。このような光学系にあっては、これらの光軸を一 致させるために光部品同士の相対位置及び相対角度の精度が要求され、専用の治 具、位置調整機構等を用い、位置決めを行っている。また、プリズムにより構成された 光学系にあっては、嵌合ピンが設けられたプリズム同士を互いに連結して、位置決め を行うものが知られている（例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特許 3134850号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、従来の位置調整機構等を用い位置決めを行う場合にあっては、光学 部品各々の位置調整が難しぐ光学部品の個数が増えると位置調整が煩雑となり、 製造コストが高くなるといった問題がある。さらに光学部品の交換の際には再度位置 調整が必要となるといつた問題がある。

[0004] また、嵌合ピンが設けられたプリズム同士を互いに連結して、位置決めを行う場合 にあっては、位置決めは容易とされる力 精度が不十分であり、更なる精度の向上が 望まれている。

[0005] 本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、組立の際の低コス ト化及び再現性の確保が図られつつ、位置決め精度の向上が図られた光部品保持 ユニットを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明による光部品保持ユニットは、光学部品を収容可能で保持可能な光学部品 保持ユニットであって、光の通過を可能とする開口部と、光の方向に隣接する光学部 品保持ユニット同士を抜脱可能に連結可能とする嵌合形状と、を備え、当該嵌合形 状は、開口部を形成又は囲繞し光学部品保持ユニット同士を位置決めする嵌合形 状と、光学部品保持ユニット同士を廻り止めする嵌合形状と、を備えていることを特徴 としている。

[0007] このように構成された光学部品保持ユニットによれば、位置決めする嵌合形状によ り、隣接する光学部品保持ユニット同士が所定の位置に案内されて抜脱可能に連結 されて、三次元方向に位置決めされると共に、廻り止めする嵌合形状により、隣接す る光学部品保持ユニット同士が回転方向に拘束されて、回転方向に位置決めされる

[0008] ここで、上記作用を奏する構成としては、具体的には、位置決めする嵌合形状及び 廻り止めする嵌合形状は、開口部を形成又は囲繞する横断面非円形の非円形孔又 は非円形凸部を備えている構成が挙げられ、これらにより、光学部品保持ユニット同 士が三次元方向に位置決めされると共に、回転方向に位置決めされて、抜脱可能に 連結される。

[0009] また、上記作用を奏する他の構成としては、具体的には、位置決めする嵌合形状 は、開口部を形成又は囲繞する横断面円形の円形孔又は円形凸部を有し、廻り止 めする嵌合形状は、嵌合ピン及び嵌合孔の少なくとも一方を有している構成が挙げ られ、これらにより、光学部品保持ユニット同士が三次元方向に位置決めされると共 に回転方向に位置決めされて、抜脱可能に連結される。

[0010] また、非円形孔又は非円形凸部に加えて、位置決めする嵌合形状として、開口部 を形成又は囲繞する横断面円形の円形孔又は円形凸部をさらに備えていると、三次 元方向に一層確実に位置決めされる。

[0011] さらに、廻り止めする嵌合形状として、嵌合ピン及び嵌合孔の少なくとも一方をさら に備えていると、回転方向に一層確実に位置決めされる。

[0012] ここで、光学部品保持ユニット自体がブロック体であると、所定の各基準面に対して

、正確に光学部品保持ユニット同士が配置される。

[0013] さらに、光学部品を挿入可能な挿入口と、この挿入口を開閉する蓋と、を備えてい ると、光学部品が挿入口を通して容易に挿入されて収容され、蓋を閉じることで光学 部品が保護される。

[0014] また、光学部品保持ユニットとしては、連結する光学部品保持ユニット列内に配置さ れる光学部品保持ユニットであって、光学部品の入射光の通過を可能とする開口部 と、光学部品の出射光の通過を可能とする開口部と、を備える構成が挙げられる。

[0015] また、光学部品保持ユニットとしては、連結する光学部品保持ユニット列の始端に 配置される光学部品保持ユニットであって、光学部品の出射光の通過を可能とする 開口部を備える構成が挙げられる。

[0016] また、光学部品保持ユニットとしては、連結する光学部品保持ユニット列の終端に 配置される光学部品保持ユニットであって、光学部品の入射光の通過を可能とする 開口部を備える構成が挙げられる。

[0017] なお、ここでいう円形孔、非円形孔は、貫通孔、溝、凹部を含んだものとする。

発明の効果

[0018] このように本発明による光学部品保持ユニットによれば、三次元方向及び回転方向 の位置決めが容易とされ組立の際の低コストィ匕が可能とされると共に光学部品保持 ュ-ット同士の抜脱可能な連結により位置の再現性を確保しつつ、三次元方向及び 回転方向の位置決め精度の向上が可能となる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る光学部品保持ユニットを備えたマッハツェンダー 干渉計を示す概略平面構成図である。

[図 2]図 1中の光学部品保持ユニットを示す斜視図である。

[図 3]図 2に示す光学部品保持ユニットに連結される光学部品保持ユニットを示す斜 視図である。

[図 4]本発明の第 2実施形態に係る光学部品保持ユニットを示す斜視図である。

[図 5]図 4に示す光学部品保持ユニットに連結される光学部品保持ユニットを示す斜 視図である。

[図 6]本発明の第 3実施形態に係る光学部品保持ユニットを示す斜視図である。

[図 7]図 6に示す光学部品保持ユニットに連結される光学部品保持ユニットを示す斜 視図である。 [図 8]本発明の第 4実施形態に係る光学部品保持ユニットの蓋装着前の状態を示す 斜視図である。

[図 9]図 8に示す光学部品保持ユニットに連結される光学部品保持ユニットの蓋装着 前の状態を示す斜視図である。

[図 10]本発明の第 1一第 4実施形態に係る光学部品保持ユニットの孔を説明するた めの斜視図である。

符号の説明

[0020] 2a, 2b, 12a, 12b, 22a, 22b, 42b…開口部、 4a, 4b, 14a, 14b, 24a, 24b, 3 4a, 34b…嵌合形状、 5, 15, 25, 35· · ·光学部品保持ユニット、 6…蓋、 8a…矩形凸 部 (非円形凸部）、 8b, 48b…矩形孔 (非円形孔)、 11a…円形凸部、 l ib…円形孔、 13a…スプリングピン (嵌合ピン）、 13b…嵌合孔。

発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明による光学部品保持ユニットの好適な第 1実施形態について図 1一図 3を参照しながら説明する。図 1は、本発明の第 1実施形態に係る光学部品保持ュ- ットを備えたマッハツェンダー干渉計を示す概略平面構成図、図 2及び図 3は、図 1 中の光学部品保持ユニットを示す斜視図である。なお、図面の説明において、同一 または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

[0022] 図 1に示すように、マツハツヱンダー干渉計 1は、例えば透明体の歪量測定等に使 用されるものであり、マウントベース 3と、各種光学部品保持ユニット (詳しくは後述） 5 と、を備えている。

[0023] マウントベース 3は、例えばアルミニウム等の金属力もなり板状に形成され基板を成 すものである。

[0024] 各種光学部品保持ユニット 5は、マウントベース 3上に搭載されている。これらの光 学部品保持ユニット 5は、具体的には、発光素子を収容した発光ユニット 5P、光学部 品を不収容のブランクユニット 5B1, 5B2、コリメートレンズを収容したレンズユニット 5 Q、ビームスプリッタを収容したビームスプリッタユニット 5S1, 5S2、被検体 7を収容し た被検体ユニット 5D、ミラーを収容したミラーユニット 5M1, 5M2、受光素子を収容 した受光ユニット 5Rであり、これらのユニットを総称して光学部品保持ユニット 5と呼 ぶ。光学部品保持ユニット 5は例えば接着剤等を介してマウントベース 3上に接着さ れている。

[0025] 発光ユニット 5P、ブランクユニット 5B1、レンズユニット 5Q、ビームスプリッタユニット 5S1、被検体ユニット 5D及びミラーユニット 5M1は同軸に一列状に連結して設置さ れると共に、ミラーユニット 5M2、ブランクユニット 5B2、ビームスプリッタユニット 5S2 及び受光ユニット 5Rは同軸に一列状に連結して設置され、これらの光学部品保持ュ ニット列は並設されると共に、ビームスプリッタユニット 5S1とミラーユニット 5M2のミラ 一面同士、ミラーユニット 5M1とビームスプリッタユニット 5S2のミラー面同士が各々 対面するように、ユニット列同士が連結され、発光ユニット 5Pから出射された光が、レ ンズユニット 5Qでコリメートされ、ビームスプリッタ 5S1で、ミラーユニット 5M1へ向力う 直進光とミラーユニット 5M2へ向力 反射光とに分割され、ビームスプリッタ 5S1から の直進光は被検体 7を透過してミラーユニット 5M1で直角に反射され、一方ビームス プリッタ 5S 1からの反射光はミラーユニット 5M2で直角に反射され、ミラーユニット 5M 1、ミラーユニット 5M2からの光はビームスプリッタ 5S2に至り、当該ビームスプリッタ 5 S2を介して受光ユニット 5Rに受光される配置構成とされている。そして、受光ュ-ッ ト 5Rでは、干渉縞が検出され被検体 7の歪量等が測定される。

[0026] 光学部品保持ユニット 5は、例えば黄銅等で構成され、図 2及び図 3に示すように、 立方体 (ブロック体)を成し上記発光素子、コリメートレンズ、ビームスプリッタ、ミラー、 受光素子等の光学部品を各々収容可能で保持可能であると共に、周面に光の通過 を可能とする開口部 2a, 2bと、光の方向に隣接する光学部品保持ユニット 5同士を 抜脱可能に連結する嵌合形状 (位置決めする嵌合形状及び廻り止めする嵌合形状) 4a, 4bと、を備えている。なお、ここで説明する光学部品保持ユニット 5は、開口部を 少なくとも 2つ備えるもので、レンズユニット 5Q、ミラーユニット 5M1, 5M2、被検体ュ ニット 5Dゝブランクユニット 5B1, 5B2である。光学咅品保持ユニット 5Q, 5D, 5B1, 5B2では、対向する周面に開口部 2a, 2bを各々備え、光学部品保持ユニット 5M1, 5M2では、直交する周面に開口部 2a, 2bを各々備えている。

[0027] 嵌合形状 4aは、図 2に示すように、矩形を成す開口部 2aを囲繞し外側に突出する 矩形凸部 8aを非円形凸部として備えている。一方、嵌合形状 4bは、図 3に示すよう に、開口部 2bを形成する矩形孔 8bを非円形孔として備えている。

[0028] さらに、光学部品保持ユニット 5には、光学部品を挿入する挿入口（不図示）と、図 2 及び図 3に示すように、この揷入口を開閉する蓋 6とが設けられている。この蓋 6は光 学部品保持ユニット 5に例えば螺子止め等で固定され、この螺子は蓋 6から突出しな い構成とされている。

[0029] なお、発光ユニット 5P及び受光ユニット 5Rは、開口部を少なくとも 1つ備えていれ ば良ぐビームスプリッタユニット 5S 1, 5S2は、開口部を少なくとも 3つ備えていれば 良い。

[0030] このような光学部品保持ユニット 5では、矩形凸部 8a及び矩形孔 8bの嵌合により、 隣接する光学部品保持ユニット 5同士が所定の位置に案内され抜脱可能に連結され て、三次元方向に位置決めされると共に、隣接する光学部品保持ユニット 5同士が回 転方向に拘束されて、回転方向に位置決めされる。その結果、容易な組立とされ組 立の際の低コストィ匕が可能とされると共に光学部品保持ユニット 5同士の脱着による 位置の再現性を確保しつつ、三次元方向及び回転方向の位置決め精度の向上が 可能とされている。

[0031] また、光学部品保持ユニット 5自体が立方体とされているため、マウントベース 3及 び隣接する光学部品保持ユニット 5の周面等の基準面に対して密着させられる。その 結果、光学部品保持ユニット同士を正確に配置することが可能とされている。

[0032] また、光学部品を挿入する挿入口及びこの挿入口を開閉する蓋 6を備えているため 、光学部品が挿入口を通して容易に挿入されて収容され、蓋 6を閉じることで光学部 品が確実に保護されている。

[0033] 図 4及び図 5は、本発明の第 2実施形態に係る光学部品保持ユニットを示す斜視図 である。この第 2実施形態の光学部品保持ユニット 15が第 1実施形態の光学部品保 持ユニット 5と違う点は、矩形凸部 8a,矩形孔 8bを備える嵌合形状 4a, 4bに代えて、 位置決めする嵌合形状である円形凸部 l la、円形孔 l ibと、廻り止めする嵌合形状 であるスプリングピン 13a、嵌合孔 13bと、を備える嵌合形状 14a, 14bを用いた点で ある。

[0034] 円形凸部 11aは、図 4に示すように、円形を成す開口部 12aを囲繞し外側に突出す る構成とされ、一方、円形孔 l ibは、図 5に示すように、開口部 12bを形成する。

[0035] スプリングピン 13aは、例えばステンレス等で構成され周面に軸方向に延びる割溝 を備えるものであり、図 4に示すように、開口部 12aを挟んで対角位置に一対配置さ れた支持孔 16aに装着されている。また、嵌合孔 13bは、図 4及び図 5に示すように、 支持孔 16aと対向する位置に設けられて 、る。

[0036] このような第 2実施形態によれば、光学部品保持ユニット 15同士が、円形凸部 11a と円形孔 l ibとの嵌合により、所定の位置に案内され抜脱可能に連結されて、三次 元方向に位置決めされると共に、スプリングピン 13aと嵌合孔 13bとの嵌合により、回 転方向に拘束されて、回転方向に位置決めされる。その結果、第 1実施形態と同様 な効果を得ることが可能とされて 、る。

[0037] 因みに、スプリングピン 13aは、外径 1. 6mm、長さ 5mm、支持孔 16aは、内径 1. 5 4mm、深さ 2mm、嵌合孔 13bは、内径 1. 66mm,深さ 3. 5mmとされている。これ により、光学部品保持ユニット 15同士の嵌合を解除した際に、スプリングピン 13aが 相手側の嵌合孔 13bに残存せず支持孔 16aに装着されたままとされ、再度光学部品 保持ユニット 15同士を連結する際の高精度な回転方向の位置決めが可能とされ、再 現性が確保される。

[0038] 図 6及び図 7は、本発明の第 3実施形態に係る光学部品保持ユニットを示す斜視図 である。この第 3実施形態の光学部品保持ユニット 25が第 1実施形態の光学部品保 持ユニット 5と違う点は、光学部品保持ユニット 25の嵌合形状 24a, 24bが、位置決め する嵌合形状として円形凸部 11a,円形孔 l ibをさらに備えた点である。すなわち、 嵌合形状 24aは、図 6に示すように、矩形凸部 8aの内側 (軸心側）に円形を成す開口 部 22aを囲繞する円形凸部 11aを備え、嵌合形状 24bは、図 7に示すように、矩形孔 8bの内側（軸心側）に、開口部 22bを形成する円形孔 l ibを備えている。

[0039] このような第 3実施形態によれば、矩形凸部 8a及び矩形孔 8bの嵌合に加えて円形 凸部 11a及び円形孔 l ibの嵌合により、光学部品保持ユニット 25同士が所定の位置 に案内され三次元方向に一層確実に位置決めされる。その結果、第 1実施形態に比 して三次元方向の位置決め精度の向上が可能となる。

[0040] なお、上記実施形態では、嵌合形状を、矩形凸部 8aの内側に円形凸部 11aを備え る嵌合形状 24a、矩形孔 8bの内側に円形孔 l ibを備える嵌合形状 24bとしたが、円 形凸部の内側に矩形凸部を備える嵌合形状、円形孔の内側に矩形孔を備える嵌合 形状としても良い。

[0041] 図 8及び図 9は、本発明の第 4実施形態に係る光学部品保持ユニットの蓋装着前の 状態を示す斜視図である。この第 4実施形態の光学部品保持ユニット 35が第 3実施 形態の光学部品保持ユニット 25と違う点は、光学部品保持ユニット 35の嵌合形状 34 a, 34bが、廻り止めする嵌合形状としてスプリングピン 13a (図 8参照）、嵌合孔 13b ( 図 9参照）をさらに備えた点である。

[0042] また、開口部 22aは、同軸上の円形凸部 l la、矩形凸部 8a、円形孔 l lb、矩形孔 8 bを一方向から同時に精度良く加工すベぐ工具の開口部 22a, 22bを通しての進退 を可能とする逃げ部 22cを周面に備えている。なお、この逃げ部 22cは、他の実施形 態にも適用可能である。

[0043] このような第 4実施形態によれば、矩形凸部 8a及び矩形孔 8bの嵌合に加えてスプ リングピン 13a及び嵌合孔 13bの嵌合により、光学部品保持ユニット 35同士が回転 方向に拘束されて回転方向に一層確実に位置決めされる。その結果、第 3実施形態 に比して回転方向の位置決め精度の向上が可能となる。

[0044] 以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施 形態に限定されるものではない。光学部品保持ユニット 5, 15, 25, 35をマッハツエ ンダー干渉計 1に適用したが、例えばフーリエ変換分光計、平面度測定装置等にも 適用可能である。

[0045] また、上記実施形態では、光学部品として受光素子、コリメートレンズ、ビームスプリ ッタ、ミラー及び受光素子を例示したが、これらに限定されず、例えば各種プリズム、 各種フィルター、空間光変調器等であっても良い。また、光学部品保持ユニットは必 ずしも光学部品を収容する必要はなぐ例えば光学部品不収容のブランクユニットや 、被検体を収容するための被検体ユニットとして使用しても良 、。

[0046] また、上記実施形態では、非円形凸部及び非円形孔を横断面矩形の矩形凸部 8a 及び矩形孔 8bとしているが、例えば横断面楕円の楕円凸部及び楕円孔、横断面多 角形の多角形凸部及び多角形孔等でも良 、。 [0047] また、上記実施形態では、位置決めする嵌合形状としての非円形孔 8b、円形孔 11 bが開口部 2b, 12b, 22b, 22bを形成するようにしている力 これらの孔は、図 10に 示すように、例えば開口部 42bを囲繞する環状溝 48bであっても良ぐまた、開口部 の外周に連設されて当該開口部を囲繞し、内側 (ブロック内）迄達しない凹部等であ つても良い。

[0048] また、上記実施形態では、光学部品保持ユニット 5, 15, 25, 35を立方体としてい る力 例えば直方体やその他の多面体等であっても良い。

[0049] また、嵌合形状の軸心とこの嵌合形状が設けられた周面の中心とを偏心させる構 成としても良い。このように構成すると、光学部品保持ユニット 5, 15, 25, 35同士を 連結させた際に、所望の位置関係（回転方向）で連結されていないことを段差が生じ ることで容易に認識することができる。

[0050] また、上記実施形態では、光学部品保持ユニット同士を連結する嵌合形状と蓋 6と を別々の構成としている力 この嵌合形状を蓋 6に備える構成としても良い。

[0051] また、第 2及び第 4実施形態では、円形凸部 11aが設けられた周面に一対のスプリ ングピン 13aを備え、円形孔 l ibが設けられた周面に一対の嵌合孔 13bを備える構 成としている力 同一の周面にスプリングピン 13aと嵌合孔 13bとを備える構成であつ ても良ぐスプリングピン 13aに代えてその他の弾性ピンであっても良い。

産業上の利用可能性

[0052] このように本発明による光学部品保持ユニットによれば、三次元方向及び回転方向 の位置決めが容易とされ組立の際の低コストィ匕が可能とされると共に光学部品保持 ュ-ット同士の抜脱可能な連結により位置の再現性を確保しつつ、三次元方向及び 回転方向の位置決め精度の向上が可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 光学部品を収容可能で保持可能な光学部品保持ユニットであって、

光の通過を可能とする開口部と、前記光の方向に隣接する光学部品保持ユニット 同士を抜脱可能に連結可能とする嵌合形状と、を備え、

前記嵌合形状は、

前記開口部を形成又は囲繞し光学部品保持ユニット同士を位置決めする嵌合形 状と、

光学部品保持ユニット同士を廻り止めする嵌合形状と、を備えていることを特徴とす る光学部品保持ユニット。

[2] 前記位置決めする嵌合形状及び前記廻り止めする嵌合形状は、前記開口部を形 成又は囲繞する横断面非円形の非円形孔又は非円形凸部を備えていることを特徴 とする請求項 1記載の光学部品保持ユニット。

[3] 前記位置決めする嵌合形状は、前記開口部を形成又は囲繞する横断面円形の円 形孔又は円形凸部を有し、

前記廻り止めする嵌合形状は、嵌合ピン及び嵌合孔の少なくとも一方を有している ことを特徴とする請求項 1記載の光学部品保持ユニット。

[4] 前記位置決めする嵌合形状として、前記開口部を形成又は囲繞する横断面円形 の円形孔又は円形凸部をさらに備えていることを特徴とする請求項 2記載の光学部 品保持ユニット。

[5] 前記廻り止めする嵌合形状として、嵌合ピン及び嵌合孔の少なくとも一方をさらに 備えていることを特徴とする請求項 4記載の光学部品保持ユニット。

[6] 前記光学部品保持ユニット自体がブロック体であることを特徴とする請求項 1一 5の 何れかに記載の光学部品保持ユニット。

[7] 前記光学部品を挿入可能な挿入口と、

この挿入口を開閉する蓋と、を備えていることを特徴とする請求項 1一 6の何れかに 記載の光学部品保持ユニット。

[8] 連結する光学部品保持ユニット列内に配置される光学部品保持ユニットであって、 前記光学部品の入射光の通過を可能とする開口部と、 前記光学部品の出射光の通過を可能とする開口部と、を各々備えていることを特 徴とする請求項 1一 7の何れかに記載の光学部品保持ユニット。

[9] 連結する光学部品保持ユニット列の始端に配置される光学部品保持ユニットであつ て、

前記光学部品の出射光の通過を可能とする開口部を備えて!/、ることを特徴とする 請求項 1一 7の何れかに記載の光学部品保持ユニット。

[10] 連結する光学部品保持ユニット列の終端に配置される光学部品保持ユニットであつ て、

前記光学部品の入射光の通過を可能とする開口部を備えていることを特徴とする 請求項 1一 7の何れかに記載の光学部品保持ユニット。