(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  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。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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１〜５の何れかに記載の光学部品保持ユニット。
【請求項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１〜６の何れかに記載の光学部品保持ユニット。
【請求項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１〜７の何れかに記載の光学部品保持ユニット。
【請求項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って、
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いることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の光学部品保持ユニット。
【請求項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って、
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１〜７の何れかに記載の光学部品保持ユニット。
【発明の詳細な説明】
【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】
【発明が解決しようとする課題】
【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く、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った問題がある。
【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が、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化が可能とされると共に光学部品保持ユニ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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〜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、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。
【００２０】
図１に示すように、マッハツェンダー干渉計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。
【００２１】
マウントベース３は、例えばアルミニウム等の金属からなり板状に形成され基板を成すものである。
【００２２】
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５Ｑ、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。
【００２３】
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ユ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のミラー面同士、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へ向かう直進光とミラーユニット５Ｍ２へ向かう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５Ｓ１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５Ｍ１、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５Ｓ２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、受光ユニット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。
【００２４】
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、被検体ユニット５Ｄ、ブランクユニット５Ｂ１，５Ｂ２である。光学部品保持ユニット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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、この挿入口を開閉する蓋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。
【００２７】
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つ備えていれば良く、ビームスプリッタユニット５Ｓ１，５Ｓ２は、開口部を少なくとも３つ備えていれば良い。
【００２８】
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化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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１１ａ、円形孔１１ｂ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。
【００３２】
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１１ｂは、図５に示すように、開口部１２ｂを形成する。
【００３３】
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いる。
【００３４】
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１１ｂ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いる。
【００３５】
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１．５４ｍｍ、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。
【００３６】
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１１ｂ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１１ｂを備えている。
【００３７】
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１１ｂ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。
【００３８】
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１１ｂ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。
【００３９】
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３４ａ，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。
【００４０】
また、開口部２２ａは、同軸上の円形凸部１１ａ、矩形凸部８ａ、円形孔１１ｂ、矩形孔８ｂを一方向から同時に精度良く加工すべく、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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をマッハツェンダー干渉計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。
【００４３】
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く、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い。
【００４４】
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い。
【００４５】
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１１ｂが開口部２ｂ，１２ｂ，２２ｂ，２２ｂを形成するようにしているが、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であっても良く、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っても良い。
【００４６】
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が、例えば直方体やその他の多面体等であっても良い。
【００４７】
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。
【００４８】
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が、この嵌合形状を蓋６に備える構成としても良い。
【００４９】
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１１ｂ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が、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っても良く、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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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〜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】
【００５１】
２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ，４２ｂ…開口部、４ａ，４ｂ，１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，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、１１ｂ…円形孔、１３ａ…スプリングピン（嵌合ピン）、１３ｂ…嵌合孔。
【図１】
2005234050.tif 000003
【図２】
2005234050.tif 000004
【図３】
2005234050.tif 000005
【図４】
2005234050.tif 000006
【図５】
2005234050.tif 000007
【図６】
2005234050.tif 000008
【図７】
2005234050.tif 000009
【図８】
2005234050.tif 000010
【図９】
2005234050.tif 000011
【図１０】
2005234050.tif 000012