JP2004013103A - 光学部品ホルダ及び光学部品の保持方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】応力を光学部品にかけることなく光学部品を保持する光学部品ホルダ及び光学部品の保持方法を提供する。
【解決手段】本体３２０に設けられた孔３４０にはピン５３０が嵌合する。当接部３２１が主面３１１側から光学部品に接しピン５３０が孔３４０に嵌合した状態で、ピン５３０が主面３１２側からピン５３０に接する当接位置にピン５３０は位置決めされる。
【選択図】 図８
【解決手段】本体３２０に設けられた孔３４０にはピン５３０が嵌合する。当接部３２１が主面３１１側から光学部品に接しピン５３０が孔３４０に嵌合した状態で、ピン５３０が主面３１２側からピン５３０に接する当接位置にピン５３０は位置決めされる。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ等の光学部品を保持する光学部品ホルダ及び光学部品の保持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ等の光学部品を保持するために利用される様々な光学部品ホルダ及び保持方法が提案されている。例えば、特開平９−２８１３７４号公報には、接着剤を用いてレンズを保持する光学部品ホルダ及び保持方法が開示されている。レンズが本体に位置決めされた状態で接着剤が本体の所定部分に塗布される。接着剤が硬化すればレンズが本体に保持される。この公報には板バネの押圧力を利用してレンズを保持するものも開示されている。レンズがこの押圧力により本体に押し当てられることで、レンズは本体に保持される。
【０００３】
また、特開２００１−５１１７６号公報には、熱変形を利用してレンズを保持する光学部品ホルダ及び保持方法が開示されている。レンズは筒状の本体に入れられる。この後、レンズの周縁部を覆うようにリング状の当接部材が本体に入れられる。治具を筒状の本体の中心軸に平行に移動させながら治具を当接部材に押しつける。治具を加熱すると当接部材は熱変形する。この結果、当接部材はレンズの周縁部に圧着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
接着剤を用いた場合、接着剤が硬化すると収縮する。このときレンズに応力がかかる。板バネの押圧力を利用した場合にもレンズに応力がかかる。また、熱変形を利用した場合にも、当接部材がレンズの周縁部に圧着されるので、レンズに応力がかかる。
【０００５】
いずれの場合にも、レンズにかかる応力によりレンズに歪が発生し、光学性能が劣化することが避けられない。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、本発明の目的は、光学部品に歪みを発生させ光学性能を劣化させる応力を光学部品にかけることなく、光学部品を保持する光学部品ホルダ及び光学部品の保持方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係わる光学部品ホルダは、光が通過する、互いに対向する２つの主面をもつ光学部品を保持し、光学部品ホルは、
光学部品を保持する本体と、
光学部品に接する当接部材とを備え、
前記本体には、光学部品に接する当接部と、前記当接部が一方の主面側から光学部品に接した状態で、前記当接部材が他方の主面側から光学部品に接する当接位置に当接部材を位置決めする位置決め部とを設けている。
【０００８】
光学部品に歪みを発生させ光学性能を劣化させる応力を光学部品にかけることなく、光学部品を保持することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係わる光学部品ホルダでは、前記本体には、前記位置決め部としての外部から前記当接位置に通じる孔が設けられており、
前記当接部材は、前記本体の当接部が一方の主面側から光学部品に接した状態で、前記孔に挿入されて当接位置に位置決めされる。
【００１０】
孔を通して当接位置を確認できるので、光学部品の保持状態の検査を簡易的に行うことができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係わる光学部品ホルダでは、前記位置決め部としての孔はスリットである。
【００１２】
本発明の請求項４に係わる光学部品ホルダでは、前記当接部材はピンであって、
このピンは前記位置決め部としての孔に嵌合し、
前記当接部が一方の主面側から光学部品に接し、ピンが孔に嵌合した状態で、ピンは当接位置に位置決めされる。
【００１３】
歪みを抑制するための構成を単純にすることができる。構成が単純であるので、製造が容易である。また、製造コストを低くすることができる。
【００１４】
本発明の請求項５に係わる光学部品ホルダでは、前記当接部材の光学部品に接する部分にはテーパーが設けられている。
【００１５】
当接部が光学部品に接した状態で当接部材の位置を調節しながら当接部材を孔に挿入すれば、本体と光学部品の少なくとも一方の形状に誤差があっても、テーパーが設けられた部分を光学部品にちょうど接触させることができる。
【００１６】
本発明の請求項６に係わる光学部品ホルダでは、前記当接位置に位置決めされた前記当接部材は、光学部品の３箇所に接する。
【００１７】
当接位置にあるピンが光学部品に接触する面積を小さくすることができるので、光学部品３１０の大部分を有効に利用することができる。
【００１８】
本発明の請求項７に係わる光学部品の保持方法は、光が通過する、互いに対向する２つの主面をもつ光学部品を保持し、保持方法は、
光学部品を本体で保持しながら該光学部品の一方の主面側を本体に接触させる工程と、
他方の主面側から光学部品に接する当接位置に当接部材を位置決めする工程と
を備えている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図９を参照して、本発明の実施の形態に係わる光学部品ホルダ及び保持方法を説明する。先ず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。図１は光学部品ホルダの断面図である。光学部品ホルダは光学部品を保持する筒状の本体１２０と円環状の当接部材１３０とを有している。図１には本体１２０と当接部材１３０の縦断面が示されている。光学部品として、互いに対向する２つの主面１１１，１１２を有している円板状のレンズ１１０が用いられている。光は主面１１１，１１２を通過する。
【００２０】
筒状の本体１２０の一端には内周面側から本体１２０の内側に向かって突出したフランジ状の当接部１２１が設けられている。レンズ１１０が本体１２０に入れられると、当接部１２１は一方の主面１１１側からレンズ１１０に接する。このとき、レンズ１１０は本体１２０に対してレンズ１１０の光軸方向に位置決めされる。当接部１２１の内径はレンズ１１０の有効径よりも大きい。当接部１２１が主面１１１側から接するときにレンズ１１０の周縁部は本体１２０の内周面１２２により囲まれる。内周面１２２の径はレンズ１１０の外径よりもやや大きい。これにより、レンズ１１０が本体１２０に入れられたときに、レンズ１１０は光軸と直交する方向に位置決めされる。このとき、レンズ１１０の光軸は内周面１２２の中心軸１２５とほぼ一致する。内周面１２２は筒状の本体１２０の他端側にある内周面１２３と段付き１２４を介して連続している。内周面１２３の径は内周面１２２の径よりも大きい。内周面１２３の中心軸は内周面１２２の中心軸１２５に一致している。
【００２１】
円環状の当接部材１３０の外径は、当接部材１３０を内周面１２３に囲まれた空間に挿入できるよう、内周面１２３の径よりもやや小さい。当接部材１３０が内周面１２３に挿入されると、当接部材１３０は段付き１２４に接する。当接部１２１が主面１１１側からレンズ１１０に接した状態で当接部材１３０を段付き１２４に接触させると、当接部材１３０は、当接部材１３０が主面１１２側からレンズ１１０にちょうど接する当接位置に位置決めされる。段付き１２４は当接部材３が当接位置に位置決めされるよう高精度に成形されている。段付き１２４は位置決め部として用いられている。当接部材１３０の内径はレンズ１１０の有効径よりも大きく、内周面１２２の径よりも小さい。
【００２２】
当接位置に位置決めされた当接部材１３０は本体１２０に接着剤を用いて接着される。接着剤が硬化後に収縮しても、当接部材１３０は段付き１２４により位置決めされているので、レンズ１１０に応力がかかることがない。従って、レンズ１１０に歪が発生しないので、レンズ１１０の光学性能を劣化させることなくレンズ１１０を保持することができる。
【００２３】
本実施の形態ではレンズ１１０を保持するときに本体の内周面１２３側からレンズ１１０と当接部材１３０を組み付ける。このような組み付けは極めて容易に行うことができるので、本実施の形態の光学部品ホルダは、適切な組み付け装置を用いて行われる自動組み付けに適している。
【００２４】
本実施の形態の光学部品ホルダを利用してレンズ１１０を保持する保持方法を説明する。先ず、本体１２０を用意し、レンズ１１０を本体１２０で保持しながらレンズ１１０の主面１１１側を本体１２０に接触させる。このとき、レンズ１１０は本体１２０に入れられ、当接部１２１に接する。次に、当接部材１３０を用意し、当接部材１３０が主面１１２側からレンズ１１０に接する当接位置に当接部材１３０を位置決めする。位置決めは、当接部材１３０が段付き１２４に接することによりなされる。
【００２５】
本実施の形態の光学部品ホルダの構成には様々な変形が可能である。当接部１２１がレンズ１１０に面で接するよう、レンズ１１０と接する当接部１２１の部分に面取りを施しても良い。当接部１２１がレンズ１１０にフィットするよう面取りを施しても良い。同様に、当接部材１３０の、レンズ１１０と接する部分に面取りを施しても良い。また、当接部材１３０はレンズ１１０の３箇所以上に接する形状に成形されていても良い。
【００２６】
位置決め部として段付き１２４の代わりに本体１２０の端面１２６を用いても良い。この場合、当接部材１３０が本体１２０に挿入されたときに外側に向く当接部材１３０の部分には、当接部材１３０の外径よりも大きな外径をもつフランジが設けられる。当接部材１３０が本体１２０に挿入されると、このフランジが本体１２０の端面１２６に接する。このとき、当接部材１３０は当接位置に位置決めされる。
【００２７】
本実施の形態では当接部材１３０は本体１２０に接着剤を用いて接着されるが、当接部材１３０は本体１２０にネジなどを用いて締結しても良い。また、本実施の形態では光学部品としてレンズが用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施の形態では本体１２０の形状は円筒形であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
次に、図２及び図３を参照して本発明の第２の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。図２は光学部品ホルダの斜視図であり、図３は図２に示された３Ｃ−３Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図である。筒状の本体２２０の一端には、第１の実施の形態の光学部品ホルダと同様のフランジ状の当接部２２１が設けられている。当接部２２１が一方の主面２１１側からレンズ２１０に接すると、レンズ２１０はレンズ２１０の光軸方向に位置決めされる。レンズ２１０の周縁にはフランジ２１３が設けられている。本体２２０の内周面２２２の径はフランジ２１３の外径よりもやや大きい。レンズ２１０が本体２２０に入れられると、レンズ２１０の光軸が内周面２２２の中心軸２２５に一致する。
【００２９】
本体２２０の側面には孔が設けられている。この孔は互いに対向する２つのスリット２４０である。スリット２４０は中心軸２２５に直交するよう延びている。２つのスリット２４０には、当接部２２１がレンズ２１０に接した状態で、円弧状の２つの当接部材２３０がそれぞれ挿入される。挿入された当接部材２３０は、レンズ２１０にちょうど接する当接位置に位置決めされる。スリット２４０は、スリット２４０が外部から当接位置に通じるよう、配置されている。スリット２４０により囲まれている空間は互いに対向する２つの面２４１，２４２により挟まれている。当接部材２３０が挿入されると、当接部材２３０は、一方の面２４１と、レンズ２１０の他方の主面２１２側にあるフランジ２１３の側面２１４との間に挟まれる。当接部材２３０の厚さは、当接部材２３０が挟まれたときに、当接部材２３０がレンズ２１０に応力をかけずにフランジ２１３に接するよう設定されている。即ち、当接部材２３０の厚さは、面２４１とフランジ２１３の側面２１４との間の中心軸２２５方向の距離にほぼ等しい。面２４１とフランジ２１３の側面２１４との間に挟まれることで、当接部材２３０は中心軸２２５方向に位置決めされる。２つのスリット２４０の両端には、面２４１，２４２間で延びている４つの面２４３が形成されている。当接部材２３０をスリット２４０に挿入すると、当接部材２３０のそれぞれの端が面２４３に当接する。これにより、当接部材２３０は中心軸２２５に直交する方向に位置決めされる。このとき、当接部材２３０は当接位置に位置決めされる。当接位置に位置決めされた当接部材２３０は面２４１に接着される。面２４１と面２４３を備えたスリット２４０、即ち本体２２０の側面に設けられた孔は位置決め部として用いられている。
【００３０】
当接部材２３０は、当接部材２３０がスリット２４０に挿入されたときに、ちょうどレンズ２１０のフランジ２１３に接するよう、高精度に加工されている。このため、当接部材２３０が挿入されたときにレンズ２１０に応力がかからないので、レンズ２１０に歪みが発生しない。従って、光学部品ホルダに保持されたレンズ２１０の光学性能は劣化しない。
【００３１】
本実施の形態の光学部品ホルダは次のような特有の効果を有している。面２４１とフランジ２１３の側面２１４との間の距離は、スリット２４０を通して容易に確認できる。従って、この距離を極めて精度良く測定できる。精度良く測定されたこの距離に基づいて当接部材２３０の厚さを設定すれば、レンズ２１０の光学性能の劣化をほぼ抑えることができる。また、スリット２４０を通して当接部材２３０とレンズ２１０の位置を容易に確認できるので、レンズ２１０の保持状態の検査を簡易的に行うことができる。
【００３２】
本実施の形態の光学部品ホルダの構成には様々な変形が可能である。本実施の形態では当接部材２３０が挿入される孔として、２つのスリット２４０が用いられているが、本発明はこれに限定されない。スリットは１つ設けられていても良いし、３以上設けられていても良い。また、孔の形状はスリット状とは異なる別の形状であっても良い。また、本実施の形態では当接部材２３０の形状は円弧上であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、板状であっても良いし、棒状であっても良い。当接部材２３０の形状が棒状の場合、例えば棒の先端が孔に挿入される。本実施の形態では２つの当接部材２３０が用いられているが、１つだけ用いられても良いし、３以上用いられても良い。また、本実施の形態では光学部品としてレンズ２１０が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
次に、図４及び図５を参照して本発明の第３の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。図４は光学部品ホルダの斜視図である。図５は図４に示された５Ｃ−５Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図である。光学部品３１０として、対向する２つの主面３１１，３１２をもつ円板状のレンズやフィルタが用いられる。筒状の本体３２０の一端には第１の実施の形態の光学部品ホルダと同様のフランジ状の当接部３２１が設けられている。当接部３２１が光学部品３１０の一方の主面１１１側から光学部品３１０に接するとき、光学部品３１０の周縁部は、光学部品３１０の外径よりもやや大きい径をもつ内周面３２２により囲まれる。内周面３２２は、第１の実施の形態の光学部品ホルダと同様に、筒状の本体３２０の他端にある内周面３２３と段付き３２４を介して連続している。内周面３２３の径は内周面３２２の径よりも大きい。内周面３２２の中心軸３２５は内周面３２３の中心軸と一致している。
【００３４】
内周面３２３には内周面３２３から本体の外周面通じる３つの孔３４０が設けられている。３つの孔３４０は内周面３２３の内周を３等分するよう配置されている。３つの孔３４０には当接部材として用いられている３つのピン３３０がそれぞれ嵌合する。当接部３２１が一方の主面３１１側から光学部品３１０に接した状態で、ピン３３０は孔３４０に挿入される。挿入されたピン３３０は他方の主面３１２側から光学部品３１０にちょうど接する当接位置に位置される。孔３４０は外部から当接位置に通じている。ピン３３０が孔３４０に挿入されて嵌合した状態で、ピン３３０は当接位置に位置決めされる。孔３４０はピン３３０を当接位置に位置決めする位置決め部として用いられている。ピン３３０は、孔３４０に嵌合することで本体３２０に固定される。
【００３５】
ピン３３０は、光学部品３１０に応力がかからず、光学部品３１０にちょうど接する当接位置に位置決めされるので、光学部品３１０に歪みが発生しない。従って、光学部品３１０が保持されたとき、光学性能の劣化がほとんど起こらない。
【００３６】
段付き３２４は、当接部３２１が一方の主面３１１側から光学部品３１０に接した状態で、他方の主面３１２側にある光学部品３１０の周縁部が段付き３２４に対して突出するよう、配置されている。孔３４０は段付き３２４から離れた位置に配置されている。ピン３３０を本体３２０の外周面から孔３４０に挿入し、ピン３３０を当接位置に位置させるとき、孔３４０を通って内周面３２３から出てきたピン３３０の先端の位置と、主面３１２側にある光学部品３１０の周縁部の位置とを確認しながらピン３３０を挿入することができる。
【００３７】
本実施の形態の光学部品ホルダは次のような特有の効果を有している。ピン３３０として細いものを用いれば、当接位置にあるピン３３０が光学部品３１０に接触する面積を小さくすることができるので、光学部品３１０の大部分を有効に利用することができる。高い精度で加工された比較的細いピン３３０を入手することは容易である。
【００３８】
本実施の形態の光学部品ホルダの構成には様々な変形が可能である。本実施の形態では、ピン３３０は、孔３４０に嵌合することで本体３２０に固定されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピン３３０は、孔３４０に接着されても良い。
【００３９】
次に、図６及び図７を参照して本発明の第４の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。本実施の形態の光学部品ホルダの構成は、基本的に第２の実施の形態の構成と同じである。本実施の形態において、第２の実施の形態の図２及び図３を参照して説明した構成部材と実質的に同一の構成部材は、第２の実施の形態の対応する構成部材を指示していた参照符号と同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態では、第２の実施の形態と同じ本体２２０が用いられている。本実施の形態で用いられるレンズ４１０にはフランジが設けられていない。円弧状の当接部材４３０はテーパーが設けられたテーパー部４３１を有している。図６は当接部材４３０がスリット２４０に挿入されている途中の状態にある光学部品ホルダの断面図である。図７は当接部材４３０のスリット２４０への挿入が完了した状態にある光学部品ホルダの断面図である。当接部２２１が一方の主面４１１側からレンズ４１０に接する状態で当接部材４３０をスリット２４０に挿入すると、当接部材４３０の端がスリット２４０を囲む面２４３に当接する。このとき、当接部材４３０は、テーパー部４３１が他方の主面４１２側からレンズ４１０にちょうど接する当接位置に位置決めされる。第２の実施の形態と同様に当接位置に位置決めされた当接部材４３０はレンズ４１０に応力をかけない。位置決めされた当接部材４３０はスリットを囲む面２４１に接着される。レンズ４１０と本体２２０の少なくとも一方の形状に誤差があっても、当接部材４３０をスリット２４０に挿入するとテーパー部４３１はレンズ４１０にちょうど接する。
【００４１】
図８及び図９を参照して本発明の第５の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。本実施の形態の構成は、基本的に第３の実施の形態の構成と同じである。本実施の形態において、第３の実施の形態の図４及び図５を参照して説明した構成部材と実質的に同一の構成部材は、第３の実施の形態の対応する構成部材を指示していた参照符号と同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。図８は光学部品ホルダの断面図である。本実施の形態の構成が第３の実施の形態の構成と異なる点は、当接部材として用いられているピンの構成である。光学部品３１０と接するピン５３０の先端部分にはテーパー部５３１が設けられている。
【００４２】
本実施の形態の光学部品ホルダを用いて厚さ０．１ｍｍの平板状の光学部品３１０を保持した例を説明する。図９はピン５３０の寸法を説明するための図である。テーパー部５３１の傾斜θは１５°であり、ピンの直径Ｄは０．５ｍｍである。光学部品３１０を当接部３２１に接触させた状態でピン５３０を孔３４０に挿入するとき、顕微鏡でテーパー部５３１と光学部品３１０の周縁部との位置を確かめながらピン５３０を孔３４０に押し込む。テーパー部５３１と光学部品３１０の周縁部とがちょうど接する当接位置にピン５３０が位置したときに、ピン５３０を押し込むのを止める。これにより、ピン５３０は当接位置に位置決めされる。孔３４０はこれにピン５３０が嵌合するよう形成されているので、ピン５３０を押し込むのを止めると、その場に固定される。ピン５３０を押し込むのを止めた後に、ピン５３０を孔３４０に接着しても良い。このようにして保持された光学部品３１０の透過波面の変化は０．０２λ以下であった。これは、ほとんど歪みを起こすことなく保持がなされたことを意味する。
【００４３】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に従った光学部品ホルダ及び保持方法を用いれば、光学部品に歪みを発生させ光学性能を劣化させる応力を光学部品にかけることなく、光学部品を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光学部品ホルダの断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態における光学部品ホルダの斜視図。
【図３】図２に示された３Ｃ−３Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態における光学部品ホルダの斜視図。
【図５】図４に示された５Ｃ−５Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態において、当接部材がスリットに挿入されている途中の状態にある光学部品ホルダの断面図。
【図７】当接部材のスリットへの挿入が完了した状態にある、図６の光学部品ホルダの断面図。
【図８】本発明の第５の実施の形態における光学部品ホルダの断面図。
【図９】図８の光学部品ホルダに用いられるピンの寸法を説明するための図。
【符号の説明】
１１０ レンズ
１１１ 主面
１１２ 主面
１２０ 本体
１２１ 当接部
１２２ 内周面
１２３ 内周面
１２４ 段付き（位置決め部）
１２５ 中心軸
１２６ 端面
１３０ 当接部材
２１０ レンズ
２１１ 主面
２１３ フランジ
２１４ フランジ２１３の側面
２２０ 本体
２２１ 当接部
２２２ 内周面
２２５ 中心軸
２３０ 当接部材
２４０ スリット（位置決め部）
２４１ スリットの面
２４２ スリットの面
２４３ スリットの面
３１０ 光学部品
３１１ 主面
３１２ 主面
３２０ 本体
３２１ 当接部
３２２ 内周面
３２３ 内周面
３２４ 段付き
３２５ 中心軸
３３０ ピン
３４０ 孔（位置決め部）
４１０ レンズ
４１１ 主面
４１２ 主面
４３０ 当接部材
４３１ テーパー部
５３０ ピン
５３１ テーパー部
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ等の光学部品を保持する光学部品ホルダ及び光学部品の保持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズ等の光学部品を保持するために利用される様々な光学部品ホルダ及び保持方法が提案されている。例えば、特開平９−２８１３７４号公報には、接着剤を用いてレンズを保持する光学部品ホルダ及び保持方法が開示されている。レンズが本体に位置決めされた状態で接着剤が本体の所定部分に塗布される。接着剤が硬化すればレンズが本体に保持される。この公報には板バネの押圧力を利用してレンズを保持するものも開示されている。レンズがこの押圧力により本体に押し当てられることで、レンズは本体に保持される。
【０００３】
また、特開２００１−５１１７６号公報には、熱変形を利用してレンズを保持する光学部品ホルダ及び保持方法が開示されている。レンズは筒状の本体に入れられる。この後、レンズの周縁部を覆うようにリング状の当接部材が本体に入れられる。治具を筒状の本体の中心軸に平行に移動させながら治具を当接部材に押しつける。治具を加熱すると当接部材は熱変形する。この結果、当接部材はレンズの周縁部に圧着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
接着剤を用いた場合、接着剤が硬化すると収縮する。このときレンズに応力がかかる。板バネの押圧力を利用した場合にもレンズに応力がかかる。また、熱変形を利用した場合にも、当接部材がレンズの周縁部に圧着されるので、レンズに応力がかかる。
【０００５】
いずれの場合にも、レンズにかかる応力によりレンズに歪が発生し、光学性能が劣化することが避けられない。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、本発明の目的は、光学部品に歪みを発生させ光学性能を劣化させる応力を光学部品にかけることなく、光学部品を保持する光学部品ホルダ及び光学部品の保持方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係わる光学部品ホルダは、光が通過する、互いに対向する２つの主面をもつ光学部品を保持し、光学部品ホルは、
光学部品を保持する本体と、
光学部品に接する当接部材とを備え、
前記本体には、光学部品に接する当接部と、前記当接部が一方の主面側から光学部品に接した状態で、前記当接部材が他方の主面側から光学部品に接する当接位置に当接部材を位置決めする位置決め部とを設けている。
【０００８】
光学部品に歪みを発生させ光学性能を劣化させる応力を光学部品にかけることなく、光学部品を保持することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係わる光学部品ホルダでは、前記本体には、前記位置決め部としての外部から前記当接位置に通じる孔が設けられており、
前記当接部材は、前記本体の当接部が一方の主面側から光学部品に接した状態で、前記孔に挿入されて当接位置に位置決めされる。
【００１０】
孔を通して当接位置を確認できるので、光学部品の保持状態の検査を簡易的に行うことができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係わる光学部品ホルダでは、前記位置決め部としての孔はスリットである。
【００１２】
本発明の請求項４に係わる光学部品ホルダでは、前記当接部材はピンであって、
このピンは前記位置決め部としての孔に嵌合し、
前記当接部が一方の主面側から光学部品に接し、ピンが孔に嵌合した状態で、ピンは当接位置に位置決めされる。
【００１３】
歪みを抑制するための構成を単純にすることができる。構成が単純であるので、製造が容易である。また、製造コストを低くすることができる。
【００１４】
本発明の請求項５に係わる光学部品ホルダでは、前記当接部材の光学部品に接する部分にはテーパーが設けられている。
【００１５】
当接部が光学部品に接した状態で当接部材の位置を調節しながら当接部材を孔に挿入すれば、本体と光学部品の少なくとも一方の形状に誤差があっても、テーパーが設けられた部分を光学部品にちょうど接触させることができる。
【００１６】
本発明の請求項６に係わる光学部品ホルダでは、前記当接位置に位置決めされた前記当接部材は、光学部品の３箇所に接する。
【００１７】
当接位置にあるピンが光学部品に接触する面積を小さくすることができるので、光学部品３１０の大部分を有効に利用することができる。
【００１８】
本発明の請求項７に係わる光学部品の保持方法は、光が通過する、互いに対向する２つの主面をもつ光学部品を保持し、保持方法は、
光学部品を本体で保持しながら該光学部品の一方の主面側を本体に接触させる工程と、
他方の主面側から光学部品に接する当接位置に当接部材を位置決めする工程と
を備えている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図９を参照して、本発明の実施の形態に係わる光学部品ホルダ及び保持方法を説明する。先ず、図１を参照して本発明の第１の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。図１は光学部品ホルダの断面図である。光学部品ホルダは光学部品を保持する筒状の本体１２０と円環状の当接部材１３０とを有している。図１には本体１２０と当接部材１３０の縦断面が示されている。光学部品として、互いに対向する２つの主面１１１，１１２を有している円板状のレンズ１１０が用いられている。光は主面１１１，１１２を通過する。
【００２０】
筒状の本体１２０の一端には内周面側から本体１２０の内側に向かって突出したフランジ状の当接部１２１が設けられている。レンズ１１０が本体１２０に入れられると、当接部１２１は一方の主面１１１側からレンズ１１０に接する。このとき、レンズ１１０は本体１２０に対してレンズ１１０の光軸方向に位置決めされる。当接部１２１の内径はレンズ１１０の有効径よりも大きい。当接部１２１が主面１１１側から接するときにレンズ１１０の周縁部は本体１２０の内周面１２２により囲まれる。内周面１２２の径はレンズ１１０の外径よりもやや大きい。これにより、レンズ１１０が本体１２０に入れられたときに、レンズ１１０は光軸と直交する方向に位置決めされる。このとき、レンズ１１０の光軸は内周面１２２の中心軸１２５とほぼ一致する。内周面１２２は筒状の本体１２０の他端側にある内周面１２３と段付き１２４を介して連続している。内周面１２３の径は内周面１２２の径よりも大きい。内周面１２３の中心軸は内周面１２２の中心軸１２５に一致している。
【００２１】
円環状の当接部材１３０の外径は、当接部材１３０を内周面１２３に囲まれた空間に挿入できるよう、内周面１２３の径よりもやや小さい。当接部材１３０が内周面１２３に挿入されると、当接部材１３０は段付き１２４に接する。当接部１２１が主面１１１側からレンズ１１０に接した状態で当接部材１３０を段付き１２４に接触させると、当接部材１３０は、当接部材１３０が主面１１２側からレンズ１１０にちょうど接する当接位置に位置決めされる。段付き１２４は当接部材３が当接位置に位置決めされるよう高精度に成形されている。段付き１２４は位置決め部として用いられている。当接部材１３０の内径はレンズ１１０の有効径よりも大きく、内周面１２２の径よりも小さい。
【００２２】
当接位置に位置決めされた当接部材１３０は本体１２０に接着剤を用いて接着される。接着剤が硬化後に収縮しても、当接部材１３０は段付き１２４により位置決めされているので、レンズ１１０に応力がかかることがない。従って、レンズ１１０に歪が発生しないので、レンズ１１０の光学性能を劣化させることなくレンズ１１０を保持することができる。
【００２３】
本実施の形態ではレンズ１１０を保持するときに本体の内周面１２３側からレンズ１１０と当接部材１３０を組み付ける。このような組み付けは極めて容易に行うことができるので、本実施の形態の光学部品ホルダは、適切な組み付け装置を用いて行われる自動組み付けに適している。
【００２４】
本実施の形態の光学部品ホルダを利用してレンズ１１０を保持する保持方法を説明する。先ず、本体１２０を用意し、レンズ１１０を本体１２０で保持しながらレンズ１１０の主面１１１側を本体１２０に接触させる。このとき、レンズ１１０は本体１２０に入れられ、当接部１２１に接する。次に、当接部材１３０を用意し、当接部材１３０が主面１１２側からレンズ１１０に接する当接位置に当接部材１３０を位置決めする。位置決めは、当接部材１３０が段付き１２４に接することによりなされる。
【００２５】
本実施の形態の光学部品ホルダの構成には様々な変形が可能である。当接部１２１がレンズ１１０に面で接するよう、レンズ１１０と接する当接部１２１の部分に面取りを施しても良い。当接部１２１がレンズ１１０にフィットするよう面取りを施しても良い。同様に、当接部材１３０の、レンズ１１０と接する部分に面取りを施しても良い。また、当接部材１３０はレンズ１１０の３箇所以上に接する形状に成形されていても良い。
【００２６】
位置決め部として段付き１２４の代わりに本体１２０の端面１２６を用いても良い。この場合、当接部材１３０が本体１２０に挿入されたときに外側に向く当接部材１３０の部分には、当接部材１３０の外径よりも大きな外径をもつフランジが設けられる。当接部材１３０が本体１２０に挿入されると、このフランジが本体１２０の端面１２６に接する。このとき、当接部材１３０は当接位置に位置決めされる。
【００２７】
本実施の形態では当接部材１３０は本体１２０に接着剤を用いて接着されるが、当接部材１３０は本体１２０にネジなどを用いて締結しても良い。また、本実施の形態では光学部品としてレンズが用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施の形態では本体１２０の形状は円筒形であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
次に、図２及び図３を参照して本発明の第２の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。図２は光学部品ホルダの斜視図であり、図３は図２に示された３Ｃ−３Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図である。筒状の本体２２０の一端には、第１の実施の形態の光学部品ホルダと同様のフランジ状の当接部２２１が設けられている。当接部２２１が一方の主面２１１側からレンズ２１０に接すると、レンズ２１０はレンズ２１０の光軸方向に位置決めされる。レンズ２１０の周縁にはフランジ２１３が設けられている。本体２２０の内周面２２２の径はフランジ２１３の外径よりもやや大きい。レンズ２１０が本体２２０に入れられると、レンズ２１０の光軸が内周面２２２の中心軸２２５に一致する。
【００２９】
本体２２０の側面には孔が設けられている。この孔は互いに対向する２つのスリット２４０である。スリット２４０は中心軸２２５に直交するよう延びている。２つのスリット２４０には、当接部２２１がレンズ２１０に接した状態で、円弧状の２つの当接部材２３０がそれぞれ挿入される。挿入された当接部材２３０は、レンズ２１０にちょうど接する当接位置に位置決めされる。スリット２４０は、スリット２４０が外部から当接位置に通じるよう、配置されている。スリット２４０により囲まれている空間は互いに対向する２つの面２４１，２４２により挟まれている。当接部材２３０が挿入されると、当接部材２３０は、一方の面２４１と、レンズ２１０の他方の主面２１２側にあるフランジ２１３の側面２１４との間に挟まれる。当接部材２３０の厚さは、当接部材２３０が挟まれたときに、当接部材２３０がレンズ２１０に応力をかけずにフランジ２１３に接するよう設定されている。即ち、当接部材２３０の厚さは、面２４１とフランジ２１３の側面２１４との間の中心軸２２５方向の距離にほぼ等しい。面２４１とフランジ２１３の側面２１４との間に挟まれることで、当接部材２３０は中心軸２２５方向に位置決めされる。２つのスリット２４０の両端には、面２４１，２４２間で延びている４つの面２４３が形成されている。当接部材２３０をスリット２４０に挿入すると、当接部材２３０のそれぞれの端が面２４３に当接する。これにより、当接部材２３０は中心軸２２５に直交する方向に位置決めされる。このとき、当接部材２３０は当接位置に位置決めされる。当接位置に位置決めされた当接部材２３０は面２４１に接着される。面２４１と面２４３を備えたスリット２４０、即ち本体２２０の側面に設けられた孔は位置決め部として用いられている。
【００３０】
当接部材２３０は、当接部材２３０がスリット２４０に挿入されたときに、ちょうどレンズ２１０のフランジ２１３に接するよう、高精度に加工されている。このため、当接部材２３０が挿入されたときにレンズ２１０に応力がかからないので、レンズ２１０に歪みが発生しない。従って、光学部品ホルダに保持されたレンズ２１０の光学性能は劣化しない。
【００３１】
本実施の形態の光学部品ホルダは次のような特有の効果を有している。面２４１とフランジ２１３の側面２１４との間の距離は、スリット２４０を通して容易に確認できる。従って、この距離を極めて精度良く測定できる。精度良く測定されたこの距離に基づいて当接部材２３０の厚さを設定すれば、レンズ２１０の光学性能の劣化をほぼ抑えることができる。また、スリット２４０を通して当接部材２３０とレンズ２１０の位置を容易に確認できるので、レンズ２１０の保持状態の検査を簡易的に行うことができる。
【００３２】
本実施の形態の光学部品ホルダの構成には様々な変形が可能である。本実施の形態では当接部材２３０が挿入される孔として、２つのスリット２４０が用いられているが、本発明はこれに限定されない。スリットは１つ設けられていても良いし、３以上設けられていても良い。また、孔の形状はスリット状とは異なる別の形状であっても良い。また、本実施の形態では当接部材２３０の形状は円弧上であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、板状であっても良いし、棒状であっても良い。当接部材２３０の形状が棒状の場合、例えば棒の先端が孔に挿入される。本実施の形態では２つの当接部材２３０が用いられているが、１つだけ用いられても良いし、３以上用いられても良い。また、本実施の形態では光学部品としてレンズ２１０が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３３】
次に、図４及び図５を参照して本発明の第３の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。図４は光学部品ホルダの斜視図である。図５は図４に示された５Ｃ−５Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図である。光学部品３１０として、対向する２つの主面３１１，３１２をもつ円板状のレンズやフィルタが用いられる。筒状の本体３２０の一端には第１の実施の形態の光学部品ホルダと同様のフランジ状の当接部３２１が設けられている。当接部３２１が光学部品３１０の一方の主面１１１側から光学部品３１０に接するとき、光学部品３１０の周縁部は、光学部品３１０の外径よりもやや大きい径をもつ内周面３２２により囲まれる。内周面３２２は、第１の実施の形態の光学部品ホルダと同様に、筒状の本体３２０の他端にある内周面３２３と段付き３２４を介して連続している。内周面３２３の径は内周面３２２の径よりも大きい。内周面３２２の中心軸３２５は内周面３２３の中心軸と一致している。
【００３４】
内周面３２３には内周面３２３から本体の外周面通じる３つの孔３４０が設けられている。３つの孔３４０は内周面３２３の内周を３等分するよう配置されている。３つの孔３４０には当接部材として用いられている３つのピン３３０がそれぞれ嵌合する。当接部３２１が一方の主面３１１側から光学部品３１０に接した状態で、ピン３３０は孔３４０に挿入される。挿入されたピン３３０は他方の主面３１２側から光学部品３１０にちょうど接する当接位置に位置される。孔３４０は外部から当接位置に通じている。ピン３３０が孔３４０に挿入されて嵌合した状態で、ピン３３０は当接位置に位置決めされる。孔３４０はピン３３０を当接位置に位置決めする位置決め部として用いられている。ピン３３０は、孔３４０に嵌合することで本体３２０に固定される。
【００３５】
ピン３３０は、光学部品３１０に応力がかからず、光学部品３１０にちょうど接する当接位置に位置決めされるので、光学部品３１０に歪みが発生しない。従って、光学部品３１０が保持されたとき、光学性能の劣化がほとんど起こらない。
【００３６】
段付き３２４は、当接部３２１が一方の主面３１１側から光学部品３１０に接した状態で、他方の主面３１２側にある光学部品３１０の周縁部が段付き３２４に対して突出するよう、配置されている。孔３４０は段付き３２４から離れた位置に配置されている。ピン３３０を本体３２０の外周面から孔３４０に挿入し、ピン３３０を当接位置に位置させるとき、孔３４０を通って内周面３２３から出てきたピン３３０の先端の位置と、主面３１２側にある光学部品３１０の周縁部の位置とを確認しながらピン３３０を挿入することができる。
【００３７】
本実施の形態の光学部品ホルダは次のような特有の効果を有している。ピン３３０として細いものを用いれば、当接位置にあるピン３３０が光学部品３１０に接触する面積を小さくすることができるので、光学部品３１０の大部分を有効に利用することができる。高い精度で加工された比較的細いピン３３０を入手することは容易である。
【００３８】
本実施の形態の光学部品ホルダの構成には様々な変形が可能である。本実施の形態では、ピン３３０は、孔３４０に嵌合することで本体３２０に固定されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、ピン３３０は、孔３４０に接着されても良い。
【００３９】
次に、図６及び図７を参照して本発明の第４の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。本実施の形態の光学部品ホルダの構成は、基本的に第２の実施の形態の構成と同じである。本実施の形態において、第２の実施の形態の図２及び図３を参照して説明した構成部材と実質的に同一の構成部材は、第２の実施の形態の対応する構成部材を指示していた参照符号と同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態では、第２の実施の形態と同じ本体２２０が用いられている。本実施の形態で用いられるレンズ４１０にはフランジが設けられていない。円弧状の当接部材４３０はテーパーが設けられたテーパー部４３１を有している。図６は当接部材４３０がスリット２４０に挿入されている途中の状態にある光学部品ホルダの断面図である。図７は当接部材４３０のスリット２４０への挿入が完了した状態にある光学部品ホルダの断面図である。当接部２２１が一方の主面４１１側からレンズ４１０に接する状態で当接部材４３０をスリット２４０に挿入すると、当接部材４３０の端がスリット２４０を囲む面２４３に当接する。このとき、当接部材４３０は、テーパー部４３１が他方の主面４１２側からレンズ４１０にちょうど接する当接位置に位置決めされる。第２の実施の形態と同様に当接位置に位置決めされた当接部材４３０はレンズ４１０に応力をかけない。位置決めされた当接部材４３０はスリットを囲む面２４１に接着される。レンズ４１０と本体２２０の少なくとも一方の形状に誤差があっても、当接部材４３０をスリット２４０に挿入するとテーパー部４３１はレンズ４１０にちょうど接する。
【００４１】
図８及び図９を参照して本発明の第５の実施の形態の光学部品ホルダを説明する。本実施の形態の構成は、基本的に第３の実施の形態の構成と同じである。本実施の形態において、第３の実施の形態の図４及び図５を参照して説明した構成部材と実質的に同一の構成部材は、第３の実施の形態の対応する構成部材を指示していた参照符号と同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。図８は光学部品ホルダの断面図である。本実施の形態の構成が第３の実施の形態の構成と異なる点は、当接部材として用いられているピンの構成である。光学部品３１０と接するピン５３０の先端部分にはテーパー部５３１が設けられている。
【００４２】
本実施の形態の光学部品ホルダを用いて厚さ０．１ｍｍの平板状の光学部品３１０を保持した例を説明する。図９はピン５３０の寸法を説明するための図である。テーパー部５３１の傾斜θは１５°であり、ピンの直径Ｄは０．５ｍｍである。光学部品３１０を当接部３２１に接触させた状態でピン５３０を孔３４０に挿入するとき、顕微鏡でテーパー部５３１と光学部品３１０の周縁部との位置を確かめながらピン５３０を孔３４０に押し込む。テーパー部５３１と光学部品３１０の周縁部とがちょうど接する当接位置にピン５３０が位置したときに、ピン５３０を押し込むのを止める。これにより、ピン５３０は当接位置に位置決めされる。孔３４０はこれにピン５３０が嵌合するよう形成されているので、ピン５３０を押し込むのを止めると、その場に固定される。ピン５３０を押し込むのを止めた後に、ピン５３０を孔３４０に接着しても良い。このようにして保持された光学部品３１０の透過波面の変化は０．０２λ以下であった。これは、ほとんど歪みを起こすことなく保持がなされたことを意味する。
【００４３】
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に従った光学部品ホルダ及び保持方法を用いれば、光学部品に歪みを発生させ光学性能を劣化させる応力を光学部品にかけることなく、光学部品を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光学部品ホルダの断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態における光学部品ホルダの斜視図。
【図３】図２に示された３Ｃ−３Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態における光学部品ホルダの斜視図。
【図５】図４に示された５Ｃ−５Ｃ断面図に沿って切断された光学部品ホルダの断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態において、当接部材がスリットに挿入されている途中の状態にある光学部品ホルダの断面図。
【図７】当接部材のスリットへの挿入が完了した状態にある、図６の光学部品ホルダの断面図。
【図８】本発明の第５の実施の形態における光学部品ホルダの断面図。
【図９】図８の光学部品ホルダに用いられるピンの寸法を説明するための図。
【符号の説明】
１１０ レンズ
１１１ 主面
１１２ 主面
１２０ 本体
１２１ 当接部
１２２ 内周面
１２３ 内周面
１２４ 段付き（位置決め部）
１２５ 中心軸
１２６ 端面
１３０ 当接部材
２１０ レンズ
２１１ 主面
２１３ フランジ
２１４ フランジ２１３の側面
２２０ 本体
２２１ 当接部
２２２ 内周面
２２５ 中心軸
２３０ 当接部材
２４０ スリット（位置決め部）
２４１ スリットの面
２４２ スリットの面
２４３ スリットの面
３１０ 光学部品
３１１ 主面
３１２ 主面
３２０ 本体
３２１ 当接部
３２２ 内周面
３２３ 内周面
３２４ 段付き
３２５ 中心軸
３３０ ピン
３４０ 孔（位置決め部）
４１０ レンズ
４１１ 主面
４１２ 主面
４３０ 当接部材
４３１ テーパー部
５３０ ピン
５３１ テーパー部
Claims (7)
- 光が通過する、互いに対向する２つの主面をもつ光学部品を保持する光学部品ホルダであって、
光学部品を保持する本体と、
光学部品に接する当接部材とを備え、
前記本体には、光学部品に接する当接部と、前記当接部が一方の主面側から光学部品に接した状態で、前記当接部材が他方の主面側から光学部品に接する当接位置に当接部材を位置決めする位置決め部とを設けていることを特徴とする光学部品ホルダ。 - 前記本体には、前記位置決め部としての外部から前記当接位置に通じる孔が設けられており、
前記当接部材は、前記本体の当接部が一方の主面側から光学部品に接した状態で、前記孔に挿入されて当接位置に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の光学部品ホルダ。 - 前記位置決め部としての孔はスリットであることを特徴とする請求項２に記載の光学部品ホルダ。
- 前記当接部材はピンであって、
このピンは前記位置決め部としての孔に嵌合し、
前記当接部が一方の主面側から光学部品に接し、ピンが孔に嵌合した状態で、ピンは当接位置に位置決めされることを特徴とする請求項２に記載の光学部品ホルダ。 - 前記当接部材の光学部品に接する部分にはテーパーが設けられていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の光学部品ホルダ。
- 前記当接位置に位置決めされた前記当接部材は、光学部品の３箇所に接することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の光学部品ホルダ。
- 光が通過する、互いに対向する２つの主面をもつ光学部品を保持する保持方法であって、
光学部品を本体で保持しながら該光学部品の一方の主面側を本体に接触させる工程と、
他方の主面側から光学部品に接する当接位置に当接部材を位置決めする工程と
を備えていることを特徴とする光学部品の保持方法。
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