JP2002244005A - 光学素子支持機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学素子の良好な位置決めを課題とする。 【解決手段】 基準面に対して照射光が入射する入射部
１２ａを備える光学素子１２を支持する光学素子支持機
構１０であって、基部６０と、この基部６０上で光学素
子１２を支持する支持部２０と、基部６０に装備され，
光学素子１２の基準面に対してほぼ平行な平面上で交差
する少なくとも二方向に沿って光学素子１２の移動調節
を行う調節部２０，３０とを備え、支持部２０は、基準
面にほぼ平行な所定平面内をその自由端部が揺動自在の
弾性構造体２２を有すると共に当該弾性構造体２２によ
りその自由端部にて光学素子１２を支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子支持機構
に係り、特にピンホール、ファイバ等の光学素子の位置
決めを行う光学素子支持機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学素子支持機構としてピンホー
ル支持機構１００を図７，８に示す。図７はピンホール
支持機構１００の正面方向の断面図であり、図８は図７
のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【０００３】このピンホール支持機構１００は、対物レ
ンズ１０１ａを備えたレンズホルダ１０１及びピンホー
ル１０２ａが形成されたピンホール部材１０２を支持す
ることにより、いわゆるスペイシャルフィルタを構成す
る。即ち、入射するレーザ光を対物レンズ１０１ａで集
光し、その焦点位置に位置決めしたピンホール１０２ａ
を通過させることでレーザ光に対する外乱光の影響を低
減する。

【０００４】このピンホール支持機構１００は、基部１
０３と、この基部１０３上でピンホール部材１０２を支
持する支持部１４０と、ピンホール１０２ａの中心線に
対して垂直な平面上で直交する二方向の各々に沿ってピ
ンホール部材１０２の移動調節を行う第一及び第二の調
節部１１０，１２０と、ピンホール１０２ａの中心線に
沿ってピンホール部材１０２の移動調節を行う第三の調
節部１３０と、対物レンズを保持するレンズ保持部１０
４とを備えている。

【０００５】上記レンズ保持部１０４はレンズホルダ１
０１の円筒部を締結して保持を行い、基部１０３に対し
て対物レンズ１０１ａの光軸は一定方向に固定される。

【０００６】一方、支持部１４０は、ピンホール部材１
０２の外周に形成された雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が
内側に形成されたスライドリング１４１と、このスライ
ドリング１４１をその中心線方向に沿って滑動自在に支
持する移動リング１４２と、支持状態にあるピンホール
部材１０２のピンホール１０２ａの中心線に垂直な所定
平面内を移動リング１４２を滑動自在に支持する支持枠
体１４３とを備えている。

【０００７】上記スライドリング１４１は円筒状であ
り、その雌ネジ部にてピンホール部材１０２を保持する
とピンホール１０２ａの中心線とスライドリング１４１
の中心線とが一致するように設定されている。またスラ
イドリング１４１の外周面はその中心線方向に沿って外
径が均一に設定されている。

【０００８】移動リング１４２はスライドリング１４１
を支持する円筒部１４２ａと当該円筒部１４２ａの一端
部に設けられた鍔状部１４２ｂとを備えている。円筒部
１４２ａは一端部から他端部まで均一な内径で貫通して
おり、スライドリング１４１を挿入し且つ滑動可能な内
径に設定されている。

【０００９】鍔状部１４２ｂは円筒部１４２ａの半径方
向にフランジ状に突出形成されており、円筒部１４２ａ
の中心線方向に沿った厚さが均等に設定されている。従
って、鍔状部１４２ｂは全体的にピンホール１０２ａの
中心線に垂直な平面に沿った平板状となっている。支持
枠体１４３は、基部１０３と一体的に形成されており、
鍔状部１４２ｂにて移動リング１４２を支持している。

【００１０】支持枠体１４３は鍔状部１４２ｂをその一
平面と他平面とにそれぞれ摺接した状態で支持してい
る。従って、ピンホール部材１０２のピンホール１０２
ａは、鍔状部１４２ｂの各平面とこれらに個別に摺接す
る支持枠体１４３の各内面との滑動により、ピンホール
１０２ａの中心線に垂直な平面上を移動することが可能
となっている。

【００１１】なお、レンズ保持部１０４に保持されたレ
ンズホルダ１０１の対物レンズ１０１ａの光軸と支持部
１４０に支持されたピンホール部材１０２のピンホール
１０２ａの中心線とが平行となり且つおおよそ一致する
ようにレンズ保持部１０４と支持部１４０とは基部１０
３に形成されている。

【００１２】次に、第一の調節部１１０と第二の調節部
１２０とについて説明する。これら調節部１１０，１２
０はいずれも支持枠体１４３に装備されている。即ち、
各調節部１１０，１２０は、移動リング１４２の鍔状部
１４２ｂの周縁部の所定の各位置に対して筒状部１４２
ａの半径方向外側から当接する調節ネジ１１１，１２１
と、鍔状部１４２ｂを挟んで各調節ネジ１１１，１２１
の反対側から押圧する押圧部材１１２，１２２と、各押
圧部材１１２，１２２に押圧力を付勢する押圧バネ１１
３，１２３とを備えている。第一の調節部１１０と第二
の調節部１２０とは、各々の調節ネジ１１１，１２１の
移動方向がピンホール１０２ａの中心線に垂直な平面上
において互いに直交する直線にそれぞれ沿うように支持
枠体１４３に取り付けられている。従って、各調節ネジ
１１１，１２１の操作により移動リング１４２，スライ
ドリング１４１を介してピンホール１０２ａを各調節ネ
ジ１１１，１２１の移動方向に移動調節することができ
る。

【００１３】第三の調節部１３０は、スライドリング１
４１の外周面上に半径方向外側に向かって突設されたス
ライドピン１３１と、支持枠体１４３の上部においてピ
ンホール１０２ａの中心線方向に移動自在に装備される
と共にその先端部がスライドピン１３１と当接した調節
ネジ１３２と、スライドピン１３１を挟んで調節ネジの
反対側からスライドピン１３１を押圧する押圧部材１３
３と、押圧部材１３３に押圧力を付勢する押圧バネ１３
４を備えている。上記スライドピン１３１は移動リング
１４２の鍔状部１４２ｂに貫通して設けられた長穴状の
ガイド穴１４２ｃに遊挿されており、かかるガイド穴１
４３ｃの長さの範囲内で移動リング１４２に対するスラ
イドリング１４１の滑動を自在とする。そして、調節ネ
ジ１３１の操作によりスライドピン１３１及びスライド
リング１４１を介してピンホール１０２ａをその中心線
方向に移動調節することができる。

【００１４】上記構成により、ピンホール支持機構１０
０では、対物レンズ１０１ａの光軸とピンホール１０２
ａの中心線とにズレが生じている場合には、第一及び第
二のの調節部１１０，１２０の各調節ネジ１１１，１２
１を操作してそれらを同軸上に一致させ、またピンホー
ル１０２ａが対物レンズ１０１ａの焦点位置からずれて
いる場合には、第三の調節部１３０の調節ネジ１３２を
操作して焦点位置に位置決めする。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には以下のような不都合があった。即ち、上述した
ように、ピンホール部材１０２は、スライドリング１４
１及び移動リング１４２を介して基部１０３に支持され
ている状態にある。そして、移動リング１４２は、その
鍔状部１４２ｂの両側各面と支持枠体１４３の対向する
二つの内壁面とがそれぞれ摺接し、これら各面が滑動す
ることにより、ピンホール１０２ａの中心線に対する垂
直面上における位置決めを行うので、これら各面の加工
精度及び組立精度（例えば支持枠体１４３が複数の部材
から組み立てられている場合）の影響を受けやすく、例
えば隙間が生じている場合には移動リング１４２にガタ
つきが発生し、ピンホール１０２ａを正確に位置決めす
ることが困難となるという不都合が生じていた。

【００１６】また、加工精度及び組立精度を高くする
と、ピンホール支持機構１００の生産コストの上昇や生
産性の低下を招くと共に、隙間がなくなることで移動リ
ング１４２の円滑な移動が妨げられる恐れがあった。

【００１７】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、光学素子の入射部を精度良くまた円滑
に位置決めすることを可能とし、生産性の高い光学素子
支持機構を提供することを、その目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明は、基準面に対して照射光
が入射する入射部を備える光学素子を支持する光学素子
支持機構であって、基部と、この基部上で光学素子を支
持する支持部と、基部に装備され，光学素子の基準面に
対してほぼ平行な平面上で交差する少なくとも二方向に
沿って光学素子の移動調節を行う調節部とを備えてい
る。そして、支持部は、基準面にほぼ平行な所定平面内
をその自由端部が揺動自在の弾性構造体を有すると共に
当該弾性構造体によりその自由端部にて光学素子を支持
する、という構成を採っている。

【００１９】なお、ここで、光学素子の基準面とは、照
射光の入射する入射部が形成された平面又は入射部自体
が備える平面を示すものとする。例えば、光学素子たる
ピンホール部材であれば、平板を貫通して設けられたピ
ンホールが入射部であり、その平板の平板面が基準面と
なる。また、その他の例としては、光学素子たる光ファ
イバであれば、ファイバの端面が基準面であり且つ入射
部でもある。

【００２０】上記構成では、照射光が光学素子の入射部
に入射するように位置決めが行われる。まず、基部の配
置により支持部の弾性構造体の自由端部に支持された光
学素子を照射光の照射位置に粗位置決めし、しかる後に
調節部にて精密に位置決めする。このとき、光学素子は
弾性構造体のみにより支持されており他の部材とも摺接
していないので、調節部から外力を受けると光学素子は
弾性体の自由端の揺動領域に沿って忠実に移動し、部材
同士の表面荒さや加工精度の影響は生じない。

【００２１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明と同様の構成を備えると共に、弾性構造体は、基準
面に対してほぼ平行な所定平面上の一の直線方向に沿っ
てその自由端が揺動する第一の弾性体と、この所定平面
上で一の直線と交差する他の直線方向に沿ってその自由
端が揺動する第二の弾性体とを組み合わせてなる、とい
う構成を採っている。

【００２２】かかる構成では、第一の弾性体が基準面に
ほぼ平行な平面上における一の直線方向に沿って撓み、
第二の弾性体が同じ平面上の他の直線方向に沿って撓む
ので、これらの協動により光学素子をその平面に沿って
自在に移動し位置決めが可能となる。

【００２３】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明と同様の構成を備えると共に、第一の弾性体の自由
端部と第二の弾性体の基端部とを、第二の弾性体の自由
端部が第一の弾性体の基端部側に折り返した状態で連結
した、という構成を採っている。

【００２４】かかる構成では、第一の弾性体が一方向に
延設されてその自由端部から第二の弾性体が折り返した
状態で第一の弾性体の基端部側に延設されるので、各弾
性体の合計長さ分のスペースは不要となり、いずれか長
い方の弾性体の長さ分のスペースしか必要とならない。

【００２５】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の発明と同様の構成を備えると共に、支持部は、少
なくとも二つの第一の弾性体と、少なくとも二つの第二
の弾性体とを有する、という構成を採っている。

【００２６】かかる構成では、少なくとも二以上の第一
の弾性体を備えていることから当該第一の弾性体の自由
端部の揺動方向について光学素子が移動する場合には、
当該光学素子はその基準面の傾きが変わることなく平行
移動を行い、また、第二の弾性体の自由端部の揺動方向
について光学素子が移動する場合にも同様となる。即
ち、各弾性体の延設方向長さを移動調節時における揺動
方向変化量（長さ）よりも充分大きく設定しなくとも、
光学素子の移動調節時において、その基準面の傾き変化
が防止される。

【００２７】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明の構成に加えて、各第一の弾性体のバネ定数をほぼ
等しく設定すると共に各第二の弾性体のバネ定数をほぼ
等しく設定する、という構成を採っている。かかる構成
では、複数の第一の弾性体のバネ定数がいずれも等しい
ので、第一の弾性体の撓み方向に光学素子を移動する場
合に各第一の弾性体ごとに均一な変位を生じ、光学素子
の移動調節時における基準面の傾き変化の発生をより低
減することができる。また、各第二の弾性体についても
同様である。

【００２８】請求項６記載の発明では、請求項４記載の
発明と同様の構成を備えると共に、複数の第一の弾性体
と複数の第二の弾性体を基準面にほぼ垂直に配設し、弾
性構造体は各第一の弾性体の自由端部と各第二の弾性体
の基端部とを連結する中間部材を備えている。

【００２９】そして、この中間部材が、基準面とほぼ平
行な面上に形成される円周上の互いに直交する二つの直
径方向の内の一方の直径における一端部に相当する位置
で複数の内の半分の各第一の弾性体の自由端部を保持す
ると共に、一方の直径における他端部に相当する位置で
複数の内の残る半分の各第一の弾性体の自由端部を保持
している。

【００３０】さらに、中間部材が、互いに直交する二つ
の直径方向の内の他方の直径における一端部に相当する
位置で複数の内の半分の各第二の弾性体の基端部を保持
すると共に、他方の直径における他端部に相当する位置
で複数の内の残る半分の各第二の弾性体の基端部を保持
する、という構成を採っている。

【００３１】なお、各弾性体を基準面にほぼ垂直に配設
する、とは各弾性体の基端部から自由端部に向かう方向
が基準面にほぼ垂直となる状態で配設することを意味す
るものとする。

【００３２】上記請求項６記載の発明では、基準面とほ
ぼ平行な面上に形成される円周上において一の直径の両
端部となる各位置に二分して配置された複数の第一の弾
性体と、一の直径と直交する他の直径の両端部となる各
位置に二分して配置された複数の第二の弾性体とにより
光学素子が支持されているので、基準面から垂直方向か
ら見て、光学素子はその周囲の四方から各弾性体の反力
を受けることとなる。

【００３３】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
発明の構成に加えて、各第一の弾性体と各第二の弾性体
の全てのバネ定数をほぼ等しく設定する、という構成を
採っている。従って、かかる構成では、光学素子はその
四方から均等な反力を受けるので、光学素子がその自然
位置から基準面に沿ったいずれの方向に移動しても、方
向によって反力の発生のし方が異なるような偏りを生じ
ることがなく、光学素子の距離変位にのみ応じた反力を
各弾性体から受けることとなる。従って、調節部による
光学素子の位置調節を行うに際していずれの方向に光学
素子を移動調節する場合であっても良好に位置決めが行
われる。

【００３４】請求項８記載の発明では、請求項２，３，
４，５，６又は７記載の発明と同様の構成を備えると共
に、第一の弾性体及び第二の弾性体をいずれも板バネと
する、という構成を採っている。従って、板バネたる各
弾性体はその自由端部において、揺動させようとする方
向に対して板面が垂直となるように配設される。

【００３５】本発明は、上述した各構成によって前述し
た目的を達成しようとするものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】［全体概要］本発明の実施形態で
ある光学素子支持機構としてのピンホール支持機構１０
を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態で
あるピンホール支持機構１０の正面図であり、図２はピ
ンホール支持機構１０を正面方向から見た後述するレー
ザ光の照射方向に沿った断面図であり、図３は図１にお
けるＹ−Ｙ線に沿った断面図であり、図４は平面方向か
ら見たレーザ光の照射方向に沿った断面図である。

【００３７】このピンホール支持機構１０は、対物レン
ズ１１ａを備えたレンズホルダ１１及び光学素子として
のピンホール１２ａが形成されたピンホール部材１２を
支持することにより、いわゆるスペイシャルフィルタを
構成する。即ち、保持状態にあるレンズホルダ１１に対
して入射するレーザ光を対物レンズ１１ａで集光し、そ
の焦点位置においてピンホール１２ａを通過させること
でレーザ光に対する外乱光の影響を低減することを目的
に使用される。かかる使用時おいては、レンズホルダ１
１を介して保持された対物レンズ１１ａの光軸にレーザ
光の照射軌跡が一致するように照射される。また、この
ピンホール支持機構１０は対物レンズ１１ａの光軸とピ
ンホール１２ａの中心線Ｃとが平行となるようにレンズ
ホルダ１１及びピンホール部材１２を保持し、さらに、
これら光軸及び中心線Ｃが一致するように調節を行う機
能を備えている。

【００３８】なお、このピンホール部材１２は平板に垂
直に貫通して設けられた入射部としてのピンホール１１
ａを備えている。そして、ピンホール部材１２の基準面
とはピンホール１１ａが設けられた平板のレーザ光が入
射する側の平板面をいうものとする。また、ピンホール
１２ａの中心線Ｃとはピンホール１２ａの中心を通過し
基準面と垂直な方向の線をいう。

【００３９】このピンホール支持機構１０は、ピンホー
ル部材１２を支持する支持部２０と、支持されたピンホ
ール部材１２の基準面にほぼ平行な平面上で直交する二
方向の各々に沿って当該ピンホール部材１２の移動調節
を行う第一及び第二の調節部３０，４０と、ピンホール
部材１２の基準面にほぼ垂直に当該ピンホール部材１２
の移動調節を行う第三の調節部５０と、対物レンズ１１
ａを保持するレンズ保持部１４と、上記各構成を保持す
る基部６０とを備えている。以下、各部を詳説する。

【００４０】［基部］基部６０は、レンズホルダ１１を
保持する円筒状の基部本体６１と、支持部２０を保持す
る可動枠体６２と、対物レンズ１１ａの光軸方向に沿っ
て基部本体６１に対する可動枠体６２の往動を自在とし
て支持する二本の支持アーム６３と、を備えている。符
号６４は、基部本体６１の下部に装備されたピンホール
支持機構１０の外部固定用の棒状体である（図１，
２）。

【００４１】基部本体６１の一端部には、その円筒形状
の中心線と対物レンズ１１ａの光軸とが一致するように
レンズホルダ１１を保持する保持穴６１ａが形成されて
いる（図３）。符号６１ｂはレンズホルダ１１を固定す
る止めネジである。また、基部本体６１の他端部は広く
開口し、可動枠体６２の一端部が滑動自在に挿入されて
いる（図１）。

【００４２】可動枠体６２は、その一端部が基部本体６
１の開口部に挿入可能な円筒状を呈し、他端部には後述
する支持部２０の揺動部材２１を外部から臨む円形の貫
通穴６２ａが形成されている。かかる貫通穴６２ａを介
してピンホール部材１２が可動枠体６２の外部から揺動
部材２１に装着される。なお、貫通穴６２ａはピンホー
ル部材１２よりも大径に設定されており、ピンホール部
材１２はかかる貫通穴６２ａに遊挿された状態である程
度揺動することが可能となっている（図１，２）。

【００４３】各支持アーム６３は、基部本体６１の両側
面にそれぞれ配置されており、その一端部が可動枠体６
２に固定されている（図４）。また、各支持アーム６３
はその中間部でスライダ６５を介して基部本体６１と連
結されている。各スライダ６５は、基部本体６１の両側
面に設けられ，当該基部本体６１の中心線方向に沿って
一定範囲内で往動自在に案内するガイド６６に支持され
ている。従って、可動枠体６２は、各支持アーム６３及
びスライダ６５を介して基部本体６１に対する対物レン
ズ１１ａの光軸に沿った方向の往動を自在としている。

【００４４】［支持部：全体］支持部２０は、ピンホー
ル部材１２を保持する揺動部材２１と、この揺動部材２
１を介してピンホール部材１２を可動枠体６２に対して
揺動自在に支持する弾性構造体２２とを備えている（図
２，５）。

【００４５】上記揺動部材２１は、その中央部に貫通穴
２１ａが設けられると共に当該貫通穴２１ａの内部には
ピンホール部材１２の外周に設けられた雄ネジ溝と螺合
するする雌ネジ溝が形成されている。従って、ピンホー
ル部材１２は揺動部材２１にねじ込まれて保持される。

【００４６】[支持部：弾性構造体]弾性構造体２２は、
板バネからなる二枚の第一の弾性体２３と板バネからな
る二枚の第二の弾性体２４と二つの第一の弾性体２３の
自由端部を二つの第二の弾性体２４の基端部と連結する
中間部材２５とから構成されている（図５）。そして、
各第一の弾性体２３の基端部は可動枠体６２に固定さ
れ、各第二の弾性体２４の自由端部は揺動部材２１に連
結されている（図２，３，４）。

【００４７】各第一の弾性体２３及び各第二の弾性体２
４は全て短冊状を呈し、その材質，寸法及びその自由端
部のバネ定数が等しく設定されており、また、全ての弾
性体２３，２４は撓みを生じていない状態で、保持状態
にあるピンホール部材１２のピンホール１２ａの中心線
Ｃと平行に配設されている（図２，４）。

【００４８】[支持部：第二の弾性体]上記各第二の弾性
体２４は、その自由端部が揺動部材２１における中心線
Ｃを中心とする円周の一の直径の両端部に該当する位置
に、各々の板面を上記直径に垂直となる方向に向けてそ
れぞれ固定されている。また、各第二の弾性体２４の基
端部はそれぞれ中間部材２５に固定されている（図２，
３）。

【００４９】この中間部材２５は、その外周の直径が各
第二の弾性体２４の自由端部の離間距離と等しいリング
状を呈し、その一の直径の両端部に相当する各位置に各
第二の弾性体２４の基端部がそれぞれ固定されている。
また、各第二の弾性体２４の基端部においてその板面は
いずれも中間部材２５の直径と垂直となる方向を向いて
当該中間部材２５に固定されている（図３，５）。

【００５０】従って、中間部材２５側から見て各第二の
弾性体２４はいずれも、その自由端部が基準面と平行な
平面上の一の直線に沿って自在に揺動する。さらに、揺
動部材２１は、中間部材２５に対してバネ定数の等しい
二本の第二の弾性体２４により支持され且つ当該二本の
第二の弾性体２４はその板面が同一の平面上に存在して
ないので（それぞれが平行な異なる二平面上に存在する
ので）、揺動部材２１が外力を受けて揺動する場合でも
ピンホール部材１２の中心線Ｃに角度変化を生じないで
平行移動させることが可能である（図２）。

【００５１】[支持部：第一の弾性体]一方、各第一の弾
性体２３は各々の自由端部が、中間部材２５の外周であ
ってその直径の両端部に相当する各位置に、各第一の弾
性体２３の板面がいずれもその直径に対して垂直となる
方向を向いて固定されている（図４）。かかる二つの第
一の弾性体２３の自由端部の固定位置を結ぶ中間部材２
５の直径の方向は、前述した二つの第二の弾性体２４の
基端部の固定位置を結ぶ直径の方向と直交している。即
ち、中間部材２５の外周面上には、９０[°]の間隔で第
一の弾性体２３と第二の弾性体２４とが交互に固定され
ている（図３，５）。

【００５２】また、各第一の弾性体２３の基端部は、こ
れら第一の弾性体２３が平行状態を維持しながら可動枠
体６２の貫通穴６２ａの近傍にそれぞれ固定されてい
る。また、各第一の弾性体２３の基端部は、可動枠体６
２の貫通穴６２ａの同心円の一直径の両端部に相当する
各位置にそれぞれ固定されている（図３，４）。

【００５３】また、各第一の弾性体２３は互いに対向し
均一な間隔を維持した状態で、各々の基端部が可動枠体
６２の貫通穴６２ａを挟んでその両側に固定されてい
る。各第一の弾性体２３は、貫通穴６２ａの中心線を中
心とする円周の一の直径の両端部に該当する位置におい
て、各々の板面を上記直径に垂直となる方向に向けてそ
れぞれ固定されている（図３，４）。

【００５４】従って、可動枠体６２側から見て各第一の
弾性体２３はいずれも、その自由端部が基準面に平行な
平面上の一の直線に沿って自在に揺動する。さらに、中
間部材２５は、可動枠体６２に対してバネ定数の等しい
二本の第一の弾性体２３により支持され且つ当該二本の
第一の弾性体２３はその板面が同一の平面上に存在して
ないので（それぞれが平行な異なる二平面上に存在する
ので）、中間部材２５が揺動する場合でも当該中間部材
２５の中心線には角度変化を生じないで平行移動させる
ことが可能である。

【００５５】[支持部：弾性構造体の効果]上述のよう
に、各第一の弾性体２３及び各第二の弾性体２４の自由
端部の揺動方向は、それぞれがピンホール１２ａの中心
線Ｃを中心とする円周上の互いに直交する二つの直径に
沿っている。従って、ピンホール部材１２は弾性構造体
２２により、ピンホール部材１２の基準面に平行な平面
上を貫通穴６２ａに制限される範囲内で揺動自在に支持
されていることとなる。

【００５６】また、ピンホール部材１２は、各弾性体２
３，２４により基準面に平行な平面上で直交する二方向
から弾性力を受けると共に各弾性体２３，２４のバネ定
数がいずれも等しいので、ピンホール部材１２の移動方
向によって各弾性体から受ける反力が変化するというこ
とはなく、いずれの方向にも良好に移動調節することが
可能である。

【００５７】また、弾性構造体２２は、各第一の弾性体
２３の自由端部で中間部材２５を介して各第二の弾性体
２４を連結し、これら各第二の弾性体２４の自由端部が
各第一の弾性体の２３の基端部側に折り返しているの
で、第一の弾性体２３の延長方向に第二の弾性体２４を
延設する場合と同様にピンホール部材１２の支持が可能
であると共にその長さを半分にまで小型化することが可
能である。さらにかかる小型化により各弾性体２３，２
４の自重による撓み誤差の発生を抑制することが可能で
ある。

【００５８】[第一及び第二の調節部]可動枠体６２に
は、弾性構造体２２に支持された揺動部材２１を介して
ピンホール部材１２の移動調節を行う第一及び第二の調
節部３０，４０が装備されている。これら各調節部３
０，４０は、可動枠体６２に取り付けられ，その先端部
が揺動部材２１に当接する調節ネジ３１，４１と、可動
枠体６２の内部において各調節ネジ３１，４１とは反対
側から揺動部材２１を押圧する押圧部材３２，４２と、
各押圧部材３２，４２に押圧力を付勢する押圧バネ３
３，４３とを備えている（図３）。

【００５９】第一の調節部３０の調節ネジ３１は可動枠
体６２に対してその外部から内部に貫通して設けられ、
その先端部が揺動部材２１に当接する。この調節ネジ３
１は人為的な操作によりピンホール１２ａの中心線Ｃを
中心とする円の一の直径に沿って往動する。また、調節
ネジ３１の先端部の形状は球状に形成されており、揺動
部材２１の当接面に対して点接触する構造となってい
る。

【００６０】一方、押圧部材３２は調節ネジ３１が往動
する直径と同一線上を往動自在に可動枠体６２の内部に
装備されており、押圧バネ３３がその背後から揺動部材
２１側に押圧部材を押圧するようになっている。また、
押圧部材３２の先端部の形状は球状に形成されており、
揺動部材２１の当接面に対して点接触する構造となって
いる。

【００６１】第二の調節部４０も第一の調節部３０と同
一の構造となっているが、調節ネジ４１及び押圧部材４
２の往動方向が異なっている。即ち、調節ネジ４１及び
押圧部材４２は、調節ネジ３１及び押圧部材３２が往動
する中心線Ｃを中心とする円の直径方向に直交する他の
直径方向に沿って往動するように可動枠体６２に配置さ
れている。

【００６２】従って、第一及び第二の調節部３０，４０
により直交する二方向について揺動部材２１を自在に移
動させることができ、これら二方向を含んだ平面（基準
面と平行な平面）上の任意の位置に揺動部材２１を位置
決めすることができる。またこれにより、揺動部材２１
に装着されたピンホール部材１２を、可動枠体６２の貫
通穴６２ａに制限される範囲内でピンホール部材１２の
基準面に平行な平面上の任意の位置に揺動部材２１を位
置決めすることができる。

【００６３】[第三の調節部]基部本体６１の上部には、
可動枠体６２を介してピンホール部材１２を対物レンズ
１１ａの光軸に沿った方向について位置決めする第三の
調節部５０が装備されている。この第三の調節部５０
は、可動枠体６２の上部にその基端部が固定されると共
にその先端部が基部本体６１側に延設された移動力伝達
部材５１と、基部本体６１の上部に設けられた支持構造
体５２と、その先端部が移動力伝達部材５１の先端部に
当接する調節ネジ５３と、移動力伝達部材５１の先端部
を挟んで調節ネジ５３とは反対側から移動力伝達部材５
１の先端部を押圧する押圧部材５４と、押圧部材５４に
押圧力を付勢する押圧バネ５５とを備えている（図
２）。

【００６４】移動力伝達部材５１は、その形状がＬ字状
を呈し、その基端部が可動枠体６２の上部に固定される
と共に屈曲した先端部を上方に向けた状態で基部本体６
１側に延設されている。

【００６５】支持構造体５２は、基部本体６１の上部に
固定装備され、支持構造体５２の上部から移動力伝達部
材５１の先端部を露出させた状態で当該移動力伝達部材
５１を遊挿する中空部を有している。そして、露出した
移動力伝達部材５１の先端部に臨む配置で調節ネジ５
３，往動部材５４及び押圧バネ５５を支持している。な
お、支持構造部５２の中空部は移動力伝達部材５１に対
して寸法に余裕を持って形成されており、移動力伝達部
材５１の先端部は、支持構造体５２に遊挿された状態で
基部本体６１の中心線方向に沿って往復移動することが
可能である。

【００６６】調節ネジ５３は、支持構造体５２に基部本
体６１の中心線方向に沿って設けられたネジ穴に螺合し
て装着されており、その先端部が移動力伝達部材５１の
先端部に当接する。また、調節ネジ５３の先端部の形状
は球状に形成されており、移動力伝達部材５１との当接
面に対して点接触する構造となっている。

【００６７】一方、押圧部材５４は調節ネジ５３の中心
線と同一線上を往動自在に支持構造体５２に装備されて
おり、押圧バネ５５がその背後から移動力伝達部材５１
の先端部側に押圧部材５４を押圧するようになってい
る。また、押圧部材５４の先端部の形状は球状に形成さ
れており、移動力伝達部材５１の当接面に対して点接触
する構造となっている。

【００６８】第三の調節部５０は上述の構成からなるの
で、調節ネジ５３の回転により移動力伝達部材５１の先
端部を押圧し又は押圧部材５４の押圧力に従動させるこ
とにより、可動枠体６２を基部本体６１の中心線方向に
往動させ、さらに、支持部２０を介してピンホール部材
１２を同方向について位置決めすることが可能である。
かかるピンホール部材１２の移動方向は保持された対物
レンズ１１ａの光軸方向と一致するので、ピンホール１
２ａを対物レンズ１１ａの焦点位置に位置決めすること
ができる。

【００６９】[ピンホール支持機構全体の動作]ピンホー
ル支持機構１０の使用時には、基部本体６１に保持され
たレンズホルダ１１の対物レンズ１１ａに対してその光
軸に沿ってレーザ光が照射される。対物レンズ１１ａに
よりレーザ光は集光され、理想的にはその焦点位置にお
いてピンホール部材１２のピンホール１２ａを通過する
ことで、外乱光の影響が除かれる。しかし、実際にはレ
ーザ光の焦点に対するピンホール１２の配置にはかなり
の精度が要求されるのに対して、ピンホール１２の配置
には様々な要因（各部の加工精度、組立精度、対物レン
ズの光軸に対するレーザ光の位置ズレ、各部の膨張変
化、各弾性体２３，２４の撓み等）により位置ズレを生
じている場合が多い。

【００７０】従って、このような場合に各調節部３０，
４０，５０によりピンホール部材１２の位置決め調節を
行う。

【００７１】まず、各調節部３０，４０の調節ネジ３
１，４１の操作により揺動部材２１をレーザ光の通過軌
跡上に位置決めする。このとき、ピンホール部材１２は
揺動部材２１を介して各弾性体２３，２４によりその基
準面と平行な平面上で直交する二つの直線方向に揺動自
在に支持されているので、各調節部３０，４０から受け
る外力に従って自在に移動し、円滑に位置決めが行われ
る。

【００７２】次に、第三の調節部５０により対物レンズ
１１の光軸方向に沿って可動枠体６２及び支持部２０を
介してピンホール部材１２が移動調節される。これによ
り、ピンホール１２ａがレーザ光の焦点位置に位置決め
される。

【００７３】[ピンホール支持機構全体の効果]上述した
ピンホール支持機構１０では、、前述した従来例と異な
り、ピンホール部材１２及び揺動部材２１はいずれも他
の部材と摺接することがない。このため、互いに摺接す
る部材間での高い加工精度や組立精度が要求されず、ガ
タつきのない状態で安定したピンホール部材１２の位置
調節を行うことが可能である。

【００７４】また、上記ピンホール支持機構１０では、
それぞれ異なる方向に沿ってピンホール部材１２の移動
調節を行う三つの調節部３０，４０，５０を備えるの
で、これらに従って各方向ごとの移動調節を行うことが
可能である。このとき、ピンホール１２及び揺動部材２
１は弾性構造体２２によりガタつきの発生が防止されて
いるので、各方向ごとの調節時に影響し合うことなく安
定した位置決めを行うことが可能となる。

【００７５】[その他]上記実施形態では、光学素子とし
てのピンホール部材を支持するピンホール支持機構を例
示したが、支持の対象とする光学素子についてはこれに
限らず、基準面及び入射部を備える他のものでも良い。
例えば、微小な入射部を備えたファイバを照射光の照射
位置に位置決めする場合にも上述した各構成を適用して
も良い。

【００７６】また、上述したピンホール支持機構１０で
は、第一の弾性体２３及び第二の弾性体２４として板バ
ネを例示しているが、特にこれに限定されず、例えば長
手棒状の弾性体であっても良い。さらに、第一の弾性体
２３及び第二の弾性体２４のバネ定数を全て均一とした
例を示したが、ピンホール部材１２の調節距離が各弾性
体の長さに比べて小さければ特にバネ定数を均一化しな
くとも良い。

【００７７】また、上記実施形態では、第一の弾性体２
３と第二の弾性体２４とをそれぞれ二つずつ備える弾性
構造体２２を例示したが、各弾性体の個数については特
にこれに限定されるものではなく、より少なくともまた
より多くとも良い。例えば、図６に示すように、中間部
材２５の一の直径の両端部に相当する各位置に二本ずつ
第二の弾性体２４の基端部を固定し、中間部材２５の他
の直径の両端部に相当する各位置に二本ずつ第一の弾性
体２３の自由端部を固定しても良い。また、上記各位置
に固定する弾性体の個体数は二つに限らずより多く設定
しても良いが、各位置とも同数とすることが望ましい。

【００７８】

【発明の効果】本発明にあっては、光学素子が弾性構造
体のみにより支持されており他の部材とも摺接していな
いので、従来の如く、互いに摺接する部材間の加工精度
や各部材の組立精度の影響を排除し、調節部から受ける
外力に従って円滑に光学素子の位置決めを行うことが可
能である。特に、光学素子の位置決めを同一平面上で交
差する複数の方向に沿って行う場合、従来の如く加工精
度等を原因とするガタつきがあると一の方向について調
節すると他の方向についても位置変化を生じてしまう
が、本発明ではガタつきが生じないので、各方向ごとの
調節時に影響し合うことなく安定した位置決めを行うこ
とが可能となる。また、光学素子を支持する部材の加工
精度及び組み立て精度を低減しても良好な位置決めが可
能であるため、その生産コストの低減が可能となると共
に生産性を向上することが可能となる。

【００７９】また、弾性構造体の第一の弾性体の自由端
部に第二の弾性体を折り返す方向に連結した場合、第一
の弾性体の延長方向に第二の弾性体を延設する場合と同
様に光学素子の支持が可能であると共にその長さを第一
の弾性体と第二の弾性体のいずれか長い方の長さにまで
弾性構造体を小型化することが可能である。さらにかか
る小型化により各弾性体の自重による撓み誤差の発生を
抑制することが可能である。

【００８０】さらに、弾性構造体が第一の弾性体及び第
二の弾性体をそれぞれ二以上有すると共に各弾性体ごと
にバネ定数を等しく設定した場合には、各弾性体の揺動
に対して光学素子の基準面が平行状態を維持することが
可能となり、位置決め操作時における光学素子の向き変
化の発生を防止することが可能である。

【００８１】また、第一の弾性体及び第二の弾性体の個
体数をいずれも複数とし、中間部材により基準面とほぼ
平行な面上に形成される円周上の互いに直交する二つの
直径方向の各々の両端部に各弾性体を保持する構成とし
た場合であって、各弾性体のバネ定数をほぼ等しく設定
した場合には、光学素子を基準面と平行な平面上におけ
るいずれの方向に移動させた場合でも、四箇所に配置さ
れた複数の弾性体からの合成した反力は、方向にかかわ
らず移動距離に応じた値となる。このため、移動方向に
よって生じる反力の偏りがなく、調節部による光学素子
の位置調節を行うに際していずれの方向に光学素子を移
動調節する場合であっても良好に位置決めを行うことが
可能である。

【００８２】また、第一の弾性体及び第二の弾性体をい
ずれも板バネとすることにより、各弾性体の撓み方向を
一定化することができ、例えば単なる丸棒状のバネと比
較して、光学素子にねじれ方向の位置変化を生じる可能
性を排除することができる。

【００８３】本発明は、以上のように構成され機能する
ので、これにより従来にない優れた光学素子支持機構を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態であるピンホール支持機構の
正面図を示す。

【図２】上記ピンホール支持機構の正面方向から見た断
面図を示す。

【図３】図１におけるＹ−Ｙ線に沿った断面図である。

【図４】ピンホール支持機構を平面方向から見た断面図
である。

【図５】図２に開示された弾性構造体の斜視図である。

【図６】弾性構造体の他の例を示す斜視図である。

【図７】従来例の正面方向の断面図である。

【図８】従来例の側面方向からの断面図である。

【符号の説明】

１０ ピンホール支持機構（光学素子支持機構） １２ ピンホール部材（光学素子） １２ａ ピンホール（入射部） ２０ 支持部 ２２ 弾性構造体 ２３ 第一の弾性体 ２４ 第二の弾性体 ２５ 中間部材 ３０ 第一の調節部 ４０ 第二の調節部 ５０ 第三の調節部 ６０ 基部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準面に対して照射光が入射する入射部
   を備える光学素子を支持する光学素子支持機構であっ
   て、 基部と、この基部上で前記光学素子を支持する支持部
   と、前記基部に装備され，前記光学素子の基準面に対し
   てほぼ平行な平面上で交差する少なくとも二方向に沿っ
   て前記光学素子の移動調節を行う調節部とを備え、 前記支持部は、前記基準面にほぼ平行な所定平面内をそ
   の自由端部が揺動自在の弾性構造体を有すると共に当該
   弾性構造体によりその自由端部にて前記光学素子を支持
   することを特徴とする光学素子支持機構。
2. 【請求項２】 前記弾性構造体は、前記基準面に対して
   ほぼ平行な所定平面上の一の直線方向に沿ってその自由
   端が揺動する第一の弾性体と、前記所定平面上で前記一
   の直線と交差する他の直線方向に沿ってその自由端が揺
   動する第二の弾性体とを組み合わせてなることを特徴と
   する請求項１記載の光学素子支持機構。
3. 【請求項３】 前記第一の弾性体の自由端部と前記第二
   の弾性体の基端部とを、前記第二の弾性体の自由端部が
   前記第一の弾性体の基端部側に折り返した状態で連結し
   たことを特徴とする請求項２記載の光学素子支持機構。
4. 【請求項４】 前記支持部は、少なくとも二以上の前記
   第一の弾性体と、少なくとも二以上の前記第二の弾性体
   とを有することを特徴とする請求項２又は３記載の光学
   素子支持機構。
5. 【請求項５】 前記各第一の弾性体のバネ定数をほぼ等
   しく設定すると共に前記各第二の弾性体のバネ定数をほ
   ぼ等しく設定したことを特徴とする請求項４記載の光学
   素子支持機構。
6. 【請求項６】 複数の前記第一の弾性体と複数の前記第
   二の弾性体とをいずれも前記基準面にほぼ垂直な方向に
   沿って配設し、 前記弾性構造体は前記各第一の弾性体の自由端部と前記
   各第二の弾性体の基端部とを連結する中間部材を備え、 この中間部材が、前記基準面とほぼ平行な面上に形成さ
   れる円周上の互いに直交する二つの直径方向の内の一方
   の直径における一端部に相当する位置で複数の内の半分
   の前記各第一の弾性体の自由端部を保持すると共に、前
   記一方の直径における他端部に相当する位置で複数の内
   の残る半分の前記各第一の弾性体の自由端部を保持し、 さらに前記中間部材が、前記互いに直交する二つの直径
   方向の内の他方の直径における一端部に相当する位置で
   複数の内の半分の前記各第二の弾性体の基端部を保持す
   ると共に、前記他方の直径における他端部に相当する位
   置で複数の内の残る半分の前記各第二の弾性体の基端部
   を保持することを特徴とする請求項４記載の光学素子支
   持機構。
7. 【請求項７】 前記各第一の弾性体と前記各第二の弾性
   体の全てのバネ定数をほぼ等しく設定したことを特徴と
   する請求項６記載の光学素子支持機構。
8. 【請求項８】 前記第一の弾性体及び第二の弾性体はい
   ずれも板バネであることを特徴とする請求項２，３，
   ４，５，６又は７記載の光学素子支持機構。