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不等厚断面形状部材を曲げ非球面を形成する方法

国内特許コード P020000014
整理番号 U1998P041
掲載日 2003年5月27日
出願番号 特願平10-281058
公開番号 特開2000-111719
登録番号 特許第3259029号
出願日 平成10年10月2日(1998.10.2)
公開日 平成12年4月21日(2000.4.21)
登録日 平成13年12月14日(2001.12.14)
発明者
  • 鈴木 章二
出願人
  • 学校法人東北大学
発明の名称 不等厚断面形状部材を曲げ非球面を形成する方法
発明の概要 収差の小さい斜入射反射鏡を作るため、簡単な機構で材料を曲げ、楕円面や放物面を形成する方法に関する発明である。この方法は、幅が一定で長手方向の厚さが変化する不等厚断面形状部材を形成するステップと、不等厚断面形状部材の表面が所定の曲面形状になるように不等厚断面形状部材を湾曲させるステップとを具備する曲面形成方法である。この発明には、幅が一定で長手方向の厚さが変化する不等厚断面形状部材と、不等厚断面形状部材の第1の端部を固定する支持部材と、不等厚断面形状部材の表面が非球面形状になるように不等厚断面形状部材を湾曲させる手段とを具備する光学素子も含んでいる。
従来技術、競合技術の概要 放射光ビームラインに必要な斜入射の表面反射鏡は、従来、切削研磨により成形されてきた。そのため、表面形状は球面、円筒面、トロイダル面等、断面が「円」になる鏡がほとんどである。長さは研磨機械の制約により通常は500mm以下が望ましく、せいぜい700mm程度が限度である。
ところが、最近、さらに長い鏡が必要となり、長さ1000mm以上の鏡が加工され始めている。ところが、そのような長大鏡の加工は、加工時間がかかり、非常に高価になるという問題点を有している。
斜入射反射鏡の収束性から検討すると、従来から用いられてきた「円」を基本とした形状は、結像に歪みが生じやすく、長大鏡になる程、結像の歪みがより顕著になるという問題点を有している。より収差の小さい結像を得るためには、楕円鏡、放物面鏡等の非球面鏡を用いなければならないが、1000mmを超える非球面長大鏡の切削研磨は非常に困難で、歩留まりが悪く、非球面鏡の有効性は理論的には理解できていても、現実には非球面鏡を集光鏡として採用することはできなかった。
産業上の利用分野 非球面集光鏡、長大斜入射集光鏡、放射光ビームライン用前置集光鏡、放射光ビームライン用後置集光鏡、可変焦点光学素子、および非球面光学素子等に好適に使用することができる非球面鏡
特許請求の範囲 【請求項1】 幅が一定で長手方向に厚さが所望の値で変化するが一方の端部の部材固定部分は一定厚とした不等厚断面形状部材を形成するステップと、前記部材固定部分を支持部材に挟み込んで固定するステップと、前記不等厚断面形状部材の表面が所定の曲面形状になるようにもう一方の端部を加圧して前記不等厚断面形状部材を湾曲させるステップとを具備することを特徴とする曲面形成方法。

【請求項2】 前記不等厚断面形状部材を形成するステップは、材料基板の第1の面を平面に加工するステップと、前記材料基板の長手方向に所定の厚さの変化をつけるように、前記材料基板の第2の面を加工するステップとを具備することを特徴とする請求項1記載の曲面形成方法。

【請求項3】 前記第1の面は反射鏡として使用し得るように加工されることを特徴とする請求項2記載の曲面形成方法。

【請求項4】 幅が一定で中心部から長手方向に2つの端部に向かって厚さが所望の値で変化するが中心部の部材固定部分は一定厚とした不等厚断面形状部材を形成するステップと、前記部材固定部分を支持部材に挟み込んで固定するステップと、前記不等厚断面形状部材の両端部を加圧し前記不等厚断面形状部材を湾曲させるステップを具備することを特徴とする曲面形成方法。

【請求項5】 加圧される部分の厚さが一定もしくはほぼ一定である不等厚断面形状部材を使用することを特徴とする請求項1または請求項4記載の曲面形成方法。

【請求項6】 前記不等厚断面形状部材を湾曲させるステップにおいて、機械的機構もしくは電気駆動素子によって前記不等厚断面形状部材の曲面形状を変化させることを特徴とする請求項1記載の曲面形成方法。

【請求項7】 光学素子の曲面形成方法であって、幅が一定で長手方向に厚さが所望の値で変化するが一方の端部の部材固定部分は一定厚とした不等厚断面形状部材を形成するステップと、前記部材固定部分を支持部材に挟み込んで固定するステップと、前記不等厚断面形状部材の表面が非球面形状になるようにもう一方の端部を加圧して前記不等厚断面形状部材を湾曲させるステップとを具備することを特徴とする光学素子の曲面形成方法。
産業区分
  • 光学装置
  • 切削
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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