特許 7581938 傾斜ステージ、光学デバイスおよびレーザー干渉計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】傾斜ステージ、光学デバイスおよびレーザー干渉計

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/00 20210101AFI20241106BHJP

   G02B 7/198 20210101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

G02B7/00 B

G02B7/198

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021018822

(22)【出願日】2021-02-09

(65)【公開番号】P2022121864

(43)【公開日】2022-08-22

【審査請求日】2023-10-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】北川 潤

【審査官】植野 孝郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１９３８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９０９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１５５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０４２０３５３１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／００

Ｇ０２Ｂ ７／１８－ ７／２４

Ｇ０１Ｂ ９／００－ ９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

載置面、ならびに、前記載置面を貫通する貫通孔、前記載置面を貫通する２つの第１ネジ孔および前記載置面を貫通する２つの第２ネジ孔、を有するステージ部と、
前記ステージ部に対向する対向面、および、前記対向面に開口する第３ネジ孔、を有するベース部と、
第１先端部および第１基端部を有する２本の第１調整ネジと、
第２先端部および第２基端部を有する２本の第２調整ネジと、
第３先端部および第３基端部を有する支柱ネジと、を備え、
一方の前記第１調整ネジは、前記第１基端部が一方の前記第１ネジ孔に螺合し、かつ、前記第１先端部が前記対向面に当接し、
一方の前記第２調整ネジは、前記第２基端部が一方の前記第２ネジ孔に螺合し、かつ、前記第２先端部が前記対向面に当接し、
他方の前記第１調整ネジは、前記第１基端部が他方の前記第１ネジ孔に螺合し、かつ、前記第１先端部が前記対向面に当接し、
他方の前記第２調整ネジは、前記第２基端部が他方の前記第２ネジ孔に螺合し、かつ、前記第２先端部が前記対向面に当接し、
前記支柱ネジは、前記第３基端部が前記貫通孔に挿通され、かつ、前記第３先端部が前記第３ネジ孔に螺合し、
前記貫通孔の内径は、前記第３基端部の外径より大きく、
前記載置面を平面視したとき、前記貫通孔は、第1軸と、前記第１軸と交差する第２軸との交点に設けられ、
前記第１軸上において、一方の前記第１ネジ孔および一方の前記第２ネジ孔は、前記貫通孔に対して互いに点対称な位置にあり、
前記第２軸上において、他方の前記第１ネジ孔および他方の前記第２ネジ孔は、前記貫通孔に対して互いに点対称な位置にあることを特徴とする傾斜ステージ。

【請求項2】

前記支柱ネジは、外径が前記貫通孔の内径より大きい頭部を有し、
前記頭部と前記ステージ部との間に設けられている弾性体を備える請求項１に記載の傾斜ステージ。

【請求項3】

前記弾性体は、コイルばねである請求項２に記載の傾斜ステージ。

【請求項4】

前記第１調整ネジに螺合する第１ナットおよび前記第２調整ネジに螺合する第２ナットの少なくとも一方を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の傾斜ステージ。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項に記載の傾斜ステージと、
前記載置面に載置されている光学部品と、
を備えることを特徴とする光学デバイス。

【請求項6】

レーザー光を射出する光源部と、
請求項５に記載の光学デバイスと、
を備えることを特徴とするレーザー干渉計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、傾斜ステージ、光学デバイスおよびレーザー干渉計に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光学部品の位置や角度方向を精密に制御する光学ステージが開示されている。この光学ステージは、２つの部品と、これらの部品間の距離を調整する調整ネジと、を備えている。一方の部品は、レンズや鏡等の光学部品を支持しており、調整ネジのねじこみによって部品間の距離が変化するように構成されている。これにより、光学部品の位置や角度方向を微調整することができる。また、他方の部品には、内部を貫通する曲管が設けられており、その中に調整ネジの力を伝達する球状部品が配置されている。これにより、歯車を用いることなく、調整ネジをねじこむ方向と、光学部品を移動させる方向と、を異ならせることができる。その結果、構造が簡単で、かつ、光学部品の調整作業がしやすい光学ステージが実現される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３４１４６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の光学ステージでは、調整ネジをねじ込む方向と、光学部品を移動させる方向と、を異ならせるため、部品の内部を貫通する曲管を設ける必要があり、構造の複雑化が避けられない。このため、光学ステージの小型化には限界がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の適用例に係る傾斜ステージは、
載置面、ならびに、前記載置面を貫通する貫通孔、前記載置面を貫通する第１ネジ孔および前記載置面を貫通する第２ネジ孔、を有するステージ部と、
前記ステージ部に対向する対向面、および、前記対向面に開口する第３ネジ孔、を有するベース部と、
第１先端部および第１基端部を有する第１調整ネジと、
第２先端部および第２基端部を有する第２調整ネジと、
第３先端部および第３基端部を有する支柱ネジと、
を備え、
前記第１調整ネジは、前記第１基端部が前記第１ネジ孔に螺合し、かつ、前記第１先端部が前記対向面に当接し、
前記第２調整ネジは、前記第２基端部が前記第２ネジ孔に螺合し、かつ、前記第２先端部が前記対向面に当接し、
前記支柱ネジは、前記第３基端部が前記貫通孔に挿通され、かつ、前記第３先端部が前記第３ネジ孔に螺合し、
前記貫通孔の内径は、前記第３基端部の外径より大きいことを特徴とする。

【0006】

本発明の適用例に係る光学デバイスは、
本発明の適用例に係る傾斜ステージと、
前記載置面に載置されている光学部品と、
を備えることを特徴とする。

【0007】

本発明の適用例に係るレーザー干渉計は、
レーザー光を射出する光源部と、
本発明の適用例に係る光学デバイスと、
を備えることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る傾斜ステージを示す斜視図である。

【図2】図１に示す傾斜ステージの断面図である。

【図3】図２に示すステージ部の載置面を、Ｘ軸マイナス側に傾けた状態を示す断面図である。

【図4】支柱ネジのねじ込み量を、図３に比べて大きくした状態を示す断面図である。

【図5】図２の部分拡大図である。

【図6】第１実施形態の変形例に係る傾斜ステージを示す断面図である。

【図7】第２実施形態に係る傾斜ステージを示す斜視図である。

【図8】図７に示す傾斜ステージの断面図である。

【図9】第４実施形態に係るレーザー干渉計を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る傾斜ステージ、光学デバイスおよびレーザー干渉計の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係る傾斜ステージについて説明する。

【0011】

図１は、第１実施形態に係る傾斜ステージを示す斜視図である。図２は、図１に示す傾斜ステージの断面図である。なお、本願の各図では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定している。各軸を矢印で表し、矢印の先端側を「プラス」、矢印の基端側を「マイナス」とする。また、以下の説明では、Ｚ軸プラス側を「上」、Ｚ軸マイナス側を「下」として説明している。さらに、以下の説明では、ネジの頭部からネジの先端に向かって進む方向をネジの「進行方向」という。

【0012】

１．１．傾斜ステージの構造の概要
図１に示す傾斜ステージ１は、ステージ部２と、ベース部３と、を備える。傾斜ステージ１は、ベース部３を例えば図示しない架台等に固定された状態で使用される。また、ステージ部２で例えば光学部品等の物体を支持する。そして、ベース部３に対してステージ部２を微動させることにより、物体の傾斜方向や傾斜角度を調整する。

【0013】

１．１．１．ステージ部
ステージ部２は、載置面２１および裏面２２を有する板状部材である。載置面２１および裏面２２は、互いに非平行であってもよいが、本実施形態では互いに平行である。載置面２１および裏面２２は、それぞれＸ－Ｙ面に広がっている。

【0014】

載置面２１を平面視したとき、図１に示す載置面２１の形状は、四角形である。なお、この形状は、特に限定されず、円形であっても、四角形以外の多角形であっても、その他の形状であってもよい。

【0015】

ステージ部２は、貫通孔２４と、ステージネジ孔２５（第１ネジ孔）と、ステージネジ孔２６と、ステージネジ孔２７（第２ネジ孔）と、ステージネジ孔２８と、を備える。これらの孔は、いずれも載置面２１と裏面２２の双方に開口している。つまり、これらの孔は、ステージ部２を貫通している。また、ステージネジ孔２５～２８の内周面にはネジ溝が設けられている。

【0016】

載置面２１を平面視したとき、貫通孔２４は、載置面２１の中央部に位置している。中央部とは、載置面２１に引いた２本の対角線の交点近傍を指す。また、ステージネジ孔２５およびステージネジ孔２７は、貫通孔２４を挟んで、Ｘ軸方向の互いに反対側に位置している。さらに、ステージネジ孔２６およびステージネジ孔２８は、貫通孔２４を挟んで、Ｙ軸方向の互いに反対側に位置している。なお、貫通孔２４の位置は、中央部に限定されない。

【0017】

ステージ部２の構成材料としては、剛性の高い材料であれば特に限定されず、例えば金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。

【0018】

１．１．２．ベース部
ベース部３は、対向面３１および裏面３２を有する部材である。対向面３１を平面視したとき、図１に示す対向面３１の形状は、四角形である。なお、この形状は、特に限定されず、円形であっても、四角形以外の多角形であっても、その他の形状であってもよい。また、本実施形態では、対向面３１が、前述した載置面２１とほぼ同じ大きさと同じ形状をなしているが、対向面３１の大きさや形状は、載置面２１と異なっていてもよい。

【0019】

ベース部３は、ベースネジ孔３４（第３ネジ孔）を備える。図２に示すベースネジ孔３４は、対向面３１のみに開口している。なお、ベースネジ孔３４は、裏面３２にも開口していてもよい。ベースネジ孔３４の内周面にはネジ溝が設けられている。

【0020】

対向面３１を平面視したとき、ベースネジ孔３４は、対向面３１の中央部に位置している。

【0021】

ベース部３の構成材料としては、剛性の高い材料であれば特に限定されず、例えば金属材料、セラミックス材料等が挙げられる。

【0022】

１．１．３．ネジ類、ばね等
図１に示す傾斜ステージ１は、支柱ネジ４１、調整ネジ５１（第１調整ネジ）、調整ネジ５２、調整ネジ５３（第２調整ネジ）、および、調整ネジ５４を備える。

【0023】

支柱ネジ４１は、頭部４１２と、基端部４１４および先端部４１６を含む本体部と、を備える。頭部４１２は、工具を差し込むための凹みを備え、本体部よりも外径が大きい部位である。本体部は、長尺の円柱状をなし、先端部４１６の外周面にはネジ溝が設けられている。先端部４１６が有するネジ溝は、ベースネジ孔３４に設けられたネジ溝に螺合するようになっている。なお、基端部４１４の外周面にもネジ溝が設けられていてもよい。

【0024】

支柱ネジ４１では、頭部４１２、基端部４１４および先端部４１６がこの順で並んでいれば、各部の長さや比は特に限定されない。

【0025】

また、前述した貫通孔２４は、支柱ネジ４１の本体部が挿通可能になっている。このため、貫通孔２４の内径は、支柱ネジ４１の本体部の外径より大きくなっている。これにより、支柱ネジ４１と貫通孔２４の内周面との間には隙間ができる。その結果、支柱ネジ４１を緩めたとき、ステージ部２は、支柱ネジ４１に対してＺ軸まわりに回転することができ、かつ、ベース部３の対向面３１に対し、載置面２１を傾けることができる。また、隙間の大きさに応じて、載置面２１の傾斜角度の調整範囲を設定することができる。なお、貫通孔２４の上部は、下部に比べて内径が大きくなっている。これにより、貫通孔２４内に頭部４１２を収容することができる。

【0026】

調整ネジ５１は、頭部５１２と、基端部５１４および先端部５１６を含む本体部と、を備える。調整ネジ５２は、頭部５２２と、基端部５２４および先端部５２６を含む本体部と、を備える。調整ネジ５３は、頭部５３２と、基端部５３４および先端部５３６を含む本体部と、を備える。調整ネジ５４は、頭部５４２と、基端部５４４および先端部５４６を含む本体部と、を備える。

【0027】

調整ネジ５１では、頭部５１２、基端部５１４および先端部５１６がこの順で並んでいれば、各部の長さや比は特に限定されない。調整ネジ５２～５４でも同様である。

【0028】

頭部５１２、５２２、５３２、５４２は、それぞれ工具を差し込むための凹みを備え、本体部よりも外径が大きい部位である。本体部は、長尺の円柱状をなし、基端部５１４、５２４、５３４、５４４の各外周面にはネジ溝が設けられている。基端部５１４、５２４、５３４、５４４に設けられたネジ溝は、ステージネジ孔２５～２８に設けられたネジ溝に螺合するようになっている。なお、図示しているように、先端部５１６、５２６、５３６、５４６の外周面にもネジ溝が設けられていてもよい。また、ステージネジ孔２５～２８の各上部は、各下部に比べて内径が大きくなっている。これにより、ステージネジ孔２５～２８内に頭部５１２、５２２、５３２、５４２を収容することができる。

【0029】

図１に示す傾斜ステージ１は、ワッシャー４２およびコイルばね４３を備える。ワッシャー４２およびコイルばね４３は、それぞれ支柱ネジ４１が挿通された状態で用いられる。つまり、支柱ネジ４１は、ワッシャー４２、コイルばね４３およびステージ部２を、この順に挿通する。そして、支柱ネジ４１の先端部４１６をベース部３のベースネジ孔３４に挿入することにより、ワッシャー４２およびコイルばね４３が、支柱ネジ４１とステージ部２との間に挟まれた状態になる。

【0030】

なお、ベースネジ孔３４の深さは、支柱ネジ４１が挿入されるのに十分な深さに設定される。つまり、ベースネジ孔３４に支柱ネジ４１を挿入したとき、支柱ネジ４１がベースネジ孔３４の底に達することがない程度に、十分な深さを確保しておくのが好ましい。これにより、支柱ネジ４１のねじ込み量に応じて、ステージ部２をベース部３に押し付ける押付力を大きくすることができる。

【0031】

このようにして支柱ネジ４１をベース部３に固定すると、ベース部３に固定された支柱ネジ４１と、ステージ部２と、の間に隙間があるため、支柱ネジ４１を基準にして、載置面２１を様々な方向に傾けることができる。

【0032】

図３は、一例として、図２に示すステージ部２の載置面２１を、Ｘ軸マイナス側に傾けた状態を示す断面図である。

【0033】

図３に示すように、支柱ネジ４１と貫通孔２４の内周面との隙間は、ステージ部２を傾けるために必要なスペースになっている。そして、ベース部３の対向面３１に対する載置面２１の傾斜角度は、調整ネジ５１、５３のねじ込み量に応じて微調整することができる。

【0034】

図３は、図２の状態に比べて、調整ネジ５１をその進行方向とは反対方向に進むように回し、一方、調整ネジ５３をその進行方向に進むように回した後の状態を示している。調整ネジ５１、５３のような螺旋のネジ溝を持つネジ部材は、それぞれ簡単な構造であるにもかかわらず、ねじ込み量を連続的に変化させることが容易である。このため、調整ネジ５１、５３を用いて載置面２１の傾斜角度を変更する機構を設けることにより、載置面２１が支持する光学部品等の傾斜角度を無段階に調整することができるので、微調整が容易な傾斜ステージ１を実現することができる。

【0035】

なお、図３では、支柱ネジ４１を緩めているので、支柱ネジ４１の頭部４１２とワッシャー４２との間には隙間がある。このため、図３に示すコイルばね４３は、自然状態にある。そして、この状態では、支柱ネジ４１およびコイルばね４３は、それぞれ、ステージ部２に対してほとんど作用していない。

【0036】

図４は、支柱ネジ４１のねじ込み量を、図３に比べて大きくした状態を示す断面図である。

【0037】

図４に示すコイルばね４３は、ワッシャー４２を介して、支柱ネジ４１の頭部４１２とステージ部２との間に挟まれている。そして、図４に示すコイルばね４３は、Ｚ軸方向に圧縮されている。その結果、圧縮状態にあるコイルばね４３は、支柱ネジ４１がステージ部２をベース部３に押し付ける押付力と、ステージ部２から支柱ネジ４１が受ける抗力と、を仲介することができる。つまり、Ｚ軸方向において、支柱ネジ４１の頭部４１２とステージ部２との間にスペースがあっても、そのスペースをコイルばね４３が埋めることによって、コイルばね４３の反力を、ステージ部２に対する押付力として付与することができ、かつ、支柱ネジ４１に対する抗力として付与することができる。その結果、Ｚ軸方向で、押付力と抗力とが釣り合い、ステージ部２を強力に固定することができる。

【0038】

また、コイルばね４３は、例えば図４の支柱ネジ４１を挟んだＸ軸方向の両側で、隙間の大きさが異なっていても、コイルピッチの変化によって追従することができる。このため、コイルばね４３を設けることにより、図４の支柱ネジ４１を挟んだＸ軸方向の両側で、ステージ部２に対して押付力を付与することができ、かつ、支柱ネジ４１に対する抗力を付与することができる。その結果、載置面２１が傾いていても、ステージ部２をバランスよく固定することができる。また、圧縮されたコイルばね４３が反力を発生し続けることにより、支柱ネジ４１の緩みが抑制される。

【0039】

なお、コイルばね４３は、各種弾性体で代替可能である。弾性体としては、コイルばね４３の他、渦巻きばね、板ばね等の各種ばね、ゴムやエラストマー、発泡樹脂等の各種樹脂部品等が挙げられる。

【0040】

ただし、弾性体にはコイルばね４３が好ましく用いられる。コイルばね４３は、内部に支柱ネジ４１を挿通させやすい構造を有し、伸縮しても外径や内径が変化しにくい。このため、傾斜ステージ１に用いられる弾性体として特に有用である。

【0041】

コイルばね４３は、素線を螺旋状に巻いた圧縮コイルばねで構成されるが、素線の断面形状は、円形であっても、四角形であっても、その他の形状であってもよい。ただし、圧縮されたときの形状安定性等の観点から、素線の断面形状が四角形である角ばねが好ましく用いられる。角ばねをコイルばね４３として用いることにより、支柱ネジ４１の締結後、ステージ部２の固定状態をより安定して維持することができる。

【0042】

また、コイルばね４３、すなわち弾性体は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。コイルばね４３が省略された場合でも、支柱ネジ４１がステージ部２に対して直接押付力を付与することができるので、ステージ部２を固定することができる。ワッシャー４２も、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。

【0043】

また、載置面２１の傾斜角度の調整範囲は、前述したように、支柱ネジ４１と貫通孔２４の内周面との隙間に応じて決まる。具体的には、支柱ネジ４１の外周面と貫通孔２４の内周面とが接触していない状態から、載置面２１の傾斜角度を徐々に大きくしていくと、所定の角度で、支柱ネジ４１の外周面と貫通孔２４の内周面とが接触する。そうすると、それ以上、載置面２１の傾斜角度を大きくすることはできなくなる。

【0044】

図５は、図２の部分拡大図である。
図５では、支柱ネジ４１の基端部４１４の外径をφ４１４とし、貫通孔２４の内径をφ２４とする。基端部４１４の外径φ４１４は、貫通孔２４の内径φ２４よりも小さければよいが、好ましくは内径φ２４の９８％以下とされ、より好ましくは５０％以上９５％以下とされ、さらに好ましくは６０％以上９０％以下とされる。これにより、載置面２１の傾斜角度の調整範囲を十分に確保することができ、かつ、ステージ部２が不安定になるまで傾斜角度が大きくなるのを防止することができる。

【0045】

また、図５では、ワッシャー４２の内径をφ４２とし、コイルばね４３の外径をφ４３とする。コイルばね４３の外径φ４３は、貫通孔２４の内径φ２４およびワッシャー４２の内径φ４２の双方より大きいことが好ましい。これにより、コイルばね４３がワッシャー４２や貫通孔２４に嵌るのを防止して、コイルばね４３に対して確実に押付力を付与することができる。

【0046】

なお、コイルばね４３の外径φ４３は、ワッシャー４２の内径φ４２より大きければよいが、好ましくは内径φ４２の１０２％以上とされ、より好ましくは１０５％以上２００％以下とされ、さらに好ましくは１１０％以上１５０％以下とされる。これにより、コイルばね４３がワッシャー４２に嵌りにくくなり、かつ、コイルばね４３の剛性が高くなりすぎるのを防止してステージ部２の傾きに対するコイルばね４３の追従性を確保することができる。

【0047】

また、図５では、支柱ネジ４１の頭部４１２の外径をφ４１２とする。支柱ネジ４１の頭部４１２の外径φ４１２は、貫通孔２４の内径φ２４よりも大きい。そして、頭部４１２とステージ部２との間に弾性体であるコイルばね４３が設けられている。これにより、コイルばね４３は、頭部４１２とステージ部２との間で安定して圧縮される。その結果、コイルばね４３は、支柱ネジ４１がステージ部２をベース部３に押し付ける押付力と、ステージ部２から支柱ネジ４１が受ける抗力と、をより安定して仲介することができる。

【0048】

Ｘ軸方向における載置面２１の傾斜角度は、前述したように、調整ネジ５１、５３のねじ込み量で調整することができる。具体的には、載置面２１を平面視したとき、貫通孔２４は、ステージネジ孔２５（第１ネジ孔）とステージネジ孔２７（第２ネジ孔）との間に設けられている。このため、調整ネジ５１と調整ネジ５３との間に支柱ネジ４１が配置されることになる。その結果、傾斜ステージ１では、調整ネジ５１、５３のねじ込み量によって、載置面２１をＸ軸プラス側に傾けることも、Ｘ軸マイナス側に傾けることもできる。これにより、傾斜ステージ１は、載置面２１の傾斜方向をＸ軸の両方向に変更可能であるという高い自由度を、少なくとも３本のネジによって実現することができる。したがって、傾斜ステージ１では、特に、高機能と小型化とが両立している。

【0049】

また、調整ネジ５１、５３による調整量を等しくすれば、載置面２１の傾斜角度を維持しながら、載置面２１をＺ軸に沿って並進させることもできる。したがって、傾斜ステージ１は、いわゆるＺ軸ステージとして用いることもできる。

【0050】

一方、図１に示す傾斜ステージ１では、Ｙ軸方向における載置面２１の傾斜角度を、調整ネジ５２、５４のねじ込み量で調整することができる。したがって、傾斜ステージ１では、４本の調整ネジ５１～５４のねじ込み量を調整することにより、Ｚ軸まわりの全方向に向けて載置面２１を傾けることができ、かつ、その傾斜角度を微調整することができる。

【0051】

なお、載置面２１を平面視し、貫通孔２４を対称の中心としたとき、ステージネジ孔２５（第１ネジ孔）およびステージネジ孔２７（第２ネジ孔）は、貫通孔２４に対して互いに点対称な位置にあるのが好ましい。つまり、ステージネジ孔２５、貫通孔２４およびステージネジ孔２７は、同一の直線上に位置しており、ステージネジ孔２５と貫通孔２４との距離と、ステージネジ孔２７と貫通孔２４との距離と、は等しくなっているのが好ましい。

【0052】

このような構成によれば、調整ネジ５１の単位ねじ込み量で調整される傾斜角度と、調整ネジ５３の単位ねじ込み量で調整される傾斜角度と、を等しくすることができる。これにより、光学部品等の傾斜角度を調整するときの傾斜ステージ１の操作性を高めることができる。

【0053】

同様に、貫通孔２４を対称の中心としたとき、ステージネジ孔２６およびステージネジ孔２８も、互いに点対称な位置にあるのが好ましい。

【0054】

なお、調整ネジ５１～５４は、少なくとも２本あればよいが、図１に示すように３本以上設けることにより、載置面２１の傾斜方向および傾斜角度をより安定して保持することができる。

【0055】

また、調整ネジ５１～５４では、先端部５１６、５２６、５３６、５４６がベース部３の対向面３１に当接している。「当接」とは、単に接している状態を指す。先端部５１６、５２６、５３６、５４６がベース部３の対向面３１に当接することで、ベース部３に対するステージ部２の支持点を増やすことができる。これにより、ステージ部２を安定して固定することができる。また、調整ネジ５１～５４は、対向面３１に拘束されることがなく、対向面３１内の任意の位置に移動可能である。したがって、ステージ部２は、支柱ネジ４１を回転軸として、ベース部３に対して相対的に回転することもできる。これにより、傾斜ステージ１では、Ｚ軸まわりの全方向に向けて載置面２１を傾ける微動に加え、Ｚ軸まわりに載置面２１を回転させる移動が可能になる。

【0056】

以上のように、本実施形態に係る傾斜ステージ１は、ステージ部２と、ベース部３と、調整ネジ５１（第１調整ネジ）と、調整ネジ５３（第２調整ネジ）と、支柱ネジ４１と、を備える。ステージ部２は、載置面２１、ならびに、載置面２１に開口し、貫通する貫通孔２４、載置面２１に開口し、貫通するステージネジ孔２５（第１ネジ孔）および載置面２１に開口し、貫通するステージネジ孔２７（第２ネジ孔）を有する。ベース部３は、ステージ部２に対向する対向面３１、および、対向面３１に開口するベースネジ孔３４（第３ネジ孔）を有する。調整ネジ５１は、先端部５１６（第１先端部）および基端部５１４（第１基端部）を有する。調整ネジ５３は、先端部５３６（第２先端部）および基端部５３４（第２基端部）を有する。支柱ネジ４１は、先端部４１６（第３先端部）および基端部４１４（第３基端部）を有する。

【0057】

そして、調整ネジ５１では、基端部５１４がステージネジ孔２５に螺合し、かつ、先端部５１６が対向面３１に当接している。調整ネジ５３では、基端部５３４がステージネジ孔２７に螺合し、かつ、先端部５３６が対向面３１に当接している。支柱ネジ４１では、基端部４１４が貫通孔２４に挿通され、かつ、先端部４１６がベースネジ孔３４に螺合している。また、貫通孔２４の内径φ２４は、基端部４１４の外径φ４１４より大きい。

【0058】

このような構成によれば、支柱ネジ４１がステージ部２を傾けるための支柱（基軸）として機能し、かつ、ステージ部２を固定する機能も有するため、傾斜ステージ１では、構造の簡素化が図られている。したがって、傾斜ステージ１は、小型化が容易である。

【0059】

また、調整ネジ５１、５３のねじ込み量によってステージ部２の傾斜方向および傾斜角度を調整することができる。このため、傾斜ステージ１によれば、載置面２１に載置されている光学部品等の物体を、調整ネジ５１、５３の各進行方向とは異なる方向に移動させることができる。これにより、傾斜ステージ１が狭いスペースに置かれた場合でも、例えば載置面２１側からＺ軸方向に沿って作業者が手を伸ばし、調整ネジ５１、５３に対する作業を行うことができ、かつ、手を伸ばす方向とは異なる方向、例えばＸ軸方向やＹ軸方向に光学部品等を傾けることができる。その結果、光学部品等の物体を精度よく微動させることができ、かつ、小型で作業性に優れた傾斜ステージ１を実現することができる。

【0060】

また、傾斜ステージ１では、ベース部３とステージ部２との間で、接触面積が少なく抑えられている。具体的には、図１に示す傾斜ステージ１の場合、１本の支柱ネジ４１および４本の調整ネジ５１～５４のみが、接触部であるため、対向面３１の面積に比べて接触面積を非常に小さくすることができる。これにより、ベース部３とステージ部２との間の熱抵抗を大きくすることができる。その結果、例えば光学部品のような熱に対する感受性が高い物体を載置面２１に載置した場合でも、ベース部３からステージ部２への熱伝達を小さく抑えることができ、光学部品の熱による歪み等を少なくすることができる。

【0061】

なお、熱抵抗を大きくするという観点では、支柱ネジ４１および調整ネジ５１～５４の構成材料を、熱伝導率の低い材料にするのが好ましい。熱伝導率の低い材料としては、例えば、セラミックス材料、ガラス材料、樹脂材料等が挙げられる。

【0062】

同様に、ワッシャー４２の構成材料に、熱伝導率の低い材料を用いることで、熱抵抗を大きくすることができる。

【0063】

なお、傾斜ステージ１は、載置面２１を傾ける目的のみで使用される必要はなく、例えば、前述したようにＺ軸に沿って並進するＺ軸ステージとして用いられてもよいし、Ｚ軸まわりに回転する回転ステージとして用いられてもよい。

【0064】

１．２．傾斜ステージの使用方法
次に、傾斜ステージ１の使用方法について説明する。

【0065】

まず、ユーザーは、図２に示すように、支柱ネジ４１を緩める。これにより、ステージ部２を、Ｚ軸まわりのいずれかの方向に向けて載置面２１を傾けたり、Ｚ軸に沿って並進させたり、Ｚ軸まわりに回転させたりすることが可能になる。

【0066】

載置面２１を傾ける場合には、調整ネジ５１～５４のねじ込み量を変えることにより、載置面２１の傾斜方向と傾斜角度を調整する。

【0067】

載置面２１の傾斜方向および傾斜角度が決まったら、支柱ネジ４１を締める。これにより、コイルばね４３が圧縮され、それに伴って、載置面２１の姿勢を維持しながら、ステージ部２がベース部３に対して固定される。なお、支柱ネジ４１は、コイルばね４３の素線同士が互いに接触する状態になるまで締め付けることが好ましい。これにより、コイルばね４３の状態が特に安定するとともに、コイルばね４３が実質的に管体とみなすことができる状態になる。その結果、支柱ネジ４１による押付力をほぼそのまま、ステージ部２の固定に利用することができ、特に安定した固定が可能になる。

【0068】

１．３．変形例
次に、第１実施形態の変形例に係る傾斜ステージについて説明する。
図６は、第１実施形態の変形例に係る傾斜ステージを示す断面図である。

【0069】

以下、変形例について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図６において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0070】

図６に示す傾斜ステージ１は、ナット６１、６３およびコイルばね４４が追加されていること以外、第１実施形態と同様である。

【0071】

すなわち、図６に示す傾斜ステージ１は、ナット６１、６３およびコイルばね４４を備える。なお、図６は、支柱ネジ４１を未だ締め付けていない状態を図示している。

【0072】

ナット６１は、調整ネジ５１に螺合している。そして、ナット６１は、ステージ部２とベース部３との間に位置している。このナット６１は、調整ネジ５１のねじ込み量を調整した後、締め付けられる。これにより、調整ネジ５１の調整後のねじ込み量を固定することができる。その結果、ねじ込み量が意図せず変化してしまうのを抑制することができる。

【0073】

同様に、ナット６３は、調整ネジ５３に螺合している。そして、ナット６３は、ステージ部２とベース部３との間に位置している。ナット６３を用いることにより、ナット６１と同様、調整ネジ５３の調整後のねじ込み量を固定することができる。その結果、ねじ込み量が意図せず変化してしまうのを抑制することができる。

【0074】

その他、調整ネジ５２、５４にも、図示しないナットが設けられていてもよい。また、ナット６１、６３は、いずれか一方が省略されていてもよい。

【0075】

コイルばね４４は、支柱ネジ４１に取り付けられている。そして、コイルばね４４は、ステージ部２とベース部３との間に位置している。このコイルばね４４は、ステージ部２とベース部３との間で反力を発生させ、ステージ部２を支柱ネジ４１に押し付けるように作用する。このため、コイルばね４３が圧縮し切った場合でも、さらに、ステージ部２の固定力を追加することができる。

【0076】

以上のように、本変形例に係る傾斜ステージ１は、調整ネジ５１（第１調整ネジ）に螺合するナット６１（第１ナット）および調整ネジ５３（第２調整ネジ）に螺合するナット６３（第２ナット）の少なくとも一方を備える。これにより、調整ネジ５１、５３のねじ込み量をナット６１、６３によって固定することができる。その結果、ねじ込み量が意図せず変化してしまうのを抑制することができる。

【0077】

なお、本変形例に係る傾斜ステージ１においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0078】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る傾斜ステージについて説明する。

【0079】

図７は、第２実施形態に係る傾斜ステージを示す斜視図である。図８は、図７に示す傾斜ステージの断面図である。

【0080】

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図７および図８において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0081】

第２実施形態は、載置面２１における貫通孔やネジ孔の位置や数が異なること以外、第１実施形態と同様である。

【0082】

図７および図８に示す傾斜ステージ１Ａは、ステージ部２Ａと、ベース部３Ａと、を備える。

【0083】

ステージ部２Ａは、載置面２１を平面視したとき、略四角形をなす板状の部材である。ステージ部２Ａは、貫通孔２４２、２４４、２４６を備える。これらの貫通孔２４２、２４４、２４６は、前述した貫通孔２４と同様、ステージ部２Ａを貫通している。そして、載置面２１が有する４つの角部のうち、Ｘ軸マイナス側でかつＹ軸プラス側に位置する角部には、貫通孔２４２が設けられている。また、Ｘ軸プラス側でかつＹ軸マイナス側に位置する角部には、貫通孔２４４、２４６が設けられている。

【0084】

また、ステージ部２Ａは、ステージネジ孔２９２、２９４、２９６を備える。これらのステージネジ孔２９２、２９４、２９６は、前述したステージネジ孔２５～２８と同様、ステージ部２を貫通し、内周面にはネジ溝が設けられている。そして、載置面２１が有する４つの角部のうち、Ｘ軸マイナス側でかつＹ軸プラス側に位置する角部には、ステージネジ孔２９２、２９４が設けられている。また、Ｘ軸プラス側でかつＹ軸マイナス側に位置する角部には、ステージネジ孔２９６が設けられている。

【0085】

したがって、貫通孔２４２およびステージネジ孔２９２、２９４が設けられた角部と、貫通孔２４４、２４６およびステージネジ孔２９６が設けられた角部は、載置面２１に引かれた１本の対角線の両側に位置している。そして、これらの角部同士の間に、光学部品９３が載置されている。具体的には、ステージ部２Ａの載置面２１には、台座９１、ホルダー９２および光学部品９３が載置されている。台座９１は、ネジ９１２、９１４でステージ部２Ａに固定されている。ホルダー９２は、台座９１に接着されており、光学部品９３は、ホルダー９２に接着されている。これにより、光学部品９３がステージ部２Ａに固定されている。光学部品９３は、例えば反射面９３２を備えるミラーである。傾斜ステージ１Ａによれば、反射面９３２の向きを微調整することができる。

【0086】

ベース部３Ａは、ベースネジ孔３４２、３４４、３４６を備える。これらのベースネジ孔３４２、３４４、３４６は、前述したベースネジ孔３４と同様、対向面３１に開口し、内周面にはネジ溝が設けられている。

【0087】

図７に示す傾斜ステージ１Ａは、支柱ネジ４５、４６、４７、および、調整ネジ５５、５６、５７を備える。支柱ネジ４５～４７は、前述した支柱ネジ４１と同様の機能を有し、調整ネジ５５～５７は、前述した調整ネジ５１～５４と同様の機能を有する。

【0088】

支柱ネジ４５は、頭部４５２と、基端部４５４および先端部４５６を含む本体部と、を備える。支柱ネジ４６は、頭部４６２と、基端部４６４および先端部４６６を含む本体部と、を備える。支柱ネジ４７は、頭部４７２と、基端部４７４および先端部４７６を含む本体部と、を備える。先端部４５６、４６６、４７６の各外周面には、ネジ溝が設けられている。これにより、支柱ネジ４５、４６、４７は、ベースネジ孔３４２、３４４、３４６に螺合するようになっている。

【0089】

支柱ネジ４５では、頭部４５２、基端部４５４および先端部４５６がこの順で並んでいれば、各部の長さや比は特に限定されない。支柱ネジ４６、４７でも同様である。

【0090】

また、前述した貫通孔２４２、２４４、２４６は、支柱ネジ４５、４６、４７の本体部が挿通可能になっている。このため、貫通孔２４２、２４４、２４６の内径は、支柱ネジ４５、４６、４７の本体部の外径より大きくなっている。これにより、支柱ネジ４５、４６、４７と貫通孔２４２、２４４、２４６との間には隙間ができ、隙間の分だけ、ステージ部２Ａの載置面２１をベース部３Ａの対向面３１に対して傾けることが可能になる。

【0091】

調整ネジ５５は、頭部５５２と、基端部５５４および先端部５５６を含む本体部と、を備える。調整ネジ５６は、頭部５６２と、基端部５６４および先端部５６６を含む本体部と、を備える。調整ネジ５７は、頭部５７２と、基端部５７４および先端部５７６を含む本体部と、を備える。基端部５５４、５６４、５７４の各外周面にはネジ溝が設けられている。これにより、調整ネジ５５、５６、５７は、ステージネジ孔２９２、２９４、２９６に螺合するようになっている。また、先端部５５６、５６６、５７６は、ベース部３Ａの対向面３１に当接している。

【0092】

調整ネジ５５では、頭部５５２、基端部５５４および先端部５５６がこの順で並んでいれば、各部の長さや比は特に限定されない。調整ネジ５６、５７でも同様である。

【0093】

傾斜ステージ１Ａでは、支柱ネジ４５、４６、４７を緩めることにより、ステージ部２Ａの載置面２１を傾けることができるようになる。そして、ベース部３Ａの対向面３１に対する載置面２１の傾斜方向および傾斜角度は、調整ネジ５５、５６、５７のねじ込み量に応じて微調整することができる。載置面２１の傾斜方向および傾斜角度が決まったら、支柱ネジ４５、４６、４７を締め付ける。これにより、ステージ部２Ａが固定される。

【0094】

図７に示す傾斜ステージ１Ａは、コイルばね４３２、４３４、４３６を備える。コイルばね４３２、４３４、４３６は、支柱ネジ４５、４６、４７に挿通された状態で用いられる。支柱ネジ４５、４６、４７の先端部４５６、４６６、４７６をベースネジ孔３４２、３４４、３４６に挿入することにより、コイルばね４３２、４３４、４３６が、支柱ネジ４５、４６、４７とステージ部２Ａとの間に挟まれた状態になる。このようなコイルばね４３２、４３４、４３６を設けることにより、支柱ネジ４５、４６、４７の頭部４５２、４６２、４７２とステージ部２Ａとの間にスペースがあっても、そのスペースをコイルばね４３２、４３４、４３６が埋めることによって、ステージ部２Ａを強力に固定することができる。また、載置面２１が傾いていても、コイルばね４３２、４３４、４３６が追従するので、ステージ部２Ａをバランスよく固定することができる。
なお、傾斜ステージ１Ａも、前述したワッシャー４２を備えていてもよい。

【0095】

また、本実施形態では、載置面２１を平面視したとき、ステージネジ孔２９２、２９４、２９６を結ぶ線分が二等辺三角形を形成している。このような配置にすることで、例えば、調整ネジ５５、５６と調整ネジ５７との間のねじ込み量の差によって、載置面２１に対する反射面９３２の仰角または俯角を微調整することができる。この場合、載置面２１のうち、ステージネジ孔２９２が設けられている角部と、ステージネジ孔２９４、２９６が設けられている角部と、の間に光学部品９３が設けられているのが好ましい。これにより、載置面２１に対して反射面９３２の仰角を増やす方向にも、俯角を増やす方向にも、調整することが可能になる。

【0096】

さらに、本実施形態では、複数本の支柱ネジ４５、４６、４７を備えることにより、第１実施形態に比べて、ステージ部２Ａを固定する部位を増やすことができる。これにより、ステージ部２Ａをより安定的に固定することができる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0097】

３．第３実施形態
また、傾斜ステージ１Ａと、載置面２１に載置されている光学部品９３と、で光学デバイス１０が構成される。つまり、第３実施形態に係る光学デバイス１０は、傾斜ステージ１Ａと、光学部品９３と、を備える。このような光学デバイス１０は、光学部品９３の光軸を微調整する機能を有し、かつ、傾斜ステージ１Ａの構造が簡単であることから、光軸調整の作業性が良好で、かつ小型化が容易なものとなる。なお、光学部品９３は、いかなる機能を持つ光学部品であってもよい。

【0098】

４．第４実施形態
図９は、第４実施形態に係るレーザー干渉計を示す模式図である。

【0099】

図９に示すレーザー干渉計１００は、レーザー光源１０２（光源部）と、ビームスプリッター１０４、１０６、１０８と、ミラー１１０と、受光器１１２と、音響光学変調器ＡＯＭと、を備える。

【0100】

レーザー光源１０２は、周波数ｆ_０のレーザー光である出射光Ｌ１を出射する。出射光Ｌ１は、ビームスプリッター１０４、１０６を透過して、被測定物１１４で反射する。この反射光である物体光Ｌ３は、被測定物１１４の振動速度Ｖに応じてドップラーシフトを受けている。このため、物体光Ｌ３の周波数は、ｆ_０±ｆ_Ｄとなる。この物体光Ｌ３は、ビームスプリッター１０６およびミラー１１０で順次反射し、ビームスプリッター１０８を透過して、受光器１１２で受光される。

【0101】

また、出射光Ｌ１の一部は、ビームスプリッター１０４で分岐し、音響光学変調器ＡＯＭに入射する。音響光学変調器ＡＯＭでは、出射光Ｌ１を周波数変調させ、周波数ｆ_０＋ｆ_Ｍの参照光Ｌ２を生成する。参照光Ｌ２は、ビームスプリッター１０８で反射し、受光器１１２で受光される。

【0102】

そして、受光器１１２では、物体光Ｌ３と参照光Ｌ２とを干渉させた、周波数ｆ_Ｍ±ｆ_Ｄの干渉光Ｌ４を受光し、うなり信号を得る。そして、うなり信号から検出回路でドップラーシフトの周波数情報を取り出し、復調回路によって速度情報（振動速度Ｖ）を求めることができる。

【0103】

このようなレーザー干渉計１００では、一例として、ミラー１１０が光学デバイス１０で構成されている。これにより、ミラー１１０では、光学デバイス１０が奏する効果により、物体光Ｌ３の反射方向を容易に微調整することができる。したがって、光軸調整の作業性に優れたレーザー干渉計１００を実現することができる。また、光学デバイス１０は小型化が図られているため、レーザー干渉計１００の小型化を容易に図ることができる。

【0104】

なお、光学デバイス１０は、ミラー１１０以外の光学要素で用いられていてもよい。また、音響光学変調器ＡＯＭに代えて、圧電素子等の振動素子を備える振動子型光変調器を用いるようにしてもよい。

【0105】

以上のように、本実施形態に係るレーザー干渉計１００は、レーザー光を射出するレーザー光源１０２（光源部）と、光学デバイス１０と、を備える。このようなレーザー干渉計１００は、小型でかつメンテナンス性に優れる。

【0106】

以上、本発明の傾斜ステージ、光学デバイスおよびレーザー干渉計を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態の各部が同様の機能を有する任意の構成のものに置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよい。

【符号の説明】

【0107】

１…傾斜ステージ、１Ａ…傾斜ステージ、２…ステージ部、２Ａ…ステージ部、３…ベース部、３Ａ…ベース部、１０…光学デバイス、２１…載置面、２２…裏面、２４…貫通孔、２５…ステージネジ孔、２６…ステージネジ孔、２７…ステージネジ孔、２８…ステージネジ孔、３１…対向面、３２…裏面、３４…ベースネジ孔、４１…支柱ネジ、４２…ワッシャー、４３…コイルばね、４４…コイルばね、４５…支柱ネジ、４６…支柱ネジ、４７…支柱ネジ、５１…調整ネジ、５２…調整ネジ、５３…調整ネジ、５４…調整ネジ、５５…調整ネジ、５６…調整ネジ、５７…調整ネジ、６１…ナット、６３…ナット、９１…台座、９２…ホルダー、９３…光学部品、１００…レーザー干渉計、１０２…レーザー光源、１０４…ビームスプリッター、１０６…ビームスプリッター、１０８…ビームスプリッター、１１０…ミラー、１１２…受光器、１１４…被測定物、２４２…貫通孔、２４４…貫通孔、２４６…貫通孔、２９２…ステージネジ孔、２９４…ステージネジ孔、２９６…ステージネジ孔、３４２…ベースネジ孔、３４４…ベースネジ孔、３４６…ベースネジ孔、４１２…頭部、４１４…基端部、４１６…先端部、４３２…コイルばね、４３４…コイルばね、４３６…コイルばね、４５２…頭部、４５４…基端部、４５６…先端部、４６２…頭部、４６４…基端部、４６６…先端部、４７２…頭部、４７４…基端部、４７６…先端部、５１２…頭部、５１４…基端部、５１６…先端部、５２２…頭部、５２４…基端部、５２６…先端部、５３２…頭部、５３４…基端部、５３６…先端部、５４２…頭部、５４４…基端部、５４６…先端部、５５２…頭部、５５４…基端部、５５６…先端部、５６２…頭部、５６４…基端部、５６６…先端部、５７２…頭部、５７４…基端部、５７６…先端部、９１２…ネジ、９１４…ネジ、９３２…反射面、ＡＯＭ…音響光学変調器、Ｌ１…出射光、Ｌ２…参照光、Ｌ３…物体光、Ｌ４…干渉光、Ｖ…振動速度、ｆ_０…周波数、ｆ_Ｄ…周波数、ｆ_Ｍ…周波数、φ２４…内径、φ４１２…外径、φ４１４…外径、φ４２…内径、φ４３…外径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】