(57)【要約】【課題】広範囲の温度環境下で結像性能を良好に維持でき、かつ、コンパクトな光学装置を提供する。【解決手段】光学素子１０１と、該光学素子１０１を保持する第１保持部材１０２と、該第１保持部材１０２を複数の結合部１０５ａ、１０５ｂを介して保持し、光学素子１０１、及び第１保持部材１０２の各々と線膨張係数が異なる第２保持部材１０３とを有する光学装置１００であって、第１保持部材１０２は、複数の結合部１０５ａ、１０５ｂが第１保持部材１０２と第２保持部材１０３との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、該変位とは異なる所定の方向に光学素子１０１との結合部を変位させ、所定の方向は、光学素子１０１と第２保持部材１０３との線膨張係数の差に応じて、光学素子１０１と第１保持部材１０２との結合部が受ける力の反対方向である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、該光学素子を保持する第１保持部材と、該第１保持部材を複数の結合部を介して保持し、前記光学素子、及び前記第１保持部材の各々と線膨張係数が異なる第２保持部材と、を有する光学装置であって、
前記第１保持部材は、前記複数の結合部が前記第１保持部材と前記第２保持部材との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、前記変位とは異なる所定の方向に前記光学素子との結合部を変位させ、
前記所定の方向は、前記光学素子と前記第２保持部材との線膨張係数の差に応じて、前記光学素子と前記第１保持部材との結合部が受ける力の反対方向であることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記第１保持部材は、弾性ヒンジを介して接続された複数の部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複数の結合部は、前記光学素子の中心と、前記光学素子と前記第１保持部材との結合部とを結ぶ直線に対して両側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも大きく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも小さく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも小さく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも大きく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項８】
光学素子と、該光学素子を複数の結合部を介して保持し、前記光学素子と線膨張係数が異なる第１保持部材と、該第１保持部材を保持し、前記光学素子と線膨張係数が異なる第２保持部材と、を有する光学装置であって、
前記第１保持部材は、前記複数の結合部が前記光学素子と前記第１保持部材との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、前記変位とは異なる所定の方向に前記複数の結合部を変位させ、
前記所定の方向は、前記光学素子と前記第２保持部材との線膨張係数の差に応じて、前記複数の結合部が受ける力の反対方向であることを特徴とする光学装置。
【請求項９】
前記第１保持部材は、弾性ヒンジを介して接続された複数の部材を含むことを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記複数の結合部は、前記光学素子の中心と、前記第１保持部材と前記第２保持部材との結合部とを結ぶ直線に対して両側に配置されることを特徴とする請求項８又は９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記光学素子の線膨張係数よりも大きく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記光学素子の線膨張係数よりも小さく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記光学素子の線膨張係数よりも小さく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記第１保持部材の線膨張係数は、前記光学素子の線膨張係数よりも大きく、かつ、前記光学素子の線膨張係数は、前記第２保持部材の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１５】
光源からの光を原版に導く照明光学系と、前記原版からの光を基板に導く投影光学系とを備える露光装置であって、
前記照明光学系、又は前記投影光学系は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光された基板を現像する工程と、
を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶パネルの製造に用いられる露光装置等が採用する光学素子は、その特性に対する要求性能に応じて、材質及び形状を決定する。ここで示す光学素子は、例えば、石英、ガラス、低熱膨張材等を素材としたレンズ及びミラーである。レンズは、光束を透過し、一方、ミラーは、光束を反射するものである。また、光学素子の特性としては、表面形状、透過波面収差、透過率、及び複屈折率等がある。
【０００３】
従来、このような光学素子の保持装置（光学装置）として、構成部材の材料及び寸法を適切に決定することにより、光学装置の温度が変化した場合の構成部材の熱膨張、及び熱収縮が光学性能へ及ぼす影響を低減するものが提案されている。例えば、特許文献１は、光学素子であるレンズと、該レンズの各保持部材とを、ある条件の熱膨張係数と寸法により決定するレンズ保持機構を開示している。これによれば、広範囲の温度環境下で、レンズを半径方向に締め付ける力が発生したり、レンズと保持部材との間にガタが発生したりすることが防止され、光学性能が良好に維持される。また、特許文献２は、光学素子を保持する枠体に線膨張係数が枠体よりも大きい緩衝部材を取り付け、緩衝部材の伸長により枠体に形成された支持部材が径方向内側に移動するような方向変換機構を設けた光学素子保持装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１５５０３号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１４６６５５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のレンズ保持機構では、保持部材の半径方向の寸法は、温度環境の耐性の観点のみから決まってしまい、省スペース化の観点で決定することができない。したがって、従来の光学装置は、外形寸法が比較的大きくなり、結果的に自らを含む製品の重量や寸法が大きくなる。例えば、特許文献１のレンズ保持機構を半導体露光装置の光学系に適用すると仮定する。この場合、レンズの材質を合成石英とし、その半径Ａを１００ｍｍとする。また、レンズ保持枠及び保持部材は、耐紫外光性を有し、比較的低コストで入手可能な材料として、それぞれアルミニウム合金及び鉄鋼を選定する。ここで、合成石英、アルミニウム合金、及び鉄鋼の線膨張係数は、それぞれ、０．５ｐｐｍ／℃、２３ｐｐｍ／℃、及び１２ｐｐｍ／℃であるとすると、Ｂ＝１０５ｍｍ、Ｃ＝２０５ｍｍとなる。即ち、レンズ保持枠の外径は、レンズの外径の２倍以上となる。更に、このような光学装置を有する露光装置は、重量や床面積が大きくなってしまい、この露光装置を使用したデバイスの製造コストは、高コストとなる。
【０００６】
これに対して、特許文献２の光学素子保持装置は、仮に小型化を実現したとしても、構造が複雑化しているため、製造コストがかかり、結果的に露光装置、及びこの露光装置を使用したデバイスの製造コストを低減することが難しい。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、広範囲の温度環境下で結像性能を良好に維持でき、かつ、コンパクトな光学装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、光学素子と、該光学素子を保持する第１保持部材と、該第１保持部材を複数の結合部を介して保持し、光学素子、及び第１保持部材の各々と線膨張係数が異なる第２保持部材とを有する光学装置であって、第１保持部材は、複数の結合部が第１保持部材と第２保持部材との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、変位とは異なる所定の方向に光学素子との結合部を変位させ、所定の方向は、光学素子と第２保持部材との線膨張係数の差に応じて、光学素子と第１保持部材との結合部が受ける力の反対方向であることを特徴とする。更に、本発明は、光学素子と、該光学素子を複数の結合部を介して保持し、光学素子と線膨張係数が異なる第１保持部材と、該第１保持部材を保持し、光学素子と線膨張係数が異なる第２保持部材とを有する光学装置であって、第１保持部材は、複数の結合部が光学素子と第１保持部材との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、変位とは異なる所定の方向に複数の結合部を変位させ、所定の方向は、光学素子と第２保持部材との線膨張係数の差に応じて、複数の結合部が受ける力の反対方向であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各構成要素の線膨張係数の差に応じて、第１保持部材の変位とは異なる所定の方向に所定の構成要素を変位させるので、広範囲の温度環境下で結像性能を良好に維持でき、かつ、コンパクトな光学装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る光学装置を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光学装置の他の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る光学装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第６実施形態に係る光学装置を示す概略図である。
【図６】本発明の第７実施形態に係る光学装置を示す概略図である。
【図７】本発明の光学装置を適用した露光装置を示す概略図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るリンク機構の形状を示す概略図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る光学装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る光学装置について説明する。図１は、第１実施形態の光学装置の構成を示す概略図であり、（ａ）は、光学装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に記載のリンク機構の詳細を示す平面図である。以下、本発明の光学装置は、光学素子であるレンズを保持する保持装置であり、レンズを利用する装置（例えば、露光装置）に搭載するものとする。光学装置１００は、レンズ１０１と、該レンズ１０１を保持するリンク機構１０２と、該リンク機構１０２を支持する鏡筒１０３とを備える。なお、本実施形態では、レンズ１０１は、円盤状の光学素子であって、材質は、合成石英（線膨張係数＝約０．５ｐｐｍ／℃）である。
【００１３】
リンク機構１０２は、レンズ１０１の外周部を３箇所で均等に保持するように、鏡筒１０３に対して３個設置した第１保持部材である。なお、本実施形態では、リンク機構１０２の材質は、アルミニウム合金（線膨張係数＝約２３ｐｐｍ／℃）である。また、１つのリンク機構１０２とレンズ１０１との結合は、１箇所のレンズ結合部（第１の結合部）１０４で接触させる。同様に、１つのリンク機構１０２と鏡筒１０３との結合は、２箇所の鏡筒結合部（第２の結合部）１０５ａ、１０５ｂで接触させる。このとき、各鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂは、レンズ１０１の中心と、レンズ結合部１０４とを結ぶ直線に対して両側に配置される。なお、各鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂと鏡筒１０３との結合は、単に嵌め合わせでも良いし、ネジ等の結合部材を介して固定させても良く、特に限定するものではない。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、リンク機構１０２は、４箇所の弾性ヒンジ３０１ａ〜３０１ｄを介して接続された５箇所（複数）の部材を有するように一体成形された方向変換機構である。リンク機構１０２は、鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂにそれぞれ加えられる力３０２ａ、３０２ｂにより変形し、鏡筒結合部間の寸法３０３が変化すると、それに伴い、半径方向の寸法３０４が変化する。例えば、鏡筒結合部間の寸法３０３が増加した場合、レンズ結合部１０４は、レンズ１０１の半径方向外向きに相対移動する。
【００１５】
弾性ヒンジ３０１ａ〜３０１ｄは、図１（ｂ）中のＺ方向の軸回りのモーメントに対して容易に曲げ変形を生じ、ヒンジとしての機能を果たす部位である。ここで、前述のように、レンズ結合部１０４の相対的な変位方向がレンズ１０１の半径方向外向きとなる要件は、次の通りである。即ち、弾性ヒンジ３０１ａと３０１ｂとを通る直線３０５ａと、弾性ヒンジ３０１ｃと３０１ｄとを通る直線３０５ｂとの交点３０６は、弾性ヒンジ３０１ａ〜３０１ｄよりもレンズ１０１の半径方向内側となる。なお、弾性ヒンジ３０１ａ〜３０１ｄは、回転方向では低剛性であり、並進方向では高剛性であることが望ましい。例えば、弾性ヒンジの長さ寸法３０７、及び幅寸法３０８は、共に、可能な限り小さく設定することが望ましい。これを実現するためには、弾性ヒンジ３０１ａ〜３０１ｄを、ワイヤカット加工により成形すると良い。また、弾性ヒンジ３０１ａ〜３０１ｄは、一体成形されていることから、ガタが発生しない。したがって、本実施形態において、上述のような弾性ヒンジを採用したことにより、外部衝撃によるレンズ１０１の位置ズレの発生を防止することができる。
【００１６】
鏡筒１０３は、３個のリンク機構１０２を介し、レンズ１０１を支持する第２保持部材である。本実施形態では、鏡筒１０３の材料は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）である。なお、本実施形態では、便宜上、第２の保持部材を「鏡筒」と表記するが、鏡筒１０３に相当する部位を、周囲から保持する実際上の鏡筒が設置される場合もある。
【００１７】
次に、光学装置１００の系全体の温度が変化した場合において、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構１０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理について説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構１０２、及び鏡筒１０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒１０３の線膨張係数よりも小さく、更に、リンク機構１０２の線膨張係数は、鏡筒１０３の線膨張係数よりも大きい。
【００１８】
まず、光学装置１００の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象１」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側に引っ張る力が発生し、同時に、下記の「現象２」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む力が発生し、現象１にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の構成要素の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構１０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００１９】
ここで、「現象１」とは、鏡筒１０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より大きいので、鏡筒１０３が、レンズ１０１に対して相対的に膨張し、その結果、リンク機構１０２を介して、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。一方、鏡筒１０３の線膨張係数は、リンク機構１０２の線膨張係数よりも小さいので、鏡筒１０３は、リンク機構１０２に対して相対的に収縮する。即ち、「現象２」とは、鏡筒１０３が、リンク機構１０２の鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂに対して、これらを互いに近づける方向の力を加え、その結果、リンク機構１０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。このように、リンク機構１０２は、２箇所の鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂが、リンク機構１０２と鏡筒１０３との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部１０４を変位させる。ここで、所定の方向とは、レンズ１０１と鏡筒１０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部１０４が受ける力の反対方向、即ち、レンズ１０１の半径方向の内側に向かう方向となる。
【００２０】
一方、光学装置１００の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構１０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００２１】
次に、リンク機構１０２の変換倍率について説明する。ここで、「変換倍率」とは、リンク機構１０２が方向変換機構として機能する場合の、鏡筒結合部間の寸法３０３の変化量に対する半径寸法３０４の変化量を示す。この変換倍率は、図１（ｂ）において、レンズ１０１の半径方向に対する直線３０５ａ、３０５ｂの傾き角度３０９ａ、３０９ｂを設計変更することにより、変化させることができる。具体的には、変換倍率は、傾き角度３０９ａ、３０９ｂを小さくすると、小さくなり、傾き角度３０９ａ、３０９ｂを大きくすると、大きくなる。即ち、変換倍率を大きくすると、現象２により発生する力が大きくなるので、現象１により発生する力の大部分を打ち消すことができ、より広範囲の温度環境下で光学系の結増性能を良好に維持することができる。しかしながら、同時に、リンク機構１０２におけるレンズ１０１の半径方向のばね定数が低下するため、外乱振動に呼応したレンズ１０１の振動が発生しやすくなり、光学系の結像性能の悪化に繋がるという問題がある。同様に、変換倍率を小さくすると、上記とは逆のメリット及びデメリットが発生する。そこで、変換倍率は、結増性能が最も良好になるように決定することが望ましい。
【００２２】
以上のように、本発明の光学装置によれば、光学装置１００の系全体の温度が変化した場合でも、構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力を効率良く軽減させることができる。したがって、光学装置１００は、広範囲の温度環境下で結像性能を良好に維持することができる。また、リンク機構１０２、及び鏡筒１０３の半径方向の寸法は、温度環境耐性の観点のみで決定することがないので、省スペース化を図ることができ、結果的に、光学装置１００の大きさをコンパクトにすることができる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る光学装置について説明する。図２は、第２実施形態の光学装置２００の構成を示す概略図である。なお、図２において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。ここで、温度変化の際に、第１の実施形態のようにレンズ１０１に加わる力の一部を効率良く打ち消すためには、レンズ１０１、リンク機構１０２、及び鏡筒１０３の温度差を出来る限り小さくすることが望ましい。そこで、光学装置２００は、リンク機構１０２と鏡筒２０３との温度差を小さく保つために、リンク機構１０２と鏡筒２０３とを、鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂとは別の箇所で、ヒートパイプ２０７で結合することを特徴とする。
【００２４】
ヒートパイプ２０７は、熱伝導性に優れた金属材で形成された棒状部材である。ヒートパイプ２０７は、長手方向がレンズ結合部１０４における接線と平行になるように、即ち、リンク機構１０２と鏡筒２０３を結合する部材として、レンズ１０１の半径方向のばね定数が低くなるように配置される。これにより、ヒートパイプ２０７は、現象２の発生の際にも、リンク機構１０２がレンズ１０１をレンズ１０１の半径方向の内側へ押し込もうとする力を過度に妨害することを抑止できる。したがって、ヒートパイプ２０７は、光学装置の有する広範囲の温度環境下で結像性能を良好に維持できる機能を損なうことを抑止できる。
【００２５】
なお、リンク機構１０２と鏡筒２０３との間の熱伝導速度を高めるために追加的に両者を結合する部材として、図３に示すような、レンズ１０１の半径方向において、ばね定数が低くなるような曲げ加工を施したヒートパイプ２０９を使用しても良い。また、熱伝導性が良く、柔軟性の高い銅等の金属箔を使用しても良い。即ち、熱伝導速度を高めるための部材としては、レンズ１０１の半径方向におけるばね定数が十分に低いこと、及び、熱伝導率が高いことが条件となる。
【００２６】
次に、ヒートパイプ２０７の作用について説明する。レンズ１０１が露光光の一部を吸収し、レンズ１０１の温度が上昇した場合、熱は、レンズ１０１からリンク機構１０２へと伝達し、更にリンク機構１０２から鏡筒２０３へと伝達し、最終的に鏡筒２０３から光学装置の外部へ放出される。このとき、リンク機構１０２の温度は、鏡筒２０３の温度よりも高くなる。しかしながら、ヒートパイプ２０７を設置することにより、リンク機構１０２から鏡筒２０３への熱伝導が早まり、両者の温度差を小さくすることが可能となる。
【００２７】
以上のように、本実施形態の光学装置２００によれば、リンク機構１０２と鏡筒２０３との温度差を小さく保つことができるので、第１の実施形態の作用、効果を更に効率良く奏する。なお、光学装置２００では、リンク機構１０２と鏡筒２０３との隙間２０８を可能な限り小さくするように、鏡筒２０３の形状、及び位置を決定している。これにより、隙間２０８に存在する雰囲気を伝導経路とする熱伝導の速度が上がり、リンク機構１０２と鏡筒２０３との温度差を更に小さくすることができる。
【００２８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る光学装置について説明する。図４は、第３実施形態の光学装置４００の構成を示す概略図であり、（ａ）は、光学装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に記載のリンク機構の詳細を示す平面図である。なお、図４において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。光学装置４００は、上記実施形態に係る光学装置と同様に、レンズ１０１、と、該レンズ１０１を保持するリンク機構４０２と、該リンク機構４０２を支持する鏡筒４０３とを備える。
【００２９】
本実施形態の光学装置４００の特徴は、リンク機構４０２の形状、及び材質が、第１の実施形態の光学装置１００を構成するリンク機構１０２と異なる点にある。即ち、リンク機構４０２は、鏡筒結合部間の寸法４０４が増加した場合に、レンズ結合部４０５がレンズ１０１の半径方向内向きに相対移動するような形状を有する。また、リンク機構４０２の材質は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）である。これに対して、本実施形態では、鏡筒４０３の材質は、アルミニウム合金（線膨張係数＝約２３ｐｐｍ／℃）とする。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、リンク機構４０２は、４箇所の弾性ヒンジ４０６ａ〜４０６ｄを介して接続された５箇所（複数）の部材を有するように一体成形された方向変換機構である。弾性ヒンジ４０６ａ〜４０６ｄは、図４（ｂ）中のＺ方向の軸回りのモーメントに対して容易に曲げ変形を生じ、ヒンジとしての機能を果たす部位である。ここで、レンズ結合部４０５の相対移動方向がレンズ１０１の半径方向内向きとなるための要件は、次の通りである。即ち、弾性ヒンジ４０６ａと４０６ｂとを通る直線４０７ａと、弾性ヒンジ４０６ｃと４０６ｄとを通る直線４０７ｂとの交点４０８は、弾性ヒンジ４０６ａ〜４０６ｄよりもレンズ１０１の半径方向外側となる。
【００３１】
次に、光学装置４００の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構４０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構４０２、及び鏡筒４０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒４０３の線膨張係数よりも小さく、更に、リンク機構４０２の線膨張係数は、鏡筒４０３の線膨張係数よりも小さい。
【００３２】
まず、光学装置４００の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象３」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側に引っ張る力が発生し、同時に、下記の「現象４」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む力が発生し、現象３にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の部材の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構４０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００３３】
ここで、「現象３」とは、鏡筒４０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より大きいので、鏡筒４０３が、レンズ１０１に対して相対的に膨張し、その結果、リンク機構４０２を介して、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。一方、鏡筒４０３の線膨張係数は、リンク機構４０２の線膨張係数よりも大きいので、鏡筒４０３は、リンク機構４０２に対して相対的に膨張する。即ち、「現象４」とは、鏡筒４０３が、リンク機構４０２の鏡筒結合部４０９ａ、４０９ｂに対して、これらを互いに遠ざける方向の力を加え、その結果、リンク機構４０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。このように、リンク機構４０２は、２箇所の鏡筒結合部４０９ａ、４０９ｂが、リンク機構４０２と鏡筒４０３との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部４０５を変位させる。ここで、所定の方向とは、レンズ１０１と鏡筒４０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部４０５が受ける力の反対方向、即ち、レンズ１０１の半径方向の内側に向かう方向となる。
【００３４】
一方、光学装置４００の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構４０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００３５】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００３６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る光学装置について説明する。本実施形態の光学装置の特徴は、第１の実施形態に係る光学装置１００と構成、及び形状は同一であるが、光学装置の各構成要素の材質が、第１の実施形態の光学装置１００と異なる点にある。即ち、本実施形態の光学装置では、レンズ１０１の材質は、蛍石（線膨張係数＝約１９ｐｐｍ／℃）である。これに対して、リンク機構１０２の材質は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）であり、鏡筒１０３の材質は、オーステナイト系のステンレス鋼であるＳＵＳ３０４（線膨張係数＝約１７ｐｐｍ／℃）である。なお、以下の説明において、便宜上、各構成要素の符号は、第１の実施形態の光学装置１００と同一とする。
【００３７】
次に、光学装置の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構１０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構１０２、及び鏡筒１０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒１０３の線膨張係数よりも大きく、更に、リンク機構１０２の線膨張係数は、鏡筒１０３の線膨張係数よりも小さい。
【００３８】
まず、光学装置の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象５」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側に押し込む力が発生し、同時に、下記の「現象６」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る力が発生し、現象５にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の部材の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構１０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００３９】
ここで、「現象５」とは、鏡筒１０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より小さいので、鏡筒１０３が、レンズ１０１に対して相対的に収縮し、その結果、リンク機構１０２を介して、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。一方、鏡筒１０３の線膨張係数は、リンク機構１０２の線膨張係数よりも大きいので、鏡筒１０３は、リンク機構１０２に対して相対的に膨張する。即ち、「現象６」とは、鏡筒１０３が、リンク機構１０２の鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂに対して、これらを互いに遠ざける方向の力を加え、その結果、リンク機構１０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。このように、リンク機構１０２は、２箇所の鏡筒結合部１０５ａ、１０５ｂが、リンク機構１０２と鏡筒１０３との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部１０４を変位させる。ここで、所定の方向とは、レンズ１０１と鏡筒１０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部１０４が受ける力の反対方向、即ち、レンズ１０１の半径方向の外側に向かう方向となる。
【００４０】
一方、光学装置の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構１０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００４１】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００４２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る光学装置について説明する。本実施形態の光学装置の特徴は、第３の実施形態に係る光学装置４００と構成、及び形状は同一であるが、光学装置の各構成要素の材質が、第３の実施形態の光学装置４００と異なる点にある。即ち、本実施形態の光学装置では、レンズ１０１の材質は、蛍石（線膨張係数＝約１９ｐｐｍ／℃）である。これに対して、リンク機構４０２の材質は、アルミニウム合金（線膨張係数＝約２３ｐｐｍ／℃）であり、鏡筒４０３の材質は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）である。なお、以下の説明において、便宜上、各構成要素の符号は、第３の実施形態の光学装置４００と同一とする。
【００４３】
次に、光学装置の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構４０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構４０２、及び鏡筒４０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒４０３の線膨張係数よりも大きく、更に、リンク機構４０２の線膨張係数は、鏡筒４０３の線膨張係数よりも大きい。
【００４４】
まず、光学装置の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象７」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側に押し込む力が発生し、同時に、下記の「現象８」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る力が発生し、現象５にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の部材の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構４０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００４５】
ここで、「現象７」とは、鏡筒４０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より小さいので、鏡筒４０３が、レンズ１０１に対して相対的に収縮し、その結果、リンク機構４０２を介して、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。一方、鏡筒４０３の線膨張係数は、リンク機構１０２の線膨張係数よりも小さいので、鏡筒４０３は、リンク機構４０２に対して相対的に収縮する。即ち、「現象８」とは、鏡筒４０３が、リンク機構４０２の鏡筒結合部４０９ａ、４０９ｂに対して、これらを互いに近づける方向の力を加え、その結果、リンク機構４０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。このように、リンク機構４０２は、２箇所の鏡筒結合部４０９ａ、４０９ｂが、リンク機構４０２と鏡筒４０３との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部４０５を変位させる。ここで、所定の方向とは、レンズ１０１と鏡筒４０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部４０５が受ける力の反対方向、即ち、レンズ１０１の半径方向の外側に向かう方向となる。
【００４６】
一方、光学装置の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構４０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００４７】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００４８】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る光学装置について説明する。図５は、第６実施形態の光学装置５００の構成を示す概略図であり、（ａ）は、光学装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に記載のリンク機構の詳細を示す平面図である。なお、図５において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。光学装置５００は、上記実施形態に係る光学装置と同様に、レンズ１０１、と、該レンズ１０１を保持するリンク機構５０２と、該リンク機構５０２を支持する鏡筒５０３とを備える。
【００４９】
本実施形態の光学装置５００の特徴は、リンク機構５０２の形状が、第１の実施形態の光学装置１００を構成するリンク機構１０２と異なる点にある。即ち、リンク機構５０２は、レンズ１０１と２箇所のレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂで接触すると共に、鏡筒５０３と１箇所の鏡筒結合部５０５で接触するような形状を有する。即ち、各レンズ結合部５０４ａ、５０４ｂは、レンズ１０１の中心と、鏡筒結合部５０５とを結ぶ直線に対して両側に配置される。このような形状から、リンク機構５０２は、レンズ結合部間の寸法５０６が増加した場合、レンズ結合部５０４ａ、５０４ｂが、鏡筒結合部５０５に対してレンズ１０１の半径方向外向きに相対移動する。なお、本実施形態では、鏡筒５０３の材質は、アルミニウム合金（線膨張係数＝約２３ｐｐｍ／℃）とする。
【００５０】
図５（ｂ）に示すように、リンク機構５０２は、４箇所の弾性ヒンジ５０７ａ〜５０７ｄを介して接続された５箇所（複数）の部材を有するように一体成形された方向変換機構である。弾性ヒンジ５０７ａ〜５０７ｄは、図５（ｂ）中のＺ方向の軸回りのモーメントに対して容易に曲げ変形を生じ、ヒンジとしての機能を果たす部位である。ここで、レンズ結合部５０４ａ、５０４ｂの相対移動方向がレンズ１０１の半径方向外向きとなるための要件は、次の通りである。即ち、弾性ヒンジ５０７ａと５０７ｂとを通る直線５０８ａと、弾性ヒンジ５０７ｃと５０７ｄとを通る直線５０８ｂとの交点５０９は、弾性ヒンジ５０７ａ〜５０７ｄよりもレンズ１０１の半径方向外側となる。
【００５１】
次に、光学装置５００の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構５０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構５０２、及び鏡筒５０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒５０３の線膨張係数よりも小さく、更に、リンク機構５０２の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数よりも大きい。
【００５２】
まず、光学装置５００の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象９」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側に引っ張る力が発生し、同時に、下記の「現象１０」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む力が発生し、現象９にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の構成要素の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構５０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００５３】
ここで、「現象９」とは、鏡筒５０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より大きいので、鏡筒５０３が、レンズ１０１に対して相対的に膨張し、その結果、リンク機構５０２を介して、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。一方、レンズ１０１の線膨張係数は、リンク機構５０２の線膨張係数よりも小さいので、レンズ１０１は、リンク機構５０２に対して相対的に収縮する。即ち、「現象１０」とは、レンズ１０１が、リンク機構５０２のレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂに対して、これらを互いに近づける方向の力を加え、その結果、リンク機構５０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。このように、リンク機構５０２は、２箇所のレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂが、レンズ１０１とリンク機構５０２との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、該変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂを変位させる。ここで、所定の方向は、レンズ１０１と鏡筒５０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部５０４ａ、５０４ｂが受ける力の反対方向、即ち、即ち、レンズ１０１の半径方向の内側に向かう方向となる。
【００５４】
一方、光学装置５００の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構５０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００５５】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００５６】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る光学装置について説明する。図６は、第７実施形態の光学装置６００の構成を示す概略図であり、（ａ）は、光学装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に記載のリンク機構の詳細を示す平面図である。なお、図６において、図１と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。光学装置６００は、上記実施形態に係る光学装置と同様に、レンズ１０１、と、該レンズ１０１を保持するリンク機構６０２と、該リンク機構６０２を支持する鏡筒６０３とを備える。
【００５７】
本実施形態の光学装置６００の特徴は、リンク機構６０２が、第６の実施形態のリンク機構５０２と同様にレンズ１０１と２箇所のレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂで接触し、鏡筒６０３と１箇所の鏡筒結合部６０５で接触する形状を有する別形態である点にある。この場合、リンク機構６０２は、レンズ結合部間の寸法６０６が増加した場合、レンズ結合部６０４ａ、６０４ｂが、鏡筒結合部６０５に対してレンズ１０１の半径方向内向きに相対移動する。なお、本実施形態では、レンズ１０１の材質は、蛍石（線膨張係数＝約１９ｐｐｍ／℃）である。これに対して、リンク機構６０２の材質は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）とし、鏡筒６０３の材質は、アルミニウム合金（線膨張係数＝約２３ｐｐｍ／℃）とする。
【００５８】
図６（ｂ）に示すように、リンク機構６０２は、４箇所の弾性ヒンジ６０７ａ〜６０７ｄを介して接続された５箇所（複数）の部材を有するように一体成形された方向変換機構である。弾性ヒンジ６０７ａ〜６０７ｄは、図６（ｂ）中のＺ方向の軸回りのモーメントに対して容易に曲げ変形を生じ、ヒンジとしての機能を果たす部位である。ここで、レンズ結合部６０４ａ、６０４ｂの相対移動方向がレンズ１０１の半径方向内向きとなるための要件は、次の通りである。即ち、弾性ヒンジ部６０７ａと６０７ｂとを通る直線６０８ａと、弾性ヒンジ部６０７ｃと６０７ｄとを通る直線６０８ｂとの交点６０９は、弾性ヒンジ部６０７ａ〜６０７ｄよりもレンズ１０１の半径方向内側となる。
【００５９】
次に、光学装置６００の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構６０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構６０２、及び鏡筒６０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒６０３の線膨張係数よりも小さく、更に、リンク機構６０２の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数よりも小さい。
【００６０】
まず、光学装置６００の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象１１」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側に引っ張る力が発生し、同時に、下記の「現象１２」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む力が発生し、現象１１にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の構成の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構６０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００６１】
ここで、「現象１１」とは、鏡筒６０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より大きいので、鏡筒６０３が、レンズ１０１に対して相対的に膨張し、その結果、リンク機構６０２を介して、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。一方、レンズ１０１の線膨張係数は、リンク機構６０２の線膨張係数よりも大きいので、レンズ１０１は、リンク機構６０２に対して相対的に膨張する。即ち、「現象１２」とは、レンズ１０１が、リンク機構６０２のレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂに対して、これらを互いに遠ざける方向の力を加え、その結果、リンク機構６０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。このように、リンク機構６０２は、２箇所のレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂが、レンズ１０１とリンク機構６０２との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、該変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂを変位させる。ここで、所定の方向は、レンズ１０１と鏡筒６０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部６０４ａ、６０４ｂが受ける力の反対方向、即ち、即ち、レンズ１０１の半径方向の内側に向かう方向となる。
【００６２】
一方、光学装置６００の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構６０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００６３】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００６４】
（第８実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態に係る光学装置について説明する。本実施形態の光学装置の特徴は、第６の実施形態に係る光学装置５００と構成、及び形状は同一であるが、光学装置の各構成要素の材質が、第６の実施形態の光学装置５００と異なる点にある。即ち、本実施形態の光学装置では、レンズ１０１の材質は、蛍石（線膨張係数＝約１９ｐｐｍ／℃）である。これに対して、リンク機構５０２及び鏡筒５０３の材質は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）である。なお、以下の説明において、便宜上、各構成要素の符号は、第６の実施形態の光学装置５００と同一とする。
【００６５】
次に、光学装置の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構５０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構５０２、及び鏡筒５０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒５０３の線膨張係数よりも大きく、更に、リンク機構５０２の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数よりも小さい。
【００６６】
まず、光学装置の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象１３」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側に押し込む力が発生し、同時に、下記の「現象１４」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る力が発生し、現象１３にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の構成要素の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構５０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００６７】
ここで、「現象１３」とは、鏡筒５０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より小さいので、鏡筒５０３が、レンズ１０１に対して相対的に収縮し、その結果、リンク機構５０２を介して、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。一方、レンズ１０１の線膨張係数は、リンク機構５０２の線膨張係数よりも大きいので、レンズ１０１は、リンク機構５０２に対して相対的に膨張する。即ち、「現象１４」とは、レンズ１０１が、リンク機構５０２のレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂに対して、これらを互いに遠ざける方向の力を加え、その結果、リンク機構５０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。このように、リンク機構５０２は、２箇所のレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂが、レンズ１０１とリンク機構５０２との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、該変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部５０４ａ、５０４ｂを変位させる。ここで、所定の方向は、レンズ１０１と鏡筒５０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部５０４ａ、５０４ｂが受ける力の反対方向、即ち、即ち、レンズ１０１の半径方向の外側に向かう方向となる。
【００６８】
一方、光学装置の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構５０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００６９】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００７０】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態に係る光学装置について説明する。本実施形態の光学装置の特徴は、第７の実施形態に係る光学装置６００と構成、及び形状は同一であるが、光学装置の各構成要素の材質が、第７の実施形態の光学装置６００と異なる点にある。即ち、本実施形態の光学装置では、レンズ１０１の材質は、蛍石（線膨張係数＝約１９ｐｐｍ／℃）である。これに対して、リンク機構６０２の材質は、アルミニウム合金（線膨張係数＝約２３ｐｐｍ／℃）であり、鏡筒６０３の材質は、鉄鋼（線膨張係数＝約１２ｐｐｍ／℃）である。なお、以下の説明において、便宜上、各構成要素の符号は、第７の実施形態の光学装置６００と同一とする。
【００７１】
次に、光学装置の系全体の温度が変化した場合、各構成要素の熱膨張、及び熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構６０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力が軽減される原理を説明する。ここで、本実施形態のレンズ１０１、リンク機構６０２、及び鏡筒６０３の線膨張係数は、下記の２つの条件を満たす。即ち、レンズ１０１の線膨張係数は、鏡筒６０３の線膨張係数よりも大きく、更に、リンク機構６０２の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数よりも大きい。
【００７２】
まず、光学装置の系全体の温度が上昇した場合について説明する。系全体の温度が上昇すると、系全体の構成要素に熱膨張が発生する。このとき、下記の「現象１５」に示すようなレンズ１０１を半径方向の内側に押し込む力が発生し、同時に、下記の「現象１６」に示すようなレンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る力が発生し、現象１５にて発生する力の少なくとも一部を打ち消す。したがって、この場合、系全体の部材の熱膨張に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構６０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００７３】
ここで、「現象１５」とは、鏡筒６０３の線膨張係数は、レンズ１０１の線膨張係数より小さいので、鏡筒６０３が、レンズ１０１に対して相対的に収縮し、その結果、リンク機構６０２を介して、レンズ１０１を半径方向の内側へ押し込む現象である。一方、レンズ１０１の線膨張係数は、リンク機構６０２の線膨張係数よりも小さいので、レンズ１０１は、リンク機構６０２に対して相対的に収縮する。即ち、「現象１６」とは、レンズ１０１が、リンク機構６０２のレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂに対して、これらを互いに近づける方向の力を加え、その結果、リンク機構６０２が方向変換機構として働き、レンズ１０１を半径方向の外側へ引っ張る現象である。このように、リンク機構６０２は、２箇所のレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂが、レンズ１０１とリンク機構６０２との線膨張係数の差に応じた力を受けて変位したときに、該変位とは異なる所定の方向にレンズ結合部６０４ａ、６０４ｂを変位させる。ここで、所定の方向は、レンズ１０１と鏡筒６０３との線膨張係数の差に応じた、レンズ結合部６０４ａ、６０４ｂが受ける力の反対方向、即ち、即ち、レンズ１０１の半径方向の外側に向かう方向となる。
【００７４】
一方、光学装置の系全体の温度が下降した場合も同様に、各構成要素の熱収縮に起因してレンズ１０１に加えられる力、即ち、リンク機構６０２がレンズ１０１を半径方向に押し引きする力は、軽減される。
【００７５】
以上のように、本実施形態の光学装置によれば、第１の実施形態に係る光学装置１００と同様の作用、効果を奏する。
【００７６】
（露光装置）
次に、上記の光学装置を適用した露光装置の実施形態について説明する。図７は、本発明の露光装置の構成を示す概略図である。露光装置７００は、光源部７０１と、照明光学系７０２と、原版ステージ７０３と、投影光学系７０４と、基板ステージ７０５とを備える。照明光学系７０２は、複数のレンズ及びミラーを有し、光源部７０１からの光を原版ステージ７０３に保持された原版（レチクル、若しくは、マスク）Ｒに照射する。投影光学系７０４は、複数のレンズやミラーで構成される光学素子を有し、原版Ｒ上のパターンを通過した投影光を基板ステージ７０５に保持された基板（被処理基板）Ｐ上で結像させて、露光処理を実施する。この照明光学系７０２、若しくは投影光学系７０４を構成する光学素子を保持する機構として、上記の光学装置１００等が適用可能である。本発明の光学装置を適用することにより、本発明の露光装置は、広範囲の温度環境下で基板Ｐ上での結像光の収差を良好に低減し、かつ、装置全体の大きさをコンパクトにすることが可能となる。
【００７７】
（デバイスの製造方法）
次に、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００７８】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７９】
上記光学装置の各実施形態では、リンク機構は、４箇所の弾性ヒンジを有する構成であるが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、２箇所の板ばね部８０２ａ、８０２ｂを有するリンク機構８０１を採用しても良い。この場合、板ばね部８０２ａ、８０２ｂは、ワイヤカットではなく、切削による加工が可能であるため、部材のコストを低減させることができる。同様に、例えば、図８（ｂ）に示すように、８箇所に弾性ヒンジを有する平行リンク部８０４ａ、８０４ｂを設けたリンク機構８０３を採用しても良い。平行リンク部８０４ａ、８０４ｂを採用したリンク機構は、例えば、第１の実施形態のリンク機構１０２と比較して、レンズ１０１の接線方向の軸回りの剛性が高い。したがって、光学装置の組立てにおいてレンズ１０１を設置する際に、レンズ１０１の重量によりリンク機構１０２がねじれ、レンズ１０１の光軸方向の位置が所望の位置から乖離してしまう現象の発生を抑止できる。
【００８０】
また、上記光学装置の各実施形態では、レンズ１０１を各リンク機構が直接保持する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、第１の実施形態の光学装置１００を例にすると、図９に示すように、レンズ１０１を円環部材９０１が保持し、該円環部材９０１をリンク機構１０２が保持する構成もあり得る。ここで、円環部材９０１は、該円環部材９０１とレンズ１０１との間に全周に亘って設けられた隙間に充填される接着剤９０２によりレンズ１０１を保持する。これにより、高いレンズ保持性能が得られる。但し、温度変化時に、熱膨張、あるいは熱収縮した円環部材９０１がレンズ１０１に力を加える現象を抑制するために、円環部材９０１の材料は、レンズ１０１と円環部材９０１の線膨張係数が、できる限り近似するように選択することが望ましい。同様に、接着剤９０２も、レンズ１０１と接着剤９０２の線膨張係数が、できる限り近似するように選定することがより望ましい。しかしながら、一般に、接着剤の剛性は、レンズの剛性よりも十分低いことが多いので、レンズ１０１と接着剤９０２との各線膨張係数の間に乖離があっても、実質的には差し支えない。
【００８１】
更に、上記光学装置の各実施形態では、リンク機構を３箇所に設置していたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、リンク機構を２箇所、若しくは、４箇所以上有していても良い。これらの場合でも、リンク機構が前述の方向変換機構の機能を有するものであれば、上記実施形態と同等の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８２】
１００    光学装置
１０１    レンズ
１０２    リンク機構
１０３    鏡筒
１０４    レンズ結合部
１０５ａ  鏡筒結合部
１０５ｂ  鏡筒結合部
３０１ａ  弾性ヒンジ
３０１ｂ  弾性ヒンジ
３０１ｃ  弾性ヒンジ
３０１ｄ  弾性ヒンジ
７００    露光装置
７０１    光源部
７０２    照明光学系
７０３    原版ステージ
７０４    投影光学系
７０５    基板ステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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