(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対称軸を有する環状体であって、材料のカットを通して外側マウントリングと、横方向に調整可能な内側マウントリングと、少なくとも２つの接続構造と、に分割される環状体を有する調整可能なレンズマウントであって、
前記少なくとも２つの接続構造は、それぞれの場合において、半径方向の作動軸を有するマニピュレータと通じ、
前記接続構造は、それぞれの場合において、第１連結端で、第１フレクシャベアリングを介して前記内側マウントリングに接続される連結部材と、前記マニピュレータの１つと接触する自由な第１レバー端を有するレバーと、を有し、
前記レバーは、第２レバー端によって、第２フレクシャベアリングを介して、前記連結部材の第２連結端と通じ、
前記レバーは、その自由な第１レバー端とその第２レバー端との間で、第３フレクシャベアリングを介して前記外側マウントリングに接続され、
前記第１フレクシャベアリングは、前記第３フレクシャベアリングより、さらに半径方向外側に配置され、
前記第１フレクシャベアリングと前記第２フレクシャベアリングとの間で、第１ストレート接続線に抽象される前記連結部材と、前記第２フレクシャベアリングと前記自由な第１レバー端との間で、第２接続線に抽象される前記レバーとが、前記第２フレクシャベアリングを通過する仮想の半径方向のストレート線を基準として、互いに反対側に配置され、
前記連結部材は、前記仮想の半径方向のストレート線と９０°未満の第１角度を形成し、
前記レバーは、前記仮想の半径方向のストレート線と９０°未満の第２角度を形成することを特徴とする、調整可能なレンズマウント。
【請求項２】
前記仮想の半径方向のストレート線と前記連結部材によって形成される前記第１角度は、４５°より小さく、
それにより、前記第１フレクシャベアリングが、半径方向のはるか外側にあり、前記連結部材は、短く保たれることを特徴とする、請求項１に記載の調整可能なレンズマウント。
【請求項３】
前記仮想の半径方向のストレート線と前記連結部材によって形成される前記第１角度は、３０°より小さいことを特徴とする、請求項２に記載の調整可能なレンズマウント。
【請求項４】
前記仮想の半径方向のストレート線と前記レバーによって形成される前記第２角度は、４５°より大きく、
それにより、１つの前記接続構造の前記レバーの長さは、隣接する１つの前記接続構造に近づくまで、長くされ、
それにより、調整の感度は、前記レバーの長さの選択を経て、幅広く変化させることができることを特徴とする、請求項２に記載の調整可能なレンズマウント。
【請求項５】
前記仮想の半径方向のストレート線と前記レバーによって形成される前記第２角度は、６０°より大きいことを特徴とする、請求項４に記載の調整可能なレンズマウント。
【請求項６】
前記仮想の半径方向のストレート線と前記レバーによって形成される前記第２角度は、４５°より大きく、
それにより、１つの前記接続構造の前記レバーの長さは、隣接する１つの前記接続構造に近づくまで、長くされ、
それにより、調整の感度は、前記レバーの長さの選択を経て、幅広く変化させることができることを特徴とする、請求項１に記載の調整可能なレンズマウント。
【請求項７】
前記仮想の半径方向のストレート線と前記レバーによって形成される前記第２角度は、６０°より大きいことを特徴とする、請求項６に記載の調整可能なレンズマウント。
【請求項８】
自由表面が設けられる突出部が、それぞれの場合において、前記外側マウントリングで、前記第２フレクシャベアリングの半径方向外側に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の調整可能なレンズマウント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整可能なモノリシックレンズマウントに向けられ、調整可能なモノリシックレンズマウントは、環状体における材料のカット（material cut）によって、固定された外側マウントリングと、横方向に調整可能な内側マウントリングと、内側マウントリング及び外側マウントリングを接続する少なくとも２つの接続構造と、に分割され、接続構造は、マニュピレータによって、それぞれの場合において、操作可能である。一般的なマウントは、特許文献１から知られている。
【背景技術】
【０００２】
外側マウントと、それに関して調整可能な内側リングとが、好ましくは、一片からモノリシックに形成される光学結像装置が特許文献２から知られている。光軸に垂直な方向に、路制御の方法（path-controlled manner）で、内側リングに保持された光学素子を移す働きをする操作装置は、内側リングと外側リングの間に、中間接続部材と、回転ジョイントと、調整部材を有する少なくとも１つの調整ジョイントと、を有する周方向スロット（circumferential slot）のシステムからなる。
【０００３】
このソリューションの不利な点は、特に、多数の異なって形成されたマニュピレータユニットの結果として、マニピュレータ素子としてそこに称され、それは、対称システムに適さない、又はシステムの不安定をもたらす、複雑で非対称な構造を有するという点を含む。
【０００４】
一片から、したがって、モノリシックに作られるレンズマウントも、特許文献３から知られている。好ましい構成では、内側リングは、調整ジョイントとしてそこに称され、それぞれの場合において、２つの関節アームとその間に配置された調整部を有する、３つのマニピュレータユニットを介して、外側リングに接続される。アクチュエータは、内側リングの、したがって、光学素子の横方向調整のために調整ジョイントで作用する。２つの関節アームと、その間に配置された調整部は、２つのトグルレバーとして考えることもでき、それらは、平行に接続され、それぞれの場合において、ジョイントを介して接続される２つのレバー（部材）から形成され、１つの自由なレバー端は、それぞれの場合において、ジョイントを介して、レンズマウントに接続され、他の各自由端は、調整部を介して相互に強固に接続される。レンズマウントをマニピュレータユニットに接続する２つのジョイントは、半径方向に前後に配置される。平面で、半径方向に、前後に配置された２つのトグルレバーの結果として、マニピュレータユニットは、比較的大きなスペースを占める。
【０００５】
ここに示されたソリューションは、上記特許文献２と比較して、高い温度安定性を特徴とする。
【０００６】
上記特許文献３に係るレンズマウントは、そこに保持されるレンズを有するレンズマウントが、固有振動に対して、より硬くするために、内側リング接続のより大きな横方向の剛性は、関節アームをより短くすることによって、達成されるという利点を主張する。しかしながら、関節アームを短縮することによって、横方向の剛性を増加することは、部材の長さだけでなく関節アームの屈曲も含む調整感度の犠牲で、達成される。
【０００７】
この場合、しかしながら、関節アームの長さは、さらに、許容可能な材料負荷によって、前もって決定される。すなわち、許容可能な材料負荷が所定の作動変位と所定の感度に達する場合、剛性又は固有振動を増加させるためのジョイントのさらなる短縮は、不可能である。したがって、断面に比例して、比較的薄くかつ長い２つの関節アームは、調整ユニット又はジョイントとしての機能を果たすために常に必要とされ、それは、達成可能な、横方向及び軸方向の剛性を基本的に制限する。
【０００８】
特許文献４は、上記特許文献３に実質的に対応するような、横方向に調整可能なレンズマウントのための第１構成を記載し、すなわち、互いに対して１２０°のオフセットで配置される３つのマニピュレータユニットは、その固定端で、ウェブとしてそこに称される、２つの接線方向に向けられた関節アームに移行する部材として、それぞれの場合において形成され、関節アームは、それぞれ、内側マウント部と外側マウント部に接続される。
【０００９】
第２実施形態では、部材を内側マウント部及び外側マウント部に接続するウェブは、より大きな横方向の剛性が達成されるように、横方向に向けられる。
【００１０】
しかしながら、接線方向ウェブと比較して半径方向のウェブを有する場合、マニピュレータを介して自由なレバー端で導入された半径方向に作用する力によるレバーのたわみは、ウェブの中で、はるかに高い引っ張り力をもたらす。この場合、内側リングに望まないストレスの発生は、避けられない。
【００１１】
両方の構成において、マニピュレータユニットは、半径方向でウェブの屈曲及び部材の長さを介して決定されるギア比を有する簡易なレバーリンク機構である。対応する作動経路で高い感度を得るために、ウェブ及び関節アームは、長く構成され、軸方向でひずみをもたらす可能性がある。
【００１２】
環状リング内で材料のカットを通じて、固定された外側マウントリングと、横方向に調整可能な内側マウントリングと、それぞれの場合において、マニピュレータを介して操作可能である少なくとも２つの接続構造と、に分割されるレンズマウントは、特許文献１から知られている。接続構造は、カプラー（coupler）として作用し、かつ、それぞれの場合において、内側マウントリング及び外側マウントリングの端部によって、それぞれ、フレクシャベアリング（flexure bearing）を介して、互いに、接続される、２つの部材によって形成される。２つの部材は、９０°より大きく、１８０°より小さな角度を共に形成し、それにより、接線方向であると考えられる、２つの部材を接続するフレクシャベアリングは、２つの部材間に配置される。好ましい実施形態では、レバーは、外側マウントリングに接続された部材に、固定して配置され、このレバーの自由端は、内側マウントリングに形成されたフレクシャベアリングに面している。
【００１３】
外側マウントリングに対して内側マウントリングの調整を行うために、半径方向の力は、一時的に外側マウントリングに挿入される、又は、永久的に外側マウントリングに配置される、マニピュレータを介してレバーの自由端に向けられる。このようにもたらされたレバーのたわみは、接続構造を内側マウントリングに接続するフレクシャベアリングの横方向変位に変換される。この目的のために、レバーは、高い感度を達成するために、できるだけ長くすべきである。同時に、内側マウントリングは、横方向に導入される力に対して、できる限り硬くなるように構成されることが望ましく、それは、接続構造を内側マウントリングに接続するフレクシャベアリングが、環状体の対称軸から、できる限り大きな半径方向の距離を有するときに、主に達成され得る。
【００１４】
回転（turning）による最終的な調整は、通常、材料スロット（material slot）が導入された後に、例えば、放電加工（spark erosion）又はウォータジェット切断を通じて、レンズが内側マウントリング取り付けられた後に、この種のレンズマウントのために実施される。その際、表面は、外側マウントリングで機械加工されなければならないので、自由表面（free surface）は、この目的のために必要とされるレセプタクル（receptacle）のための外側マウントリングに設けられなければならず、それを介して、レンズマウントは、ツールホルダによって受けられることができる。この種の自由表面は、シャッタのようなレンズマウント上に残っている構成部品を取り付けるために必要とされることもある。これに必要とされるスペース要件（space requirement）は、外側マウントリング（外側マウントリングの半径方向の拡張）の厚さの寸法において、考慮される。この種の自由表面の配置は、上記特許文献１において、又は開示された先行技術の他の刊行物において、考慮されていない。
【００１５】
その半径方向の拡張に関して、できるだけ小さいレンズマウントを構成するが、同時に、内側マウントリングの高い半径方向の剛性を達成するために、その半径方向の拡張に関して、できるだけ大きい内側マウントリングを構成することが、進行中の課題と考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】独国特許発明第１０２００８０２９１６１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９９０１２９５号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１５７７６９３号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００７０３０５７９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、上記特許文献１に係るレンズマウントを改良して、それが、より大きな横方向の剛性とより低い固有振動（natural frequency）を有することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的は、対称軸を有する環状体における、材料のカットを通して、外側マウントリングと、横方向に調整可能な内側マウントリングと、少なくとも２つの接続構造と、に分割される調整可能なレンズマウントのためにかなえられる。少なくとも２つの接続構造は、それぞれの場合において、半径方向の作動軸（acting axis）を有するマニピュレータと通じる。それらは、それぞれの場合において、第１連結端で第１フレクシャベアリング介して内側マウントリングに接続される連結部材と、１つのマニピュレータが当接する自由な第１レバー端を有するレバーと、を有する。レバーは、第２レバー端によって、第２フレクシャベアリングを介して、連結部材の第２連結端と通じ、自由な第１レバー端と第２レバー端との間で、第３フレクシャベアリングを介して、外側マウントリングに接続される。第１フレクシャベアリングは、第３フレクシャベアリングよりもっと半径方向外側に配置される。第１ストレート接続線に抽象された連結部材と、第２接続線に抽象されたレバーとが、第２フレクシャベアリングを通過する仮想の半径方向のストレート線を基準として、互いに反対側に配置され、連結部材は、仮想の半径方向のストレート線と９０°より小さい第１角度を形成し、レバーは、仮想の半径方向のストレート線と９０°より小さい第２角度を形成する。
【００１９】
有利な態様では、仮想の半径方向のストレート線と連結部材によって形成された第１角度は、４５°未満であり、特に、３０°未満であり、それによって、第１フレクシャベアリングは、半径方向のはるか外側にあり、連結部材は、短く保たれる。
【００２０】
仮想の半径方向のストレート線とレバーによって形成される第２角度が、４５°より大きい場合、好ましく、それによって、１つの接続構造のレバーの長さは、隣接する１つの接続構造に近づくまで、長くされることができ、それによって、調整の感度は、レバーの長さの選択を経て、幅広く変化させることができるということになる。
【００２１】
接続構造の上記特徴の結果として、突出部は、第２フレクシャベアリングの半径方向外側に生じ、それらは、有利には、例えば、ツールホルダにおけるレセプタクルのため、自由表面として利用される大きさ及び形状に関して十分であるように、構成される。
【００２２】
本発明は、図面を参照する例によって、以下に、より十分に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】第１実施例に係るレンズマウントの上面図である。
【図１ｂ】第１実施例に係る接続構造の図１ａからの詳細図である。
【図２ａ】第２実施例に係るレンズマウントの上面図である。
【図２ｂ】第２実施例に係る接続構造の図２ａからの詳細図である。
【図３】図１ｂと図２ｂに係る接続構造のためのリンク機構図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１ａ及び図２ａに示されるように、本発明に係る調整可能なレンズマウントは、基本的に、外側マウントリング１と、内側マウントリング２と、対称軸０を有する環状体に材料スロットを形成するカットを通して生成される少なくとも２つの接続構造３と、からなり、それにより、接続構造３は、外側マウントリング１と内側マウントリング２をモノリシックに接続する。少なくとも２つの接続構造３は、それぞれの場合において、半径方向の作動軸４．１を有するマニピュレータ４と通じている。考慮すべきマニピュレータ４は、止めねじのような機械的要素、又は、ピアゾ素子のような電気的要素を含み、それを介して、小さな作動経路と作動力は、レバー７に伝えられる。少なくとも２つの接続構造３に加えて、レンズマウントは、異なる構成のさらなる接続構造３を有することができる。接続構造３は、それぞれの場合において、第１連結端６．１で、第１フレクシャベアリング５．１を介して内側マウントリング２に接続される連結部材６と、１つのマニピュレータ４が自由な第１レバー端７．１に対して当接するレバー７と、第２フレクシャベアリング５．２を介して、連結部材６の第２連結端６．２に接続されるレバー７の第２レバー端７．２と、からなる。レバー７は、その自由な第１レバー端７．１とその第２レバー端７．２との間で、第３フレクシャベアリング５．３を介して、外側マウントリング１に接続されている。第１フレクシャベアリング５．１が第３フレクシャベアリング５．３よりさらに半径方向外側に配置されることは、本発明に鍵となる。すなわち、対称軸０からの第１フレクシャベアリング５．１の半径方向の距離ｒ５．１は、対称軸０からの第２フレクシャベアリング５．２の半径方向の距離ｒ５．２より大きい。
【００２５】
したがって、内側マウントリング２の幅ｂ５．１は、第１フレクシャベアリング５．１を通じて増大され、それを介して、力が内側マウントリング２に伝えられることができ、外側マウントリング１のための最小幅を考慮して、最大にされる。
【００２６】
本発明に係るレンズマウントは、接続構造３の特別な構成によって、当該技術から知られている一般的なレンズマウントから区別される。
【００２７】
第１実施例は、図１ａ及び図１ｂに示される。この場合、外周に隣接する１つの環状端面９だけが、外側マウントリング１で調整のために回転される必要があると仮定する。この理由のために、自由表面８内に、この目的のために必要とされる調整回転用のレセプタクルは、例えば、ねじボア穴（threaded bore hole）を有する平面の形態で、外側マウントリング１に収容され、第２実施例に、後で示されるように、ボア穴（bore hole）が、レンズマウントを他のレンズマウントと取り付けるために設けられる場合でさえも、その機械的安定のために、最小の半径方向の拡張は、必要とされる。連結部材６及びレバー７は、それらが、硬いと想定され得る十分な厚さとなるように構成される。フレクシャベアリング５．１，５．２，５．３は、比較すると、非常に薄く、柔軟性がある。
【００２８】
第１実施例に係る接続構造３だけでなく、後に記載される第２実施例に係る接続構造３も、図３に示されるリンク機構図によって、説明され得る。
【００２９】
第１フレクシャベアリング５．１と第２フレクシャベアリング５．２との間で、第１ストレート接続線ＧＫに抽象された連結部材６と、第２フレクシャベアリング５．２と自由な第１レバー端７．１との間で、第２ストレート接続線ＧＨに抽象されたレバー７とは、第２フレクシャベアリング５．２を通る仮想の半径方向のストレート線Ｒを基準として、互いに反対側に配置され、仮想の半径方向のストレート線Ｒで、第１角度αＫと第２角度αＨをそれぞれ形成することは、本発明に鍵となる。したがって、接続構造３は、第１フレクシャベアリング５．１が、レバー７の長さｌ７から独立して、半径方向のはるか外側に位置するように寸法決めされることができ、その目的のために、仮想の半径方向のストレート線Ｒと連結部材６によって形成される第１角度αＫは、９０°より小さく、好ましくは４５°より小さく、それにより、連結部材６も短く保たれる。連結部材６とレバー７のこの配置によって、できるだけ短くするべきである連結部材６と、できるだけ長くするべきであるレバー７とは、従来技術に比べて、互いから独立して位置決めされ得る。第１フレクシャベアリング５．１を通る内側マウントリング２の幅ｂ５．１は、半径方向の平面で作用し、かつ、第１フレクシャベアリング５．１を介して内側マウントリング２に伝えられ得る、力に対する内側マウントリング２の半径方向の剛性のために決め手となる。この幅ｂ５．１が内側マウントリング２の他の幅より大きく作られている事実のために、内側マウントリング２の剛性は、これが必要とされる場所で、まさに、効果的に高められる。
【００３０】
第１フレクシャベアリング５．１は、半径方向の比較的はるか外側に配置されているが、連結部材６は、短く保たれ、それは、内側マウントリング２の必要とされる高い固有振動をもたらし、それは、レンズマウントの大きな利点である。
【００３１】
レバー７の長さｌ７は、隣接する接続構造３に近づけるまで拡張されることができ、それにより、仮想の半径方向のストレート線Ｒとレバー７によって形成される第２角度αＨは、できるだけ大きく選択され、４５°より大きく、好ましくは、６０°より大きく、しかし、常に９０°より小さい。このようにして、調整の感度は、レバー７の長さｌ７の選択を通して、幅広く変化させることができる。
【００３２】
第２実施例は、図２ａ及び図２ｂに示される。この場合、２つの環状端面９が、他のレンズマウントを接触させるために、外側マウントリング１に設けられ、それらの間に、例えば、組み立てのためのボア穴が配置され得ることが想定される。締め付け直し（reclamping）なしに、同時に又は次々に回転によって、調整される２つの端面９のために、これのために必要とされるレセプタクルは、内側端面９の半径方向の内側で自由表面８上になければならず、その理由のために、外側マウントリング１は、自由表面８のスペース要件（space requirement）に対応して、広くしなければならない。
【００３３】
第２実施例の基礎をなすアイデアは、全体として、外側マウントリング１の対応して広くする寸法によって、自由表面８のためのスペースを設けることではなく、むしろ、それぞれの場合において、これらの自由表面８を、１つの接続構造３に統合することである。したがって、外側マウントリング１は、自由表面８のために、その半径方向の拡張で、拡大させる必要がない。代わりに、接続構造３によって、いずれの場合にも、第２フレクシャベアリング５．２の半径方向の外側に設けられる外側マウントリング１の突出部は、自由表面８のために利用される。
【００３４】
この突出部を十分に大きくなるように構成するために、第２フレクシャベアリング５．２は、拡張狭窄部、すなわち、連結部材６と比較して狭く、その結果、可撓性のあるウェブによって形成される。内側マウントリング２及び外側マウントリング１にそれぞれ隣接するフレクシャベアリング５．１，５．３は、この場合、薄い可撓性ウェブによって、構成される。フレクシャベアリング５．１，５．２，５．３の構成は、１つ又は他の実施例に限定されない。
【符号の説明】
【００３５】
０    対称軸
１    外側マウントリング
２    内側マウントリング
３    接続構造
４    マニピュレータ
４．１    半径方向の作動軸
５．１    第１フレクシャベアリング
５．２    第２フレクシャベアリング
５．３    第３フレクシャベアリング
６    連結部材
６．１    第１連結端
６．２    第２連結端
７    レバー
７．１    自由な第１レバー端
７．２    第２レバー端
８    自由表面
９    端面
ＧＫ    第１ストレート接続線ＧＫ（第１フレクシャベアリング５．１と第２フレクシャベアリング５．２との間；抽象された連結部材６）
ＧＨ    第２ストレート接続線ＧＨ（第２フレクシャベアリング５．２と自由な第１レバー端７．１との間；抽象されたレバー７）
αＫ    第１角度（仮想の半径方向のストレート線Ｒと連結部材６との角度）
αＨ    第２角度（仮想の半径方向のストレート線Ｒとレバー７との角度）
Ｒ    仮想の半径方向のストレート線（第２フレクシャベアリング５．２を通る）
ｌ７    レバー７の長さ
ｒ５．１    半径方向の距離（対称軸０から第１フレクシャベアリング５．１の）
ｒ５．２    半径方向の距離（対称軸０から第２フレクシャベアリング５．２の）
ｂ５．１    内側マウントリング２の幅（第１フレクシャベアリング５．１で）
【図１ａ】
0006637857.tif 000002
【図１ｂ】
0006637857.tif 000003
【図２ａ】
0006637857.tif 000004
【図２ｂ】
0006637857.tif 000005
【図３】
0006637857.tif 000006