(57)【要約】  本発明は、静止外側マウントと、光学要素を受けるために組み立てられた内側マウント部とを備えて構成される光学マウントに関している。本発明の目的は、取り付けられるべき光学要素の光学軸方向の調整路を拡張することであって、その結果、高い安定性と、光学軸に対し垂直方向に高い剛性が得られる。本発明の目的はまた、必要なスペースと、製造及び取り付け費用をできるだけ低く維持することである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止外側マウントと内側マウント部とを有する光学マウントであって、内側マウント部は当該外側マウントに対して調整可能であって且つ光学要素を受け入れるために用いられる、光学マウントにおいて、
内側マウント部（３）は複数の弾性環状ディスク（４、５）によって取り囲まれ、当該弾性環状ディスクは、一つの面内で互いに同軸に置かれ、且つ、内側マウント部（３）の剛体運動が光学軸の方向に生じるように、曲がりばり（６）を介して、互いに、内側マウント部（３）に、及び外側マウント（１）に結合されることを特徴とする、光学マウント。
【請求項２】
曲がりばり（６）が、外側マウント及び内側マウント部に３点で結合されることを特徴とする、請求項１に記載の光学マウント。
【請求項３】
曲がりばりが、互いに１２０°だけずれるように置かれることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学マウント。
【請求項４】
曲がりばり（６）が、光学軸の方向にはその剛性が低く、且つ、それ以外の全ての方向には剛性が高くなるように設計されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学マウント。
【請求項５】
外側マウント（１）、内側マウント部（３）、及び弾性環状ディスク（４，５）が、ワンピースに一体成形されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学マウント。
【請求項６】
複数の弾性環状ディスク（４，５）が、互いに外内に重ね合わされることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学マウント。
【請求項７】
取り付けられた光学要素（２）を備えた光学マウントが、光学要素（２）の有効範囲の外側に置かれた、複数の作動手段（１１）を有する管状キャリヤ（９）内に嵌め込まれ、当該作動手段（１１）は内側マウント部（３）に作用すること、及び、光学要素（２）の光学軸（O-O）方向で調整路を測定するための測定要素が、管状キャリヤ（９）に取り付けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に係る光学マウント内に光学要素を包含する、光学的アッセンブリ。
【請求項８】
用いられる複数の作動手段（１１）が、互いに１２０°だけずれるように配置され、且つ、スピンドルを介して内側マウント部（３）に作用する、作動電動機（１４）であることを特徴とする、請求項７に記載の光学的アッセンブリ。
【請求項９】
用いられる作動手段（１１）が、レバーを介して内側マウント部（３）に作用する、ピエゾ要素であることを特徴とする、請求項７に記載の光学的アッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定外側マウントと、光学要素を受け入れるための内側マウント部とを有する光学マウントに関連している。上記光学マウントは、操作中高熱に曝される投影レンズと共に用いるために特に適している。
【背景技術】
【０００２】
光学要素が低引張応力で取り付けられるという要求に加え、高性能レンズ用マウントも、取り付けられた光学要素がそれ（調整機構）によって軸（縦）方向及び半径（横）方向に移動され得る調整機構を必要としている。かかる高性能レンズを作動する場合、軸方向の広い範囲内で取り付けられた光学要素を調整し得るということが特に必要である、というのは、かかる調整装置は、高い熱負荷のために必要な焦点追跡（焦点軌跡）、ならびに他の画像収差の修正、例えば非点収差、及び像面湾曲の修正を可能とするからである。
【０００３】
特許文献１は、半径方向に弾性区域を有する弾性レンズホルダを備えた、低引張応力取付システムの問題を解決しており、その自由端は、レンズの外縁表面に沿って環状溝内においてプレテンション下で係合し、その結果、レンズは、その外縁表面に置かれる追加の手段を有することなく、低引張応力で直接取り付けられ得る。
【０００４】
特許文献２に係る、光学要素とマウントとを備えて構成されるアッセンブリにおいて、光学要素が、メンブレン様接合要素を介してマウントに、直接的に又は間接的に結合されるので、光学軸方向の比較的短い調整路のみが成し遂げられている。他の不利益は、メンブレン様接合要素が光学要素に直接的に係合するということである。
【０００５】
特許文献３には、内側及び外側マウントが、弾性を有する変形可能なストリップを介して互いに結合され、その際各ストリップは、固定部を介して内側マウント及び外側マウントに結合される。複数の固定部は、一つの湾曲部、及びその間の自由な軸受部によって互いに結合される。
【０００６】
不利益は、ロールストリップの許容差敏感性であって、その設計が複雑で、その製造及び組み立てを行うのが技術的に難しいのである。当該マウントは多数の構成部品を備えて構成され、光学軸に沿って据え付けるためには著しいスペースを必要とする。
【０００７】
特許文献４、特許文献５、及び特許文献６は、光学マウントを開示しており、各々外側マウントと、外側マウントに対して調整され得る内側マウントとを有している。特許文献４において、アクチュエータ（8a,8b,9a,9b）は、半径方向の力／変位伝達によって内側輪を対象として変形させる、圧縮力及び引張力を生じる。対象とされた光学要素の変形は、特定の画像収差に影響を与えようとする。対象として光学要素を変形し得るために、少なくとも４つの外側輪と内側輪との間の結合点が必要とされ、当該結合点はレバーによって形成される。しかしながらこの解決手法の欠点は、応力作用へ負の効果を有する均衡特性を放棄したというということである。
【０００８】
特許文献５は、微小光学構成要素用保持装置を開示しており、微小光学構成要素を受けるための、内側部と結合された多湾曲ホルダを備えて構成される。この実施形態の多湾曲ホルダは、しかしながら閉じた外側輪ではなくて、閉じたところが無いと意味する、３つの溝を有しており、したがって剛直で、光学要素の変形なく所定の自由度内での精確な移動を確保する外側及び内側輪なのである。さらに光学軸方向において、上記文献内に記載された構成は、光学軸に直角な方向について剛直であるように設計されている。
【０００９】
特許文献６において、静止外側輪と、光学要素を備えた調整可能な内側輪が開示されている。当該構成は、最初に感度を増加させ且つ方向を戻すために用いられる、転倒レバー（５）を用いる。しかしながら、この構成に可能な調整路は比較的短い（レバー規則）。
【００１０】
加えて、特許文献７は、光学要素１を多数の自由度で調整する解決手法を開示している。この目的で、この実施形態は、静止外側輪と調整可能な内側輪との間に、対象として変形可能な中間輪を設置することをもたらす。中間輪の変形が内側輪によって選択され、且つ、内側輪上に、５つの自由度が可能な並進運動の形態で（中間輪の変形）自身を現す。上記並進運動は、中間輪の変形によって引き起こされる、つまり、次に望まない応力を導き得る力アクチュエータとして含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】DE 100 43 344 C2
【特許文献２】DE 199 04 152 A1
【特許文献３】DE 102 09 661 A1
【特許文献４】EP 1 014 139 A2
【特許文献５】EP 1 677 133 A1
【特許文献６】US 6,259,571 B1
【特許文献７】WO 2006119970 A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明によって解決されるべき課題は、調整路を、取り付けられるべき光学要素の光学軸に沿って長くすること、及びそれによって、先行技術の欠点を出来る限り回避しながら、高い安定性と、光学軸に対して垂直な方向に高い剛直性とを得ることである。加えて、据え付けに必要なスペースと、製造及び組み立て費用は、できるだけ低く維持されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によると、この課題は上記した種類の光学マウント（光学取付台）によって解決され、それにおいて、内側マウント部（内側取付部）は、一つの面内で互いに同軸に置かれた複数の弾性環状ディスクに取り囲まれており、上記複数の環状ディスクは、曲がりばり（桁、ビーム）によって、互いに、内側マウント部に、及び、外側構成要素に結合される。本発明にしたがうと、これは、光学軸の方向に、内側マウント部の剛体運動を生じる。
【００１４】
曲がりばりが互いに対して１２０°だけずれる（食い違う）ように配置されて３つの点でのみ結合が作られる場合、例えば組み立て作業の結果、外側マウントに作用する変形は、光学要素に達し得るよりも前に、著しく減衰される。よって、伝達は大いに除外される。
【００１５】
アクチュエータ力を最小に維持するために、曲がりばり６は、光学軸の方向に殆んど剛性を有さないように設計される。それ以外の全ての方向には、特に光学軸に対して直角方向には、調整中に光学要素２の分散に反作用するように、それらはできるだけ剛直であるべきである。
【００１６】
本発明にしたがうと、曲がりばりは、外側輪（外側マウント）及び内側輪（内側マウント部）に３つの点でのみ結合され、それによって変形が光学要素から最も遠くに維持されることを確保する。
【００１７】
課題の解決手段は、閉じた、それによって剛直な外側輪及び内側輪によって特徴づけられ、上記輪は、曲がりばりによって互いに結合される。この具体的な特徴構成、つまり、外側輪と内側輪とが剛直であって、予定された自由度が曲がりばりによって専ら生じることのみにより、固有の且つ非強制剛体運動が可能となる。
【００１８】
それによって、内側マウント部と外側マウントとの間の結合が、繰り込まれたバネシステムであって、光学軸に垂直な方向に高い剛性を確保しながら、大きなバネ曲がりのために、取り付けられるべき光学要素の光学軸に沿って長い調整路を確保するバネシステムによって、補われる。先行技術とは対照的に、追加の力伝達なくアクチュエータによって直接的に並進運動が発生される。
【００１９】
外側マウント、内側マウント部、及び弾性環状ディスクがワンピースに一体成形される場合に、特に有用である。よって、調整機構は、方向の反転無く最長可能な調整路を生じるように用いられる、弾性環状ディスクによって構成される。この目的で、多数の環状ディスクが、互いに外内に重ね合わされ得る。一部品内における対称構造の技術的に簡単な製造により、ネジ結合又は他の補足的な結合要素、ならびに高い長期安定性を保証する異なる材料の使用のような、リスク傾向のある機械的結合を回避することが可能である。したがって、外側マウントと内側マウント部は、隙間を有していない。光学マウントは、据え付けのためのスペースを殆んど必要としない。
【００２０】
本発明のもう一つのサブジェクトマターは光学的アッセンブリに関連しており、取り付けられた光学要素を有する光学マウントは、光学要素の有効範囲の外側に配置され、且つ内側マウント部に作用する、複数の作動手段を有する管状キャリヤ内に嵌め込まれる。加えて測定要素が、光学要素の光学軸の方向で調整路を測定するために、管状キャリヤに取り付けられる。
【００２１】
作動手段は、好ましくは電動機であって、互いに対して１２０°だけずれており、且つ、スピンドルを介して内側マウント部に作用する。その結果、特に内側マウント部を、それによって光学要素を、画像収差を最小にするために外側マウントに対して傾けることも可能である。
【００２２】
本発明のもう一つの実施形態において、設けられた作動手段は、レバーを介して内側マウント部に作用するピエゾ（圧力）要素であり得る。
【００２３】
本発明は、例証用模式図を用いながら、以下により詳細に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る光学マウントの上面図である。
【図２】光学マウントを通る断面図である。
【図３】光学マウントの斜視図である。
【図４】図１〜３に示したような光学マウントを備えて構成される、光学的アッセンブリの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１〜３に示された光学マウントは、静止外側マウント１と、取り付けられるべき光学要素２の光学軸O-Oの方向に外側マウントに対して調整され得る、内側マウント部３とを備えて構成される。内側マウント部３は、一つの面内で互いに同軸に置かれ、且つ１２０°だけ互いに対してずれている複数の曲がりばり６を介して、互いに、内側マウント部３に、及び外側マウント１に結合された、弾性環状ディスク４、５の板タイプのバネシステムによって調整され得る。弾性環状ディスク４、５は、曲がりばり６を除き、光学軸O-Oの方向に長い調整路を得ることを可能とする磨滅（浸食）により形成されたスリット７によって互いから分離された、直接式に結合された複数の板バネを形成する。
【００２６】
光学要素を保持するための内側マウント部３は、特許文献１に記載のように設計され、その開示内容はここに参照することによって援用する。
【００２７】
図１〜３に係る光学マウントは、例えば図４中に示されるような光学的アッセンブリ内での使用に適している。光学的アッセンブリは、支持フランジ部８を有し、例えば鏡筒として設計された、管状キャリヤ９から構成され、その中には光学マウントと円形キャリヤプレート１０とが挿入され、当該キャリヤプレートは、光学マウント内に取り付けられた光学要素２、特に光学レンズの有効範囲を露出したままにする。
【００２８】
円形キャリヤプレート１０は、取り付けられた光学要素２の光学軸OOの方向に内側マウント部３を調整することによって熱的に誘発された焦点変化に対する補正を可能にするように内側マウント部３上に作用する、作動手段１１を保持するために用いられる。また円形キャリヤプレート１０に取り付けられ、且つ、寸法標準としてのルーラ１２とエンコーダ１３とから成る測定手段によって、調整路を決定することが可能となる。図示していないのは、焦点面内における変化を測定するために用いられる焦点センサ、又は、焦点センサに結合され、且つ作動手段１１を介して内側マウント部３を調整するために所望の焦点追跡（焦点軌跡）を測定する自動制御システムである。
【００２９】
図４に係る実施形態において、互いに対して１２０°だけずれるように管状キャリヤ９内側に置かれた複数の作動電動機１４が、作動手段１１として円形キャリヤプレート１０上に取り付けられ、上記作動電動機は、スピンドル（図示せず）によってキャリヤプレート１０を介して内側マウント部３に作用する。
【００３０】
代替として、適切なレバーを介して内側マウント部３上に圧力を加えることのできる、ピエゾ（圧力）作動装置を用いることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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