(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側マウント部と結合された内側リングに支承されている少なくとも１つの光学要素と、光軸に対し垂直であるか又は任意の角度を成す少なくとも１つの方向に前記光学要素を軌道を制御しつつ変位させるマニピュレータ手段とを有する光学結像装置、特に対物レンズ装置において、前記内側リングと前記外側マウント部との間に結合部材を挟んで配置した前記内側リングと前記外側マウント部との間の複数の周囲スリットと、前記内側リングと前記外側マウント部との間の回転継手と、前記内側リングと前記外側マウント部との間の、調整部材を有する少なくとも１つの調整継手とから成るシステムであるマニピュレータ手段を介して、前記光学要素が変位されることを特徴とする光学結像装置。
【請求項２】
前記内側リングと前記外側マウント部とは一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学結像装置。
【請求項３】
２つの互いに垂直な軸（ｘ軸及びｙ軸）の方向に変位させるために、各々の前記調整継手に対する接線とそれらの間に位置する前記回転継手に対する接線との交点により形成される回転極をそれぞれ有する調整レバーを具備する２つの調整継手が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学結像装置。
【請求項４】
前記回転極の半径は前記光軸に対し垂直であるか又は任意の角度を成していることを特徴とする請求項３記載の光学結像装置。
【請求項５】
前記結合部材は間にブリッジ部分を挟んだスペーサにより形成されており、該結合部材は前記内側リングと前記外側マウント部との間に、周囲に沿って分配されて配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の光学結像装置。
【請求項６】
前記マニピュレータ手段は、前記調整部材として、前記調整レバーに作用する調整ねじを有することを特徴とする請求項３または４に記載の光学結像装置。
【請求項７】
前記調整レバーはそれぞれ一端部に２つのレバーアームを具備し、該レバーアームは前記外側マウント部と結合し且つ該レバーアームは前記内側リングと結合して、それらの間にスリットを形成し、且つ前記２つのレバーアームとは反対の側の端部で、前記調整ねじはそれぞれ半径方向に対応する調整レバーに作用することを特徴とする請求項６記載の光学結像装置。
【請求項８】
前記スリットは前記２つのレバーアームの間に周囲スリットの延長部分を形成することを特徴とする請求項７記載の光学結像装置。
【請求項９】
前記結合部材及び前記回転継手の双方またはいずれか一方は、固体継手として構成されている請求項１から８のいずれか１項に記載の光学結像装置。
【請求項１０】
前記結合部材は複数の別個の構成要素により形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光学結像装置。
【請求項１１】
前記調整レバーは板ばねを具備することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学結像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外側マウント部と結合された内側リングに支承されている少なくとも１つの光学要素と、光学要素を光軸に対し垂直である少なくとも１つの方向に摺動させるマニピュレータ手段とを有する光学結像装置、特に対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
欧州特許第２４３８９３Ｂ１号からは、温度差又は温度の変動に起因して起こる個々の要素の膨張の差異を補正することができるようにマウント要素と弾性的に結合するレンズを光学要素として有するレンズマウント部が知られている。特に半径方向のずれ又は膨張が補正されるが、そこでは中心位置を維持すべきである。
【０００３】
米国特許第５，４２８，４８２号は、マウント部からのレンズの変形離脱を示している。
米国特許第５，６３８，２２３号からは、レンズを傾斜させることができる対物レンズが知られている。
光学結像装置、たとえば、多数の部品及び複数の光学要素から構成される対物レンズの組み立てに際しては、機械的製造許容差の発生は避けられない。更に、組み立て時には、たとえば、個々の部品の面凹凸などの許容差の問題が加わる。特に、たとえば、レンズなどの光学要素のはめ合いにおいては凹凸の問題が大きくなるおそれがある。
【０００４】
このような製造許容差を補償するために、ｘ軸又はｙ軸に沿って、すなわち、光軸に対し垂直な１つ又は２つの軸に沿って１つ又は複数の光学要素を走行させることは知られている。光学要素を摺動させるための周知のマニピュレータ手段は、一般に、外側マウント部と、マニピュレータリングと、光学要素を支持する内側マウント部又は内側リングとから構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の基礎を成す課題は、像収差を補正するために、光学要素に対して表面の変形を明らかに減少させつつ、力の流れ及び剛性の点で最適の構成により軌道を制御しながら非常に正確に摺動を行うことができるように、光学要素を規定された方式で、光軸に対し垂直であるか又は任意の角度を成す少なくとも１つの軸の方向に摺動自在にすることにより、冒頭に挙げた種類の光学結像装置を改善することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外側マウント部と結合された内側リングに支承されている少なくとも１つの光学要素と、光軸に対し垂直であるか又は任意の角度を成す少なくとも１つの方向に光学要素を軌道を制御しつつ摺動させるマニピレータ手段とを有する光学結像装置であり、内側リングと外側マウント部との間を連結する結合部材を挟んで内側リングと外側マウント部との間に形成された複数の周囲スリットと、内側リングと外側マウント部との間に設けた回転継手と、内側リングと外側マウント部との間に配置した調整部材を有する少なくとも１つの調整継手と、から成るマニピュレータ手段としてのシステムを介して、変形を少なく抑えて又は変形を制御しながら光学要素が摺動されることを特徴とする光学結像装置。
【０００７】
本発明の解決方法は、従来の３つの構成要素、すなわち、外側マウント部、内側リング及びマニピュレータ手段を、特に内側リングと外側マウント部を一体とし、１つの構成要素に実質的に統合したものである。このことの重要な利点は軽量化とスペースの縮小であり、その結果、固有振動数は高くなる。
部品数が減ることにより、１つにはコストの削減が実現され、もう１つには取り付け時の時間も相応して短縮される。更に、光学要素の表面変形の減少とあいまって、剛性が改善された構成が得られる。また、これにより、許容差、特に表面許容差が減少する。
【０００８】
本発明による結像装置を使用することにより、対物レンズを厳密にアライメントするために、対物レンズの像収差の補正にも総じて対処できる。外側マウント部と内側リングを弾性的に又は柔軟に結合させる結合部材により、ｘ方向及びｙ方向へのたわみ又は摺動が可能になり、それと同時に、ｚ方向、すなわち、光軸の方向の剛性も得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
有利な構成及び発展形態は請求項２から１１並びに添付の図面の概略図に基づいて以下に原理を説明される実施形態から明らかである。
図１は、内側リング３により継目板を介して支持されている光学要素であるレンズ２を有する光学結像装置、例えば、対物レンズの外側マウント部１を示す平面図である。外側マウント部１と内側リング３は一体に構成されており、間にＬ字形の結合部材５を挟んだ内側リング３と外側マウント部１との間に形成させた周囲スリット４のシステムを介して、内側リング３と外側マウント部１との柔軟な結合が得られる。Ｌ字形の結合部材５は固体継手として形成され、この部材を双方に延ばすことによって内側リング３と外側マウント部１を連結している。図２から形状を明瞭に見てとれるように、Ｌ字形の結合部材５は回転継手６及び調整レバー８，９，１０と共に、内側リング３と外側マウント部１との間の結合部を形成している。スペーサにより一体の基本形状に統合されている周囲スリット４は、互いにわずかな間隔をおいて並設された２つのＬ字形スペーサ４ａにより均一な間隔で離れている。そのため、結合部材５はＬ字形部分の間のブリッジ部分の形態として形成されている。図３に示す回転継手６の拡大図からわかるように、回転継手６も同様に周囲スリット４のずれとそのずれた部分のオーバラップにより形成され、回転継手６はこの領域で重なり合っている周囲スリット４の間に形成されるブリッジ部分６ａにより形成される。内側リング３と外側マウント部１を一体に構成する代わりに、構成要素を溶接、接着又ははんだ付けするという形態の固体継手を介して結合を行うこともできる。
【００１０】
相対向する２つの箇所で、周囲スリット４は外側マウント部１と内側リング３との間でより広い凹部７を形成している。２つの凹部７には、それぞれ、調整レバー８が配置されている（図４の拡大図を参照）。調整レバー８は１つのレバーアーム９を介して外側マウント部１と結合すると共に、もう１つのレバーアーム１０を介して内側リング３と結合すると共に、調整継手を形成する。これら２つのレバーアーム９及び１０は、それらの間に、周囲スリット４の延長としてスリット４ｂを形成している。各調整レバー８の、２つのレバーアーム９及び１０とは反対の側の端部には、半径方向に、単に矢印１１ａ又は１１ｂによってのみ表示されている調整部材としての調整ねじが作用し、これらの調整ねじが内側リング３を外側マウント部１に対して摺動させるマニピュレータ手段を形成している。この目的のために、ねじ１１ａ又は１１ｂは外側マウント部１のねじ穴に螺合されている。ねじ１１ａ又は１１ｂを調整すると、レバーアーム１０を介して、内側リング３は外側マウント部１に対して矢印１２の方向に摺動する。マニピュレータ手段は、力の流れ及び信頼性の面で最適化された構造として構成されている。
【００１１】
ｘ／ｙ平面において外側マウント部１に対して内側リング３を所望且つ所定の態様で摺動させるためには、次の条件又は関係に従うべきである。
内側リング３を摺動させるために、回転継手６は２つの調整レバー８の作用点の間にあって、調整レバー８の作用点に対する接線Ｔ1 及びＴ2 が回転継手６に接する接線Ｔ3 と交わるように配置されているべきである。この場合、２つの交点は、第１に、内側リング３をｘ方向に摺動させるためのねじ１１ｂに対応する回転極１３を形成し、第２に、ねじ１１ａにより内側リング３をｙ方向に摺動させるための回転極１４を形成する。同時に、回転極１３又は回転極１４からの２つの半径方向線１５及び１６が互いに中心点又はｚ軸に対し垂直であることに配慮すべきである。従って、これら２つの半径方向線１５及び１６が２つの軸を形成し、詳細には、半径方向線１６はｘ軸、半径方向線１５はｙ軸を規定することになる。
【００１２】
ｘ調整ねじ１１ｂを調整すると、内側リング３は回転極１３に関して回転し、ｙ調整ねじ１１ａを調整すると、内側リング３は回転極１４に関して回転する。すなわち、厳密に言えばｘ又はｙ方向の直線運動は起こらないであろうが、半径方向線１５及び１６の半径は規定の調整運動より著しく大きいので、走行領域１７（図１の破線表示を参照）には、ｘ−ｙ平面で擬似直線運動が起こる。調整レバー８を介して調整運動を元に戻すと共に、追加の荷重や特別の荷重に対して剛性を向上させるために、場合によっては、調整レバー８の内周面に作用し、他端部では外側マウント部１に当接する板ばね１８を作用させることができる。内側リング３の運動方向１２の摺動運動は、調整ねじ１１ａ又は１１ｂにより調整レバー８に対する半径方向の力が発生したときに、外側のレバーアーム９が伸張し、内側のレバーアーム１０は圧縮されて、その結果、少なくともほぼ周囲方向内側リングの運動が起こることにより得られる。レバー９及び１０は（レバー）伝動装置として作用する。
【００１３】
周囲スリット４及び結合部材５をこのように配置し、形成することにより、光軸（ｚ軸）に対し垂直な平面におけるすぐれた弾性が得られる。更に、ｚ方向の剛性も高い。これは、特に、結合部材５がＬ字形であるために、ｚ方向に対応する長さを有することができ、従って、ｚ方向の高い剛性を保証するからである。結合部材５と同様に、この実施形態の回転継手６も固体継手である。しかし、外側マウント部１に対する内側リング３の摺動を実現するために別の種類の継手を使用できることは自明である。すなわち、本実施形態においては、内側リングと外側マウント部との間の複数の周囲スリットと、内側リングと外側マウント部との間に設けた回転継手と、内側リングと外側マウント部との間に配置した少なくとも１つの調整継手とでマニピュレータ手段を構成し、このマニピュレータ手段からなるシステムでレンズを変形を少なく又は変形を制御しながら移動させるようにしたものである。
【００１４】
直角走行が望まれない場合には、回転極１３，１４や回転継手６を前に述べたのとは異なる関係で配置することも可能である。
レバー９、１０の長さ及び角度関係により、変速比を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による支承部を含む、光学結像装置としての対物レンズの光学要素を示す平面図。
【図２】  内側リングと外側マウント部との間のＬ字形結合継手を含む図１の部分拡大図。
【図３】  内側リングと外側マウント部との間の回転継手を含む図１の部分拡大図。
【図４】  外側マウント部に対して光学要素と共に内側リングを摺動させるための調整レバーを含む図１の部分拡大図。
【符号の説明】
１…外側マウント部、２…光学要素、３…内側リング、４…周囲スリット、４ａ…（食い込みスリット）、４ｂ…周囲スリット、５…結合部材、６…回転継手、６ａ…ブリッジ部分、７…凹部、８…調整レバー、９…レバーアーム、１０…レバーアーム、１１ａ…矢印（調整ねじ／ｙねじ）、１１ｂ（調整ねじ／ｘねじ）、１２…運動方向、１３…回転極、１４…回転極、１５…半径方向線、１６…半径方向線、１７…走行領域、１８…板ばね、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3 …接線。
【図１】
0004416893.tif 000002
【図２】
0004416893.tif 000003
【図３】
0004416893.tif 000004
【図４】
0004416893.tif 000005