專利名稱：光學(xué)元件的保持布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件的保持布置，該保持布置具有圍繞要被接收的光學(xué)元件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和安裝裝置，借助所述安裝裝置，光學(xué)元件可以被支撐在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明還涉及用于光學(xué)系統(tǒng)的操縱器單元，該操縱器單元包括保持布置。
背景技術(shù)：
光學(xué)元件的保持布置用于光學(xué)系統(tǒng)中，安裝所需的精度取決于相應(yīng)的用途。經(jīng)由布置在光學(xué)元件的外周區(qū)域處的至少三個(gè)鉸接點(diǎn)相對(duì)于載具來安裝光學(xué)部件的組件從WO 2007/017013A2獲知，光學(xué)元件以壓配合的方式通過彈性元件經(jīng)由鉸接點(diǎn)沿至少一個(gè)方向被保持。所述彈性元件在該情況下位于安裝裝置中，所述安裝裝置以靜態(tài)確定的方式保持光學(xué)元件。在光學(xué)系統(tǒng)(例如，激光打印機(jī)的光學(xué)系統(tǒng))中，用于柱面透鏡的可調(diào)節(jié)安裝件從 US 5，220，460獲知。安裝件包括載具元件，所述載具元件布置為垂直于光軸(ζ軸)并具有平面，柱面透鏡在持續(xù)力的作用下安置在所述平面上。平行于柱面透鏡的軸方向延伸的軸在US 5，220，460中稱為χ方向。可調(diào)節(jié)安裝件旨在允許繞光軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和沿y方向的平移運(yùn)行，用于調(diào)節(jié)。為了該目的，柱面透鏡借助肋部、彈性元件和兩個(gè)固定螺絲安裝在 χ-y平面中彼此相對(duì)的兩個(gè)角處，所述肋部起接頭的作用。另一方面，繞垂直于光軸延伸的兩個(gè)軸的傾斜通過所述平面足以確保，對(duì)于激光打印機(jī)的應(yīng)用，柱面透鏡安置在所述平面上。與在US 5，220，460中使用的術(shù)語對(duì)照，平行于柱面透鏡的軸向延伸的軸將在下文中稱為y軸。光學(xué)元件還用在材料處理裝置中，例如在激光退火裝置中。該類型的光學(xué)系統(tǒng)在例如WO 2006/066706中被描述。在該類型的裝置中，為了例如熔化基板上的層，特別是硅層，使用了激光束。在該情況下，激光束作為非常窄的線光束落在要被熔化的層上。所述層和激光束相對(duì)于彼此橫向地移動(dòng)到由激光束形成的線，使得激光束以平面的方式在基板上被引導(dǎo)，該基板被稱為“面板”。因?yàn)檫@些裝置以長但是非常窄的區(qū)域來照明面板，所以使用了柱面透鏡，即具有僅一個(gè)曲率方向的透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安裝光學(xué)元件的布置，所述光學(xué)元件特別是柱面透鏡， 所述裝置確保至少在光學(xué)元件的靈敏定心方向中的精確和可調(diào)節(jié)的安裝。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的保持裝置和根據(jù)權(quán)利要求14的操縱器單元而實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)選的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被詳細(xì)說明。所有權(quán)利要求的措辭通過引用被并入說明書中。根據(jù)本發(fā)明的一方面，光學(xué)元件(特別是柱面透鏡)的保持布置設(shè)置有圍繞被接收的光學(xué)元件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和安裝裝置，被接收的光學(xué)元件經(jīng)由該安裝裝置能夠被支撐在所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，所述安裝裝置具有兩個(gè)自由度，使得光學(xué)元件借助安裝裝置而被安裝，以可繞光軸(ζ軸)和繞平行于光軸延伸第一軸(特別是垂直于柱面透鏡的軸向延伸的軸(X 軸))旋轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)。剛體運(yùn)動(dòng)可以被六個(gè)自由度描述。在安裝裝置具有兩個(gè)自由度的情況下，沿剛體運(yùn)動(dòng)的四個(gè)余下方向的運(yùn)動(dòng)被阻擋。具有兩個(gè)自由度的該類型的安裝裝置允許光學(xué)元件的精確安裝，并允許安裝后的光學(xué)元件繞光軸以及繞垂直于其的第二軸的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。圍繞光學(xué)元件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)阻止安裝裝置伸到光束路徑中。在本發(fā)明的背景下，垂直于光軸和垂直于柱軸或軸方向延伸的軸稱為橫軸。諸如柱面透鏡的光學(xué)元件具有四個(gè)靈敏定心方向，即繞光軸的旋轉(zhuǎn)方向或傾斜方向、沿橫軸的平移方向(即垂直于光軸延伸的方向并如可應(yīng)用于柱軸)、繞該橫軸的傾斜方向或旋轉(zhuǎn)方向以及沿光軸的平移方向。根據(jù)本發(fā)明，光學(xué)元件以使僅旋轉(zhuǎn)自由度可被調(diào)節(jié)的方式安裝， 安裝裝置還阻止光學(xué)元件在旋轉(zhuǎn)自由度的調(diào)節(jié)期間沿兩個(gè)相關(guān)平移方向的不良調(diào)節(jié)。優(yōu)選地提供了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該內(nèi)部結(jié)構(gòu)承載光學(xué)元件且安裝裝置作用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)上。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和光學(xué)元件之間的連接優(yōu)選地是實(shí)質(zhì)上剛性的，使得光學(xué)元件和內(nèi)部結(jié)構(gòu)用作調(diào)節(jié)和/或安裝的共同部件。內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有面，當(dāng)從上方觀察時(shí)，所述面實(shí)質(zhì)上為圓形，并且所述面布置在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)接收開口中。這允許在簡單的幾何形狀且因此有成本效益的制造的情況下、繞光軸的良好的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)進(jìn)一步的方面，安裝裝置具有兩個(gè)鉸接點(diǎn)，所述鉸接點(diǎn)布置在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的第一軸的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的區(qū)域。被接收的光學(xué)元件借助在第一軸上的鉸接點(diǎn)之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而安裝。在一種配置中，鉸接點(diǎn)各自具有至少三個(gè)自由度，光學(xué)元件相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沿光軸方向的平移運(yùn)動(dòng)和繞第二軸(y軸)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)各自經(jīng)由鉸接點(diǎn)被阻擋，所述第二軸垂直于光軸和第一軸并且在共同點(diǎn)與光軸和第一軸相交。另外，在一種配置中，沿第一軸的方向的平移運(yùn)動(dòng)被阻擋。換句話說，鉸接點(diǎn)支撐光學(xué)元件至少抵抗平行于光軸方向的平移運(yùn)動(dòng)。在一種配置中，平行于第一軸(χ軸)方向的運(yùn)動(dòng)同樣被阻擋。在其他配置中，平行于第一軸(χ 軸)方向的運(yùn)動(dòng)是可允許的，以允許由于加熱造成的膨脹。另一方面，平行于第二軸(y軸) 方向的平移運(yùn)動(dòng)未被阻擋，使得鉸接點(diǎn)不阻礙繞光軸的旋轉(zhuǎn)，所述光軸設(shè)定為遠(yuǎn)離鉸接點(diǎn)， 所述第二軸垂直于光軸和第一軸延伸。鉸接點(diǎn)優(yōu)選地具有至少一個(gè)固定的本體接頭，特別是葉片彈簧接頭。在該情況下， 葉片彈簧接頭的平面優(yōu)選地與光軸和第一軸生成的平面重合，葉片彈簧接頭的縱向方向平行于第一軸延伸。在該情況下，葉片彈簧接頭的扭轉(zhuǎn)允許被接收的光學(xué)元件繞第一軸的傾斜和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。葉片彈簧接頭的彎曲，例如S形的彎曲，允許在鉸接點(diǎn)處平行于第二軸方向的位移，并且因此允許光學(xué)元件繞光軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在另一方面，沿第一軸和/或沿光軸的平移運(yùn)動(dòng)被阻擋。在一種配置中，在該情況下，固定的本體接頭配置為與內(nèi)部結(jié)構(gòu)成為一體。優(yōu)選地，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和鉸接點(diǎn)實(shí)質(zhì)上定位在垂直于光軸的平面中。在另一種配置中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置為相對(duì)于光軸偏移，連接鉸接點(diǎn)沿光軸方向延伸。優(yōu)選地，安裝裝置還具有一個(gè)至少第一聯(lián)接單元，所述聯(lián)接單元布置在鉸接點(diǎn)之間，并且光學(xué)元件經(jīng)由所述聯(lián)接單元沿第二軸方向被支撐。聯(lián)接單元布置在鉸接點(diǎn)之間的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。在一種配置中，聯(lián)接單元實(shí)質(zhì)上對(duì)稱地布置在鉸接點(diǎn)之間。聯(lián)接單元因此對(duì)于第二軸對(duì)稱地定位。在另一種配置中，聯(lián)接單元沿鉸接點(diǎn)中的一個(gè)的方向偏移。
聯(lián)接單元優(yōu)選地具有兩個(gè)自由度，使得該聯(lián)接單元至少不阻礙光學(xué)元件繞光軸和繞第一軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而被接收的光學(xué)元件相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)沿第二軸方向的平移運(yùn)動(dòng)經(jīng)由聯(lián)接單元支撐或阻擋。在一種有利配置中，聯(lián)接單元具有中間元件，光學(xué)元件經(jīng)由至少一第一連接結(jié)構(gòu)聯(lián)接到該中間元件，該中間元件經(jīng)由至少一第二連接結(jié)構(gòu)聯(lián)接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有固定的本體接頭，特別是葉片彈簧接頭。在該情況下，在一種配置中，中間元件與內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成為一體，通過固定的本體接頭，特別是通過葉片彈簧接頭，實(shí)現(xiàn)了分隔。中間元件和兩個(gè)連接結(jié)構(gòu)的組合提供了有成本效益且緊湊的聯(lián)接單元，所述聯(lián)接單元在聯(lián)接單元的區(qū)域具有兩個(gè)平移自由度，而第三平移自由度被阻擋。在一種配置中，第一連接結(jié)構(gòu)的葉片彈簧接頭的平面垂直于由第一軸和第二軸生成的平面。在該情況下，葉片彈簧接頭的平面與由第一軸和第二軸生成的平面圍出一角度，所述角度處于O度到90度之間，葉片彈簧接頭的平面的取向優(yōu)選地選擇為使光軸位于葉片彈簧接頭的平面的延伸面中。在葉片彈簧接頭變形(例如S形變形)的情況下，光學(xué)元件繞光軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)因此是可行的。第二連接結(jié)構(gòu)的葉片彈簧接頭的平面優(yōu)選地平行于由第一軸和第二軸生成的平面延伸。在葉片彈簧接頭變形(例如S形變形)的情況下，沿光軸在聯(lián)接單元的區(qū)域中的平移運(yùn)動(dòng)且因此這樣光學(xué)元件繞第一軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是可行的。在進(jìn)一步的配置中，至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元可以用于激勵(lì)沿光軸方向的平移運(yùn)動(dòng)和沿第一軸方向的平移運(yùn)動(dòng)，所述調(diào)節(jié)單元設(shè)置在鉸接點(diǎn)之間，使得被接收的光學(xué)元件經(jīng)由繞第一軸和/或繞光軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是可調(diào)節(jié)的。為了總體空間的優(yōu)化利用和良好支撐，調(diào)節(jié)單元和聯(lián)接單元優(yōu)選地對(duì)著彼此布置在光學(xué)元件的兩側(cè)，特別是對(duì)于第二軸鏡像對(duì)稱。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，調(diào)節(jié)單元具有固定構(gòu)件，所述固定構(gòu)件布置在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和輸出構(gòu)件上，所述固定構(gòu)件和輸出構(gòu)件經(jīng)由至少一個(gè)、優(yōu)選地兩個(gè)設(shè)定桿連結(jié)在一起。優(yōu)選地，設(shè)定桿借助固定的本體接頭、特別是借助葉片彈簧接頭連接到固定構(gòu)件和/或連接到輸出構(gòu)件。輸出構(gòu)件優(yōu)選地借助至少一個(gè)固定的本體接頭、特別是葉片彈簧接頭而聯(lián)接到內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該葉片彈簧接頭的平面優(yōu)選地平行于光軸和第一軸生成的平面延伸。以該方式， 葉片彈簧接頭允許通過繞平行于第一軸的軸和平行于光軸的軸進(jìn)行的局部補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。該目的還通過包括根據(jù)本發(fā)明的保持裝置的光學(xué)系統(tǒng)的操縱器單元實(shí)現(xiàn)。該類型的操縱器單元可以例如有利地用在根據(jù)WO 2006/066706的光學(xué)系統(tǒng)中。前述特征和進(jìn)一步的特征不僅從權(quán)利要求顯現(xiàn)，而且從說明書和附圖中顯現(xiàn)，其中，單個(gè)特征可以各自單獨(dú)地或以子組合的形式在本發(fā)明的實(shí)施例中以及其他領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)，并且可以代表有利的且還具有獨(dú)立地專利性的實(shí)施例。


圖1是操縱器單元的示意透視圖；圖2是根據(jù)圖1的操縱器單元的示意透視圖，看到調(diào)整單元上；圖3是根據(jù)圖1的操縱器單元在繞光軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間的示意平面圖；圖4是根據(jù)圖1的操縱器單元在繞光軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間的示意平面圖；圖5是根據(jù)圖1的操縱器單元的鉸接點(diǎn)的第一變體的示意透視圖6是根據(jù)圖1的操縱器單元的鉸接點(diǎn)的第二變體的示意圖；及圖7是根據(jù)圖1的操縱器單元的調(diào)節(jié)單元的連接點(diǎn)的變體的示意透視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出具有根據(jù)本發(fā)明的保持布置的操縱器單元1，用于光學(xué)元件10。 在所示的示例性實(shí)施例中，光學(xué)元件10配置為柱面透鏡。笛卡爾坐標(biāo)x、y和ζ也在圖1中示出。光或光軸的方向在該情況下稱為ζ軸。平行于柱面透鏡的軸方向(柱軸)延伸的軸稱為y軸。垂直于所述軸方向以及光方向延伸的軸稱為橫軸或χ軸。在所示的示例性實(shí)施例中，保持布置包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)2，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)2承載光學(xué)元件10。保持布置還包括外部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3以及安裝裝置，借助所述安裝裝置，內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2以及因此光學(xué)元件10被支撐在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3上。光學(xué)元件10由所示的安裝裝置支撐，使得允許光學(xué)元件繞ζ軸和/或繞χ軸的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。同時(shí)，安裝裝置防止光學(xué)元件在繞ζ軸和 /或繞X軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間沿X軸或Z軸位移。調(diào)節(jié)單元4經(jīng)由葉片彈簧接頭5連接到內(nèi)部結(jié)構(gòu)2，所述調(diào)節(jié)單元4被設(shè)置為引起光學(xué)元件10的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)，用于調(diào)節(jié)。安裝裝置包括兩個(gè)鉸接點(diǎn)6，所述鉸接點(diǎn)6在所述示例性實(shí)施例中實(shí)施為葉片彈簧接頭并將內(nèi)部結(jié)構(gòu)2在χ軸的區(qū)域聯(lián)接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3。由于鉸接點(diǎn)6 (其被實(shí)施為葉片彈簧接頭)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3被支撐，抵抗平行于χ軸和/或平行于ζ軸的平移。此外，在所述示例性實(shí)施例中提供了一種聯(lián)接單元I，該聯(lián)接單元I包括第一連接結(jié)構(gòu)7 (借助于葉片彈簧接頭實(shí)施)、中間元件21和類似地具有葉片彈簧接頭的第二連接結(jié)構(gòu)8。內(nèi)部結(jié)構(gòu)2借助于聯(lián)接單元I相對(duì)于基礎(chǔ)接頭3被支撐，抵抗平行于y軸的平移運(yùn)動(dòng)。在借助于葉片彈簧接頭的連接中，被聯(lián)接部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)通過作為一個(gè)整體的接頭區(qū)域的變形而實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，通過繞平行于葉片彈簧接頭的窄側(cè)的軸彎曲和通過繞平行于葉片彈簧接頭的長側(cè)的軸扭轉(zhuǎn)的兩種變形均是可能的。在所示的示例性實(shí)施例中，鉸接點(diǎn)6配置為葉片彈簧接頭，鉸接點(diǎn)6的平面與由ζ 軸和Χ軸生成的平面重合。鉸接點(diǎn)6的葉片彈簧接頭因此阻止內(nèi)部結(jié)構(gòu)2相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 3的平行于χ軸和平行于ζ軸的平移運(yùn)動(dòng)。另外，葉片彈簧接頭阻止內(nèi)部結(jié)構(gòu)2相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3繞y軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另一方面，鉸接點(diǎn)6的葉片彈簧接頭允許扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在葉片彈簧接頭的扭轉(zhuǎn)的過程中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2繞χ軸相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3的傾斜運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是可能的。另外，葉片彈簧接頭6由于外部負(fù)載而可產(chǎn)生S形狀的變形。鉸接點(diǎn)6的葉片彈簧接頭的S形彎曲允許內(nèi)部結(jié)構(gòu)2在鉸接點(diǎn)6處平行于y軸的平移運(yùn)動(dòng)，并因此允許光學(xué)元件 10繞ζ軸相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。光學(xué)元件10在y方向上被聯(lián)接單元I支撐。在該情況下，連接結(jié)構(gòu)7的葉片彈簧接頭將中間區(qū)域21與內(nèi)部結(jié)構(gòu)2隔開。中間區(qū)域21借助于連接結(jié)構(gòu)8而連接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 3。第一連接結(jié)構(gòu)7的葉片彈簧接頭取向?yàn)槭沟盟鼈兊钠矫娲怪钡匚挥讦州S和y軸生成的平面上。在該情況下，葉片彈簧接頭的平面與由χ軸和y軸生成的平面圍出一角度，例如，約10度到約70度之間的角度。在該情況下，葉片彈簧接頭的平面取向?yàn)槭沟忙戚S位于該平面的延伸面中。第一連接結(jié)構(gòu)7的葉片彈簧接頭的S型彎曲因此允許內(nèi)部結(jié)構(gòu)2繞ζ軸相對(duì)于中間區(qū)域的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。第二連接結(jié)構(gòu)8的葉片彈簧接頭的平面平行于χ軸和y軸生成的平面延伸。葉片彈簧接頭的S形彎曲允許中間區(qū)域21相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3平行于ζ軸的位移。該位移允許內(nèi)部結(jié)構(gòu)2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該內(nèi)部結(jié)構(gòu)2安裝在鉸接點(diǎn)6處以便可繞χ 軸旋轉(zhuǎn)，以及因此允許光學(xué)元件10繞χ軸相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。結(jié)合起來，第一連接結(jié)構(gòu)7的葉片彈簧接頭和第二連接結(jié)構(gòu)8的葉片彈簧接頭因此導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)2相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3的平行于y軸方向的支撐，而不妨礙內(nèi)部結(jié)構(gòu)2繞χ軸或繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在所示的示例性實(shí)施例中，為了調(diào)節(jié)，借助于調(diào)節(jié)單元4，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2以及因此光學(xué)元件10相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3運(yùn)動(dòng)。圖2是看到調(diào)節(jié)單元4上的透視圖。如可以在圖2中看到的，調(diào)節(jié)單元4包括固定構(gòu)件41，所述固定部分41緊固地連接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3。調(diào)節(jié)單元4進(jìn)一步包括輸出構(gòu)件 42，所述輸出構(gòu)件42聯(lián)接到內(nèi)部結(jié)構(gòu)2。輸出構(gòu)件42剛性地連接到區(qū)域22 (可以在圖1中看到)并經(jīng)由葉片彈簧接頭5聯(lián)接到內(nèi)部結(jié)構(gòu)2。調(diào)節(jié)單元4進(jìn)一步包括設(shè)定桿43、44，所述設(shè)定桿43、44經(jīng)由第一葉片彈簧接頭431、441連接到固定構(gòu)件41，并經(jīng)由葉片彈簧接頭 432,442連接到輸出構(gòu)件42。設(shè)定桿43、44借助設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430、440是可調(diào)節(jié)的，設(shè)定桿 43、44的調(diào)節(jié)借助于葉片彈簧接頭431、441、432、442而傳輸?shù)捷敵鰳?gòu)件42。對(duì)于本發(fā)明， 術(shù)語“設(shè)定驅(qū)動(dòng)件”是指任何期望的手動(dòng)、力和/或電動(dòng)機(jī)促動(dòng)的元件，包括定位螺釘、電動(dòng)機(jī)操作的活塞等。圖3示意性地示出設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430、440的驅(qū)動(dòng)，所述設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430、440用于輸出構(gòu)件42沿ζ方向的位移。輸出構(gòu)件42沿ζ方向的位移導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、以及因此光學(xué)元件10繞χ軸的傾斜。如可以在圖3中看到的，為了該目的，設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430、440被平行地操作，使得設(shè)定桿43、44兩者均沿正ζ方向位移。在該情形，在調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)過程中使不被期望的傾斜角(在調(diào)節(jié)單元4的鏈接點(diǎn)處)被葉片彈簧接頭5的扭轉(zhuǎn)補(bǔ)償。圖4示出設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430、440的驅(qū)動(dòng)，所述設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430、440用于光學(xué)元件10 沿ζ軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了該目的，操作設(shè)定驅(qū)動(dòng)件(在所示實(shí)施例中設(shè)定驅(qū)動(dòng)件430)，以使相關(guān)聯(lián)的設(shè)定桿43沿正ζ方向位移。在另一方面，操作第二設(shè)定驅(qū)動(dòng)件440以使相關(guān)聯(lián)的設(shè)定桿44沿負(fù)ζ方向運(yùn)動(dòng)。設(shè)定桿43、44的運(yùn)動(dòng)的接合導(dǎo)致輸出構(gòu)件42沿χ方向的位移，在所示示例性實(shí)施例中沿負(fù)χ方向。因此，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2，以及因此光學(xué)元件10，繞ζ軸沿正方向旋轉(zhuǎn)。在該情況下，在調(diào)節(jié)單元的鏈接區(qū)域中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2和調(diào)節(jié)單元4之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過葉片彈簧接頭5補(bǔ)償。圖5是鉸接點(diǎn)106的第一變體的示意透視圖，所述第一變體取代根據(jù)圖1至4的鉸接點(diǎn)6而設(shè)置，用于根據(jù)圖1的操縱器單元。根據(jù)圖5的鉸接點(diǎn)106包括兩個(gè)葉片彈簧接頭106a、106b，所述葉片彈簧接頭106a、106b經(jīng)由中間體106c彼此聯(lián)接。中間體106c具有狹槽106d，所述狹槽106d允許沿χ軸方向的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)構(gòu)造中，對(duì)于調(diào)節(jié)單元4、 連接結(jié)構(gòu)7和/或連接結(jié)構(gòu)8的連接(如鉸接點(diǎn)106)經(jīng)由串連的多個(gè)葉片彈簧接頭而實(shí)施。在根據(jù)圖1至4的實(shí)施例中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3和內(nèi)部單元2實(shí)質(zhì)上位于垂直于光軸ζ 的平面中。在可替換構(gòu)造中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3平行于光軸ζ的方向偏移。
圖6是根據(jù)圖1的操縱器單元的鉸接點(diǎn)206的變體的示意圖，內(nèi)部結(jié)構(gòu)2布置為相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3平行于光軸ζ的方向偏移。鉸接點(diǎn)206被實(shí)施為葉片彈簧接頭，同樣允許基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3和內(nèi)部結(jié)構(gòu)2沿第二軸y的方向的相對(duì)位移，以及部件2、3繞第一軸χ的旋轉(zhuǎn)或傾斜。鉸接點(diǎn)206因此具有與根據(jù)圖1至4的鉸接點(diǎn)相同的自由度。圖7是調(diào)節(jié)單元4至內(nèi)部結(jié)構(gòu)2的連接的變體的示意圖，用于鏈接到調(diào)節(jié)單元的部件22布置為相對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)2平行于光軸ζ的方向偏移。在所示的示例性實(shí)施例中，在該情況下，所述連接經(jīng)由葉片彈簧接頭105實(shí)施。葉片彈簧接頭105允許部件22和內(nèi)部結(jié)構(gòu)2之間的、繞平行于光軸ζ延伸的軸的傾斜運(yùn)動(dòng)，使得當(dāng)運(yùn)動(dòng)被引入時(shí)調(diào)節(jié)單元4的傾斜被補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.光學(xué)元件(10)的保持布置，特別是柱面透鏡的保持布置，所述保持布置具有圍繞被接收的光學(xué)元件(10)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和安裝裝置，所述光學(xué)元件(10)借助于所述安裝裝置能夠被支撐在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)上，其特征在于，所述安裝裝置具有兩個(gè)自由度，使得所述光學(xué)元件(10)可以借助于安裝裝置而被支撐，以可繞光軸(ζ)和繞垂直于光軸的第一軸(X)、特別是垂直于柱面透鏡的軸方向的軸旋轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持布置，其特征在于，設(shè)置了內(nèi)部結(jié)構(gòu)0)，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu) (2)承載要被接收的光學(xué)元件(10)，且所述安裝裝置作用于所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保持布置，其特征在于，所述安裝裝置具有兩個(gè)鉸接點(diǎn) (6、106、206)，所述鉸接點(diǎn)(6、106、206)布置在第一軸(χ)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)的兩個(gè)相對(duì)側(cè)的區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保持布置，其特征在于，所述鉸接點(diǎn)(6)各自具有至少三個(gè)自由度，所述被接收的光學(xué)元件(10)相對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)C3)沿光軸(ζ)方向的平移運(yùn)動(dòng)和繞第二軸(y)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)各自經(jīng)由所述鉸接點(diǎn)(6、106、206)被阻擋，所述第二軸垂直于光軸 (ζ)和第一軸(χ)、并且在共同點(diǎn)與所述光軸(ζ)和所述第一軸(χ)相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的保持布置，其特征在于，所述鉸接點(diǎn)(6、106、206)具有至少一個(gè)固定的本體接頭，特別是葉片彈簧接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的保持布置，其特征在于，所述安裝裝置具有至少第一聯(lián)接單元(I)，所述第一聯(lián)接單元(I)布置在所述鉸接點(diǎn)(6、106、206)之間，并且所述被接收的光學(xué)元件(10)經(jīng)由所述第一聯(lián)接單元(I)能夠沿所述第二軸方向被支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保持布置，其特征在于，所述聯(lián)接單元(I)具有至少兩個(gè)自由度，所述被接收的光學(xué)元件(10)相對(duì)于所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)的平移運(yùn)動(dòng)沿所述第二軸(y) 方向經(jīng)由所述聯(lián)接單元(I)是可被阻擋的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的保持布置，其特征在于，所述聯(lián)接單元(I)具有中間元件 (21)，所述光學(xué)元件(10)經(jīng)由至少一第一連接結(jié)構(gòu)(7)聯(lián)接到所述中間元件(21)，所述中間元件經(jīng)由至少一第二連接結(jié)構(gòu)(8)聯(lián)接到所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的保持布置，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)(7、8)具有固定的本體接頭，特別是葉片彈簧接頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至9中的一個(gè)所述的保持布置，其特征在于，至少一個(gè)調(diào)節(jié)單元 (4)能夠用于激勵(lì)沿所述光軸(ζ)方向的平移運(yùn)動(dòng)和沿所述第一軸(χ)方向的平移運(yùn)動(dòng)，所述調(diào)節(jié)單元(4)設(shè)置在所述鉸接點(diǎn)(6、106、206)之間，使得所述被接收的光學(xué)元件(10)經(jīng)由繞所述第一軸(χ)和繞所述光軸(ζ)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是可調(diào)節(jié)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的保持布置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元(4)具有固定構(gòu)件 (41)和輸出構(gòu)件(42)，所述固定構(gòu)件布置在所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)上，所述固定構(gòu)件和所述輸出構(gòu)件經(jīng)由至少一個(gè)、優(yōu)選地兩個(gè)設(shè)定桿(43、44)連結(jié)在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的保持布置，其特征在于，所述至少兩個(gè)設(shè)定桿(43、44)借助多個(gè)固定的本體接頭、特別是借助多個(gè)葉片彈簧接頭而連接到所述固定構(gòu)件Gl)和/或連接到所述輸出構(gòu)件G2)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的保持布置，其特征在于，所述輸出構(gòu)件02)相對(duì)于所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)(2)借助至少一個(gè)固定的本體接頭(5、105)、特別是借助葉片彈簧接頭而被支撐。
14.包括根據(jù)權(quán)利要求1至13所述的保持裝置的用于光學(xué)系統(tǒng)的操縱器單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件(10)(特別是柱面透鏡)的保持布置，所述保持布置具有圍繞被接收的光學(xué)元件(10)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)和安裝裝置，被接收的光學(xué)元件(10)經(jīng)由該安裝裝置可以被支撐在所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，所述安裝裝置具有兩個(gè)自由度，使得被接收光學(xué)元件借助安裝裝置而被支撐，以可繞光軸(z)和繞平行于光軸延伸的第一軸(特別是垂直于柱面透鏡的軸向延伸的軸(x))旋轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還涉及用于光學(xué)系統(tǒng)的操縱器單元，該操縱器單元包括保持布置。
文檔編號(hào)G02B7/00GK102549469SQ201080044076
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者烏爾里克.韋伯, 赫伯特.霍爾德爾, 阿明.舍帕克 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Smt有限責(zé)任公司, 卡爾蔡司激光器材有限責(zé)任公司