專利名稱：可進(jìn)行x-y調(diào)整的光學(xué)裝配件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及部件裝配件，且具體地說涉及用于光學(xué)元件的裝配件，該裝配件允許在正交于光軸的平面內(nèi)進(jìn)行可調(diào)整平移。
背景技術(shù)：
光刻或微刻的設(shè)備廣泛用在制造微電子半導(dǎo)體器件和其它微型器件中。在光刻中，光學(xué)系統(tǒng)引導(dǎo)光能，從而以高分辨率和精密對準(zhǔn)性將圖案記錄在形成于硅片或其它基質(zhì)上的感光層上。持續(xù)的小型化改進(jìn)將越來越多的挑戰(zhàn)需求放在用于此種功能的光學(xué)系統(tǒng)的性能和精度上。微刻光學(xué)系統(tǒng)相當(dāng)大且復(fù)雜，并包含多個光學(xué)元件。層疊環(huán)狀透鏡組件構(gòu)造較佳地用于例如在授予Bruning等人的題為“Decoupled Mount for Optical Element and Stacked Annuli Assembly”的美國專利討觀482中所描述類型的光學(xué)儀器。具有極其高質(zhì)量的透鏡用于微刻。通常，這些透鏡(稱為“分檔透鏡”)包括多個元件，且每個透鏡元件極其精確地安裝在由不銹鋼制成的圓柱形“單元”中。每個這些單元制造成具有極其精密的公差。例如，嚙合面是對地平坦且平行的，從而當(dāng)組裝好透鏡時，每個后續(xù)單元螺栓連接于相鄰單元的表面，而可進(jìn)行微小調(diào)整或者無法進(jìn)行調(diào)整。一旦已組裝好所有單元，則對整個透鏡進(jìn)行測試，并發(fā)現(xiàn)任何不希望的變形或圖像失真。實際上，在首次完全組裝好透鏡之后，通常通過嚴(yán)格的測試來確定一個或多個元件須沿X或Y方向進(jìn)行輕微運(yùn)動，以校正所測得的光缺陷。須在不會對鄰近部件的位置造成不利影響并且不會改變透鏡元件沿光軸位置的條件下實施此種類型的調(diào)整。在一些情形中，此種類型的校正需將透鏡組件拆開、重新調(diào)整透鏡位置、重新組裝并重新測試。對那些光學(xué)制造領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的是，由于人為誤差這會是費(fèi)錢且費(fèi)時的程序?？蓾M足進(jìn)行X-Y定心調(diào)整需求的替代策略與透鏡單元本身的設(shè)計有關(guān)，而內(nèi)環(huán)連接于外部裝配件。此種應(yīng)用例如用在復(fù)雜的光學(xué)裝配件中，而在授予Trunz等人的題為 “Optical Imaging Device, Particularly an Objective, with at Least One Optical Element”的美國專利號6191898中披露此種復(fù)雜的光學(xué)裝配件。此種設(shè)計類型的外部裝配件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行支承并安裝于透鏡組件中的相鄰單元，而內(nèi)環(huán)攜帶所要調(diào)整的透鏡元件。然后，使用一個或多個相反的調(diào)整螺釘，以將內(nèi)環(huán)驅(qū)使到正交于光軸(Z軸線)的X-Y平面內(nèi)的較佳位置。雖然使用支承在外部裝配件內(nèi)的內(nèi)環(huán)的解決方案能減輕在需要于X-Y平面內(nèi)進(jìn)行調(diào)整時、對于拆開透鏡組件的需求，然而實際上此種類型的應(yīng)用存在缺點(diǎn)。此種類型的傳統(tǒng)解決方案會在調(diào)整過程中經(jīng)受摩擦力和表面打滑，這會產(chǎn)生不理想且無法預(yù)測的附加運(yùn)動，使得為了沿一個方向改變內(nèi)環(huán)位置而進(jìn)行的調(diào)整會產(chǎn)生相對于正交方向的不利運(yùn)動。 會難于從一次調(diào)整到下一次調(diào)整中預(yù)測不利運(yùn)動量，且該不利運(yùn)動量取決于各種因素，例如表面輪廓和拋光度以及致動螺釘或用于從動致動器和固定致動器的其它致動器軸的轉(zhuǎn)動位置、從動致動器和非從動致動器與內(nèi)環(huán)之間的接觸角以及X-Y平面中的起始位置和結(jié)束位置。因此，當(dāng)使用傳統(tǒng)構(gòu)造的致動器來進(jìn)行X-Y平面定位時，結(jié)果會較不令人滿意。摩擦力和機(jī)械接口處表面尺寸的變化的不利影響會致使在調(diào)整時所產(chǎn)生的一些附加運(yùn)動量難于預(yù)測。用于進(jìn)行X-Y平面調(diào)整而提出的多個傳統(tǒng)解決方案是相當(dāng)復(fù)雜的，并且包括大量部件，從而當(dāng)進(jìn)行調(diào)整時增大產(chǎn)生不利附加運(yùn)動的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)透鏡安裝和調(diào)整的技術(shù)?？紤]該目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)元件裝配件，該光學(xué)元件裝配件包括內(nèi)部部件，該內(nèi)部部件通過多個撓曲件懸在外部部件內(nèi)；以及第一平移調(diào)整儀器和第二平移調(diào)整儀器，該第一平移調(diào)整儀器和該第二平移調(diào)整儀器設(shè)置成使內(nèi)部部件在正交于光軸的平移平面內(nèi)平移，其中每個平移調(diào)整儀器包括(i)致動器，該致動器可沿平行于平移平面的直線行進(jìn)路徑在外部部件內(nèi)運(yùn)動；(ii)軸，該軸在外部部件和內(nèi)部部件之間延伸，且該軸利用第一球窩接頭連接于致動器并利用第二球窩接頭連接于內(nèi)部部件；其中，致動器的用于第一平移調(diào)整儀器的直線行進(jìn)路徑基本正交于致動器的用于第二平移調(diào)整儀器的直線行進(jìn)路徑。在此披露的光學(xué)元件裝配件提供可調(diào)整的X-Y平移運(yùn)動。此種光學(xué)元件裝配件的一個優(yōu)點(diǎn)是提供可控制的平移運(yùn)動，比起替代的裝配件應(yīng)用能減小摩擦并且更能預(yù)測附加運(yùn)動。光學(xué)元件裝配件的又一優(yōu)點(diǎn)是提供減小可動部件上應(yīng)力的平移運(yùn)動。


圖1是相對于標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)軸示出理想透鏡裝配件的整個功能的立體圖。圖2A和2B示出內(nèi)部部件通過一系列撓曲件懸在外部部件內(nèi)的光學(xué)元件裝配件的立體圖。圖3是示出具有正交設(shè)置的平移調(diào)整儀器的光學(xué)元件裝配件的平面圖。圖4是示出單個平移調(diào)整儀器的放大立體剖視圖。圖5A、5B、5C以及5D是示出平移調(diào)整儀器操作的示意平面圖，即使內(nèi)部部件沿位于紙面中的平移平面運(yùn)動至各個位置。圖6是平移調(diào)整儀器的示意側(cè)視圖，示出運(yùn)動分量，并包括附加運(yùn)動。圖7是光學(xué)元件裝配件在一體式實施例中的立體圖。圖8是平移調(diào)整儀器的放大剖視圖，該平移調(diào)整儀器在一實施例中將成對彈簧用在加載部件。
具體實施例方式在此示出附圖并對其進(jìn)行描述，以說明根據(jù)各個實施例的透鏡固定裝置和致動機(jī)構(gòu)的操作和制造的關(guān)鍵原理，描畫這些附圖并不試圖示出實際尺寸或比例。一些夸大會是有必要的，以強(qiáng)調(diào)基本結(jié)構(gòu)關(guān)系或操作原理。在本披露的上下文中，屬于“頂部”和“底部”是相對的，且并不指代表面的任何必要定向，但卻簡單用于指代并區(qū)分部件或材料塊的相對表面。參照圖1，示出在框架12中的內(nèi)部部件，即透鏡支架10，而參照CTZ軸線通常用于微刻透鏡儀器和其它的透鏡組件。Z軸線相當(dāng)于光軸0。各種實施例的光學(xué)元件裝配件使用圖1所示的整個構(gòu)造，并提供一儀器，該儀器允許對透鏡支架10沿X-Y平面、正交于光軸 (Z)的相對位置調(diào)整進(jìn)行測量。已知在光學(xué)設(shè)計和精密機(jī)械領(lǐng)域可使用撓曲件來連接兩個本體，以限定某些型式的約束，由此在兩個本體之間允許某些所希望的自由度(DOF)，同時約束或抑制其它自由度。圖2A和2B的立體圖示出使用根據(jù)一實施例的撓曲件的光學(xué)元件裝配件20。光學(xué)元件裝配件20具有通過撓曲件沈的設(shè)置懸在外部部件M內(nèi)的內(nèi)部部件22。參照圖1，內(nèi)部部件22相當(dāng)于透鏡支架10并且可用于沿光軸0保持透鏡、鏡子、棱鏡、薄膜、衍射光柵或其它光學(xué)元件；外部部件M相當(dāng)于框架12，用于固定于其它光學(xué)元件裝配件，而其它光學(xué)元件裝配件位于例如微刻透鏡儀器中的環(huán)圈內(nèi)。撓曲件沈在圖2A和2B所示的實施例中具有折疊板類型。在本申請中更簡稱為折疊撓曲件的折疊板撓曲件沿其折疊線提供單一約束。所示的實施例使用折疊撓曲件的約束設(shè)置，該折疊撓曲件使它們的折疊定向成平行于光軸0，以剛性地約束Z軸線運(yùn)動并約束繞X和Y軸線的旋轉(zhuǎn)。基本周向于內(nèi)部部件22和光軸0的切向撓曲件32對于Z軸線旋轉(zhuǎn)提供切向約束。沿X軸線和Y軸線的兩個自由度保持在內(nèi)部部件22和外部部件M之間。提供第一平移調(diào)整儀器30a和第二平移調(diào)整儀器 30b，且如圖所示切除外部部件M的一部分，以更佳地觀察平移調(diào)整儀器30a。對于安裝透鏡元件的實施例，在內(nèi)部部件22內(nèi)設(shè)有孔觀。由虛線箭頭示出的加載力L通常由彈簧、撓曲件或其它在圖2A和2B中未示出、但隨后進(jìn)行描述的其它機(jī)構(gòu)所提供。圖2B的立體圖相對于參照軸線X-Y和光軸0示出光學(xué)元件裝配件20。如圖所示和隨后在圖3的平面圖中示出，在光學(xué)元件裝配件20中，平移調(diào)整儀器30a和平移調(diào)整儀器30b的致動器34在X-Y平面中分別具有直線行進(jìn)路徑Pa和Pb，這兩個直線行進(jìn)路徑基本上彼此正交，也就是說通常在+/-1度內(nèi)彼此正交，但偏離完全正交不超過約+/-10度。盡可能接近于完全正交是較佳的，這是由于此種構(gòu)造減小在進(jìn)行調(diào)整時機(jī)械串?dāng)_的可能性和影響。圖4的立體圖示出平移調(diào)整儀器30的放大視圖。該平移調(diào)整儀器包括諸如調(diào)整螺釘之類的致動器34，該致動器聯(lián)接于在致動器34和內(nèi)部部件22之間延伸的軸36。在每端處，軸36使用球窩接頭48a和48b進(jìn)行聯(lián)接。使用此種類型聯(lián)接的正交調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)置提供如下平移儀器，該平移儀器具有減小摩擦和精確控制并可預(yù)測附加運(yùn)動，在下文會進(jìn)行詳細(xì)描述。一系列附圖5A、5B、5C和5D示意地示出平移調(diào)整儀器30a和平移調(diào)整儀器30b如何協(xié)作，以可控制地使內(nèi)部部件22沿X-Y平面或平移平面運(yùn)動至各個位置。在附圖5A-5D中示意地示出諸如彈簧、撓曲件或其它加載裝置之類的加載部件46，該加載部件46結(jié)合切向撓曲件32工作。在每個平移調(diào)整儀器30a、30b中，致動器34在球窩接頭48a處聯(lián)接于軸36。類似的是，軸36與內(nèi)部部件22的聯(lián)接也具有球窩類型并標(biāo)記為48b。致動器34可以是圖5A-5D 的實施例中示出的調(diào)整螺釘，或者可以是其它類型的直線致動器，例如磁性或機(jī)動或壓電驅(qū)動的致動器。致動器34驅(qū)動軸36的一端抵抗加載部件的加載力。加載力的使用有助于使所嵌入的軸36保持接觸抵靠致動器34和內(nèi)部部件22。球窩聯(lián)接48a或48b在軸36各端處的旋轉(zhuǎn)有助于減小在X_Y調(diào)整過程中、機(jī)械接口處的靜態(tài)摩擦或“靜摩擦”的影響。在圖5Α中，兩根軸36示作基本上彼此正交，且內(nèi)部部件22基本上在外部部件M內(nèi)居中。在圖5A-5D中示出字母“Α”(僅供參考)作為導(dǎo)向件，以助于示出內(nèi)部部件22從一個附圖到下一附圖的相對運(yùn)動。為了清楚起見，內(nèi)部部件 22在此示作實心，而不具有任何類型的孔。內(nèi)部部件22通過繞點(diǎn)Pl和Ρ2旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動，如圖所示，沿?fù)锨?2的中心線在這兩個點(diǎn)處與正交軸線X和Y相交。為了示出如何進(jìn)行運(yùn)動，在這些附圖中在內(nèi)部部件22和外部部件M之間示出相對較大的間隙。在圖5B-5D中夸大相對運(yùn)動，并且示意地示出彈簧和撓曲部件，以更清楚地描述該機(jī)構(gòu)如何工作。在圖5Β中，如黑箭頭所示，朝內(nèi)部部件22向內(nèi)驅(qū)動平移調(diào)整儀器30a處的致動器 34 ；而平移調(diào)整儀器30b處的致動器34固定。該運(yùn)動通過繞點(diǎn)Pl略微轉(zhuǎn)動致使內(nèi)部部件 22略微向右和向下移位。相應(yīng)的軸36會不再彼此正交。在圖5C中，如黑箭頭所示，朝內(nèi)部部件22向內(nèi)驅(qū)動平移調(diào)整儀器30b處的致動器 34 ；而平移調(diào)整儀器30a處的致動器34固定。該調(diào)整致使內(nèi)部部件22略微向下運(yùn)動和繞點(diǎn)P2旋轉(zhuǎn)。在圖5D中，兩個致動器34都如輪廓箭頭所示向外縮回或驅(qū)動，致使內(nèi)部部件22 向上和向左進(jìn)行更顯著的運(yùn)動。示出繞兩個點(diǎn)Pl和P2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行該類型的調(diào)整。如圖5B-5D所示，在此種構(gòu)造中，每個軸36有效地作為“搖擺桿”類型，有利地為內(nèi)部部件22從X-Y平面中的一個位置到下一位置提供平滑運(yùn)動。作為致動器34和內(nèi)部部件22之間的中間元件來使用軸36，及其具有雙球窩聯(lián)接的構(gòu)造，使得使用傳統(tǒng)致動方案進(jìn)行調(diào)整會遇到的靜態(tài)摩擦力減小。早已注意到，一實施例的平移調(diào)整儀器的另一優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)進(jìn)行調(diào)整時對附加運(yùn)動進(jìn)行預(yù)測和控制。當(dāng)內(nèi)部部件22從一個位置運(yùn)動到下一位置時，該實施例的雙球窩構(gòu)造基本上能對附加運(yùn)動進(jìn)行量化和控制。圖6的示意圖示出利用平移調(diào)整儀器30所產(chǎn)生附加運(yùn)動的有效分量。一個平移調(diào)整儀器30處的調(diào)整致使在另一個平移調(diào)整儀器30處的軸36 的相對位置發(fā)生角變化θ。相對于一個正交軸線的運(yùn)動具有量值(sine)。沿另一個正交軸線的運(yùn)動具有量值(i-cose)。能以多種方式來實施由加載部件46所提供的加載力，該加載力參照圖5A-5D進(jìn)行描述并在圖6中標(biāo)為L。例如重力可用作加載力，從而無需單獨(dú)的彈簧元件。然而在其它的實施例中，使用諸如板簧或卷簧之類的某些類型彈簧或其它加載機(jī)構(gòu)，以施加機(jī)械加載力， 且該機(jī)械加載力作用在第一平移調(diào)整儀器30a和第二平移調(diào)整儀器30b上。還可使用采用撓曲件的構(gòu)造，以提供加載部件46的加載力。然而，通常在內(nèi)部部件22上直接施加任何類型的壓力是不理想的，這是由于這會致使支承在其中的光學(xué)部件變形。因此，例如雖然圖5A-5D簡化示范的加載部件46的構(gòu)造示意地說明了大體原理和所需加載力的方向，然而如果實際應(yīng)用仍會是無法令人滿意的；從加載部件46直接施加的壓力會致使安裝在內(nèi)部部件22中的透鏡產(chǎn)生一些變形。作為該問題的解決方案，施加與致動器34共軸的加載力L會是最有利的；這是由于這不會將壓力直接施加到內(nèi)部部件22上。雖然這實際上難于實現(xiàn)；然而還可得到與共軸加載力的一些近似。圖7的立體圖和圖8的擴(kuò)大剖視圖示出光學(xué)元件裝配件20與共軸加載類似的實施例，將彈簧用作加載部件46，而成對彈簧定位在緊鄰于每個平移調(diào)整儀器30a、30b的腔室40中。在該實施例中所使用的彈簧可以是抵抗阻力施加加載力的壓簧，或者可以是拉簧。例如可使用調(diào)整螺釘對彈簧張力或其它加載力進(jìn)行調(diào)整。如圖3的示例實施例示出， 用于本實施例的切向撓曲件32位于由平移調(diào)整儀器30a和30b所形成的基本上正交角內(nèi)。 在圖7所示的實施例中，還使用折疊撓曲件沈以使內(nèi)部部件22相對于外部部件M懸浮。球窩變型在機(jī)械領(lǐng)域已知各種類型的球窩聯(lián)接。存在若干用于連接在軸36各個端部處的球窩連接的可能實施例。圖8的實施例示出具有座落有球形元件38的大體錐形套座的軸 36。這為內(nèi)部部件22中的相對應(yīng)套座42提供低摩擦聯(lián)接。在軸36的另一端處可使用類似的聯(lián)接。在其它實施例中，軸36在一端上或兩端上磨圓，或者例如設(shè)有磨圓接觸面或球形接觸面。一體式實施例光學(xué)元件裝配件20的各種實施例為透鏡或其它光學(xué)元件提供運(yùn)動學(xué)裝配機(jī)構(gòu)， 當(dāng)內(nèi)部元件22、外部元件M以及撓曲件沈和32通過如下方式一體地構(gòu)成時，該運(yùn)動學(xué)裝配機(jī)構(gòu)相對于傳統(tǒng)的透鏡裝配件設(shè)計是有利的通過在單塊材料中形成空腔構(gòu)造而減法地形成，或者通過為形成單個部件而以一定型式沉積材料的若干技術(shù)中的任何技術(shù)而加法地形成。此種單件組件提供使內(nèi)部部件或透鏡支架懸于外部部件或框架的撓曲件構(gòu)造，例如上文參照圖2A和2B所進(jìn)行的描述。單件構(gòu)造具有如下優(yōu)點(diǎn)消除例如那些由導(dǎo)熱系數(shù)差所引起的問題并加快制造和組裝?？傊瑔渭庸さ耐哥R裝配組件會比其它類型的透鏡裝配件具有減小的機(jī)械應(yīng)力。單個部件使得用于構(gòu)成光學(xué)組件的操縱、組裝和裝配更簡單。有利的是，一體形成的光學(xué)元件裝配件具有固有對準(zhǔn)。使用可由計算機(jī)數(shù)控(CNC)所進(jìn)行的加工技術(shù)能執(zhí)行高精度且可重復(fù)的加工來提供單件構(gòu)造。EDM(電火花加工)是可用于從金屬和其它硬導(dǎo)電材料中精確制造復(fù)雜部件的CNC加工的一種特定形式。簡而言之，EDM使用電火花來穿過電極和所要移除材料之間的間隙、來從導(dǎo)電物質(zhì)的工件中選擇性地侵蝕材料。介質(zhì)液圍繞電極在間隙區(qū)域中持續(xù)流動并將所移除的材料沖出。線式EDM是EDM的一種形式，將持續(xù)運(yùn)動的線用作其電極?？蛇m用于制造一體式部件的其它技術(shù)可包括傳統(tǒng)加工、激光加工、各種蝕刻技術(shù)、水柱法以及通常從實心塊中移除材料、形成和定形出具有限定尺寸的空腔以及對這些空腔整個輪廓和深度進(jìn)行控制的加工技術(shù)。用于一體式光學(xué)元件裝配件20的材料可以是適用于應(yīng)用類型和所使用制造方法的任何材料，包括不銹鋼、鋁或一些其它金屬，或者若干類型的諸如塑形材料、陶瓷之類的聚合物中的任何一種，或者允許必要撓曲度的其它材料。為了 EDM使用，需要導(dǎo)電材料?？衫缡褂玫统杀镜募庸し椒ㄊ紫仍诓牧蠅K內(nèi)形成孔或開口觀。在某些材料的條件下，光學(xué)元件裝配件20可以是模制部件或者可以由添加方法所形成，例如包括材料沉積法?？墒褂萌舾煽焖僭头ㄖ械娜魏我环N來提供一體式結(jié)構(gòu)。可用于制造光學(xué)元件裝配件20的快速原型法中的一些示例包括選擇激光燒結(jié)(SLQ、立體光刻以及大量以添加形式制造實心結(jié)構(gòu)的其它技術(shù)。這些技術(shù)以一定型式沉積單種材料，以在外部部件M內(nèi)形成內(nèi)部部件22和在外部部件和內(nèi)部部件之間形成折疊撓曲件26。光學(xué)元件裝配件20還可具有如下優(yōu)點(diǎn)在除了光刻以外的應(yīng)用中提供其約束構(gòu)造。當(dāng)光學(xué)元件裝配件的內(nèi)部元件和外部元件形成為一體式結(jié)構(gòu)時，可精確制造運(yùn)動學(xué)裝配機(jī)構(gòu)，消除傳統(tǒng)透鏡裝配裝置所需的相當(dāng)大組裝量和調(diào)整量，并且還使不必要的熱效應(yīng)最小。已具體參照某些較佳實施例來詳細(xì)描述光學(xué)元件裝配件的構(gòu)造，然而應(yīng)理解的是在不偏離本發(fā)明范圍的條件下、可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在如上所述且在所附權(quán)利要求中提到的本發(fā)明范圍內(nèi)進(jìn)行變型和修改。例如，雖然光學(xué)元件裝配件20尤為適用于光刻應(yīng)用，然而該裝配件可用在需要進(jìn)行X-Y平移的若干其它應(yīng)用中的任何應(yīng)用中。安裝在內(nèi)部部件22內(nèi)的光學(xué)元件在一實施例中是球形透鏡，使得X-Y位置的調(diào)整有助于提供必要的透鏡定心。然而，此種光學(xué)元件可以是任何合適類型的折射的、反射的、棱柱形、薄膜或其它光學(xué)部件。作為另一選擇，在此主要描述為透鏡支架的內(nèi)部部件22可例如通過涂覆有反射涂層而用作光學(xué)元件本身。折疊撓曲件26可具有任何構(gòu)造，只要它們的折線平行于光軸即可。內(nèi)部部件22和外部部件M可具有任何合適的形狀，且內(nèi)部部件22大體為圓柱形并且繞光軸0對稱。但是，并不一定需要繞該軸線對稱。應(yīng)理解的是，圓柱體的數(shù)學(xué)定義不僅包括熟悉的直立圓柱體，而且包括其外表面可通過使一直線平行于固定直線運(yùn)動所限定的任何其它形狀，其中運(yùn)動直線與固定平面閉合曲線或基部相交。雖然在圖2A所示的示例性實施例中對于內(nèi)部部件22和外部部件M 示出圓柱體形狀，然而這些部件中的任一部件或兩個部件可以是非圓柱體形狀。有利的是，不同實施例的光學(xué)元件裝配件提供具有良好限定且可預(yù)測的附加運(yùn)動分量的平移運(yùn)動。由于平行調(diào)整儀器30a和30b設(shè)置成基本上相對彼此正交，比起采用傳統(tǒng)解決方案所遇到的情形減小內(nèi)部部件上的過約束和反力，例如那些以120度的角度對彼此施加調(diào)整力的傳統(tǒng)解決方案。由于由軸在每個平移調(diào)整儀器處所提供的雙球窩聯(lián)接，比起傳統(tǒng)平移儀器的情形顯著地減小摩擦。因此，提供一種用于光學(xué)元件的裝配件，該裝配件允許在垂直于光軸的平面中進(jìn)行平移運(yùn)動。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件裝配件，包括內(nèi)部部件，所述內(nèi)部部件通過多個撓曲件懸在外部部件內(nèi)；以及第一平移調(diào)整儀器和第二平移調(diào)整儀器，所述第一平移調(diào)整儀器和所述第二平移調(diào)整儀器設(shè)置成使所述內(nèi)部部件在正交于光軸的平移平面內(nèi)平移，其中每個平移調(diào)整儀器包括(i)致動器，所述致動器可沿平行于所述平移平面的直線行進(jìn)路徑在所述外部部件內(nèi)運(yùn)動；( )軸，所述軸在所述外部部件和所述內(nèi)部部件之間延伸，且所述軸利用第一球窩接頭連接于所述致動器并利用第二球窩接頭連接于所述內(nèi)部部件；其中，所述致動器的用于所述第一平移調(diào)整儀器的直線行進(jìn)路徑基本正交于所述致動器的用于所述第二平移調(diào)整儀器的直線行進(jìn)路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述內(nèi)部部件和所述外部部件以及所述多個撓曲件是一體地形成的。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述外部部件是基本圓柱形的。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述內(nèi)部部件是基本圓柱形的。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述內(nèi)部部件具有孔。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述內(nèi)部部件對從包含有折射元件、反射元件、棱鏡、衍射光柵以及薄膜的元件組中取得的光學(xué)元件進(jìn)行保持。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述內(nèi)部部件繞所述光軸對稱。
8.如權(quán)利要求2所述的一體式光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述光學(xué)元件裝配件由從包含不銹鋼和鋁的材料組中取得的材料所形成。
9.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述光學(xué)元件裝配件還包括施加加載力的加載部件，所述加載力驅(qū)使所述內(nèi)部部件朝向所述外部部件。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述加載部件是板簧或卷簧。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，所述致動器包括調(diào)整螺釘。
12.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件裝配件，其特征在于，從包含磁性驅(qū)動致動器、機(jī)動驅(qū)動致動器以及壓電驅(qū)動致動器的致動器組中取得所述致動器。
13.一種用于安裝光學(xué)元件的方法，包括a)通過多個撓曲件將內(nèi)部部件懸在外部部件內(nèi)；b)使第一軸在設(shè)置于所述外部部件中的第一致動器和形成在所述內(nèi)部部件中的第一套座之間延伸，其中所述第一軸在各端處具有球窩聯(lián)接；c)使第二軸在設(shè)置于所述外部部件中的第二致動器和形成在所述內(nèi)部部件中的第二套座之間延伸，其中所述第二軸在各端處具有球窩聯(lián)接；以及d)提供加載力，所述加載力使所述第一軸和所述第二軸的端部抵靠接觸它們的相應(yīng)致動器和所述內(nèi)部部件。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一致動器的第一行進(jìn)路徑和所述第二致動器的第二行進(jìn)路徑在相同的平面內(nèi)基本彼此正交。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，提供加載力包括提供板簧。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，提供加載力包括提供卷簧。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將光學(xué)元件安裝于所述內(nèi)部部件。
全文摘要
一種光學(xué)元件裝配件，該光學(xué)元件裝配件具有通過多個撓曲件懸在外部部件內(nèi)的內(nèi)部部件。第一平移調(diào)整儀器和第二平移調(diào)整儀器設(shè)置成使內(nèi)部部件在正交于光軸的平移平面內(nèi)平移，其中每個平移調(diào)整儀器具有致動器和軸，該致動器可沿平行于平移平面的直線行進(jìn)路徑在外部部件內(nèi)運(yùn)動，而軸在外部部件和內(nèi)部部件之間延伸，且該軸利用第一球窩接頭連接于致動器并利用第二球窩接頭連接于內(nèi)部部件。致動器的用于第一平移調(diào)整儀器的直線行進(jìn)路徑基本正交于致動器的用于第二平移調(diào)整儀器的直線行進(jìn)路徑。
文檔編號H01L21/027GK102203929SQ200980143729
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者D·L·布蘭丁, J·W·弗蘭克維奇, K·E·罕福德, K·J·馬吉爾斯基 申請人:康寧股份有限公司