JP2000235134A - 少なくとも一本の軸線の周りで物体を、特に光学エレメントを傾動する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部リングで支承された物体が、マウントや
外部リングから、変形に関して分離されて正確に旋回さ
れ得るようにする。 【解決手段】 少なくとも一本の軸線の周りで、特にレ
ンズ９等の光学エレメントの物体を傾動する装置では、
物体は、内部リング７によって支持され、少なくとも３
つの支承点を介してマウント又は外部リング８に接続さ
れている。物体９の傾動は、調節エレメントによって調
節可能である。複数のリンク１〜６は、調節エレメント
として設けられており、その幾つかは、支持リンク１〜
４として、内部リング７がただ２本の互いに直交した傾
動軸線（ｘ、ｙ軸線）の周りでのみで回転できるように
外部リング８に対して内部リング７を支承している。２
本の更に別のリンクが、調節リンク５、６として互いに
直交した傾動軸線の周りの捩りモーメントを支持してい
る。傾動角度は、調節リンク５、６を調節することで調
節される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、請求項１の前提
命題部分に記載のように、少なくとも一本の軸線の周り
で物体を、特に光学エレメントを傾動する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は、ＤＥ ２７８ ２０７号
の特許出願公開明細書に説明されている。後で出てくる
ように、マウントには調節エレメントが設けられてお
り、それらに個別に搭載された光学エレメントが、入れ
子状のセル搭載チューブ内に配置されている。調節エレ
メントは、互いに直接隣接し合い且つ一方が他方内で互
いに独立して回転される２つの環状ディスクから構成さ
れている。環状ディスクは、一対のテーパ付きリングを
形成しており、それらディスクの回転によって光学エレ
メントの光軸の所定の傾きが設定されるようにしてい
る。このようにして、個々の光学エレメントの光軸は、
レンズ系の機械的軸線に対して高い精度で整合される。
このタイプの装置は、光学エレメントが合わされている
レンズ系の光軸に整合していない個々の光学エレメント
の光軸を合わせることができるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光学エレメントの光軸
が歪んだ状態は、例えば外部リングの製造上の不正確さ
や、又はそのフランジの不均一性によって惹起され得る
ものである。ＤＤ２７８２０７号の特許出願公開明細書
に係る調節エレメントは、レンズ系軸線からの光学エレ
メントの光軸のずれを修正できるようにしているが、し
かし、半導体の平板印刷に使うレンズ系に必要とされて
いる高い精度には修正できない。その理由は、一対のテ
ーパ付きリングによる調節は、摩擦によって影響を受
け、結果的にいわゆる固着−滑りの作用やヒステリシス
作用が生じて『過剰』修正を来たしてしまうためであ
る。従って、望ましい調節よりも若干行き過ぎた調節が
常に行われてしまう。しかし、更に、公知装置の場合で
は、光学エレメントは、外部マウントから変形に関して
分離されず、結果的にフランジの応力や変形が光学エレ
メントに転移されることになる。

【０００４】本発明は、物体が、特に光学エレメント
が、少なくとも一本の軸線の周りで、特に２本の軸線の
周りで非常に正確に旋回され得るように冒頭で掲げたタ
イプの装置を改善するという目的に基づいており、更
に、本発明は、物体が同時にそのマウントや又はその外
部リングから、変形に関して分離されるように企図され
ている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明に従
って、請求項１の定義部分に述べられた特長によって達
成される。本発明に依れば、内部リングは光学エレメン
トを支承しており、そこで合計で６本のリンクを介して
マウント又は外部リングに接続されている。４本のリン
クは、この場合、内部リングが２本の相互に直交した傾
動軸線の周りでのみ回転できるように、いわゆる支持リ
ンクとしての働きをしている。２本の他のリンクは、調
節リンクとしての働きを行い、２本の傾動軸線周りの捩
りモーメントを別々に支持すると共に、同時に傾動角度
を設定し、調節する働きもする。リンクは、結果的に、
内部リングの搭載が静的に確定され、変形に関して外部
リングから内部リングを分離するのがこのように同時に
達成されるという効果を有することになる。２本の傾動
軸線は互いに直交しているので、傾動運動は相互に影響
し合うことが無く、その理由のために、調節が一方向で
行われる時にその後の修正が必要無くなる。

【０００６】もし、本発明の非常に有利な設計におい
て、物体が光学エレメントの場合に、２本の傾動軸線が
ｚ軸線を、即ち光軸を通って延びていれば、傾動中の光
学エレメントの垂直方向のずれの発生が防止されること
になる。

【０００７】支持リンクは、どんな所望の様式にでも設
計され得る。例えば、固体継手か、又はボールジョイン
ト等がこの目的のために使用され得ようし、内部リング
と外部リングへの接続が、各場合において継手を介し
て、又は調節可能な又は従順な接続を介して行うことが
できる。

【０００８】傾動マニピュレータの場合、これらマニピ
ュレータは、経験上知られていて、また外部リング内の
内部リングの３点搭載部材又は六脚搭載部材上に据え付
けられていて、傾動中には光学エレメントは、傾動軸線
が光軸に対してゆがんでいるために垂直方向のずれをこ
うむるが、これは、引き続き他の傾動軸線の周りの傾動
によって調整されなければならない。２本の傾動軸線
は、本発明に係る装置の光学エレメントの光軸を横切る
ことができるので、この場合、何ら軸方向のずれが傾動
中に生じない。

【０００９】公知の傾動マニピュレータの場合、カルダ
ン式サスペンションは別として、傾動軸線が互いに直交
していないので、傾動運動は依然として互いに影響し合
っている。他方、本発明に係る装置の場合、傾動軸線は
互いに直交しており、結果的に傾動運動は互いに影響し
合うことはない。

【００１０】本発明に依れば、調節範囲は、例えば平坦
でない下に在る面に外部リングが螺合されることで外部
リングが変形した場合に、静的に確定された搭載部材に
よって発生される内部リングと外部リング間の傾動角度
を修正することができるように選定される。更に、内部
リングを意図的に傾ける場合も考え得るが、その傾き
は、例えば固体継手の実施能力の理由で一般的に比較的
小さな角度範囲に制限されている。

【００１１】

【発明の実施の形態】更に別の有利な設計や展開につい
ては、他の従属請求項や、原則的に図面に基づいて以下
に示された次の例示的実施例から明らかになる。以下、
図面に基づいて本発明を説明する。そこで、図１は、内
部リングと、支持及び調節のリンクと、外部リングとを
備えた本発明に係る装置の斜視図を概略示しており、図
２は、図１に係る装置の平面図を基本的表現で示してお
り、図３は、一つの構造設計における本発明に係る装置
の平面図を示しており、図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに
沿った断面を拡大表現で示している。

【００１２】上記各図において、４本の支持リンク１、
２、３、４と２本の調節リンク５、６は、内部リング７
を外部リング８に接続している。上記内部リング７は、
光学エレメント９を支承している（全体を明らかにする
ために図１には示されていない）。上記６本のリンクの
各々は、継手１０と更に別の継手１１とを有しており、
前者によって関連リンクは、内部リング７に接続されて
おり、また後者によって関連リンクは、同様に外部リン
グ８か又は該外部リング８によって保持された調節機構
（図５の符号２１−２７を参照）に接続されている。継
手１０、１１は、ボールジョイント又は固体継手とし
て、又は同様に設計し得るものである。

【００１３】内部リング７を外部リング８に６本のリン
クを介して接続すると、内部リング７は、外部リング８
やマウントの製造上の不正確さや、後者の変形から分離
されるという効果が得られる。しかし、同時に調節が、
２本の互いに直交した軸線、即ちｘ軸線とｙ軸線の周り
で６本のリンクによって行われる。このことは、次のよ
うに行われる。

【００１４】内部リング７は、ほんの二度の自由度が、
即ちｘ軸線とｙ軸線の周りの自由度が内部リング７に対
して残っているように、４本の支持リンク１、２、３、
４によって外部リング８上に支持されている。これら２
本の軸線は、傾動軸線を代表している。回転軸線又は傾
動軸線としてのｙ軸線は、この場合には交点１２、１３
によって与えられ、それら点を結ぶ線はｙ軸線を代表し
ている。このための交点１２は、支持リンク２の延長線
１５と共に支持リンク１の延長線１４によって与えら
れ、また交点１３は、支持リンク４の延長線１７と共に
支持リンク３の延長線１６によって与えられる。

【００１５】同様にして、回転軸線又はそれに対して９
０°を成している傾動軸線は、即ちｘ軸線は、交点１
８、１９を通る連結線によって形成される。交点１８
は、この場合、支持リンク３の延長線１６と共に支持リ
ンク２の延長線１５によって与えられる。交点１９は、
支持リンク４の延長線１７と共に支持リンク１の延長線
１４によって与えられる。もう一つ別の方式で表現する
と、例示的実施例では、支持リンク１、２は一方の平面
を形成し、また支持リンク３、４は他方の平面を形成
し、それら２つの面の交差線は傾動軸線を表している。

【００１６】支持リンク１から４についてのこの設計と
構成とによって、回転軸線又は傾動軸線のｘ、ｙ軸線
は、正確にｚ軸線を通過する。同時に、設定角度αは、
支持リンク１、２、３、４とｘｙ平面との間の角度の内
の支持リンク設定角度として存在している。しかし、見
受けられるように、図１に示された例示的実施例に係る
２本の傾動軸線は、互いに対して垂直方向にずれてお
り、その理由で傾動中に横方向のずれが起きる。２本の
傾動軸線が、内部リング７により接近して存在すればす
る程、即ちｘｙ平面に対して支持リンクの設定角度αが
より浅くなれば成る程、横方向のずれはより小さくな
る。しかし、この場合、ｚ方向における本装置の剛性が
悪くなって不利である。逆に、ｚ軸線に対する支持リン
クの角度αがより急になったり又はより大きくなれば成
る程、傾動軸線は外部リング８からより遠くに存在した
り、本装置はｚ方向においてより剛性が高くなるが、し
かし、横方向のずれがそれ相応に増大する。このこと
は、実際には、支持リンクの設定角度αは、所望の必要
条件従って選定されることを意味している。

【００１７】調節リンク５は、内部リング７又は外部リ
ング８のｘ軸線上に存在しており、ｙ軸線周りの捩りモ
ーメントを支持している。回転のｙ軸線の周りにおける
内部リング７の傾動角度は、外部リング８に対するｘ方
向における調節リンク５の変位によって設定されること
になる。

【００１８】調節リンク６は、ｘ軸線周りの捩りモーメ
ントを支持しており、またこの目的の為に、外部リング
８のｙ軸線上に配置されている。外部リング８に対する
ｙ方向における調節リンク６の変位によって、ｘ軸線周
りの内部リング７の傾動角度は設定されることになる。

【００１９】配置角度ψは、平面図で内部リング７に対
する支持リンク１から４の配置を説明する（図２を参
照）。配置角度ψは、内部リング７上における各々の支
持リンク１、２、３、４の接点の接線とｘｙ平面内に突
入された支持リンクの接点の接線との間の角度である。
支持リンク１、２、３、４の配置角度４は、結果的に互
いに対して傾動軸線の軸方向位置を確立することにな
る。支持リンク１、２、３、４の設定角度αは、外部リ
ング８からの傾動軸線の高さを決定するので、配置角度
ψは、設定角度αをｘ傾動軸線に対する設定角度とｙ傾
動軸線に対する設定角度とに分割するものであリ、前者
のｘ傾動軸線に対する設定角度は、設定角度αのｙｚ平
面上への投影であり、後者のｙ傾動軸線に対する設定角
度は、設定角度αのｚｘ平面上への投影である。

【００２０】もし、支持リンク１、２、３、４が内部リ
ングに対して半径方向に整合されていれば（ψ＝９０
°）、投影された角度αは同じ大きさとなっており、ま
た結果的にｘとｙの傾動軸線は外部リング８から等距離
に存在している。ｘとｙの傾動軸線は、交差し、その際
に水平平面を形成する。この場合、更に両傾動方向に対
して等しい横方向のずれも存在している。支持リンク１
から４は、内部リング７に対して接線方向（ψ＝０°）
から半径方向（ψ＝９０°）までに渡って配置され得よ
う。支持リンク１から４の接線配置の場合、一方の傾動
軸線は外部リング８の上方に存在し、他方の傾動軸線
は、外部リング８の下方に同じ距離で存在している（図
示を省略）。

【００２１】このことは、２本の傾動軸線が、即ちｘと
ｙの軸線が、このように内部リング７又は外部リング８
の異なった側に存在していることを意味している。この
設計の長所は、省スペース構成の設計となっていること
である。本装置に対する必要条件と、空間条件に応じ
て、もし必要ならば、半径方向と接線方向の間のあらゆ
る配置角度ψが可能となる。支持リンク１、２、３、４
の配置角度ψを選択する場合、交差しない傾動軸線は、
２つの傾動方向において異なった横方向ずれをもたらす
ことを考慮すべきである。

【００２２】図２から図６では、支持リンク１、２、
３、４と調節リンク５、６に対する可能な設計が、基本
的な表現で平面図で示されている。見受けられるよう
に、支持リンク１、２、３、４は、常に内部リングに対
して４５°を成す直線上に存在している。更に、支持リ
ンク１、２、３、４は、各々継手１１を介して外部リン
グ８に、継手１０を介して内部リング７に接続されてい
る。図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示し
ており、固体継手として支持リンク１から４を設計して
おり、拡大表現となっている。この場合、節動点１０、
１１も見受けられる。

【００２３】２本の調節リンク５、６は、それらに直接
的に作用するか、又は調節ネジ２０（図５の基本的表示
を参照）によるかのいずれかで調節されるもので、その
調節ネジ２０は、或る伝達率で平行ガイドによってｘと
ｙの軸線の方向（矢印を参照）における調節リンク５、
６の調節作用を行う。

【００２４】ただ例示的に示した平行ガイドは、調節ネ
ジ２０が作用する伝達レバー２１を有している。伝達レ
バー２１は、アングルレバー２３の延長部２２に継手で
接続されており、そのアングルレバー２３は、次に駆動
脚２４としてのその他方の脚によって調節リンク５又は
６の調節板２５に接続されている。調節アングル２３
は、継手接続部２６を介して外部リング８に接続されて
いる。別の脚２７を介して、調節板２５は、もう一度外
部リング８に継手結合状態で接続されている。調節アン
グル２３と、調節板２５と、脚２７は、調節リンク５又
は６の継手１１に対する平行ガイドを形成している。図
示のように、矢印の方向への調節ネジ２０の調節移動
は、ｘ方向への調節リンク５の変位とｙ方向への調節リ
ンク６の変位を起こすことになる。このように、各々ｘ
とｙの方向への調節リンク５、６の非常に細かな変位又
は設定は、かなりの調節移動を伴う調節ネジ２０で得ら
れる。

【００２５】図６は、図３の断面ＶＩ−ＶＩの詳細の拡
大図として、固体継手１０、１１を備えた調節リンク５
又は６の構造設計を示している。図７から図９は、支持
リンクの幾つかの設計を示しているが、しかし、それら
はただ例として考えるべきものである。

【００２６】図７に示された支持リンク１、２、３、４
には、継手１０、１１を形成する低摩擦のボールジョイ
ント２８、２９が設けられている。図８は、一体的に造
られた内部リング７と外部リング８の間の弾力性の薄い
変遷点の形成によって正確になるようにするために、図
１から図６に係る例示的実施例に示されているように、
固体継手１０、１１を備えた支持リンク１から４の実施
例を示している。

【００２７】図９は、特別のタイプを示しており、支持
リンク１から４は、内部リング７と外部リング８の間の
球状面によって形成されるか、又はそれらの機能を有し
ている。この場合、継手１０、１１は、内部リング７上
の湾曲面と外部リング８上の湾曲面とによって形成され
ており、一方の曲率は他方の曲率よりも小さくなってい
る。この接続部の運動学上の旋回点１０、１１は、この
場合に、球面の曲りの中心点上に存在している。

【００２８】上述の例示的実施例の場合、本装置は、各
場合において、内部リング７上での接触点が周囲に均等
に配分されている４本の支持リンク１から４と、９０°
の角度を包含した２本の調節リンク５、６とを有してい
る。

【００２９】固体継手を備えた支持リンク１から４と調
節リンク５、６の実施例の場合、補償リンクが、固体継
手の曲げモーメントによって内部リング７が対称状に変
形するように付加的に取り付けられる。そのような補償
リンクは、調節リンク５、６に対して周囲方向に配置さ
れるが、しかしそれら自身何ら調節機能を有するもので
は無い。しかし、補償リンクは、更に他にも配置され得
ることは言うまでもない。もし、そのような補償リンク
の固体継手が、理想的な継手によって代替されるなら
ば、内部リング７上の補償リンクは、全てで６度の自由
度が許容されるものでなければならない。

【００３０】各場合において４本の支持リンク１から４
を備えた装置のみを上述したが、それと、また支持リン
クの設計も本発明の技術的範囲内において可能である。
例えば、各場合において調節リンクに対して９０°だけ
ずれて配置され、一方が他方に向かい合って存在してい
るただ２本の支持リンクのみが存在している適用例も可
能であり、それら調節リンクも同様に互いに向かい合っ
て存在している。

【００３１】レンズ９の代わりに、変形に関して分離さ
れるミラーや或る他の光学エレメントも本光学エレメン
トとして設けられ得ることも言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】内部リングと、支持及び調節のリンクと、外部
リングとを備えた本発明に係る装置の斜視図を概略示し
ている。

【図２】図１に係る装置の平面図を基本的表現で示して
いる。

【図３】一つの構造設計における本発明に係る装置の平
面図を示している。

【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面を拡大表現で
示している。

【図５】調節装置を備えた調節リンクの基本的表現の詳
細を示している。

【図６】図３の線ＶＩ−ＶＩに沿った断面を拡大表現で
示している。

【図７】ボールジョイントを備えた支持リンクの拡大図
を示している。

【図８】固体継手を備えた支持リンクの拡大図を示して
いる。

【図９】球状面を有した支持リンクの拡大図を示してい
る。

【符号の説明】

１〜６ リンク １〜４ 支持リンク ５、６ 調節リンク ７ 内部リング ８ 外部リング １０、１１ 継手 １５ 設定エレメント ２１〜２７ 伝達レバー ２１、２２ 伝達レバー ２４、２５、２７ 平行ガイド ２８、２９ ボールジョイント ｘ ｘ軸線 ｙ ｙ軸線

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一本の軸線の周りで物体を、
   特にレンズ等の光学エレメントを傾動する装置であっ
   て、光学エレメントの場合の物体が、内部リングによっ
   て支持されていると共に少なくとも３つの支持点を介し
   てマウント又は内部リングに接続されており、ｚ軸線
   （光軸）に直交している軸線周りでのその物体の傾動
   が、調節エレメントによって調節可能となっており、そ
   こで、複数のリンク（１−６）は、調節エレメントとし
   て設けられており、その内の幾つかは、支持リンク（１
   −４）として、内部リング（７）が２本の相互に直交し
   た傾動軸線（ｘとｙの軸線）の周りでのみ回転できるよ
   うに外部リング（８）又はマウントに対して内部リング
   （７）を支承しており、２本の更に別のリンクは、調節
   リンク（５、６）として、相互に直交した傾動軸線の周
   りで捩りモーメントを支持しており、また傾動角度は、
   調節リンク（５、６）を調節することで調節可能となっ
   ていることを特徴とする少なくとも一本の軸線の周りで
   物体を、特に光学エレメントを傾動する装置。
2. 【請求項２】 支持リンク（１−４）は、傾動軸線（ｘ
   とｙの軸線）がｚ軸線を通って延びるように配置されて
   いる請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 支持リンク（１−４）の軸線は、ｚ軸線
   に対して傾斜されている請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 支持リンク（１−４）は、傾動軸線（ｘ
   とｙの軸線）が物体の異なった側面上に存在している請
   求項１記載の装置。
5. 【請求項５】 支持リンク（１−４）は、内部リング
   （７）上に接線方向に作用する請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 各場合における支持リンク（１−４）
   は、２つの継手（１０、１１）を有しており、それらに
   よって、内部リング（７）と外部リング（８）又はマウ
   ントとの間の接続が、別々に確立されている請求項１記
   載の装置。
7. 【請求項７】 継手（１０、１１）は、固体継手として
   構成されている請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 継手（１０、１１）は、ボールジョイン
   ト（２８、２９）として構成されている請求項６記載の
   装置。
9. 【請求項９】 継手（１０、１１）は、内部リング
   （７）上と外部リング（８）上において球面が設けられ
   ている請求項６記載の装置。
10. 【請求項１０】 調節リンク（５、６）には、設定エレ
    メント（１５）が設けられており、それによって調節移
    動の増速伝達シフトが可能になる請求項１記載の装置。
11. 【請求項１１】 調節ネジ（１５）は、伝達レバー（２
    １−２７）を介して調節リンク（５、６）に作用するも
    ので、設定エレメントとして設けられている請求項１０
    記載の装置。
12. 【請求項１２】 内部リング（７）に接続されていない
    方の調節リンク（５、６）の端部は、平行ガイド（２
    ４、２５、２７）を介して外部リング（８）に接続され
    ており、また伝達レバー（２１、２２）は平行ガイドに
    作用している請求項１１記載の装置。