CN102221786B - 光学元件的轴向定位保持装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种光学元件的轴向定位保持装置，包括透镜，可调镜座，安装基座和多个挠性柱，透镜装设于所述可调镜座上，可调镜座和安装基座分别具有相对应的多个第一连接孔和第二连接孔，多个挠性柱通过多个第一连接孔和第二连接孔将可调镜座和安装基座连接在一起；其中，挠性柱包括主体部分、其上端的螺纹圆柱端和下端的安装座，主体部分与上端螺纹圆柱端和下端安装座分别通过过渡部分相连接，过渡部分包括第一挠性部分、第二挠性部分和两者之间的圆柱部分，第一挠性部分和第二挠性部分所处平面在延伸后相互垂直。本发明提出的光学元件的轴向定位保持装置，可以在确保轴向定位保持的情况下，可具有径向调整的功能。

Description

光学元件的轴向定位保持装置
技术领域
本发明涉及光刻领域，且特别涉及一种光学元件的轴向定位保持装置。
背景技术
先进光刻机曝光设备中的投影光学系统需要越来越小的波相差和畸变，同时在这种投影光学系统的曝光设备中，可以实时并容易地对由各种环境及其它因素导致的相差和畸变的变化进行补偿。这就需要在曝光设备中设置补偿机构以及定位保持机构。
为了解决这一类问题，一般采用设置一个或几个镜片位置可调的方式进行轴向或径向的补偿。在对径向进行补偿的时候，期望可调镜片在轴向的位置保持不变或变化非常微小。
美国专利US20040214483A1中的柔性连杆机构，虽然能够方便的调节镜片在径向上的位置，但该结构较为复杂，且安装操作不方便，镜片轴向位置的调节和确定也不方便。
发明内容
本发明提出一种光学元件的轴向定位保持装置，该装置结构简单，易于加工，安装操作方便快捷，定位精确，稳定可靠。
为了达到上述目的，本发明提出一种光学元件的轴向定位保持装置，包括透镜，可调镜座，安装基座和多个挠性柱，所述透镜装设于所述可调镜座上，所述可调镜座和所述安装基座分别具有相对应的多个第一连接孔和第二连接孔，所述多个挠性柱通过所述多个第一连接孔和第二连接孔将所述可调镜座和所述安装基座连接在一起；
其中，所述挠性柱包括沿轴向延伸的主体部分、其上端的螺纹圆柱端和下端的安装座，所述主体部分与上端螺纹圆柱端和下端安装座分别通过过渡部分相连接，所述过渡部分包括第一挠性部分、第二挠性部分和两者之间的圆柱部分，第一挠性部分和第二挠性部分的每一挠性部分由所述挠性柱的主体部分的两侧各自沿径向方向向内铣去后所得到的具挠性的薄片；
其中，第一挠性部分和第二挠性部分沿轴向各自定义第一中心面和第二中心面，第一中心面和第二中心面在延伸后相交。
进一步的，第一挠性部分和第二挠性部分各自的第一中心面和第二中心面在延伸后相互垂直。
本发明提出的光学元件的轴向定位保持装置，利用挠性柱进行轴向定位，其具有上下两处挠性特征，在轴向方向上，挠性柱具有足够的刚度和强度；在径向方向上，圆柱体主体部分具有很大的刚度，在上下两处过渡部分由于挠性部分的存在，其刚度很小，在受力情况下很容易发生弹性变形。因此，利用本发明提出的光学元件的轴向定位保持装置，可以在确保轴向定位保持的情况下，可具有径向调整的功能。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的轴向定位保持装置分解示意图。
图2所示为本发明较佳实施例的轴向定位保持装置俯视图。
图3所示为图2中轴向定位保持装置沿A-A方向的半剖图。
图4所示为本发明较佳实施例的挠性柱结构示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
本发明提出一种光学元件的轴向定位保持装置，该装置结构简单，易于加工，安装操作方便快捷，定位精确，稳定可靠。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的轴向定位保持装置分解示意图。本发明提出一种光学元件的轴向定位保持装置，包括透镜2，可调镜座3，安装基座5和多个挠性柱6，所述透镜2装设于所述可调镜座3上，所述可调镜座2和所述安装基座5分别具有相对应的多个第一连接孔10和第二连接孔20，所述多个挠性柱6通过所述多个第一连接孔10和第二连接孔20将所述可调镜座3和所述安装基座5连接在一起；
再请参考图4，图4所示为本发明较佳实施例的挠性柱结构示意图。其中，所述挠性柱6包括主体部分61、其上端的螺纹圆柱端62和下端的安装座63，所述主体部分61与上端螺纹圆柱端62和下端安装座63分别通过过渡部分64相连接，所述过渡部分64包括第一挠性部分641、第二挠性部分642和两者之间的圆柱部分643，所述第一挠性部分641和第二挠性部分642所处平面相互垂直。第一挠性部分641和第二挠性部分642的每一挠性部分由所述挠性柱的主体部分的两侧各自沿径向方向向内铣去后所得到的具挠性的薄片。其中，第一挠性部分641和第二挠性部分642沿轴向各自假想定义第一中心面和第二中心面，本发明的核心思想在于，只要第一挠性部分641和第二挠性部分642各自的第一中心面和第二中心面在延伸后相交即可，这样就可得到：在轴向方向上，挠性柱6仍具有足够的刚度和强度；而在径向方向上，可得到所要的挠性特征，并且第一挠性部分641和第二挠性部分642各自的第一中心面和第二中心面在延伸后相交的特点，可确保在各个径向方向上都有一定的挠性。如图4，在本发明的较佳实施例中，第一挠性部分641和第二挠性部分642各自的第一中心面和第二中心面在延伸后相互垂直，这使得整个过渡部分64在确保轴向具有一定刚度的情况下，在全方位的径向上具有很好的挠性。因此，利用本发明提出的光学元件的轴向定位保持装置，可以在确保轴向定位保持的情况下，可具有径向调整的功能。
请参考图2和图3，图2所示为本发明较佳实施例的轴向定位保持装置俯视图，图3所示为图2中轴向定位保持装置沿A-A方向的半剖图。在装配之前，透镜2和可调镜座3就先被装配到一起，并用胶粘等方式固定，组成可调镜组，在之后的调节及工作过程中，可调镜组中透镜2和可调镜座3之间的相对位置保持不变。
请参考图4，图4所示为本发明较佳实施例的挠性柱结构示意图。挠性柱6的主体部分61呈圆柱形，上端的的螺纹圆柱端62直径较小且带螺纹，下端一段直径较大，为安装座63，安装座63上留有两个安装光孔631。在挠性柱6中间的主体部分61与上端螺纹圆柱端62和下端安装座63相连接的过渡部分64为两处挠性特征，包括第一挠性部分641和第二挠性部分642，两者间具有圆柱部分643。该挠性特征是把挠性柱6主体的一段圆柱体的两端各自从两侧沿径向向内铣去得到第一挠性部分641和第二挠性部分642，留下中间较薄的一部分材料作为圆柱部分643。该挠性柱6具有如下特性：虽然该挠性柱6具有上下两处挠性特征，但在轴向方向上，挠性柱6仍具有足够的刚度和强度；在径向方向上，圆柱体部分643当然具有很大的刚度，在上下两处弹性特征的部位刚度则很小，在受力情况下很容易发生弹性变形。
请参考图2和图3，挠性柱6从安装基座5下端的第二连接孔20中插入，然后分别用两个螺钉7从挠性柱6下端的安装座的安装光孔631将挠性柱其固定到安装基座5上。由于安装基座5上对应的3个第二连接孔20直径比3跟挠性柱6的圆柱主体部分61直径大，挠性柱6被固定后仍能在第二连接孔20中做径向摇动。
将可调镜组从上面装入安装基座5的腔体内，并使3跟挠性柱6从可调镜座3对应的3个第一连接孔10中穿过。所述上端螺纹圆柱端62和过渡部分64之间具有上部轴肩，挠性柱6上部轴肩与可调镜座3之间放置有调节垫片4，用于调节可调镜组的轴向位置和倾斜，轴向位置调整确定后用3个螺母7将可调镜组锁紧固定到三根挠性柱6上。此时可调镜组就靠三根间隔120°均布的挠性柱6支撑悬于安装基座5腔体内。
可调镜组初装之后是不能满足径向上的精确位置的，此时就需要进一步微调可调镜组在径向上的精确位置，例如采用在安装基座5腔体径向上安装多个微调顶丝等方法，在径向上微量调整可调镜组(可调镜组的径向调节装置和调节后的锁定装置在附图上没有显示)。由于在径向上调整的位移极小，所以在调整过程中对透镜造成的轴向位移则更小，小到可以忽略的程度，在这种情况下，则近似认为在可调镜组做径向微量调整的过程中，其轴向位置不变。例如，在该装置中，可调镜组在径向上调整0.01mm，对透镜造成的轴向位移小于0.77μm。
综上所述，本发明提出的光学元件的轴向定位保持装置，利用挠性柱进行轴向定位，其具有上下两处挠性特征，在轴向方向上，挠性柱具有足够的刚度和强度；在径向方向上，圆柱体主体部分具有很大的刚度，在上下两处过渡部分由于挠性部分的存在，其刚度很小，在受力情况下很容易发生弹性变形。因此，利用本发明提出的光学元件的轴向定位保持装置，可以在确保轴向定位保持的情况下，可具有径向调整的功能。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种光学元件的轴向定位保持装置，其特征在于，包括透镜，可调镜座，安装基座和多个挠性柱，所述透镜装设于所述可调镜座上，所述可调镜座具有多个第一连接孔，所述安装基座具有多个相对应的第二连接孔，所述多个挠性柱通过所述多个第一连接孔和第二连接孔将所述可调镜座和所述安装基座连接在一起；
其中，所述挠性柱包括沿轴向延伸的主体部分、其上端的螺纹圆柱端和下端的安装座，所述主体部分与上端螺纹圆柱端和下端安装座分别通过过渡部分相连接，所述过渡部分包括第一挠性部分、第二挠性部分和两者之间的圆柱部分，第一挠性部分和第二挠性部分的每一挠性部分由所述挠性柱的主体部分的两侧各自沿径向方向向内铣去后所得到的具挠性的薄片构成；
其中，第一挠性部分沿轴向定义第一中心面，第二挠性部分沿轴向定义第二中心面，第一中心面和第二中心面在延伸后相交。
2.根据权利要求1所述的光学元件的轴向定位保持装置，其特征在于，所述第一中心面和第二中心面在延伸后相互垂直。
3.根据权利要求1所述的光学元件的轴向定位保持装置，其特征在于，所述上端螺纹圆柱端的直径小于所述主体部分的直径。
4.根据权利要求1所述的光学元件的轴向定位保持装置，其特征在于，所述第二连接孔的直径大于所述主体部分的直径。
5.根据权利要求1所述的光学元件的轴向定位保持装置，其特征在于，所述安装座具有安装孔，通过螺钉将所述安装座固定于所述安装基座下端。
6.根据权利要求1所述的光学元件的轴向定位保持装置，其特征在于，所述上端螺纹圆柱端和过渡部分之间具有上部轴肩，所述上部轴肩与可调镜座之间设置有调节垫片。
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