CN106383395A - 一种大口径侧立镜组结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大口径侧立镜组结构，其特征在于，包括：镜座、橡胶弹块、镜片、磁铁、限位块、铁圈；所述镜片通过所述橡胶弹块和所述铁圈固定在所述镜座内；所述镜片四周有多个限位块对所述镜片限位；所述橡胶弹块和所述磁铁构成柔性结构，对所述镜片进行支撑和拉升。本发明采用柔性结构与刚性结构相结合的方式解决侧立镜片变形和稳定的问题，柔性结构用于抵消镜片自身大部分的重力，刚性结构用于固定镜片的位置，这样镜片与刚性结构靠紧固定，又由于自身重力大部分被柔性结构抵消，镜片与刚性结构的接触应力比较小，实现了减小镜片变形和增加镜片稳定性的目的。

Description

一种大口径侧立镜组结构

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种大口径侧立镜组结构。

背景技术

高精密光学镜头的加工和制造是一个非常复杂的过程，随着对光学系统成像质量要求越来越高，不仅光路越来越复杂，光学元件越来越多，而且要求光学元件有微米级的定位精度，同时还需要保持十纳米级的面型精度。

在折反射型镜头中，光轴除了有竖直走向，还有水平走向，即光学元件除了水平安装，还需侧立安装。重力对水平放置的光学元件的作用与对侧立放置的光学元件的作用完全不同，当光学元件直径较大时，镜片重力的作用不能忽视，装夹方式必须考虑重力因素，而此时水平安装的装夹方式往往不再适用于侧立安装。水平安装的镜片常采用周围点胶的方式固定，光学元件胶接在镜框上，但这种方式在侧立安装的情况下，面型较差，往往达到几百纳米的面型变化。

一种常用的光学元件侧立安装方法是V型固定法，即下侧水平对称的两点支撑镜片，效果如V型块，上侧有一点安全挡块。这种方式光学元件重力主要作用在下侧两点上，造成应力集中，面型变化较大。装夹方式对镜片产生的应力将直接影响镜片面型，为了得到较高的面型精度，常采用无应力安装方法。

另一种光学元件无应力侧立安装方法是条带法，即将光学元件放置在条带上，光学元件外圆下侧与条带吻合，实现均匀的柔性支撑，面型变化较小。考虑到实际工程中会遇到搬运、震动等因素，这种安装结构往往适用于试验，不利于工程化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种大口径侧立镜组结构，既要保证侧立镜片的面型，又要保证侧立镜片的稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种大口径侧立镜组结构，其特征在于，包括：镜座、橡胶弹块、镜片、磁铁、限位块、铁圈；所述镜片通过所述橡胶弹块和所述铁圈固定在所述镜座内；所述镜片四周有多个限位块对所述镜片限位；所述橡胶弹块和所述磁铁构成柔性结构，对所述镜片进行支撑和拉升。

其中，所述镜座下面至少有两个限位块，上面至少有三个限位块。

其中，所述镜片与所述铁圈通过在所述铁圈槽内点胶连接。

其中，所述磁铁为三个，按照固定间隔布于镜片上部。

与现有技术相比较，本发明采用柔性结构与刚性结构相结合的方式解决侧立镜片变形和稳定的问题，柔性结构用于抵消镜片自身大部分的重力，刚性结构用于固定镜片的位置，这样镜片与刚性结构靠紧固定，又由于自身重力大部分被柔性结构抵消，镜片与刚性结构的接触应力比较小，实现了减小镜片变形和增加镜片稳定性的目的。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是本发明大口径侧立镜组结构示意图；

图2是本发明大口径侧立镜组镜座结构示意图；

图3是本发明大口径侧立镜组橡胶弹块结构示意图；

图4是本发明大口径侧立镜组镜片和铁圈结构示意图；

图5是本发明大口径侧立镜组盖板结构示意图；

图6是本发明大口径侧立镜组镜片面型示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

图1是本发明大口径侧立镜组结构示意图。如图1所示，本发明大口径侧立镜组结构由镜座101、橡胶弹块102、镜片103、磁铁104、限位块105、铁圈106和盖板107及螺钉组成。镜座101的结构如图2所示，镜座101上有两个限位块201，用于限制镜片103向下的自由度。橡胶弹块102如图3所示，图中箭头方向表示橡胶弹块102变形及受力方向。橡胶弹块102对镜片103有向上支撑作用，限位块105用于限制镜片向上的自由度。镜片103与铁圈106通过在铁圈106槽内点胶连接在一起，如图4所示。三个磁铁104通过对铁圈106的吸附作用，对镜片103向上拉升。盖板107及螺钉如图5所示。镜组内部固定好后，通过盖板107及螺钉将镜片完全固定。

设镜片103、铁圈106和胶水的重力为G，设三个磁铁104对镜片向上的拉升力为f1,设橡胶弹块102对镜片的支撑力为f2，设镜座101上两个限位块201对镜片的支撑力为f3，则由力平衡知G=f1+f2+f3。为了保证镜片向下的自由度被限制，镜片103与限位块201需有效接触，即f3>0，同时为了保证镜片103与限位块201接触应力尽量小，f1+f2应尽量大。考虑制造误差f1+f2取镜片重力G的60%-80%（此值由具体设计决定，不一定为60%-80%），这样镜片与限位块201的接触应力便得到减小，防止镜片的局部变形，同时仍能有效限制镜片向下的自由度。当f1+f2+f3与镜片重力G达到平衡后，用限位块105与铁圈106顶端贴齐并锁紧，限制镜片向上的自由度。由于橡胶弹块102和磁铁104对镜片有无数个作用点，所以f1、f2对镜片的受力点分散，造成镜片的应变很小，能够达到镜片平放时的应变效果。由于f3只占镜片重力的20%-40%，限位块对镜片的应力是没有采用橡胶弹块和磁铁的结构（比如V型块固定结构）的五分之一，有效地实现减少镜片面型变形的目的。同时由于限位块201与限位块105的限制，有效地约束了镜片各个方向的自由度，保证了镜片的刚性固定，实现了镜片的稳定性要求。

本发明的大口径侧立镜组结构的装配过程如下：

1. 通过点胶，将镜片103和铁圈106黏合固定；

2. 将镜座101平放，分别放入橡胶弹块102和镜片103；

3. 将镜座101侧立，两个限位块201处于下侧，在镜座101中的槽内分别放入三个磁铁104；

4. 将两个限位块105侧壁贴齐铁圈106，并用螺钉锁紧固定在镜座101上；

5. 用螺钉将盖板107固定在镜座101上。

图6为本发明的实际结构所获得的镜片面型，面型形变范围约为25nm，获得了较好的结果。

本发明采用柔性结构与刚性结构相结合的方式解决侧立镜片变形和稳定的问题，柔性结构用于抵消镜片自身大部分的重力，刚性结构用于固定镜片的位置，这样镜片与刚性结构靠紧固定，又由于自身重力大部分被柔性结构抵消，镜片与刚性结构的接触应力比较小，实现了减小镜片变形和增加镜片稳定性的目的。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种大口径侧立镜组结构，其特征在于，包括：镜座、橡胶弹块、镜片、磁铁、限位块、铁圈；所述镜片通过所述橡胶弹块和所述铁圈固定在所述镜座内；所述镜片四周有多个限位块对所述镜片限位；所述橡胶弹块和所述磁铁构成柔性结构，对所述镜片进行支撑和拉升。

2.如权利要求1所述的大口径侧立镜组结构，其特征在于，所述镜座下面至少有两个限位块，上面至少有三个限位块。

3.如权利要求1所述的大口径侧立镜组结构，其特征在于，所述镜片与所述铁圈通过在所述铁圈槽内点胶连接。

4.如权利要求1所述的大口径侧立镜组结构，其特征在于，所述磁铁为三个，按照固定间隔布于镜片上部。