CN107290835A - 一种可动镜片调整机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可动镜片调整机构，包括镜片单元和用于支撑并固定所述镜片单元的柔性镜座，所述柔性镜座用于调整所述镜片单元在垂直于镜面所在平面的方向上的位置。本发明通过在柔性镜座的刚性构件上设置驱动机构和铰链结构，所述铰链结构为由刚性构件开槽形成若干支点和杠杆互连的对称结构，所述驱动机构带动刚性构件和铰链结构运动，从而带动镜片单元进行轴向调整，结构简单、操作简便；所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机，共同驱动柔性镜座运动，避免了单电机驱动镜片单元运动时由于调整机构变形造成镜片单元平移过程中发生倾斜，保证整个运动机构在轴向运动无倾斜，本发明适用于圆形镜片和方形镜片，适用范围广、效果稳定可靠。

Description

一种可动镜片调整机构
技术领域
本发明涉及光刻机技术领域，具体涉及一种可动镜片调整机构。
背景技术
在光刻投影物镜中，由于镜片的制造和装配误差，使得物镜的成像像质变差，为了解决这一问题，一般通过设置可动镜片组，该可动镜片组包括一个可动镜片和一个调整机构，该调整机构对可动镜片进行调整以补偿镜片的制造和装配误差。
现有技术中提供了一种可动镜组，由三个均布的刚性构件支撑可动镜片，通过刚性构件的弹性变形实现可动镜片的移动。此外现有技术中还提供一种可动镜组，由三个均布的杠杆机构支撑可动镜片，通过杠杆的转动实现可动镜片的移动。然而上述两个可动镜组均存在一定的局限性，一是结构比较复杂，安装操作繁琐；二是需要设置3个支撑点的位置，以实现镜片的运动，仅适用于调整圆形镜片，然而对于长条形矩形镜片，从结构布局上无法实现3点支撑，因此具有局限性。
发明内容
本发明提供了一种可动镜片调整机构，以解决现有技术中存在的结构复杂、操作繁琐、以及无法实现方形镜片的轴向调整的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种可动镜片调整机构，包括镜片单元和用于支撑并固定所述镜片单元的柔性镜座，所述柔性镜座用于调整所述镜片单元在垂直于镜面所在平面的方向上的位置。
进一步的，所述镜片单元包括一方形镜片或圆形镜片。
进一步的，所述柔性镜座包括刚性构件、设于所述刚性构件上的驱动机构和铰链结构，所述铰链结构为由所述刚性构件开槽形成若干支点和杠杆互连的对称结构，所述驱动机构带动刚性构件和铰链结构运动，从而带动镜片单元沿轴向运动。
进一步的，所述支点设有两个，所述刚性构件中相对的两条侧边上设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽和第二开槽分别对应第一支点和第二支点，两个所述支点构成两个柔性运动副。
进一步的，所述第一支点位于所述刚性构件的侧边的中部，所述第二支点设于所述刚性构件的侧边的其中一端。
进一步的，所述杠杆包括第一杠件、第二杠件和第三杆件，所述第一杠件和第二杠件之间通过所述第一支点连接，所述第二杆件与第三杆件之间通过所述第二支点连接，所述第一杠件、第二杠件、第三杠件构成双摇杆柔性铰链机构，所述镜片单元固设于所述第三杆件上。
进一步的，所述第一杠件、第二杠件和第三杆件均采用抗疲劳强度高的刚性材料制成。
进一步的，所述第二杆件设于所述第一杠件上方，所述第二杠件上设有与所述第三杆件相适配的第一通孔，所述第三杆件设于所述第一通孔内，所述第三杆件上设有与所述镜片单元相适配的第二通孔，所述镜片单元固设于所述第二通孔内。
进一步的，所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机分别设于所述第二杠件和第三杆件上远离所述第二支点的一端，所述第一驱动电机和第二驱动电机的底部均与所述第一杠件连接，所述第一驱动电机驱动第二杠件使第二支点绕第一支点旋转，带动第二支点沿垂直于镜面所在平面的方向上运动，所述第二驱动电机驱动第三杆件沿垂直于镜面所在平面的方向上运动使镜片单元由倾斜状态变为水平状态。
进一步的，所述第一杠件和第二杠件上分别设有若干底部与第一杠件连接的弹性预紧单元，所述弹性预紧单元的位置与所述第一驱动电机和第二驱动电机的位置相对应。
进一步的，所述第一杠件和第二杠件上的弹性预紧单元分别设有两个，分设于所述第一驱动电机或第二驱动电机的两侧。
本发明提供的可动镜片调整机构，包括镜片单元和用于支撑并固定所述镜片单元的柔性镜座，用于调整所述镜片单元在垂直于镜面所在平面的方向上的位置。通过在柔性镜座的刚性构件上设置驱动机构和铰链结构，所述铰链结构为由刚性构件开槽形成若干支点和杠杆互连的对称结构，所述驱动机构带动刚性构件和铰链结构运动，从而带动镜片单元进行轴向调整，结构简单、操作简便；所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机，共同驱动柔性镜座运动，避免了单电机驱动镜片单元运动时由于调整机构变形造成镜片单元平移过程中发生倾斜，保证整个运动机构在轴向运动无倾斜，本发明适用于圆形镜片和方形镜片，适用范围广、效果稳定可靠。
附图说明
图1是本发明一具体实施例中可动镜片调整机构的结构示意图；
图2是本发明一具体实施例中驱动机构的结构示意图；
图3是本发明一具体实施例中弹性预紧单元的结构示意图；
图4是本发明一具体实施例中柔性镜座的结构示意图；
图5是本发明一具体实施例中柔性运动副的结构示意图；
图6是本发明一具体实施例中柔性运动副的运动原理图。
图中所示：1、镜片单元；2、柔性镜座；22、驱动机构；221、第一驱动电机；222、第二驱动电机；24、第一杠件；25、第二杠件；251、第一通孔；26、第三杆件；261、第二通孔；H1～H2、第一支点～第二支点；3、弹性预紧单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
如图1-6所示，一种可动镜片调整机构，包括镜片单元1和用于支撑并固定所述镜片单元1的柔性镜座2，所述柔性镜座2调整所述镜片单元1在垂直于镜面所在平面的方向上的位置，即实现镜片单元1沿Z轴方向的调整，优选的，所述镜片单元1包括一方形镜片或圆形镜片，本实施例中为方形镜片。
如图4所示，所述柔性镜座2包括刚性构件、设于所述刚性构件上的驱动机构22和铰链结构，所述铰链结构为由所述刚性构件开槽形成若干支点和杠杆互连的对称结构，所述驱动机构22带动刚性构件和铰链结构运动，从而带动镜片单元1沿垂直于镜面所在平面的方向运动，即沿Z轴方向运动。优选的，所述支点设有两个，所述刚性构件中相对的两条侧边上设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽和第二开槽分别对应第一支点H1和第二支点H2，两个所述支点H1、H2构成两个柔性运动副。需要说明的是，柔性镜座2为对称结构，即沿X向对称。
如图1和5所示，所述第一支点H1位于所述刚性构件的侧边的中部，所述第二支点H2设于所述刚性构件的侧边的其中一端，图中第二支点H2位于相应侧边的左侧。优选的，所述杠杆包括第一杠件24、第二杠件25和第三杆件26，所述第一杠件24和第二杠件25之间通过所述第一支点H1连接，所述第二杆件25与第三杆件26之间通过所述第二支点H2连接，所述第一杠件24、第二杠件25、第三杠件26构成双摇杆柔性铰链机构，所述镜片单元1固设于所述第三杆件26上。优选的，所述第一杠件24、第二杠件25和第三杆件26采用抗疲劳强度高刚性材料制成，抗变形，强度大，效果可靠。需要说明的是，所述第一杠件24、第二杠件25和第三杆件26为对称结构，即沿X向对称。
如图4所示，所述第二杆件25设于所述第一杠件24上方，所述第二杠件25上设有与所述第三杆件26相适配的第一通孔251，所述第三杆件26设于所述第一通孔251内，所述第三杆件26上设有与所述镜片单元1相适配的第二通孔261，所述镜片单元1固设于所述第二通孔261内，与所述第三杆件26保持相对静止状态。
优选的，所述驱动机构22包括第一驱动电机221和第二驱动电机222，所述第一驱动电机221和第二驱动电机222分别设于所述第二杠件25和第三杆件26上远离所述第二支点H2的一端，具体的，所述第二杠件25和第三杆件26上分别设有与所述第一驱动电机221和第二驱动电机222相适配的通孔，所述第一驱动电机221和第二驱动电机222穿设于该通孔内并向下伸至第一杠件24内，如图2所示。所述第一驱动电机221和第二驱动电机222的底部均与所述第一杠件24连接，所述第一驱动电机221驱动第二杠件25使第二支点H2绕第一支点H1旋转，带动第二支点H2沿垂直于镜面所在平面的方向上运动，由于第三杆件26与第二杠件25通过H2连接，因此当第二支点H2绕第一支点H1旋转时，第三杆件26中的镜片单元1也随第一支点H1旋转。所述第二驱动电机222驱动第三杆件26沿垂直于镜面所在平面的方向上运动使镜片单元1由倾斜状态变为水平状态。在第一驱动电机221和第二驱动电机222的共同作用下，既实现了镜片单元1的Z向调整，又避免了单电机驱动镜片单元1运动时由于调整机构变形造成镜片单元1平移过程中发生倾斜，保证整个运动机构在轴向运动无倾斜，效果可靠。当镜片单元1沿Z向运动比较小时，如第一支点H1点与第二支点H2的点距离长度为70mm，沿Z向的运动距离为0.2mm，由于该调整机构在X向的串扰量小于0.0003mm，可以忽略不计，其运动原理如图6所示。
如图3所示，所述第一杠件24和第二杠件25上分别设有若干底部与第一杠件24连接的弹性预紧单元3，所述弹性预紧单元3的位置与所述第一驱动电机221和第二驱动电机222的位置相对应。优选的，所述第一杠件24和第二杠件25上的弹性预紧单元3分别设有两个，分设于所述第一驱动电机221或第二驱动电机222的两侧，弹性预紧单元3用于提供向下的预紧力，其与第一驱动电机221或第二驱动电机222的作用相反，通过弹性预紧单元3驱动柔性镜座2在Z方向的反向平动，从而实现镜片单元1沿Z轴负方向运动。
综上所述，本发明提供的可动镜片调整机构，包括镜片单元1和用于支撑并固定所述镜片单元1的柔性镜座2，用于调整所述镜片单元1在垂直于镜面所在平面的方向上的位置。通过在柔性镜座2的刚性构件上设置驱动机构22和铰链结构，所述铰链结构为由刚性构件开槽形成若干支点和杠杆互连的对称结构，所述驱动机构22带动刚性构件和铰链结构运动，从而带动镜片单元1进行轴向调整，结构简单、操作简便；所述驱动机构22包括第一驱动电机221和第二驱动电机222，共同驱动柔性镜座2运动，避免了单电机驱动镜片单元1运动时由于调整机构变形造成镜片单元1平移过程中发生倾斜，保证整个运动机构在轴向运动无倾斜，本发明适用于圆形镜片和方形镜片，适用范围广、效果稳定可靠。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种可动镜片调整机构，其特征在于，包括镜片单元和用于支撑并固定所述镜片单元的柔性镜座，所述柔性镜座用于调整所述镜片单元在垂直于镜面所在平面的方向上的位置。
2.根据权利要求1所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述镜片单元包括一方形镜片或圆形镜片。
3.根据权利要求1所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述柔性镜座包括刚性构件、设于所述刚性构件上的驱动机构和铰链结构，所述铰链结构为由所述刚性构件开槽形成若干支点和杠杆互连的对称结构，所述驱动机构带动刚性构件和铰链结构运动，从而带动镜片单元沿轴向运动。
4.根据权利要求3所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述支点设有两个，所述刚性构件中相对的两条侧边上设有第一开槽和第二开槽，所述第一开槽和第二开槽分别对应第一支点和第二支点，两个所述支点构成两个柔性运动副。
5.根据权利要求4所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述第一支点位于所述刚性构件的侧边的中部，所述第二支点设于所述刚性构件的侧边的其中一端。
6.根据权利要求5所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述杠杆包括第一杠件、第二杠件和第三杆件，所述第一杠件和第二杠件之间通过所述第一支点连接，所述第二杆件与第三杆件之间通过所述第二支点连接，所述第一杠件、第二杠件、第三杠件构成双摇杆柔性铰链机构，所述镜片单元固设于所述第三杆件上。
7.根据权利要求6所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述第一杠件、第二杠件和第三杆件均采用刚性材料制成。
8.根据权利要求6所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述第二杆件设于所述第一杠件上方，所述第二杠件上设有与所述第三杆件相适配的第一通孔，所述第三杆件设于所述第一通孔内，所述第三杆件上设有与所述镜片单元相适配的第二通孔，所述镜片单元固设于所述第二通孔内。
9.根据权利要求6所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述驱动机构包括第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机分别设于所述第二杠件和第三杆件上远离所述第二支点的一端，所述第一驱动电机和第二驱动电机的底部均与所述第一杠件连接，所述第一驱动电机驱动第二杠件使第二支点绕第一支点旋转，带动第二支点沿垂直于镜面所在平面的方向上运动，所述第二驱动电机驱动第三杆件沿垂直于镜面所在平面的方向上运动使镜片单元由倾斜状态变为水平状态。
10.根据权利要求9所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述第一杠件和第二杠件上分别设有若干底部与第一杠件连接的弹性预紧单元，所述弹性预紧单元的位置与所述第一驱动电机和第二驱动电机的位置相对应。
11.根据权利要求10所述的可动镜片调整机构，其特征在于，所述第一杠件和第二杠件上的弹性预紧单元分别设有两个，分设于所述第一驱动电机或第二驱动电机的两侧。
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