DE102008041301A1 - Arrangement, particularly for microlithography, has component of optical device, and manipulation element that is formed to produce counter force against operating force by elastic restoring force - Google Patents

Arrangement, particularly for microlithography, has component of optical device, and manipulation element that is formed to produce counter force against operating force by elastic restoring force Download PDF

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Abstract

The arrangement has a component of an optical device, and a manipulation element that is formed to produce a counter force against an operating force by an elastic restoring force in an operating condition. The manipulation force causes the manipulation of the component. The manipulation force is produced as resultant of the operating force and the elastic restoring force. Independent claims are included for the following: (1) a manipulator, particularly for use in microlithography; (2) an optical illustration device, particularly for microlithography; (3) a method for activating manipulation of a component of an optical device; and (4) an optical illustration method, particularly for microlithography.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für eine optische Einrichtung, einen Manipulator für eine optische Einrichtung, eine optische Abbildungseinrichtung, die eine solche Anordnung umfasst, ein Verfahren zum Manipulieren einer Komponente einer optischen Einrichtung sowie ein optisches Abbildungsverfahren, welches ein solches Verfahren zu Manipulieren der Komponente einer optischen Einrichtung verwendet. Die Erfindung lässt sich im Zusammenhang mit beliebigen optischen Einrichtungen bzw. optischen Abbildungsverfahren anwenden. Insbesondere lässt sie sich im Zusammenhang mit der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten Mikrolithographie einsetzen.The The present invention relates to an arrangement for a optical device, a manipulator for an optical Device, an optical imaging device, such a Arrangement comprises a method for manipulating a component an optical device and an optical imaging method, which is such a method of manipulating the component of a optical device used. The invention can be in connection with any optical devices or optical Apply imaging method. In particular, she lets herself in connection with in the manufacture of microelectronic Circuits used to use microlithography.

Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie ist es neben der Verwendung mit möglichst hoher Präzision ausgeführter Komponenten unter anderem erforderlich, die Position und Geometrie der Komponenten der Abbildungseinrichtung, also beispielsweise der optischen Elemente wie Linsen, Spiegel oder Gitter aber auch der verwendeten Masken und Substrate, im Betrieb möglichst präzise gemäß vorgegebenen Sollwerten einzustellen, um eine entsprechend hohe Abbildungsqualität zu erzielen. Die hohen Genauigkeitsanforderungen, die im mikroskopischen Bereich in der Größenordnung weniger Nanometer oder darunter liegen, sind dabei nicht zuletzt eine Folge des ständigen Bedarfs, die Auflösung der bei der Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise verwendeten optischen Systeme zu erhöhen, um die Miniaturisierung der herzustellenden mikroelektronischen Schaltkreise voranzutreiben.Especially in the field of microlithography, it is in addition to use with as high precision as possible Components required, among other things, the position and geometry the components of the imaging device, so for example the optical elements such as lenses, mirrors or grids but also the used masks and substrates, in operation as possible to set precisely according to predetermined setpoints, to achieve a correspondingly high image quality. The high accuracy requirements, in the microscopic range on the order of a few nanometers or less are not least a consequence of the constant Demand, the dissolution of the microelectronic circuits manufacturing used optical systems to increase the miniaturization to advance the microelectronic circuits to be produced.

Um die gewünschte Position und/oder Geometrie der betreffenden Komponenten zu erzielen, werden häufig aktive Manipulatoren verwendet, welche auf der Komponente eine entsprechende Manipulationskraft ausüben. Insbesondere im Bereich der Mikrolithographie werden dabei häufig Piezoaktuatoren, Lorentz-Aktuatoren, pneumatische Balgaktuatoren oder dergleichen eingesetzt. Ebenso wird in der US 2006/018045 A1 ( Moeller et al. ), der DE 10 2005 044 716 A1 (Münster) sowie in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2007 019 570.4 der Anmelderin (deren gesamte jeweilige Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird) vorgeschlagen, elektrostriktive Materialien zum Erzeugen einer Manipulationskraft zu verwenden. Diese Aktuatortypen haben jedoch jeweils nicht unerhebliche Nachteile.In order to achieve the desired position and / or geometry of the components in question, active manipulators are frequently used which exert a corresponding manipulation force on the component. Piezoactuators, Lorentz actuators, pneumatic bellows actuators or the like are frequently used in particular in the field of microlithography. Likewise in the US 2006/018045 A1 ( Moeller et al. ), of the DE 10 2005 044 716 A1 (Münster) as well as in the German patent application no. 10 2007 019 570.4 Applicant (the entire disclosure of each of which is incorporated herein by reference) proposes to use electrostrictive materials to generate a manipulating force. However, these actuator types each have significant disadvantages.

So lassen sich mit den bekannten Piezoaktuatoren zwar auf einfache Weise in einem weiten Bereich variierbare Manipulationskräfte erzeugen. Sie haben jedoch den Nachteil, dass die verwendeten Piezoelemente zum einen nur einen vergleichsweise geringen Stellweg zur Verfügung stellen, sodass für größere Stellwege aufwändige Getriebe erforderlich sind. Zum anderen sind die Piezoelemente vergleichsweise spröde sowie empfindlich gegen Schub- und Zugspannungen, sodass sie nur unter relativ genau definierten Richtungen belastet werden dürfen und insbesondere bei Stoßbelastungen ein hohes Risiko von Beschädigungen besteht. Die vergleichsweise hohe Steifigkeit der Piezoelemente bringt schließlich noch den Nachteil mit sich, dass für bestimmte Anwendungen, insbesondere im Bereich der Mikrolithographie, eine zusätzliche mechanische Entkopplung zu der zu manipulierenden Komponente erforderlich ist, um die Einleitung parasitärer Kräfte und Momente in die Komponente zu vermeiden.So can be with the known piezo actuators Although simple Way in a wide range variable manipulation forces produce. However, they have the disadvantage that the piezo elements used on the one hand only a comparatively small travel available make, so for larger travel complicated Gear are required. On the other hand, the piezoelectric elements are comparatively brittle and sensitive to shear and tensile stresses, so that it only loads under relatively well-defined directions may be and in particular in shock loads there is a high risk of damage. The comparatively high rigidity of the piezo elements finally brings the drawback that for certain applications, especially in the field of microlithography, an additional mechanical decoupling required to be manipulated component is to initiate parasitic forces and To avoid moments in the component.

Lorentz-Aktuatoren haben zwar den Vorteil, dass sie eine sehr geringe Steifigkeit aufweisen. Nachteilig ist jedoch, dass sie häufig nur eingeschränkte Stellwege und geringe Manipulationskräfte zur Verfügung stellen. Zudem weisen sie eine vergleichsweise hohe Verlustleistung auf, die insbesondere bei thermisch sehr sensitiven optischen Einrichtungen zu Problemen führt bzw. eine aufwändige Wärmeabfuhr erfordern.Lorentz actuators Although they have the advantage that they have a very low rigidity. The disadvantage, however, is that they are often limited Provide travel and low manipulation forces. In addition, they have a comparatively high power loss, especially in thermally sensitive optical devices leads to problems or a complex heat dissipation require.

Pneumatische Balgaktuatoren können zwar gegebenenfalls hohe Manipulationskräfte und große Stellwege zur Verfügung stellen. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie vergleichsweise viel Bauraum beanspruchen und ebenfalls nur Belastungen in vergleichsweise genau definierter Richtung unterworfen werden dürfen, um das Risiko einer Beschädigung gering zu halten. Ähnlich wie die Piezoelemente weisen Balgaktuatoren im Betrieb eine vergleichsweise hohe Steifigkeit auf, die auch hier den Nachteil mit sich bringt, dass für bestimmte Anwendungen, insbesondere im Bereich der Mikrolithographie, eine zusätzliche mechanische Entkopplung zu der zu manipulierenden Komponente erforderlich ist, um die Einleitung parasitärer Kräfte und Momente in die Komponente zu vermeiden.pneumatic Although bellows actuators may possibly have high manipulation forces and provide large travel paths. she However, they have the disadvantage that they have a comparatively large amount of space claim and also only loads in comparatively accurate defined direction may be subjected to the To minimize the risk of damage. Similar like the piezo elements have bellows actuators in operation a comparatively high rigidity, which also brings the disadvantage here, that for certain applications, especially in the field microlithography, an additional mechanical decoupling to the component to be manipulated is required to initiate parasitic forces and moments in the component to avoid.

Eine weitere Art von Aktuatoren stellen die so genannten elektroaktiven Polymeraktuatoren (EAP) dar, wie sie beispielsweise aus der Veröffentlichung "Overview and Recent Advances in Polymer Actuators" (P. Sommer-Larsen, R. Kornbluh, ACTUATOR 2006, 10th International Conference an New Actuators, 14. bis 16. Juni 2006, Bremen, DE) bekannt sind (deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird). Bei diesen handelt es sich um Aktuatoren, die unter Verwendung von Polymerwerkstoffen hergestellt werden und bei Anlegen einer elektrischen Spannung eine Längenänderung in einer Wirkrichtung erfahren. Bei diesen elektroaktiven Polymeraktuatoren unterscheidet man häufig je nach der Ursache für die Längenänderung des Polymers zwischen so genannten elektrostriktiven Polymeraktuatoren, bei denen sich die Polymerstruktur durch das angelegte elektrische Feld verändert und so die Längenänderung bewirkt, und den häufig als dielektrische Elastomeraktuatoren bezeichneten Aktuatoren, bei denen die Längenänderung mechanisch durch die elektrostatischen Anziehungskräfte zweier Elektroden bewirkt wird, zwischen denen das Polymer angeordnet ist.Another type of actuators are the so-called electroactive polymer actuators (EAP), as for example from the publication "Overview and Recent Advances in Polymer Actuators" (P. Sommer-Larsen, R. Kornbluh, ACTUATOR 2006, 10th International Conference on New Actuators, June 14-16, 2006, Bremen, DE) are known (the disclosure of which is incorporated herein by reference). at these are actuators that are manufactured using polymer materials and undergo a change in length in an effective direction when an electrical voltage is applied. In these electroactive polymer actuators, one often distinguishes between so-called electrostrictive polymer actuators, in which the polymer structure is changed by the applied electric field to effect the change in length, and actuators often referred to as dielectric elastomer actuators, depending on the cause of the change in length of the polymer the change in length is effected mechanically by the electrostatic attraction forces of two electrodes, between which the polymer is arranged.

Diese elektroaktiven Polymeraktuatoren werden ebenfalls im Bereich optischer Einrichtungen verwendet, um die Position von Komponenten dieser Einrichtungen zu beeinflussen, wie dies beispielsweise aus der US 2006/0028742 A1 ( Yamashita et al. ) bekannt ist (deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird), oder Geometrie von Komponenten dieser Einrichtungen zu beeinflussen, wie dies beispielsweise aus der Veröffentlichung "Systematic Selection and Design of a Ring Actuator for the Deformation of an Elastic Lens" (M. Bergemann, T. Martin, G. Bretthauer, ACTUATOR 2006, 10th International Conference an New Actuators, 14. bis 16. Juni 2006, Bremen, DE), der US 2006/0264015 A1 ( Hyde et al. ) und der US 7,092,138 B2 ( Wang et al .) bekannt ist (deren jeweilige Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird).These electroactive polymer actuators are also used in the field of optical devices to affect the position of components of these devices, such as US 2006/0028742 A1 ( Yamashita et al. ) (the disclosure of which is incorporated herein by reference), or geometry of components of these devices, as disclosed in, for example, the publication M. Bergemann, T.Martin, G. Bretthauer, ACTUATOR 2006, 10th International Conference on New Actuators, June 14-16, 2006, Bremen, "Systematic Selection and Design of a Ring Actuator for the Deformation of Elastic Lens" DE), the US 2006/0264015 A1 ( Hyde et al. ) and the US 7,092,138 B2 ( Wang et al .) (the disclosure of which is incorporated herein by reference).

Die elektroaktiven Polymeraktuatoren haben den Vorteil, dass sich mit ihnen zum einen vergleichsweise hohe Stellwege realisieren lassen. So sind bei den bekannten Aktuatoren relative Längenänderungen bis zu 30% möglich, wobei in den verwendeten Polymeren sogar relative Längenänderungen in der Größenordnung von 100% bis zu 300% möglich sind. Zudem sind sie vergleichsweise preiswert und weisen eine geringe laterale Steifigkeit auf, sodass sie selbst schon eine mechanische Entkopplung zur Verfügung stellen, welche die Einleitung parasitärer Kräfte und Momente in die betreffende Komponente in vorteilhafter Weise reduziert.The Electroactive polymer actuators have the advantage of being compatible with Allow them to realize comparatively high travel ranges. Thus, in the known actuators relative changes in length up to 30% possible, wherein in the polymers used even relative length changes of the order of magnitude from 100% up to 300% are possible. In addition, they are comparatively inexpensive and have a low lateral stiffness, so that they already have a mechanical decoupling available which introduce the introduction of parasitic forces and moments in the relevant component in an advantageous manner reduced.

Bei den bekannten elektroaktiven Polymeraktuatoren für optische Anwendungen wird die positive Längenänderung bei Anlegen einer Spannung genutzt, um mit dem Aktuator unmittelbar eine Manipulationsbewegung bzw. Manipulationskraft zu erzeugen, welche die gewünschte Manipulation der betreffende Komponente der optischen Einrichtung bewirkt. Insbesondere für Präzisionsanwendungen, wie sie im Bereich der Mikrolithographie erforderlich sind, ist es hierbei problematisch, dass die positive Längenänderung bedingt durch die geringe laterale Steifigkeit des Polymers keine ausreichend präzise Richtung bzw. Wirkrichtung aufweist, sodass entweder eine geringere Präzision der Manipulation erzielt wird oder eine aufwändige zusätzliche laterale Führung erforderlich ist.at the known electroactive polymer actuators for optical Applications will contribute to the positive length change Apply a voltage to the actuator immediately to create a manipulation movement or manipulation force, which the desired manipulation of the component in question optical device causes. Especially for precision applications, as required in the field of microlithography is It is problematic here that the positive change in length due to the low lateral stiffness of the polymer no has sufficiently precise direction or effective direction, so either a lower precision of the manipulation is achieved or an elaborate additional lateral guidance is required.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung für eine optische Einrichtung, einen Manipulator für eine optische Einrichtung, eine optische Abbildungseinrichtung, ein Verfahren zum Manipulieren einer Komponente einer optischen Einrichtung bzw. ein optisches Abbildungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen und insbesondere auf einfache Weise eine zuverlässige, präzise Manipulation von Komponenten einer optischen Einrichtung ermöglicht.Of the The present invention is therefore based on the object, an arrangement for an optical device, a manipulator for an optical device, an optical imaging device, a method for manipulating a component of an optical Device or an optical imaging method available to provide, which does not have the disadvantages mentioned above or at least to a lesser extent and in particular to simple ones Make a reliable, precise manipulation of components of an optical device.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine solche zuverlässige und präzise Manipulation von Komponenten einer optischen Einrichtung möglich ist, wenn ein elektroaktives Polymerelement des Manipulators nicht unmittelbar dazu benutzt wird, die Manipulationskraft zu erzeugen, sondern die jeweilige elastische Rückstellkraft des Polymerelements als Gegenkraft für eine anderweitig erzeugte Stellkraft genutzt wird, um zu einer resultierenden Manipulationskraft zu gelangen, welche die gewünschte Manipulation bewirkt. Dies hat den Vorteil, dass die elastische Rückstellkraft des Polymerelements trotz dessen geringer Steifigkeit eine genau definierte Wirkrichtung aufweist, sodass eine Manipulation mit hoher Präzision möglich ist.Of the The present invention is based on the finding that a such reliable and precise manipulation of Components of an optical device is possible, if an electroactive polymer element of the manipulator not immediately is used to generate the manipulation force, but the respective elastic restoring force of the polymer element as a counterforce is used for an otherwise generated restoring force, to arrive at a resulting manipulation force, which the desired manipulation causes. This has the advantage that the elastic restoring force of the polymer element despite its low rigidity, a well-defined effective direction so that manipulation with high precision is possible.

Mit anderen Worten wird das elektroaktive Polymerelement erfindungsgemäß nicht selbst zum Generieren der Manipulationskraft genutzt, sondern dient vielmehr als Steuerelement für die Manipulationskraft, indem es über seine elastische Rückstellkraft die resultierende Manipulationskraft beeinflusst.With In other words, the electroactive polymer element according to the invention does not become itself used to generate the manipulation force, but serves rather, as a control for the manipulation force, by talking about its elastic restoring force influences the resulting manipulation force.

Hierbei können als elektroaktives Polymerelement elektroaktive Polymeraktuatoren mit beliebigem Wirkprinzip und beliebigem Aufbau zur Anwendung kommen. Die Auswahl des geeigneten elektroaktiven Polymerelements richtet sich dabei insbesondere zum einen nach der zu erzielenden Manipulationskraft und/oder dem Manipulationsweg. Zum anderen richtet sie sich natürlich nach der zu erzielenden Genauigkeit bei der Einstellung der Manipulationskraft und/oder des Manipulationswegs.In this case, electroactive polymer actuators having an arbitrary active principle and any structure can be used as the electroactive polymer element. The selection of the suitable electroactive polymer element depends in particular on the one hand on the manipulation force to be achieved and / or the manipulation way. On the other hand, it naturally depends on the accuracy to be achieved when setting the manipulation force and / or the manipulation path.

Die vorliegende Erfindung lässt sich grundsätzlich im Zusammenhang mit beliebigen optischen Anwendungen einsetzen, bei denen eine Manipulation der Position und/oder Geometrie einer Komponente einer optischen Einrichtung erforderlich ist. Besonders vorteilhaft lässt sie sich im Bereich der Mikrolithographie einsetzen, da die elektroaktiven Polymerelemente wegen ihrer geringen Steifigkeit bereits aus sich heraus eine mechanische Entkopplung zur Verfügung stellen, welche die im Bereich der Mikrolithographie besonders kritische Einleitung parasitärer Kräfte und Momente in die Komponenten der optischen Einrichtung bereits weit gehend ausschaltet, sodass in diesem Zusammenhang bei ausreichend hoher Präzision deutlich weniger Aufwand als bei den bekannten Aktuatoranordnungen zu betreiben ist.The The present invention can be basically use in conjunction with any optical applications, where a manipulation of the position and / or geometry of a Component of an optical device is required. Especially Advantageously, it can be in the field of microlithography because the electroactive polymer elements because of their low Stiffness already out of itself a mechanical decoupling provide those in the field of microlithography particularly critical introduction of parasitic forces and moments in the components of the optical device already largely turns off, so in this context if sufficient high precision significantly less effort than the known Actuator arrangements is to operate.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass sich dank der auf einfache Weise erzielten hohen Manipulationspräzision besonders einfach gestaltete Manipulationsanordnungen mit wenigen Bauelementen, insbesondere wenigen bewegten Bauelementen, realisieren lassen.One Another advantage of the present invention is that thanks to the high degree of manipulation precision achieved in a simple way particularly simple manipulation arrangements with few components, especially few moving components, can be realized.

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Komponente einer optischen Einrichtung und einer Manipulationseinrichtung zum aktiven Manipulieren der Komponente entlang einer Wirkrichtung. Die Manipulationseinrichtung umfasst wenigstens ein mit der Komponente verbundenes elektroaktives Polymerelement als Manipulationselement. Das Manipulationselement ist mit einer Steuereinrichtung verbindbar, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation der Komponente mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Das Manipulationselement ist dazu ausgebildet, in wenigstens einem Betriebszustand durch eine elastische Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen eine Stellkraft zu erzeugen, wobei sich die Manipulationskraft, welche die Manipulation der Komponente entlang der Wirkrichtung bewirkt, als Resultierende der Stellkraft und der elastischen Rückstellkraft ergibt.One The first object of the present invention is therefore an arrangement especially for microlithography, with one component an optical device and a manipulation device for actively manipulating the component along a direction of action. The manipulation device comprises at least one with the component connected electroactive polymer element as a manipulation element. The manipulation element can be connected to a control device via which the manipulation element for the controlled manipulation of Component with an extension of the manipulation element along the effective direction causing electrical voltage acted upon is. The manipulation element is designed to be in at least an operating condition by an elastic restoring force to generate a counterforce against a force, wherein the Manipulation force, which is the manipulation of the component along the effective direction causes, as a resultant of the force and the elastic restoring force results.

Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Komponente einer optischen Einrichtung und einer Manipulationseinrichtung zum aktiven Manipulieren der Komponente entlang einer Wirkrichtung, wobei die Manipulationseinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes elektroaktives Polymerelement als Manipulationselement umfasst. Das Manipulationselement ist mit einer Steuereinrichtung verbindbar, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation der Komponente mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Das Manipulationselement ist in wenigstens einem Betriebszustand in einer Richtung, die parallel zu der Wirkrichtung verläuft, mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt.One second subject of the present invention is an arrangement especially for microlithography, with one component an optical device and a manipulation device for actively manipulating the component along a direction of action, wherein the manipulation device at least one with the component connected electroactive polymer element as a manipulation element includes. The manipulation element is provided with a control device connectable, via which the manipulation element to the controlled Manipulation of the component with an extension of the manipulation element acted upon along the direction of action causing electrical voltage is. The manipulation element is in at least one operating state in a direction parallel to the direction of action, subjected to a tensile stress as a mechanical bias.

Mit dem parallel zur Wirkrichtung auf Zug vor gespannten Manipulationselement lässt sich eine besonders günstige Konstellation erzielen, da hiermit in dem Manipulationselement eine elastische Rückstellkraft mit genau definierter Richtung erzielbar ist, wodurch eine besonders präzise Manipulation möglich wird.With the parallel to the direction of action on train pre-tensioned manipulation element can be a particularly favorable constellation achieve, since hereby in the manipulation element an elastic Return force achievable with a precisely defined direction is, whereby a particularly precise manipulation possible becomes.

Der oben erläuterte Erfindungsgedanke kann in einer Anordnung aus mehreren unterschiedlichen, gegebenenfalls sogar weit voneinander beabstandeten Komponenten realisiert sein. Ebenso ist es aber auch möglich, sie in einer gegebenenfalls integrierten Baueinheit zu realisieren. Hierbei versteht es sich, dass die zu manipulierende Komponente gegebenenfalls wieder aus mehreren Elementen zusammengesetzt sein kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zu manipulierende Komponente neben dem eigentlichen zu manipulierenden Element (beispielsweise einem optisch wirksamen Element) ein beliebig geartetes Getriebe oder dergleichen umfasst. Dieses Getriebe kann dann zwischen das eigentlich zu manipulierende Element und die Manipulationseinrichtung geschaltet sein und die Bewegungen bzw. Kräfte der Manipulationseinrichtung so umsetzen, dass sie in einer von der Wirkrichtung abweichenden Richtung auf das eigentlich zu manipulierende Element übertragen werden.Of the The inventive concept explained above can be arranged in an arrangement from several different, possibly even far from each other be realized spaced components. But it is also possible to realize them in an optionally integrated unit. It is understood that the component to be manipulated optionally again composed of several elements. In particular, it can be provided that the component to be manipulated in addition to the actual element to be manipulated (for example an optically active element) of any kind gear or the like. This transmission can then between the actually element to be manipulated and the manipulation device be connected and the movements or forces of the manipulation device implement so that they differ in one of the direction of effect Direction transferred to the actually manipulated element become.

Entsprechend dem ersten Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein weiterer, dritter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Manipulator, insbesondere für die Anwendung in der Mikrolithographie, mit einem elektroaktiven Polymerelement. Das elektroaktive Polymerelement bildet ein aktives Manipulationselement und ist mit einer Steuereinrichtung verbindbar, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Weiterhin ist eine Vorspanneinrichtung zur Erzeugung einer entlang der Wirkrichtung wirkenden Stellkraft vorgesehen, wobei das Manipulationselement dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem Betriebszustand durch eine elastische Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen die Stellkraft zu erzeugen.According to the first subject of the present invention, therefore, a further, third object of the present invention is a manipulator, in particular for use in microlithography, with an electroactive polymer element. The electroactive polymer element forms an active manipulation element and can be connected to a control device, via which the manipulation element for controlled manipulation can be acted upon by an electrical voltage which causes an expansion of the manipulation element along the direction of action. Furthermore, a biasing means is provided for generating a force acting along the direction of action force, wherein the manipulation element is adapted to, in at least one operating state by an elastic restoring force, a counterforce against the Force to generate.

Entsprechend dem zweiten Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein weiterer, vierter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Manipulator, insbesondere für die Anwendung in der Mikrolithographie, mit einem elektroaktiven Polymerelement. Das elektroaktive Polymerelement bildet ein aktives Manipulationselement und ist mit einer Steuereinrichtung verbindbar, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Weiterhin ist eine Vorspanneinrichtung vorgesehen, die das Manipulationselement in wenigstens einem Betriebszustand in einer Richtung, die parallel zu der Wirkrichtung verläuft, mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt.Corresponding the second subject of the present invention is therefore a Another, fourth subject of the present invention is a manipulator, especially for use in microlithography, with an electroactive polymer element. The electroactive polymer element forms an active manipulation element and is equipped with a control device connectable, via which the manipulation element to the controlled Manipulation with an extension of the manipulation element acted upon along the direction of action causing electrical voltage is. Furthermore, a biasing device is provided, which is the Manipulation element in at least one operating state in one Direction that runs parallel to the direction of action, with a tensile stress applied as a mechanical bias.

Ein fünfter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine entsprechende optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit einer Beleuchtungseinrichtung, einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe und einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats. Die Beleuchtungseinrichtung ist dabei zum Beleuchten des Projektionsmusters ausgebildet, während die optische Elementgruppe zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet ist. Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Maskeneinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung und/oder die Substratseinrichtung umfasst wenigstens eine Anordnung nach dem oben beschriebenen ersten oder zweiten Gegenstand der Erfindung.One Fifth object of the present invention is a corresponding optical imaging device, in particular for microlithography, with a lighting device, a A mask device for receiving a projection pattern comprising Mask, a projection device with an optical element group and a substrate device for receiving a substrate. The Lighting device is to illuminate the projection pattern formed while the optical element group for imaging of the projection pattern is formed on the substrate. The lighting device and / or the mask device and / or the projection device and / or the substrate device comprises at least one arrangement according to the first or second aspect of the invention described above.

Mit dieser optischen Abbildungseinrichtung lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in dem selben Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.With This optical imaging device can be described above Realize variants and advantages to the same extent, so in this respect to the above statements is referenced.

Ein weiterer, sechster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum aktiven Manipulieren einer Komponente einer optischen Einrichtung, insbesondere einer Einrichtung für die Mikrolithographie, bei dem die Komponente über ein Manipulationselement entlang einer Wirkrichtung aktiv manipuliert wird. Das Manipulationselement ist ein elektroaktives Polymerelement, das zur gesteuerten Manipulation der Komponente mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist. Das Manipulationselement erzeugt in wenigstens einem Betriebszustand durch eine elastische Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen eine Stellkraft, wobei sich die Manipulationskraft, welche die Manipulation der Komponente entlang der Wirkrichtung bewirkt, als Resultierende der Stellkraft und der elastischen Rückstellkraft ergibt. Es sei hierbei angemerkt, dass der Begriff "Steuern" in der vorliegenden Anmeldung verallgemeinert verwendet wird und, sofern nicht ausdrücklich anders definiert, sowohl eine Steuern im regelungstechnischen Sinne als auch ein Regeln im regelungstechnischen Sinne bezeichnen kann.One Another, sixth subject of the present invention is a Method for actively manipulating a component of an optical Device, in particular a device for microlithography, at the component along a manipulation element along a direction of action is actively manipulated. The manipulation element is an electroactive polymer element used for controlled manipulation the component having an extension of the manipulation element acted upon along the direction of action causing electrical voltage is. The manipulation element generates in at least one operating state an elastic restoring force a counterforce against a Force, whereby the manipulation force, which is the manipulation the component along the effective direction causes, as a resultant the restoring force and the elastic restoring force results. It should be noted that the term "taxes" in the present application is used in a generalized manner and, unless expressly so otherwise defined, both a tax in the regulatory sense as well as a rule in the regulatory sense.

Ein weiterer, siebter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem eine Beleuchtungseinrichtung ein Projektionsmuster einer Maskeneinrichtung beleuchtet und das Projektionsmuster mittels der optischen Elemente einer Projektionseinrichtung auf ein Substrat einer Substrateinrichtung abgebildet wird. Wenigstens eine Komponente der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Maskeneinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung und/oder der Substratseinrichtung wird dabei mit einem Verfahren gemäß dem sechsten Gegenstand der Erfindung manipuliert.One Another seventh object of the present invention is finally an optical imaging method, in particular for the Microlithography in which a lighting device is a projection pattern a mask device illuminated and the projection pattern means the optical elements of a projection device on a substrate a substrate device is imaged. At least one component of Lighting device and / or the mask device and / or the projection device and / or the substrate device is with a method according to the sixth subject manipulated the invention.

Mit diesen Verfahren lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile ebenfalls in dem selben Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.With This method can be the variants described above and Benefits also to the same extent realize so in this regard, reference is made to the above statements becomes.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims or the following description of preferred embodiments, which refers to the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung, die eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst und mit der sich eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Abbildungsverfahrens durchführen lässt; 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of the optical imaging device according to the invention, which comprises an inventive arrangement and with which a preferred embodiment of the optical imaging method according to the invention can be carried out;

2A ist eine verallgemeinerte schematische Darstellung eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 2A is a generalized schematic representation of part of a preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

2B ist eine schematische Darstellung der Auslenkungs-Spannungs-Kennlinie der Manipulation der manipulierten Komponente der Anordnung aus 2A; 2 B is a schematic representation of the displacement-voltage characteristic of the manipulation the manipulated component of the arrangement 2A ;

2C ist eine schematische Darstellung von Kraft-Auslenkungs-Kennlinie der Anordnung aus 2A; 2C is a schematic representation of force-deflection characteristic of the arrangement 2A ;

2D zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens, welches mit der Abbildungseinrichtung aus 1 durchgeführt wird und bei dem eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum aktiven Manipulieren einer Komponente der Abbildungseinrichtung aus 1 zur Anwendung kommt; 2D shows a flow diagram of a preferred embodiment of the imaging method according to the invention, which with the imaging device from 1 and in which a preferred embodiment of the method for actively manipulating a component of the imaging device 1 is used;

2E ist eine konkretisierte schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1 in einem Ausgangszustand; 2E is a more concrete schematic representation of a preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 in an initial state;

2F ist eine schematische Darstellung der Anordnung aus 2E in einem weiteren Betriebszustand; 2F is a schematic representation of the arrangement 2E in another operating condition;

2G ist eine schematische Darstellung der Auslenkungs-Spannungs-Kennlinie der Manipulation der manipulierten Komponente der Anordnung aus 2E; 2G Figure 12 is a schematic representation of the displacement-voltage characteristic of the manipulation of the manipulated component of the device 2E ;

2H ist eine schematische Darstellung von Kraft-Auslenkungs-Kennlinien der Anordnung aus 2E; 2H is a schematic representation of force-deflection characteristics of the arrangement 2E ;

3 ist eine konkretisierte schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 3 is a more concrete schematic representation of another preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

4A ist eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 4A is a schematic representation of another preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

4B ist eine schematische Darstellung der Auslenkungs-Spannungs-Kennlinie der Manipulation der manipulierten Komponente der Anordnung aus 4A; 4B Figure 12 is a schematic representation of the displacement-voltage characteristic of the manipulation of the manipulated component of the device 4A ;

4C ist eine schematische Darstellung von Kraft-Auslenkungs-Kennlinien der Anordnung aus 4A; 4C is a schematic representation of force-deflection characteristics of the arrangement 4A ;

5A ist eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 5A is a schematic representation of another preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

5B ist eine schematische Darstellung der Auslenkungs-Spannungs-Kennlinie der Manipulation der manipulierten Komponente der Anordnung aus 5A; 5B Figure 12 is a schematic representation of the displacement-voltage characteristic of the manipulation of the manipulated component of the device 5A ;

5C ist eine schematische Darstellung von Kraft-Auslenkungs-Kennlinien der Anordnung aus 5A; 5C is a schematic representation of force-deflection characteristics of the arrangement 5A ;

6 ist eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 6 is a schematic representation of another preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

7 ist eine schematische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 7 is a schematic representation of another preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

8A ist eine verallgemeinerte schematische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 8A is a generalized schematic representation of part of a further preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

8B ist eine schematische Darstellung der Auslenkungs-Spannungs-Kennlinie der Manipulation der manipulierten Komponente der Anordnung aus 8A; 8B Figure 12 is a schematic representation of the displacement-voltage characteristic of the manipulation of the manipulated component of the device 8A ;

8C ist eine schematische Darstellung von Kraft-Auslenkungs-Kennlinien der Anordnung aus 8A; 8C is a schematic representation of force-deflection characteristics of the arrangement 8A ;

9A ist eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 9A is a schematic representation of part of a further preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

9B ist eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 9B is a schematic representation of part of a further preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

10 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 10 is a schematic representation of part of a further preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

11 ist ein schematischer Teilschnitt durch die Anordnung aus 10 entlang Linie XI-XI; 11 is a schematic partial section through the arrangement 10 along line XI-XI;

12 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 12 is a schematic representation of part of a further preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

13 ist eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der Abbildungseinrichtung aus 1; 13 is a schematic representation of part of a further preferred embodiment of the inventive arrangement of the imaging device 1 ;

14 ist ein schematischer Teilschnitt durch die Anordnung aus 13 entlang Linie XIV-XIV. 14 is a schematic partial section through the arrangement 13 along line XIV-XIV.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 2H wird im Folgenden eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben, welche in einer erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung für die Mikrolithographie zum Einsatz kommt.With reference to the 1 to 2H In the following, a preferred embodiment of the arrangement according to the invention is described which is used in an optical imaging device according to the invention for microlithography.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Abbildungseinrichtung in Form einer Mikrolithographieeinrichtung 101, die mit Licht im UV-Bereich mit einer Wellenlänge von 193 nm arbeitet. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the optical imaging device according to the invention in the form of a microlithography device 101 , which works with light in the UV range with a wavelength of 193 nm.

Die Mikrolithographieeinrichtung 101 umfasst ein Beleuchtungssystem 102, eine Maskeneinrichtung in Form eines Maskentisches 103, ein optisches Projektionssystem in Form eines Objektivs 104 mit einer optischen Achse 104.1 und eine Substrateinrichtung in Form eines Wafertischs 105. Das Beleuchtungssystem 102 beleuchtet eine auf dem Maskentisch 103 angeordnete Maske 103.1 mit einem – nicht näher dargestellten – Projektionslichtbündel der Wellenlänge 193 nm. Auf der Maske 103.1 befindet sich ein Projektionsmuster, welches mit dem Projektionslichtbündel über die im Objektiv 104 angeordneten optischen Elemente auf ein Substrat in Form eines Wafers 105.1 projiziert wird, der auf dem Wafertisch 105 angeordnet ist.The microlithography device 101 includes a lighting system 102 , a mask device in the form of a mask table 103 , an optical projection system in the form of a lens 104 with an optical axis 104.1 and a substrate means in the form of a wafer table 105 , The lighting system 102 one lights up on the mask table 103 arranged mask 103.1 with a - not shown - projection light beam of wavelength 193 nm. On the mask 103.1 There is a projection pattern, which with the projection light bundle on the in the lens 104 arranged optical elements on a substrate in the form of a wafer 105.1 projected on the wafer table 105 is arranged.

Das Beleuchtungssystem 102 umfasst neben einer – nicht dargestellten – Lichtquelle eine erste Gruppe 106 von optisch wirksamen Komponenten, die unter anderem ein optisches Element 106.1 umfasst. Wegen der Arbeitswellenlänge von 193 nm handelt es sich bei dem optischen Element 106.1 um ein refraktives optisches Element, also eine Linse oder dergleichen.The lighting system 102 includes next to a - not shown - light source a first group 106 of optically active components, including an optical element 106.1 includes. Because of the working wavelength of 193 nm, it is the optical element 106.1 a refractive optical element, ie a lens or the like.

Das Objektiv 104 umfasst eine zweite Gruppe 107 von optisch wirksamen Komponenten, die unter anderem eine Reihe von optischen Elementen, beispielsweise das optische Element 107.1, und eine Blendeneinrichtung 107.2 umfasst. Die optisch wirksamen Komponenten der zweiten Gruppe 107 werden im Gehäuse 104.2 des Objektivs 104 gehalten. Wegen der Arbeitswellenlänge von 193 nm handelt es sich bei dem optischen Element 107.1 um ein refraktives optisches Element, also eine Linse oder dergleichen. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch beliebige andere optische Elemente, beispielsweise reflektive oder diffraktive optische Elemente zum Einsatz kommen können. Ebenso können natürlich auch beliebige Kombinationen solcher optischer Elemente zum Einsatz kommen.The objective 104 includes a second group 107 of optically active components which, inter alia, a number of optical elements, such as the optical element 107.1 , and a diaphragm device 107.2 includes. The optically active components of the second group 107 be in the case 104.2 of the lens 104 held. Because of the working wavelength of 193 nm, it is the optical element 107.1 a refractive optical element, ie a lens or the like. It is understood, however, that in other variants of the invention, any other optical elements, such as reflective or diffractive optical elements can be used. Likewise, of course, any combination of such optical elements can be used.

Die 2A zeigt eine verallgemeinerte und stark schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 108, mit der eine erste Komponente der Abbildungseinrichtung 101, hier die Linse 107.1, hinsichtlich ihrer Position manipuliert werden kann.The 2A shows a generalized and highly schematic view of an arrangement according to the invention 108 , with which a first component of the imaging device 101 , here the lens 107.1 , can be manipulated in terms of their position.

Die Anordnung 108 umfasst hierzu eine Manipulationseinrichtung 109 mit einem Manipulationselement 109.1 und einer damit verbundenen Steuereinrichtung 109.2. Das Manipulationselement 109.1 ist dabei mechanisch zum einen mit der Linse 107.1 und zum anderen mit einer zweiten Komponente 110 in Form einer ersten Halteeinrichtung der Abbildungseinrichtung 101 verbunden. Die Halteeinrichtung 110 ist wiederum mit dem Gehäuse 104.2 des Objektivs 104 verbunden.The order 108 includes a manipulation device for this purpose 109 with a manipulation element 109.1 and an associated control device 109.2 , The manipulation element 109.1 is mechanically on the one hand with the lens 107.1 and secondly with a second component 110 in the form of a first holding device of the imaging device 101 connected. The holding device 110 is in turn with the case 104.2 of the lens 104 connected.

Das Manipulationselement 109.1 ist ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches von der Steuereinrichtung 109.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt werden kann, wodurch sich wenigstens eine Dimension des Manipulationselements 109.1 ändert. Die Mechanismen der durch das angelegte elektrische Feld bedingten Änderung der Abmessungen eines solchen elektroaktiven Polymerelements sind beispielsweise aus den eingangs genannten Veröffentlichungen hinlänglich bekannt, so dass hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.The manipulation element 109.1 is an electroactive polymer element (EAP), which is supplied by the control device 109.2 With an electrical voltage U can be applied, resulting in at least one dimension of the manipulation element 109.1 changes. The mechanisms of the change in the dimensions of such an electroactive polymer element caused by the applied electric field are well known, for example, from the publications cited at the outset, so that they will not be discussed further here.

Das Manipulationselement 109.1 ist in 2A in seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (d. h. U = 0) dargestellt. Das Manipulationselement 109.1 ist so angeordnet, dass es sich bei Anlegen einer Spannung U in einer in Richtung der Wirkachse 109.3 verlaufenden Wirkrichtung gegenüber dem Ausgangszustand verlängert.The manipulation element 109.1 is in 2A in its initial state without voltage applied (ie U = 0) shown. The manipulation element 109.1 is arranged so that when applying a voltage U in one in the direction of the axis of action 109.3 extended effective direction compared to the initial state extended.

Das Manipulationselement 109.1 wird in seinem Ausgangszustand unter anderem durch die in Richtung der Wirkachse 109.3 wirkende Gewichtskraft G der Linse 107.1 belastet, sodass das Manipulationselement 109.1 eine elastische Dehnung in Richtung der Wirkachse 109.3 erfährt. Dementsprechend übt das Manipulationselement 109.1 in Richtung der Wirkachse 109.3 eine entgegen der Gewichtskraft G gerichtete elastische Rückstellkraft F1 auf die Linse 107.1 aus, wie dies 2A zu entnehmen ist.The manipulation element 109.1 is in its initial state, inter alia, by the direction of the axis of action 109.3 acting weight G of the lens 107.1 loaded so that the manipulation element 109.1 an elastic strain in the direction of the axis of action 109.3 experiences. Accordingly, the manipulation element exercises 109.1 in the direction of the axis of action 109.3 a directed against the weight G elastic restoring force F 1 on the lens 107.1 out, like this 2A can be seen.

Bei dem elektroaktiven Polymerelement (EAP) 109.1 kann es sich beispielsweise um ein so genanntes elektrostriktives Polymerelement handeln, bei dem sich die Polymerstruktur durch das angelegte elektrische Feld verändert und so die Längenänderung bewirkt. Ebenso kann es sich um ein so genanntes dielektrisches Elastomerelement handeln, bei dem die Längenänderung mechanisch durch die elektrostatischen Anziehungskräfte zweier Elektroden bewirkt wird, zwischen denen das Polymer angeordnet ist. Gegebenenfalls sind auch Kombinationen dieser Elementtypen möglich.In the electroactive polymer element (EAP) 109.1 it may be, for example, a so-called electrostrictive polymer element in which the polymer structure is changed by the applied electric field and thus causes the change in length. Likewise, it may be a so-called dielectric elastomer element, in which the change in length is effected mechanically by the electrostatic attraction forces of two electrodes, between which the polymer is arranged. Optionally, combinations of these types of elements are possible.

Die Anordnung 108 umfasst weiterhin eine Einrichtung 111, die einerseits ebenfalls mit der Linse 107.1 und andererseits mit einer zweiten Halteeinrichtung 112 der Abbildungseinrichtung 101 verbunden ist. Die zweite Halteeinrichtung 112 ist wiederum der mit dem Gehäuse 104.2 des Objektivs 104 verbunden. Die Einrichtung 111 übt in Richtung der Wirkachse 109.31 weitere Kraft F2 auf die Linse 107.1 aus.The order 108 also includes a device 111 on the one hand also with the lens 107.1 and on the other hand with a second holding device 112 the imaging device 101 connected is. The second holding device 112 is in turn the one with the case 104.2 of the lens 104 connected. The device 111 exercises in the direction of the axis of action 109.31 further force F 2 on the lens 107.1 out.

Je nach ihrer Gestaltung kann es sich bei der Einrichtung 111 um eine Vorspanneinrichtung handeln, deren Kraft F2 in Richtung der Gewichtskraft G wirkt und somit das Manipulationselement 109.1 zusätzlich vorspannt (die in 2A dargestellte Kraft F2 hat dann einen positiven Betrag). Ebenso kann es sich bei der Einrichtung 111 um eine Stützeinrichtung handeln, deren Kraft F2 entgegen der Gewichtskraft G wirkt und somit zumindest einen Teil der Gewichtskraft der Linse 107.1 kompensiert und somit das Manipulationselement 109.1 entlastet (die in 2A dargestellte Kraft F2 hat dann einen negativen Betrag).Depending on their design, it may be in the device 111 to act a biasing device whose force F 2 acts in the direction of the weight G and thus the manipulation element 109.1 additionally pretensions (the in 2A shown force F 2 then has a positive amount). Similarly, it may be at the device 111 to act a support means whose force F 2 acts against the weight G and thus at least a part of the weight of the lens 107.1 compensates and thus the manipulation element 109.1 relieved (the in 2A shown force F 2 then has a negative amount).

In jedem Fall ist die Einrichtung 111 so gestaltet, dass das Manipulationselement 109.1 im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 in jedem Betriebszustand in Richtung der Wirkachse 109.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Es versteht sich jedoch, dass eine solche Einrichtung 111 bei anderen Varianten der Erfindung auch fehlen kann. In diesem Fall wird die mechanische Zugvorspannung des Manipulationselements dann alleine durch die Gewichtskraft G der zu manipulierenden Komponente erzielt.In any case, the device is 111 designed so that the manipulation element 109.1 in normal operation of the imaging device 101 in each operating state in the direction of the axis of action 109.3 is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. It is understood, however, that such a device 111 may be absent in other variants of the invention. In this case, the mechanical tension bias of the manipulation element is then achieved solely by the weight G of the component to be manipulated.

Durch die Zugspannung als mechanische Vorspannung wird das Manipulationselement 109.1 des Manipulators 109 erfindungsgemäß nicht unmittelbar dazu benutzt, die Manipulationskraft zum Manipulieren der Linse 107.1 zu erzeugen, sondern es wird die jeweilige elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 109.1 als Gegenkraft für die Stellkraft S genutzt, die sich entlang der Wirkachse 109.3 als Resultierende der Gewichtskraft G der Linse 107.1 und der Kraft F2 der Einrichtung 111 ergibt. S = G + F2. (1) Due to the tensile stress as a mechanical bias is the manipulation element 109.1 of the manipulator 109 not directly used according to the invention, the manipulation force for manipulating the lens 107.1 to produce, but it will be the respective elastic restoring force F 1 of the manipulation member 109.1 used as a counterforce for the force S, extending along the axis of action 109.3 as a resultant of the weight G of the lens 107.1 and the force F 2 of the device 111 results. S = G + F 2 , (1)

Die resultierende Manipulationskraft FM, welche die gewünschte Manipulation der Linse 107.1 entlang der Wirkachse 109.3 bewirkt, ergibt sich dann aus der Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 109.1 und der Stellkraft S zu: FM = S – F1. (2) The resulting manipulation force F M which the desired manipulation of the lens 107.1 along the axis of action 109.3 causes, then results from the restoring force F 1 of the manipulation element 109.1 and the force S to: F M = S - F 1 , (2)

Mit anderen Worten wird das Manipulationselement 109.1 erfindungsgemäß nicht selbst zum Generieren der Manipulationskraft FM genutzt, sondern dient vielmehr als Steuerelement für die Manipulationskraft FM, indem es über seine elastische Rückstellkraft F1 die resultierende Manipulationskraft FM beeinflusst.In other words, the manipulation element becomes 109.1 not used according to the invention for generating the manipulation force F M , but rather serves as a control element for the manipulation force F M , in that it influences the resulting manipulation force F M via its elastic restoring force F 1 .

Die erfindungsgemäßen Lösung hat den Vorteil, dass die als Zugkraft wirkende elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 109.1 trotz dessen geringer lateraler Steifigkeit eine genau definierte Wirkrichtung aufweist, sodass eine Manipulation mit hoher Präzision möglich ist.The solution according to the invention has the advantage that acting as a tensile elastic restoring force F 1 of the manipulation element 109.1 despite its low lateral stiffness has a well-defined effective direction, so that a manipulation with high precision is possible.

Im statischen Zustand (Manipulationskraft FM = 0) ergibt sich das Kräftegleichgewicht aus den an der Linse 107.1 als erster Komponente wirkenden Kräften jeweils zu: G = F1 – F2. (3) In the static state (manipulation force F M = 0), the balance of forces results from those at the lens 107.1 forces acting as the first component in each case: G = F 1 - F 2 , (3)

Im Folgenden wird zunächst vereinfachend davon ausgegangen, dass ohne angelegte elektrische Spannung U eine lineare Beziehung zwischen einer an das jeweilige Manipulationselement angelegten Zugkraft und der sich daraus ergebenden Längenänderung des Manipulationselements besteht, das Manipulationselement sich mithin also wie eine Feder mit einer Federkonstanten c1 verhält. Eine solche lineare Beziehung beschreibt das Verhalten von elektroaktiven Polymeren nur annäherungsweise, für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung reicht dies jedoch aus.In the following, it will initially be simplified assuming that without an applied electrical voltage U there is a linear relationship between a tensile force applied to the respective manipulation element and the resulting change in length of the manipulation element, ie the manipulation element behaves like a spring with a spring constant c 1 . Such a linear relationship only approximates the behavior of electroactive polymers, but for purposes of the present description this is sufficient.

Im Ausgangszustand (U = 0) gilt dabei mit der Federkonstanten c1 des Manipulationselements 109.1, der aus der elastischen Dehnung resultierenden statischen Längenänderung Δs0 des Manipulationselements 109.1 und der Kraft F2(Δs0) der Einrichtung 111: G = c1·Δs0 – F2(Δs0). (4) In the initial state (U = 0), the spring constant c 1 of the manipulation element applies 109.1 , resulting from the elastic strain static change in length Δs 0 of the manipulation element 109.1 and the force F 2 (Δs 0 ) of the device 111 : G = c 1 · .DELTA.s 0 - F 2 (.DELTA.s 0 ). (4)

In einem weiteren Betriebszustand legt die Steuereinrichtung 109.2 an das Manipulationselement 109.1 eine Spannung U ≠ 0 an, sodass eine weitere Auslenkung Δs des Manipulationselements 109.1 erzielt wird. Hierbei verändert sich die Federkonstante des Manipulationselements 109.1 und damit die aus seiner Dehnung resultierende Rückstellkraft, was hier durch einen Korrekturwert K berücksichtigt werden soll. Für die Rückstellkraft gilt hierbei F1 = c1·(Δs0 + Δs) – K. (5) In a further operating state, the control device sets 109.2 to the manipulation element 109.1 a voltage U ≠ 0, so that a further deflection Δs of the manipulation element 109.1 is achieved. Here, the spring constant of the manipulation element changes 109.1 and thus the restoring force resulting from its expansion, which should be taken into account here by a correction value K. For the restoring force applies here F 1 = c 1 · (.DELTA.s 0 + Δs) - K. (5)

Dabei berechnet sich der Korrekturwert K zu: K = V(s)·U, (6)wobei V(s) die für das jeweilige Manipulationselement bekannte bzw. einfach ermittelbare, von der aktuellen Länge s des Manipulationselements abhängige Empfindlichkeit des Manipulationselements 109.1 (in NN) und U die angelegte Spannung (in V) bezeichnet.The correction value K is calculated as follows: K = V (s) * U, (6) where V (s) is the sensitivity of the manipulation element that is known or easily determinable for the respective manipulation element and is dependent on the current length s of the manipulation element 109.1 (in NN) and U denotes the applied voltage (in V).

Weiterhin ergibt sich zum einen aufgrund der anliegenden Spannung U eine Längenänderung ΔIU1 des Manipulationselements 109.1. Zum anderen ergibt sich wiederum eine aus der Belastung resultierende elastische Längenänderung ΔIF1 des Manipulationselements 109.1, wobei für die Gesamtauslenkung s des Manipulationselements 109.1 gilt: s = ΔlU1 + ΔlF1 = Δs0 + Δs. (7) Furthermore, on the one hand, due to the applied voltage U, there is a change in length ΔI U1 of the manipulation element 109.1 , On the other hand, in turn results in a load resulting from the elastic elastic change ΔI F1 of the manipulation element 109.1 , wherein for the total deflection s of the manipulation element 109.1 applies: s = Δl U1 + Δl F1 = Δs 0 + Δs. (7)

Aus dem Kräftegleichgewicht im statischen Zustand ergibt sich dann mit der Kraft F2(Δs0 + Δs) der Einrichtung 111 wiederum: G = c1·(Δs0 + Δs) – K – F2(Δs0 + Δs). (8) From the equilibrium of forces in the static state then results with the force F 2 (Δs 0 + Δs) of the device 111 in turn: G = c 1 · (.DELTA.s 0 + Δs) - K - F 2 (.DELTA.s 0 + Δs). (8th)

Setzt man die Gleichung (8) nunmehr in die Gleichung (4) ein und löst diese nach der Längenänderung Δs auf, so erhält man:

Figure 00150001
wobei ΔF2(Δs) die aus der Längenänderung Δs resultierende Änderung der Kraft der Einrichtung 111 ist, d. h. ΔF2(Δs) = F2(Δs0 + Δs) – F2(Δs0). Hieraus ergibt sich wiederum
Figure 00150002
Substituting the equation (8) now in the equation (4) and solves this after the change in length Δs, we obtain:
Figure 00150001
wherein .DELTA.F 2 (.DELTA.s) resulting from the change in length .DELTA.s change in the power of the device 111 is, ie, ΔF 2 (Δs) = F 2 (Δs 0 + Δs) - F 2 (Δs 0 ). This in turn results
Figure 00150002

Mit anderen Worten lässt sich also in Abhängigkeit von der Charakteristik der Kraft F2 und der Empfindlichkeit V(s) für eine vorgegebene Auslenkung Δs eine erforderliche an das Manipulationselement 109.1 anzulegende Spannung U ermitteln, mit der das Kräftegleichgewicht hergestellt werden kann.In other words, depending on the characteristic of the force F 2 and the sensitivity V (s) for a given deflection .DELTA.s, a required force is applied to the manipulation element 109.1 determine voltage U to be applied, with which the balance of power can be established.

Um eine genau definierte Manipulation der Komponente 107.1 zu erzielen, kann eine mit der Steuereinrichtung 109.2 verbundene Erfassungseinrichtung 109.4 vorgesehen sein, welche die tatsächliche Manipulation der Komponente 107.1 erfasst und ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 109.2 liefert, welches diese Information dann bei der Ansteuerung des Manipulationselements 109.1 nutzt.To a well-defined manipulation of the component 107.1 To achieve, one can use the control device 109.2 connected detection device 109.4 be provided, which is the actual manipulation of the component 107.1 detected and a corresponding signal to the controller 109.2 supplies, which this information then in the control of the manipulation element 109.1 uses.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung 111 eine steuerbare Charakteristik der Kraft F2 aufweist. Um diese Charakteristik der Kraft F2 zu steuern, kann die Einrichtung 111 ebenfalls mit der Steuereinrichtung 109.2 verbunden sein.Furthermore, it can be provided that the device 111 has a controllable characteristic of the force F 2 . To control this characteristic of the force F 2 , the device can 111 also with the control device 109.2 be connected.

Die 2B zeigt für einen Fall mit einer als Vorspanneinrichtung wirkenden mechanischen Federeinrichtung 111 (die in 2A dargestellte Kraft F2 hat dann einen positiven Betrag) in Form der Charakteristik 113 schematisch den Zusammenhang zwischen der Spannung U, welche die Steuereinrichtung 109.2 an das Manipulationselement 109.1 anlegt, und der Auslenkung Δs des Manipulationselements 109.1 und damit der Linse 107.1.The 2 B shows for a case with acting as a biasing device mechanical spring means 111 (in the 2A shown force F 2 then has a positive amount) in the form of the characteristic 113 schematically the relationship between the voltage U, which the control device 109.2 to the manipulation element 109.1 applies, and the deflection Δs of the manipulation element 109.1 and with it the lens 107.1 ,

Die 2C zeigt für diesen Fall den Zusammenhang zwischen der elastischen Rückstellkraft F1 bzw. der Stellkraft S = G + F2 und der Auslenkung s des Manipulationselements 109.1. Dabei ist in 2C die jeweilige Rückstellkraft F1 für drei unterschiedliche elektrische Spannungen U dargestellt, nämlich die Rückstellkraft F1(U = 0) für eine Spannung U = 0 (durchgezogene Linie), die Rückstellkraft F1(U1) für eine Spannung U1 > 0 (strichpunktierte Linie) und die Rückstellkraft F1(U2) für eine Spannung U2 > U1 (strichzweipunktierte Linie).The 2C shows for this case the relationship between the elastic restoring force F 1 and the actuating force S = G + F 2 and the deflection s of the manipulation element 109.1 , It is in 2C the respective restoring force F 1 for three different electrical voltages U shown, namely the restoring force F 1 (U = 0) for a voltage U = 0 (solid line), the restoring force F 1 (U 1 ) for a voltage U 1 > 0 ( dot-dash line) and the restoring force F 1 (U 2 ) for a voltage U 2 > U 1 (two-dot chain line).

Wie der 2C zu entnehmen ist, besitzt die als Vorspanneinrichtung wirkende Einrichtung 111 (ähnlich dem Manipulationselement 109.1) die Charakteristik F2 einer einfachen elastischen Feder mit einer Federkonstante c2, wobei die Federkraft F2 mit zunehmender Auslenkung s sinkt, mithin also gilt: F2(Δs0 + Δs) = F2(0) – c2·(Δs0 + Δs), (11)wobei F2(0) die Vorspannkraft der Einrichtung 111 im unbelasteten Zustand des Manipulationselements 109.1 (Auslenkung s = 0) bezeichnet, bzw.: ΔF2(Δs) = –c2·Δs, (12) Again 2C can be seen, has acting as a biasing device 111 (similar to the manipulation element 109.1 ) the characteristic F 2 of a simple elastic spring with a spring constant c 2 , wherein the spring force F 2 decreases with increasing deflection s, thus therefore: F 2 (.DELTA.s 0 + Δs) = F 2 (0) - c 2 · (.DELTA.s 0 + Δ s ), (11) where F 2 (0) is the biasing force of the device 111 in the unloaded state of the manipulation element 109.1 (Deflection s = 0), respectively: .DELTA.F 2 (Δs) = -c 2 · Δs, (12)

Für die Auslenkung Δs ergibt sich dann aus der Gleichung (9) und (12):

Figure 00170001
For the deflection .DELTA.s then results from the equation (9) and (12):
Figure 00170001

Auf der rechten Seite des Schnittpunkts P(U = 0) zwischen der Charakteristik der Stellkraft S und der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) bei der elektrischen Spannung U = 0 befindet sich der Betriebsbereich B der Anordnung 108. Hier liegen auf der Charakteristik der Stellkraft S die Betriebspunkte, in denen die Anordnung 108 zur Manipulation der Linse 107.1 betrieben werden kann. Wie der 2C zu entnehmen ist, lässt sich in diesem Betriebsbereich B für jeden Betriebspunkt P(U) der Stellkraft S mit einer Auslenkung s = Δs0 + Δs eine Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei einer elektrischen Spannung U ≠ 0 ermitteln, welche die Charakteristik der Stellkraft S in diesem Betriebspunkt schneidet, sodass Kräftegleichgewicht S = F1(U) herrscht. In 2C ist dies am Beispiel der Betriebspunkte P(U1) für die elektrische Spannung U1 und P(U2) für die elektrische Spannung U2 dargestellt.On the right side of the point of intersection P (U = 0) between the characteristic of the actuating force S and the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) at the electrical voltage U = 0 is the operating range B of the arrangement 108 , Here lie on the characteristic of the force S, the operating points in which the arrangement 108 for manipulation of the lens 107.1 can be operated. Again 2C can be seen, can be in this operating range B for each operating point P (U) of the actuating force S with a deflection s = Δs 0 + Δs a characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device 109.1 determine at an electrical voltage U ≠ 0, which intersects the characteristic of the force S in this operating point, so that equilibrium of forces S = F 1 (U) prevails. In 2C this is illustrated by the example of the operating points P (U 1 ) for the electrical voltage U 1 and P (U 2 ) for the electrical voltage U 2 .

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass die Anordnung des Manipulationselements 109.1 bei anderen Varianten der Erfindung nichtzwingend so sein muss, dass die Richtung seiner Wirkachse 109.3 mit der Richtung der auf die erste Komponente 107.1 wirkenden Gravitationskraft G und/oder der Richtung der Kraft F2 der Einrichtung 111 zusammenfallen muss. Vielmehr können diese Richtungen jeweils auch beliebig zueinander orientiert sein. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn zwischen das Manipulationselement 109.1 und das eigentlich zu manipulierende Element ein entsprechendes Getriebe geschaltet ist. Ebenso ist es nicht zwingend, dass die Wirkachse 109.3 wie im gezeigten Beispiel parallel zur optischen Achse 104.1 des Objektivs 104 verläuft. Vielmehr kann auch eine beliebige andere Orientierung der Wirkachse 109.3 bezüglich der optischen Achse 104.1 des Objektivs 104 vorgesehen sein.It is understood in this context that the arrangement of the manipulation element 109.1 in other variants of the invention, it is not necessary for it to be so that the direction of its axis of action 109.3 with the direction of the first component 107.1 acting gravitational force G and / or the direction of the force F 2 of the device 111 must coincide. Rather, these directions can each be oriented to each other as desired. This may be the case, in particular, if between the manipulation element 109.1 and the element actually to be manipulated is connected to a corresponding transmission. Likewise, it is not mandatory that the axis of action 109.3 as in the example shown, parallel to the optical axis 104.1 of the lens 104 runs. Rather, also any other orientation of the axis of action 109.3 with respect to the optical axis 104.1 of the lens 104 be provided.

2D zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abbildungsverfahrens, welches mit der Abbildungseinrichtung 101 durchgeführt wird und bei dem eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum aktiven Manipulieren einer Komponente der Abbildungseinrichtung 101 zur Anwendung kommt. 2D shows a flow diagram of a preferred embodiment of the imaging method according to the invention, which with the imaging device 101 and in which a preferred embodiment of the method for actively manipulating a component of the imaging device 101 is used.

Zunächst wird in einem Schritt 114.1 der Verfahrensablauf des Mikrolithographieverfahrens gestartet. In einem Schritt 114.2 wird dann die Mikrolithographieeinrichtung 101 aus 1 zur Verfügung gestellt.First, in one step 114.1 started the procedure of the microlithography process. In one step 114.2 then becomes the microlithography device 101 out 1 made available.

In einem Abbildungsschritt 114.3 erfolgt zunächst in einem Schritt 114.4 gemäß bestimmten Vorgaben eine Manipulation der Komponente 107.1. Hierzu beaufschlagt die Steuereinrichtung 109.2, wie oben beschrieben, das Manipulationselement 109.1 mit einer entsprechenden Spannung U, um so die gewünschte Manipulation der Komponente 107.1 zu erzielen.In a picture step 114.3 takes place first in one step 114.4 according to certain specifications, a manipulation of the component 107.1 , For this purpose, the control device acts on 109.2 as described above, the manipulation element 109.1 with a corresponding voltage U, so as to achieve the desired manipulation of the component 107.1 to achieve.

In einem weiteren Schritt 114.5 wird dann das Substrat 105.1 positioniert und belichtet. Nachfolgend wird in einem Schritt 114.6 überprüft, ob noch ein weiterer Abbildungsschritt durchzuführen ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Verfahrensablauf in dem Schritt 114.7 beendet. Andernfalls wird zurück zu dem Schritt 114.3 gesprungen.In a further step 114.5 then becomes the substrate 105.1 positioned and exposed. The following will be in one step 114.6 checks whether another imaging step is yet to be performed. If this is not the case, the procedure in the step 114.7 completed. Otherwise it will go back to the step 114.3 jumped.

Es versteht sich hierbei, dass in dem Abbildungsschritt 114.3 eine kontinuierliche Regelung der Manipulation der Komponente 107.1 parallel zur Positionierung und Belichtung des Substrats 105.1 erfolgen kann, mithin also während der Regelung der Manipulation der Komponente 107.1 und der Position des Substrats 105.1 ständig eine Belichtung erfolgt. Die Schritte 114.4 und 114.5 können somit gleichzeitig ablaufen.It is understood that in the imaging step 114.3 a continuous regulation of the manipulation of the component 107.1 parallel to the positioning and exposure of the substrate 105.1 can take place, thus during the regulation of the manipulation of the component 107.1 and the position of the substrate 105.1 constantly an exposure takes place. The steps 114.4 and 114.5 can thus run simultaneously.

Die 2E zeigt eine stärker konkretisierte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 108 in ihrem Ausgangszustand. Wie 2E zu entnehmen ist, umfasst die Manipulationseinrichtung 109 drei gleichmäßig außen am Umfang der Linse 107.1 verteilte, identisch aufgebaute Manipulationselemente 109.1. Über die Manipulationselemente 109.1 ist die Linse 107.1 an einem Haltering 110 aufgehängt, der wiederum mit dem (nicht dargestellten) Gehäuse 104.2 des Objektivs 104 verbunden ist.The 2E shows a more detailed schematic representation of the arrangement according to the invention 108 in their initial state. As 2E can be seen, includes the manipulation device 109 three evenly outside the circumference of the lens 107.1 Distributed, identically structured manipulation elements 109.1 , About the manipulation elements 109.1 is the lens 107.1 on a retaining ring 110 suspended, in turn, with the (not shown) housing 104.2 of the lens 104 connected is.

Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die Manipulationselemente nicht gleichmäßig am Umfang des optischen Elements angeordnet sind und/oder nicht identisch aufgebaut sind. Ebenso kann natürlich auch eine andere Anzahl von Manipulationselementen vorgesehen sein.It It should be understood that in other variants of the invention It can also be provided that the manipulation elements are not evenly arranged on the circumference of the optical element are and / or not constructed identically. Likewise, of course Also be provided a different number of manipulation elements.

Die Einrichtung 111 ist in diesem Beispiel als Stützeinrichtung ausgebildet und umfasst ebenfalls drei identisch aufgebaute elastische Federanordnungen 111.1. Jeweils eine der Federanordnungen 111.1 ist einem der Manipulationselemente 109.1 zugeordnet und kinematisch parallel zu diesem angeordnet. Die Federanordnungen 111.1 sind so angeordnet und ausgebildet, dass ihre Wirkachsen 111.2 im Wesentlichen kollinear zur Wirkachse 109.3 des jeweiligen Manipulationselements 109.1 verläuft. Hierdurch wird zum einen eine besonders kompakte Anordnung erzielt, die wenig Bauraum einnimmt. Zum anderen kann man ihr mit eine Anordnung realisieren, bei der die Kräfte an der Linse 107.1 nach Art einer vorteilhaften Dreipunktlagerung an drei definierten Punkten angreifen.The device 111 is formed in this example as a support means and also includes three identically constructed elastic spring assemblies 111.1 , Each one of the spring arrangements 111.1 is one of the manipulation elements 109.1 assigned and arranged kinematically parallel to this. The spring arrangements 111.1 are arranged and designed so that their axes of action 111.2 essentially collinear to the axis of action 109.3 of the respective manipulation element 109.1 runs. As a result, on the one hand a particularly compact arrangement is achieved, which occupies little space. On the other hand, you can realize it with an arrangement in which the forces on the lens 107.1 attack in the manner of an advantageous three-point storage at three defined points.

Die Federanordnungen 111.1 sind so ausgelegt, dass sie in dem in 2E dargestellten Ausgangszustand (U = 0) einen Teil der Gewichtskraft G der Linse 107.1 kompensieren. Hierzu sind die Federanordnungen 111.1 gegenüber ihrem lastfreien Zustand jeweils um den Betrag Δs0 ausgelenkt, sodass jede Federanordnung 111.1 eine Teilstützkraft in Form einer elastischen Rückstellkraft F2i(Δs0) = –c2·Δs0. (14)auf die Linse 107.1 ausübt.The spring arrangements 111.1 are designed to be in the in 2E illustrated initial state (U = 0) a part of the weight G of the lens 107.1 compensate. These are the spring arrangements 111.1 each deflected relative to their load-free state by the amount Δs 0 , so that each spring assembly 111.1 a partial support force in the form of an elastic restoring force F 2i (.DELTA.s 0 ) = -C 2 · .DELTA.s 0 , (14) on the lens 107.1 exercises.

Der übrige Teil der Gewichtskraft G der Linse 107.1 wird durch die aus einer elastischen Deformation der Manipulationselemente 109.1 resultierende Rückstellkraft F1 aufgenommen, sodass die Manipulationselemente 109.1 in dem Ausgangszustand (U = 0) jeweils mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt sind. Dabei übt jedes Manipulationselement 109.1 eine Rückstellkraft F1i(Δs0) = –c1·ΔlF1(Δs0). (15)auf die Linse 107.1 aus.The remaining part of the weight G of the lens 107.1 is characterized by from an elastic deformation of the manipulation elements 109.1 resulting restoring force F 1 recorded so that the manipulation elements 109.1 in the initial state (U = 0) are each subjected to a tensile stress as mechanical bias. It exercises every manipulation element 109.1 a restoring force F 1i (.DELTA.s 0 ) = -C 1 · .DELTA.l F1 (.DELTA.s 0 ). (15) on the lens 107.1 out.

Die Steuereinrichtung 109.2 ist mit den Manipulationselementen 109.1 verbunden und kann diese jeweils mit einer vorgegebenen Spannung U beaufschlagen. Ist dies der Fall, erfährt das jeweilige die Manipulationselement 109.1 in Abhängigkeit von der jeweils angelegten Spannung U eine Längenänderung ΔIU1, sodass es zu einer Verschiebung der Linse 107.1 kommt. Hiermit ist eine Manipulation der Position der Linse 107.1 mit drei Freiheitsgraden (Translation entlang der z-Achse, Rotation um die x- und y-Achse) möglich.The control device 109.2 is with the manipulation elements 109.1 connected and can each apply a predetermined voltage U. If this is the case, the respective learns the manipulation element 109.1 as a function of the respectively applied voltage U a change in length .DELTA.I U1 , so that there is a shift of the lens 107.1 comes. This is a manipulation of the position of the lens 107.1 with three degrees of freedom (translation along the z-axis, rotation about the x- and y-axis) possible.

Die 2F zeigt die Anordnung 108 in einem weiteren Betriebszustand, in dem die Linse 107.1 gegenüber dem in 2E gezeigten Ausgangszustand (U = 0, s = Δs0) um den Betrag Δs abgesenkt ist.The 2F shows the arrangement 108 in another operating state, in which the lens 107.1 opposite to the 2E shown output state (U = 0, s = Δs 0 ) is lowered by the amount Δs.

Die 2G zeigt für die Anordnung 108 aus 2E in Form der Charakteristik 113 schematisch den Zusammenhang zwischen der Spannung U, welche die Steuereinrichtung 109.2 an das jeweilige Manipulationselement 109.1 anlegt, und der Auslenkung Δs des Manipulationselements 109.1 und damit der Linse 107.1.The 2G shows for the arrangement 108 out 2E in the form of the characteristic 113 schematically the relationship between the voltage U, which the control device 109.2 to the respective manipulation element 109.1 applies, and the deflection Δs of the manipulation element 109.1 and with it the lens 107.1 ,

Die 2H zeigt für diesen Fall den Zusammenhang zwischen der Summe F1 = ΣF1i der elastischen Rückstellkräfte F1i der Manipulationselemente 109.1 bzw. der Stellkraft S = G + F2 = G + ΣF2i und der Auslenkung s. Dabei ist in 2H die jeweilige Rückstellkraft F1 für drei unterschiedliche elektrische Spannungen U dargestellt, nämlich die Rückstellkraft F1(U = 0) für eine Spannung U = 0 (durchgezogene Linie), die Rückstellkraft F1(U1) für eine Spannung U1 > 0 (strichpunktierte Linie) und die Rückstellkraft F1(U2) für eine Spannung U2 > U1 (strichzweipunktierte Linie).The 2H shows for this case the relationship between the sum F 1 = ΣF 1i of the elastic restoring forces F 1i of the manipulation elements 109.1 or the force S = G + F 2 = G + ΣF 2i and the deflection s. It is in 2H the respective restoring force F 1 for three different electrical voltages U shown, namely the restoring force F 1 (U = 0) for a voltage U = 0 (solid line), the restoring force F 1 (U 1 ) for a voltage U 1 > 0 ( dot-dash line) and the restoring force F 1 (U 2 ) for a voltage U 2 > U 1 (two-dot chain line).

Wie der 2H zu entnehmen ist, besitzt die als Stützeinrichtung wirkende Einrichtung 111 (ähnlich dem Manipulationselement 109.1) die Charakteristik ΣF2i einer einfachen elastischen Feder mit einer Federkonstante Σc2i, wobei der Betrag der Federkraft ΣF2i mit zunehmender Auslenkung s steigt, sodass bei einer bestimmten Auslenkung die Gewichtskraft G der Linse 107 vollständig kompensiert wird (S = 0). Es gilt also auch hier entsprechend Gleichung (11): ΣF2i(Δs0 + Δs) = ΣF2i(0) – Σc2i·(Δs0 + Δs), (16)wobei ΣF2i(0) die Vorspannkraft der Einrichtung 111 im unbelasteten Zustand des Manipulationselements 109.1 (Auslenkung s = 0) bezeichnet (und in der Regel ebenfalls einen negativen Wert aufweist), bzw. entsprechend Gleichung (12): ΔΣF2(Δs)= –Σc2·Δs, (17) Again 2H can be seen, has the acting as a support device 111 (similar to the manipulation element 109.1 ) the characteristic ΣF 2i of a simple elastic spring with a spring constant Σc 2i , wherein the amount of the spring force ΣF 2i increases with increasing deflection s, so that at a certain deflection the weight G of the lens 107 is completely compensated (S = 0). It is therefore also here according to equation (11): ΣF 2i (.DELTA.s 0 + Δs) = ΣF 2i (0) - Σc 2i · (.DELTA.s 0 + Δ s (16) where ΣF 2i (0) is the biasing force of the device 111 in the unloaded state of the manipulation element 109.1 (Deflection s = 0) (and usually also has a negative value), or according to equation (12): ΔΣF 2 (Δs) = -Σc 2 · Δs, (17)

Für die Auslenkung Δs ergibt sich dann aus der Gleichung (9) und (17):

Figure 00200001
For the deflection .DELTA.s then results from the equation (9) and (17):
Figure 00200001

Auf der rechten Seite des Schnittpunkts P(U = 0) zwischen der Charakteristik der Stellkraft S und der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) bei der elektrischen Spannung U = 0 befindet sich wiederum der Betriebsbereich B der Anordnung 108. Hier liegen auf der Charakteristik der Stellkraft S die Betriebspunkte, in denen die Anordnung 108 zur Manipulation der Linse 107.1 betrieben werden kann. Wie der 2H zu entnehmen ist, lässt sich in diesem Betriebsbereich B für jeden Betriebspunkt P(U) der Stellkraft S mit einer Auslenkung s = Δs0 + Δs eine Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei einer elektrischen Spannung U ≠ 0 ermitteln, welche die Charakteristik der Stellkraft S in diesem Betriebspunkt schneidet, sodass Kräftegleichgewicht S = F1(U) herrscht. In 2H ist dies am Beispiel der Betriebspunkte P(U1) für die elektrische Spannung U1 und P(U2) für die elektrische Spannung U2 dargestellt.On the right side of the point of intersection P (U = 0) between the characteristic of the actuating force S and the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) at the electrical voltage U = 0 is again the operating range B of the arrangement 108 , Here lie on the characteristic of the force S, the operating points in which the arrangement 108 for manipulation of the lens 107.1 can be operated. Again 2H can be seen, can be in this operating range B for each operating point P (U) of the actuating force S with a deflection s = Δs 0 + Δs a characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device 109.1 determine at an electrical voltage U ≠ 0, which intersects the characteristic of the force S in this operating point, so that equilibrium of forces S = F 1 (U) prevails. In 2H this is illustrated by the example of the operating points P (U 1 ) for the electrical voltage U 1 and P (U 2 ) for the electrical voltage U 2 .

Die Steuereinrichtung 109.2 steuert die Manipulationselemente 109.1 gemäß entsprechenden Vorgaben, beispielsweise zur Korrektur von erfassten Abbildungsfehlern des Objektivs 104 an. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 109.2 die Signale der Erfassungseinrichtung 109.4, welche die tatsächliche Manipulation der Linse 107.1 erfasst. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung 109.4 beispielsweise direkt einen Abbildungsfehler des Objektivs 104 erfasst und die Ansteuerung der Manipulationselemente direkt in Abhängigkeit von diesem erfassten Abbildungsfehler erfolgt.The control device 109.2 controls the manipulation elements 109.1 in accordance with corresponding specifications, for example for correcting detected aberrations of the objective 104 at. In this case, the control device uses 109.2 the signals of the detection device 109.4 which is the actual manipulation of the lens 107.1 detected. It is understood that in other variants of the invention, for example, can also be provided that the detection device 109.4 For example, directly a aberration of the lens 104 detected and the control of the manipulation elements takes place directly in response to this detected aberration.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 3 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 208 beschrieben, welche an Stelle der Anordnung 108 in dem Objektiv 104 zum Einsatz kommen kann, um die Linse 107.1 zu manipulieren. Die Anordnung 208 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise der Anordnung 108 aus den 2A bis 2H, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.The following is with reference to the 1 and 3 a further preferred embodiment of the inventive arrangement 208 described which in place of the arrangement 108 in the lens 104 can be used to the lens 107.1 to manipulate. The order 208 corresponds in its basic structure and its operation of the arrangement 108 from the 2A to 2H , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Anordnung 108 besteht lediglich in der Gestaltung der als Stützeinrichtung ausgebildeten Einrichtung 211. Diese Stützeinrichtung 211 umfasst bei der Anordnung 208 sechs identische, außen am Umfang der Linse 107.1 verteilte Stützelemente in Form von einfachen Federeinrichtungen 211.1. Die Wirkachsen 211.2 der Stützelemente 211.1 verlaufen im Wesentlichen parallel zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1. Dabei sind in Umfangsrichtung der Linse 107.1 jeweils zwei Federeinrichtungen 211.1 zwischen zwei benachbarten Manipulationselementen 109.1 gleichmäßig verteilt angeordnet.The difference to the arrangement 108 exists only in the design of the device designed as a support means 211 , This support device 211 includes in the arrangement 208 six identical, outside at the periphery of the lens 107.1 distributed support elements in the form of simple spring devices 211.1 , The axes of action 211.2 the support elements 211.1 are essentially parallel to the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 , In this case are in the circumferential direction of the lens 107.1 two spring devices each 211.1 between two adjacent manipulation elements 109.1 arranged evenly distributed.

Hierüber wird eine gleichmäßigere Abstützung der Linse 107.1 erzielt, was im Hinblick auf eine durch das Eigengewicht der Linse 107.1 bedingte Verformung der Linse 107.1 von Vorteil ist. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine beliebige andere Anzahl von Stützelementen vorgesehen sein kann. Insbesondere kann die Anzahl der Stützelemente noch weiter erhöht werden, um die Abstützung der Linse weiter zu vergleichmäßigen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Federeinrichtungen 211.1 weitere Federeinrichtungen vorgesehen sind, deren Wirkachsen wie bei der Anordnung 108 im Wesentlichen kollinear zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1 verlaufen.This will give a more even support of the lens 107.1 scores, with regard to a by the weight of the lens 107.1 conditional deformation of the lens 107.1 is beneficial. It is understood that in other variants of the invention, any other number of support elements may be provided. In particular, the number of support elements can be increased even further to even out the support of the lens. In particular, it can be provided that in addition to the spring devices 211.1 further spring devices are provided whose axes of action as in the arrangement 108 essentially collinear with the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 run.

Die Ansteuerung der Manipulationselemente 109.1 durch die Steuereinrichtung 109.2 und das Verhalten der Anordnung 208 gleicht der Ansteuerung und dem Verhalten der Anordnung 108, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den 2F bis 2H verwiesen wird.The control of the manipulation elements 109.1 by the control device 109.2 and the behavior of the arrangement 208 is similar to the control and the behavior of the arrangement 108 In this regard, the above statements in connection with the 2F to 2H is referenced.

Es sei lediglich erwähnt, dass, wie beispielsweise aus der 2H und der Gleichung (3) ersichtlich wird, eine Abweichung zwischen der (sich im Wesentlichen gleichmäßig über die Stützelemente 211.1 verteilenden) Stützkraft F2 durch die Stützelemente 211.1 und der (sich im Wesentlichen gleichmäßig über die Manipulationselemente 109.1 verteilenden) Rückstellkraft F1 der Manipulationselemente 109.1 vorliegt. Am Umfang der Linse 107.1 wirken daher im Bereich der Stützelemente 211.1 und der Manipulationselemente 109.1 unterschiedliche Kräfte, welche eine ungleichmäßige Verformung der Linse 107.1 zur Folge haben. Es versteht sich, dass diese Verformung gegebenenfalls genutzt werden kann, um Abbildungsfehler des Objektivs 104 oder anderer Komponenten der Abbildungseinrichtung 101 zu korrigieren.It should be mentioned only that, as for example from the 2H and equation (3), a deviation between (substantially uniformly across the support members 211.1 distributing) supporting force F 2 through the support elements 211.1 and the (substantially uniformly over the manipulation elements 109.1 distributing) restoring force F 1 of the manipulation elements 109.1 is present. At the periphery of the lens 107.1 therefore act in the area of the support elements 211.1 and the manipulation elements 109.1 different forces, which is an uneven deformation of the lens 107.1 have as a consequence. It is understood that this deformation may optionally be exploited to avoid aberrations of the lens 104 or other components of the imaging device 101 to correct.

Je nach Anzahl der Kraftangriffspunkte ergibt sich demgemäß eine so genannte mehrwellige Verformung der Linse 107.1. So ergibt sich beispielsweise bei einer Anordnung mit n Stützelementen 211.1 und n Manipulationselementen 109.1 eine so genannte n-wellige Verformung der Linse 107.1.Depending on the number of force application points, a so-called multi-wave deformation of the lens results accordingly 107.1 , This results, for example, in an arrangement with n support elements 211.1 and n manipulation elements 109.1 a so-called n-wave deformation of the lens 107.1 ,

Weiterhin versteht es sich, dass die Stützeinrichtung bei anderen Varianten der Erfindung auch auf beliebige geeignete andere Weise aufgebaut sein kann. So können die Stützelemente 211.1 beispielsweise nicht als Zugfedern ausgebildet sein, sondern in bekannter Weise als radial zu Linse 107.1 ausgerichtete Biegefedern gestaltet sein. Weiterhin kann beispielsweise eine vorgespannte Parallelführung der Linse 107.1 vorgesehen sein, wie sie in 3 durch die gestrichelte Kontur 215 angedeutet ist. Ebenso kann anstelle der Parallelführung 215 beispielsweise eine membranartige Abstützung der Linse 107.1 an ihrem Umfang vorgesehen sein.Furthermore, it is understood that the support means may be constructed in other variants of the invention in any other suitable manner. So can the support elements 211.1 For example, not be designed as tension springs, but in a known manner as radially to the lens 107.1 be designed aligned bending springs. Furthermore, for example, a prestressed parallel guidance of the lens 107.1 be provided as they are in 3 through the dashed outline 215 is indicated. Likewise, instead of the parallel guide 215 For example, a membrane-like support of the lens 107.1 be provided at its periphery.

Ebenso versteht es sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung natürlich auch beliebige andere Wirkprinzipien einzeln oder in beliebiger Kombination für die Stützelemente zum Einsatz kommen können. So können beispielsweise pneumatische Federn, magnetische Federn oder dergleichen zum Einsatz kommen.As well it is understood that in other variants of the invention, of course also any other principles of action individually or in any Combination for the support elements used can come. For example, pneumatic Springs, magnetic springs or the like are used.

Dabei versteht es sich, dass das jeweilige Stützelement nicht notwendigerweise eine lineare Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweisen muss. Vielmehr können Stützelemente mit einer beliebig gestalteten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zum Einsatz kommen. Insbesondere ist es möglich, wie nachfolgenden noch näher an einem Beispiel erläutert wird, diese Kennlinie an die zugeordneten Manipulationselemente anzupassen, um ein günstiges dynamisches Verhalten der zu erreichen.there it is understood that the respective support element not necessarily have a linear force-deflection characteristic got to. Rather, support elements with a arbitrarily designed force-deflection characteristic are used. In particular, it is possible, as the following even closer is explained by an example, this characteristic to the adapted manipulation elements to a favorable to achieve dynamic behavior.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It is understood in this context that also with this embodiment in connection with the 2D described method can be performed so that here only on the The above statements should be referred to.

Drittes AusführungsbeispielThird embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 4A bis 4C ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 308 beschrieben, welche an Stelle der Anordnung 108 in dem Objektiv 104 zum Einsatz kommen kann, um die Linse 107.1 zu manipulieren. Die Anordnung 308 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise der Anordnung 108 aus den 2A bis 2H, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.The following is with reference to the 1 and 4A to 4C a further preferred embodiment of the inventive arrangement 308 described which in place of the arrangement 108 in the lens 104 can be used to the lens 107.1 to manipulate. The order 308 corresponds in its basic structure and its operation of the arrangement 108 from the 2A to 2H , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Anordnung 108 besteht lediglich in der Gestaltung der als Vorspanneinrichtung ausgebildeten Einrichtung 311. Diese Vorspanneinrichtung 311 umfasst bei der Anordnung 308 drei identische, außen am Umfang der Linse 107.1 verteilte Vorspannelemente 311.1. Jedes Vorspannelement 311.1 umfasst ein erstes magnetisches Element 311.3, welches am Umfang der Linse 107.1 befestigt ist, und ein in einem gewissen Abstand entlang der Wirkachse 311.2 gegenüberliegend angeordnetes zweites magnetisches Element 311.4, welches an der zweiten Halteeinrichtung 112 befestigt ist. Die Polarität der ersten magnetischen Elemente 311.3 und der zweiten magnetischen Elemente 311.4 ist dabei so gewählt, dass sie sich gegenseitig anziehen, sodass jedes Vorspannelement 311.1 eine Teilstellkraft F2i auf die Linse 107.1 ausübt.The difference to the arrangement 108 exists only in the design of the device designed as a biasing device 311 , This pretensioner 311 includes in the arrangement 308 three identical, outside on the perimeter of the lens 107.1 distributed biasing elements 311.1 , Each biasing element 311.1 comprises a first magnetic element 311.3 , which is on the circumference of the lens 107.1 is fixed, and one at a certain distance along the axis of action 311.2 oppositely disposed second magnetic element 311.4 , which on the second holding device 112 is attached. The polarity of the first magnetic elements 311.3 and the second magnetic elements 311.4 is chosen so that they attract each other, so each biasing element 311.1 a partial force F 2i on the lens 107.1 exercises.

Die Wirkachsen 311.2 der Vorspannelemente 311.1 verlaufen im Wesentlichen kollinear zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein kann, dass die Wirkachsen 311.2 nicht mit den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1 zusammenfallen. Wie oben im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, kann es hierbei dann infolge der an unterschiedlichen Punkten am Umfang der Linse 107.1 angreifenden Kräften zu einer Deformation der Linse 107.1 kommen, die gegebenenfalls auch gezielt zur Korrektur von Abbildungsfehlern eingesetzt werden kann.The axes of action 311.2 the biasing elements 311.1 are essentially collinear to the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 , It is understood, however, that in other variants of the invention similar to the second embodiment can also be provided that the effective axes 311.2 not with the effective axes 109.3 the manipulation elements 109.1 coincide. As described above in connection with the second embodiment, it may then be due to the different points on the circumference of the lens 107.1 acting forces to a deformation of the lens 107.1 which, if appropriate, can also be used specifically for the correction of aberrations.

Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine beliebige andere Anzahl von Vorspannelementen vorgesehen sein kann. Insbesondere kann die Anzahl der Vorspannelemente erhöht werden, um die Krafteinwirkung auf die Linse zu vergleichmäßigen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Vorspannelementen 311.1 weitere Vorspannelemente vorgesehen sind, deren Wirkachsen ähnlich wie bei der Anordnung 208 im Wesentlichen parallel zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1 verlaufen.It is understood that in other variants of the invention, any other number of biasing elements may be provided. In particular, the number of biasing elements can be increased to equalize the force applied to the lens. In particular, it may be provided that in addition to the biasing elements 311.1 further biasing elements are provided whose axes of action are similar to the arrangement 208 essentially parallel to the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 run.

Die 4B zeigt für die Anordnung 308 aus 4A in Form der Charakteristik 313 schematisch den Zusammenhang zwischen der Spannung U, welche die Steuereinrichtung 109.2 an das jeweilige Manipulationselement 109.1 anlegt, und der Auslenkung Δs des Manipulationselements 109.1 und damit der Linse 107.1.The 4B shows for the arrangement 308 out 4A in the form of the characteristic 313 schematically the relationship between the voltage U, which the control device 109.2 to the respective manipulation element 109.1 applies, and the deflection Δs of the manipulation element 109.1 and with it the lens 107.1 ,

Die 4C zeigt für diesen Fall den Zusammenhang zwischen der Summe F1 = ΣF1i der elastischen Rückstellkräfte F1i der Manipulationselemente 109.1 bzw. der Stellkraft S = G + F2 = G + ΣF2i und der Auslenkung s. Dabei ist in 4C die jeweilige Rückstellkraft F1 für drei unterschiedliche elektrische Spannungen U dargestellt, nämlich die Rückstellkraft F1(U = 0) für eine Spannung U = 0 (durchgezogene Linie), die Rückstellkraft F1(U1) für eine Spannung U1 > 0 (strichpunktierte Linie) und die Rückstellkraft F1(U2) für eine Spannung U2 > U1 (strichzweipunktierte Linie).The 4C shows for this case the relationship between the sum F 1 = ΣF 1i of the elastic restoring forces F 1i of the manipulation elements 109.1 or the force S = G + F 2 = G + ΣF 2i and the deflection s. It is in 4C the respective restoring force F 1 for three different electrical voltages U shown, namely the restoring force F 1 (U = 0) for a voltage U = 0 (solid line), the restoring force F 1 (U 1 ) for a voltage U 1 > 0 ( dot-dash line) and the restoring force F 1 (U 2 ) for a voltage U 2 > U 1 (two-dot chain line).

Wie der 4C zu entnehmen ist, besitzt die Vorspanneinrichtung 311 durch die mit der Verringerung des Abstands zwischen den ersten und zweiten magnetischen Elementen 311.3, 311.4 überproportional ansteigende Anziehungskraft eine stark nichtlineare Charakteristik F2 und damit eine stark nichtlineare Charakteristik der Stellkraft S.Again 4C can be seen, has the biasing device 311 by reducing the distance between the first and second magnetic elements 311.3 . 311.4 disproportionately increasing attraction a strong non-linear characteristic F 2 and thus a strong nonlinear characteristic of the force S.

Auf der rechten Seite des Schnittpunkts P(U = 0) zwischen der Charakteristik der Stellkraft S und der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) bei der elektrische Spannung U = 0 befindet sich wiederum der Betriebsbereich B der Anordnung 308. Hier liegen auf der Charakteristik der Stellkraft S die Betriebspunkte, in denen die Anordnung 308 zur Manipulation der Linse 107.1 betrieben werden kann. Wie der 4C zu entnehmen ist, lässt sich in diesem Betriebsbereich B für jeden Betriebspunkt P(U) der Stellkraft S mit einer Auslenkung s = Δs0 + Δs eine Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei einer elektrischen Spannung U ≠ 0 ermitteln, welche die Charakteristik der Stellkraft S in diesem Betriebspunkt schneidet, sodass Kräftegleichgewicht S = F1(U) herrscht. In 4C ist dies am Beispiel der Betriebspunkte P(U1) für die elektrische Spannung U1 und P(U2) für die elektrische Spannung U2 dargestellt.On the right side of the point of intersection P (U = 0) between the characteristic of the actuating force S and the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) at the electrical voltage U = 0 is again the operating range B of the arrangement 308 , Here lie on the characteristic of the force S, the operating points in which the arrangement 308 for manipulation of the lens 107.1 can be operated. Again 4C can be seen, can be in this operating range B for each operating point P (U) of the actuating force S with a deflection s = Δs 0 + Δs a characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device 109.1 determine at an electrical voltage U ≠ 0, which intersects the characteristic of the force S in this operating point, so that equilibrium of forces S = F 1 (U) prevails. In 4C this is illustrated by the example of the operating points P (U 1 ) for the electrical voltage U 1 and P (U 2 ) for the electrical voltage U 2 .

Wie der 4C zu entnehmen ist, verläuft die Charakteristik der Rückstellkraft F1(U2) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei der elektrischen Spannung U2 tangential zur Charakteristik der Stellkraft S. Würde die elektrische Spannung auf einen Wert U3 > U2 erhöht, würde sich kein Schnittpunkt mehr zwischen der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U3) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei der elektrischen Spannung U2 (gestrichelte Linie) und der Stellkraft S und damit kein Kräftegleichgewicht mehr ergeben. Vielmehr würde bei einer solchen elektrischen Spannung U3 > U2 die Linse 107.1 so lange weiter ausgelenkt, bis die ersten und zweiten magnetischen Elemente 311.3, 311.4 aneinander anschlagen oder ein anderer mechanischer Anschlag erreicht wird.Again 4C can be seen, runs the characteristic of the restoring force F 1 (U 2 ) of the manipulation device 109.1 at the electrical voltage U 2 tangential to the characteristic of the actuating force S. If the electrical voltage increased to a value U 3 > U 2 , no intersection between the characteristic of the restoring force F 1 (U 3 ) of the manipulation device 109.1 at the electrical voltage U 2 (dashed line) and the force S and thus no balance of power more result. Rather, at such an electrical voltage U 3 > U 2 would be the lens 107.1 so long deflected until the first and second magnetic elements 311.3 . 311.4 strike each other or another mechanical stop is reached.

Bei einer weiteren Auslenkung der Linse 107.1 über den Betriebspunkt P(U2) hinaus ergeben sich bei einer Reduktion der elektrischen Spannung U wiederum Schnittpunkte zwischen der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 109.1 und der Stellkraft S (siehe auch Charakteristik 313 in 4B). Problematisch hierbei ist jedoch das Überfahren des Betriebspunkts P(U2), welches (ohne anderweitige Hilfsmittel) nur unter Ausnutzung der Massenträgheit der bewegten Komponenten, insbesondere der Linse 107.1, möglich ist. Mit anderen Worten ergibt sich bei einer engen Annäherung an den Betriebspunkt P(U2) eine Bistabilitätszone, in der die (nach einem Ausschwingvorgang) tatsächlich eingenommene statische Auslenkung s von der Masse, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der bewegten Komponenten bei der Annäherung abhängt. Soll dieser Betriebsbereich ebenfalls genutzt werden, ist in der Steuereinrichtung 109.2 eine entsprechende Steuerung unter Berücksichtigung der der Masse, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der bewegten Komponenten bei der Annäherung zu realisieren.In a further deflection of the lens 107.1 In addition to the operating point P (U 2 ), intersections between the characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device are obtained when the electrical voltage U is reduced 109.1 and the force S (see also Characteristic 313 in 4B ). However, the problem here is the running over of the operating point P (U 2 ), which (without other aids) only taking advantage of the inertia of the moving components, in particular the lens 107.1 , is possible. In other words, a close approach to the operating point P (U 2 ) results in a bistability zone in which the static deflection s actually assumed (after a decay process) depends on the mass, the velocity and the acceleration of the moving components during the approach. If this operating range should also be used, is in the control device 109.2 to realize a corresponding control taking into account the mass, the speed and the acceleration of the moving components in the approach.

Der tatsächlich nutzbare Betriebsbereich B ist im vorliegenden Beispiel durch eine maximale Auslenkung smax (bzw. eine maximale relative Auslenkung Δsmax gegenüber dem Ausgangszustand) begrenzt, die sich in dem Betriebspunkt P(U2) ergibt. Um zu verhindern, dass die Anordnung 308 in diesen Betriebsbereich gelangt, kann zum einen in der Steuereinrichtung 109.2 eine Begrenzungsschaltung zur Begrenzung der elektrischen Spannung auf den Wert U2 = Umax vorgesehen sein (siehe auch 4B). Es können aber auch einfache Anschläge oder dergleichen vorgesehen sein, wie sie in 4A durch die gestrichelte Kontur 316 angedeutet sind. Diese haben Anschläge haben den Vorteil, dass sie in jedem Fall ein massenträgheitsbedingtes Überfahren der maximalen Auslenkung smax verhindern.The actual usable operating range B is limited in the present example by a maximum deflection s max (or a maximum relative deflection Δs max relative to the initial state), which results in the operating point P (U 2 ). To prevent the arrangement 308 enters this operating range can, on the one hand in the control device 109.2 a limiting circuit for limiting the electrical voltage to the value U 2 = U max be provided (see also 4B ). But it can also be provided simple stops or the like, as in 4A through the dashed outline 316 are indicated. These have stops have the advantage that they prevent in any case a mass inertia-related over driving the maximum deflection s max .

Auf der rechten Seite des Betriebspunktes P(U2) befindet sich oberhalb einer Auslenkung sie (also rechts von dem zweiten Schnittpunkt der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) mit der Stellkraft S) ein irreversibler Betriebsbereich, aus dem die Anordnung 308 nicht mehr aus eigener Kraft zu einer geringeren Auslenkung zurückkehren könnte, da die Vorspannkraft der Vorspannelemente 311.1 zu groß wird. Es ist in jedem Fall zu verhindern, dass die Anordnung 308 in diesen Betriebsbereich gelangt. Dies könnte bei einer Nutzung des Betriebsbereichs zwischen smax und sir beispielsweise durch ein zu schnelles Absenken der Spannung U auf den Wert Null und ein daraus resultierendes massenträgheitsbedingtes Überfahren der Auslenkung sir geschehen. Um ein solches Überfahren der Auslenkung sir zu verhindern, können wiederum eine entsprechende Steuerung der Spannung U oder einfach mechanische Anschläge oder dergleichen vorgesehen sein.On the right side of the operating point P (U 2 ) is located above a deflection it (ie right of the second intersection of the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) with the force S) an irreversible operating range, from which the arrangement 308 could no longer return on its own power to a lower deflection, since the biasing force of the biasing elements 311.1 gets too big. It is in any case to prevent the arrangement 308 enters this operating area. This could be done by using the operating range between s max and s ir, for example, by a too rapid lowering of the voltage U to the value zero and a resulting mass inertial due to the deflection s ir . In order to prevent such overrunning of the deflection s ir , in turn, a corresponding control of the voltage U or simply mechanical stops or the like may be provided.

Die Steuereinrichtung 109.2 steuert die Manipulationselemente 109.1 gemäß entsprechenden Vorgaben, beispielsweise zur gezielten Einstellung der optischen Charakteristik des Objektivs 104 an. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 109.2 die Signale der Erfassungseinrichtung 109.4, welche die tatsächliche Manipulation der Linse 107.1 erfasst. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung 109.4 beispielsweise direkt die optische Charakteristik des Objektivs 104 erfasst und die Ansteuerung der Manipulationselemente direkt in Abhängigkeit von dieser erfassten optischen Charakteristik erfolgt.The control device 109.2 controls the manipulation elements 109.1 according to appropriate specifications, for example, for the targeted adjustment of the optical characteristics of the lens 104 at. In this case, the control device uses 109.2 the signals of the detection device 109.4 which is the actual manipulation of the lens 107.1 detected. It is understood that in other variants of the invention, for example, can also be provided that the detection device 109.4 For example, directly the optical characteristics of the lens 104 detected and the control of the manipulation elements takes place directly in response to this detected optical characteristic.

Wie der 4B zu entnehmen ist, können gegebenenfalls mit vergleichsweise geringen Spannungen U große Stellwege Δs erzielt werden. Mit anderen Worten kann die Anordnung 308 mit relativ wenig Energie betrieben werden. Dies ist unter anderem im Zusammenhang mit einer Minimierung der Verlustenergie von Vorteil, welche als störende Wärme in das Objektiv 104 eingetragen wird.Again 4B can be seen, if necessary, with comparatively low voltages U large travel paths Δs can be achieved. In other words, the arrangement 308 be operated with relatively little energy. This is among other things in connection with a minimization of the loss of energy of advantage, which as disturbing heat in the lens 104 is registered.

Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch zusätzlich zu der Vorspanneinrichtung 311 eine Stützeinrichtung ähnlich der Stützeinrichtung 111 bzw. 211 vorgesehen sein kann, welche wie oben im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben eine Kompensation eines Teils der Gewichtskraft G der Linse 107.1 bewirkt, sodass die Manipulationselemente einer geringeren Zugspannung als mechanische Vorspannung unterworfen sind.It is understood that in other variants of the invention also in addition to the biasing device 311 a support device similar to the support device 111 respectively. 211 may be provided, which as described above in connection with the first and second embodiments, a compensation of a part of the weight G of the lens 107.1 causes, so that the manipulation elements are subjected to a lower tensile stress than mechanical bias.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It is understood in this context that even in this embodiment, the co with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Viertes AusführungsbeispielFourth embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 5A bis 5C ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 408 beschrieben, welche an Stelle der Anordnung 108 in dem Objektiv 104 zum Einsatz kommen kann, um die Linse 107.1 zu manipulieren. Die Anordnung 408 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise der Anordnung 108 aus den 2A bis 2H, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.The following is with reference to the 1 and 5A to 5C a further preferred embodiment of the inventive arrangement 408 described which in place of the arrangement 108 in the lens 104 can be used to the lens 107.1 to manipulate. The order 408 corresponds in its basic structure and its operation of the arrangement 108 from the 2A to 2H , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Anordnung 108 besteht lediglich in der Gestaltung der als Vorspanneinrichtung ausgebildeten Einrichtung 411. Diese Vorspanneinrichtung 411 umfasst bei der Anordnung 408 drei identische, außen am Umfang der Linse 107.1 verteilte Vorspannelemente 411.1. Jedes Vorspannelement 411.1 umfasst ein erstes magnetisches Element 411.3, welches am Umfang der Linse 107.1 befestigt ist, und ein in einem gewissen Abstand entlang quer zur Wirkachse 411.2 beabstandet angeordnetes zweites magnetisches Element 411.4, welches an der zweiten Halteeinrichtung 112 befestigt ist. Die Polarität und Gestaltung der ersten magnetischen Elemente 411.3 und der zweiten magnetischen Elemente 411.4 ist dabei ähnlichen einem magnetischen Gravitationskompensator so gewählt, dass sich eine vorgegebene Kraft-Auslenkungs-Kennlinie F2 ergibt.The difference to the arrangement 108 exists only in the design of the device designed as a biasing device 411 , This pretensioner 411 includes in the arrangement 408 three identical, outside on the perimeter of the lens 107.1 distributed biasing elements 411.1 , Each biasing element 411.1 comprises a first magnetic element 411.3 , which is on the circumference of the lens 107.1 is fixed, and at a certain distance along the axis of action 411.2 spaced second magnetic element 411.4 , which on the second holding device 112 is attached. The polarity and design of the first magnetic elements 411.3 and the second magnetic elements 411.4 is similar to a magnetic gravitation compensator chosen so that there is a predetermined force-deflection characteristic F 2 .

Die Wirkachsen 411.2 der Vorspannelemente 411.1 verlaufen im Wesentlichen kollinear zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein kann, dass die Wirkachsen 411.2 nicht mit den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1 zusammenfallen. Wie oben im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, kann es hierbei dann infolge der an unterschiedlichen Punkten am Umfang der Linse 107.1 angreifenden Kräften zu einer Deformation der Linse 107.1 kommen, die gegebenenfalls auch gezielt zur Korrektur von Abbildungsfehlern eingesetzt werden kann.The axes of action 411.2 the biasing elements 411.1 are essentially collinear to the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 , It is understood, however, that in other variants of the invention similar to the second embodiment can also be provided that the effective axes 411.2 not with the effective axes 109.3 the manipulation elements 109.1 coincide. As described above in connection with the second embodiment, it may then be due to the different points on the circumference of the lens 107.1 acting forces to a deformation of the lens 107.1 which, if appropriate, can also be used specifically for the correction of aberrations.

Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine beliebige andere Anzahl von Vorspannelementen vorgesehen sein kann. Insbesondere kann die Anzahl der Vorspannelemente erhöht werden, um die Krafteinwirkung auf die Linse zu vergleichmäßigen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zu den Vorspannelementen 411.1 weitere Vorspannelemente vorgesehen sind, deren Wirkachsen ähnlich wie bei der Anordnung 208 im Wesentlichen parallel zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1 verlaufen.It is understood that in other variants of the invention, any other number of biasing elements may be provided. In particular, the number of biasing elements can be increased to equalize the force applied to the lens. In particular, it may be provided that in addition to the biasing elements 411.1 further biasing elements are provided whose axes of action are similar to the arrangement 208 essentially parallel to the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 run.

Die 5B zeigt für die Anordnung 408 aus 5A in Form der Charakteristik 413 schematisch den Zusammenhang zwischen der Spannung U, welche die Steuereinrichtung 109.2 an das jeweilige Manipulationselement 109.1 anlegt, und der Auslenkung Δs des Manipulationselements 109.1 und damit der Linse 107.1.The 5B shows for the arrangement 408 out 5A in the form of the characteristic 413 schematically the relationship between the voltage U, which the control device 109.2 to the respective manipulation element 109.1 applies, and the deflection Δs of the manipulation element 109.1 and with it the lens 107.1 ,

Die 5C zeigt für diesen Fall den Zusammenhang zwischen der Summe F1 = ΣF1i der elastischen Rückstellkräfte F1i der Manipulationselemente 109.1 bzw. der Stellkraft S = G + F2 = G + ΣF1i und der Auslenkung s. Dabei ist in 5C die jeweilige Rückstellkraft F1 für drei unterschiedliche elektrische Spannungen U dargestellt, nämlich die Rückstellkraft F1(U = 0) für eine Spannung U = 0 (durchgezogene Linie), die Rückstellkraft F1(U1) für eine Spannung U1 > 0 (strichpunktierte Linie) und die Rückstellkraft F1(U2) für eine Spannung U2 > U1 (strichzweipunktierte Linie).The 5C shows for this case the relationship between the sum F 1 = ΣF 1i of the elastic restoring forces F 1i of the manipulation elements 109.1 or the force S = G + F 2 = G + ΣF 1i and the deflection s. It is in 5C the respective restoring force F 1 for three different electrical voltages U shown, namely the restoring force F 1 (U = 0) for a voltage U = 0 (solid line), the restoring force F 1 (U 1 ) for a voltage U 1 > 0 ( dot-dash line) and the restoring force F 1 (U 2 ) for a voltage U 2 > U 1 (two-dot chain line).

Wie der 5C zu entnehmen ist, besitzt die Vorspanneinrichtung 411 dank einer entsprechenden Gestaltung, Polarität und Zuordnung der ersten und zweiten magnetischen Elemente 411.3, 411.4 eine Charakteristik F2, deren Verlauf an die Charakteristik F1 der Manipulationselemente 109.1 angepasst bzw. angenähert ist, sodass auch die Charakteristik der Stellkraft S. an die Charakteristik F1 der Manipulationselemente 109.1 angepasst bzw. angenähert ist.Again 5C can be seen, has the biasing device 411 thanks to an appropriate design, polarity and assignment of the first and second magnetic elements 411.3 . 411.4 a characteristic F 2 , whose course to the characteristic F 1 of the manipulation elements 109.1 adapted or approximated, so that the characteristic of the adjusting force S. to the characteristic F 1 of the manipulation elements 109.1 adapted or approximated.

Auf der rechten Seite des Schnittpunkts P(U = 0) zwischen der Charakteristik der Stellkraft S und der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) bei der elektrische Spannung U = 0 befindet sich wiederum der Betriebsbereich B der Anordnung 408. Hier liegen auf der Charakteristik der Stellkraft S die Betriebspunkte, in denen die Anordnung 408 zur Manipulation der Linse 107.1 betrieben werden kann. Wie der 5C zu entnehmen ist, lässt sich in diesem Betriebsbereich B für jeden Betriebspunkt P(U) der Stellkraft S mit einer Auslenkung s = Δs0 + Δs eine Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei einer elektrischen Spannung U ≠ 0 ermitteln, welche die Charakteristik der Stellkraft S in diesem Betriebspunkt schneidet, sodass Kräftegleichgewicht S = F1(U) herrscht. In 5C ist dies am Beispiel der Betriebspunkte P(U1) für die elektrische Spannung U1 und P(U2) für die elektrische Spannung U2 dargestellt.On the right side of the point of intersection P (U = 0) between the characteristic of the actuating force S and the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) at the electrical voltage U = 0 is again the operating range B of the arrangement 408 , Here lie on the characteristic of the force S, the operating points in which the arrangement 408 for manipulation of the lens 107.1 can be operated. Again 5C can be seen, can be in this operating range B for each operating point P (U) of the actuating force S with a deflection s = Δs 0 + Δs a characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device 109.1 determine at an electrical voltage U ≠ 0, which is the characteristic of the force S in this operating point cuts, so that equilibrium of forces S = F 1 (U) prevails. In 5C this is illustrated by the example of the operating points P (U 1 ) for the electrical voltage U 1 and P (U 2 ) for the electrical voltage U 2 .

Wie der 5C zu entnehmen ist, verläuft die Charakteristik der Rückstellkraft F1(U2) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei der elektrischen Spannung U2 tangential zur Charakteristik der Stellkraft S. Würde die elektrische Spannung auf einen Wert U3 > U2 erhöht, würde sich kein Schnittpunkt mehr zwischen der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U3) der Manipulationseinrichtung 109.1 bei der elektrischen Spannung U2 (gestrichelte Linie) und der Stellkraft S und damit kein Kräftegleichgewicht mehr ergeben. Vielmehr würde bei einer solchen elektrischen Spannung U3 > U2 die Linse 107.1 so lange weiter ausgelenkt, bis die ersten und zweiten magnetischen Elemente 311.3, 311.4 aneinander anschlagen oder ein anderer mechanischer Anschlag erreicht wird.Again 5C can be seen, runs the characteristic of the restoring force F 1 (U 2 ) of the manipulation device 109.1 at the electrical voltage U 2 tangential to the characteristic of the actuating force S. If the electrical voltage increased to a value U 3 > U 2 , no intersection between the characteristic of the restoring force F 1 (U 3 ) of the manipulation device 109.1 at the electrical voltage U 2 (dashed line) and the force S and thus no balance of power more result. Rather, at such an electrical voltage U 3 > U 2 would be the lens 107.1 so long deflected until the first and second magnetic elements 311.3 . 311.4 strike each other or another mechanical stop is reached.

Bei einer weiteren Auslenkung der Linse 107.1 über den Betriebspunkt P(U2) hinaus ergeben sich bei einer Reduktion der elektrischen Spannung U wiederum Schnittpunkte zwischen der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 109.1 und der Stellkraft S (siehe auch Charakteristik 313 in 5B). Problematisch hierbei ist jedoch das Überfahren des Betriebspunkts P(U2), welches (ohne anderweitige Hilfsmittel) nur unter Ausnutzung der Massenträgheit der bewegten Komponenten, insbesondere der Linse 107.1, möglich ist. Mit anderen Worten ergibt sich bei einer engen Annäherung an den Betriebspunkt P(U2) eine Bistabilitätszone, in der die (nach einem Ausschwingvorgang) tatsächlich eingenommene statische Auslenkung s von der Masse, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der bewegten Komponenten bei der Annäherung abhängt. Soll dieser Betriebsbereich ebenfalls genutzt werden, ist in der Steuereinrichtung 109.2 eine entsprechende Steuerung unter Berücksichtigung der der Masse, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der bewegten Komponenten bei der Annäherung zu realisieren.In a further deflection of the lens 107.1 In addition to the operating point P (U 2 ), intersections between the characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device are obtained when the electrical voltage U is reduced 109.1 and the force S (see also Characteristic 313 in 5B ). However, the problem here is the running over of the operating point P (U 2 ), which (without other aids) only taking advantage of the inertia of the moving components, in particular the lens 107.1 , is possible. In other words, a close approach to the operating point P (U 2 ) results in a bistability zone in which the static deflection s actually assumed (after a decay process) depends on the mass, the velocity and the acceleration of the moving components during the approach. If this operating range should also be used, is in the control device 109.2 to realize a corresponding control taking into account the mass, the speed and the acceleration of the moving components in the approach.

Der tatsächlich nutzbare Betriebsbereich B ist im vorliegenden Beispiel durch eine maximale Auslenkung smax (bzw. eine maximale relative Auslenkung Δsmax gegenüber dem Ausgangszustand) begrenzt, die sich in dem Betriebspunkt P(U2) ergibt. Um zu verhindern, dass die Anordnung 408 diesen Betriebsbereich verlässt, kann zum einen in der Steuereinrichtung 109.2 eine Begrenzungsschaltung zur Begrenzung der elektrischen Spannung auf den Wert U2 = Umax vorgesehen sein (siehe auch 5B). Es können aber auch einfache Anschläge oder dergleichen vorgesehen sein, wie sie in 5A durch die gestrichelte Kontur 416 angedeutet sind. Diese Anschläge haben den Vorteil, dass sie in jedem Fall ein massenträgheitsbedingtes Überfahren der maximalen Auslenkung smax verhindern.The actual usable operating range B is limited in the present example by a maximum deflection s max (or a maximum relative deflection Δs max relative to the initial state), which results in the operating point P (U 2 ). To prevent the arrangement 408 leaves this operating range, on the one hand in the control device 109.2 a limiting circuit for limiting the electrical voltage to the value U 2 = U max be provided (see also 5B ). But it can also be provided simple stops or the like, as in 5A through the dashed outline 416 are indicated. These stops have the advantage that they prevent in any case a mass inertia-related driving over the maximum deflection s max .

Auf der rechten Seite des Betriebspunktes P(U2) befindet sich oberhalb einer Auslenkung sie (also rechts von dem zweiten Schnittpunkt der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) mit der Stellkraft S) ein irreversibler Betriebsbereich, den die Anordnung 408 nicht mehr aus eigener Kraft verlassen kann, da die Vorspannkraft der Vorspannelemente 411.1 zu groß wird. Es ist in jedem Fall zu verhindern, dass die Anordnung 408 in diesen irreversiblen Betriebsbereich gelangt. Dies könnte bei einer Nutzung des Betriebsbereichs zwischen smax und sie beispielsweise durch ein zu schnelles Absenken der Spannung U auf den Wert Null und ein daraus resultierendes massenträgheitsbedingtes Überfahren der Auslenkung sir geschehen. Um ein solches Überfahren der Auslenkung sir zu verhindern können wiederum eine entsprechende Steuerung der Spannung U oder einfach mechanische Anschläge oder dergleichen vorgesehen sein.On the right side of the operating point P (U 2 ) is located above a deflection it (ie right of the second intersection of the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) with the force S) an irreversible operating range, the arrangement 408 can no longer rely on its own strength, because the biasing force of the biasing elements 411.1 gets too big. It is in any case to prevent the arrangement 408 enters this irreversible operating area. This could be done with a use of the operating range between s max and they, for example, by a too rapid lowering of the voltage U to the value zero and a resulting inertia caused by overriding the deflection s ir . In order to prevent such overrunning of the deflection s ir , in turn, a corresponding control of the voltage U or simply mechanical stops or the like may be provided.

Die Steuereinrichtung 109.2 steuert die Manipulationselemente 109.1 gemäß entsprechenden Vorgaben, beispielsweise zur gezielten Einstellung der optischen Charakteristik des Objektivs 104 an. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 109.2 die Signale der Erfassungseinrichtung 109.4, welche die tatsächliche Manipulation der Linse 107.1 erfasst. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung 109.4 beispielsweise direkt die optische Charakteristik des Objektivs 104 erfasst und die Ansteuerung der Manipulationselemente direkt in Abhängigkeit von dieser erfassten optischen Charakteristik erfolgt.The control device 109.2 controls the manipulation elements 109.1 according to appropriate specifications, for example, for the targeted adjustment of the optical characteristics of the lens 104 at. In this case, the control device uses 109.2 the signals of the detection device 109.4 which is the actual manipulation of the lens 107.1 detected. It is understood that in other variants of the invention, for example, can also be provided that the detection device 109.4 For example, directly the optical characteristics of the lens 104 detected and the control of the manipulation elements takes place directly in response to this detected optical characteristic.

Wie der 5B (insbesondere im Vergleich zu der gestrichelt dargestellten Kennlinie 313 aus 4B) zu entnehmen ist, können dank der Anpassung der Kennlinie F2 bzw. S an die Kennlinie F1 mit sehr geringen Spannungen U große Stellwege Δs erzielt werden. Mit anderen Worten kann die Anordnung 408 mit sehr wenig Energie betrieben werden. Dies ist unter anderem im Zusammenhang mit einer Minimierung der Verlustenergie von Vorteil, welche als störende Wärme in das Objektiv 104 eingetragen wird. Es versteht sich hierbei, dass über eine geeignete Gestaltung der Vorspanneinrichtung gegebenenfalls sogar eine fast vollständige Anpassung der Kennlinie F2 bzw. S an die Kennlinie F1 erzielt werden kann. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, dass in dem gewünschten Betriebsbereich die Kennlinie S bei keiner Auslenkung oberhalb der Kennlinie F1(U = 0) liegt, da andernfalls in diesem Bereich ein irreversibler Betriebszustand eintreten würde, aus dem die Anordnung nicht mehr zu einer geringeren Auslenkung zurückkehren könnte.Again 5B (In particular in comparison to the dashed curve shown 313 out 4B ) can be seen, thanks to the adaptation of the characteristic F 2 or S to the characteristic F 1 with very low voltages U large travel paths Δs can be achieved. In other words, the arrangement 408 be operated with very little energy. This is among other things in connection with a minimization of the loss of energy of advantage, which as disturbing heat in the lens 104 is registered. It goes without saying that a suitable design of the pretensioning device may even allow an almost complete adaptation of the characteristic curve F 2 or S to the characteristic curve F 1 . It is only necessary to ensure that in the desired operating range, the characteristic S is at no deflection above the characteristic F 1 (U = 0), otherwise an irreversible operating state would occur in this area, from which the An could no longer return to less deflection.

Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch zusätzlich zu der Vorspanneinrichtung 411 eine Stützeinrichtung ähnlich der Stützeinrichtung 111 bzw. 211 vorgesehen sein kann, welche wie oben im Zusammenhang mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben eine Kompensation eines Teils der Gewichtskraft G der Linse 107.1 bewirkt, sodass die Manipulationselemente einer geringeren Zugspannung als mechanische Vorspannung unterworfen sind.It is understood that in other variants of the invention also in addition to the biasing device 411 a support device similar to the support device 111 respectively. 211 may be provided, which as described above in connection with the first and second embodiments, a compensation of a part of the weight G of the lens 107.1 causes, so that the manipulation elements are subjected to a lower tensile stress than mechanical bias.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It is understood in this context that also with this embodiment in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Fünftes AusführungsbeispielFifth embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 6 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 508 beschrieben, welche an Stelle der Anordnung 108 in dem Objektiv 104 zum Einsatz kommen kann, um die Linse 107.1 zu manipulieren. Die Komponenten der Anordnung 508 entsprechenden in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise denjenigen der Anordnung 108 aus den 2A bis 2H, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.The following is with reference to the 1 and 6 a further preferred embodiment of the inventive arrangement 508 described which in place of the arrangement 108 in the lens 104 can be used to the lens 107.1 to manipulate. The components of the arrangement 508 corresponding in their basic structure and functioning those of the arrangement 108 from the 2A to 2H , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Anordnung 108 besteht in der Anordnung der Manipulationselemente 109.1 und der Komponenten der als Stützeinrichtung ausgebildeten Einrichtung 511.The difference to the arrangement 108 consists in the arrangement of the manipulation elements 109.1 and the components of the device configured as a support device 511 ,

Bei der Anordnung 508 sind sechs Manipulationselemente 109.1 vorgesehen, wobei je zwei Manipulationselemente 109.1 einander nach Art eines Bipods 109.5 mit einander schneidenden Wirkachsen 109.3 zugeordnet sind. Es ergeben sich somit drei Bipoden 109.5, die gleichmäßig am Umfang der Linse 107.1 verteilt angreifen (wobei in der 6 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eines der Bipoden 109.5 vollständig dargestellt ist, während die beiden anderen Bipoden 109.5 nur durch ihre Wirkachsen repräsentiert sind).In the arrangement 508 are six manipulation elements 109.1 provided, each with two manipulation elements 109.1 each other in the manner of a bipod 109.5 with intersecting axes of action 109.3 assigned. This results in three bipodes 109.5 that are even around the circumference of the lens 107.1 attack distributed (being in the 6 for clarity, only one of the bipods 109.5 is completely shown while the other two bipodes 109.5 only represented by their axes of action).

Wie schon bei der Ausführung aus 2E ist jedem Manipulationselement 109.1 ein Stützelement 511.1 der Stützeinrichtung 511 derart zugeordnet, dass die Wirkachse 511.2 des Stützelements 511.1 im Wesentlichen kollinear mit der Wirkachse 109.3 des Manipulationselements 109.1 verläuft. Die Stützelemente 511.1 sind wiederum als einfache Federelemente ausgebildet. Wie bei der Ausführung aus 2E kompensieren sie über ihre in Richtung der Gewichtskraft wirkenden Kraftkomponenten wiederum einen Teil der Gewichtskraft G der Linse 107.1, sodass sich die an der Linse 107.1 wirkende Stellkraft S als Resultierende aus der Stützkraft F2 = ΣF2i der Stützelemente 511.1 und der Gewichtskraft G ergibt (S = G + F2 = G + ΣF2i).As in the execution 2E is every manipulation element 109.1 a support element 511.1 the support device 511 assigned such that the axis of action 511.2 of the support element 511.1 essentially collinear with the axis of action 109.3 of the manipulation element 109.1 runs. The support elements 511.1 are again designed as simple spring elements. As with the execution 2E In turn, they compensate for a part of the weight G of the lens via their force components acting in the direction of the weight force 107.1 , so the ones on the lens 107.1 acting actuating force S as a resultant of the supporting force F 2 = ΣF 2i of the support elements 511.1 and the weight G yields (S = G + F 2 = G + ΣF 2i ).

Die Manipulationselemente 109.1 sind in jedem Betriebszustand durch die Stellkraft S mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt. Demgemäß dient auch hier die jeweilige elastische Rückstellkraft F1i des jeweiligen Manipulationselements 109.1 als Gegenkraft zu der Stellkraft S. Durch die Wirkung der jeweiligen Rückstellkraft F1i als Zugkraft ist eine genau definierte Kraftrichtung gewährleistet, welcher eine präzise Manipulation der Linse 107.1 ermöglicht. Es versteht sich hierbei, dass die Stützeinrichtung 511 bei anderen Varianten der Erfindung auch fehlen kann, sodass die Manipulationselemente 109.1 dann durch die volle Gewichtskraft G der Linse 107.1 vorgespannt sind.The manipulation elements 109.1 are applied in any operating condition by the force S with a tensile stress as a mechanical bias. Accordingly, the respective elastic restoring force F 1i of the respective manipulation element also serves here 109.1 as a counterforce to the actuating force S. By the action of the respective restoring force F 1i as a tensile force a well-defined force direction is ensured, which is a precise manipulation of the lens 107.1 allows. It is understood here that the support means 511 in other variants of the invention may also be missing, so that the manipulation elements 109.1 then by the full weight G of the lens 107.1 are biased.

Die Steuereinrichtung 109.2 steuert über die Beaufschlagung der Manipulationselemente 109.1 mit einer Spannung U die jeweilige Gegenkraft F1i zur Stellkraft S und hiermit die Manipulation der Linse 107.1. Über die drei am Umfang der Linse 107.1 verteilt angreifenden Bipoden 109.5 wird hierbei eine Parallelkinematik erzielt, mit der die Linse 107.1 in allen sechs Freiheitsgraden positioniert werden kann.The control device 109.2 controls via the loading of the manipulation elements 109.1 with a voltage U, the respective counterforce F 1i to the force S and hereby the manipulation of the lens 107.1 , About the three on the circumference of the lens 107.1 distributed attacking bipods 109.5 In this case, a parallel kinematic is achieved with which the lens 107.1 can be positioned in all six degrees of freedom.

Mit der Anordnung 508 können wiederum bei vergleichsweise geringem Energieverbrauch und damit geringer Wärmeentwicklung auf kostengünstigere Weise größere Stellwege als mit herkömmlichen für derartige Manipulatoren verwendeten Wirkprinzipien erzielt werden.With the arrangement 508 In turn, with relatively low energy consumption and thus less heat generation in a cost effective manner larger travel ranges can be achieved than with conventional operating principles used for such manipulators.

Es versteht sich wiederum, dass die in der 6 gezeigte Anordnung 508 gegebenenfalls auch mit den in den vorherigen und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Stützeinrichtungen und/oder Vorspanneinrichtungen kombiniert werden kann. Beispielsweise kann zur Vergleichmäßigung der Krafteinleitung in die Linse 107.1 eine Stützeinrichtung mit einer Vielzahl von Umfang der Linse 107.1 angreifenden Stützelementen vorgesehen sein, wie dies im Zusammenhang mit der Ausführung aus 3 beschrieben wurde.It goes without saying that the in the 6 shown arrangement 508 optionally also combined with the support means and / or biasing means described in the previous and subsequent embodiments. For example, to even out the introduction of force into the lens 107.1 a support device with a plurality of circumference of the lens 107.1 be provided to attacking support elements, as in connection with the execution of 3 has been described.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It is understood in this context that also with this embodiment in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Sechstes AusführungsbeispielSixth embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 7 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 608 beschrieben, welche an Stelle der Anordnung 108 in dem Objektiv 104 zum Einsatz kommen kann, um die Linse 107.1 zu manipulieren. Die Anordnung 608 entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise der Anordnung 108 aus den 2A bis 2H, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.The following is with reference to the 1 and 7 a further preferred embodiment of the inventive arrangement 608 described which in place of the arrangement 108 in the lens 104 can be used to the lens 107.1 to manipulate. The order 608 corresponds in its basic structure and its operation of the arrangement 108 from the 2A to 2H , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Anordnung 108 besteht lediglich in der Anzahl der Manipulationselemente 109.1 und der Gestaltung der als Vorspanneinrichtung ausgebildeten Einrichtung 611.The difference to the arrangement 108 consists only in the number of manipulation elements 109.1 and the design of the biasing device 611 ,

Anders als bei der Anordnung 108 greift bei der Anordnung 608 eine große Anzahl von Manipulationselementen 109.1 gleichmäßig am Umfang der Linse 107.1 an (wie in 7 durch die gepunkteten Linien angedeutet ist). In jedem Fall sind mehr als drei Manipulationselemente, vorzugsweise mehr als sechs Manipulationselemente vorgesehen.Unlike the arrangement 108 engages in the arrangement 608 a large number of manipulation elements 109.1 evenly around the circumference of the lens 107.1 on (as in 7 indicated by the dotted lines). In any case, more than three manipulation elements, preferably more than six manipulation elements are provided.

Jedem Manipulationselement 109.1 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Linse 107.1 ein Vorspannelement 611.1 der Vorspanneinrichtung 611 derart zugeordnet, dass die Wirkachse 109.3 des Manipulationselements 109.1 im Wesentlichen kollinear mit der Wirkachse 611.2 des Vorspannelements 611.1 angeordnet ist. Die Vorspannelemente 611.1 sind dabei mit der Linse 107.1 und der zweiten Halteeinrichtung 112 verbunden.Every manipulation element 109.1 is on the opposite side of the lens 107.1 a biasing element 611.1 the pretensioner 611 assigned such that the axis of action 109.3 of the manipulation element 109.1 essentially collinear with the axis of action 611.2 of the biasing element 611.1 is arranged. The pretensioning elements 611.1 are there with the lens 107.1 and the second holding device 112 connected.

Jedes Vorspannelement 611.1 ist ebenfalls ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches mit der Steuereinrichtung 109.2 verbunden ist, und von dieser mit einer Spannung U beaufschlagt werden kann, um so seine Längenausdehnung entlang seiner Wirkachse 611.2 zu verändern.Each biasing element 611.1 is also an electroactive polymer element (EAP) connected to the control device 109.2 is connected, and can be acted upon by this with a voltage U, so as to extend its length along its axis of action 611.2 to change.

Die Manipulationselemente 109.1 und die Vorspannelemente 611.1 sind dabei so angeordnet und ausgebildet, dass die Manipulationselemente 109.1 in ihrem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (U = 0) mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt sind. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 109.2 die Manipulationselemente 109.1 und die Vorspannelemente 611.1 jeweils so an, dass die Manipulationselemente 109.1 im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 in jedem Betriebszustand in der Richtung ihrer Wirkachse 109.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt sind. Durch die Nutzung der zu jedem Zeitpunkt vorhandenen elastischen Rückstellkraft der Manipulationselemente 109.1 kann eine präzise Manipulation der Linse 107.1 sichergestellt werden.The manipulation elements 109.1 and the biasing elements 611.1 are arranged and designed so that the manipulation elements 109.1 are applied in their initial state without voltage applied (U = 0) with a tensile stress as mechanical bias. Furthermore, the control device controls 109.2 the manipulation elements 109.1 and the biasing elements 611.1 each so on, that the manipulation elements 109.1 in normal operation of the imaging device 101 in any operating condition in the direction of its axis of action 109.3 are subjected to a tensile stress as a mechanical bias. By using the existing at any time elastic restoring force of the manipulation elements 109.1 can be a precise manipulation of the lens 107.1 be ensured.

Mit dieser Anordnung 608 ist es nicht nur möglich, die Linse 107.1 hinsichtlich ihrer Position in einer ähnlichen Weise in drei Freiheitsgraden zu manipulieren, wie dies im Zusammenhang mit dem vorstehenden ersten bis vierten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Werden die Wirkachsen 109.3 und/oder die Wirkachsen 611.2 so angeordnet, dass sie nicht parallel zur optischen Achse 104.1 angeordnet sind, sondern eine leichte Neigung ihr zu aufweisen, so wird eine Manipulation in bis zu sechs Freiheitsgraden möglich. Dabei müssen die Wirkachsen 109.3 und die Wirkachsen 611.2 auch nicht notwendigerweise parallel zueinander verlaufen.With this arrangement 608 Not only is it possible to use the lens 107.1 in terms of their position in a similar manner in three degrees of freedom, as described in connection with the above first to fourth embodiments. Become the effective axes 109.3 and / or the axes of action 611.2 arranged so that they are not parallel to the optical axis 104.1 are arranged, but a slight tendency to have her, a manipulation in up to six degrees of freedom is possible. The axes of action must 109.3 and the axes of action 611.2 also not necessarily parallel to each other.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung 608 liegt in der Steuerbarkeit der Charakteristik der Vorspanneinrichtung 611. So kann ein nahezu beliebiger Verlauf der Charakteristik F2 der Vorspanneinrichtung 611 erzielt werden. Neben der Nachbildung der Charakteristiken F2 der vorstehenden Ausführungsbeispiele (mit den dort beschriebenen Vorteilen) ist es insbesondere möglich, die Charakteristik F1 der Manipulationseinrichtung 109 beliebig präzise nachzubilden, sodass ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel aus 5A bis 5C mit sehr geringen Spannungen U hohe Stellwege erzielt werden können.Another advantage of the arrangement 608 lies in the controllability of the characteristic of the pretensioner 611 , Thus, an almost arbitrary course of the characteristic F 2 of the biasing device 611 be achieved. In addition to the simulation of the characteristics F 2 of the preceding embodiments (with the advantages described therein), it is possible in particular, the characteristic F 1 of the manipulation device 109 Imitate any precise, so similar to the embodiment of 5A to 5C With very low voltages U high travel can be achieved.

Durch geeignete koordinierte Steuerung der Charakteristik F1 der Manipulationseinrichtung 109 und Charakteristik F2 der Vorspanneinrichtung 611 ist es zudem möglich, die globale Position der Linse 107.1 konstant zu halten und lediglich über den Umfang der Linse 107.1 verteilt unterschiedliche Kräfte in die Linse 107.1 einzuleiten, sodass sich hierüber eine gewünschte Deformation der Linse 107.1 ergibt. Es versteht sich natürlich, dass diese Manipulation der Linse 107.1 in Form einer definierten Deformation der Linse 107.1 gegebenenfalls auch mit einer Manipulation der Linse 107.1 in Form einer Änderung der Position der Linse 107.1 bezüglich der optischen Achse 104.1 des Objektivs 104 kombiniert werden kann.By suitable coordinated control of the characteristic F 1 of the manipulation device 109 and characteristic F 2 of the pretensioner 611 It is also possible to change the global position of the lens 107.1 constant and only over the circumference of the lens 107.1 distributes different forces into the lens 107.1 initiate so that this is a desired deformation of the lens 107.1 results. It goes without saying that this manipulation of the lens 107.1 in the form of a defined deformation of the lens 107.1 possibly also with a manipulation of the lens 107.1 in the form of a change in the position of the lens 107.1 be minus the optical axis 104.1 of the lens 104 can be combined.

Die Steuereinrichtung 109.2 steuert die Manipulationselemente 109.1 gemäß entsprechenden Vorgaben, beispielsweise zur gezielten Einstellung der optischen Charakteristik des Objektivs 104 an. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 109.2 die Signale der Erfassungseinrichtung 109.4, welche die tatsächliche Manipulation der Linse 107.1 erfasst. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung 109.4 beispielsweise direkt die optische Charakteristik des Objektivs 104 erfasst und die Ansteuerung der Manipulationselemente direkt in Abhängigkeit von dieser erfassten optischen Charakteristik erfolgt.The control device 109.2 controls the manipulation elements 109.1 according to appropriate specifications, for example, for the targeted adjustment of the optical characteristics of the lens 104 at. In this case, the control device uses 109.2 the signals of the detection device 109.4 which is the actual manipulation of the lens 107.1 detected. It is understood that in other variants of the invention, for example, can also be provided that the detection device 109.4 For example, directly the optical characteristics of the lens 104 detected and the control of the manipulation elements takes place directly in response to this detected optical characteristic.

Wie 7 zu entnehmen ist, ist die Manipulationseinrichtung 109 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Stützeinrichtung 111 kombiniert, deren Stützelemente 111.1 jeweils einem Manipulationselement 109.1 derart zugeordnet sind, dass ihre Wirkachsen 111.2 kollinear zu den Wirkachsen 109.3 der Manipulationselemente 109.1 verlaufen. Eine solche Konfiguration wurde bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine solche Stützeinrichtung auch fehlen kann.As 7 it can be seen, is the manipulation device 109 in the embodiment shown with a support means 111 combined, their supporting elements 111.1 each a manipulation element 109.1 are assigned such that their axes of action 111.2 collinear to the axes of action 109.3 the manipulation elements 109.1 run. Such a configuration has already been described in connection with the first embodiment, so that reference is made here only to the above statements. It is understood, however, that in other variants of the invention, such a support device may also be missing.

Ebenso ist es natürlich möglich, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch zusätzlich zu der Vorspanneinrichtung 611 eine andere Stützeinrichtung und/oder eine weitere Vorspanneinrichtung vorgesehen sein kann, wie sie oben im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden. Insbesondere ist es möglich, jedem Vorspannelement 611.1 ein weiteres Vorspannelement mit kollinearer Wirkachse zuzuordnen.Likewise, it is of course possible that in other variants of the invention also in addition to the biasing device 611 another support means and / or a further biasing means may be provided, as described above in connection with the other embodiments. In particular, it is possible for each biasing element 611.1 to assign another biasing element with Kollinearer effective axis.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang weiterhin, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It goes on to be understood in this context that, with this embodiment, the in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Siebtes AusführungsbeispielSeventh embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 8A bis 8C ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 708 beschrieben, welche in dem Abbildungseinrichtung 101 zum Einsatz kommen kann, um eine ihrer Komponenten 101.3 zu manipulieren.The following is with reference to the 1 and 8A to 8C a further preferred embodiment of the inventive arrangement 708 described in the imaging device 101 can be used to one of their components 101.3 to manipulate.

Die 8A zeigt eine verallgemeinerte und stark schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 708, mit der eine erste Komponente 101.3 der Abbildungseinrichtung 101 hinsichtlich ihrer Position und/oder Geometrie manipuliert werden kann.The 8A shows a generalized and highly schematic view of an arrangement according to the invention 708 , with a first component 101.3 the imaging device 101 in terms of their position and / or geometry can be manipulated.

Die Anordnung 708 umfasst hierzu eine Manipulationseinrichtung in Form eines Manipulators 709 mit einem Manipulationselement 709.1 und einer damit verbundenen Steuereinrichtung 709.2. Das Manipulationselement 709.1 ist dabei mechanisch zum einen mit der Komponente 101.3 und zum anderen mit einer zweiten Komponente 710 in Form einer ersten Halteeinrichtung der Abbildungseinrichtung 101 verbunden. Die Halteeinrichtung 710 ist wiederum mit dem Gehäuse 104.2 des Objektivs 104 verbunden.The order 708 includes for this purpose a manipulation device in the form of a manipulator 709 with a manipulation element 709.1 and an associated control device 709.2 , The manipulation element 709.1 is mechanically on the one hand with the component 101.3 and secondly with a second component 710 in the form of a first holding device of the imaging device 101 connected. The holding device 710 is in turn with the case 104.2 of the lens 104 connected.

Bei der ersten Komponente 101.3 handelt es sich um eine beliebige Komponente der Abbildungseinrichtung 101. Wie in der 8A dargestellt, umfasst die Komponente 101.3 im vorliegenden Beispiel ein stark schematisiert dargestelltes zu manipulierendes Element 101.4, welches über ein ebenfalls stark schematisiert dargestelltes Getriebe 101.5 (mit beliebig gestalteter Übersetzung) mit dem hinsichtlich seiner Position und/oder Geometrie zu manipulierenden Element 101.4 verbunden ist. Insbesondere kann es sich bei dem zu manipulierenden Element 101.4 um ein optisch aktives Element, beispielsweise ein optisches Element handeln. Ebenso kann es sich aber auch um eine beliebige andere mechanische Komponente der Abbildungseinrichtung 101 handeln.At the first component 101.3 it is any component of the imaging device 101 , Like in the 8A shown, includes the component 101.3 in the present example, a highly schematized illustrated element to be manipulated 101.4 , which has a likewise highly schematized illustrated transmission 101.5 (with arbitrarily designed translation) with the element to be manipulated with regard to its position and / or geometry 101.4 connected is. In particular, it may be in the element to be manipulated 101.4 to act an optically active element, such as an optical element. However, it may also be any other mechanical component of the imaging device 101 act.

Das Manipulationselement 709.1 ist ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches von der Steuereinrichtung 709.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt werden kann, wodurch sich wenigstens eine Dimension des Manipulationselements 709.1 ändert. Die Mechanismen der durch das angelegte elektrische Feld bedingten Änderung der Abmessungen eines solchen elektroaktiven Polymerelements sind beispielsweise aus den eingangs genannten Veröffentlichungen hinlänglich bekannt, sodass hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.The manipulation element 709.1 is an electroactive polymer element (EAP), which is supplied by the control device 709.2 With an electrical voltage U can be applied, resulting in at least one dimension of the manipulation element 709.1 changes. The mechanisms of the change in the dimensions of such an electroactive polymer element caused by the applied electric field are well known, for example, from the publications cited at the outset, so that they will not be discussed further here.

Das Manipulationselement 709.1 ist in 8A in seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (d. h. U = 0) dargestellt. Das Manipulationselement 709.1 ist so angeordnet, dass es sich bei Anlegen einer Spannung U in einer in Richtung der Wirkachse 709.3 verlaufenden Wirkrichtung gegenüber dem Ausgangszustand verlängert.The manipulation element 709.1 is in 8A in its initial state without applied chip tion (ie U = 0). The manipulation element 709.1 is arranged so that when applying a voltage U in one in the direction of the axis of action 709.3 extended effective direction compared to the initial state extended.

Das Manipulationselement 709.1 kann in seinem Ausgangszustand unter anderem durch eine in Richtung der Wirkachse 709.3 wirkende Komponente der Gewichtskraft G des Elements 101.4 belastet sein, sodass das Manipulationselement 709.1 schon aufgrund dieser Belastung in Richtung seiner Wirkachse 709.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist.The manipulation element 709.1 can in its initial state, inter alia, by one in the direction of the axis of action 709.3 acting component of the weight G of the element 101.4 be loaded so that the manipulation element 709.1 already because of this load in the direction of its axis of action 709.3 is subjected to a tensile stress as a mechanical bias.

Ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass die Anordnung 708 derart ausgerichtet ist, dass sich aus der Gewichtskraft G, welche auf die Teile 101.4 und 101.5 der Komponente 101.3 wirkt, keine derartige Vorspannung des Manipulationselements 709.1 ergibt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Gewichtskraft G der Komponente 101.3 durch eine entsprechende Stützeinrichtung abgestützt ist und eine Manipulation in einer Ebene vorgenommen werden soll, die senkrecht zur Richtung der Gewichtskraft verläuft.Likewise, however, it can also be provided that the arrangement 708 is oriented such that from the weight G, which on the parts 101.4 and 101.5 the component 101.3 acts, no such bias of the manipulation element 709.1 results. This may for example be the case when the weight G of the component 101.3 is supported by a corresponding support means and a manipulation is to be made in a plane which is perpendicular to the direction of the weight.

Für diesen Fall umfasst die Manipulationseinrichtung 709 eine Vorspanneinrichtung 711 mit einem Vorspannelement 711.1, welches mit dem Manipulationselement 709.1 verbunden ist. Das Vorspannelement 711.1 ist so ausgebildet, dass es auf das Manipulationselement 709.1 im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 in seinem jeweiligen Betriebszustand eine Vorspannkraft F2 ausübt, sodass dieses mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist.For this case, the manipulation device comprises 709 a pretensioner 711 with a biasing element 711.1 , which with the manipulation element 709.1 connected is. The biasing element 711.1 is designed to be on the manipulation element 709.1 in normal operation of the imaging device 101 in its respective operating state exerts a biasing force F 2 , so that it is acted upon by a tensile stress as a mechanical bias.

Das Manipulationselement 709.1 erfährt somit eine elastische Dehnung in Richtung der Wirkachse 709.3. Dementsprechend übt das Manipulationselement 709.1 in Richtung der Wirkachse 709.3 eine entgegen der Vorspannkraft F2 gerichtete elastische Rückstellkraft F1 auf die Komponente 101.3 aus, wie dies 8A zu entnehmen ist.The manipulation element 709.1 thus experiences an elastic strain in the direction of the axis of action 709.3 , Accordingly, the manipulation element exercises 709.1 in the direction of the axis of action 709.3 a directed against the biasing force F 2 elastic restoring force F 1 on the component 101.3 out, like this 8A can be seen.

Bei dem elektroaktiven Polymerelement (EAP) 709.1 kann es sich beispielsweise um ein so genanntes elektrostriktives Polymerelement handeln, bei dem sich die Polymerstruktur durch das angelegte elektrische Feld verändert und so die Längenänderung bewirkt. Ebenso kann es sich um ein so genanntes dielektrisches Elastomerelement handeln, bei dem die Längenänderung mechanisch durch die elektrostatischen Anziehungskräfte zweier Elektroden bewirkt wird, zwischen denen das Polymer angeordnet ist. Gegebenenfalls sind auch Kombinationen dieser Elementtypen möglich.In the electroactive polymer element (EAP) 709.1 it may be, for example, a so-called electrostrictive polymer element in which the polymer structure is changed by the applied electric field and thus causes the change in length. Likewise, it may be a so-called dielectric elastomer element, in which the change in length is effected mechanically by the electrostatic attraction forces of two electrodes, between which the polymer is arranged. Optionally, combinations of these types of elements are possible.

Durch die Zugspannung als mechanische Vorspannung wird das Manipulationselement 709.1 des Manipulators 709 erfindungsgemäß nicht unmittelbar dazu benutzt, die Manipulationskraft zum Manipulieren der Komponente 101.3 zu erzeugen, sondern es wird die jeweilige elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 709.1 als Gegenkraft für die sich aus der Vorspanneinrichtung 711 ergebende Stellkraft S = F1 genutzt.Due to the tensile stress as a mechanical bias is the manipulation element 709.1 of the manipulator 709 not directly used according to the invention, the manipulation force for manipulating the component 101.3 to produce, but it will be the respective elastic restoring force F 1 of the manipulation member 709.1 as a counterforce for the biasing device 711 resulting force S = F 1 used.

Die resultierende Manipulationskraft FM, welche die gewünschte Manipulation der Komponente 101.3 entlang der Wirkachse 709.3 bewirkt, ergibt sich dann aus der Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 709.1 und der Stellkraft S zu: FM = S – F1 = F2 – F1. (19) The resulting manipulation force F M , which is the desired manipulation of the component 101.3 along the axis of action 709.3 causes, then results from the restoring force F 1 of the manipulation element 709.1 and the force S to: F M = S - F 1 = F 2 - F 1 , (19)

Mit anderen Worten wird das Manipulationselement 709.1 erfindungsgemäß nicht selbst zum Generieren der Manipulationskraft FM genutzt, sondern dient vielmehr als Steuerelement für die Manipulationskraft FM, indem es über seine elastische Rückstellkraft F1 die resultierende Manipulationskraft FM beeinflusst.In other words, the manipulation element becomes 709.1 According to the invention, it does not itself use for generating the manipulation force F M , but rather serves as a control element for the manipulation force F M , in that it influences the resulting manipulation force F M via its elastic restoring force F 1 .

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die als Zugkraft wirkende elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 709.1 trotz dessen geringer lateraler Steifigkeit eine genau definierte Wirkrichtung aufweist, sodass eine Manipulation mit hoher Präzision möglich ist.The solution according to the invention has the advantage that acting as a tensile elastic restoring force F 1 of the manipulation element 709.1 despite its low lateral stiffness has a well-defined effective direction, so that a manipulation with high precision is possible.

Im statischen Zustand (Manipulationskraft FM = 0) ergibt sich das Kräftegleichgewicht aus den an der Komponente 101.3 als erster Komponente wirkenden Kräften jeweils zu: F1 = F2. (20)Im Folgenden wird zunächst vereinfachend davon ausgegangen, dass ohne angelegte elektrische Spannung U eine lineare Beziehung zwischen einer an das jeweilige Manipulationselement angelegten Zugkraft und der sich daraus ergebenden Längenänderung des Manipulationselements besteht, das Manipulationselement sich mithin also wie eine Feder mit einer Federkonstanten c1 verhält. Eine solche lineare Beziehung beschreibt das Verhalten von elektroaktiven Polymeren nur annäherungsweise, für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung reicht dies jedoch aus.In the static state (manipulation force F M = 0), the equilibrium of forces results from that at the component 101.3 forces acting as the first component in each case: F 1 = F 2 , (20) For the sake of simplification, it will initially be assumed that, without an applied electrical voltage U, a linear relationship between a tensile force applied to the respective manipulation element and the Resulting change in length of the manipulation element, the manipulation element therefore behaves like a spring with a spring constant c 1 . Such a linear relationship only approximates the behavior of electroactive polymers, but for purposes of the present description this is sufficient.

Im Ausgangszustand (U = 0) gilt dabei mit der Federkonstanten c1 des Manipulationselements 709.1, der aus der elastischen Dehnung resultierenden statischen Längenänderung Δs0 des Manipulationselements 709.1 und der Kraft F2(Δs0) der Vorspanneinrichtung 711: c1·Δs0 = F2(Δs0). (21) In the initial state (U = 0), the spring constant c 1 of the manipulation element applies 709.1 , resulting from the elastic strain static change in length Δs 0 of the manipulation element 709.1 and the force F 2 (Δs 0 ) of the pretensioner 711 : c 1 · .DELTA.s 0 = F 2 (.DELTA.s 0 ). (21)

In einem weiteren Betriebszustand legt die Steuereinrichtung 709.2 an das Manipulationselement 709.1 eine Spannung U ≠ 0 an, sodass eine weitere Auslenkung Δs des Manipulationselements 709.1 erzielt wird. Hierbei verändert sich die Federkonstante des Manipulationselements 109.1 und damit die aus seiner Dehnung resultierende Rückstellkraft, was hier durch einen Korrekturwert K berücksichtigt werden soll. Für die Rückstellkraft gilt hierbei gemäß Gleichung (5) F1 = c1·(Δs0 + Δs) – K. In a further operating state, the control device sets 709.2 to the manipulation element 709.1 a voltage U ≠ 0, so that a further deflection Δs of the manipulation element 709.1 is achieved. Here, the spring constant of the manipulation element changes 109.1 and thus the restoring force resulting from its expansion, which should be taken into account here by a correction value K. For the restoring force here according to equation (5) F 1 = c 1 · (.DELTA.s 0 + Δs) - K.

Dabei berechnet sich der Korrekturwert K gemäß Gleichung (6) zu: K = V(s)·U, wobei V(s) die für das jeweilige Manipulationselement bekannte bzw. einfach ermittelbare, von der aktuellen Länge s des Manipulationselements abhängige Empfindlichkeit des Manipulationselements 109.1 (in NN) und U die angelegte Spannung (in V) bezeichnet.The correction value K is calculated in accordance with equation (6) as follows: K = V (s) · U, where V (s) is the sensitivity of the manipulation element that is known or easily determinable for the respective manipulation element and is dependent on the current length s of the manipulation element 109.1 (in NN) and U denotes the applied voltage (in V).

Weiterhin ergibt sich zum einen aufgrund der anliegenden Spannung U eine Längenänderung ΔIU1 des Manipulationselements 709.1. Zum anderen ergibt sich wiederum eine aus der Belastung resultierende elastische Längenänderung ΔIF, des Manipulationselements 709.1, wobei die obigen Gleichungen (7) gilt, d. h. s = ΔlU1 + ΔIF1 = Δs0 + Δs. Furthermore, on the one hand, due to the applied voltage U, there is a change in length ΔI U1 of the manipulation element 709.1 , On the other hand, in turn, results from the load resulting elastic change in length .DELTA.I F , the manipulation element 709.1 where the above equations ( 7 ), ie s = Δl U1 + ΔI F1 = Δs 0 + Δs.

Aus dem Kräftegleichgewicht im statischen Zustand ergibt sich dann mit der Kraft F2(Δs0 + Δs) der Vorspanneinrichtung 711 wiederum: c1·(Δs0 + Δs) – K = F2(Δs0 + Δs). (22) From the equilibrium of forces in the static state is then obtained with the force F 2 (Δs 0 + Δs) of the biasing device 711 in turn: c 1 · (.DELTA.s 0 + Δs) - K = F 2 (.DELTA.s 0 + Δs). (22)

Setzt man die Gleichung (6) und (22) nunmehr in die Gleichung (19) ein und löst diese nach der Längenänderung Δs auf, so erhält man wiederum entsprechend Gleichung (9):

Figure 00380001
Substituting the equations (6) and (22) into the equation (19) and resolving them after the change in length Δs, we again obtain according to equation (9):
Figure 00380001

Mit anderen Worten gilt auch hier Gleichung (10) und es lässt sich also in Abhängigkeit von der Charakteristik der Kraft F2 und der Empfindlichkeit V(s) für eine vorgegebene Auslenkung Δs eine erforderliche an das Manipulationselement 109.1 anzulegende Spannung U ermitteln, mit der das Kräftegleichgewicht hergestellt werden kann.In other words, equation (10) also applies here, and it is thus possible, depending on the characteristic of the force F 2 and the sensitivity V (s) for a given deflection Δs, to have the manipulation element required 109.1 determine voltage U to be applied, with which the balance of power can be established.

Um eine genau definierte Manipulation der Komponente 707.1 zu erzielen, kann eine mit der Steuereinrichtung 709.2 verbundene Erfassungseinrichtung 709.4 vorgesehen sein, welche die tatsächliche Manipulation der Komponente 707.1 erfasst und ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 709.2 liefert, welches diese Information dann bei der Ansteuerung des Manipulationselements 709.1 nutzt.To a well-defined manipulation of the component 707.1 To achieve, one can use the control device 709.2 connected detection device 709.4 be provided, which is the actual manipulation of the component 707.1 detected and a corresponding signal to the controller 709.2 supplies, which this information then in the control of the manipulation element 709.1 uses.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung 711 eine steuerbare Charakteristik der Kraft F2 aufweist. Um diese Charakteristik der Kraft F2 zu steuern, kann die Einrichtung 711 ebenfalls mit der Steuereinrichtung 709.2 verbunden sein, wie dies in 8 durch die gestrichelte Kontur 709.5 angedeutet ist.Furthermore, it can be provided that the device 711 has a controllable characteristic of the force F 2 . To control this characteristic of the force F 2 , the device can 711 also with the control device 709.2 be connected, as in 8th through the dashed outline 709.5 is indicated.

Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Vorspannelement 711.1 ebenfalls ein elektroaktives Polymerelement (EAP) ist, welches sich bei Beaufschlagung mit einer elektrischen Spannung U in Richtung seiner Wirkachse 711.2 ausdehnt, hierbei allerdings stets mit einer Druckspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist.It can be provided that the biasing element 711.1 is also an electroactive polymer element (EAP), which is when acted upon by an electrical voltage U in the direction of its axis of action 711.2 expands, but always with a compressive stress as a mechanical bias is charged.

Das Vorspannelement 711.1 und das Manipulationselement 709.1 können koaxial angeordnet sein. Hierbei kann beispielsweise eines der beiden Elemente 709.1 und 711.1 als einfaches hohlzylindrisches Element ausgebildet sein, welches dann in seinem Inneren das andere der beiden Elemente 709.1 und 711.1 aufnimmt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine andere Anordnung des Vorspannelements und des Manipulationselements vorgesehen sein kann. Beispielsweise können lediglich parallele Wirkachsen vorgesehen sein. Weiterhin können natürlich auch mehrere Manipulationselemente und/oder mehrere Vorspannelemente miteinander kombiniert werden.The biasing element 711.1 and the manipulation element 709.1 can be arranged coaxially. Here, for example, one of the two elements 709.1 and 711.1 be designed as a simple hollow cylindrical element, which then in its interior the other of the two elements 709.1 and 711.1 receives. It is understood, however, that in other variants of the invention, a different arrangement of the biasing member and the manipulation element may be provided. For example, only parallel axes of action can be provided. Furthermore, of course, a plurality of manipulation elements and / or a plurality of biasing elements can be combined.

Die Verwendung von elektroaktiven Polymerelementen für die Manipulationseinrichtung 709 und die Vorspanneinrichtung 711 hat den im Zusammenhang mit dem sechsten Ausführungsbeispiel bereits beschriebenen Vorteil, dass die Charakteristik der Vorspannkraft F2 und damit der Stellkraft S beliebig eingestellt werden kann. Somit ist es nicht nur möglich, die Manipulationsbewegung zu steuern, sondern auch die Manipulationskraft M in der gewünschten Weise einzustellen.The use of electroactive polymer elements for the manipulation device 709 and the pretensioner 711 has the already described in connection with the sixth embodiment advantage that the characteristic of the biasing force F 2 and thus the restoring force S can be set arbitrarily. Thus, not only is it possible to control the manipulation movement, but also to adjust the manipulation force M in the desired manner.

Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die elektroaktiven Polymerelemente (EAP) eine geringe laterale Steifigkeit aufweisen, sodass sie selbst schon eine laterale mechanische Entkopplung zur Verfügung stellen, welche die Einleitung parasitärer Kräfte und Momente in die Komponente 101.3 in vorteilhafter Weise reduziert.A further advantage of this solution is that the electroactive polymer elements (EAP) have a low lateral rigidity, so that they themselves already provide a lateral mechanical decoupling which allows the introduction of parasitic forces and moments into the component 101.3 reduced in an advantageous manner.

Die 8B zeigt für den Fall einer einfachen mechanischen Federeinrichtung als Vorspanneinrichtung 711 in Form der Charakteristik 713 schematisch den Zusammenhang zwischen der Spannung U, welche die Steuereinrichtung 709.2 an das Manipulationselement 709.1 anlegt, und der Auslenkung Δs des Manipulationselements 709.1, welche auf die Komponente 101.3 übertragen wird.The 8B shows in the case of a simple mechanical spring device as a biasing device 711 in the form of the characteristic 713 schematically the relationship between the voltage U, which the control device 709.2 to the manipulation element 709.1 applies, and the deflection Δs of the manipulation element 709.1 pointing to the component 101.3 is transmitted.

Die 8C zeigt für diesen Fall den Zusammenhang zwischen der elastischen Rückstellkraft F1 bzw. der Stellkraft S = F2 und der Auslenkung s. Dabei ist in 2C die jeweilige Rückstellkraft F1 für drei unterschiedliche elektrische Spannungen U dargestellt, nämlich die Rückstellkraft F1(U = 0) für eine Spannung U = 0 (durchgezogene Linie), die Rückstellkraft F1(U1) für eine Spannung U1 > 0 (strichpunktierte Linie) und die Rückstellkraft F1(U2) für eine Spannung U2 > U1 (strichzweipunktierte Linie).The 8C shows for this case the relationship between the elastic restoring force F 1 and the actuating force S = F 2 and the deflection s. It is in 2C the respective restoring force F 1 for three different electrical voltages U shown, namely the restoring force F 1 (U = 0) for a voltage U = 0 (solid line), the restoring force F 1 (U 1 ) for a voltage U 1 > 0 ( dot-dash line) and the restoring force F 1 (U 2 ) for a voltage U 2 > U 1 (two-dot chain line).

Wie der 8C zu entnehmen ist, besitzt die Vorspanneinrichtung 711 die Charakteristik F2 einer einfachen elastischen Druckfeder mit einer Federkonstante c2, wobei die Federkraft F2 also mit zunehmender Auslenkung s sinkt, mithin also gemäß Gleichung (11) gilt: F2(Δs0 + Δs) = F2(0) – c2·(Δs0 + Δs),wobei F2(0) die Vorspannkraft der Einrichtung 111 im unbelasteten Zustand des Manipulationselements 109.1 (Auslenkung s = 0) bezeichnet, bzw. gemäß Gleichung (12) gilt: ΔF2(Δs)= –c2·Δs, Again 8C can be seen, has the biasing device 711 the characteristic F 2 of a simple elastic compression spring with a spring constant c 2 , wherein the spring force F 2 thus decreases with increasing deflection s, thus therefore according to equation (11): F 2 (.DELTA.s 0 + Δs) = F 2 (0) - c 2 · (.DELTA.s 0 + Δs), where F 2 (0) is the biasing force of the device 111 in the unloaded state of the manipulation element 109.1 (Displacement s = 0), or in accordance with equation (12): .DELTA.F 2 (Δs) = -c 2 · .DELTA.s,

Für die Auslenkung Δs ergibt sich dann gemäß Gleichung (13):

Figure 00400001
For the deflection .DELTA.s then results according to equation (13):
Figure 00400001

Auf der rechten Seite des Schnittpunkts P(U = 0) zwischen der Charakteristik der Stellkraft S und der Charakteristik der Rückstellkraft F1(U = 0) bei der elektrischen Spannung U = 0 befindet sich der Betriebsbereich B der Anordnung 708. Hier liegen auf der Charakteristik der Stellkraft S die Betriebspunkte, in denen die Anordnung 708 zur Manipulation der Komponente 101.3 betrieben werden kann. Wie der 8C zu entnehmen ist, lässt sich in diesem Betriebsbereich B für jeden Betriebspunkt P(U) der Stellkraft S mit einer Auslenkung s = Δs0 + Δs eine Charakteristik der Rückstellkraft F1(U) der Manipulationseinrichtung 709.1 bei einer elektrischen Spannung U ≠ 0 ermitteln, welche die Charakteristik der Stellkraft S in diesem Betriebspunkt schneidet, sodass Kräftegleichgewicht S = F1(U) herrscht. In 8C ist dies am Beispiel der Betriebspunkte P(U1) für die elektrische Spannung U1 und P(U2) für die elektrische Spannung U2 dargestellt.On the right side of the point of intersection P (U = 0) between the characteristic of the actuating force S and the characteristic of the restoring force F 1 (U = 0) at the electrical voltage U = 0 is the operating range B of the arrangement 708 , Here lie on the characteristic of the force S, the operating points in which the arrangement 708 for manipulating the component 101.3 can be operated. Again 8C can be seen, can be in this operating range B for each operating point P (U) of the actuating force S with a deflection s = Δs 0 + Δs a characteristic of the restoring force F 1 (U) of the manipulation device 709.1 determine at an electrical voltage U ≠ 0, which intersects the characteristic of the force S in this operating point, so that equilibrium of forces S = F 1 (U) prevails. In 8C this is illustrated by the example of the operating points P (U 1 ) for the electrical voltage U 1 and P (U 2 ) for the electrical voltage U 2 .

Es versteht sich in diesem Zusammenhang weiterhin, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It goes on to be understood in this context that, with this embodiment, the in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Achtes AusführungsbeispielEighth embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 9A und 9B ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 808 beschrieben, welche in der Abbildungseinrichtung 101 zum Einsatz kommen kann, um eine ihrer Komponenten zu manipulieren.The following is with reference to the 1 . 9A and 9B a further preferred embodiment of the inventive arrangement 808 described which in the imaging device 101 can be used to manipulate one of their components.

Die Anordnung 808 umfasst hierzu eine Manipulationseinrichtung 809 mit einem Manipulationselement 809.1 und einer damit verbundenen Steuereinrichtung 809.2. Die manipulierende Komponente umfasst die Linse 106.1 der Beleuchtungseinrichtung 102 und ein damit verbundenes Koppelelement 817.The order 808 includes a manipulation device for this purpose 809 with a manipulation element 809.1 and an associated control device 809.2 , The manipulating component comprises the lens 106.1 the lighting device 102 and a coupling element connected thereto 817 ,

Das Koppelelement 817 weist die Form eines an einer Stelle geöffneten Ringes auf und liegt außen am Umfang der Linse 106.1 an. Zu beiden Seiten der Öffnung 817.1 des Koppelelements 817 weist das Koppelelement 817 jeweils einen Betätigungsarm 817.2 auf. An diesen Betätigungsarmen 817.2 ist wiederum das Manipulationselement 809.1 derart befestigt, dass es die Öffnung 817.1 überbrückt, wobei seine Wirkachse 809.3 in Tangentialrichtung des Koppelelements 817 bzw. der Linse 106.1 angeordnet ist.The coupling element 817 has the shape of a ring opened in one place and lies outside on the circumference of the lens 106.1 at. On both sides of the opening 817.1 of the coupling element 817 has the coupling element 817 each an actuating arm 817.2 on. At these operating arms 817.2 is again the manipulation element 809.1 attached so that it is the opening 817.1 bridged, with its axis of action 809.3 in the tangential direction of the coupling element 817 or the lens 106.1 is arranged.

Die Linse 106.1 kann über eine (nicht dargestellte) separate Halteeinrichtung mit dem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung 102 verbunden sein. Ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass die Linse 106.1 über eine (ebenfalls nicht dargestellte) mit dem Koppelelement 817 verbundene Halteeinrichtung mit dem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung 102 verbunden ist.The Lens 106.1 can via a (not shown) separate holding device with the housing of the lighting device 102 be connected. Likewise, however, it can also be provided that the lens 106.1 via a (also not shown) with the coupling element 817 connected holding device with the housing of the lighting device 102 connected is.

Das Manipulationselement 809.1 ist ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches von der Steuereinrichtung 809.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt werden kann, wodurch sich wenigstens eine Dimension des Manipulationselements 809.1 ändert. Die Mechanismen der durch das angelegte elektrische Feld bedingten Änderung der Abmessungen eines solchen elektroaktiven Polymerelements sind beispielsweise aus den eingangs genannten Veröffentlichungen hinlänglich bekannt, so dass hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.The manipulation element 809.1 is an electroactive polymer element (EAP), which is supplied by the control device 809.2 With an electrical voltage U can be applied, resulting in at least one dimension of the manipulation element 809.1 changes. The mechanisms of the change in the dimensions of such an electroactive polymer element caused by the applied electric field are well known, for example, from the publications cited at the outset, so that they will not be discussed further here.

Das Manipulationselement 809.1 ist in 9A in seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (d. h. U = 0) dargestellt. Das Manipulationselement 809.1 ist so angeordnet, dass es sich bei Anlegen einer Spannung U in einer in Richtung der Wirkachse 809.3 verlaufenden Wirkrichtung gegenüber dem Ausgangszustand verlängert.The manipulation element 809.1 is in 9A in its initial state without voltage applied (ie U = 0) shown. The manipulation element 809.1 is arranged so that when applying a voltage U in one in the direction of the axis of action 809.3 extended effective direction compared to the initial state extended.

Das Koppelelement 817 und das Manipulationselement 809.1 sind so angeordnet, dass die eine gewisse Elastizität aufweisende Linse 106.1 in dem Ausgangszustand durch das Koppelelement 817 in ihrer Radialrichtung R komprimiert ist. Demgemäß ist das Manipulationselement 809.1 über das als Kraftumlenkung wirkende Koppelelement 817 in seinem Ausgangszustand durch die elastische Rückstellkraft der komprimierten Linse 106.1 in Richtung seiner Wirkachse 809.3 durch eine Kraft FR belastet, sodass das Manipulationselement 809.1 eine elastische Dehnung in Richtung seiner Wirkachse 809.3 erfährt. Dementsprechend übt das Manipulationselement 809.1 in Richtung der Wirkachse 809.3 eine entgegen der Kraft FR der komprimierten Linse 106.1 gerichtete elastische Rückstellkraft F1 aus, die über das Koppelelement 817 auf die Linse 106.1 übertragen wird.The coupling element 817 and the manipulation element 809.1 are arranged so that the lens having a certain elasticity 106.1 in the initial state by the coupling element 817 in its radial direction R is compressed. Accordingly, the manipulation element 809.1 via the coupling element acting as force deflection 817 in its initial state by the elastic restoring force of the compressed lens 106.1 in the direction of its axis of action 809.3 loaded by a force FR, so that the manipulation element 809.1 an elastic strain in the direction of its axis of action 809.3 experiences. Accordingly, the manipulation element exercises 809.1 in the direction of the axis of action 809.3 one against the force FR of the compressed lens 106.1 directed elastic restoring force F 1 , via the coupling element 817 on the lens 106.1 is transmitted.

Bei dem elektroaktiven Polymerelement (EAP) 809.1 kann es sich beispielsweise um ein so genanntes elektrostriktives Polymerelement handeln, bei dem sich die Polymerstruktur durch das angelegte elektrische Feld verändert und so die Längenänderung bewirkt. Ebenso kann es sich um ein so genanntes dielektrisches Elastomerelement handeln, bei dem die Längenänderung mechanisch durch die elektrostatischen Anziehungskräfte zweier Elektroden bewirkt wird, zwischen denen das Polymer angeordnet ist. Gegebenenfalls sind auch Kombinationen dieser Elementtypen möglich.In the electroactive polymer element (EAP) 809.1 it may be, for example, a so-called electrostrictive polymer element in which the polymer structure is changed by the applied electric field and thus causes the change in length. Likewise, it may be a so-called dielectric elastomer element, in which the change in length is effected mechanically by the electrostatic attraction forces of two electrodes, between which the polymer is arranged. Optionally, combinations of these types of elements are possible.

Die Anordnung 808 umfasst weiterhin eine Einrichtung 811 in Form eines Elements 811.1, welches ebenfalls mit den beiden Betätigungsarmen 817.2 derart verbunden ist, dass es kinematisch parallel zum Manipulationselement 809.1 angeordnet ist. Das Element 811.1 übt in Richtung seiner (kollinear zur Wirkachse 809.3 angeordneten) Wirkachse 811.2 eine weitere Kraft F2 aus, die über das Koppelelement 817 auf die Linse 106.1 übertragen wird.The order 808 also includes a device 811 in the form of an element 811.1 , which also with the two operating arms 817.2 is connected in such a way that it is kinematically parallel to the manipulation element 809.1 is arranged. The element 811.1 exercises in the direction of its (collinear to the axis of action 809.3 arranged) axis of action 811.2 another force F 2 , via the coupling element 817 on the lens 106.1 is transmitted.

Je nach ihrer Gestaltung kann es sich bei der Einrichtung 811 um eine Vorspanneinrichtung handeln, deren Kraft F2 in Richtung der Kraft FR wirkt und somit das Manipulationselement 809.1 zusätzlich vorspannt (die in 9A dargestellte Kraft F2 hat dann einen positiven Betrag). Ebenso kann es sich bei der Einrichtung 811 um eine Stützeinrichtung handeln, deren Kraft F2 entgegen der Kraft FR wirkt und somit zumindest einen Teil der elastischen Rückstellkraft der Linse 106.1 kompensiert und somit das Manipulationselement 809.1 entlastet (die in 9A dargestellte Kraft F2 hat dann einen negativen Betrag).Depending on their design, it may be in the device 811 to act a biasing device whose force F 2 acts in the direction of the force FR and thus the manipulation element 809.1 additionally pretensions (the in 9A shown force F 2 then has a positive amount). Similarly, it may be at the device 811 act to a support means whose force F 2 acts against the force FR and thus at least one Part of the elastic restoring force of the lens 106.1 compensates and thus the manipulation element 809.1 relieved (the in 9A shown force F 2 then has a negative amount).

In jedem Fall ist die Einrichtung 811 so gestaltet, dass das Manipulationselement 809.1 im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 801 in jedem Betriebszustand in Richtung der Wirkachse 809.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Es versteht sich jedoch, dass eine solche Einrichtung 811 bei anderen Varianten der Erfindung auch fehlen kann. In diesem Fall wird die mechanische Zugvorspannung des Manipulationselements dann alleine durch die elastische Rückstellkraft der Linse erzielt.In any case, the device is 811 designed so that the manipulation element 809.1 in normal operation of the imaging device 801 in each operating state in the direction of the axis of action 809.3 is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. It is understood, however, that such a device 811 may be absent in other variants of the invention. In this case, the mechanical tensile bias of the manipulation element is then achieved solely by the elastic restoring force of the lens.

Durch die Zugspannung als mechanische Vorspannung wird das Manipulationselement 809.1 des Manipulators 809 erfindungsgemäß nicht unmittelbar dazu benutzt, die Manipulationskraft zum Manipulieren der Linse 106.1 zu erzeugen, sondern es wird die jeweilige elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 809.1 als Gegenkraft für die Stellkraft S genutzt, die sich entlang der Wirkachse 809.3 als Resultierende der (aus der elastischen Rückstellkraft der Linse 106.1 resultierenden) Kraft FR und der Kraft F2 der Einrichtung 811 ergibt. S = FR + F2. (23) Due to the tensile stress as a mechanical bias is the manipulation element 809.1 of the manipulator 809 not directly used according to the invention, the manipulation force for manipulating the lens 106.1 to produce, but it will be the respective elastic restoring force F 1 of the manipulation member 809.1 used as a counterforce for the force S, extending along the axis of action 809.3 as the result of the (from the elastic restoring force of the lens 106.1 resulting) force FR and force F 2 of the device 811 results. S = F R + F 2 , (23)

Die resultierende Manipulationskraft FM, welche die gewünschte Manipulation entlang der Wirkachse 809.3 bewirkt, ergibt sich dann aus der Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 809.1 und der Stellkraft S zu: FM = S – F1. (24) The resulting manipulation force F M , which the desired manipulation along the axis of action 809.3 causes, then results from the restoring force F 1 of the manipulation element 809.1 and the force S to: F M = S - F 1 , (24)

Mit anderen Worten wird das Manipulationselement 809.1 erfindungsgemäß nicht selbst zum Generieren der Manipulationskraft FM genutzt, sondern dient vielmehr als Steuerelement für die Manipulationskraft FM, indem es über seine elastische Rückstellkraft F1 die resultierende Manipulationskraft FM beeinflusst.In other words, the manipulation element becomes 809.1 According to the invention, it does not itself use for generating the manipulation force F M , but rather serves as a control element for the manipulation force F M , in that it influences the resulting manipulation force F M via its elastic restoring force F 1 .

Wird das Manipulationselement 809.1 durch die Steuereinrichtung 809.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt, so verlängert es sich in Richtung seiner Wirkachse 809.3. Durch die sich dann ergebende Manipulationskraft FM bewegen sich die Betätigungsarme 817.2 solange voneinander weg, bis wieder ein Kräftegleichgewicht erzielt wurde und die Manipulationskraft FM auf den Wert Null abgesunken ist. Hierbei dehnt sich die Linse 106.1 radial aus, wie dies in 9A durch die gestrichelte Kontur 818 angedeutet ist. Durch diese radiale Ausdehnung verändert sich die Krümmung der Linsenflächen und damit die optische Charakteristik der Linse 106.1 und damit der Beleuchtungseinrichtung 102.Becomes the manipulation element 809.1 by the control device 809.2 subjected to an electrical voltage U, so it extends in the direction of its axis of action 809.3 , Due to the resulting manipulation force F M , the actuating arms move 817.2 as long away from each other until an equilibrium of forces has been achieved and the manipulation force F M has dropped to the value zero. This expands the lens 106.1 radially out, as in 9A through the dashed outline 818 is indicated. Due to this radial expansion, the curvature of the lens surfaces and thus the optical characteristics of the lens changes 106.1 and thus the lighting device 102 ,

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die als Zugkraft wirkende elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 809.1 trotz dessen geringer Steifigkeit eine genau definierte Wirkrichtung aufweist, sodass eine Manipulation mit hoher Präzision möglich ist.The solution according to the invention has the advantage that acting as a tensile elastic restoring force F 1 of the manipulation element 809.1 despite its low rigidity has a well-defined effective direction, so that a manipulation with high precision is possible.

Um eine genau definierte Manipulation der Linse 106.1 zu erzielen, kann eine mit der Steuereinrichtung 809.2 verbundene Erfassungseinrichtung 809.4 vorgesehen sein, welche die tatsächliche Manipulation der Linse 106.1 erfasst und ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 809.2 liefert, welches diese Information dann bei der Ansteuerung des Manipulationselements 809.1 nutzt.To get a well-defined manipulation of the lens 106.1 To achieve, one can use the control device 809.2 connected detection device 809.4 be provided, which is the actual manipulation of the lens 106.1 detected and a corresponding signal to the controller 809.2 supplies, which this information then in the control of the manipulation element 809.1 uses.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung 811 eine steuerbare Charakteristik der Kraft F2 aufweist. Um diese Charakteristik der Kraft F2 zu steuern, kann die Einrichtung 811 ebenfalls mit der Steuereinrichtung 809.2 verbunden sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Element 811.1 ebenfalls ein elektroaktives Polymerelement (EAP) ist, welches sich bei Beaufschlagung mit einer elektrischen Spannung U in Richtung seiner Wirkachse 811.2 ausdehnt.Furthermore, it can be provided that the device 811 has a controllable characteristic of the force F 2 . To control this characteristic of the force F 2 , the device can 811 also with the control device 809.2 be connected. It can be provided that the element 811.1 is also an electroactive polymer element (EAP), which is when acted upon by an electrical voltage U in the direction of its axis of action 811.2 expands.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass der Umschlingungswinkel des Koppelelements 817 (also der Umfangswinkel, über den das Koppelelement 817 an der Linse 106.1 anliegt) je nach der erforderlichen Gleichmäßigkeit der in die Linse 106.1 eingeleiteten Spannungen und damit der Verformung der Linse 106.1 gewählt sein kann. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Umschlingungswinkel im Ausgangszustand etwa 355°. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung, bei denen geringere Anforderungen an diese Gleichmäßigkeit gestellt sind, auch kleinere Umschlingungswinkel gewählt sein können. Je nach den Verformungseigenschaften des zu deformierenden optischen Elementes kann auch ein Umschlingungswinkel von knapp über 180° ausreichen. Üblicherweise wird jedoch ein Umschlingungswinkel von mehr als 270° zu wählen sein.It is understood in this context that the wrap angle of the coupling element 817 (ie the circumferential angle over which the coupling element 817 at the lens 106.1 depending on the required uniformity of the lens 106.1 introduced voltages and thus the deformation of the lens 106.1 can be chosen. In the present example, the wrap angle in the initial state is about 355 °. It is understood, however, that in other variants of the invention, in which lower demands are placed on this uniformity, even smaller angles of wrap can be selected. Depending on the deformation properties of the optical element to be deformed, a wrap angle of just over 180 ° may be sufficient. Usually, however, a wrap angle of more than 270 ° will have to be selected.

Die 9B zeigt eine Variante dieses Ausführungsbeispiels, bei der ein Umschlingungswinkel von mehr als 360° vorliegt. Hierzu überlappen die beiden Enden 817.3 einander in Umfangsrichtung der Linse 106.1. Bei dieser Variante sind weiterhin zwei Manipulationselemente 809.1 vorgesehen, die zum einen außen an den Betätigungsarmen 817.2 angreifen und zum anderen an einer Halteeinrichtung 810 des Gehäuses der Beleuchtungseinrichtung 102 befestigt sind, um die oben im Zusammenhang mit der 9A beschriebene Verformung der Linse 106.1 zu erzielen.The 9B shows a variant of this embodiment, in which a wrap angle of more than 360 ° is present. To do this, overlap the two ends 817.3 each other in the circumferential direction of the lens 106.1 , In this variant, two further manipulation elements 809.1 provided, on the one hand on the outside of the operating arms 817.2 attack and on the other hand on a holding device 810 the housing of the lighting device 102 are attached to the above related to the 9A described deformation of the lens 106.1 to achieve.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang weiterhin, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It goes on to be understood in this context that, with this embodiment, the in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Neuntes AusführungsbeispielNinth embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 10 und 11 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 908 beschrieben, welche an Stelle der Anordnung 808 in der Beleuchtungseinrichtung 102 zum Einsatz kommen kann, um die Linse 106.1 zu manipulieren. Die Komponenten der Anordnung 908 entsprechenden in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer Funktionsweise denjenigen der Anordnung 808 aus 9, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.The following is with reference to the 1 . 10 and 11 a further preferred embodiment of the inventive arrangement 908 described which in place of the arrangement 808 in the lighting device 102 can be used to the lens 106.1 to manipulate. The components of the arrangement 908 corresponding in their basic structure and functioning those of the arrangement 808 out 9 , so that only the differences should be discussed here.

Der Unterschied zur Anordnung 808 besteht in der Gestaltung und Anordnung der Manipulationseinrichtung 908, die ein Manipulationselement 909.1 und eine damit verbundenen Steuereinrichtung 909.2 umfasst.The difference to the arrangement 808 consists in the design and arrangement of the manipulation device 908 that is a manipulation element 909.1 and an associated controller 909.2 includes.

Das Manipulationselement 909.1 weist die Form eines geschlossenen Ringes auf und liegt außen am Umfang der Linse 106.1 an. Die Linse 106.1 kann dabei den über eine (nicht dargestellte) separate Halteeinrichtung mit dem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung 102 verbunden sein. Ebenso kann aber auch vorgesehen sein, dass die Linse 106.1 über eine in 10 und 11 durch die gestrichelte Kontur 919.1 angedeutete, mit dem Manipulationselement 909.1 verbundene Halteeinrichtung mit dem Gehäuse der Beleuchtungseinrichtung 102 verbunden ist.The manipulation element 909.1 has the shape of a closed ring and lies outside on the circumference of the lens 106.1 at. The Lens 106.1 can thereby via a (not shown) separate holding device with the housing of the lighting device 102 be connected. Likewise, however, it can also be provided that the lens 106.1 about one in 10 and 11 through the dashed outline 919.1 indicated, with the manipulation element 909.1 connected holding device with the housing of the lighting device 102 connected is.

Das Manipulationselement 909.1 ist ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches von der Steuereinrichtung 909.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt werden kann, wodurch sich wenigstens eine Dimension des Manipulationselements 909.1 ändert. Die Mechanismen der durch das angelegte elektrische Feld bedingten Änderung der Abmessungen eines solchen elektroaktiven Polymerelements sind beispielsweise aus den eingangs genannten Veröffentlichungen hinlänglich bekannt, so dass hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.The manipulation element 909.1 is an electroactive polymer element (EAP), which is supplied by the control device 909.2 With an electrical voltage U can be applied, resulting in at least one dimension of the manipulation element 909.1 changes. The mechanisms of the change in the dimensions of such an electroactive polymer element caused by the applied electric field are well known, for example, from the publications cited at the outset, so that they will not be discussed further here.

Das Manipulationselement 909.1 ist in 10 und 11 in einem Betriebszustand dargestellt, der von seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (d. h. U = 0) abweicht, wobei der Ausgangszustand in 10 und 11 durch die gestrichelte Kontur 920 angedeutet ist. Das Manipulationselement 909.1 ist so angeordnet, dass es sich bei Anlegen einer Spannung U in einer in Richtung der (an jeder Stelle in der Tangentialrichtung verlaufenden) Wirkachse 909.3 verlaufenden Wirkrichtung gegenüber dem Ausgangszustand verlängert.The manipulation element 909.1 is in 10 and 11 shown in an operating state that differs from its initial state without applied voltage (ie U = 0), the initial state in 10 and 11 through the dashed outline 920 is indicated. The manipulation element 909.1 is arranged such that, when a voltage U is applied, the axis of action is in the direction of the (at any point in the tangential direction) axis of action 909.3 extended effective direction compared to the initial state extended.

Das Manipulationselement 909.1 ist so angeordnet, dass die eine gewisse Elastizität aufweisende Linse 106.1 in dem Ausgangszustand durch das Koppelelement 917 in ihrer Radialrichtung R komprimiert ist. Demgemäß ist das Manipulationselement 909.1 in seinem Ausgangszustand durch die elastische Rückstellkraft der komprimierten Linse 106.1 in Richtung seiner Wirkachse 909.3 durch eine Kraft FR belastet, sodass das Manipulationselement 909.1 eine elastische Dehnung in Richtung seiner Wirkachse 909.3 erfährt. Dementsprechend übt das Manipulationselement 909.1 in Richtung der Wirkachse 909.3 eine entgegen der Kraft FR der komprimierten Linse 106.1 gerichtete elastische Rückstellkraft F1 aus, die über Scherkräfte auf die Linse 106.1 übertragen wird.The manipulation element 909.1 is arranged so that the lens having a certain elasticity 106.1 in the initial state by the coupling element 917 in its radial direction R is compressed. Accordingly, the manipulation element 909.1 in its initial state by the elastic restoring force of the compressed lens 106.1 in the direction of its axis of action 909.3 loaded by a force FR, so that the manipulation element 909.1 an elastic strain in the direction of its axis of action 909.3 experiences. Accordingly, the manipulation element exercises 909.1 in the direction of the axis of action 909.3 one against the force FR of the compressed lens 106.1 directed elastic restoring force F 1 , the shear forces on the lens 106.1 is transmitted.

Bei dem elektroaktiven Polymerelement (EAP) 909.1 kann es sich beispielsweise um ein so genanntes elektrostriktives Polymerelement handeln, bei dem sich die Polymerstruktur durch das angelegte elektrische Feld verändert und so die Längenänderung bewirkt. Ebenso kann es sich um ein so genanntes dielektrisches Elastomerelement handeln, bei dem die Längenänderung mechanisch durch die elektrostatischen Anziehungskräfte zweier Elektroden bewirkt wird, zwischen denen das Polymer angeordnet ist. Gegebenenfalls sind auch Kombinationen dieser Elementtypen möglich.In the electroactive polymer element (EAP) 909.1 it may be, for example, a so-called electrostrictive polymer element in which the polymer structure is changed by the applied electric field and thus causes the change in length. Likewise, it may be a so-called dielectric elastomer element, in which the change in length is effected mechanically by the electrostatic attraction forces of two electrodes, between which the polymer is arranged. Optionally, combinations of these types of elements are possible.

Das Manipulationselement 909.1 ist weiterhin so gestaltet, dass es im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 in jedem Betriebszustand in Richtung der Wirkachse 909.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Es versteht sich hierbei, dass gegebenenfalls wiederum eine Vorspanneinrichtung und/oder Stützeinrichtung vorgesehen sein kann, welche das Manipulationselement 909.1 zusätzlich vorspannt und/oder entlastet und gegebenenfalls auch eine im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsbeispielen beschriebenen Weise veränderbare Charakteristik aufweist.The manipulation element 909.1 is further designed so that it is in normal operation of the imaging device 101 in each operating state in the direction of the axis of action 909.3 is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. It goes without saying here that, if necessary, in turn a pretensioning device and / or support device can be provided, which can be the manipulation element 909.1 additionally biased and / or relieved and optionally also has a variable characteristics described in connection with the other embodiments.

Durch die Zugspannung als mechanische Vorspannung wird das Manipulationselement 909.1 des Manipulators 909 erfindungsgemäß nicht unmittelbar dazu benutzt, die Manipulationskraft zum Manipulieren der Linse 106.1 zu erzeugen, sondern es wird die jeweilige elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 909.1 als Gegenkraft für die Stellkraft S genutzt, die sich entlang der Wirkachse 909.3 als aus der elastischen Rückstellkraft der Linse 106.1 ergibt.Due to the tensile stress as a mechanical bias is the manipulation element 909.1 of the manipulator 909 not directly used according to the invention, the manipulation force for manipulating the lens 106.1 to produce, but it will be the respective elastic restoring force F 1 of the manipulation member 909.1 used as a counterforce for the force S, extending along the axis of action 909.3 as from the elastic restoring force of the lens 106.1 results.

Mit anderen Worten wird auch hier das Manipulationselement 909.1 erfindungsgemäß nicht selbst zum Generieren der Manipulationskraft FM genutzt, sondern dient vielmehr als Steuerelement für die Manipulationskraft FM, indem es über seine elastische Rückstellkraft F1 die resultierende Manipulationskraft FM beeinflusst.In other words, the manipulation element also becomes here 909.1 According to the invention, it does not itself use for generating the manipulation force F M , but rather serves as a control element for the manipulation force F M , in that it influences the resulting manipulation force F M via its elastic restoring force F 1 .

Wird das Manipulationselement 909.1 durch die Steuereinrichtung 909.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt, so verlängert es sich in Richtung seiner Wirkachse 909.3, also in seiner Umfangsrichtung. Hierbei vergrößert sich sein Innendurchmesser und die Linse 106.1 dehnt sich radial auf ein Maß aus, wie dies in 10 und 11 dargestellt ist. Wie der 11 zu entnehmen ist, verändert sich durch diese radiale Ausdehnung die Krümmung der Linsenflächen und damit die optische Charakteristik der Linse 106.1 und damit der Beleuchtungseinrichtung 102.Becomes the manipulation element 909.1 by the control device 909.2 subjected to an electrical voltage U, so it extends in the direction of its axis of action 909.3 in its circumferential direction. This increases its inner diameter and the lens 106.1 expands radially to a degree, as in 10 and 11 is shown. Again 11 can be seen, changes due to this radial extent, the curvature of the lens surfaces and thus the optical characteristics of the lens 106.1 and thus the lighting device 102 ,

Die erfindungsgemäßen lösung hat den Vorteil, dass die als Zugkraft wirkende elastische Rückstellkraft F1 des Manipulationselements 909.1 trotz dessen geringer Steifigkeit eine genau definierte Wirkrichtung aufweist, sodass eine Manipulation mit hoher Präzision möglich ist.The solution according to the invention has the advantage that acting as a tensile elastic restoring force F 1 of the manipulation element 909.1 despite its low rigidity has a well-defined effective direction, so that a manipulation with high precision is possible.

Um eine genau definierte Manipulation der Linse 106.1 zu erzielen, kann eine mit der Steuereinrichtung 909.2 verbundene Erfassungseinrichtung 909.4 vorgesehen sein, welche die tatsächliche Manipulation der Linse 106.1 erfasst und ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 909.2 liefert, welches diese Information dann bei der Ansteuerung des Manipulationselements 909.1 nutzt.To get a well-defined manipulation of the lens 106.1 To achieve, one can use the control device 909.2 connected detection device 909.4 be provided, which is the actual manipulation of the lens 106.1 detected and a corresponding signal to the controller 909.2 supplies, which this information then in the control of the manipulation element 909.1 uses.

Es versteht sich, dass das Manipulationselement nicht notwendigerweise ein geschlossener Ring sein muss. Vielmehr kann bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Manipulationselement ähnlich wie das Koppelelement 817 aus dem achten Ausführungsbeispielen zwei Enden aufweist, die dann entsprechend zu fixieren sind, wie dies in 10 durch die gestrichelte Kontur 919.2 angedeutet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Manipulationselement die Linse 106.1 mehrfach umschlingt.It is understood that the manipulation element does not necessarily have to be a closed ring. Rather, it can also be provided in other variants of the invention that the manipulation element similar to the coupling element 817 from the eighth embodiment has two ends, which are then to be fixed accordingly, as in 10 through the dashed outline 919.2 is indicated. It can be provided that the manipulation element, the lens 106.1 wraps around several times.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang weiterhin, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It goes on to be understood in this context that, with this embodiment, the in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Zehntes AusführungsbeispielTenth embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 und 12 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 1008 beschrieben, welche in dem Abbildungseinrichtung 101 zum Einsatz kommen kann, um eine ihrer Komponenten zu manipulieren.The following is with reference to the 1 and 12 a further preferred embodiment of the inventive arrangement 1008 described in the imaging device 101 can be used to manipulate one of their components.

Die Anordnung 1008 ähnelt in ihrem grundsätzlichen Aufbau und ihrer grundsätzlichen Funktion dem der Anordnung 608 aus 7. Sie umfasst eine Manipulationseinrichtung 1009 mit einem Manipulationselement 1009.1 und einer damit verbundenen Steuereinrichtung 1009.2.The order 1008 In its basic structure and its fundamental function, it resembles that of the arrangement 608 out 7 , It includes a manipulation device 1009 with a manipulation element 1009.1 and an associated control device 1009.2 ,

Die zu manipulierende Komponente ist die Blendeneinrichtung 107.2 des Objektivs 104. die Blendeneinrichtung 107.2 umfasst einen mit dem Gehäuse 104.2 des Objektivs verbundenen feststehenden ersten Ring 107.3, an dem schwenkbar die einzelnen Blendenelemente 107.4 angeordnet sind, von denen in 12 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eines dargestellt ist. Die Blendenelemente 107.4 sind in hinlänglich bekannter Weise gestaltet, so dass hierauf nicht näher eingegangen werden soll.The component to be manipulated is the aperture device 107.2 of the lens 104 , the aperture device 107.2 includes one with the housing 104.2 of the lens connected fixed first ring 107.3 , on which the individual aperture elements pivot 107.4 are arranged, of which in 12 for reasons of clarity, only one is shown. The aperture elements 107.4 are designed in a well-known manner, so that will not be discussed further here.

Weiterhin umfasst die Blendeneinrichtung 107.2 einen drehbar im Gehäuse 104.2 gelagerten zweiten Ring 107.5, der koaxial zu dem ersten Ring 107.3 angeordnet ist. Der zweite Ring 107.5 ist gelenkig mit dem jeweiligen Blendenelement 107.4 verbunden, sodass bei einer Drehung des zweiten Ringes 107.5 die Blendenöffnung verstellt werden kann, wie dies in 12 durch die gestrichelte Kontur 1020 und die gepunktete Kontur 1021 angedeutet ist.Furthermore, the diaphragm device comprises 107.2 one rotatable in the housing 104.2 stored second ring 107.5 coaxial with the first ring 107.3 is arranged. The second ring 107.5 is articulated with the respective panel element 107.4 connected so that upon rotation of the second ring 107.5 the aperture can be adjusted as shown in 12 through the dashed outline 1020 and the dotted contour 1021 is indicated.

Über ein Getriebe 1022 ist der zweite Ring 107.5 mit dem Manipulationselement 1009.1 verbunden, welches wiederum mit einer Halteeinrichtung 1010 des Gehäuses der 104.2 verbunden ist. Ähnlich wie bei der Anordnung 608 greift bei der Anordnung 1008 das Manipulationselement 1009.1 an dem Getriebe 1022 an, während auf der gegenüberliegenden Seite des Getriebes 1022 ein Vorspannelement 1011.1 der Vorspanneinrichtung 1011 derart zugeordnet ist, dass die Wirkachse 1009.3 des Manipulationselements 1009.1 im Wesentlichen kollinear mit der Wirkachse 1011.2 des Vorspannelements 1011.1 angeordnet ist. Das Vorspannelement 1011.1 ist dabei einerseits mit dem Getriebe 1022 und andererseits mit der Halteeinrichtung 1010 verbunden.About a gearbox 1022 is the second ring 107.5 with the manipulation element 1009.1 connected, which in turn with a holding device 1010 of the housing 104.2 connected is. Similar to the arrangement 608 engages in the arrangement 1008 the manipulation element 1009.1 on the gearbox 1022 while on the opposite side of the transmission 1022 a biasing element 1011.1 the pretensioner 1011 is assigned such that the axis of action 1009.3 of the manipulation element 1009.1 essentially collinear with the axis of action 1011.2 of the biasing element 1011.1 is arranged. The biasing element 1011.1 is on the one hand with the gearbox 1022 and on the other hand with the holding device 1010 connected.

Das Vorspannelement 1011.1 ist ebenfalls ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches mit der Steuereinrichtung 1009.2 verbunden ist, und von dieser mit einer Spannung U beaufschlagt werden kann, um so seine Längenausdehnung entlang seiner Wirkachse 1011.2 zu verändern.The biasing element 1011.1 is also an electroactive polymer element (EAP) connected to the control device 1009.2 is connected, and can be acted upon by this with a voltage U, so as to extend its length along its axis of action 1011.2 to change.

Das Manipulationselement 1009.1 und das Vorspannelement 1011.1 sind dabei so angeordnet und ausgebildet, dass das Manipulationselement 1009.1 in seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (U = 0) mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 1009.2 das Manipulationselement 1009.1 und das Vorspannelement 1011.1 jeweils so an, dass das Manipulationselement 1009.1 im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 in jedem Betriebszustand in der Richtung seiner Wirkachse 1009.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Durch die Nutzung der zu jedem Zeitpunkt vorhandenen elastischen Rückstellkraft der Manipulationselemente 1009.1 kann eine präzise Manipulation der Blendeneinrichtung 107.2 sichergestellt werden.The manipulation element 1009.1 and the biasing element 1011.1 are arranged and designed so that the manipulation element 1009.1 in its initial state without applied voltage (U = 0) is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. Furthermore, the control device controls 1009.2 the manipulation element 1009.1 and the biasing element 1011.1 each so on, that the manipulation element 1009.1 in normal operation of the imaging device 101 in any operating condition in the direction of its axis of action 1009.3 is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. By using the existing at any time elastic restoring force of the manipulation elements 1009.1 can be a precise manipulation of the aperture device 107.2 be ensured.

Die Steuereinrichtung 1009.2 steuert das Manipulationselement 1009.1 und das Vorspannelement 1011.1 gemäß entsprechenden Vorgaben, beispielsweise zur gezielten Einstellung der optischen Charakteristik des Objektivs 104 an. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 1009.2 die Signale der Erfassungseinrichtung 1009.4, welche die tatsächliche Manipulation der Blendeneinrichtung 107.1 erfasst. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung 1009.4 beispielsweise direkt die optische Charakteristik des Objektivs 104 erfasst und die Ansteuerung direkt in Abhängigkeit von dieser erfassten optischen Charakteristik erfolgt.The control device 1009.2 controls the manipulation element 1009.1 and the biasing element 1011.1 according to appropriate specifications, for example, for the targeted adjustment of the optical characteristics of the lens 104 at. In this case, the control device uses 1009.2 the signals of the detection device 1009.4 indicating the actual manipulation of the aperture device 107.1 detected. It is understood that in other variants of the invention, for example, can also be provided that the detection device 1009.4 For example, directly the optical characteristics of the lens 104 detected and the control takes place directly in response to this detected optical characteristic.

Sowie schon bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist es natürlich möglich, dass bei anderen Varianten der Erfindung zusätzlich zu der Vorspanneinrichtung 1011 eine Stützeinrichtung und/oder eine weitere Vorspanneinrichtung vorgesehen sein kann, wie sie oben im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden. Insbesondere ist es möglich, jedem Vorspannelement 1011.1 ein weiteres Vorspannelement mit kollinearer Wirkachse zuzuordnen.As with the previous embodiments, it is of course possible that in other variants of the invention in addition to the biasing device 1011 a support means and / or a further biasing means may be provided, as described above in connection with the other embodiments. In particular, it is possible for each biasing element 1011.1 to assign another biasing element with Kollinearer effective axis.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang weiterhin, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It goes on to be understood in this context that, with this embodiment, the in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Elftes AusführungsbeispielEleventh embodiment

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1, 13 und 14 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 1108 beschrieben, welche in der Abbildungseinrichtung 101 zum Einsatz kommen kann, um eine ihrer Komponenten zu manipulieren.The following is with reference to the 1 . 13 and 14 a further preferred embodiment of the inventive arrangement 1108 described which in the imaging device 101 can be used to manipulate one of their components.

Die Anordnung 1108 umfasst eine Manipulationseinrichtung 1109 mit einem Manipulationselement 1109.1 und einer damit verbundenen Steuereinrichtung 1109.2.The order 1108 includes a manipulation device 1109 with a manipulation element 1109.1 and an associated control device 1109.2 ,

Die zu manipulierende Komponente ist keine physische Komponente sondern eine funktionale Komponente der Abbildungseinrichtung 101, nämlich die Blendenöffnung 107.6 der Blendeneinrichtung 107.2 des Objektivs 104, die weiterhin einen mit dem Gehäuse 104.2 des Objektivs verbundenen feststehenden ersten Ring 107.3 umfasst, an dem das Manipulationselement 1109.1 befestigt ist.The component to be manipulated is not a physical component but a functional component of the imaging device 101 namely, the aperture 107.6 the aperture device 107.2 of the lens 104 , which continues with the case 104.2 of the lens connected fixed first ring 107.3 includes, on which the manipulation element 1109.1 is attached.

Das Manipulationselement 1109.1 ist ringförmig ausgebildet, wobei sein innerer Umfang die Blendenöffnung 107.6 ausbildet, sodass die Blendenöffnung 107.6 als zu manipulierende Komponente im Sinne der vorliegenden Erfindung mit dem Manipulationselement 1109.1 verbunden ist. Das Manipulationselement 1109.1 ist mithin also unmittelbarer Bestandteil der Blendeneinrichtung 107.2.The manipulation element 1109.1 is annular, with its inner circumference Blendenö opening 107.6 forms so that the aperture 107.6 as a component to be manipulated in the sense of the present invention with the manipulation element 1109.1 connected is. The manipulation element 1109.1 is thus therefore an immediate part of the aperture device 107.2 ,

Das Manipulationselement 1109.1 ist ein elektroaktives Polymerelement (EAP), welches von der Steuereinrichtung 1109.2 mit einer elektrischen Spannung U beaufschlagt werden kann, wodurch sich wenigstens eine Dimension des Manipulationselements 1109.1 ändert. Die Mechanismen der durch das angelegte elektrische Feld bedingten Änderung der Abmessungen eines solchen elektroaktiven Polymerelements sind beispielsweise aus den eingangs genannten Veröffentlichungen hinlänglich bekannt, so dass hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden soll.The manipulation element 1109.1 is an electroactive polymer element (EAP), which is supplied by the control device 1109.2 With an electrical voltage U can be applied, resulting in at least one dimension of the manipulation element 1109.1 changes. The mechanisms of the change in the dimensions of such an electroactive polymer element caused by the applied electric field are well known, for example, from the publications cited at the outset, so that they will not be discussed further here.

Das Manipulationselement 1109.1 ist in 13 und 14 in seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (d. h. U = 0) dargestellt. Das Manipulationselement 1109.1 ist so angeordnet, dass es sich bei Anlegen einer Spannung U in einer in Richtung seiner Wirkachse 1109.3 verlaufenden Wirkrichtung gegenüber dem Ausgangszustand verlängert, wobei diese Wirkachse 1109.3 an jeder Stelle in Radialrichtung des Manipulationselements 1109.1 verläuft. Hierdurch verkleinert sich die Blendenöffnung, wie in 13 und 14 durch die gestrichelte Kontur 1123 angedeutet ist.The manipulation element 1109.1 is in 13 and 14 in its initial state without voltage applied (ie U = 0) shown. The manipulation element 1109.1 is arranged so that when applying a voltage U in one in the direction of its axis of action 1109.3 extends extending effective direction relative to the initial state, said axis of action 1109.3 at any point in the radial direction of the manipulation element 1109.1 runs. This reduces the aperture, as in 13 and 14 through the dashed outline 1123 is indicated.

In das Manipulationselement 1109.1 ist ein ringförmiges Vorspannelement 1111.1 einer Vorspanneinrichtung 1111 derart eingebettet, dass die Wirkachse 1109.3 des Manipulationselements 1109.1 im Wesentlichen kollinear mit der ebenfalls an jeder Stelle radiale verlaufenden Wirkachse 1111.2 des Vorspannelements 1111.1 angeordnet ist.In the manipulation element 1109.1 is an annular biasing element 1111.1 a pretensioner 1111 so embedded that the axis of action 1109.3 of the manipulation element 1109.1 essentially collinear with the axis of action also extending radially at each point 1111.2 of the biasing element 1111.1 is arranged.

Das Vorspannelement 1111.1 ist ein in Radialrichtung federndes Element, welches im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 101 in jedem Betriebszustand einer radiale nach innen gerichtete Vorspannkraft auf das Manipulationselement 1109.1 ausübt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung eine solche Vorspanneinrichtung auch fehlen kann.The biasing element 1111.1 is a radially resilient element, which in normal operation of the imaging device 101 in any operating condition, a radially inwardly directed biasing force on the manipulation element 1109.1 exercises. It is understood, however, that in other variants of the invention, such a biasing device may also be missing.

Das Manipulationselement 1109.1 ist so an dem Haltering 107.3 befestigt und ausgebildet, dass das Manipulationselement 1109.1 in seinem Ausgangszustand ohne anliegende Spannung (U = 0) mit einer in Radialrichtung wirkenden Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Weiterhin steuert die Steuereinrichtung 1109.2 das Manipulationselement 1109.1 so an, dass das Manipulationselement 1109.1 im Normalbetrieb der Abbildungseinrichtung 111 in jedem Betriebszustand in der Richtung seiner Wirkachse 1109.3 mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist. Durch die Nutzung der zu jedem Zeitpunkt vorhandenen elastischen Rückstellkraft des Manipulationselements 1109.1 kann eine präzise Manipulation der Blendenöffnung 107.6 sichergestellt werden.The manipulation element 1109.1 is so on the retaining ring 107.3 attached and formed, that the manipulation element 1109.1 is acted upon in its initial state without voltage applied (U = 0) with a tensile stress acting in the radial direction as a mechanical bias. Furthermore, the control device controls 1109.2 the manipulation element 1109.1 so on, that the manipulation element 1109.1 in normal operation of the imaging device 111 in any operating condition in the direction of its axis of action 1109.3 is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. By using the existing at any time elastic restoring force of the manipulation element 1109.1 can be a precise manipulation of the aperture 107.6 be ensured.

Die Steuereinrichtung 1109.2 steuert das Manipulationselement 1109.1 und das Vorspannelement 1111.1 gemäß entsprechenden Vorgaben, beispielsweise zur gezielten Einstellung der optischen Charakteristik des Objektivs 104 an. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 1109.2 die Signale der Erfassungseinrichtung 1109.4, welche die tatsächliche Manipulation der Blendeneinrichtung 107.1 erfasst. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein kann, dass die Erfassungseinrichtung 1109.4 beispielsweise direkt die optische Charakteristik des Objektivs 104 erfasst und die Ansteuerung direkt in Abhängigkeit von dieser erfassten optischen Charakteristik erfolgt.The control device 1109.2 controls the manipulation element 1109.1 and the biasing element 1111.1 according to appropriate specifications, for example, for the targeted adjustment of the optical characteristics of the lens 104 at. In this case, the control device uses 1109.2 the signals of the detection device 1109.4 indicating the actual manipulation of the aperture device 107.1 detected. It is understood that in other variants of the invention, for example, can also be provided that the detection device 1109.4 For example, directly the optical characteristics of the lens 104 detected and the control takes place directly in response to this detected optical characteristic.

Die Oberfläche des Manipulationselements kann gegebenenfalls mit einer entsprechenden Abdeckung versehen sein, um das elektroaktive Polymer vor einer Beeinträchtigung durch das verwendete Licht zu schützen. Für diese Abdeckung kommt beispielsweise eine entsprechend elastische Beschichtung in Frage. Die Abdeckung kann gleichzeitig auch die Elektroden für die Beaufschlagung mit der elektrischen Spannung U bilden.The Surface of the manipulation element may optionally be provided with a corresponding cover to the electroactive Polymer from being affected by the used To protect light. For example, this cover comes a correspondingly elastic coating in question. The cover can simultaneously also the electrodes for the application with the electrical voltage U form.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass das Manipulationselement 1109.1 selbst die einzige bewegte Komponente der Anordnung 1108 ist, sodass sich mit sehr wenigen Komponenten eine besonders einfache und verlustarme Konfiguration ohne weitere aufwändige mechanische Antriebe ergibt. Dank der eingangs geschilderten hohen Dehnungen (bis zu 300%), die mit elektroaktiven Polymeren erzielt werden können, kann auch ein ausreichend großer Verstellbereich der Blendenöffnung 107.6 erzielt werden.The present embodiment has the advantage that the manipulation element 1109.1 even the only moving component of the arrangement 1108 is so that with very few components, a particularly simple and low-loss configuration without further complex mechanical drives results. Thanks to the high strains described above (up to 300%) which can be achieved with electroactive polymers, a sufficiently large adjustment range of the aperture can also be achieved 107.6 be achieved.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Verwendung des ein elektroaktives Polymer umfassenden Manipulationselements zur Ausbildung und Manipulation einer funktionalen Komponente der Abbildungseinrichtung, wie hier einer Blendenöffnung der Abbildungseinrichtung, einen eigenständig schutzfähigen Erfindungsgedanken darstellt, der auch ohne das Vorsehen einer elastischen Rückstellkraft bzw. einer Zugspannung als mechanischen Vorspannung in dem Manipulationselement zum Einsatz kommen kann.It should be mentioned at this point that the use of the electroactive polymer comprehensive manipulating element for the formation and manipulation of a functional component of the imaging device, such as here a diaphragm opening of the imaging device, a self-protectable Erfin represents thoughts of thought, which can be used without the provision of an elastic restoring force or a tensile stress as a mechanical bias in the manipulation element.

Es versteht sich in diesem Zusammenhang weiterhin, dass auch mit diesem Ausführungsbeispiel die im Zusammenhang mit der 2D beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen werden soll.It goes on to be understood in this context that, with this embodiment, the in connection with the 2D described method can be carried out, so that reference should be made only to the above statements.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Beispielen beschrieben, bei denen ausschließlich refraktive optische Elemente verwendet wurden. Es sei an dieser Stelle jedoch nochmals angemerkt, dass die Erfindung natürlich auch, insbesondere für den Fall der Abbildung bei anderen Wellenlängen, im Zusammenhang mit optischen Elementgruppen Anwendung finden kann, die alleine oder in beliebiger Kombination refraktive, reflektive oder diffraktive optische Elemente umfassen.The The present invention has been described above by means of examples, which uses only refractive optical elements were. It should be noted again at this point that Of course, the invention also, in particular for the case of mapping at other wavelengths, in context with optical element groups can find application alone or in any combination refractive, reflective or diffractive include optical elements.

Weiterhin wurde die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Beispielen beschrieben, bei denen ausschließlich optisch wirksame Elemente eines Objektivs oder einer Beleuchtungseinrichtung manipuliert wurden. Es sei an dieser Stelle jedoch nochmals angemerkt, dass die Erfindung natürlich auch zur Manipulation anderer Komponenten der Abbildungseinrichtung, insbesondere von Komponenten der Maskeneinrichtung und/oder der Substrateinrichtung, Anwendung finden kann.Farther For example, the present invention has been described above by way of example described in which only optically effective Elements of a lens or a lighting device were manipulated. It should be noted at this point, however, again that the invention of course also for the manipulation of other components of the Imaging device, in particular of components of the mask device and / or the substrate device may find application.

Weiterhin wurde die vorliegende Erfindung vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen beschrieben, bei denen jeweils eine Mehrzahl identischer Manipulations- bzw. Stütz- bzw. Vorspannelemente vorgesehen sind. Es versteht sich jedoch, dass je nach Art der zu erzielenden Manipulation gegebenenfalls auch Anordnung unterschiedlich gestaltete Manipulations- bzw. Stütz- bzw. Vorspannelemente vorgesehen sein können, um alleine hierüber eine bestimmte gewünschte Manipulation zu erzielen.Farther the present invention has been exclusive described by way of examples, in each case a plurality identical manipulation or support or biasing elements provided are. It is understood, however, that depending on the type of achievable Manipulation possibly also arrangement differently designed Manipulation or support or biasing elements may be provided You can do this alone with a specific desired To achieve manipulation.

Schließlich ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Beispielen aus dem Bereich der Mikrolithographie beschrieben wurde. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung ebenso auch für beliebige andere Anwendungen bzw. Abbildungsverfahren, insbesondere bei beliebigen Wellenlängen (beispielsweise bei 248 nm oder im EUV-Bereich bei Wellenlängen im Bereich von 13 nm) des zur Abbildung verwendeten Lichts, eingesetzt werden kann.After all It should be noted that the present invention with reference to above of examples from the field of microlithography described has been. It will be understood, however, that the present invention is the same also for any other applications or imaging methods, in particular at arbitrary wavelengths (for example at 248 nm or in the EUV range at wavelengths in the range 13 nm) of the light used for imaging can.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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  • - "Overview and Recent Advances in Polymer Actuators" (P. Sommer-Larsen, R. Kornbluh, ACTUATOR 2006, 10th International Conference an New Actuators, 14. bis 16. Juni 2006, Bremen, DE) [0007] "Overview and Recent Advances in Polymer Actuators" (P. Sommer-Larsen, R. Kornbluh, ACTUATOR 2006, 10th International Conference on New Actuators, June 14-16, 2006, Bremen, DE) [0007]
  • - Yamashita et al. [0008] - Yamashita et al. [0008]
  • - "Systematic Selection and Design of a Ring Actuator for the Deformation of an Elastic Lens" (M. Bergemann, T. Martin, G. Bretthauer, ACTUATOR 2006, 10th International Conference an New Actuators, 14. bis 16. Juni 2006, Bremen, [0008] Bergemann, T.Martin, G. Bretthauer, ACTUATOR 2006, 10th International Conference to New Actuators, June 14-16, 2006, Bremen, Germany - "Systematic Selection and Design of a Ring Actuator for the Deformation of Elastic Lens" , [0008]
  • - Hyde et al. [0008] Hyde et al. [0008]
  • - Wang et al [0008] Wang et al [0008]

Claims (96)

Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit – einer Komponente einer optischen Einrichtung und – einer Manipulationseinrichtung zum aktiven Manipulieren der Komponente entlang einer Wirkrichtung, wobei – die Manipulationseinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes elektroaktives Polymerelement als Manipulationselement umfasst und – das Manipulationselement mit einer Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation der Komponente mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem Betriebszustand durch eine elastische Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen eine Stellkraft zu erzeugen, wobei – sich die Manipulationskraft, welche die Manipulation der Komponente entlang der Wirkrichtung bewirkt, als Resultierende der Stellkraft und der elastischen Rückstellkraft ergibt.Arrangement, in particular for microlithography, with - a component of an optical device and - a manipulation device for actively manipulating the component along a direction of action, wherein - the manipulation device comprises at least one connected to the component electroactive polymer element as a manipulation element and - the manipulation element with a control device connectable is, via which the manipulation element for controlled manipulation of the component with an extension of the manipulation element along the effective direction causing electrical voltage can be acted upon, characterized in that - the manipulation element is adapted to at least one operating state by an elastic restoring force a counter force against a force to generate, where - the manipulation force, which causes the manipulation of the component along the direction of action, as a resultant of the force and the elastic restoring force results. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente und das Manipulationselement derart angeordnet und miteinander verbunden sind, dass die Gewichtskraft der Komponente zumindest einen Teil der Stellkraft erzeugt.Arrangement according to claim 1, characterized that the component and the manipulation element arranged such and that are connected together, that the weight of the component generates at least part of the force. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – eine mit der Komponente verbundene Stützeinrichtung vorgesehen ist, wobei – die Stützeinrichtung eine Stützkraft auf die Komponente ausübt, welche zumindest einen Teil der Gewichtskraft der Komponente kompensiert, und – die aus der Stützkraft und der Gewichtskraft der Komponente resultierende Kraft zumindest einen Teil der Stellkraft erzeugt.Arrangement according to claim 1, characterized that - A supporting device connected to the component is provided, wherein - The support device exerts a supporting force on the component, which compensates at least part of the weight of the component, and - from the support force and the weight the component resulting force at least a portion of the force generated. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Stützeinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes Stützelement aufweist, das zumindest eine Teilstützkraft auf die Komponente ausübt, wobei – das Stützelement so angeordnet ist, dass die Teilstützkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen parallel zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 3, characterized that - The support means at least one having the component connected to the support member, the at least a partial support force on the component exercises in which - The support element is arranged so that the partial support force acts in a direction that is in the Substantially parallel to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstützkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen kollinear zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 4, characterized that the partial support force acts in a direction that is in the Essentially collinear to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement kinematisch parallel zu dem Manipulationselement angeordnet ist.Arrangement according to claim 4, characterized that the support element kinematically parallel to the manipulation element is arranged. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement mit einer zweiten Komponente der optischen Einrichtung verbunden ist.Arrangement according to claim 4, characterized that the support element with a second component of optical device is connected. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – das Stützelement ein elastisches Element umfasst und – die Teilstützkraft des Stützelements eine durch elastische Verformung des elastischen Elements bedingte Rückstellkraft ist.Arrangement according to claim 4, characterized that - The support element is an elastic element includes and - The partial support force of the support element a restoring force caused by elastic deformation of the elastic element is. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – das Stützelement wenigstens ein mit der Komponente verbundenes erstes magnetisches Element und ein zweites magnetisches Element umfasst und – das erste magnetische Element und das zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass die Teilstützkraft des Stützelements durch magnetische Anziehung oder Abstoßung zwischen dem ersten magnetischen Element und dem zweiten magnetischen Element bedingt ist.Arrangement according to claim 4, characterized that - The support element at least one with the component connected first magnetic element and a second includes magnetic element and - the first magnetic Element and the second magnetic element associated with each other so are that the partial support force of the support element by magnetic attraction or repulsion between the first magnetic element and the second magnetic element is conditional. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Manipulationseinrichtung eine mit dem Manipulationselement verbundene Vorspanneinrichtung umfasst, wobei – die Vorspanneinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie zumindest einen Teil der Stellkraft erzeugt.Arrangement according to claim 1, characterized that - The manipulation device with the manipulation element connected biasing device, wherein - the Biasing device is designed such that it at least one Part of the force generated. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes Vorspannelement aufweist, das zumindest eine Teilstellkraft auf die Komponente ausübt, wobei – das Vorspannelement so angeordnet ist, dass die Teilstellkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen parallel zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 10, characterized in that - The biasing means comprises at least one component connected to the biasing member, which exerts at least one Teilstellkraft on the component, wherein - the biasing member is arranged so that the Teilstellkraft acts in a direction which is substantially parallel to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstellkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen kollinear zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 11, characterized that the Teilstellkraft acts in a direction that is essentially collinear to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Vorspannelement ein elastisches Element umfasst und – die Teilstellkraft des Vorspannelements eine durch elastische Verformung des elastischen Elements bedingte Rückstellkraft ist.Arrangement according to claim 10, characterized that - The biasing element is an elastic element includes and - The partial force of the biasing element a restoring force caused by elastic deformation of the elastic element is. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Vorspannelement wenigstens ein mit der Komponente verbundenes erstes magnetisches Element und wenigstens ein zweites magnetisches Element umfasst und – das erste magnetische Element und das zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass die Teilstellkraft des Vorspannelements durch magnetische Anziehung oder Abstoßung zwischen dem wenigstens einen ersten magnetischen Element und dem wenigstens einen zweiten magnetischen Element bedingt ist.Arrangement according to claim 10, characterized that - The biasing element at least one with the Component connected first magnetic element and at least comprises a second magnetic element and - the first magnetic element and the second magnetic element each other are assigned such that the partial force of the biasing element by magnetic attraction or repulsion between the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element is conditional. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement so ausgebildet ist, dass die Teilstellkraft mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements parallel zur Wirkrichtung ansteigt.Arrangement according to claim 10, characterized that the biasing element is formed so that the partial actuating force with increasing elongation of the manipulation element parallel to the direction of action increases. Anordnung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass – die Teilstellkraft des Vorspannelements durch magnetische Anziehung zwischen dem ersten magnetischen Element und dem zweiten magnetischen Element bedingt ist und – das erste magnetische Element und das zweite magnetische Element derart angeordnet sind, dass sich der Abstand zwischen dem ersten magnetischen Element und dem zweiten magnetischen Element mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements verringert.Arrangement according to claim 14 and 15, characterized that - The partial force of the biasing element by magnetic attraction between the first magnetic element and is due to the second magnetic element and - the first magnetic element and the second magnetic element in such a way are arranged so that the distance between the first magnetic Element and the second magnetic element with increasing strain reduced the manipulation element. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement eine erste Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist und – das Vorspannelement eine zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist, wobei – das Vorspannelement so ausgebildet ist, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist, – insbesondere die zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie im Wesentlichen den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie nachbildet.Arrangement according to claim 10, characterized that - The manipulation element, a first force-deflection characteristic and - The biasing element a second force-deflection characteristic having, - The biasing element is formed is that the course of the second force-deflection characteristic at least approximated to the course of the first force-deflection characteristic is - In particular, the second force-deflection characteristic essentially the course of the first force-deflection characteristic replicates. Anordnung nach Anspruch 14 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste magnetische Element und das wenigstens eine zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist.Arrangement according to claims 14 and 17, characterized that the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element are associated with each other in such a way that the course of the second force-deflection characteristic at least approximated to the course of the first force-deflection characteristic is. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung ein weiteres elektroaktives Element als Vorspannelement umfasst und – das Vorspannelement mit der Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Vorspannelement zur gesteuerten Erzeugung zumindest eines Teils der Stellkraft mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist.Arrangement according to claim 10, characterized that - The biasing device another elektroaktiv Element comprises as a biasing element and - The biasing element can be connected to the control device via which the Biasing element for the controlled generation of at least one part the force can be acted upon by an electrical voltage. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulationseinrichtung zum Manipulieren der Position der Komponente in wenigstens einem Freiheitsgrad ausgebildet ist.Arrangement according to claim 1, characterized that the manipulation device for manipulating the position the component is formed in at least one degree of freedom. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulationseinrichtung zum Manipulieren der Geometrie der Komponente ausgebildet ist.Arrangement according to claim 1, characterized that the manipulation device for manipulating the geometry the component is formed. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente eine optisch wirksame Komponente ist.Arrangement according to claim 1, characterized the component is an optically active component. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Komponente ein optisches Element umfasst, insbesondere ein refraktives, reflektives oder diffraktives Element umfasst.Arrangement according to claim 22, characterized in that the optically active component a comprises optical element, in particular a refractive, reflective or diffractive element comprises. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Komponente eine Blendeneinrichtung ist.Arrangement according to claim 22, characterized the optically active component is an aperture device. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Komponente eine erste Komponente der optischen Einrichtung ist und, – die optische Einrichtung eine zweite Komponente umfasst, mit der das Manipulationselement verbunden ist.Arrangement according to claim 1, characterized that - The component is a first component of the optical Facility is and, - The optical device a second component includes, connected to the manipulation element is. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente eine Halteeinrichtung zum Halten der ersten Komponente ist.Arrangement according to claim 25, characterized the second component comprises a holding device for holding the first component is. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Manipulationseinrichtung wenigstens eine Koppeleinrichtung umfasst, über die das Manipulationselement mit der Komponente gekoppelt ist, wobei – die Koppeleinrichtung wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die zueinander beweglich sind, – das Manipulationselement mit dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt verbunden ist und – das Manipulationselement zur Manipulation der Komponente über eine Veränderung der Relativposition zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet ist.Arrangement according to claim 1, characterized that - The manipulation device at least one Coupling device comprises, via which the manipulation element coupled with the component, wherein - The coupling device has at least a first portion and a second portion, which are movable to each other, - the manipulation element connected to the first section and the second section and - The manipulation element for manipulating the Component about a change in the relative position formed between the first portion and the second portion is. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass – die Komponente ein optisches Element mit einem Außenumfang ist und – die Koppeleinrichtung ein Klemmelement umfasst, wobei – das Klemmelement einen Klemmabschnitt aufweist, der sich über mehr als die Hälfte des Außenumfangs des optischen Elements erstreckt und an dem Außenumfang des optischen Elements anliegt und – an einem Ende des Klemmabschnitts der erste Abschnitt der Koppeleinrichtung anschließt, während an dem anderen Ende des Klemmabschnitts der zweite Abschnitt der Koppeleinrichtung anschließt.Arrangement according to claim 27, characterized that The component is an optical element with a Outer circumference is and - The coupling device a clamping element comprises, wherein - The clamping element a clamping portion extending over more than Half of the outer periphery of the optical element extends and on the outer periphery of the optical element is present and - At one end of the clamping portion of first section of the coupling device connects while at the other end of the clamping portion, the second portion of Coupling device connects. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Komponente ein optisches Element mit einem Außenumfang ist und – das Manipulationselement mehr als die Hälfte des Außenumfangs derart umschlingt, dass die Wirkrichtung in der Umfangsrichtung verläuft.Arrangement according to claim 1, characterized that The component is an optical element with a Outer circumference is and - the manipulation element wraps around more than half of the outer circumference, that the effective direction is in the circumferential direction. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betriebszustand ein Ausgangszustand ist, in dem das Manipulationselement nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist.Arrangement according to claim 1, characterized that the at least one operating state is an initial state, in which the manipulation element is not connected to an electrical voltage is charged. Anordnung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit – einer Komponente einer optischen Einrichtung und – einer Manipulationseinrichtung zum aktiven Manipulieren der Komponente entlang einer Wirkrichtung, wobei – die Manipulationseinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes elektroaktives Polymerelement als Manipulationselement umfasst und – das Manipulationselement mit einer Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation der Komponente mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement in wenigstens einem Betriebszustand in einer Richtung, die parallel zu der Wirkrichtung verläuft, mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt ist.Arrangement, in particular for microlithography, With A component of an optical device and - A manipulation device for active manipulation the component along a direction of action, wherein - the Manipulation device at least one connected to the component electroactive polymer element comprises as a manipulation element and - the Manipulation element is connectable to a control device, via which the manipulation element for the controlled manipulation of Component with an extension of the manipulation element along the Acting direction causing electrical voltage can be acted upon, thereby marked that - the manipulation element in at least one operating condition in a direction parallel to the direction of action, with a tensile stress as mechanical bias is applied. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betriebszustand ein Ausgangszustand ist, in dem das Manipulationselement nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist.Arrangement according to claim 31, characterized that the at least one operating state is an initial state, in which the manipulation element is not connected to an electrical voltage is charged. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente und das Manipulationselement derart angeordnet und miteinander verbunden sind, dass die Gewichtskraft der Komponente zumindest einen Teil der mechanischen Vorspannung erzeugt.Arrangement according to claim 31, characterized that the component and the manipulation element arranged such and that are connected together, that the weight of the component generates at least part of the mechanical bias. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass – eine mit der Komponente verbundene Stützeinrichtung vorgesehen ist, wobei – die Stützeinrichtung eine Stützkraft auf die Komponente ausübt, welche zumindest einen Teil der Gewichtskraft der Komponente kompensiert, und – die aus der Stützkraft und der Gewichtskraft der Komponente resultierende Kraft zumindest einen Teil der mechanischen Vorspannung erzeugt.Arrangement according to claim 31, characterized in that - a support means connected to the component is provided, wherein - The support means exerts a supporting force on the component, which compensates at least part of the weight of the component, and - generates the force resulting from the supporting force and the weight of the component at least part of the mechanical bias. Anordnung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass – die Stützeinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes Stützelement aufweist, das zumindest eine Teilstützkraft auf die Komponente ausübt, wobei – das Stützelement so angeordnet ist, dass die Teilstützkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen parallel zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 34, characterized that - The support means at least one having the component connected to the support member, the at least a partial support force on the component exercises in which - The support element is arranged so that the partial support force acts in a direction that is in the Substantially parallel to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstützkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen kollinear zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 35, characterized that the partial support force acts in a direction that is in the Essentially collinear to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement kinematisch parallel zu dem Manipulationselement angeordnet ist.Arrangement according to claim 35, characterized that the support element kinematically parallel to the manipulation element is arranged. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement mit einer zweiten Komponente der optischen Einrichtung verbunden ist.Arrangement according to claim 35, characterized that the support element with a second component of optical device is connected. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass – das Stützelement ein elastisches Element umfasst und – die Teilstützkraft des Stützelements eine durch elastische Verformung des elastischen Elements bedingte Rückstellkraft ist.Arrangement according to claim 35, characterized that - The support element is an elastic element includes and - The partial support force of the support element a restoring force caused by elastic deformation of the elastic element is. Anordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass – das Stützelement wenigstens ein mit der Komponente verbundenes erstes magnetisches Element und ein zweites magnetisches Element umfasst und – das erste magnetische Element und das zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass die Teilstützkraft des Stützelements durch magnetische Anziehung oder Abstoßung zwischen dem ersten magnetischen Element und dem zweiten magnetischen Element bedingt ist.Arrangement according to claim 35, characterized that - The support element at least one with the component connected first magnetic element and a second includes magnetic element and - the first magnetic Element and the second magnetic element associated with each other so are that the partial support force of the support element by magnetic attraction or repulsion between the first magnetic element and the second magnetic element is conditional. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass – die Manipulationseinrichtung eine mit dem Manipulationselement verbundene Vorspanneinrichtung umfasst, wobei – die Vorspanneinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie zumindest einen Teil der mechanischen Vorspannung erzeugt.Arrangement according to claim 31, characterized that - The manipulation device with the manipulation element connected biasing device, wherein - the Biasing device is designed such that it at least one Part of the mechanical preload generated. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung wenigstens ein mit der Komponente verbundenes Vorspannelement aufweist, das zumindest eine Teilvorspannkraft auf die Komponente ausübt, wobei – das Vorspannelement so angeordnet ist, dass die Teilvorspannkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen parallel zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 41, characterized that - The biasing means at least one with the component has associated biasing element, the at least exerts a partial biasing force on the component, wherein - the Biasing element is arranged so that the partial prestressing force in a direction that is substantially parallel to the direction of action runs. Anordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilvorspannkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen kollinear zur Wirkrichtung verläuft.Arrangement according to claim 42, characterized that the partial biasing force acts in a direction that is substantially collinear to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass – das Vorspannelement ein elastisches Element umfasst und – die Teilvorspannkraft des Vorspannelements eine durch elastische Verformung des elastischen Elements bedingte Rückstellkraft ist.Arrangement according to claim 41, characterized that - The biasing element is an elastic element includes and - The partial biasing force of the biasing member a conditional by elastic deformation of the elastic element Restoring force is. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass – das Vorspannelement wenigstens ein mit der Komponente verbundenes erstes magnetisches Element und wenigstens ein zweites magnetisches Element umfasst und – das erste magnetische Element und das zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass die Teilvorspannkraft des Vorspannelements durch magnetische Anziehung oder Abstoßung zwischen dem wenigstens einen ersten magnetischen Element und dem wenigstens einen zweiten magnetischen Element bedingt ist.Arrangement according to claim 41, characterized that - The biasing element at least one with the Component connected first magnetic element and at least comprises a second magnetic element and - the first magnetic element and the second magnetic element each other are assigned such that the partial biasing force of the biasing member by magnetic attraction or repulsion between the at least a first magnetic element and the at least one second magnetic element is conditional. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement so ausgebildet ist, dass die Teilvorspannkraft mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements parallel zur Wirkrichtung ansteigt.Arrangement according to claim 41, characterized that the biasing element is formed so that the partial biasing force increases with increasing elongation of the manipulation element parallel to the direction of action. Anordnung nach Anspruch 45 und 46, dadurch gekennzeichnet, dass – die Teilvorspannkraft des Vorspannelements durch magnetische Anziehung zwischen dem ersten magnetischen Element und dem zweiten magnetischen Element bedingt ist und – das erste magnetische Element und das zweite magnetische Element derart angeordnet sind, dass sich der Abstand zwischen dem ersten magnetischen Element und dem zweiten magnetischen Element mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements verringert.Arrangement according to claims 45 and 46, characterized that - The partial biasing force of the biasing member by magnetic attraction between the first magnetic element and the second magnetic element is conditional and - the first magnetic element and the second magnetic element in such a way are arranged so that the distance between the first magnetic Element and the second magnetic element with increasing strain reduced the manipulation element. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement eine erste Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist und – das Vorspannelement eine zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist, wobei – das Vorspannelement so ausgebildet ist, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist, – insbesondere die zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie im Wesentlichen den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie nachbildet.Arrangement according to claim 41, characterized that - The manipulation element, a first force-deflection characteristic and - The biasing element a second force-deflection characteristic having, - The biasing element is formed is that the course of the second force-deflection characteristic at least approximated to the course of the first force-deflection characteristic is - In particular, the second force-deflection characteristic essentially the course of the first force-deflection characteristic replicates. Anordnung nach Anspruch 45 und 48, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste magnetische Element und das wenigstens eine zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist.Arrangement according to claims 45 and 48, characterized that the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element are associated with each other in such a way that the course of the second force-deflection characteristic at least approximated to the course of the first force-deflection characteristic is. Anordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung ein weiteres elektroaktives Element als Vorspannelement umfasst und – das Vorspannelement mit der Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Vorspannelement zur gesteuerten Erzeugung der Vorspannung mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist.Arrangement according to claim 41, characterized that - The biasing device another elektroaktiv Element comprises as a biasing element and - The biasing element can be connected to the control device via which the Biasing element for controlled generation of the bias voltage with a electrical voltage can be acted upon. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulationseinrichtung zum Manipulieren der Position der Komponente in wenigstens einem Freiheitsgrad ausgebildet ist.Arrangement according to claim 31, characterized that the manipulation device for manipulating the position the component is formed in at least one degree of freedom. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulationseinrichtung zum Manipulieren der Geometrie der Komponente ausgebildet ist.Arrangement according to claim 31, characterized that the manipulation device for manipulating the geometry the component is formed. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente eine optisch wirksame Komponente ist.Arrangement according to claim 31, characterized the component is an optically active component. Anordnung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Komponente ein optisches Element ist, insbesondere ein refraktives, reflektives oder diffraktives Element ist.Arrangement according to claim 53, characterized that the optically active component is an optical element, in particular a refractive, reflective or diffractive element is. Anordnung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Komponente eine Blendeneinrichtung ist.Arrangement according to claim 53, characterized the optically active component is an aperture device. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass – die Komponente eine erste Komponente der optischen Einrichtung ist und, – die optische Einrichtung eine zweite Komponente umfasst, mit der das Manipulationselement verbunden ist.Arrangement according to claim 31, characterized that - The component is a first component of the optical Facility is and, - The optical device a second component includes, connected to the manipulation element is. Anordnung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente eine Halteeinrichtung zum Halten der ersten Komponente ist.Arrangement according to claim 56, characterized the second component comprises a holding device for holding the first component is. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass – die Manipulationseinrichtung wenigstens eine Koppeleinrichtung umfasst, über die das Manipulationselement mit der Komponente gekoppelt ist, wobei – die Koppeleinrichtung wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die zueinander beweglich sind, – das Manipulationselement mit dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt verbunden ist und – das Manipulationselement zur Manipulation der Komponente über eine Veränderung der Relativposition zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ausgebildet ist.Arrangement according to claim 31, characterized that - The manipulation device at least one Coupling device comprises, via which the manipulation element coupled with the component, wherein - The coupling device has at least a first portion and a second portion, which are movable to each other, - the manipulation element connected to the first section and the second section and - The manipulation element for manipulating the Component about a change in the relative position formed between the first portion and the second portion is. Anordnung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, dass – die Komponente ein optisches Element mit einem veränderbaren Außenumfang ist und – die Koppeleinrichtung ein Klemmelement umfasst, wobei – das Klemmelement einen Klemmabschnitt aufweist, der sich über mehr als die Hälfte des Außenumfangs des optischen Elements erstreckt und an dem Außenumfang des optischen Elements anliegt und – an einem Ende des Klemmabschnitts der erste Abschnitt der Koppeleinrichtung anschließt, während an dem anderen Ende des Klemmabschnitts der zweite Abschnitt der Koppeleinrichtung anschließt.Arrangement according to claim 58, characterized that The component is an optical element with a changeable outer circumference is and - the Coupling device comprises a clamping element, wherein - the Clamping element has a clamping portion which extends over more than half of the outer circumference of the optical Elements extends and on the outer periphery of the optical Elements rests and - At one end of the clamping portion the first section of the coupling device connects while at the other end of the clamping portion, the second portion of Coupling device connects. Anordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass – die Komponente ein optisches Element mit einem veränderbaren Außenumfang ist und – das Manipulationselement mehr als die Hälfte des Außenumfangs derart umschlingt, dass die Wirkrichtung in der Umfangsrichtung verläuft.Arrangement according to claim 31, characterized that The component is an optical element with a changeable outer circumference is and - the Manipulation element more than half of the outer circumference so wraps around that the direction of action in the circumferential direction runs. Manipulator, insbesondere für die Anwendung in der Mikrolithographie, mit – einem elektroaktiven Polymerelement, wobei – das elektroaktive Polymerelement ein aktives Manipulationselement bildet und – das Manipulationselement mit einer Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Vorspanneinrichtung zur Erzeugung einer entlang der Wirkrichtung wirkenden Stellkraft vorgesehen ist, wobei – das Manipulationselement dazu ausgebildet ist, in wenigstens einem Betriebszustand durch eine elastische Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen die Stellkraft zu erzeugen.Manipulator, especially for the application in microlithography, with - an electroactive Polymer element, wherein - The electroactive polymer element forms an active manipulation element and - the Manipulation element is connectable to a control device, via which the manipulation element for controlled manipulation with one causing an expansion of the manipulation element along the direction of action electrical voltage can be applied, characterized, that - A biasing means for generating a is provided along the effective direction acting force, wherein - the Manipulation element is designed to, in at least one operating condition by an elastic restoring force a counter force against to generate the force. Manipulator nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betriebszustand ein Ausgangszustand ist, in dem das Manipulationselement nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist.Manipulator according to Claim 61, characterized that the at least one operating state is an initial state, in which the manipulation element is not connected to an electrical voltage is charged. Manipulator nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung ein elastisches Element umfasst und – die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft auf das Manipulationselement ausübt, die eine durch elastische Verformung des elastischen Elements bedingte Rückstellkraft ist.Manipulator according to Claim 61, characterized that - The biasing means an elastic element includes and - The biasing means a biasing force on the manipulation element, the one by elastic deformation the elastic element conditional restoring force. Manipulator nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung wenigstens ein erstes magnetisches Element und wenigstens ein zweites magnetisches Element umfasst und – das wenigstens eine erste magnetische Element und das wenigstens eine zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass sie eine Vorspannkraft auf das Manipulationselement ausüben, die durch magnetische Anziehung oder Abstoßung zwischen dem wenigstens einen ersten magnetischen Element und dem wenigstens einen zweiten magnetischen Element bedingt ist.Manipulator according to Claim 61, characterized that - The biasing means at least a first magnetic element and at least one second magnetic element includes and - The at least one first magnetic Element and the at least one second magnetic element each other are assigned such that they have a biasing force on the manipulation element exert by magnetic attraction or repulsion between the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element is conditional. Manipulator nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Vorspannkraft auf das Manipulationselement ausübt, die mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements parallel zur Wirkrichtung ansteigt.Manipulator according to Claim 61, characterized in that the pretensioning device is designed such that it has a pretensioning force on the manipulation element, which increases with increasing Expansion of the manipulation element increases parallel to the direction of action. Manipulator nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement eine erste Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist und – die Vorspanneinrichtung eine zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist, wobei – die Vorspanneinrichtung so ausgebildet ist, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist, – insbesondere die zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie im Wesentlichen den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie nachbildet.Manipulator according to Claim 61, characterized that - The manipulation element, a first force-deflection characteristic and - The biasing means a second Having force-deflection characteristic, wherein - the Biasing device is designed so that the course of the second Force-deflection characteristic at least to the course of the first Force-displacement characteristic is approximated, - especially the second force-deflection characteristic essentially the course the first force-deflection characteristic simulates. Manipulator nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung ein weiteres elektroaktives Element als Vorspannelement umfasst und – das Vorspannelement mit der Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Vorspannelement zur gesteuerten Erzeugung der Vorspannkraft mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist.Manipulator according to Claim 61, characterized that - The biasing device another elektroaktiv Element comprises as a biasing element and - The biasing element can be connected to the control device via which the Biasing element for the controlled generation of the biasing force with an electrical voltage can be acted upon. Manipulator, insbesondere für die Anwendung in der Mikrolithographie, mit – einem elektroaktiven Polymerelement, wobei – das elektroaktive Polymerelement ein aktives Manipulationselement bildet und – das Manipulationselement mit einer Steuereinrichtung verbindbar ist, Ober welche das Manipulationselement zur gesteuerten Manipulation mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Vorspanneinrichtung vorgesehen ist, wobei – die Vorspanneinrichtung das Manipulationselement in wenigstens einem Betriebszustand in einer Richtung, die parallel zu der Wirkrichtung verläuft, mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt.Manipulator, especially for use in microlithography, with - An electroactive polymer element, wherein - the electroactive polymer element forms an active manipulation element and - the manipulation element is connectable to a control device on which the manipulation element for controlled manipulation with an extension of the manipulation element along the direction of action causing electrical voltage can be acted upon, characterized in that - A biasing means is provided, wherein - the biasing means acts on the manipulation element in at least one operating state in a direction which is parallel to the direction of action, with a tensile stress as a mechanical bias. Manipulator nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betriebszustand ein Ausgangszustand ist, in dem das Manipulationselement nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist.Manipulator according to claim 68, characterized that the at least one operating state is an initial state, in which the manipulation element is not connected to an electrical voltage is charged. Manipulator nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung ein elastisches Element umfasst und – die Vorspanneinrichtung eine Vorspannkraft auf das Manipulationselement ausübt, die eine durch elastische Verformung des elastischen Elements bedingte Rückstellkraft ist.Manipulator according to claim 68, characterized that - The biasing means an elastic element includes and - The biasing means a biasing force on the manipulation element, the one by elastic deformation the elastic element conditional restoring force. Manipulator nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung wenigstens ein erstes magnetisches Element und wenigstens ein zweites magnetisches Element umfasst und – das wenigstens eine erste magnetische Element und das wenigstens eine zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass sie eine Vorspannkraft auf das Manipulationselement ausüben, die durch magnetische Anziehung oder Abstoßung zwischen dem wenigstens einen ersten magnetischen Element und dem wenigstens einen zweiten magnetischen Element bedingt ist.Manipulator according to claim 68, characterized that - The biasing means at least a first magnetic element and at least one second magnetic element includes and - The at least one first magnetic Element and the at least one second magnetic element each other are assigned such that they have a biasing force on the manipulation element exert by magnetic attraction or repulsion between the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element is conditional. Manipulator nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Vorspannkraft auf das Manipulationselement ausübt, die mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements parallel zur Wirkrichtung ansteigt.Manipulator according to claim 68, characterized in that the pretensioning device is designed such that it has a pretensioning force on the manipulation element, which increases with increasing Expansion of the manipulation element increases parallel to the direction of action. Manipulator nach Anspruch 71 und 72, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspannkraft durch magnetische Anziehung zwischen dem wenigstens einen ersten magnetischen Element und dem wenigstens einen zweiten magnetischen Element bedingt ist und – das erste magnetische Element und das wenigstens eine zweite magnetische Element derart angeordnet sind, dass sich der Abstand zwischen dem wenigstens einen ersten magnetischen Element und dem wenigstens einen zweiten magnetischen Element mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements verringert.Manipulator according to claims 71 and 72, characterized that - The biasing force by magnetic attraction between the at least one first magnetic element and the at least one second magnetic element is conditional and - the first magnetic element and the at least one second magnetic Element are arranged such that the distance between the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element with increasing elongation of the manipulation element reduced. Manipulator nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement eine erste Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist und – die Vorspanneinrichtung eine zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist, wobei – die Vorspanneinrichtung so ausgebildet ist, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist, – insbesondere die zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie im Wesentlichen den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie nachbildet.Manipulator according to claim 68, characterized that - The manipulation element, a first force-deflection characteristic and - The biasing means a second Having force-deflection characteristic, wherein - the Biasing device is designed so that the course of the second Force-deflection characteristic at least to the course of the first Force-displacement characteristic is approximated, - especially the second force-deflection characteristic essentially the course the first force-deflection characteristic simulates. Manipulator nach Anspruch 71 und 74, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste magnetische Element und das wenigstens eine zweite magnetische Element einander derart zugeordnet sind, dass der Verlauf der zweiten Kraft-Auslenkungs- Kennlinie zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist.Manipulator according to claims 71 and 74, characterized that the at least one first magnetic element and the at least a second magnetic element are associated with each other such that the course of the second force-deflection characteristic at least approximated the course of the first force-deflection characteristic is. Manipulator nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorspanneinrichtung ein weiteres elektroaktives Element als Vorspannelement umfasst und – das Vorspannelement mit der Steuereinrichtung verbindbar ist, über welche das Vorspannelement zur gesteuerten Erzeugung der Vorspannung mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist.Manipulator according to claim 68, characterized that - The biasing device another elektroaktiv Element comprises as a biasing element and - The biasing element can be connected to the control device via which the Biasing element for controlled generation of the bias voltage with a electrical voltage can be acted upon. Optische Abbildungseinrichtung, insbesondere für die Mikrolithographie, mit – einer Beleuchtungseinrichtung, – einer Maskeneinrichtung zur Aufnahme einer ein Projektionsmuster umfassenden Maske, – einer Projektionseinrichtung mit einer optischen Elementgruppe und – einer Substrateinrichtung zur Aufnahme eines Substrats, wobei – die Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Projektionsmusters ausgebildet ist, – die optische Elementgruppe zum Abbilden des Projektionsmusters auf dem Substrat ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Beleuchtungseinrichtung und/oder die Maskeneinrichtung und/oder die Projektionseinrichtung und/oder die Substratseinrichtung wenigstens eine Anordnung nach Anspruch 1 oder 31 umfasst.Optical imaging device, in particular for microlithography, with - a lighting device, - a mask device for receiving a mask comprising a projection pattern, - a projection device with an optical element group and A substrate device for receiving a substrate, wherein the illumination device is designed to illuminate the projection pattern, the optical element group is designed to image the projection pattern on the substrate, characterized in that the illumination device and / or the mask device and / or the projection device and / or the substrate device comprises at least one arrangement according to claim 1 or 31. Verfahren zum aktiven Manipulieren einer Komponente einer optischen Einrichtung, insbesondere einer Einrichtung für die Mikrolithographie, bei dem – die Komponente über ein Manipulationselement entlang einer Wirkrichtung aktiv manipuliert wird, wobei – das Manipulationselement ein elektroaktives Polymerelement ist, das zur gesteuerten Manipulation der Komponente mit einer eine Ausdehnung des Manipulationselements entlang der Wirkrichtung bewirkenden elektrischen Spannung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement in wenigstens einem Betriebszustand durch eine elastische Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen eine Stellkraft erzeugt, wobei – sich die Manipulationskraft, welche die Manipulation der Komponente entlang der Wirkrichtung bewirkt, als Resultierende der Stellkraft und der elastischen Rückstellkraft ergibt.Method for actively manipulating a component an optical device, in particular a device for microlithography, in which - the component over a manipulation element actively manipulated along a direction of action being, being - The manipulation element is an electroactive Polymer element is that for controlled manipulation of the component with an extension of the manipulation element along the Acting direction causing electrical voltage can be acted upon, characterized in that - the manipulation element in at least one operating state by an elastic restoring force generates a counterforce against a force, wherein - yourself the manipulative force, which is the manipulation of the component along the effective direction causes, as a resultant of the force and the elastic restoring force results. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass das Manipulationselement in dem wenigstens einen Betriebszustand in einer Richtung, die parallel zu der Wirkrichtung verläuft, mit einer Zugspannung als mechanische Vorspannung beaufschlagt wird.Method according to claim 78, characterized in that that the manipulation element in the at least one operating state in a direction parallel to the direction of action, is subjected to a tensile stress as a mechanical bias. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Betriebszustand ein Ausgangszustand ist, in dem das Manipulationselement nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt ist.Method according to claim 78, characterized in that that the at least one operating state is an initial state, in which the manipulation element is not connected to an electrical voltage is charged. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Stellkraft durch die Gewichtskraft der Komponente erzeugt wird.Method according to claim 78, characterized in that that at least a part of the actuating force by the weight of the Component is generated. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Gewichtskraft der Komponente durch eine Stützeinrichtung kompensiert wird.Method according to claim 78, characterized in that that at least a part of the weight of the component by a Support device is compensated. Verfahren nach Anspruch 82, dadurch gekennzeichnet, dass – über ein Stützelement der Stützeinrichtung wenigstens eine Teilstützkraft auf die Komponente ausgeübt wird, wobei – die Teilstützkraft in einer Richtung wirkt, die im Wesentlichen parallel, insbesondere kollinear, zur Wirkrichtung verläuft.Method according to claim 82, characterized in that that - Via a support element of Support device at least a partial support force is exercised on the component, wherein - the Part support force acts in one direction, which is essentially parallel, in particular collinear, extends to the direction of action. Verfahren nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstützkraft durch eine durch elastische Verformung des Stützelements bedingte Rückstellkraft erzeugt wird.Method according to claim 83, characterized that the partial supporting force by a by elastic deformation generates the restoring element conditional restoring force becomes. Verfahren nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstützkraft durch magnetische Anziehung und/oder Abstoßung erzeugt wird.Method according to claim 83, characterized that the partial support force by magnetic attraction and / or Repulsion is generated. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Stellkraft durch eine Vorspanneinrichtung erzeugt wird.Method according to claim 78, characterized in that that at least a part of the actuating force by a biasing device is produced. Verfahren nach Anspruch 86, dadurch gekennzeichnet, dass – das Manipulationselement eine erste Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist und – die Vorspanneinrichtung eine zweite Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufweist, deren Verlauf zumindest an den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie angenähert ist, insbesondere im Wesentlichen den Verlauf der ersten Kraft-Auslenkungs-Kennlinie nachbildet.A method according to claim 86, characterized that - The manipulation element, a first force-deflection characteristic and - The biasing means a second Force-deflection characteristic whose course at least to approximated the course of the first force-deflection characteristic is, in particular substantially the course of the first force-deflection characteristic replicates. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Stellkraft durch eine elastische Rückstellkraft eines elastischen Elements erzeugt wird.Method according to claim 78, characterized in that that at least part of the actuating force by an elastic restoring force an elastic element is generated. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Stellkraft durch magnetische Anziehung und/oder Abstoßung erzeugt wird.Method according to claim 78, characterized in that that at least part of the force due to magnetic attraction and / or repulsion is generated. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Stellkraft mit zunehmender Dehnung des Manipulationselements parallel zur Wirkrichtung ansteigt.A method according to claim 78, characterized in that at least a part of the actuating force with increasing stretching of the manipulation element increases parallel to the direction of action. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest ein Teil der Stellkraft durch ein weiteres elektroaktives Element als Vorspannelement erzeugt wird, wobei – das Vorspannelement zur gesteuerten Erzeugung zumindest eines Teils der Stellkraft mit einer elektrischen Spannung beaufschlagbar ist.Method according to claim 78, characterized in that that - At least a part of the force by a another electroactive element is produced as a biasing element, wherein - the Biasing element for the controlled generation of at least one part the force can be acted upon by an electrical voltage. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder die Geometrie der Komponente manipuliert wird.Method according to claim 78, characterized in that that manipulates the position and / or geometry of the component becomes. Verfahren nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente eine optisch wirksame Komponente ist.Method according to claim 78, characterized in that the component is an optically active component. Verfahren nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Komponente ein optisches Element ist, insbesondere ein refraktives, reflektives oder diffraktives Element ist.Method according to claim 93, characterized that the optically active component is an optical element, in particular a refractive, reflective or diffractive element is. Verfahren nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch wirksame Komponente eine Blendeneinrichtung ist.Method according to claim 93, characterized the optically active component is an aperture device. Optisches Abbildungsverfahren, insbesondere für die Mikrolithographie, bei dem – eine Beleuchtungseinrichtung ein Projektionsmuster einer Maskeneinrichtung beleuchtet und – das Projektionsmuster mittels der optischen Elemente einer Projektionseinrichtung auf ein Substrat einer Substratseinrichtung abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens eine Komponente der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Maskeneinrichtung und/oder der Projektionseinrichtung und/oder der Substratseinrichtung mit einem Verfahren nach Anspruch 78 manipuliert wird.Optical imaging method, in particular for microlithography, in which - a lighting device illuminated a projection pattern of a mask device and - the Projection pattern by means of the optical elements of a projection device is imaged onto a substrate of a substrate device, thereby marked that - at least one component the illumination device and / or the mask device and / or the projection device and / or the substrate device with a method according to claim 78 is manipulated.
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