JP3489836B2 - モジュラー状に収納された顕微光学要素のための機械的固定システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、基板上に光学的個別モジュールを機械的に
固定して、光学的または光電子的システムを形成させる
ための機械的固定システムに関する。

レンズ、プリズム、ミラーのような光学要素のための
保持技術または収納技術は様々なものが知れられるよう
になった。保持技術または収納技術は、小さいプリズム
を担持体上に接着する技術（この場合、接着剤が硬化す
るまでプリズムを位置決めされた位置で保持させねばな
らない）から、クランプまたは弾性湾曲シャックルを用
いる或いは用いない種々のプリズム「チェア」（H.Naum
ann及びG.Schroeder著「光学要素」第４巻、Karl Hanse
r出版、ミュンヘン アンド ウィーン,1983年 第272
頁参照）に至るまで知られている。これらの従来技術か
ら明らかになっていることは、例えば、光学要素の形状
及び機能が多種にわたっているため、保持部を個々の光
学要素にたいしてそれぞれ別個に適合させねばならない
ことである。

本発明は、光学システムの最近の自動製造工程にたい
しては、光学的個別要素、特に顕微光学的個別要素（光
線径:5mm）をそれぞれ収容する機械的に標準化された構
成要素を使用する必要があるとの認識を基本としてい
る。顕微光学要素とは例えばレーザーダイオード、マイ
クロレンズ、集積光学モジュール、ガラスファイバー
束、光誘導棒、回折要素、検出器、センサ、フィルタ、
ミラー、絞り等である。

例えば直方体状のケーシング内部に収納できる標準要
素を使用すると、原理的にはまず、操作の際及び基板に
たいしてこの直方体を最終的に位置決めし方向決めする
際に容易になる。

本発明の課題は、それぞれ個別ケーシングに収納され
ている光学要素のための機械的固定システムを提案する
ことである。他の課題は、この種の固定システムの製造
方法及び使用方法を提供することである。モジュールに
収納された顕微光学要素を最終的に固定する前に、顕微
光学要素はそのケーシングとともにすべての並進自由度
及び回転自由度を有する。一方基板上に固定した後は、
顕微光学要素の位置及び方向は永久に固定される（自由
度:0）ように構成する。

上記の技術的課題は、本発明によれば独立項の特徴部
分によって解決される。他の有利な構成は、従属項から
明らかになる。

本発明による固定システムを用いると、標準化された
構成要素を、例えばマニピュレーター及びロボットシス
テムを補助的に用いて正確に固定することができる。こ
れにより、１次元ないし３次元のレイアウトの形成が可
能である。モジュール状に構成された標準要素の方向決
めと固定は、１回の組立て工程で可能である。従って、
種々の顕微機器に自在に且つ自動的に装備させることが
できる。本発明による固定システムを用いると、顕微光
学要素と基板との永続的な機械的結合部を形成させるこ
とができ、その際基板にたいする各顕微要素の位置と方
向は固定される。

次に、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

図１は 本発明による「３脚」保持部を介して基板に標
準要素を付設した図、 図２は 本発明による「３脚」保持部の幾何学的形状の
詳細を示し、直方体状の標準要素を破線で示唆した図、 図３は 本発明による「３脚」の２次元の基本構造の幾
何学的形状を示す図、 図４は 「ボール継手」を備えた本発明による固定シス
テムのための基本構造体の第２実施形態を示す図、 図５は 「ボール継手」を最大間隔で対で配置した本発
明による固定システムの２次元の基本構造体の第３実施
形態を示す図、 図６は 「ボール継手」を最小間隔で対で配置した本発
明による固定システムの２次元の基本構造体の第４実施
形態を示す図、 図７は 「ボール継手」とヒンジとの特殊な組み合わせ
体を備えた本発明による固定システムの２次元の基本構
造体の第５実施形態を示す図、 図８は 中空の半球状「ボール脚」を備えた他の実施形
態を、ヒンジ軸線をも記入して示した図、 図９は 図８の実施形態において座標系を記入するとと
もに、ボールセグメントの幾何学的形状をよりわかにや
すく示した図、 である。

図１には、直方体２として示された標準要素１が図示
されている。標準要素１内には顕微光学要素３、図の例
では光軸４を備えたマイクロレンズが収納されている。
直方体２は、その下面において、本発明による保持部上
に固定されている。保持部は、図の例ではいわゆる「３
脚」保持部５として実施されている。図１には図示して
いないプラットホームから基板20の方向へ折り曲げて三
つの脚部７ないし９が形成されている。脚部７ないし９
には足部10ないし12が枢着されている。足部10ないし12
は基板20と接触している。これらの足部が基板20に固定
されていなければ、標準要素１を六つのすべての自由度
に関して位置決め、または指向させることができる。

図２を用いて、本発明による保持部５の形状を詳細に
説明する。プラットホーム６上に直方体２が破線で図示
されている。直方体２の下面は、プラットホーム６の先
細りになっている面と一致していない。これは、図示の
例のように前部領域だけである。13'ないし15'はいわゆ
るヒンジ軸線である。ヒンジ軸線は、いわば、折り曲げ
られる脚部７ないし９の折り曲げ線である。これに対応
して、図２にはヒンジ軸線16'と17'が図示されている。
ヒンジ軸線16',17'のまわりで足部10または11が上方へ
折り曲げられる。

図３からは、本発明による「３脚」保持システムの幾
何学的比率がわかる。図示されているのは２次元の基本
構造体5'である。この基本構造体5'は、いわば、原材料
である薄板のための「切り抜き」原型である。プラット
ホーム６は正六角形を半分にしたものである。即ち、六
角形の対角線方向に対向する二つの隅角部を結ぶ結合線
21に沿って半分にされる。星形に配置された領域（「３
脚」）はプラットホーム６から出ている。これらの領域
は、それぞれ脚部7,8,9とこれに付属の足部10,11,12か
らなっている。それぞれ一つの脚部に属するヒンジが互
いに平行に延びているのがわかる。脚部7,10及び9,12の
中心垂線22と23は、「３脚」保持部５またはその２次元
の基本構造体5'の対称面の軌道19上において点24で交わ
る。プラットホーム６が数学的な意味で正六角形の半分
であるならば、点24は正確に結合線21上にある。図３か
らは、固定システムの原理的な対称比率が非常にわか
る。重要なことは、いずれにしろ一つの対称面が存在す
ることである（対称面の軌道19を参照）。図１の３次元
による図示では、図示していない対称面は、基板20に垂
直に且つ光軸４を含むように延びる。もちろん、このよ
うな考察は近似値である。なぜなら、本発明による固定
システムは固定状態で所望に応じて変形されていてよ
く、より厳密には、行なわれた位置決め修正に応じて変
形されていてよいからである。しかしながら、対称比率
について原理的に考察するうえではなんら変更はない。

図３に関連して図１からわかるように、システム全体
（標準よ要素１と保持部５）を光軸４の方向に「積み重
ね可能」である。「積み重ね可能」であるということ
は、複数のシステム全体を光学的工作台のごとく密接さ
せて基板20上に直列に固定できるということ、しかも互
いの直線間隔を狭くして固定できるということである。
固定システムの脚を本発明にしたがった幾何学的配置に
することにより、光軸４に沿って相前後して位置決めさ
れた二つの保持部の脚は互いに妨げにならない。もちろ
ん、光学的工作台の如き１次元配置の代わりに２次元の
レイアウト構成も可能である。このためには、光を方向
転換させる構成要素（プリズム・ミラー、光誘導棒、フ
ァイバー束、集積光学系など）をモジュール状にまとめ
た顕微光学要素として使用するだけでよい。

もちろん、「３脚」保持部の代わりに、「３＋ｘ」脚
を備えた保持部を設けてもよい。この場合ｘ＝1,2....n
である。例えば、図３において脚部８と11を取り去っ
て、残っているシステムを結合線21に関し鏡対称になる
ように脚部8,11を取り去った側に設ければ、六角形のプ
ラットホームと四つの脚部とを備えた基本構造体が生じ
る。このようにして得られた構造体を例えば軸線19に沿
って歪めて、プラットホームをある程度菱形状に変形さ
せれば、４個の部分から成る別の構成が得られる。ま
た、プラットホームを例えば三角形、長方形、正方形ま
たは五角形に形成して、適当数の多数の脚部を備えさせ
てもよい。いずれにしろ重要なことは、固定システムが
少なくとも一つの対称面を有し、この対称面が基板20に
たいして垂直にたっていることである。これにより、機
械的安定性及び熱的影響に関し同じ状況が得られる。五
角形または六角形のプラットホームを有しているこのよ
うな本発明による固定システムの「積み重ね」能力を高
めるため、少なくとも一つの脚部が欠けていてもよい。

図４ないし図７には、２次元の基本構造体の他のいく
つかの実施形態が図示されている。これらの実施形態が
図１ないし図３を用いて説明した基本構造体と比べて共
通な点は、プラットホーム６または直方体２が傾いた際
に、基板20に対する足部10ないし20の優れた当接能力が
保証されていることである。このことはもちろん自動組
立て技術において利点である。一般的に言えば、図４な
いし図７に図示した実施形態により、脚の幾何学的形状
に付加的な自由度が導入される。

図４によれば、脚部と足部12との間には狭い材料ブリ
ッジしか設けられていない。この材料ブリッジは、三つ
の回転自由度を持った「玉継手」25と呼ぶことができ
る。同じことは、他の二つの脚にたいしても適用され
る。図示した形状が本来の意味での玉継手でないことは
言うまでもない。なぜなら、２体から成る玉／ソケット
・組合せ体が設けられていないからである。このため、
三つの自由度を実現する構成を「固形体継手」と呼ぶこ
とができる。これが意味するところは、１体の材料から
成っているということである。この「固形体継手」は、
図４の実施形態では、二つのくさび状の部分28a/28b−3
0a/30bが対になって対称になるようにそれぞれの脚に設
けられていることによって生じている。図４に付属して
いる詳細図（線Ａ−Ｂによる断面図）を例にとって、玉
継手25またはヒンジ15の構成を説明すると、１体の材料
（例えば厚さ1mmの薄板）から成る２次元の基本構造体
に、ヒンジ15または玉継手25に沿った個所に幅狭のスリ
ットを形成させる。これは例えばワイヤー電気侵食、精
密鋸、型押し等により行うことができる。前記詳細図か
らわかるように、ヒンジ15の形成のため、狭いスリット
が上面から形成され、その結果小さい材料ブリッジ（あ
る意味では１次元の細条部）が残るにすぎない。これに
より、一自由度を持つヒンジが実現される。「玉継手」
25は、足部10と脚部の間に予め生じさせた幅狭の結合細
条部にスリットを基本構造体の下面から形成させるよう
にして生じさせる。これにより、三つの自由度を持つ固
形体継手が得られる。足部12は、空間的な状況に、特に
基板20の局部的構造に任意の態様で適合させることがで
きる。ヒンジ15または「玉継手」25の特性は、もっぱ
ら、形成されたスリットにより局部的に制限されている
領域の弾性変形によって与えられる。同じことが他のす
べてのヒンジ及び玉継手にたいしてもいえる。

図５では、一つの脚につき一つの「玉継手・ヒンジ組
合せ体」が図示されている。この実施形態では、一つの
脚に一つの「玉継手」を設ける代わりに、それぞれ二つ
の「玉継手」25a/25b,または26a/26b,または27a/27bが
設けられる。図４で述べた実施形態に比して図５の変形
実施形態が持つ利点は、極めて小さな材料断面がそれぞ
れの脚の「固形体・玉継手」において倍増することであ
る。この構成は、脚領域内側に設けられる三角形の繰り
抜き部31ないし33と、プラットホーム６の方向に延びる
ように中心垂線22,23,19に沿って付加的に設けられる平
行スリット34,35,36によって生じる。この「玉継手・ヒ
ンジ組合せ体」により、機械的安定性が向上する。それ
ぞれの脚において「玉継手」間の間隔が狭くなると、図
６に図示したような実施形態が得られる。

図７に図示した第５実施形態では、一つの脚につき一
つのヒンジと一つの「玉継手」とが交互に場所節約的に
配置されている。この点を、脚部７と足部10とを備えた
脚を例に取って詳細に説明する。脚部７の領域には、対
角線方向に、有利には平行なスリット39が延びている。
スリット39はヒンジ軸線13'と次のように交差してお
り、即ちヒンジ全体を、一つの自由度を持ったヒンジ領
域13と、三つの自由度を持った「玉継手」26aの領域と
に分割するように交差している。他方ヒンジ軸線16'に
たいしては、逆の意味で、ヒンジを「玉継手」26b（自
由度３）とヒンジ領域16（自由度１）とに分割するよう
に交差している。同様のことは、他の二つの脚にたいし
てもいえる。この実施形態により、多面的な使用を保証
する、場所節約的な変形例が得られる。

図８と図９には本発明の他の実施形態が図示されてい
る。図２ないし図７ですでに説明したプラットホーム６
が設けられている（図８）。これまで説明した実施形態
と異なるのは、図８または図９に図示した固定システム
は、脚部と足部からなる脚を有していないことである。
本実施形態では、いわゆる「ボール脚」47ないし49が設
けられている。ボール脚は、ヘルメットのような中空の
半球状の膨出部、いわゆるボールセグメント40ないし42
と、赤道面のような平らなエッジ領域46aないし46cと、
帽子のつばを折り返したような、側部の補強異形部対40
a,40b;41a,41b;42a,42bから構成されている。これらの
「ボール脚」47ないし49は、直接プラットホーム６に一
体的に折り曲げ形成されている。

それぞれ曲げ弾性のあるヒンジ43ないし45（図８を参
照）またはその軸線の位置は、折り曲げられたそれぞれ
の補強異形部対40a,40b;41a,41b;42a,42bがプラットホ
ーム６にぶつかる点によって与えられる。それぞれのヒ
ンジ43ないし45は、局部的にほぼ直線に制限される曲げ
弾性領域に帰せられる。補強作用が得られるのは、それ
ぞれのヒンジ軸線43ないし45及び側部の補強異形部対40
a,40b;41a,41b;42a,42bのそれぞれが、中空半球体（ボ
ールセグメント40ないし42）の上縁にたいして接線方向
に位置しているからである。もちろん、幾何学的に正確
なボール形状（中空の半球形状）の代わりに、基板20に
たいして点状に接触するような、湾曲した他の立体形状
でもよい。このような立体形状は例えば、「ジオイ
ド」、１軸または多軸の回転楕円体（いわゆる樽状また
はレンズ状の中空半球体）である。製造技術上の理由か
ら、中空半球体形状または中空ボールキャップ形状が有
利である。

図９に図示した座標系によれば、直方体２はｘ軸に沿
って鉛直方向に移動でき、及び（または）水平方向にあ
る二つの軸ｙ（光軸にたいして垂直）とｚ（光軸に沿っ
ている）の周りに移動でき、しかも基板20上での載置点
の位置は変化しない。

上記のごとく提案されたボール形状は、まず第１にす
べての点状継ぎ合わせ技術（例えば点溶接、特にレーザ
ー光線点溶接）に適しているが、接着、蝋付け等の面状
継ぎ合わせ技術にも適用できる。接着の場合には載置点
が機械的な基準になるが、このことは接着剤が硬化する
際に高い位置安定性を保証する。

脚の剛性を高めるため、ボールセグメント40ないし42
の前部領域に、それぞれ屈曲された他の補強異形部を設
けてもよい。これらの補強異形部は、それぞれのヒンジ
軸線43ないし45に平行に延びる。

或いは、側部の補強異形部対40a,40b;41a,41b;42a,42
bを、それぞれのボールセグメント40ないし42の上縁の
周りで外輪状に案内するようにしてもよい。

「ボール・３脚」は、切り込み及び押しぬきにより、
薄い金属板から成り多数の部品から成る追従複合工具
（Folgeverbundwerkzeug）で低コストに製造できる。

図８または図９に図示し説明した脚47ないし49の形状
は、大きな剛性を実現するために最も適した解決法であ
る。しかし、機能を制限せずに、球状の載置面とそれぞ
れのヒンジ43ないし45との間の領域に形状を付与するた
めの別の変形例も可能である。

上記の球形状は、載置点の変位が生じないような、幾
何学的に最適な面形状に近い形状である。半球の径を適
当に選定すれば、典型的なずれは10μｍである。

製造に際してはすべての変形可能な材料及び原型の材
料（特に金属）が対象になる。この場合、製造方法によ
っては（例えばセラミックの焼結）、構造的な適合を必
要とする。

ｎ個の脚（ｎ＝3,4....）が非固定状態にあっても静
力学的な不静定性を生じないことは数学的に証明でき
る。従って、特に「好適な積み重ね能」にたいする要求
を維持して、「ボール・４脚」も所定の使用に適してい
る。

図示した「ボール・３脚」の幾何学的サイズは以下の
とうりである。

プラットホーム（６）の台形角:60゜ 直方体（２）:10×10×4mm³ プラットホーム（６）と 脚部（７−９）または ヒンジ軸線（43−45） の間のヒンジの長さ 4.6mm 折り曲げ状態での プラットホーム（６）の高さ 2.12mm プラットホーム（６）と 脚部（７−９）または 平らなエッジ領域 （46a−46c）の間の角度 20゜ セグメント（40−42） の「ボール」径 1.8mm−2.2mm 上記のすべての実施形態に共通の有利な点は、遊びな
しに移動できること、工業生産を低コストに実現できる
こと、ロボット技術を適用しても組立てが可能なことで
ある。基本構造体の製造は、例えばレーザー切断または
押し抜きにより行うことができる。薄い板、例えば0.05
mmの特殊鋼薄板を使用する場合には、脚部７ないし９を
強化または補強することが提案される。このため、例え
ば適当に裁断した厚い板（例えば厚さ0.5mm）を適当な
固定方法（レーザー光線点溶接、接着、締め金・留め金
等を使った固定）により脚部に全面固定される。或い
は、脚の補強を適当な形状付与だけで行うこと、例えば
板を補強するように異形部の幾何学的形状を選定しても
よい。既に述べたように、ヒンジまたは「玉継手」の製
造は材料を切除する減法技術（火花侵食、精密鋸、化学
的エッチング、イオンエッチング等）を適用して行うこ
とができる。もちろん、成形技術（プレス、押し抜き）
により、弾性変形能を持った個所としての働きをする適
当な線形の「屈曲」領域を生じさせてもよい。

本発明は、以上説明し図示した実施形態に限定される
ものではない。幾何学的形状の他の変形例も可能であ
る。また、本発明による固定システムは、顕微要素３を
含んでいるモジュールに限定されない。単に寸法上の問
題があるにすぎず、よって個別モジュールとしてまとめ
られている「マクロな」光学要素も本発明の技術分野に
向けられる。

本発明による固定システムにより、光学要素を広い温
度範囲でショック及び振動にたいし安定であるように継
続的に保持することが可能である。基本構造体5'を製造
するための材料としては、特殊鋼のほかに、基本的に
は、適当に加工性があり、またヒンジ領域または枢着領
域における曲げ弾性特性を継続的に提供するものであれ
ば、他の材料でもよい。プラットホーム６または足部10
ないし12上の直方体を基板20上に固定する技術として
は、例えばレーザー光線点溶接或いは接着も知られてい
る。

本発明による固定システムの利点を総括的に述べると
以下のとおりである。

ａ）まとめられた顕微要素３を正確に位置決めまたは方
向付けするため、六つの自由度を利用して顕微要素３を
ミクロに操作できる。

ｂ）固定システム全体を永久固定する（自由度の数をゼ
ロに減らす）ため、最小の場合３個の固定点を必要とす
るにすぎない。

ｃ）レーザー光線点溶接または接着により固定を行うこ
とができる。

ｄ）レーザー光線の位置決めにたいする要求が少ない。

ｅ）軸（x,y,z）に沿った位置決めの際、載置点はほぼ
一定である。

ｆ）利用しやすい固定技術を採用できる。

ｇ）光軸４は一つの個別モジュール２の内部で任意に伝
播することができる。

ｈ）自動化に適した組立て操作を実現可能である。

ｉ）場所を取らないので、「梱包密度」が高い。光軸４
方向に積み重ね可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−198010（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−101265（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−86386（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/00 G02B 7/02

Claims (40)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モジュール状に収納された顕微光学要素
   を、有利には平坦な基板上に固定して、光学的または光
   電子的レイアウトを形成するための機械的固定システム
   において、 個々の個別モジュール（２）を位置と方向に関し正確に
   固定するため、個別モジュール（２）を担持するプラッ
   トホーム（６）を中央に備えた、有利には一体に形成さ
   れる保持部（５）として構成されており、プラットホー
   ム（６）に、それぞれ少なくとも一つのヒンジ（13−1
   5,43−45）を介して、基板（20）に固定可能な少なくと
   も三つの脚（7,10;8,11;9,12;47−49）が枢着されてい
   ること、 脚（7,10;8,11;9,12;47−49）を基板（20）上に固定す
   る前の段階における個別モジュール（２）のプラットホ
   ーム（６）上における位置決めと方向調整とがヒンジ
   （13−15,43−45）と脚（7,10;8,11;9,12;47−49）とを
   介して６つのすべての自由度に関し与えられているこ
   と、 脚（7,10;8,11;9,12;47−49）を永久固定することによ
   り自由度の数をゼロに減らすこと、 を特徴とする機械的固定システム。
2. 【請求項２】脚（7,10;8,11;9,12;47−49）が基台上に
   当接可能な足部（10,11,12）を有していることを特徴と
   する、請求項１に記載の機械的固定システム。
3. 【請求項３】プラットホーム（６）にそれぞれヒンジ
   （43−45）を介して枢着される脚がボール脚（47−49）
   として構成され、ボール脚（47−49）はそれぞれボール
   セグメント（40−42）を有し、これらのボールセグメン
   ト（40−42）と基板（20）との接触個所が点状であるこ
   とを特徴とする、請求項１または２に記載の機械的固定
   システム。
4. 【請求項４】ボールセグメント（40−42）がそれぞれ平
   坦なエッジ領域（46a−46c）を有していることを特徴と
   する、請求項３に記載の機械的固定システム。
5. 【請求項５】ボール脚（47−49）が付加的に補強異形部
   対（40a,40b;41a,41b;42a,42b）を有し、該補強異形部
   対が前記エッジ領域（46a−46c）にたいし屈曲している
   ことを特徴とする、請求項３または４に記載の機械的固
   定システム。
6. 【請求項６】補強異形部対（40a,40b;41a,41b;42a,42
   b）のそれぞれがプラットホーム（６）まで延びて、そ
   れぞれ曲げ弾性のヒンジ（43−45）を形成していること
   を特徴とする、請求項３から５までのいずれか１つに記
   載の機械的固定システム。
7. 【請求項７】付加的にそれぞれ一つの補強異形部が、そ
   れぞれのヒンジ軸線（43−45）に平行になるように、ボ
   ールセグメント（40−42）のエッジ領域（46a−46c）
   の、プラットホーム（６）から離れている部分において
   屈曲されていることを特徴とする、請求項３から６まで
   のいずれか１つに記載の機械的固定システム。
8. 【請求項８】ヒンジ軸線（43−45）と補強異形部対（40
   a,40b;41a,41b;42a,42b）が、それぞれのボールセグメ
   ント（40−42）の上縁にたいして接線方向に延びている
   ことを特徴とする、請求項３から７までのいずれか１つ
   に記載の機械的固定システム。
9. 【請求項９】前記付加的な補強異形部が、それぞれのボ
   ールセグメント（40−42）の上縁のまわりに側部の補強
   異形部対（40a,40b;41a,41b;42a,42b）を外輪状に案内
   する案内部として形成されていることを特徴とする、請
   求項３から８までのいずれか１つに記載の機械的固定シ
   ステム。
10. 【請求項１０】ボールセグメント（40−42）が半球シェ
    ルとして形成されていることを特徴とする、請求項３か
    ら９までのいずれか１つに記載の機械的固定システム。
11. 【請求項１１】ボールセグメント（40−42）が、幾何学
    的に正確な中空半球形状の代わりに、半球の変形形状、
    １軸または多軸の中空回転楕円体形状のようなほぼ半球
    状の形状を有していることを特徴とする、請求項３から
    ９までのいずれか１つに記載の機械的固定システム。
12. 【請求項１２】３脚保持部として形成され、該３脚保持
    部が 中心にプラットホーム（６）を有し、該プラットホーム
    （６）に、それぞれ少なくとも一つのヒンジ（13−15）
    を介して、それぞれ一つの脚部（７−９）とそれぞれ一
    つの足部（10−12）からなる三つの脚が枢着され、その
    際付加的に、それぞれの脚部（７または８または９）と
    付属の足部（10または11または12）の間に他のヒンジ
    （16または17または18）が設けられ、該他のヒンジ（16
    または17または18）は、脚部（７）のヒンジ（13または
    16）の軸線（13'または16'）と、脚部（８）のヒンジ
    （14または17）の軸線（14'または17'）と、脚部（９）
    のヒンジ（15または18）の軸線（15'または18'）とが互
    いに平行に延びるように設けられており、ヒンジ（13−
    18）だけが曲げ弾性を持つように形成されていることを
    特徴とする、請求項２に記載の機械的固定システム。
13. 【請求項１３】プラットホーム（６）の幾何学的形状
    が、ほぼ正六角形体の半分の形状であって、対角線方向
    に対向する二つの隅角部を結ぶ結合線（21）に沿って切
    断することにより得られる前記半分の形状に対応してい
    ることを特徴とする、請求項１から12までのいずれか１
    つに記載の機械的固定システム。
14. 【請求項１４】保持部（５）が、２次元の星形の基本構
    造体（5'）から形成可能であり、プラットホーム（６）
    と脚部（８）をそれぞれ二つの台形状の部分に分割する
    ような軌道（19）をもつ対称面を有していることを特徴
    とする、請求項１から13までのいずれか１つに記載の機
    械的固定システム。
15. 【請求項１５】脚部（７または９）が、プラットホーム
    （６）に、固定システム及び脚部（８）の対称面に関し
    て対称になるようにこの対称面内にある脚部（８）に対
    する結合線（21）に沿って枢着され、よって前記対称面
    の軌道（19）に垂直に枢着されていることを特徴とす
    る、請求項13または14に記載の機械的固定システム。
16. 【請求項１６】脚部（７−９）と足部（10−12）が幾何
    学的に同一であることを特徴とする、請求項１から15ま
    でのいずれか１つに記載の機械的固定システム。
17. 【請求項１７】脚部（７−９）が、プラットホーム
    （６）におけるそれぞれのヒンジ（13−15）から足部
    （10−12）の方向へ延びて足部枢着結合部（16−18）に
    達するまで連続的に先細りになっており、それぞれの足
    部（10−12）が角形に形成されていることを特徴とす
    る、請求項16に記載の機械的固定システム。
18. 【請求項１８】星形の基本構造体（5'）は、脚（7,10ま
    たは9,12）の中心垂線（22または23）のヒンジ軸線（13
    または15）への延長線が対称面の軌道（19）上において
    プラットホーム（６）の内側の一点で交わるように形成
    されていることを特徴とする、請求項14から17までのい
    ずれか１つに記載の機械的固定システム。
19. 【請求項１９】プラットホーム（６）が前記結合線（2
    1）に沿って７−12mmであり、ヒンジ（13−15）が４−7
    mm、ヒンジ（16−18）が２−3.5mm、足部（10−12）の
    長さが1.5−2.5mm、中心垂線（22）と（23）の成す角度
    が118゜−122゜であることを特徴とする、請求項13から
    18までのいずれか１つに記載の機械的固定システム。
20. 【請求項２０】足部（10または11または12）と脚部（７
    または８または９）の間で１の自由度を可能にしている
    ヒンジ（16または17または18）の代わりに、３の自由度
    を可能にする玉継手（25または26または27）が設けられ
    ていることを特徴とする、請求項１から19までのいずれ
    か１つに記載の機械的固定システム。
21. 【請求項２１】玉継手（25−27）が固形体継手として形
    成されていることを特徴とする、請求項20に記載の機械
    的固定システム。
22. 【請求項２２】玉継手（25−27）が、脚（7,10または9,
    12または8,11）の中心垂線（22または23または19）の領
    域に配置されていることを特徴とする、請求項20または
    21に記載の機械的固定システム。
23. 【請求項２３】脚部の、ヒンジ（13または14または15）
    に枢着される部分が、角形に形成されており、二つの対
    称なくさび状部分（28a,28bまたは29a,29bまたは30a,30
    b）を形成するように前記部分に接続して玉継手（25ま
    たは26または27）の方向に屋根状の先細りゾーンが設け
    られいることを特徴とする、請求項20から22までのいず
    れか１つに記載の機械的固定システム。
24. 【請求項２４】足部（10または11または12）と付属の脚
    部（７または８または９）の間にそれぞれ、二つの玉継
    手から成る玉継手対（25a/25bまたは26a/26bまたは27a/
    27b）が設けられていることを特徴とする、請求項20か
    ら23までのいずれか１つに記載の機械的固定システム。
25. 【請求項２５】玉継手（25a−27b）が固形体継手として
    形成されていることを特徴とする、請求項24に記載の機
    械的固定システム。
26. 【請求項２６】それぞれ一つの玉継手対（25a/25bまた
    は26a/26bまたは27a/27b）に属している玉継手が互いに
    最大間隔で配置されて、それぞれの脚部（７または８ま
    たは９）に平坦な三角形の繰り抜き部（31または33また
    は32）を形成しており、さらにそれぞれの三角形の繰り
    抜き部（31−33）とプラットホーム（６）に設けられて
    いる付属のヒンジ（13または15または14）との間に、そ
    れぞれの中心垂線（22または19または23）に沿うように
    それぞれ一つの平行スリット（34または36または35）が
    設けられていることを特徴する、請求項24または25に記
    載の機械的固定システム。
27. 【請求項２７】それぞれの足部（10−12）とこれに付属
    の脚部（７−９）の間に、二つの玉継手から成る玉継手
    対（25a/25bまたは26a/26bまたは27a/27b）が互いに最
    小間隔で配置されて、それぞれの脚部（７または９また
    は８）にそれぞれ二つのくさび状の部分（28a/28bまた
    は29a/29bまたは30a/30b）が形成され、さらにそれぞれ
    の中心垂線（22または19または23）に沿って平行スリッ
    ト（34または36または35）が設けられていることを特徴
    とする、請求項20から23までのいずれか１つに記載の機
    械的固定システム。
28. 【請求項２８】各ヒンジ軸線（13'−18'）上にして玉継
    手（25a−27a,25b−27b）の横にヒンジ継手（13−15,16
    −18）が形成されるように、それぞれの脚部（７または
    ８または９）が、対角線方向に延びる二重スリット（37
    または38または39）を有していることを特徴とする、請
    求項20から23までのいずれか１つに記載の機械的固定シ
    ステム。
29. 【請求項２９】ヒンジ継手（13−18）と玉継手（25a−2
    7a,25b−27b）が固形体として形成されていることを特
    徴とする、請求項28に記載の機械的固定システム。
30. 【請求項３０】顕微光学要素（３）の光軸（４）の方向
    に保持部を平面内で積み重ね可能であることを特徴とす
    る、請求項１から29までのいずれか１つに記載の機械的
    固定システム。
31. 【請求項３１】請求項１ないし11のいずれか１つに記載
    の固定システムを製造する方法において、 ａ）星形で２次元の一体的な基本構造体（5'）を薄板状
    材料から押し抜きにより製造すること、 ｂ）同時にまたは引き続いて中空半球状セグメント（40
    −42）をプレスにより成形すること、 ｃ）同時にまたは引き続いて側部補強異形部対（40a,40
    b;41a,41b;42a,42b）を折り曲げること、 ｄ）同時にまたは引き続いてボール脚（47−49）を基板
    （20）の方向に折り曲げること、 を特徴とする方法。
32. 【請求項３２】請求項1,2及び12ないし29のいずれか１
    つに記載の固定システムを製造する方法において、 ａ）星形で２次元の一体的な基本構造体（5'）を特殊鋼
    等の中空弾性箔片状材料から製造すること、 ｂ）引き続いて、適宜輪郭づけられた補強板片を取り付
    けることにより脚部（７−９）を強化して、ヒンジ軸線
    （13'−18'）に沿って不連続な曲げ線を形成させるこ
    と、 ｃ）脚部（７−９）を基板（20）の方向に折り曲げるこ
    と、ｄ）足部（10−12）を逆方向に折り曲げること、 を特徴とする方法。
33. 【請求項３３】脚部（７−９）の強化を、薄板を補強す
    る幾何学的異形体の装着により行うことを特徴とする、
    請求項32に記載の方法。
34. 【請求項３４】前記工程ｂ）とｃ）の間に、顕微光学要
    素（３）を含む直方体（２）をプラットホーム（６）上
    に固定することを特徴とする、請求項32または33に記載
    の方法。
35. 【請求項３５】レーザー光線切断または押し抜きによ
    り、一体の基本構造体（5'）の製造を行うことを特徴と
    する、請求項31または32に記載の方法。
36. 【請求項３６】レーザー光線点溶接、係留または接着に
    より、補強板片または直方体の固定を行うことを特徴と
    する、請求項32または34に記載の方法。
37. 【請求項３７】単体の板状基本構造体を変形させること
    により、軸線（13'−18';43−45）に沿った不連続な曲
    げ線を生じさせることを特徴とする、請求項１から29ま
    でのいずれか１つに記載の固定要素を製造する方法。
38. 【請求項３８】厚い単体の薄板を火花侵食、精密鋸、化
    学的エッチング、イオンエッチング等の、材料を切除す
    る減法技術により処理することによって、ヒンジ（13−
    18,43−45）の製造を行うことを特徴とする、請求項１
    から29までのいずれか１つに記載の方法。
39. 【請求項３９】請求項１から29までのいずれか１つに記
    載の固定システムを、それぞれ一つの顕微要素（３）を
    含んでいる直方体状のモジュール（２）と基板（20）と
    を位置決め及び方向に関して正確に機械的に結合させる
    ために使用することを特徴とする使用方法。
40. 【請求項４０】足部（10−12）または「ボール脚」（47
    −49）の基板（20）上への固定を、有利には自動制御さ
    れるマニピュレーター／ロボットシステムを同時に一時
    的に使用してレーザー光線点溶接または蝋付けにより行
    うことを特徴とする、請求項39に記載の使用方法。