JP5086309B2 - 支持すべき部材を固定及び調節する装置 - Google Patents

Description

本発明は、精密光学素子などの支持すべき部材を固定及び調節する装置に関する。

任意の基部に関して種々の部材を位置決め及び空間的に配向するのに使用される特定数の装置がすでに公知である。例として、三つの二脚架タイプ又はスチュワートプラットフォームの平衡装置が引用されうる。

これらの平衡装置は、基部上で位置決めされかつ配向される部材と接続している調節可能長さの六つの支柱で構成されている。これら六つの調節可能な長さにより、三つ位置座標及び三つの位置角度に対応する自由度６を提供している。

これらの装置の本質的な特性は、得られうる調節精度と、調節範囲の広さと、装置の安定性である。

本発明は、前述のタイプの自由度６を有する固定及び調節組立体を備えた、三つの群で組み立てられる、二自由度を持つ固定及び調節装置を提供することを目的とする。

とりわけ、本発明は、高精度に調節する上記装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の目的は、まず第一に、
支持基部と、
二つの三角形レバーであって、これらレバーの各々は、三角形に配置されておりかつ三角の頂点の一つにおいて共に接続されている二つのアームを備え、これらレバーの各々は、三角形の各頂点において基部に関節接合されており、各レバーの二つのアームの第一アームは、伸長可能であり、かつ支持すべき部材に関して固定する手段へその自由端部において接続されている、二つの三角形レバーと、
基部上に取り付けられかつ、各レバーの第二アームをレバーの平面内で回動させるように配置されている調節手段とを備えていることを特徴とする、精密光学素子などの支持すべき部材を固定及び調節するための装置である。

それゆえ、この装置は、これらレバーの一つの調節手段に各々が対応して、自由度２を提供している。それにより、調節手段と固定手段の位置の間において、高度にシフトダウンしうるということが以下において理解されるであろう。

特別な実施例において、これらレバーの各々は、レバーの平面とほぼ直角な軸線回りの関節で基部上に接合されている。

とりわけ、これらレバーの各々は、各レバーの平面とほぼ直角なブレードによって基部上において関節が設けられうる。

さらに、特別な実施例において、二つのレバーはほぼ同じ平面内にある。

さらに、特別な実施例において、各レバーの第一アームは、レバーの各頂点において第二アームに関節接合されている。

さらに、特別な実施例において、各レバーの第一アームは前記固定手段に関節接合されている。

前述の関節を旋回タイプの関節としうる。

とりわけ、関節の各々は、少なくとも二つのブレードを備えることができ、これらブレードの一方はほぼ各レバーの平面内であり、これらブレードの他方はこの平面とほぼ直角である。

さらにとりわけ、他方のブレードは、各レバーの第一アームとほぼ平行な平面内としうる。

レバーがそれによって基板において関節接合されるブレードは、特に、他方のブレードの平面とほぼ平行な平面内としうる。

このように、二重の関節が設けられうる。

一般に、これらブレードを各レバーと一体の一片で製造しうる。

それゆえ、これら関節は遊びを持たない。さらに、ブレードは、調節及び干渉を光学機械式でフィルタリングする。

特別な実施例において、この調節手段は遊びのない調節手段である。

とりわけ、調節手段は、モータによって作動させられ、かつ弾性手段の作用と反対に各レバーの第二アームに作用するスラストフィンガを備えうる。

さらにとりわけ、このモータは圧電アクチュエータとしうる。

このモータは取り外しうる。

本発明の別の目的は、前述の三つの装置を備え、これらの各固定手段は、三つの別個の地点で支持すべき部材に固定されるように配置されていることを特徴とする、精密光学素子などの支持すべき部材を固定及び調節するための組立体である。

とりわけ、三つの装置は、中央軸線周りでほぼ１２０°の回転対称で配置されうる。

添付した略図的な図面を参照して、制限しない例としての本発明の特定の実施例にここで記載されるであろう。

本発明の固定及び調節装置の立面図である。 図１における詳部ＩＩのより大きな尺度の図である。 図２における矢印ＩＩＩの方向における図である。 図２と同様な図であり、装置の機能を示している。 本発明の固定及び調節組立体の図である。

図１中の装置は、取付プラットフォーム２へ任意の適切な手段によってしっかりと固定されている支持基部１を第一に備えている。基部１は、電気導体４によって供給されかつスラストフィンガ５を移動させるように各々が配置されている二つの圧電アクチュエータ３を支持している。調節後、示していない手段によってスラストフィンガ５を固定し、アクチュエータを引込めることもできる。この固定は装置を邪魔しないということに注意すべきである。

二つのほぼ対称的な三角形レバー６の各々は、ほぼ同じ平面において、基部１の二つの端部の一つに取り付けられている。三角レバー６の各々は、ほぼ四角形断面を有する二つのアーム７、８によって形成されている。これらアーム７、８は、これらアーム７、８が形成する三角形の頂点の一つにおいて共に接続されている。

アーム７に隣接した各アーム８の端部は、レバー６の平面とほぼ直角な軸線回りの関節で基部１に関節接合されている。このため、このアーム８の端部は、レバー６の平面とほぼ直角でありかつアーム７の軸線１１とほぼ平行であるブレード１０によって基部１に接続されている。このブレード１０が湾曲することにより、レバー６の平面内のアーム８の自由度が提供される。

同様な構成により、アーム７とアーム８が接続されている。ブレード１２は、ブレード１０の平面と平行でありかつこの平面から特定の距離に位置する平面内でこれら二つのアーム７、８の間に配置されている。

別の同様な構成が、アーム７のアーム８に隣接した端部に形成されているが、ブレード１３がレバー６の平面内に位置している。それゆえ、ブレード１３により、アーム７に、レバー６の平面に直角な平面において回転方向の自由度が与えられる。

各アーム７のアーム８と反対の端部は、二つの垂直なブレードを有する同様な構成によって固定片１４に接続されている。第一ブレード１５は、レバー６の平面内においてアーム７の端部において介挿されており、第二ブレード１６はこの端部を固定片１４に接続する。第二ブレード１６は、レバー６の平面と直角であり、軸線１１を通過する。

各アーム８の各レバー６の頂点９の反対にある端部は、ばね１７の作用と反対に、スラストフィンガ５の一つによって作用させられる。スラストフィンガ５は、アーム８の端部をブレード１０からなる関節回りで回転方向に駆動するように、アーム８の端部に向けて押すように配置されている。

図４から理解されるように、各レバーの二つの柔軟なブレード１０、１２と、ブレード１６と共に、他方のレバーの同種のブレードによって許容される回転により、ブレード間の距離ｄとアーム８の長さとの比でシフトダウンされたフィンガ５の移動と対応して、ブレード１０と固定片１４の距離を延長させる。その結果、固定片１４がレバー６の平面内で移動し、これらレバーの作用の組合わせでこの平面内で自由度２が提供される。

それゆえ、この調節は設計で要求される程度までシフトダウンされる。さらに、この調節は、調節される要素の品質を落とさず、これらブレード１０、１２、１３、１５、１６により、装置の運動範囲と、固定片１４で与えられる力と運動の機械的フィルタリングの両方が提供される。

図５において、記載した装置と同様な三つの装置を見ることができる。

三つの基部１、１ａ及び１ｂは、軸線１８周りで互いに１２０°離れて同じ平面内にプラットフォーム１７上に取り付けられている。物体１９が固定され、物体１９の位置と、プラットフォームに関する向きとを調節しなければならず、例えば、光学素子が固定片１４、１４ａ、１４ｂに取り付けられている。各対のアーム７、７ａ、７ｂは、二つの自由度を得ることにより、マウンティングは６つの自由度を有する。

物体１９の位置及び向きは、六つのアクチュエータ３によって調節される。当然、六つの調節は独立でなく、アーム７の各調節により、一般に他のアーム７の長さ及び／又は向きを修正する。当業者は、最も適切な包括的な調節アルゴリズムを採用する方法について知るであろう。

それゆえ、この装置は、（六足の構成における）従来の平衡強度と調節の機能を提供する。

本実施例では、基部１とレバー６と固定片１６が一つの片で製造される。

Claims (17)

1. 精密光学素子などの支持すべき部材を固定及び調節する装置において、
   支持基部（１）と、
   二つのレバー（６）であって、前記二つのレバー（６）の各々は、二つのアーム（７、８）を備え、かつ前記二つのアーム（７、８）は三角形を形成するように配置されており、前記三角形の頂点（９）の一つにおいて共に接続されており、前記レバー（６）の各々は、前記三角形の頂点において前記基部に関節接合されており、各レバー（６）の前記二つのアーム（７、８）の中の第一アーム（７）は、伸長可能であり、かつ前記支持すべき部材に固定する手段（１４）に自由端において接続されている、二つの三角形レバー（６）と、
   前記基部に取り付けられており、かつ前記各レバー（６）の第二アーム（８）を前記レバー（６）を含む平面内で回動させるように、前記第二アーム（８）に関して弾性手段（１７）とは反対側に前記第二アーム（８）において配置された調節手段（５）とを備え、
   前記弾性手段（１７）と前記調節手段（５）の両方が前記支持基部（１）に接続されていることを特徴とする、精密光学素子などの支持すべき部材を固定及び調節する装置。
2. 前記レバーの各々は、前記レバーを含む平面とほぼ直角な軸線回りの関節で前記基部に接合されている請求項１に記載の装置。
3. 前記レバーの各々は、前記レバーを含む平面とほぼ直角なブレード（１０）によって、前記基部に関節接合されている請求項２に記載の装置。
4. 前記二つのレバーはほぼ同じ平面内にある請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記レバーの各頂点において前記各レバーの前記第一アームは前記第二アームに関節接合されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記各レバーの前記第二アームは、前記固定手段において関節接合されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記関節は旋回タイプの関節である請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記関節の各々は少なくとも二つのブレード（１２、１３；１６、１５）を備え、前記ブレードの一方（１３、１５）はほぼ前記各レバーを含む平面内であり、前記ブレードの他方（１２、１６）は前記各レバーを含む平面とほぼ直角である請求項７に記載の装置。
9. 前記他方のブレードは、前記各レバーの前記第一アームとほぼ平行な平面内にある請求項８に記載の装置。
10. 前記関節の各々は少なくとも二つのブレード（１２、１３；１６、１５）を備え、前記ブレードの一方（１３、１５）はほぼ前記各レバーを含む平面内であり、前記ブレードの他方（１２、１６）は前記各レバーを含む平面とほぼ直角であり、前記レバーが前記基部にそれによって関節接合されている前記ブレードは、前記他方のブレードの平面とほぼ平行な平面内にある請求項３に記載の装置。
11. 前記ブレードは前記各レバーと一体の一つの片で作られている請求項３又は８に記載の装置。
12. 前記調節手段は遊びのない調節手段である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記調節手段（５）は、前記第二アーム（８）を前記レバー（７）を含む平面内の方向に付勢するように前記第二アーム（８）に接続されており、かつモータ（３）によって作動させられかつ前記弾性手段（１７）の作用と反対に前記各レバーの前記第二アームに作用するスラストフィンガ（５）を備えている請求項１２に記載の装置。
14. 前記モータは圧電アクチュエータである請求項１３に記載の装置。
15. 前記モータは取り外し可能である請求項１３又は１４に記載の装置。
16. 精密光学素子などの支持すべき部材（１９）を固定及び調節するための組立体において、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の三つの装置を備え、前記装置の各固定手段は、別個の三つの地点で前記支持すべき部材に固定されるように配置されている組立体。
17. 前記三つの装置は、中央軸線（１８）周りでほぼ１２０°の回転対称で配置されている請求項１６に記載の組立体。

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