JPH0476449B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレンズの保持装置に係り、特に凹凹レ
ンズのごとき凸面を有しないレンズの保持に最適
なレンズの保持装置に関する。

〔従来の技術〕

レンズを鏡胴に固定保持させる手段としては、
第１に固定具を用いてレンズを鏡胴に押し付けて
固定保持させる手段がある。具体的には、金属又
はプラスチツク等よりなる押え環を介してレンズ
を固定させる手段、ゴム、コルク、フエルト等の
緩衝材を介してレンズを固定保持させる手段、カ
シメによりレンズを鏡胴に固定保持させる手段等
が用いられている。

第２に、接着剤を介してレンズを鏡胴に固定保
持させる手段があり、その具体的手段としては次
のような手段がある。即ち、レンズの外周面の全
周にわたつて接着剤を充填し、接着剤を介してレ
ンズを鏡胴に固定保持させる方法、実開昭61−
155814号公開に開示された技術のごとく、レンズ
の有効口径外の外周部や鏡胴内周面に接着剤の非
接着用凹部を形設し、前記非接着用凹部を除くレ
ンズ外周面と鏡胴内周面間に接着剤を充填してレ
ンズを鏡胴に固定保持させる方法等がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近では、半導体分野でのLSIの高密度化に伴
い、縮小投影露光装置の縮小レンズの高精度化、
顕微鏡等の高分解能化等がもたらされ、そのため
にこれら高精度化、高分解能化等に対応できる光
学部品の出現が要求されてきている。即ち、具体
的には、波面歪がλ／20（λは波長、λ＝633n
ｍ）以下の高精度の光学部品が要望され、従つ
て、光学部品固定に伴う波面歪の変化はλ／30以
下が必要とされる。

ところが、上記従来技術においてはそれぞれ次
のような問題点があり、満足できるものではなか
つた。

まず、押え環等の固定具を介してレンズを鏡胴
に固定保持させる手段の場合には、光学部品に応
力が集中する部分が生じるために光学性能が低下
し、所定の光学性能を維持できないという問題点
があつた。

又、カシメ手段にてレンズを鏡胴に固定保持さ
せる手段の場合にも上記固定具による場合と同様
に光学部品を機械力学的に固定保持させるもので
あるために、固定時に生ずる応力が光学部品全体
に広がり、そのために光学性能が著しく低下する
という問題点があつた。

又、レンズの外周面の全周にわたつて接着剤を
充填して固定保持する手段の場合には、接着強度
等の点からレンズの波面歪の変化をλ／30以下に
維持することができなかつた。又、実開昭61−
155814号公報に開示された固定保持手段の場合に
は、レンズの外周面や鏡胴の内周面に非接着用の
凹部を形設加工しなければならず、加工コストが
著しく高くなるという問題点があつた。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであつて、容易な加工で、レンズの波面
歪を高精度に維持しつつレンズを鏡胴に固定保持
しうるようにしたレンズ、特に凸面を有しないレ
ンズの保持装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、凸面を有しないレンズを接着剤を介
して鏡胴に固定保持させるように構成してなるレ
ンズの保持装置において、前記レンズと鏡胴とを
接着固定する接着部の光軸方向の幅を、前記レン
ズの中心肉厚部の光軸方向の中心点から光軸に直
交する方向に引いた線とレンズ外周面との交点部
と、前記レンズ外周面部の光軸方向の中点部との
領域範囲内に設定して構成することにより、低コ
ストにてかつ、接着固定時のレンズの波面歪の低
下を極力抑制し、波面歪を高精度に維持しつつレ
ンズを鏡胴に固定保持しうるようにしたものであ
る。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の１実施例について
詳細に説明する。

第１図は、本発明に係る凸面を有しないレンズ
の保持装置１の１実施例を示す半断面図であり、
図は縮小投影露光装置の縮小レンズのレンズ保持
装置を例示している。

図に示すようにレンズ保持装置１は、被保持体
であるレンズ２とレンズ２を保持するための鏡胴
３とより構成してある。

被保持体であるレンズ２は、ガラス（硝材
BK7）素材にて凹凹形状のレンズに形設してあ
り、レンズ２の大きさは、直径ｄ＝100mm、外周
面２ａの光軸方向の幅Ｌ＝18mmに設定してある。

鏡胴３は真鍮にて構成してあり、その光軸方向
の一端側にはレンズ２の支持部４が光軸方向の一
端側にはレンズ２の支持部４が形設してある。

筒状の鏡胴３の内径寸法Ｄは、レンズ２の外径
寸法よりも適宜大径に形設してあり、この鏡胴３
の内周面３ａにはレンズ２の外周面２ａを保持す
るためのレンズ保持部５が光軸と直交する方向に
突出形成してある。レンズ保持部５の内周面とレ
ンズ２の外周面２ａとの間には、0.1mmのクリア
ランス（間〓）が設定してあり、レンズ２は、こ
のクリアランスに充填される接着剤６を介して鏡
胴３に接着固定保持されるようになつている。

レンズ２を鏡胴３に接着固定する接着剤６の光
軸方向の幅は、レンズ２の中心肉厚部の厚さ（レ
ンズ中心厚さ）ｌの光軸方向の中心点（即ち、
ｌ／２の位置）Ｏから光軸と直交する方向に引い
た線とレンズ外周面２ａとの交点部Ｎと、レンズ
外周面２ａの光軸方向の中点部Ｍとの領域範囲
（即ち、Ｎ−Ｍ間の領域範囲）に設定してある。
具体例として本実施例においては、第１図におけ
るレンズ外周面２ａの下端位置から10mmの位置を
中心として接着剤６の光軸方向の幅を0.5mmに設
定して構成した。なお、図においてはレンズ２の
外周縁部を面取り加工していないが、面取り加工
したレンズに適用できるのは勿論である。この面
取り加工等レンズ外周縁部に加工を施したレンズ
を接着固定保持する場合には、第２図にて示すご
とく、両レンズ面の曲線の延長線とレンズ外周面
２ａの延長線との交点を基準として第１図におけ
るＬ寸法、Ｎ，Ｍ点等を設定するのが望ましい。

接着剤６は、紫外線硬化型接着剤を用いてあ
り、硬化物の硬度がシヨアA90（シヨアA30〜95
のもので可）のものを使用した。

次に、上記構成によりなるレンズ保持装置１の
作用、効果について説明する。

まず、レンズ保持装置１により凹凹レンズ２を
接着固定保持するに先立つて、レンズ２の波面歪
をフイゾー型干渉計にて測定したところ、上面側
の凹面の波面歪はλ／32、下面側の凹面の波面歪
はλ／35であつた。

次に、上記構成のレンズ保持装置１にてレンズ
２を接着固定保持した後のレンズ２の各面の波面
歪の低下量（変化量）を測定したところ、λ／
100以下であつた。又、レンズ２の保持強度を測
定したところ、178Kgｆであり、充分な保持強度
を有していた。従つて、本実施例のレンズ保持装
置１によれば、レズ固定保持前のレンズ２の波面
歪を殆ど低下させることなく、かつ、レンズ２の
保持強度も充分確保した状態でレンズ２を鏡胴３
に接着固定保持しうるものである。換言すれば、
接着固定時のレンズ２の光学性能の低下を大幅に
抑制しつつ確実にレンズ２を固定保持しうるもの
であり、その結果、極めて高精度の光学部品（光
学系）が得られるものである。

又、レンズ２の外周面２ａや鏡胴３の内周面３
ａに非接着用の凹部を形設することなく上記のご
とき極めて有効な効果を得ることができるので、
低コストにて光学性能の低下が極めて少ないレン
ズの保持装置１が得られる。

又、接着剤６として、レンズ重量が軽い場合
（500ｇ以下）には硬度がシヨアA30〜95のもの、
レンズ重量が500ｇ以上のときにはシヨアA70〜
95のものを用いることにより、直径100mm以上の
大口径で重量の大きなレンズを高強度で、かつ光
学性能の低下を大幅に抑制しつつ保持することが
できるものである。

第３図は、第１図にて示すレンズ２と同一のレ
ンズを接着位置の異なる種々の鏡胴（保持枠）に
固定保持した場合の波面歪の低下量の変化を示す
グラフ図である。図に示すように、上記第１実施
例の接着位置条件の場合、即ち、グラフ図中Ａ点
で示す位置において波面歪の低下量が極小値とな
り、他の接着位置においては最大２倍以上の波面
歪の低下量となることが理解できる。なお、図中
実線はレンズ２の上面（凹面）のグラフを示し、
破線はレンズ２の下面（凹面）のグラフを示して
いる。

又、接着剤６の種類としては、エポキシ系、ウ
レタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリ
サルフアイド系、アクリル系、ポリエーテル系等
の接着剤を用いても、上記と同様の効果が得られ
るものである。

又、レンズ２の接着位置を第３図におけるＡ点
位置に設定し、接着剤６の光軸方向の幅を５mmに
設定したときの波面歪の低下量を測定したとこ
ろ、上部凹面でλ／16、下部凹面でλ／13であ
り、著しい光学性能の低下がみられた。ところ
が、接着剤６の幅を0.5〜３mmに設定した時の波
面歪の低下はλ／30以下であり、光学歪の低下量
は極めて小さいものであつた。

なお、上記実施例においては、鏡胴３の内周面
３ａにレンズ保持部５を突設した例を示したが、
これに限定されるものではなく、例えば第４図に
て示すごとく鏡胴３の上部を光軸と直交する方向
に屈曲せしめ、この屈曲部をレンズ保持部５に構
成してもよい。

又、上記実施例においては、ガラス製のレンズ
２を固定保持する例について示したが、プラスチ
ツク製レンズについても同様の作用、効果を奏し
うるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、低コストにてレ
ンズの波面歪を高精度に維持しつつレンズを鏡胴
に固定保持しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るレンズ保持装置の第１
実施例を示す半断面正面図、第２図は、レンズの
外周縁部を面取り加工等した場合に接着部の条件
設定する場合の説明図、第３図は、接着位置を変
えた場合のレンズの波面歪の低下量の変化を示す
グラフ図、第４図は、鏡胴の他の実施例を示す説
明図である。 ２……レンズ、２ａ……レンズ外周面、３……
鏡胴、６……接着剤、Ｎ，Ｍ……接着剤の領域
幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 凸面を有しないレンズを接着剤を介して鏡胴
   に固定保持させるように構成してなるレンズの保
   持装置において、 前記レンズと鏡胴とを接着固定する接着部の光
   軸方向の幅を、 前記レンズの中心肉厚部の光軸方向の中心点か
   ら光軸に直交する方向に引いた線とレンズ外周面
   との交点部と、前記レンズ外周面部の光軸方向の
   中点部との領域範囲内に設定して構成したことを
   特徴とする凸面を有しないレンズの保持装置。