KR102110789B1

KR102110789B1 - 측면 수직 거울 군 및 이의 설치 방법

Info

Publication number: KR102110789B1
Application number: KR1020187034009A
Authority: KR
Inventors: 밍티안 왕; 구오간 리우
Original assignee: 상하이 마이크로 일렉트로닉스 이큅먼트(그룹) 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2016-04-29
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2020-05-14
Also published as: TW201805673A; JP6692925B2; CN107329225A; WO2017186171A1; KR20180133518A; CN107329225B; TWI633353B; JP2019515345A; US20190154948A1

Abstract

렌즈 프레임(1); 광학 렌즈(2); 상기 렌즈 프레임(1)의 수직 중심 축의 면에 대해 서로에 대해 대칭이며, 모두 상기 렌즈 프레임(1)과 일체이며, 모두 상기 광학 렌즈와 직접적으로 접촉하는 두개의 강성 지지대(7); 상기 광학 렌즈(2) 바로 아래에 배치되며, 조정 나사(10)에 의해 상기 광학렌즈와 직접적으로 접촉되는 탄성 지지대(4); 및 상기 광학 렌즈(2)의 반경 방향 변위 제한을 위해 상기 렌즈 프레임(1) 상부 위로 배치된 조임 나사(8)를 포함하는 수직- 배향 렌즈 어셈블리가 개시된다.
또한 상기 광학 렌즈(2)가 수직으로 배향되도록 상기 렌즈 프레임(1)의 강성 지지부재(5) 위로 상기 광학 렌즈(2)를 배치하는 단계; 상기 강성 지지대(7)를 상기 광학 렌즈(2)에 인접하게 하도록 상기 조정 나사(10)를 통해 상기 광학 렌즈(2)에 힘을 적용하는 단계; 상기 조정 나사(10)에 의해 상기 광학 렌즈(2)에 탄성 지지대(4)에 의해 제공된 지지하는 힘을 조정하는 단계; 프리-텐셔닝 스프링 리프(6)를 부착하여 상기 렌즈 프레임(1)에 상기 광학 렌즈(2)를 고정되게 부착하기 위해 보어를 통해서 접착제를 분포하는 단계: 및 공학 적용에 사용될 수 있고 높은 안정성 및 표면 정밀도를 허용하도록 축 방향 정지 블록(11)을 부착하는 단계;를 포함하는 수직-배향 렌즈 어셈블리 형성을 위한 방법이 개시된다.

Description

측면 수직 거울 군 및 이의 설치 방법

본 발명은 렌즈 어셈블리, 특히, 수직-배향 렌즈 어셈블리 및 상기 렌즈 어셈블리 설치 방법에 관한 것이다.

고-정밀도 광학 렌즈의 공정 및 제조는 매우 복잡한 과정이다. 오늘날, 이미징 품질에 대한 시장 요구사항이 더욱 더 요구되어 광학 시스템의 복잡도 및 그 안에 광학 부품의 수는 증가하고 있다. 현재, 이러한 광학 부품들은 마이크론 정도의 정밀도로 위치되고 수십 나노 미터의 표면 정밀도를 보존되도록 요구된다.

반사굴절 시스템(catadioptric system)은 일반적으로 수직 및 수평의 광학 축을 가진다. 즉, 시스템 내에서, 다른 중력 효과(gravitational effects)의 대상이 되는, 수직 및 수평 배향 광학 부품이 있다. 큰 직경을 가진 광학 부품(대게 >200 mm)을 위해서, 중력 효과(gravitational effects)은 무시될 수 없다. 수평-배향 고정에 적용할 수 있는 방법이 더 이상 수직-배향 고정에 적용할 수 없어, 고정 방법은 중력효과 고려하는 것이 필요하다. 예를 들어, 이러한 광학 부품의 수평-배향 고정은 이것의 외곽 둘레를 따라서 접착제를 적용 및 이것을 렌즈 프레임에 부착함으로써 대게 간단하게 달성된다. 그러나, 이런 접근이 수직-배향 고정에 사용될 때, 보통 수백의 나노미터인 표면 변화의 결과가 될 수 있다.

광학 부품의 수직 고정을 위한 흔한 방법은, V-형상 블록(V-shaped block)의 두 개의 암(arm)들처럼 작동하는, 두 개의 수평 대칭 바닥 지지대들 및 하나의 상부 안전 스토퍼(safety stopper)를 구비한 V-형상 고정물(fixture)을 사용하는 것이다. 이러한 방법에서, 적재될 때, 광학 부품의 중력의 대부분은 두개의 하부 지지대에 집중되어, 응력을 집중시키는 경향이 있어 상대적으로 상당한 표면 변화를 야기한다. 고정 방법의 결과로 렌즈 위에서 발생된 응력은 이후로 직접적으로 렌즈의 표면 일관성에 영향을 끼칠 것이며, 무응력(stress-free) 고정 방법은 종종 높은 표면 정확도를 얻기 위해서 사용될 것이다.

무응력 방식으로 광학 부품의 수직 고정을 위한 다른 전통적인 방법은 스트립(strip) 고정 방법이다. 광학 부품의 원주 외곽의 하부에서 광학 부품은 스트립 위로 지지된다. 스트립의 유연한 본질 때문에, 하중 분배(the load distribution)는 균일하며 광학 부품은 낮은 표면 변화를 경험한다. 그러나, 이러한 어셈블리는 운송, 진동 및 다른 혹독한 조건에 취약하다. 이런 방법은 공학 적용 보다 실험 적용에 더 적합하다.

무응력 방식으로 광학 부품의 수직 고정을 위한 또 다른 전통적인 방법에서, 광학 부품은 다수의 탄성부재(elastic member) 위로 지지되고, 각각의 탄성부재를 위한 반경 하중은 광학 부품의 표면 변화를 최소화되도록 계산될 수 있다. 그러나, 실제에서, 이런 어셈블리가 수평으로 생성되고 수직으로 사용되어, 광학 부품의 기울기 및 편심 조정이 어렵다. 추가적으로, 탄성부재를 배치하는 것은 또한 지루한 과정이다. 이러한 이유에서, 이런 방법은 또한 공학 적용 보다 실험 적용에 더 적합하다.

이러한 결점들을 극복하기 위해서, 본 발명의 목적은 공학 적용에 사용하기 위한 신뢰할 수 있는 수직-배향 렌즈 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 표면-일관적인(surface-consistent) 수직-배향 렌즈 어셈블리를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 주제는 수직-배향 렌즈 어셈블리에 있으며, 수직으로 배향된 렌즈 프레임 및 렌즈 프레임 내에서 수직으로 유지되는 광학 렌즈를 포함하며, 수직-배향 렌즈 어셈블리는 렌즈 프레임의 수직 주심 축에 대해 서로 대칭이며, 모두 렌즈 프레임에 일체이며, 렌즈 프레임의 수평 중심 축 아래에 배치되며 및 모두 광학 렌즈와 직접적으로 접촉인 두개의 강성 지지대, 광학 렌즈 바로 아래에 있고, 렌즈 프레임의 바닥 바로 아래로부터 렌즈 프레임을 관통하는 조정 나사의 조정을 통해 광학 렌즈와 직접적으로 접촉할 수 있는 탄성 지지대 및 광학 렌즈의 반경 방향 변위 제한을 위해 렌즈 프레임의 상부에 배치되는 조임 나사를 더 포함한다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리에서, 광학 렌즈는 렌즈 프레임을 관통하는 보어로부터 분포된 접착제를 통해 렌즈 프레임에 고정되게 부착될 수 있으며, 보어는 렌즈 프레임의 수직 중심 축의 양 측면 위로 대칭적으로 분배될 수 있으며 렌즈 프레임의 수평 중심 축의 위에 배열될 수 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 두개의 보어는 렌즈 프레임의 수직 중심 축의 양 측면 위로 존재할 수 있으며, 상기 두개의 보어는 30°에서 170°의 각도 범위로 서로에 대해 배향된다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 두개의 강성 지지대는 렌즈 프레임의 수직 중심 축의 양 측면 위로 대칭적으로 분배될 수 있으며, 30°에서 120°의 각도 범위로 서로에 대해 배향된다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리는 광학 렌즈의 축 방향 변위 오프셋(offest)을 위한 클램핑 지지대 메커니즘을 더 포함할 수 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 클램핑 지지대 메커니즘은 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링 리프 및 광학 렌즈의 바닥 각각의 측면 위로 배치된 강성 지지부재 포함할 수 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 클램핑 지지대 메커니즘은 광학 렌즈와 프리-텐셔닝 스프링 리프 사이에 배치된 조정 스페이스 더 포함할 수 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 광학 렌즈의 축 방향 변위 제한을 위한 축 방향 정지 블록은 광학 렌즈에 멀어지며 프리-텐셔닝 스프링 리프의 한 측면 위에 제공될 수 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 강성 지지부재는 렌즈 프레임 바로 아래에 있는 한 측면 위로 배치될 수 있다.

일 실시예의 수직-배향 렌즈 어셈블리 내에서, 렌즈 프레임 내에서 유지되는 광학 렌즈는 수직-배향 광학 렌즈의 중력과 동일한 크기의 힘의 작용은 꼭대기 조임 나사를 통해서 가해지며, 광학 렌즈는 렌즈 프레임의 수직 중심 축의 양 측면 위로 대칭으로 분배된 강성 지지대들 모두에 인접해 있다. 결과적으로, 광학 렌즈의 중력은 분포되었으며, 강성 스토퍼 광학 렌즈의 반경 방향 변위 제한을 하기 위해 조임 나사가 강성 스토퍼로서 작용하고, 그러므로 렌즈 프레임 내에서 광학 렌즈의 안정성을 보장하고 그런 이유로 수직-배향 렌즈 어셈블리의 표면 일관성을 보장한다. 게다가, 조임 나사는 렌즈 어셈블리의 정밀도를 저하시킬 수 있는 운송, 진동 또는 다른 조건들 하에 있는 광학 렌즈의 편심을 예방할 수 있다. 더욱이, 렌즈 프레임은 그것과 일체인 두개의 강성 지지대는 렌즈 프레임의 내부 원의 중심에 대해 원하는 상대적 위치 관계를 보존되도록 제조되어, 그 사이에 간극이 없이 광학렌즈를 렌즈 프레임과 함께 빠르게 어셈블리 되도록 허용한다. 뿐만 아니라, 탄성 지지대에 의해 광학 렌즈에 제공된 지지대는 그것의 압축의 정도를 변경시킴으로써 조정될 수 있다. 탄성 지지대가 광학 렌즈와 직접적인 접촉하기 때문에, 광학 렌즈의 중력 균형을 유지하기 위해 두개의 강성 지지대와 협력하는 세번째 지지대로써 작용한다. 다시 말해서, 중력 하중은 이러한 3개의 지지대 중으로 분포되고 분배되어, 따라서 광학 렌즈의 균형을 유지하고 안정시킨다. 그러므로, 본 발명은 높은 표면 정밀도의 수직-배향 렌즈 어셈블리를 수반한다. 본 발명은 반사굴절 대물 렌즈(catadioptric objective lenses)에 적용 가능하다. 역 v-형상 고정물을 상용하는 전통적인 어셈블리와 비교하여, 본 발명의 어셈블리는 더 분포된 축받침힘(force-bearing) 점을 더 갖는다. 결과적으로, 각각의 축받침힘 점은 감소된 하중의 대상이 되고, 따라서 집중하중 문제를 피할 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 어셈블리는 전통적인 스트립-기반의 어셈블리보다 더 안정적이다. 더욱이, 다중 탄성 부재를 사용하는 전통적인 어셈블리와 비교하여, 본 발명의 어셈블리는 구조적으로 더 간단하고 더 높은 하중 분포의 정도를 가능하게 한다. 예를 들어, 본 발명의 수직-배향 렌즈 어셈블리는 공학 적용에 더 적합하다.

위의 목적은 또한 위에서 정의된 것과 같은 수직-배향 렌즈 어셈블리를 형성하기 위한 방법에 의해 달성되며, S1) 렌즈 프레임을 수직으로 배향하는 단계; S2) 상기 렌즈 프레임의 강성 지지대 위로 광학 렌즈를 수직으로 배치하는 단계; S3) 상기 광학 렌즈의 반경 방향 변위를 제한하기 위해 각각의 상기 강성 지지대를 상기 광학 렌즈에 인접하게 하도록, 상기 광학 렌즈의 중력의 동일한 크기의 힘을 조임 나사를 통해서 상기 광학 렌즈에 적용하는 단계; S4)힘 게이지의 도움으로 탄성 지지대로부터의 지지 힘을 조정하며, 그렇게 함으로써 상기 탄성 지지대가 상기 광학 렌즈의 중력의 1/3의 크기와 동일한 크기의 힘으로 상기 광학렌즈를 지지하여, 조정 나사를 잠그는 단계; S5)적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링 리프를 부착하며, 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링으로부터 생성된 인장 힘을 측정하며 및 상기 광학 렌즈의 중력의 2/3 크기와 동일한 크기의 인장 힘을 만드는 단계; S6) 보어를 통해 상기 렌즈 프레임에 상기 광학 렌즈를 고정되게 부착하기 위해 보어를 통해 접착제를 분포하는 단계; 및 S7)축 방향 정지 블록(stop block)을 부착하는 단계;를 포함한다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하는 방법은 조임 나사 및 조정 나사를 부착되게 고정함으로써, 조정 나사 및/또는 조임 나사의 풀림을 예방하는 s8)단계;를 더 포함할 수 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 설치를 위한 방법은 광학 렌즈의 중력은 두개의 강성 지지대 및 탄성 지지대 위로 고르게 분배되도록, 탄성 지지대의 압축성 및 충분한 지지하는 힘을 보장하기위해 광학 렌즈의 중력에 따른 탄성 지지대를 선택하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

추가적으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리 설치를 위한 방법은 프리-텐셔닝 스프링 리프로부터 제공된 조정 인장 힘을 조정하기 위해서 스페이서 사이에 광학 렌즈 및 프리-텐셔닝 스프링 리프를 배치하고 조정 스페이서를 연마하는 단계 더 포함할 수 있다.

본 발명의 위의 방법에서, 조임 나사는 광학 렌즈의 축 방향 변위 제한을 위해 힘을 가하고, 광학 렌즈에 탄성 지지대에 의해 제공된 지지하는 힘은 탄성 지지대의 압축의 정도를 변화시킴으로써 쉽게 조정될 수 있다. 게다가, 광학 렌즈는 보어로부터 분포된 접착제에 의해 렌즈 프레임에 고정된다. 이러한 이유로, 결과적으로 수직-배향 렌즈 어셈블리는 보증된 안정성을 갖는다. 더욱이, 클램핑 지지대 메커니즘은 광학 렌즈의 축 방향 변위를 제한할 수 있다. 이러한 방식으로, 수직-배향 렌즈 어셈블리를 축 방향 및 반경 방향 모두 안정적으로 유지되고, 따라서 보증된 표면 정밀도를 갖는다.

일 실시예에 따른 측면 수직 거울 군 및 이의 설치 방법은 공학 적용에 사용하기 위한 신뢰할 수 있는 수직-배향 렌즈 어셈블리가 제공된다.

일 실시예에 따른 측면 수직 거울 군 및 이의 설치 방법은 표면-일관적인(surface-consistent) 수직-배향 렌즈 어셈블리가 제공된다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직-배향 렌즈 어셈블리의 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직-배향 렌즈 어셈블리의 단면도이다.
도3은 도2의 II 부분의 확대도이다.
도4는 도2의 A-A에 따른 단면도이다.
도5는 도4의 I부분의 확대도이다.
도6은 조립되지 않은 구성에서 렌즈 자체 중력의 영향 하에서 경험하게 될 표면 변화에 대한 실험 시뮬레이션 데이터를 보여준다.
도 7은 본 발명에 따라 조립될 때 렌즈의 자체 중력 하에서 렌즈가 경험하게 될 최소 표면 변화에 대한 시뮬레이션 데이터를 보여준다.
도 8은 본 발명에 따라 조립될 때 렌즈의 자체 중력 하에서 렌즈가 경험하게 될 최소 표면 변화에 대한 시뮬레이션 데이터를 보여준다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 자세히 서술될 것이다. 상기에서 사용된 용어 "수직-배향"은 수직 또는 대체로 수직인 방향을 의미한다. 이러한 광학 렌즈들의 예로는, 수직-배향 렌즈는 수평 또는 대체로 수평적으로 연장하는 광축을 갖는 이러한 렌즈를 지칭한다.

도 1내지 도5를 참조하여, 일 실시예에 따른 수직-배향 렌즈 어셈블리는, 수직으로 배향된 렌즈 프레임(1); 렌즈 프레임(1)에 의해 수직으로 유지되며 둘러싸여 있는 광학 렌즈(2); 렌즈 프레임(1)의 수직 중심축에 대해 서로 대칭인 2개의 강성 지지대(7), 렌즈 프레임(1)과 일체이며, 상기 강성 지지대(7) 모두 렌즈 프레임(1)의 수평 중심축 아래에 있는, 상기 강성 지지대(7)가 모두 광학 렌즈(2)와 직접적으로 접촉하는; 광학 렌즈(2) 바로 아래에 있으며, 렌즈 프레임의 하부 바로 아래에서 렌즈 프레임(1)을 관통하는 조정 나사(40)를 조정함으로써 광학 렌즈(2)와 접촉할 수 있는, 탄성 지지대(4); 및 광학 렌즈(2)의 반경 방향 변위를 제한하기 위해 렌즈 프레임(1)의 상부에 조임 나사(8)를 포함하는 렌즈.

일 실시예에 따른 수직-배향 렌즈 어셈블리에서, 광학 렌즈(2)는 렌즈 프레임(1) 내에서 수직으로 유지된다. 수직-배향 광학 렌즈(2)의 중력(G)과 동일한 크기 힘의 작용은 렌즈 프레임(1)의 상부에서 아래로 관통하는 조임 나사(8)를 통해 가해지며, 광학 렌즈(2)에 인접해 있는 강성 지지대(7) 모두는 렌즈 프레임(1)의 수직 중심 축의 양 측면 모두에 대칭되어 분배된다. 그 결과, 광학 렌즈의 중력(G)은 광학 렌즈(2)가 압축된 2개의 강성 지지대 사이 위로 나뉘어지며, 광학 렌즈(2)의 반경 방향 변위 제한을 위해 조임 나사(8)가 강성 스토퍼(rigid stopper)로서 작용하고, 렌즈 프레임(1) 내에서 광학 렌즈(2)의 안정성 및 그런 이유로 수직-배향 렌즈 어셈블리의 표면 일관성을 보장한다.게다가, 조임 나사(8)는 렌즈 어셈블리의 정밀도를 저하시킬 수 있는 운송, 진동 또는 다른 조건 하에 있는 광학 렌즈(2)의 편심을 예방할 수 있다. 더욱이, 렌즈 프레임(1)은 그것과 일체인 두개의 강성 지지대(7)는 렌즈 프레임(1)의 내부 원의 중심에 대하여 원하는 상대적 위치 관계를 보존되도록 제조되어, 광학 렌즈(2)가 광학 렌즈(2)와 렌즈 프레임(1)의 사이의 간극없이 렌즈 프레임(1)과 빠른 어셈블리가 되도록 한다. 그 결과, 본 발명의 수직-배향 렌즈 어셈블리는 향상된 정밀도를 가진다.

더욱이, 탄성 지지대(4)의 압축의 정도를 변경시킴으로써 탄성 지지대(4)에 의해 광학 렌즈(2)에 제공된 지지대를 조정할 수 있다. 광학 렌즈(2)와 직접적인 접촉을 하는 탄성 지지대(4) 때문에, 탄성 지지대(4)는 광학 렌즈(2)의 중력 균형을 이루기 위해 두개의 강성 지지대와 협력하는 세번째 지지대로써 작용한다. 다시 말해서, 중력 하중은 이러한 세개의 지지대 중으로 분배되며 분포되어, 따라서 광학 렌즈(2)의 균형을 유지시키고 안정시킨다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예는 높은 표면 정밀도의 수직-배향 렌즈 어셈블리를 수반한다.

도2를 참조하여, 광학 렌즈(2)는 보어(bore)로부터 분배된 접착제에 의해 렌즈 프레임(1)에 고정되게 부착될 수 있다. 보어(3)는 렌즈 프레임(1)을 관통하며 렌즈 프레임(1)의 중심 축에 대해 대칭으로 분되며 렌즈 프레임(1)의 수평 중심 축 위에 배열된다. 일 실시예에서, 30°-170°의 각도로 배향된 두개의 보어(3)가 있다. 예를 들어, 두개의 보어(3)는 120°의 각도로 배향된다. 보어(3)로부터 분포된 접착제는 오직 렌즈 프레임(1)에 광학 렌즈(2)를 고정하며 광학 렌즈(2) 위로 어떤 힘을 가하지 않는다. 게다가, 광학 렌즈(2)가 열 팽창될 때, 광학 렌즈(2)의 광축이 위쪽으로 이동하는 경향이 있다. 이러한 점에서, 렌즈 프레임(1)의 수평 중심 축 위에 그것의 수직 중심 축의 양 측면 위로 대칭적으로 위치한 보어(3)로 부터 분포된 접착제는 광학 렌즈(2)의 열 팽창으로부터 발생된 힘을 흡수할 수 있으며, 수직-배향 렌즈 어셈블리의 정밀도 및 표면 일관성을 보존한다. 본 발명에 따르면, 보어(3)와 강성 지지대(7) 모두 렌즈 프레임(1)의 수평 중심 축 위 및 아래에 대칭적인 디자인인, 수직-배향 렌즈 어셈블리는 전체적으로 상당히 향상된 안정성을 얻는다.

도3를 참조하여, 본 발명을 따른 수직-배향 렌즈 어셈블리에서, 수직-배향 렌즈 어셈블리의 안정성을 보장하기 위해 광학 렌즈(2)의 중력(G)을 분산시키기 위해서, 렌즈 프레임(1)의 양 측면 모두 위의 두개의 강성 지지대(7)는 30°-120°의 각도, 예를 들어, 서로에 대해30°에서 대칭적으로 배향될 수 있다.

도5를 참조하여, 일 실시예에 따른 수직-배향된 렌즈 어셈블리는 광학 렌즈(2)의 어떤 축 방향 변위를 오프셋하기 위한 클램핑(clamping) 지지대 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 클램핑 지지대 메커니즘은 적어도 하나의 광학 렌즈(2)의 바닥 돌출부의 수직 측면에 인접한 프리텐셔닝 스프링 리프(pre-tenstioning spring leaf)(6)를 포함한다. 그러므로, 강성 지지부재(5)는 렌즈 프레임(1)의 바로 아래의 한 측면 위에, 예를 들어, 왼쪽 또는 오른쪽 측면에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 광학 렌즈(2)의 축 방향 고정을 위한 세개(제한 무)의 프리텐셔닝 스프링 리프(6)가 있을 수 있다. 광학 렌즈(2)가 축 방향 충격의 대상이 될 때, 프리텐셔닝 스프링 리프(6)의 탄성은 수직-배향 렌즈 어셈블리의 표면 정밀도 및 일관성을 보장하며, 어떤 간극의 발생 없이 광학 렌즈(2)의 위치를 복원할 수 있다. 프리텐셔닝 스프링 리프(6)의 수는 실제 필요에 근거하여 달라 질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 클램핑 지지대 메커니즘은 광학 렌즈(2)와 프리 텐셔닝 스프링 리프(6) 사이에 배치된 조정 스페이서(adjusting spacer)(9)에 바람직하게 더 포함할 수 있다. 조정 스페이서(9)는 프리 텐셔닝 스프링 리프(6)에 의해 제공된 인장을 조정하기 위해 연마할 수 있으며, 그렇게 함으로써 수직-배향 렌즈 어셈블리의 향상된 축 방향 안정성 및 광학 렌즈(2)의 효율적으로 제어되는 표면 정밀도를 허락한다.

일 실시예에 따르면, 광학 렌즈(2)의 축 방향 변위 제한을 위한 축 방향 정지 블록(axial stop block)(11)은 프리 텐셔닝 스프링 리프(6) 외부에 배치될 수 있다. 게다가, 축 방향 정지 블록은 또한 프리 텐셔닝 스프링 리프(6)를 안전하게 할 수 있다.

일 실시예에서, 실시예의 수직-배향 렌즈 어셈블리 제조를 위한 방법이 제공된다. 방법은 S1) 수직으로 렌즈 프레임(1)을 배향하는 단계; S2) 광학 렌즈(2)를 렌즈 프레임(1)의 강성 지지부재(5) 위로 수직으로 배치하는 단계; S3) 조임 나사(8)를 통해 광학 렌즈(2)에 힘을 적용하고, 광학 렌즈(2)의 중력(G)과 동일한 크기의 힘, 광학 렌즈의 축 방향 변위 제한을 위해 각각의 강성 지지대(7)를 인접하게 만드는 단계; S4) 힘 게이지의 도움으로 탄성 지지대(4)에 의해 제공된 지지하는 힘을 조정하여 탄성 지지대가 광학 렌즈(2)의 중력(G) 1/3정도와 동일한 크기 힘으로 광학 렌즈(2)를 지지하고, 그 조정 나사(10)를 잠그는 단계; 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링 리프(6)를 부착하며, 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링 리프(6)로부터 생성된 인장 힘을 측정하며 및 상기 광학 렌즈(2)의 중력의 2/3 크기와 동일한 크기의 인장 힘을 만드는 단계; S6) 보어(3)를 통해 상기 렌즈 프레임(1)에 상기 광학 렌즈(2)를 고정되게 부착하기 위해 보어를 통해 접착제를 분포하는 단계; 및 S7) 예를 들어, 축 방향 정지 블록(11)은 프리-텐셔닝 스프링 리프(6) 로부터 0.5 mm 떨어져 있어, 축 방향 정지 블록(11)을 부착하는 단계;를 포함한다.

일 실시의 예의 바람직한 예에서, 수직-배향 렌즈 어셈블리 설치를 위한 방법은 조정 나사(10) 및/또는 조임 나사(8)의 풀림을 방지하기 위해 조정 나사(10) 및 조임 나사(8)를 접착되게 고정하여 수직-배향 렌즈 어셈블리의 안정성을 부여할 수 있는 단계 s8을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 조임 나사(8)가 대략 0.1 mm로 조여진 후 조임 나사(8)가 접착되게 고정될 수 있다.

일 실시의 예의 바람직한 예에서, 수직-배향 렌즈 어셈블리 설치를 위한 방법은 광학 렌즈(2)의 중력(G)에 따른 탄성 지지대(4)를 선택하는 단계 더 포함할 수 있다. 선택된 탄성 지지대(4)는 광학 렌즈의 중력이 탄성 지지대(4) 및 두개의 강성 지지대(7) 위로 고르게 분배되도록 탄성 지지대의 충분한 지지하는 힘 및 압축성을 보장해야 한다. 즉, 각각의 강성 지지대(7) 및 탄성 지지대(4)는 중력(G)의 1/3와 동일한 힘의 대상이 되도록 구성된다. 광학 렌즈(2) 위로 가해지는 힘을 변경시키기 위해 탄성 지지대(4)의 압축의 정도는 조정 나사(10)의 조임 또는 풀림에 의해 조정될 수 있다.

일 실시의 예2의 바람직한 예에서, 방법은 프리-텐셔닝 스프링 리프(6)에 의해 제공된 인장을 조정하기 위해 조정 스페이서(9)를 연마하는 단계 더욱 포함할 수 있다.

도6은 조립되지 않은 구성에서 렌즈 자체 중력의 영향 하에서 경험하게 될 표면 변화에 대한 실험 시뮬레이션 데이터를 보여준다.

도 7은 본 발명에 따라 조립될 때 렌즈의 자체 중력 하에서 렌즈가 경험하게 될 최소 표면 변화에 대한 시뮬레이션 데이터를 보여준다.

도 8은 본 발명에 따라 조립될 때 렌즈의 자체 중력 하에서 렌즈가 경험하게 될 최대 표면 변화에 대한 시뮬레이션 데이터를 보여준다. 도6 내지 8에서의 시뮬레이션 된 데이터에서 볼 수 있듯이, 광학 렌즈(1)는 그것의 유효영역 안에서 보다 작은 0.1 Fr의 고저간(peak-to-valley)(P-V)값을 가질 것이며, 좋은 균일성 및 높은 표면 정밀도를 나타낸다. P-V 값은 렌즈 표면의 "가장 높은" 부분과 "가장 낮은" 부분 사이의 차이를 측정하는 반면, Fr은 렌즈 표면 측정 동안 관측되는 간섭 무늬(fringe)의 측정값이다. 1 Fr이 일반적으로 0.5파동에 상응하므로, 어셈블리 되지 않은 구성과 어셈블리된 구성 사이의 "<0.1 Fr" 표면 변화 차이는 "<0.05 파동"의 양과 동일하다.

1 : 렌즈 프레임
2 : 광학 렌즈
3 : 접착제 분포를 위한 보어
4 : 탄성 지지대
5 : 강성 지지 부재
6 : 프리텐셔닝 스프링 리프
7 : 강성 지지대
8 : 조임 나사
9 : 조정 스페이서
10 : 조정 나사
11 : 축 방향 정지 블록
G : 중력방향

Claims

수직으로 배향된 렌즈 프레임 및 상기 렌즈 프레임에서 수직으로 유지되는 광학 렌즈를 포함하는 수직-배향 렌즈 어셈블리에 있어서,
상기 수직-배향 렌즈 어셈블리는:
상기 렌즈 프레임의 수직 중심 축 면에 대해 서로에게 대칭이며, 모두 상기 렌즈 프레임에 일체이며, 모두 상기 렌즈 프레임의 수평 중심 축 아래에 배치되며, 모두 상기 광학 렌즈와 직접적으로 접촉하는, 두개의 강성 지지대;
상기 광학 렌즈 바로 아래에 있는, 상기 렌즈 프레임 바닥 바로 아래로 상기 렌즈 프레임을 관통하는 조정 나사의 조정을 통하여 상기 광학 렌즈와 접촉될 수 있는 탄성 지지대; 및
상기 광학 렌즈의 반경 방향 변위를 제한하기 위해 상기 렌즈 프레임의 상부에 배치되는 조임 나사;
를 더 포함하고,
상기 조임 나사는 상기 광학 렌즈에 힘을 가하도록 구성되어 상기 광학 렌즈가 상기 두개의 강성 지지대와 인접하게 하는, 수직-배향 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 광학 렌즈는 상기 렌즈 프레임을 관통하는 보어로부터 분포된 접착제에 의해 상기 렌즈 프레임에 고정되게 부착되고,
상기 보어는 상기 렌즈 프레임의 상기 수직 중심 축의 양 측면 위로 대칭적으로 분배되며 상기 렌즈 프레임의 수평 중심 축 위에 배열되는,
수직-배향 렌즈 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 두개의 보어는 상기 렌즈 프레임의 상기 수직 중심 축의 양측면에 존재하며, 서로에 대해 30°에서 170°의 각도 범위로 배향되는, 수직-배향 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 두개의 강성 지지대는 상기 렌즈 프레임의 수직 중심 축의 양 측면 위로 대칭적으로 분배되며, 서로에 대해 30°에서 170°의 각도 범위로 배향되는,
수직-배향 렌즈 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 광학렌즈의 축 방향 변위 오프셋을 위한 클램핑 지지대 메커니즘을 더 포함하는,
수직-배향 렌즈 어셈블리.
제5항에 있어서,
상기 클램핑 지지대 메커니즘은 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링 리프 및 상기 광학 렌즈의 바닥의 각각의 측면 위로 배치된 강성 지지부재를 포함하는,
수직-배향 렌즈 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 클램핑 지지대 메커니즘은, 상기 광학 렌즈와 상기 프리-텐셔닝 스프링 리프 사이에 배치된 조정 스페이서를 더 포함하는,
수직-배향 렌즈 어셈블리.
제6 또는 7항에 있어서,
상기 광학 렌즈의 상기 축 방향 변위 제한을 위한 축 방향 블록은 상기 광학 렌즈로부터 멀어지는 프리-텐셔닝 스프링 리프의 측면 위로 제공되는, 수직-배향 렌즈 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 강성 지지부재는 상기 렌즈 프레임 바로 아래 한 측면 위로 배치되는, 수직-배향 렌즈 어셈블리.
수직으로 배향된 렌즈 프레임 및 상기 렌즈 프레임에서 수직으로 유지되는 광학 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈 프레임의 수직 중심 축 면에 대해 서로에게 대칭이며, 모두 상기 렌즈 프레임에 일체이며, 모두 상기 렌즈 프레임의 수평 중심 축 아래에 배치되며, 모두 상기 광학 렌즈와 직접적으로 접촉하는, 두개의 강성 지지대; 상기 광학 렌즈 바로 아래에 있는, 상기 렌즈 프레임 바닥 바로 아래로 상기 렌즈 프레임을 관통하는 조정 나사의 조정을 통하여 상기 광학 렌즈와 접촉될 수 있는 탄성 지지대; 및 상기 광학 렌즈의 반경 방향 변위를 제한하기 위해 상기 렌즈 프레임의 상부에 배치되는 조임 나사를 더 포함하고, 상기 조임 나사는 상기 광학 렌즈에 힘을 가하도록 구성되어 상기 광학 렌즈가 상기 두개의 강성 지지대와 인접하게 하는 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하기 위한 방법에 있어서,
S1) 렌즈 프레임을 수직으로 배향하는 단계;
S2) 상기 렌즈 프레임의 강성 지지대 위로 광학 렌즈를 수직으로 배치하는 단계;
S3) 상기 광학 렌즈의 반경 방향 변위를 제한하기 위해 각각의 상기 강성 지지대를 상기 광학 렌즈에 인접하게 하도록, 상기 광학 렌즈의 중력의 동일한 크기의 힘을 조임 나사를 통해서 상기 광학 렌즈에 적용하는 단계;
S4) 상기 탄성 지지대가 상기 광학 렌즈의 중력의 1/3의 크기와 동일한 크기의 힘으로 상기 광학렌즈를 지지하여, 조정 나사를 잠그도록, 힘 게이지의 도움으로 탄성 지지대로부터의 지지 힘을 조정하는 단계;
S5) 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링으로부터 생성된 인장 힘을 측정하며 상기 광학 렌즈의 중력의 2/3 크기와 동일한 크기의 인장 힘을 만들도록 적어도 하나의 프리-텐셔닝 스프링 리프를 부착하는 단계;
S6) 보어를 통해 상기 렌즈 프레임에 상기 광학 렌즈를 고정되게 부착하기 위해 보어를 통해 접착제를 분포하는 단계; 및
S7) 축 방향 정지 블록을 부착하는 단계;
룰 포함하는 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하기 위한 방법.
제10항에 있어서,
상기 조정 나사 및 상기 조임 나사를 접착 고정하여, 상기 조정 나사의 풀림을 방지하는 s8)단계를 더 포함하는, 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하기 위한 방법.
제10항에 있어서,
상기 두개의 지지대와 탄성부재 위로 상기 광학 렌즈의 상기 중력이 고르게 분배되도록 충분한 상기 지지대의 지지하는 힘 및 탄성 지지대의 압축성을 보장하는 탄성 지지대를 선택하는 단계를 더 포함하는, 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하기 위한 방법.
제10항에 있어서,
조정 스페이서를 연마하는 단계;
상기 프리-텐셔닝 스프링 리프에 의해 제공된 상기 인장 힘을 조정하기 위해 상기 광학 렌즈와 상기 프리-텐셔닝 스프링 리프의 사이에 조정 스페이서를 배치하는 단계를 더 포함하는, 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하기 위한 방법.
제10항에 있어서,
상기 조정 나사 및 상기 조임 나사를 접착 고정하여, 상기 조임 나사의 풀림을 방지하는 s8)단계를 더 포함하는, 수직-배향 렌즈 어셈블리를 설치하기 위한 방법.