[发明专利]光学元件的保持布置

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件的保持布置，该保持布置具有围绕要被接收的光学元件的基础结构和安装装置，借助所述安装装置，光学元件可以被支撑在基础结构上。本发明还涉及用于光学系统的操纵器单元，该操纵器单元包括保持布置。

背景技术

光学元件的保持布置用于光学系统中，安装所需的精度取决于相应的用途。

经由布置在光学元件的外周区域处的至少三个铰接点相对于载具来安装光学部件的组件从WO 2007/017013A2获知，光学元件以压配合的方式通过弹性元件经由铰接点沿至少一个方向被保持。所述弹性元件在该情况下位于安装装置中，所述安装装置以静态确定的方式保持光学元件。

在光学系统(例如，激光打印机的光学系统)中，用于柱面透镜的可调节安装件从US 5,220,460获知。安装件包括载具元件，所述载具元件布置为垂直于光轴(z轴)并具有平面，柱面透镜在持续力的作用下安置在所述平面上。柱面透镜的曲率半径在US 5,220,460中称为y轴；平行于柱面透镜的轴方向延伸的轴称为x轴。可调节安装件旨在允许绕光轴的旋转运动和沿曲率方向的平移运行，用于调节。为了该目的，柱面透镜借助肋部、弹性元件和两个固定螺丝安装在x-y平面中彼此相对的两个角处，所述肋部起接头的作用。另一方面，绕垂直于光轴延伸的两个轴的倾斜通过所述平面足以确保，对于激光打印机的应用，柱面透镜安置在所述平面上。

光学元件还用在材料处理设备中，例如在激光退火装置中。该类型的光学系统在例如WO 2006/066706中被描述。在该类型的装置中，例如为了熔化基板上的层，特别是硅层，使用了激光束。在该情况下，激光束作为非常窄的线光束落在要被熔化的层上。所述层和激光束相对于彼此沿与由激光束形成的线横向的方向位移，使得激光束以平面的方式在基板上被引导，所述基板被称为“面板”。

因为这些装置以长但是非常窄的区域来照亮面板，所以使用了柱面透镜，即具有仅一个曲率方向的透镜。

该类型的应用要求非常高的精度。为了防止由于系统的加热而产生变形或至少保持低变形，已知使用具有低热膨胀系数的材料，例如不胀钢(Invar)。然而，该类型的材料非常昂贵。

发明内容

由此本发明的目的是提供一种用于光学元件的保持布置，所述保持布置防止或至少减少光学元件的不期望的位移和/或旋转或偏心，特别是由于加热造成的。

该目的通过根据权利要求1的保持布置和根据权利要求16的操纵器单元而实现。优选的实施例在从属权利要求中被详细说明。所有权利要求的措辞通过引用被并入说明书中。

根据本发明的一方面，提供了光学元件的保持布置，该保持布置具有围绕要被接收的光学元件的基础结构和安装装置，光学元件借助安装装置能够以绕光轴(z)的旋转运动以及沿第一轴(x)的平移运动的两个自由度被支撑在基础结构上，所述第一轴垂直于光轴延伸并且与光轴的中心相交，其中，所述安装装置包括四个连结位置和至少一个平行摇杆，所述连结位置布置为相对于中心点对称，所述至少一个平行摇杆可平行于第一轴位移。连结位置的点对称布置防止被接收的光学元件在加热造成的膨胀期间变为偏心。安装装置的自由度确保了调节是可行的。在一个实施例中，设置了两个平行摇杆，两个平行摇杆与光学元件联接，使得平行摇杆沿相反方向的运动造成光学元件绕光轴的旋转运动。

对于柱面透镜，所述保持布置尤其有利，这是由于柱面透镜具有两个极其灵敏的定心方向。具体地，绕光轴的旋转位移和平行于曲率方向(即，垂直于柱轴)的平移，显著影响与柱面透镜相关联的光学系统的精度。根据本发明的保持布置由此具有合适的自由度以允许沿这些方向的调节。

优选地提供了内部结构，内部结构承载要被安装的光学元件且安装装置作用于内部结构上。内部结构紧固地连接到光学元件。在一配置中，内部结构配置为板状方式，并且具有用于入射光束的孔。内部结构例如圆形地或椭圆形地配置。此外，实质上矩形的内部结构对于接收柱面透镜是有利的。在其他配置中，内部结构包括多个部件，所述部件各自部分地承载光学元件。

优选地，连结位置各自具有枢转臂，所述枢转臂将内部结构联接到基础结构。枢转臂各自铰接到基础结构，优选地以便可绕平行于光轴延伸的轴旋转。例如，铰接借助单轴枢转接头或借助固定本体倾斜接头实施。用于调节的调节运动经由枢转臂被传送到内部结构，并因此传送到光学元件。