JPH09511344A - 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

Abstract

(57)【要約】 直方体（２）として形成された個別モジュールの中に収納されている（顕微）光学要素（３）のための機械的固定システムに関する。この種の標準要素（１）を、まず足台状の保持部に取り付ける。保持部は、例えば「３脚」または「ボール脚」として構成されている。保持部はプラットホーム（６）を有している。プラットホーム（６）から少なくとも三つの脚が折り曲げられている。脚は、屈曲した足部（１０−１２）に移行するボールセグメント（４０−４２）または脚部（７−９）を形成するように折り曲げられている。この折り曲げにより、曲げ弾性を有するヒンジ（１３−１８，４３−４５）が生じる。他の実施形態によれば、（線形の）ヒンジの代わリに、いわゆる「玉継手」（２５−２７，２５ａ−２７ｂ）が設けられる。本発明による固定システムに適した基本構造体（５’）の製造は、レーザー光線切断または押し抜きにより薄板部材から行われる。脚部（７−９）の領域には、補強板片を平面状に取り付けることができる。さらにボールセグメント（４０−４２）のエッジ領域（４６ａ−４６ｃ）には、側部の補強異形部対（４０ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ｂ；４２ａ，４２ｂ）を設けることができる。また、基本構造体（５’）を製造する際に比較的厚い板を使い、これに減法材料加工を施してもよい。本発明による固定システムによれば、自動位置決め・固定技術を使用して１次元または多次元のレイアウトを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】 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 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 は様々なものが知られるようになった。保持技術または収納技術は、小さなプリ 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．Naumann 及び G ．Schroeder 著「光学要素」第４巻、Karl Hanser 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’，１ ７’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対称線２１で折り返せば、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／２８ ｂ−３０ａ／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 さな材料ブリッジ（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１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／２ ６ｂ，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１ ３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１８’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１８（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」４ ７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４０ａ，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，４ １ｂ；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４０ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ｂ：４ ２ａ，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形の材料（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０．０５ｍｍ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１ ２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 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＵＳ 【要約の続き】 ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ｂ；４２ａ，４２ｂ）を設け ることができる。また、基本構造体（５’）を製造する 際に比較的厚い板を使い、これに減法材料加工を施して もよい。本発明による固定システムによれば、自動位置 決め・固定技術を使用して１次元または多次元のレイア ウトを実現できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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）を担持する中心のプラットホーム（６）に有利には一体に形 成される保持部として形成され、プラットホーム（６）に、それぞれ少なくとも 一つのヒンジ（１３−１５，４３−４６）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 ていることを特徴とする機械的固定システム。 ２．「４脚」保持部として形成され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．プラットホーム（６）に、それぞれヒンジ（４３−４５）を介して「ボール 脚」（４７−４９）が枢着され、「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．ボールセグメント（４０−４２）がそれぞれ平坦なエッジ領域（４６ａ−４ ６ｃ）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．「ボール脚」（４７−４９）が付加的に補強異形部対（４０ａ，４０ｂ；４ １ａ，４１ｂ；４２ａ，４２ｂ）を有し、該補強異形部対が前記エッジ領域（４ ６ａ−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．補強異形部対（４０ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ｂ；４２ａ，４２ｂ）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（４３−４ ５）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．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．ヒンジ軸線（４３−４５）と補強異形部対（４０ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ ｂ；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．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．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．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．「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１ ６）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１または２に記載の機械的固定システム。 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．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．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前記結合線（２１）に沿って且つ対称 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１から１４ までのいずれか１つに記載の機械的固定システム。 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．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（１ ３−１５）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．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１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．プラットホーム（６）が前記結合線（２１）に沿って７−１２ｍｍであり 、ヒンジ（１３−１５）が４−７ｍｍ、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１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．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．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．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．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，３０ｂ）を形成するように前記部分に接続して玉継手（２ ５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．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２ ０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．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．それぞれ一つの玉継手対（２５ａ／２５ｂまたは２６ａ／２６ｂまたは２ ７ａ／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 （図５）ことを特徴とする、請求項２４または２５に記載の機械的固定システム 。 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２７ ａ／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１ ９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（図６）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．各ヒンジ軸線（１３’−１８’）上にして玉継手（２５ａ−２７ａ，２５ ｂ−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．ヒンジ継手（１３−１８）と玉継手（２５ａ−２７ａ，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．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，４０ｂ；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．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．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．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．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．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．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．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。