DD265243A5

DD265243A5 - Optisches system mit einer halterung und einem optischen element

Info

Publication number: DD265243A5
Application number: DD87304675A
Authority: DD
Inventors: Nicolaus Maan
Original assignee: �K@�K@��@��k��
Priority date: 1986-07-08
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-02-22
Also published as: JPS6326830A; DE3782100D1; US4796252A; JP2554086B2; KR950010328B1; DE3782100T2; EP0252562B1; US4750826A; KR880002147A; EP0252562A1; NL8601775A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches System mit einer Halterung und einem optischen Element. Die Halterung hat eine Innenwand, auf der eine Anzahl paralleler Rippen vorgesehen sind. Das optische Element hat eine Aussenwand, die mit den Rippen eine Anzahl Spalte bildet. Das optische Element ist mit der Halterung verbunden, und zwar mittels eines Heftmittels, das ausschliesslich in den genannten Spalten angebracht ist. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System mit einer optischen Achse mit einer Halterung mit einem durch eine Innenwand begrenzten Innenraum und einem darin befestigten optischen Element mit einer Außenwand, wobei zwischen der Innenwand der Halterung und der Außenwand des optischen Elementes ein Heftmittel vorgesehen ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Derartige optische Systeme sind bekannt, und zwar aus EP 0090218. Die bekannten Systeme weisen je einen optischen Teil auf, wie einen kreisrunden Spiegel oder eine Linse sowie eine Halterung, die einen Teil eines optischen Geräte? bildet. Die Halterung ist mit einer zylinderförmigen Bohrung versehen, in der der optische Teil angeordnet ist, wobei zwischen der Innenwand der Halterung und der in der Bohrung befindlichen Außenwand des optischen Systems ein Spalt vorgesehen ist. Dieser Spalt ist völlig oder teilweise mit einem Klebe- bzw. Heftmittel wie Leim gefüllt.

Optische Systeme werden in optischen Geräten, wie beispielsweise optischen Plattenspielern, verwendet. In derartigen Geräten ist es wichtig, daß die jeweiligen vorhandenen optischen Teile zueinander in der richtigen Lage stehen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es deswegen von großer Bedeutung, daß in den optischen Systemen die optischen Elemente sich an der genau vorbestimmten Stelle und in der richtigen Lage gegenüber der Halterung befinden. Wichtig dabei ist die Positionierungsgenauigkeit in der Richtung der optischen Achse (Z-Richtung) des optischen Systems, in den Richtungen entsprechend zwei senkrecht auf der optischen Achse und aufeinander stehenden Achsen (X-Richtung und Y-Richtung) sowie in den Drehrichtungen um die letztgenannten Achsen.

In einem der in der EP 0090218 dargestellten Systeme ist das Heftmittel in Form einer ringförmigen Haftschicht angebracht, wobei die Schicht zugleich an einem sich in einer quer zu der optischen Achse orientierten Ebene erstreckenden Wandteil der Halterung haftet. Diese Konstruktion weist den Nachteil auf, daß bp'tn Aushärten des angebrachten Heftmittels unzulässige Verschiebungen des optischen Teils in der Z-Richtung entstehen, und zwar durch das unvermeidliche Auftreten eines Schrumpfeffektes in dem Heftmittel. Außerdem ist die Gefahr vor dem Umkippen des optischen Teils um die sich in der X- und Y-Richtung erstreckenden Achuon groß, und zwar durch Schrumpfspannungen in der Haftschicht. Eine Verringerung des genannten Problems ist in beschränktem Maße möglich, indem die Haftschicht in der Z-Richtung dünner gewählt wird, aber die erforderliche Festigkeit und Stabilität der Verbindung setzt dabei deutliche Grenzen. Eine geeignete Wahl des Heftmittels kann auch zu einer Verringerung des erkannten Problems führen, obschon es sich als unmöglich herausgestellt hat, daß der Schrumpfeff9kt und die Schrumpfspannungen völlig ausgeschaltet werden.

In einem anderen in der EP0090218 dargestellten optischen System ist das Heftmittel in einem ringförmigen Raum zwischen der eben ausgebildeten Innen- und Außenwand vorgesehen. In einem noch anderen dargestellten System ist in der Außenwand des optischen Teil3 eine umlaufende Rille vorgesehen, wobei sich das Heftmittel bis in die Rille erstreckt. In den beiden genannten Systemen tritt das Problem auf, daß der in flüssiger Form oder in Pastenform vorhandene Leim nach dem Auftragen in dem genannten Raum mehr oder weniger hinunterlaufen wird. Dabei kann sich wenigstens örtlich auf der Unterseite des optischen Teils ein Kragen des Heftmittels bilden, der beim Aushärten dieses Heftmittel» zu Positionierungsfehlern führen kann. Außerdem ist das Verhalton des in dem größeren Raum zwischen der Halterung und dem optischen Teil befindlichen Heftmittels nicht vorhersagbar, weil der Raum durch die Positionierung des optischen Teils mit Hilfe dazu vorhandener Werkzeuge meistens nicht rotationssymmetrisch ist, wodurch in der Umfangsrichtung gesehen sich ändernde Schrumpfspannungen in dem Heftmittel entstehen können, die Verschiebungen, insbesondere Kippungen des optiiichen Teils gegenüber der Halterung verursachen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile weitgehend zu vermeiden.

Darlegung des Wesena der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das optische System der eingangs erwähnten Art derart konstruktiv so zu verbessern, daß das optische System mit einfachen Werkzeugen auf äußerst genau reproduzierbare Art und Weise herstellbar ist.

Die Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, daß an einer der Wände mindestens drei Rippen vorgesehen sind, deren Spitzen der anderen Wand gegenüber liegen, wobei zwischen den Rippen und der anderen Wand eine der Anzahl Rippen entsprechende Anzahl Spalte gebildet sind, in denen das Heftmittel angebracht ist. In dem erfindungsgemäßen optischen System befindet sich das Heftmittel ausschließlich in den vorbestimmten engen Spalten an der Stelle der Rippen. Vorzugsweise erstrecken sich die Rippen wenigstens im wesentlichen parallel zu der optischen Achse des iysterns. Damit ist erreicht worden, daß die Schrumpfspannungen, die beim Aushärten des Heftmittels entstehen, nur in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse wirken, mit der Folge, daß beim Aushärten keine Kräfte und Kraftunterschiede in der Richtung der optischen Achse entstehen.

Dies bietet den Vorteil, daß das optische Element nach dem Aushärten des Heftmittels mit großer Genauigkeit die vorbestimmte Stelle und Lage einnimmt. Das Vorhandensein der Rippen ermöglicht es außerdem, das Heftmittel mit Hilfe eines nadeiförmigen Injektionsmittels in dem Spalt zwischen den Rippen und der gegenüberliegenden Wand anzubringen, ohne daß dabei das optische Element berührt zu werden braucht.

Erfindungsgemäße optische Systeme können mit optischen Elementen verschiedenster Art versehen sein, wie Lasern, Linsen und Spiegeln und entsprechen hohen Toleranzanforderungen.

Eine erfindungsgemäße Ausfuhrungsform weist das Kennzeichen auf, daß auf der Innenwand der Halterung mindestens eine Positionierungsfläche vorgesehen ist, auf der das optische Element ruht. Zur Erläuterung sei an dieser Stelle erwähnt, daß sich zwischen der Positionierungsfläche und dem optischen Element kein Heftmittel befindet. Die Positionierungsfläche hat im Grunde nur eine Aufgabe bei der Fertigung des Systems, und zwar das Erleichtern der Positionierung des optischen Systems und das darauffolgende Festhalten desselben beim Anbringen und Aushärten des Heftmittels.

'eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, bei der die Innenwand der Halterung zylinderförmig ist, weist das Kennzeichen auf, daß die Rippen auf der Innenwand der Halterung vorgesehen und gleichmäßig über den Innenumfang dar Halterung verteilt sind, und daß die Halterung mit mehreren zwischen den Rippen befindlichen Positionierungsflächen versehen

Dadurch, daß zwischen den Positionierungsflächen und den Rippen ein gewisser Raum gelassen wird, wird vermieden, daß bei der Fertigung des Systems durch Kapillarwirkung Heftmittel zwischen die Positionierungsflächen und das optische System gelangt. Weiterhin sei noch erwähnt, daß sich das Heftmittel ausschließlich in den Spalten zwischen den Rippen und dem optischen Element befindet und in der Z-Richtung gesehen, sich ausschließlich zwischen den Enden dor Rippen und den Begrenzungsrändern der gegenüberliegenden Wand befindet, wodurch sich bei der Fertigung keine Heftmittelkragen haben bilden können. Ein in allen Richtungen innerhalb enger Toleranzgrenzen positioniertes optisches Element ist erzielbar, wenn In den Spalten gleiche Heftmittelmengen angebracht sind.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, die mit einem optischen System derart versehen ist, daß die Rippen auf der Innenwand der Halterung vorgesehen und gleichmäßig über den Innenumfang der Halterung verteilt sind. Die Halterung ist mit mehreren, zwischen den Rippen befindlichen Positionierungsflächen versehen.

Ausführungsbeisplele

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden nähar bos' trieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen teilweisen Schnitt durch eine erste Ausführungeform des erfindungsgemäßen optischen Systems;

Fig. 2: eine Unteransicht der orcten Ausführungsform;

Fig.3: eine Draufsicht einor zweiten Ausführungsform;

Fig.4: einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV der zweiten Ausführungsform ohne das optische Element, und

Fig. 5: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, in der die Ausführungsform nach Fig.4 verwendet ist.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte optische System 1* nach der Erfindung weist eine Halterung 1 und einen rechteckigen Spiegel 3 auf und hat eine optische Achse 5. Das System ist zum Gebrauch In einem optischen Plattenspieler bestimmt. Die Halterung 1 ist ais L-förmig abgewinkeltes rohrförmiges Gehäuse ausgebildet, das an der Stelle des Knies mit einem Fenster versehen ist. Der Spiegel 3, der die Form einer planparallelen Platte hat, ist derart in 4ar Halterung 1 befestigt, daß die optische Achse 6 mit der spiegelnden Oberfläche 3A des Spiegels 3 einen Winkel von 45° einschließt. Der Spiegel 3 hat auf beiden Seiten eine flache Außenwand 7, die gegenüber einer flachen Innenwand 9 der Halterung 1 liegt. Auf der Innenwand 9 sind auf beiden Selten des Spiegels 3 zwei Rippen 11 vorgesehen, die sich parallel zu der optischen Achse 5 des optischen Systems erstrecken. Die Rippen 11 weisen Spitzen 1A auf, die gegenüber der Außenwand 7 des Spiegels 3 liegen, wobei zwischen den Rippen 11 und der Außenwand 7 enge Spalte 13 gebildet sind, in denen eine Menge des Heftmittels 15, wie eines UV-härtenden Akrylatleimes, angebracht ist. Das Heftmi.tel befindet sich ausschließlich in den Spalten 13. Versuchsweise wurde ermittelt, daß diese Spiegelbefestigung es ermöglicht, serienmäßig Systeme herzustellen, deren Spiegel innerhalb cehr enger Toleranzgrenzen positioniert sind. In dem System befindet sich weiterhin noch eine Linse mit einem Raster 17, das mit Hilfe einer Blattfeder 19 und eines festgeklebten Sicherungsringes 21 in der Halterung 1 befestigt ist.

In den Fig. 3 und 4 ist ein optisches System nach der Erfindung dargestellt, das eine ringförmige Halterung 31 end einen Laser 33 aufweist und das eine optische Achse 35 hat. Die Halterung hat elr.? zylinderförmlge Innenwand 39, die eine zentrale öffnung in der Halterung 31 begrenzt, in der der Laser 33 vorgesehen ist. Der Laser 33 hat eine ringförmige Außenwand 37, die sich In einem Abstand von der konzentrisch um dieselbe herumlaufenden Innenwand 39 der Halterung 31 befindet. Die Halterung Ist mit drei

parallel zu der optischen Achse 35 laufenden Rippen 41 versehen, die h gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Zwischen den Rippen 41 und der Außenwand 37 gibt es Sipelte, die mit einem Heftmittel 45 versehen sind, und zwar auf eine Art und Weise, die bei dem System nach den Fig. 1 und 2 bereits beschrieben wurde. Zwischen den Rippen 41 sind innerhalb der Halterung 1, drei Positionierungsflächen 47 vorgesehen. Die Positionierungsflächen 47 befinden sich in einem gewissen Abstand von den Rippen 41 und liegen in einer Ebene, die durch die optische Achse 35 senkrecht durchschnitten wird. Eine in den Figuren nicht sichtbare Auflagefläche ruht auf den Positionierungsflachen 47.

In Fig. 5 ist ein Teil einer optischen Platte, namentlich einer Video-Platte 51, dargestellt. Die Information der Platte befindet sich in Informationsspuren, die in einer Informationsfläche liegen und die von einem Abtastbündel ausgelesen wird. Das Abtastbündel wird von einer Strahlungsquelle 53 geliefert, beispielsweise von einem Halbleiterdiodenlaser. In Fig. 5 ist weiterhin eine Vorrichtung 65 zum Auslesen der Videoplatte 51 6uf schematische Weise dargestellt. Die Vorrichtung 55 ist mit der bereits genannten Strahlungsquelle 53 und dem optischen System 1" versehen, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und hat weiterhin eine um eine Drehungsachse 57 drehbare Spindel 59 mit einer Auflegefläche einem Aktuator 61 mit einem Objektiv 63 mit einer optischen Achse 63A, einem Schwenkspiegel 65 und einem nicht dargestellten Winkelspiegel. Im Betrieb wird des von der Strahlunosquelle 53 herrührende Strahlungsbündel über die in dem optischen System Γ vorhandene Linse mit dem Ranter 17 u >d den Spiegel 3 (siehe auch die Fig. 1 und 2) einer Kollimatorlinse 18 zugeführt, aus welcher das Bündel als paralleles Bündel dem Objektiv 63 zugeführt und zu einem Abtastflecken konvergiert wird. Das Abtastbündel wird danach von der Informationsflächci der Platte 51 reflektiert und entsprechend der in den Informationsspuren gespeicherten Informationen moduliert. Der Spiegel 3, d.h. ein halbdurchlässiger Spiegel, läßt das von der Videoplatte 51 herrührende und modulierte Bündel zu einem nicht (iaigestellten strahlungsempfindlichen Detektorsystem durch, das elektrische Signale liefert, die entsprechend der in der Video-Platte gespeicherten Informationen moduliert sind. Zwischen dem optischen System 1" und dem Objektiv 63 befinden »ich der Schwenkspiegel 65 und der genannte, nicht dargestellte Winkelspiegel, der dazu dient, durch Reflexion das von dem optischen System 1" herrührende Abtastbündel in der Richtung des Schwenkspiegels 65 abzulenken. Der Schwenkspiegel 65 wird von einem elektrodynamischen Antriebssystem mit einem ringförmigen Magneten 67 und einer Antriebsspule 69 in Schwingung versetzt. Der Schwenkspiegel 65 hat eine Aufgabe in einem Regelkreis, der dazu dient, bei Abweichungen de: Informationsspuren der Video-Platte den Abtastflecken in radialem Sinne immer auf der abzutastenden Spur zu halten. Für eine nähere Beschreibung des genannten Regelkreises sei auf die einschlägige Literatur, beispielsweise den Artikel „The Philips VLP-Gystem", Philips Technical Review 33 Seiten 178-193,1973, Nr.7 (durch Bezeichnung der hierin aufgenommen betrachtet) verwiesen.

Der Aktuator 61 ist ebenso wie das optische System 1' an einem Gestell 71 der Vorrichtung befestigt und ist mit einem ortsfesten Teil 61A sowie einem beweglichen Teil 61B verseher,. Der ortsfeste Teil 61 a weist einen ringförmigen Dauermagneten 73 uno ein sich daran anschließendes magnetisches Joch mit einem Liftspalt auf, in dem sich eine ringförmigo Spule 75 des beweglichen Teiles 61B befindet. Durch Erregung uer Spule 75 cann das Objektiv 63 zum Fokussieren des Abtastbündels entsprechend der optischen Achse 63 A verschobt in werden.

Die Vorrichtung kann infolge des verwendeten optischen Systems einen kurzen, von der Strahlungsquelle bis an das Objektiv sich erstreckenden St. ahlungsweg aufweisen, was selbstverständlich zu einer gedrängten Bauform führt. Außerdem ist durch die Verwendung des optischen Systems die Konzeption des Gesamtstrahlungsweges vereinfacht und für die Massenherstellung geeigneter gemacht.

Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele; namentlich optische Systeme nach der Erfindung, die mit anderen als den dargestellten optischen Elementen versehen sind, werden ebenfalls bezweckt.

Claims

1. Optisches System mit einer Halterung und einem optischen Element mit einer Außenwand, wobei zwischen der Innenwand der Halterung und der Außenwand dos optischen Elementes ein Heftmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Wände mindestens drei Rippen vorgesehen sind, deren Spitzen der anderen Wand gegenüber liegen, wobei zwischen den Rippen und der anderen Wand eine der Anzahl Rippen entsprechende Anzahl Spalte gebildet sind, in denen das Heftmittel angebracht ist.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen sich wenigstens im wesentlichen parallel zu der optischen Achse des Systems erstrecken.

3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwand der Halterung mindestens eine Positioniei ungsf lache vorgesehen ist, auf der das optische Element ruht.

4. Optisches System nach Anspruch 2, bei der die Innenwand der Halterung zylinderförmig und die Außenwand des optischen Elementes ringförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen auf der Innenwand der Halterung vorgesehen und gleichmäßig über den Innenumfarig der Halterung verteilt sind und daß die Halterung mit mehreren, zwischen den Rippen befindlichen Positionierungsflächen versehen ist.

5. Optisches System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge Heftmittel in jedem der genannten Spalte gleich groß ist.