DD266426A1 - Lichtablenkvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Lichtablenkvorrichtung, deren bewegtes System neben einer definierten Nullage ein niedriges Massentraegheitsmoment aufweist und kleine Ansteuerleistungen benoetigt, bei dem das Antriebs- mit dem Spiegelfuehrungssystem identisch ist, wird realisiert, indem eine Kombination piezoelektrischer Biegestreifen vorgesehen ist, die in der Form eines Kreuzfedergelenkes miteinander verbunden sind, wobei der Spiegel mit dem Kreuzfedergelenk verbunden ist. Anwendbar in optischen Scannermikroskopen. Fig. 1

Description

Chnrakterlstlk der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits verschiedene olektromechanische Lösungen bekannt, die Ablenkung von Lichtstrahlen mittels oinos Drehspiegel zu realisieren. In der DE-AS 2657814 ist ein Abtastspiegel an einem als Wippe ausgebildeten Fedoreloment bofostigt. Dabei liegt die Drehachse des Spiegels außerhalb der Spiegelebene, was zu Nachteilen bezüglich der Forderung hochgenauer'

Strahlablenkung führt.

Dio DE-OS 2961593 beschreibt einen mit einem an sich bekannten Kreuzfedergelenk verbundenen Spiegel. Nachtoillg ist die

räumliche Trennung von Antrieb und Spiegellagei ung. Generell weisen elektromechanisch«) Lösungen Nachteile bezüglich der Feinfühligkeit auf.

Weiterhin ist es bekannt, zur Spiegolschwenkung Anordnungen piezoelektrischer Biegeschwinger vorzusehen.

So ist in der DE-OS 3035314 ein Spiegel im Schwingungsknoten einer piezoelektrischen Biegeechwingeranordnung vorgesehen.

Nachteilig ist, daß die Kippachse des Spiegels eine definierte Bewegung Im Raum ausführt, d. h. kein fester Drehpunkt existiert.

In der DE-OS 3035315 sind zwei gegenüberliegende piezokoramische Biegostreifen vorgesehen. Durch die Art ihrer Anordnung tritt ein starkes axiales Moment auf. Die Antriebsenergto geht in der Umformarbeit der Verbindungsstücke verloren. Das bedingt einen hohen Energieaufwand.

In der DE-OS 2642233 ist eine ähnliche Lösung beschrieben. Auch hier ist durch die Lage der Drehachse außerhalb der

Spiogelebene kein eindeutigei Ausgangspunkt des abgelenkten Strahles gewährleistet.

In der US-PS 3544201 ist ein einseitig^eingr spanntor Biegsstreifen, der an seinem freien Ende mit oinom Spiogel gekop"olt ist.

Durch die Art der Anordnung Ist sie sehr empfindlich gegen Umwelteinflüsse. Die Drehachse liegt im Innern des Spiegels, nicht auf seiner Oberfläche.

Alle bisherigen Lösungen weisen neben einem hohen Massunträgheitsmoment den Nachteil auf, daß stots oino räumliche

Trennung von Antriebsolement und Spiegellagerung (Drehlager) vorgenommen wurde.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine einfache Lösung, die bei hoher Genauigkeit und geringem Energiebedarf eine hohe Nutzerfrequenz zuläßt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtablenkvorrichtung zu schaffen, deren bewegtes System neben einer definierten Nullage ein sehr niedriges Massenträgheitsmoment besitzt, kleine Ansteuorleistungen benötigt, hohe Ablenkfrequenzen ermöglicht und bei der das Antriebssystem mit dom Spiegelführungss/stem identisch ist, wobei die Drehachse in der Spiogelebono liegon soll. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Kombination piezoelektrischer ßiegestreifen vorgesehen ist, die in der Form eines Kreuzfedergelenks miteinander funktionell verbunden sind und der Spiegel mit dom Kreuzfedergelenk verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Lösung, die ein „aktives" Kreuzfedergelenk darstellt, ist oino Kombination von Motor und Drehgelenk. Dadurch, daß Drehlager und Antrieb der Spiegelkippung durch die gleichen Elemente gebildet werden, wird eine geringe Znhl von EinzeUeJlbn benötigt. Kopplungsproblome zwischen Antrieb und Drehlagen wie Achsvorsatz und Fluchtungsfehler, können vermieden werden. Durch die geringen bewegten Massen und das damit verbundene geringe Trägheitsmoment wird der Be Jarf an Antriebsenergie vermindert. Die Drehachse liegt gemäß der gestellten Aufgabe in der Spiegelebene.

Ausfuhrungsbelsplel

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 und 2 zeigen verschiedene

Seitenansichten einer möglichen Ausführungsform.

An einem gestollfosten Halter 1 sind mit Hilfe von Spannböckchen 6a, b, c, d als piezokeramische Biegeschwinger ausgebildete

Federn 2a, b, c, d festgeklemmt. Όιυ sind weiterhin an einem Steg 4, dorolnon Splogol ό trägt, üboi Schraubon 3a, b, c, d befestigt. Bei goe'jnetor wechselseitiger elektrischer Ansteuerung führt der Steg 4 mit dem Spiegel 5, dosson Spiegelfläche im Borelch dos Kreuzungepunktos der Federn 2 d, b, c, d liegt, eine Pendelbewegung um den Kreuzungspunkt mit einem Winkel aus, wodurch der Licht- oder Laserstrahl um den Winkel 2 abgelenkt wird, Der Hallearm 1 u diont zur Aufnahme oinos zum Ablenksystem gohörendan Lagerückmeldesystems. Andere Ausführungen der Erfindung, z. B, eine andere Anordnung des zweiten Fudorpaaros 2a, b gegenüber dem Paar 2c, d, sind obonfalls vorstollbar.

Claims (1)

1. Lichtablcnkvorrichtung mit einem Spiegel, vorzugsweise einem Planspiegel, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination piezoelektrischer Biegestreifen vorgesehen ist, die in der Form eines
   Kreuzfedergelenkes miteinander funktionell verbundon sind, wobei der Spiegel mit dem
   Kreuzfedergelenk verbunden ist.

   Hierzi« 1 Seite Zeichnungen

   Anwendungsgeblot der Erfindung

   Die Erfindung wird zur definierten Winkelablenkung, von Lichtstrahlen innerhalb kleiner Winkelbereiche, mit hoher
   Geschwindigkeit, vorzugsweise in optischen Scannormikroskopen, eingesetzt.