DE102009031690A1

DE102009031690A1 - Optical arrangement, has blade springs connected together by connection section such that springs are linked together during radial force effect on contact point, where connection section is moved relative to frame

Info

Publication number: DE102009031690A1
Application number: DE200910031690
Authority: DE
Inventors: Hubert Holderer; Ulrich Weber
Original assignee: Carl Zeiss Laser Optics GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Laser Optics GmbH
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2010-09-23

Abstract

The arrangement (10) has a leaf spring arrangement (20) connected with an optical element (12) i.e. cylindrical lens, by a contact point (26). Two blade springs (22, 24) are consecutively arranged in a row from the contact point. The blade springs are connected together by a connection section (28) in such a manner that the blade springs are linked together during radial force effect on the contact point. The connection section is moved relative to a frame (16), and the force effect is directed from an optical axis (14). One of the blade springs is larger than the connection section.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, mit einem optischen Element, das eine optische Achse definiert, und mit einer Fassung, ander das optische Element festgelegt ist, wobei das optische Element an der Fassung über zumindest ein in Bezug auf die optische Achse radial nachgiebiges Lager festgelegt ist, wobei das Lager eine Blattfederanordnung aufweist, die eine erste Blattfeder und zumindest eine zweite Blattfeder aufweist, die sich im Wesentlichen in einer Tangentialrichtung in Bezug auf die optische Achse des optischen Elements erstrecken, wobei die Blattfederanordnung mit dem optischen Element über zumindest eine Kontaktstelle verbunden ist.The The invention relates to an optical arrangement with an optical system Element defining an optical axis and with a socket, on which the optical element is fixed, the optical element on the version over at least one with respect to the optical axis radially yielding bearing is fixed, wherein the bearing has a leaf spring arrangement, which has a first leaf spring and at least one second leaf spring, which are essentially in a tangential direction with respect to extend the optical axis of the optical element, wherein the Leaf spring assembly connected to the optical element via at least one contact point is.

Eine solche optische Anordnung ist allgemein durch seine Verwendung bekannt.A such optical arrangement is generally known through its use.

Eine optische Anordnung der eingangs genannten Art kann insbesondere ein optisches Element aufweisen, das verhältnismäßig klein ist, das beispielsweise eine kleine Linse mit kreisförmigem oder eckigem Umfang ist. Unter einem ”kleinen” optischen Element, beispielsweise einer ”kleinen” Linse, wird hier verstanden, dass im Falle eines kreisförmigen optischen Elements der Durchmesser beispielsweise im Bereich von etwa 5 mm bis etwa 30 mm liegt.A Optical arrangement of the type mentioned in particular have an optical element that is relatively small, for example a small lens with circular or angular extent. Under a "small" optical element, for example a "small" lens, will here understood that in the case of a circular optical element of Diameter, for example, in the range of about 5 mm to about 30 mm is located.

In optischen Systemen, in denen eine optische Anordnung der eingangs genannten Art verwendet werden kann, werden zur Korrektur von Abbildungsfehlern zuweilen sogenannte Dubletten eingesetzt, worunter zwei Linsen zu verstehen sind, die einen sehr kleinen Luftabstand von beispielsweise weniger als 1 mm aufweisen, wobei der Luftabstand typischerweise im Bereich von 10 μm bis etwa 100 μm liegt. Diese Dublettenlinsen haben einen großen Einfluss auf die gesamten Bildfehler des optischen Systems.In optical systems in which an optical arrangement of the mentioned type can be used to correct aberrations sometimes called doublets used, including two lenses to understand that a very small air clearance of, for example, less than 1 mm, the air gap typically in the range of 10 μm to about 100 microns lies. These doublet lenses have a big impact on the whole Image defect of the optical system.

Neben einer guten Material- und Oberflächenqualität, die die optischen Elemente aufweisen sollten, sollte aber auch durch die Fassung möglichst keine Beeinträchtigung der korrekten Position und der Oberflächenform induziert werden, und insbesondere sollte auch eine spannungsinduzierte Doppelbrechung vermieden werden.Next a good material and surface quality that the should have optical elements, but should also by the If possible no version impairment the correct position and the surface shape are induced, and in particular, stress-induced birefringence should also be used be avoided.

Die Anforderungen an die lagestabile Position des optischen Elements, an die Beibehaltung der Oberflächenform und an die Vermeidung von spannungsinduzierter Doppelbrechung sind teilweise schwierig miteinander zu vereinen. Für eine lagestabile Positionierung ist eine stabile Verbindung zwischen dem optischen Element und der Fassung erforderlich, jedoch kann eine stabile Verbindung des optischen Elements mit der Fassung im optischen Element Spannungen induzieren, die die Oberflächenform verändern und Doppelbrechung erzeugen. Diese zueinander gegenläufigen Effekte verstärken sich weiterhin dann, wenn sich das optische Element während des Betriebs aufgrund von Absorption erwärmt. Durch die Erwärmung dehnt sich das optische Element aus, wodurch ebenfalls Spannungen in dem optischen Element erzeugt werden können, die die optischen Eigenschaften des optischen Elements beeinträchtigen.The Requirements for the positionally stable position of the optical element, to the retention of the surface shape and to avoid stress-induced birefringence sometimes difficult to unite. For a positionally stable positioning is a stable connection between the optical element and the However, a stable connection of the optical can be required Elements with the socket in the optical element induce voltages, the the surface shape change and produce birefringence. These mutually contradictory effects strengthen themselves continue when the optical element due during operation heated by absorption. By the warming the optical element expands, which also causes stress can be generated in the optical element, the optical properties of the optical element.

Herkömmliche optische Anordnungen weisen eine Fassung auf, die beispielsweise als Ring ausgebildet ist, und an der ein ringförmiger Absatz ausgebildet ist, auf den das optische Element mit seinem Außenumfang axial aufgelegt wird. Zwischen dem Außenumfang des optischen Elements und dem eigentlichen Körper der Fassung verbleibt ein Spalt frei, der mit einem Klebstoff ausgefüllt wird, um das optische Element mit der Fassung zu fügen. Bedingt durch die Umgebungsbedingungen im Objektiv (Luftfeuchte, kurzwelliges Licht) ändert sich das Volumen des Klebers, und das Kräftegleichgewicht zwischen der Fassung und der Linse wird verändert, woraus Änderungen in der Linsenform und -position entstehen können.conventional Optical arrangements have a socket, for example is formed as a ring, and on which an annular shoulder is formed, on which the optical element is placed axially with its outer circumference. Between the outer circumference the optical element and the actual body of the socket remains a gap which is filled with an adhesive to the optical element to add with the version. Due to the ambient conditions in the lens (humidity, shortwave light) changes the volume of the adhesive, and the balance of power between the Frame and the lens is changed, which changes can arise in the lens shape and position.

Gegenüber diesen herkömmlichen optischen Anordnungen sind auch optische Anordnungen bekannt, bei denen das optische Element an der Fassung über zumindest ein, üblicherweise drei, in Umfangsrichtung um das optische Element verteilt angeordnete und in Bezug auf die optische Achse des optischen Elements radial nachgiebige Lager festgelegt ist. Jedes der Lager weist dabei eine Blattfederanordnung auf, die eine erste Blattfeder und zumindest eine zweite Blattfeder aufweist, wobei die erste Blattfeder und die zumindest eine zweite Blattfeder sich beidseits einer Kontaktstelle, über die die Blattfederanordnung mit dem optischen Element verbunden ist, weg erstrecken und mit ihren Enden mit der Fassung verbunden sind. Eine solche Blattfederanordnung wird auch als doppelseitige Blattfeder bezeichnet.Opposite these usual Optical arrangements are also known optical arrangements, in which the optical element on the socket over at least one, usually three, distributed circumferentially around the optical element and radially with respect to the optical axis of the optical element compliant bearing is set. Each of the bearings has one Leaf spring assembly, which has a first leaf spring and at least one second leaf spring, wherein the first leaf spring and the at least a second leaf spring on both sides of a contact point, over the the leaf spring assembly is connected to the optical element, extend away and are connected at their ends to the socket. Such a leaf spring arrangement is also called a double-sided leaf spring designated.

Die Ausgestaltung eines radial nachgiebigen Lagers mit einer doppelseitigen Blattfeder lässt sich jedoch für sehr kleine Linsen, beispielsweise Linsen in dem oben angegebenen Durchmesserbereich, nicht ohne Weiteres verwenden. Da die Dicke der doppelseitigen Blattfedern fertigungstechnisch auf etwa 0,2 bis etwa 0,3 mm beschränkt ist, andererseits aber die maximal mögliche Länge der doppelseitigen Blattfedern durch die zwei benachbarten Blattfederanordnungen der jeweils beiden anderen Lager eingegrenzt wird, kann mit einer solchen doppelseitigen Blattfederanordnung keine ausreichende radiale Nachgiebigkeit der Lager erreicht werden, d. h. die doppelseitigen Blattfedern können nicht ”weich” genug gemacht werden, um bei einer wärmebedingten Ausdehnung des optischen Elements zu vermeiden, dass die Lager auf das optische Element eine Druckkraft ausüben, die Doppelbrechung induzieren und außerdem das optische Element verformen kann.However, the configuration of a radially compliant bearing with a double-sided leaf spring can not readily be used for very small lenses, for example lenses in the above-indicated diameter range. Since the thickness of the double-sided leaf springs manufacturing technology is limited to about 0.2 to about 0.3 mm, but on the other hand, the maximum possible length of the double-sided leaf springs is limited by the two adjacent leaf spring assemblies of the other two other camps, with such a double-sided leaf spring assembly no sufficient radial compliance of the bearings can be achieved, ie the double-sided leaf springs can not be made "soft" enough to heat conditional expansion of the optical element to prevent the bearings on the optical element exert a compressive force that can induce birefringence and also deform the optical element.

Für kleine optische Elemente wurde daher weiterhin vorgeschlagen, die zuvor genannten doppelseitigen Blattfedern durch einseitige Blattfedern zu ersetzen, d. h. von der Kontaktstelle erstreckt sich in Tangentialrichtung in Bezug auf die optische Achse nur eine Blattfeder zu einer Seite weg und ist nur an einem Ende mit der Fassung verbunden. Das zuvor genannte Raumproblem besteht bei dieser Ausgestaltung der Blattfederanordnungen nicht mehr, d. h. die einzelne Blattfeder kann im Vergleich zu den beiden Blattfedern der doppelseitigen Blattfeder länger sein, wodurch sie weicher ist als eine doppelseitige Blattfeder.For small Therefore, optical elements have been proposed previously mentioned double-sided leaf springs by one-sided leaf springs replace, d. H. from the contact point extends in the tangential direction with respect to the optical axis, only one leaf spring to one side away and is only connected at one end with the socket. The aforementioned Space problem exists in this embodiment of the leaf spring arrangements not anymore, d. H. the single leaf spring can be compared to the be longer for both leaf springs of the double-sided leaf spring, which makes it softer than a double-sided leaf spring.

Jedoch hat auch die Ausgestaltung der Blattfederanordnung mit nur einer einseitigen Blattfeder Nachteile. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, dass bei einer thermisch bedingten Ausdehnung des optischen Elements relativ zur Fassung die Fügestelle zwischen der Blattfeder und dem optischen Element mit einem Biegemoment beaufschlagt wird, das zur Abschälung der Klebung oder der Lötung führen kann. Dadurch ist die Lagestabilität des optischen Elements nicht gewährleistet. Somit ist auch diese Art der Festlegung des optischen Elements an der Fassung über Blattfederanordnungen, die einseitige Blattfedern aufweisen, hinsichtlich der o. g. Anforderungen nicht zufriedenstellend.however also has the configuration of the leaf spring arrangement with only one one-sided leaf spring disadvantages. A significant disadvantage exists in that with a thermal expansion of the optical Elements relative to the socket the joint between the leaf spring and the optical element is subjected to a bending moment, that for peeling gluing or soldering can lead. This is the positional stability of the optical element is not guaranteed. Thus, this type of fixing of the optical element is also on the version over Leaf spring assemblies having unilateral leaf springs, in terms the o. g. Requirements unsatisfactory.

Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, eine optische Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass das optische Element an der Fassung so festgelegt ist, dass einerseits Spannungen in dem optischen Element möglichst vermieden werden, und andererseits das optische Element an der Fassung möglichst lagestabil gehalten ist.Of the The invention is based on the object, a further develop the optical arrangement of the type mentioned above, that the optical element is fixed to the socket so that On the one hand stresses in the optical element are avoided as possible, and on the other hand the optical element kept as stable as possible on the socket is.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung hinsichtlich der eingangs genannten optischen Anordnung dadurch gelöst, dass die erste Blattfeder und die zumindest eine zweite Blattfeder ausgehend von der Kontaktstelle in Reihe hintereinander angeordnet und über einen relativ zur Fassung beweglichen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, derart, dass bei einer radial von der optischen Achse weg gerichteten Krafteinwirkung auf die Kontaktstelle die erste Blattfeder und die zumindest eine zweite Blattfeder gegensinnig zueinander ausgelenkt werden.These Task is done according to a first aspect of the invention with regard to the aforementioned solved by optical arrangement that the first leaf spring and the at least one second leaf spring arranged starting from the contact point in series one behind the other and over a relative to the frame movable connecting portion with each other are connected, such that at a radial from the optical Axis directed away from the force on the contact point first leaf spring and the at least one second leaf spring in opposite directions be deflected to each other.

Die erfindungsgemäße optische Anordnung gemäß dem ersten Aspekt weist zum Festlegen des optischen Elements an der Fassung zumindest ein in Bezug auf die optische Achse radial nachgiebiges Lager auf, das eine Blattfederanordnung aufweist, die im Unterschied zu den bekannten optischen Anordnungen nicht in Form einer doppelseitigen Blattfeder ausgebildet ist, sondern bei der die zumindest zwei Blattfedern in Reihe hintereinander angeordnet und über einen beweglichen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird eine in radialer Richtung sehr nachgiebige, d. h. ”weiche” Lagerung des optischen Elements an der Fassung erreicht, ohne dass die zumindest zwei Blattfedern hierzu eine große Länge aufweisen müssen, so dass sich die erfindungsgemäße optische Anordnung insbesondere für kleine optische Elemente, beispielsweise kleine Linsen, sehr gut eignet. Da die Blattfederanordnung in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nur an einer Stelle mit der Fassung verbunden ist, ist sie erheblich weicher als eine doppelseitige Blattfeder der bekannten optischen Anordnung, bei der beide Blattfedern an einem Ende mit der Fassung verbunden sind.The according to the invention optical Arrangement according to the first Aspect refers to fixing the optical element to the socket at least one with respect to the optical axis radially yielding bearing auf, which has a leaf spring assembly which, unlike the known optical arrangements not in the form of a double-sided Leaf spring is formed, but at the at least two leaf springs arranged in series one behind the other and via a movable connecting portion with each other are connected. In this way, a radial in the radial direction yielding, d. H. "Soft" storage the optical element reaches the socket without the at least two leaf springs must have a great length for this purpose, so that the inventive optical Arrangement in particular for small optical elements, such as small lenses, very good suitable. As the leaf spring assembly in the embodiment of the invention only connected to the socket in one place, it is significant softer than a double-sided leaf spring of the known optical Arrangement in which both leaf springs at one end with the socket are connected.

Die Anordnung der ersten Blattfeder und der zumindest einen zweiten Blattfeder ist dabei so getroffen, dass bei einer radial von der optischen Achse weg gerichteten Krafteinwirkung auf den Kontaktfuß die erste Blattfeder und die zumindest eine zweite Blattfeder gegensinnig zueinander ausgelenkt werden.The Arrangement of the first leaf spring and the at least one second Leaf spring is made so that at a radial of the optical axis directed downward force on the contact foot the first Leaf spring and the at least one second leaf spring in opposite directions be deflected to each other.

Gegenüber den bekannten Blattfederanordnungen, die nur eine einseitige Blattfeder aufweisen, und die entsprechend zu resultierenden Biegemomenten in der Kontaktstelle mit dem optischen Element Anlass geben, werden bei der erfindungsgemäßen optischen Anordnung derartige Biegemomente vermieden, weil durch die zueinander gegensinnige Auslenkung der ersten Blattfeder und der zumindest einen zweiten Blattfeder bei einer radial von der optischen Achse weg gerichteten Krafteinwirkung auf die Kontaktstelle sich keine resultierende Rotationsbewegung der Kontaktstelle ergibt.Compared to the known leaf spring arrangements, the only one-sided leaf spring have, and the resulting corresponding bending moments be in the contact point with the optical element occasion in the optical inventive Arrangement of such bending moments avoided because of each other opposing deflection of the first leaf spring and the at least one second leaf spring at a radially away from the optical axis directed force on the contact point is not resulting Rotational movement of the contact point results.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Verbindungsabschnitt steifer ausgebildet als die erste und die zumindest eine zweite Blattfeder.In In a preferred embodiment, the connecting portion is stiffer formed as the first and the at least one second leaf spring.

Hierbei ist von Vorteil, dass die Gelenkigkeit der Blattfederanordnung auf die Gelenkigkeit der ersten und zumindest einen zweiten Blattfeder beschränkt ist, wodurch die radiale Beweglichkeit des so gebildeten Lagers wohl definiert ist. Der Verbindungsabschnitt erhöht außerdem die tangentiale Steifigkeit der Blattfederanordnung.in this connection is advantageous in that the articulation of the leaf spring assembly on the flexibility of the first and at least one second leaf spring limited is, whereby the radial mobility of the bearing thus formed well defined. The connecting portion also increases the tangential rigidity the leaf spring assembly.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Verbindungsabschnitt in Bezug auf eine Radiale durch die Kontaktstelle quer zur Radialen beidseits der Kontaktstelle.In In a further preferred embodiment, the connecting portion extends with respect to a radial through the contact point transverse to the radial on both sides of the contact point.

Durch diese Maßnahme entsteht eine in tangentialer Richtung kurzbauende und in Bezug auf die Kontaktstelle im Wesentlichen symmetrische Ausgestaltung der Blattfederanordnung, so dass sich im Fall, dass das optische Element über beispielsweise drei derartige Lager an der Fassung festgelegt ist, die einzelnen Blattfederanordnun gen der Lager auch bei einem sehr kleinen optischen Element nicht gegenseitig stören.By This measure arises in a tangential direction kurzbauende and in relation on the contact point substantially symmetrical configuration the leaf spring arrangement, so that in the case that the optical Element over for example, three such bearings are fixed to the socket, the individual Blattfederanordnun conditions of the camp even at a very small optical element does not interfere with each other.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Blattfeder die Kontaktstelle auf und befindet sich eine Gelenkstelle der ersten Blattfeder an der Verbindungsstelle mit dem Verbindungsabschnitt.In a further preferred embodiment, the first leaf spring the contact point on and is a hinge point of the first Leaf spring at the junction with the connecting portion.

Dabei erstreckt sich die zweite Blattfeder vorzugsweise zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Fassung, wobei sich eine Gelenkstelle der zweiten Blattfeder an einer Verbindungsstelle der zweiten Blattfeder mit der Fassung befindet.there Preferably, the second leaf spring extends between the connecting portion and the socket, wherein a hinge point of the second leaf spring at a junction of the second leaf spring with the socket located.

Die beiden vorgenannten Ausgestaltungen stellen in Kombination miteinander eine konstruktiv sehr einfache Realisierung der Blattfederanordnung eines Lagers dar, das eine radial weiche Lagerung des optischen Elements bei gleichzeitig hoher Lagestabilität ermöglicht.The both aforementioned embodiments provide in combination with each other a structurally very simple realization of the leaf spring assembly of a Bearing, which is a radially soft storage of the optical element at the same time allowing high positional stability.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste und/oder die zumindest eine zweite Blattfeder kürzer als der Verbindungsabschnitt.In In another preferred embodiment, the first and / or the at least one second leaf spring shorter than the connecting portion.

Hierbei ist von Vorteil, dass die Wärmeleitfähigkeit der Blattfederanordnung verbessert ist, so dass Wärme vom optischen Element über die Blattfederanordnung verbessert abgeführt werden kann. Lediglich die zumindest zwei kurzen Blattfedern stellen einen verringerten Wärmeleitungsquerschnitt zur Verfügung, während der Querschnitt des Verbindungsabschnittes demgegenüber groß gewählt werden kann, wodurch sich insgesamt eine gute Wärmeleitfähigkeit der Blattfederanordnung ergibt.in this connection is advantageous in that the thermal conductivity the leaf spring arrangement is improved so that heat from the optical element over the leaf spring assembly can be removed improved. Only the at least two short leaf springs provide a reduced Heat conduction section to disposal, while the cross section of the connecting portion are chosen to be large can, resulting in a total good thermal conductivity of the leaf spring assembly results.

Die erste und/oder die zumindest eine zweite Blattfeder der erfindungsgemäßen optischen Anordnung können unterschiedlich lang sein, wobei die erste Blattfeder beispielsweise länger sein kann als die zumindest eine zweite Blattfeder, die mit der Fassung verbunden ist.The first and / or the at least one second leaf spring of the optical according to the invention Arrangement can be different lengths, the first leaf spring, for example longer can be as the at least one second leaf spring, with the Version is connected.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die o. g. Aufgabe hinsichtlich der eingangs genannten optischen Anordnung dadurch gelöst, dass eine Spannungsentlastungseinrichtung für die Blattfederanordnung vorhanden ist, die die von der Blattfederanordnung auf den Kontaktfuß ausgeübte radiale Druckkraft zumindest reduziert.According to one Another aspect of the invention is the o. g. Task regarding the above-mentioned optical arrangement achieved in that a stress relief device for the leaf spring assembly available is that exerted by the leaf spring assembly on the contact foot radial At least reduced pressure.

Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass auch eine relativ harte Blattfederanordnung zur radial beweglichen Lagerung des optischen Elements an der Fassung vorgesehen werden kann, die jedoch durch eine zusätzliche Spannungsentlastungseinrichtung so beeinflusst wird, dass die von der Blattfederanordnung auf die Kontaktstelle ausgeübte radiale Druckkraft reduziert wird.This Aspect of the present invention is based on the idea that also a relatively hard leaf spring arrangement for radially movable Storage of the optical element are provided on the socket can, however, by an additional Strain relief device is influenced so that the of the leaf spring assembly on the contact point exerted radial Compressive force is reduced.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann somit auch eine herkömmliche Blattfederanordnung verwendet werden, die als doppelseitige Blattfeder ausgebildet ist, die jedoch im Fall eines sehr kleinen optischen Elements wegen des zur Verfügung stehenden geringen Raumes mit kurzen Blattfedern und somit relativ hart ausgebildet sein müsste. Um hier die radiale Nachgiebigkeit zu erhöhen und somit Spannungen im optischen Element zu reduzieren oder zu vermeiden, ist entsprechend die Spannungsentlastungseinrichtung für die Blattfederanordnung vorgesehen, die die Kontaktstelle, über die die Blattfederanordnung mit dem optischen Element verbunden ist, entlastet.According to this Aspect of the invention can thus also be used a conventional leaf spring assembly which is designed as a double-sided leaf spring, however in the case of a very small optical element because of the available small space with short leaf springs and thus relatively hard would have to be. Here to increase the radial compliance and thus stresses in the To reduce or avoid optical element is appropriate the stress relief device is provided for the leaf spring arrangement, the the contact point, about the leaf spring assembly connected to the optical element is relieved.

Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße erste Aspekt und der erfindungsgemäße zweite Aspekt auch miteinander kombiniert werden können, wenn dies für eine in Betracht gezogene optische Anordnung sinnvoll und vorteilhaft ist.It it is understood that the first aspect of the invention and the second aspect of the invention can also be combined with each other if this is for an in Considered optical arrangement is useful and advantageous.

In einer bevorzugten gemäß dem zweiten Aspekt übt die Spannungsentlastungseinrichtung eine radial von der optischen Achse weg gerichtete Zugkraft auf die Blattfederanordnung aus.In According to a preferred aspect of the second aspect, the stress relief device applies a radially directed away from the optical axis tensile force on the leaf spring assembly out.

Die von der Spannungsentlastungseinrichtung von der optischen Achse weg gerichtete radiale Zugkraft wirkt einer Vorspannung der Blattfederanordnung, die auf die Kontaktstelle eine zur optischen Achse hin gerichtete Druckkraft ausübt, entsprechend entgegen und entlastet somit die Kontaktstelle.The from the stress relief device from the optical axis directed radial tensile force acts a bias of the leaf spring assembly, which directed towards the contact point to the optical axis Exerting compressive force, accordingly counteracts and thus relieves the contact point.

In diesem Zusammenhang ist bevorzugt, wenn die Spannungsentlastungseinrichtung zumindest ein mit der Fassung verbundenes elastisches Element, beispielsweise eine Zugfeder, aufweist, das an der Blattfederanordnung angreift, um deren Spannung zu reduzieren.In This relationship is preferred when the stress relief device at least one associated with the socket elastic element, for example a tension spring, which acts on the leaf spring assembly, to reduce their tension.

Die Verwendung eines elastischen Elements, beispielsweise einer Zugfeder, stellt eine technisch einfache und damit vorteilhafte Realisierung einer auf Zug arbeitenden Spannungsentlastungseinrichtung dar.The Use of an elastic element, for example a tension spring, represents a technically simple and thus advantageous realization a working on train stress relief device.

Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Spannungsentlastungseinrichtung eine Blattfederanordnung aufweist, die nicht mit dem optischen Element verbunden ist, und die sich spannt, wenn die mit dem optischen Element verbundene Blattfederanordnung entspannt wird.It is further preferred that the stress relief device comprises a leaf spring assembly which is not connected to the optical element, and which stretches when with the leaf spring assembly connected to the optical element is relaxed.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass über die weitere Blattfederanordnung und das zumindest eine elastische Element ein Kräftegleichgewicht eingestellt werden kann, so dass die von dem elastischen Element auf die Blattfederanordnung, die mit dem optischen Element verbunden ist, ausgeübte Zugkraft gerade ausreichend ist, um die Kontaktstelle gegenüber zur optischen Achse hin wirkenden Druckkräften zu entlasten, ohne jedoch auf die Kontaktstelle eine von der optischen Achse weg gerichtete überschießende Zugkraft auszuüben.These measure has the advantage of being over the another leaf spring arrangement and the at least one elastic element a balance of power can be adjusted so that of the elastic element on the leaf spring assembly, which is connected to the optical element is exercised traction is just enough to the contact point opposite the Relieve the optical axis acting compressive forces, but without on the contact point directed away from the optical axis excess traction exercise.

Alternativ zu einer mit Zugkraft arbeitenden Spannungsentlastungseinrichtung kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung die Spannungsentlastungseinrichtung eine in Tangentialrichtung wirkende Stauchkraft auf die Blattfederanordnung ausüben, die eine Wölbung der Blattfederanordnung in radialer Richtung von der optischen Achse weg bewirkt.alternative to a tensile stress relief device can according to another preferred embodiment, the stress relief device a acting in the tangential direction compressive force on the leaf spring assembly, the a vault the leaf spring assembly in the radial direction from the optical axis away causes.

In diesem Fall kann auf die zuvor erwähnte zumindest eine Zugfeder verzichtet werden. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass durch die Wölbung der Blattfederanordnung von der optischen Achse weg nicht nur die radiale Vorspannkraft von dem optischen Element weggenommen wird, sondern sich darüber hinaus die effektive radiale Steifigkeit der Blattfederanordnung verringert, da die tangential auf die Blattfederanordnung wirkende Druckkraft eine weitere Wölbung der Blattfederanordnung von der optischen Achse weg unterstützt, wenn sich das optische Element ausdehnt. Die Federhärte der Blattfederanordnung wird somit vorteilhafterweise verringert.In In this case, the aforementioned at least one tension spring be waived. An advantage of this embodiment is that through the vault the leaf spring assembly away from the optical axis not only the radial biasing force is removed from the optical element, but about it In addition, the effective radial stiffness of the leaf spring assembly decreases, since the force acting tangentially on the leaf spring assembly pressure force another vault the leaf spring assembly supported away from the optical axis when the optical element expands. The spring stiffness of the leaf spring arrangement is thus advantageously reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erstrecken sich die erste Blattfederanordnung und die zumindest eine zweite Blattfeder von der Kontaktstelle aus zu beiden Seiten der Kontaktstelle von dieser weg.In In a further preferred embodiment, the first extend Leaf spring assembly and the at least one second leaf spring of the contact point on both sides of the contact point of this path.

In dieser Ausgestaltung weist die Blattfederanordnung eine herkömmliche doppelseitige Blattfeder auf, jedoch ohne die eingangs beschriebenen Nachteile der herkömmlichen doppelseitigen Blattfedern. Die Ausgestaltung der Blattfederanordnung als doppelseitige Blattfeder hat den Vorteil, dass auf die Kontaktstelle mit dem optischen Element bei einer radialen Ausdehnung des optischen Elements keine Biegemomente ausgeübt werden, die zu einer Ablösung der Blattfederanordnung vom optischen Element an der Kontaktstelle führen können.In This configuration, the leaf spring assembly, a conventional Double-sided leaf spring, but without the disadvantages described above the conventional one double-sided leaf springs. The embodiment of the leaf spring arrangement As a double-sided leaf spring has the advantage that on the contact point with the optical element at a radial extension of the optical Elements no bending moments are exercised, leading to a replacement of the Can lead leaf spring assembly of the optical element at the contact point.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung steht die Blattfederanordnung mit dem optischen Element an der Kontaktstelle direkt in Berührung und ist beidseits der Kontaktstelle stoffschlüssig mit dem optischen Element gefügt.In Another preferred embodiment is the leaf spring assembly with the optical element at the contact point in direct contact and is on both sides of the contact point cohesively with the optical element together.

Als stoffschlüssige Fügung können eine Klebung oder eine Lötung verwendet werden.When cohesive coincidence can a bond or a soldering be used.

Diese Maßnahme, die sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Aspekt der Erfindung eingesetzt werden kann, hat den Vorteil einer weiteren Spannungsentkopplung zwischen dem optischen Element und der Fassung.These Measure, that in both the first and second aspects of the invention can be used, has the advantage of another voltage decoupling between the optical element and the socket.

Die Verbindung zwischen dem optischen Element und der Fassung ist bei dieser Ausgestaltung stets durch den Kontakt von optischem Element und metallischem Lager hergestellt, und die stoffschlüssige Verbindung, die durch Kleben oder Löten hergestellt werden kann, dient nur zur Sicherstellung der Aufrechterhaltung des Kontaktes. Dadurch wirken sich Volumenänderungen des Fügematerials (Klebstoff oder Lot) nur zu einem ganz geringen Anteil auf das optische Element aus. Da die radiale Steifigkeit der Blattfederanordnung wesentlich geringer ist als die tangentiale Steifigkeit, wird das optische Element sich radial nicht verschieben, selbst wenn sich das Fügematerial so stark ausdehnt, dass der unmittelbare Kontakt zwischen dem optischen Element und der Fassung aufgehoben wird. Ein Klebstoff als Fügematerial schrumpft beim Aushärten, so dass eine Vorspannung entsteht, die eine Wärmeausdehnung teilweise kompensiert. Auch Lot als Fügematerial schrumpft beim Übergang von der flüssigen in die feste Phase und erzeugt eine Vorspannung. Da gemäß der zuvor genannten Ausgestaltung die Fügestelle direkt auf beiden Seiten neben der Kontaktstelle vorgesehen ist, werden auch durch die Vorspannung der Blattfederanordnung entstehende Spannungen im optischen Element auf den kleinen Bereich um die Kontaktstelle herum begrenzt, so dass sich Spannungen nicht über den optisch genutzten Bereich des optischen Elements erstrecken.The Connection between the optical element and the socket is included this configuration always by the contact of optical element and produced metallic bearing, and the cohesive connection, which are made by gluing or soldering can only be used to ensure continuity of contact. As a result, volume changes of the joining material (adhesive or Lot) only to a very small extent on the optical element out. As the radial stiffness of the leaf spring assembly essential less than the tangential stiffness, becomes the optical element do not move radially, even if the joining material extends so much that the direct contact between the optical Element and the socket is removed. An adhesive as a joining material shrinks when curing, so that a bias arises that partially compensates for thermal expansion. Also solder as joining material shrinks at the transition from the liquid in the solid phase and generates a bias voltage. As according to the previously said embodiment, the joint is provided directly on both sides next to the contact point, are also caused by the bias of the leaf spring assembly voltages in the optical element on the small area around the contact point limited so that voltages do not exceed the optically used range of the optical element.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, die sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist das optische Element an der Fassung über drei in Bezug auf die optische Achse radial nachgiebige Lager festgelegt, wobei die Lager über den Umfang des optischen Elements um die optische Achse, vorzugsweise um 120° zueinander, verteilt sind.In a further preferred embodiment, both in the first as used in the second aspect of the present invention can be, the optical element on the frame is over three fixed radially yielding bearings with respect to the optical axis, bearing over the circumference of the optical element about the optical axis, preferably distributed by 120 ° to each other are.

Während es im Rahmen dieser Ausgestaltung liegt, dass die drei Lager mit dem optischen Element durch stoffschlüssige Fügung verbunden sind, ist es jedoch ebenso möglich, das optische Element über die zumindest drei Kontaktstellen durch radiale Klemmung mit der Fassung zu verbinden, wobei die radiale Klemmkraft durch die drei Blattfederanordnungen aufgebracht wird.While it in the context of this embodiment is that the three camps with the optical element are connected by cohesive joining, it is but equally possible the optical element over the at least three contact points by radial clamping with the To connect socket, wherein the radial clamping force by the three Leaf spring assemblies is applied.

Diese Ausgestaltung wird auch ohne die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche als eigenständige Erfindung angesehen.These Embodiment is also without the characterizing features of the independent claims as independent Considered invention.

In diesem Fall sind die drei Blattfederanordnungen gezielt durch eine Vorspannung beaufschlagt, die das optische Element in korrekter Position zentriert an der Fassung festlegt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die optische Anordnung in einem optischen System verwendet wird, das mit Licht in sehr hohen Leistungsbereichen von beispielsweise 1 kW und mehr betrieben wird. Klebstoffe sind gegenüber solchen Lichtleistungen, insbesondere im kurzwelligen Bereich, nicht hinreichend beständig, so dass eine Festlegung des optischen Elements an der Fassung durch Klemmung vorteilhaft sein kann.In In this case, the three leaf spring assemblies are targeted by a Bias applied to the optical element in the correct Position centered on the socket sets. This embodiment is particularly advantageous if the optical arrangement in an optical system that uses light in very high Power ranges of, for example, 1 kW and more is operated. Adhesives are opposite such light powers, especially in the short-wave range, not sufficiently stable, so that a fixing of the optical element to the socket by Clamping can be advantageous.

Im Falle einer solchen radialen Klemmung ist es weiterhin bevorzugt, wenn das jeweilige Lager mit dem optischen Element an zumindest zwei Kontaktpunkten in Berührung steht, die an Flächen liegen, die zur bezüglich der optischen Achse Radialen schräg gerichtet sind.in the Case of such a radial clamping, it is further preferred if the respective bearing with the optical element at least two contact points in contact stands, on surfaces lying to the re the optical axis radials are directed obliquely.

Die in dieser Ausgestaltung von dem jeweiligen Lager auf das optische Element ausgeübten Druckkräfte wirken somit vorteilhafterweise nicht nur in radialer Richtung, sondern auch schräg zur Radialen, wodurch auch Kräfte tangential zum Umfang des optischen Elements aufgenommen werden können. Dazu müssen sich die an den zumindest zwei Kontaktpunkten wirkenden Druckkräfte, die von der Blattfederanordnung auf das optische Element ausgeübt werden, in einem Punkt schneiden, der in der Blattfederebene liegt.The in this embodiment of the respective bearing on the optical Element exerted pressure forces act thus advantageously not only in the radial direction, but also oblique to the radial, which also forces be received tangentially to the circumference of the optical element can. To have to the pressure forces acting on the at least two contact points, the be exerted by the leaf spring assembly on the optical element, cut at a point that lies in the leaf spring plane.

Die zumindest zwei Kontaktpunkte am optischen Element können beispielsweise durch V-förmige Einkerbungen am Umfangsrand des optischen Elements auf einfache Weise realisiert werden, während die Lager beispielsweise Kontaktfüße mit einer runden Außenkontur mit entsprechend an die V-förmigen Einkerbungen angepasstem Radius aufweisen.The For example, at least two contact points on the optical element through V-shaped Notches on the peripheral edge of the optical element to simple Way be realized while the bearings, for example, contact feet with a round outer contour with according to the V-shaped Indentations have adapted radius.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further Advantages and features will become apparent from the following description and the attached Drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above and below to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in Bezug auf diese noch näher beschrieben. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in relation even closer to this described. Show it:

1 eine optische Anordnung gemäß dem Stand der Technik in einer Prinzipdarstellung; 1 an optical arrangement according to the prior art in a schematic representation;

2 die optische Anordnung in 1 im Fall, dass sie ein kleines optisches Element aufweist; 2 the optical arrangement in 1 in the case of having a small optical element;

3 eine weitere optische Anordnung gemäß dem Stand der Technik in einer Prinzipdarstellung; 3 a further optical arrangement according to the prior art in a schematic representation;

4 einen Ausschnitt der optischen Anordnung in 3 zur Erläuterung der Folgen einer Wärmeausdehnung des optischen Elements der optischen Anordnung in 3; 4 a section of the optical arrangement in 3 to explain the consequences of thermal expansion of the optical element of the optical assembly in 3 ;

5 eine optische Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5 an optical arrangement according to an embodiment of the invention;

6 einen Ausschnitt der optischen Anordnung in 5 in zwei Teilbildern zur Erläuterung der Folgen einer Wärmeausdehnung des optischen Elements der optischen Anordnung in 5; 6 a section of the optical arrangement in 5 in two sub-images to explain the consequences of thermal expansion of the optical element of the optical arrangement in 5 ;

7 die optische Anordnung in 5 in einer Darstellung mit insgesamt drei Lagern für das optische Element der optischen Anordnung in 5; 7 the optical arrangement in 5 in a representation with a total of three bearings for the optical element of the optical arrangement in 5 ;

8 eine Prinzipdarstellung eines weiteren Aspekts der Erfindung; 8th a schematic representation of another aspect of the invention;

9 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung in einem ersten Zustand; 9 another embodiment of an optical arrangement in a first state;

10 die optische Anordnung in 9 in einem zweiten Zustand; 10 the optical arrangement in 9 in a second state;

11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung in einem ersten Zustand; 11 another embodiment of an optical arrangement in a first state;

12 die optische Anordnung in 11 in einem weiteren Zustand; 12 the optical arrangement in 11 in another condition;

13 die optische Anordnung in 7 in einem Ausschnitt zur Erläuterung weiterer Einzelheiten; 13 the optical arrangement in 7 in a section for explanation of further details;

14 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung; 14 another embodiment of an optical arrangement;

15 ein noch weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung; und 15 a still further embodiment of an optical arrangement; and

16 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts XVI in 15. 16 an enlarged view of the section XVI in 15 ,

In 1 bis 4 sind optische Anordnungen gemäß dem Stand der Technik dargestellt.In 1 to 4 are shown optical arrangements according to the prior art.

In 1 ist eine optische Anordnung 200 in einer Prinzipdarstellung gezeigt. Die optische Anordnung 200 weist ein optisches Element 202 auf, das eine optische Achse 204 (senkrecht zur Zeichenebene) definiert. Die optische Anordnung 200 weist ferner eine Fassung 206 auf, die in 1 und auch in den weiteren Figuren schematisch als raumfeste Bezugspunkte dargestellt ist.In 1 is an optical arrangement 200 shown in a schematic diagram. The optical anord voltage 200 has an optical element 202 on, that is an optical axis 204 (perpendicular to the plane of the drawing). The optical arrangement 200 also has a version 206 on that in 1 and is also shown schematically in the other figures as space-fixed reference points.

Das optische Element 202 ist an der Fassung 206 über drei Lager 208a, 208b und 208c festgelegt. Jedes Lager 208a, 208b und 208c ist in Bezug auf die optische Achse 204 radial nachgiebig.The optical element 202 is on the socket 206 over three camps 208a . 208b and 208c established. Every camp 208a . 208b and 208c is in relation to the optical axis 204 radially yielding.

Die Lager 208a, 208b und 208c weisen jeweils eine Blattfederanordnung 210a, 210b und 210c auf. Da die drei Lager 208a, 208b und 208c, die am Außenumfang des optischen Elements 202 gleichmäßig verteilt angeordnet sind, d. h. paarweise einen Winkelabstand von 120° zueinander aufweisen, und auch die Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c untereinander gleich ausgebildet sind, wird nachfolgend nur die Blattfederanordnung 210a näher beschrieben.Camps 208a . 208b and 208c each have a leaf spring arrangement 210a . 210b and 210c on. Because the three camps 208a . 208b and 208c at the outer periphery of the optical element 202 are arranged distributed uniformly, ie in pairs have an angular distance of 120 ° to each other, and also the leaf spring arrangements 210a . 210b and 210c are formed equal to each other below, only the leaf spring assembly 210a described in more detail.

Die Blattfederanordnung 210a ist in Form einer doppelseitigen Blattfeder ausgebildet und weist eine erste Blattfeder 212 und eine zweite Blattfeder 214 auf. Die Blattfedern 212 und 214 erstrecken sich ausgehend von einer Kontaktstelle 216, über die die Blattfederanordnung 210a mit dem optischen Element 202 verbunden ist, zu beiden Seiten der Kontaktstelle 216 und sind mit ihrem jeweiligen von der Kontaktstelle abgewandten Ende 218 bzw. 220 an der Fassung 206 festgelegt.The leaf spring arrangement 210a is formed in the form of a double-sided leaf spring and has a first leaf spring 212 and a second leaf spring 214 on. The leaf springs 212 and 214 extend from a contact point 216 over which the leaf spring assembly 210a with the optical element 202 connected to both sides of the contact point 216 and are with their respective end facing away from the contact point 218 respectively. 220 on the socket 206 established.

Die Blattfedern 212, 214 der Blattfederanordnung 210a (und das Gleiche gilt für die Blattfederanordnungen 210b und 210c) erstrecken sich im Wesentlichen in einer Tangentialrichtung in Bezug auf die optische Achse 204 des optischen Elements 202, wodurch die radiale Nachgiebigkeit der Lager 218a, 218b und 218c gegeben ist.The leaf springs 212 . 214 the leaf spring assembly 210a (and the same applies to the leaf spring arrangements 210b and 210c ) extend substantially in a tangential direction with respect to the optical axis 204 of the optical element 202 , reducing the radial compliance of the bearings 218a . 218b and 218c given is.

In 1 ist mit durchgezogenen Linien der Grundzustand der optischen Anordnung 200 dargestellt, in dem die Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c im Wesent lichen entspannt sind. Dehnt sich von diesem Zustand aus das optische Element 202 radial in Bezug auf die optische Achse 204 aus (unterbrochene Linien), werden die Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c entsprechend radial von der optischen Achse 204 weg gespannt. Hierbei ist eine hohe radiale Nachgiebigkeit bzw. Elastizität der Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c wichtig, d. h. die Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c sollten so weich wie möglich sein bzw. eine möglichst geringe Federhärte aufweisen, damit diese bei einer wärmeinduzierten Ausdehnung des optischen Elements 202 keine erhöhten radialen Druckkräfte auf das optische Element 202 ausüben, die zu Verformungen und zu Spannungsdoppelbrechung des bzw. im optischen Element 202 Anlass geben.In 1 is the ground state of the optical arrangement with solid lines 200 illustrated in which the leaf spring assemblies 210a . 210b and 210c are essentially relaxed. From this state, the optical element expands 202 radially with respect to the optical axis 204 off (broken lines) become the leaf spring assemblies 210a . 210b and 210c correspondingly radially from the optical axis 204 stretched away. This is a high radial compliance or elasticity of the leaf spring assemblies 210a . 210b and 210c important, ie the leaf spring arrangements 210a . 210b and 210c should be as soft as possible or have the lowest possible spring hardness, so that they in a heat-induced expansion of the optical element 202 no increased radial compressive forces on the optical element 202 Exercise, the deformation and stress birefringence of or in the optical element 202 To give reason.

Je länger die einzelnen Blattfedern 212 und 214 sind, desto weicher ist die jeweilige Blattfederanordnung 210a, 210b bzw. 210c bzw. desto geringer ist deren Federhärte. Da die Blattfedern 212, 214 beide mit der Fassung 206 fest verbunden sind, sind für die Blattfedern 212, 214 große Blattfederlängen erforderlich, um die geringe Federhärte zu erreichen.The longer the individual leaf springs 212 and 214 are, the softer is the respective leaf spring arrangement 210a . 210b respectively. 210c or the lower is their spring hardness. Because the leaf springs 212 . 214 both with the version 206 are firmly connected, are for the leaf springs 212 . 214 large leaf spring lengths required to achieve low spring stiffness.

Diese Anforderung an die Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c kann bei kleinen optischen Elementen, wie in 2 dargestellt ist, nicht erfüllt werden, in der ein optisches Element 202' dargestellt ist, das einen gegenüber 1 wesentlich geringeren Durchmesser als das optische Element 202 aufweist. Um bei einem derart kleinen optischen Element 202' eine ausreichende Nachgiebigkeit der Blattfederanordnungen 210a', 210b' und 210c' zu erhalten, müssten sich die Blattfederanordnungen 210a, 210b' und 210c gegenseitig kreuzen. Dies ist jedoch mechanisch und fertigungstechnisch nicht realisierbar.This requirement on the leaf spring arrangements 210a . 210b and 210c can be used with small optical elements, such as in 2 is shown not to be met, in which an optical element 202 ' is shown, the one opposite 1 much smaller diameter than the optical element 202 having. In order for such a small optical element 202 ' a sufficient flexibility of the leaf spring assemblies 210a ' . 210b ' and 210c ' to obtain, the leaf spring arrangements would have to 210a . 210b ' and 210c cross each other. However, this is mechanically and manufacturing technology not feasible.

Gemäß 3 ist daher im Stand der Technik vorgeschlagen worden, bei einer optischen Anordnung 200'' zur Festlegung des optischen Elements 202'' an der Fassung 206'' Blattfederanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' zu verwenden, die anstelle einer doppelseitigen Blattfeder nur eine einseitige Blattfeder 218 aufweisen, so dass die Blattfederanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' nur an jeweils einer Stelle 220, wie für die Blattfederanordnung 210a'' gezeigt ist, mit der Fassung fest verbunden ist.According to 3 has therefore been proposed in the prior art, in an optical arrangement 200 '' for fixing the optical element 202 '' on the socket 206 '' Leaf spring arrangements 210a '' . 210b '' and 210c '' to use, instead of a double-sided leaf spring, only a one-sided leaf spring 218 have, so that the leaf spring arrangements 210a '' . 210b '' and 210c '' only at one point 220 , as for the leaf spring assembly 210a '' is shown firmly connected to the socket.

Hierdurch werden auch bei kleiner Größe des optischen Elements 202'' mechanische Interferenzen der Blattfederanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' vermieden. Außerdem sind die Blattfederanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' wegen ihrer nur einseitigen Verbindung mit der Fassung 206'' weicher bzw. weisen eine geringere Federhärte auf.As a result, even with a small size of the optical element 202 '' mechanical interference of the leaf spring assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' avoided. In addition, the leaf spring assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' because of its only one-sided connection with the socket 206 '' softer or have a lower spring rate.

Die Ausgestaltung gemäß 3 hat jedoch den Nachteil, wie in 4 dargestellt ist, dass auf die Kontaktstelle 216'', genauer eine Fügefläche 222, an der das optische Element 202'' angefügt ist, bei einer radialen Ausdehnung des optischen Elements 202'' (unterbrochene Linien in 3) Biegemomente wirken, wie mit einem Pfeil 224 angedeutet ist, wodurch sich in der Fügefläche eine Spannungsverteilung einstellt, die mit Pfeilen 226 angedeutet ist, die zu Zugspannungen auf die Fügefläche 222 führen. Derartige Zugspannungen können eine Abschälung beispielsweise des Klebstoffes oder des Lotes, mit dem die Blattfeder 218 an das optische Element 202'' gefügt ist, hervorrufen, wodurch eine lagestabile Lagerung des optischen Elements 202'' an der Fassung 206'' nicht mehr gewährleistet ist.The embodiment according to 3 however has the disadvantage, as in 4 shown is that on the contact point 216 '' , more precisely, a joining surface 222 at which the optical element 202 '' is added, with a radial expansion of the optical element 202 '' (broken lines in 3 ) Bending moments act as with an arrow 224 is indicated, whereby a voltage distribution is established in the joint surface, with arrows 226 is indicated, the tensile stresses on the joint surface 222 to lead. Such tensile stresses can peel off, for example, the adhesive or the solder with which the leaf spring 218 to the optical element 202 '' is joined, causing a storage stable storage of the optical element 202 '' on the socket 206 '' is no longer guaranteed.

Bei den doppelseitigen Blattfedern der Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c in 1 treten derartige Biegemomente dagegen nicht auf, weil sich Biegemomente in den doppelseitigen Blattfedern (Blattfedern 212 und 214) gegenseitig aufheben. Bei den doppelseitigen Blattfedern besteht jedoch, wie bereits oben erwähnt, das Problem einer großen Federhärte, wenn die doppelseitigen Blattfedern aus Platzgründen nur eine kurze Länge aufweisen können, wie dies bei kleinen optischen Elementen (vgl. 2) der Fall ist.In the double-sided leaf springs of the leaf spring arrangements 210a . 210b and 210c in 1 However, such bending moments do not occur because bending moments in the double-sided leaf springs (leaf springs 212 and 214 ) cancel each other out. In the double-sided leaf springs, however, as already mentioned above, the problem of a great spring stiffness, if the double-sided leaf springs for reasons of space may have only a short length, as with small optical elements (see. 2 ) the case is.

Nachfolgend werden erfindungsgemäße optische Anordnungen mit Bezug auf 4 bis 16 beschrieben, bei denen die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.Hereinafter, optical arrangements according to the present invention will be described with reference to FIG 4 to 16 described in which the above-mentioned disadvantages of the prior art are avoided.

Mit Bezug auf 5 bis 7 wird ein erster Aspekt der Erfindung beschrieben.Regarding 5 to 7 A first aspect of the invention will be described.

5 zeigt eine optische Anordnung 10, mit einem optischen Element 12, das eine optische Achse 14 definiert, und mit einer Fassung 16, die hier wiederum nur als raumfester Bezugspunkt veranschaulicht ist. Das optische Element 12 ist an der Fassung 16 über ein in Bezug auf die optische Achse 14 radial nachgiebiges. Lager 18 festgelegt. Das Lager 18 weist eine Blattfederanordnung 20 auf, die eine erste Blattfeder 22 und eine zweite Blattfeder 24 aufweist, wobei sich die Blattfedern 22 und 24 im Wesentlichen in einer Tangentialrichtung zur optischen Achse des optischen Elements 12 erstrecken. Durch die Erstreckung der Blattfedern 22 und 24 in Tangentialrichtung ist die Blattfederanordnung 20 radial zur optischen Achse 14 nachgiebig. 5 shows an optical arrangement 10 , with an optical element 12 that is an optical axis 14 defined, and with a version 16 , which again is illustrated here only as a solid reference point. The optical element 12 is on the socket 16 about one with respect to the optical axis 14 radially yielding. camp 18 established. The warehouse 18 has a leaf spring arrangement 20 on which is a first leaf spring 22 and a second leaf spring 24 having, wherein the leaf springs 22 and 24 essentially in a tangential direction to the optical axis of the optical element 12 extend. By the extension of the leaf springs 22 and 24 in the tangential direction is the leaf spring arrangement 20 radial to the optical axis 14 yielding.

Die Blattfederanordnung 20 ist mit dem optischen Element 12 über eine Kontaktstelle 26 in Form eines Kontaktfußes verbunden. Die Verbindung des Kontaktfußes mit dem optischen Element 12 wird später noch genauer beschrieben.The leaf spring arrangement 20 is with the optical element 12 via a contact point 26 connected in the form of a contact foot. The connection of the contact foot with the optical element 12 will be described in more detail later.

Die erste Blattfeder 22 erstreckt sich ausgehend von der Kontaktstelle 26 bis zu einem ersten Ende 27 eines Verbindungsabschnittes 28, der relativ zur Fassung 16 beweglich ist, und die zweite Blattfeder 24 erstreckt sich von einem zweiten Ende 29 des Verbindungsabschnitts 28 zur Fassung 16 und ist mit dieser fest verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist hiermit die erste Blattfeder 22 den Kontaktfuß (Kontaktstelle 26) auf, während sich eine Gelenkstelle 30 der ersten Blattfeder 22 an der Verbindungsstelle der ersten Blattfeder 22 mit dem Verbindungsabschnitt 28 befindet. Die zweite Blattfeder 24, die sich zwischen dem Verbindungsabschnitt 28 und der Fassung 16 erstreckt, weist eine Gelenkstelle 32 an einer Verbindungsstelle der zweiten Blattfeder 24 mit der Fassung 16 auf.The first leaf spring 22 extends from the contact point 26 to a first end 27 a connection section 28 , which is relative to the version 16 is movable, and the second leaf spring 24 extends from a second end 29 of the connection section 28 to the version 16 and is firmly connected to it. In the embodiment shown hereby has the first leaf spring 22 the contact foot (contact point 26 ) on while a joint point 30 the first leaf spring 22 at the junction of the first leaf spring 22 with the connecting section 28 located. The second leaf spring 24 extending between the connecting section 28 and the version 16 extends, has a hinge point 32 at a junction of the second leaf spring 24 with the version 16 on.

Die Anordnung aus der ersten Blattfeder 22, dem Verbindungsabschnitt 28 und der zweiten Blattfeder 24 ist so getroffen, dass bei einer radial von der optischen Achse 14 weg gerichteten Krafteinwirkung auf die Kontaktstelle 26, wie dies bei einer radialen Ausdehnung des optischen Elements 12 der Fall ist, die erste Blattfeder 22 und die zumindest eine zweite Blattfeder 24 gegensinnig zueinander ausgelenkt werden.The arrangement of the first leaf spring 22 , the connecting section 28 and the second leaf spring 24 is such that at a radial from the optical axis 14 directed force on the contact point 26 as with a radial extension of the optical element 12 the case is, the first leaf spring 22 and the at least one second leaf spring 24 be deflected in opposite directions to each other.

Dies ist in 6 näher dargestellt. In 6 ist das optische Element 12 selbst nicht gezeigt, sondern 6 zeigt nur das Lager 18 und die Fassung 16.This is in 6 shown in more detail. In 6 is the optical element 12 not shown, but 6 shows only the bearing 18 and the version 16 ,

In der linken Teilfigur in 6 ist der Grundzustand der Blattfederanordnung 20 des Lagers 18 dargestellt, in dem vom optischen Element 12 auf die Kontaktstelle 26 im Wesentlichen keine radial von der optischen Achse 14 weg gerichtete Kraft ausgeübt wird. Übt das optische Element 12 nun, beispielsweise aufgrund einer thermisch bedingten Ausdehnung, eine Kraft FR radial von der optischen Achse 14 weg auf die Kontaktstelle 26 aus, wie in der rechten Teilfigur in 6 dargestellt ist, wird die erste Blattfeder 22 im gezeigten Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn (in der Zeichenebene) ausgelenkt, während die zweite Blattfeder 24 umgekehrt im Uhrzeigersinn ausgelenkt wird. Dies hat zur Folge, dass auf die Kontaktstelle 26, insbesondere auf eine Fügefläche 34 des Kontaktfußes mit dem optischen Element 12 keine resultierenden Biegemomente wirken, wie in 6 durch zwei unterbrochene Linien 36a und 36b dargestellt ist. Die Linien 36a repräsentieren die Ebene der Fügefläche 34 vor der Auslenkung der Blattfederanordnung 20, und die Linie 36b repräsentiert die Ebene der Fügefläche 34 nach der Auslenkung der Blattfederanordnung 20, und es ist zu erkennen, dass die durch die Linien 36a und 36b repräsentierten Ebenen parallel zueinander sind.In the left part of the figure in 6 is the basic state of the leaf spring arrangement 20 of the camp 18 shown in the optical element 12 to the contact point 26 essentially no radial of the optical axis 14 away directed force is exercised. Practice the optical element 12 now, for example, due to a thermally induced expansion, a force FR radially from the optical axis 14 away to the contact point 26 out, as in the right part of the figure in 6 is shown, the first leaf spring 22 in the embodiment shown in the counterclockwise direction (in the drawing plane) deflected while the second leaf spring 24 reversed in a clockwise direction. This has the consequence that on the contact point 26 , in particular on a joining surface 34 the contact foot with the optical element 12 no resulting bending moments act as in 6 by two broken lines 36a and 36b is shown. The lines 36a represent the plane of the joining surface 34 before the deflection of the leaf spring assembly 20 , and the line 36b represents the plane of the joining surface 34 after the deflection of the leaf spring assembly 20 , and it can be seen that through the lines 36a and 36b represented planes are parallel to each other.

Damit besitzt die Blattfederanordnung 20 hinsichtlich der Biegemomentfreiheit die vorteilhaften Eigenschaften einer doppelseitigen Blattfeder, wie sie in 1 dargestellt ist.Thus has the leaf spring arrangement 20 in terms of bending moment freedom, the advantageous properties of a double-sided leaf spring, as in 1 is shown.

Die Blattfederanordnung 20 hat jedoch nicht die Nachteile einer doppelseitigen Blattfeder, wie sie in 1 dargestellt ist, weil die Blattfederanordnung 20 in Tangentialrichtung bei gleichzeitig höherer Nachgiebigkeit bzw. geringerer Federhärte als eine doppelseitige Blattfeder wesentlich kürzer baut.The leaf spring arrangement 20 However, it does not have the disadvantages of a double-sided leaf spring, as in 1 is shown because the leaf spring assembly 20 in the tangential direction at the same time higher compliance or lower spring rate than a double-sided leaf spring builds much shorter.

Wenn die erste Blattfeder 22 beispielsweise eine Länge von 7,5 mm und die zweite Blattfeder 24 eine Länge von 1,5 mm aufweist, weist die Blattfederanordnung 20 eine Federhärte auf, die bei einer doppelseitigen Blattfeder (wie der Blattfederanordnung 210a in 1) eine Gesamtlänge der Blattfedern 212 und 214 von 18 mm erfordern würde, um die gleiche Nachgiebigkeit (Weichheit) zu erzielen. Die geringere Federhärte der Blattfederanordnung 20 beruht u. a. darauf, dass die Blattfederanordnung 20 nur einseitig mit der Fassung 16 verbunden ist, und zwar an der Gelenkstelle 32 der zweiten Blattfeder 24.When the first leaf spring 22 for example, a length of 7.5 mm and the second leaf spring 24 has a length of 1.5 mm, has the leaf spring arrangement 20 a spring rate, which in a double-sided leaf spring (as the leaf spring assembly 210a in 1 ) a total length of the leaf springs 212 and 214 by 18 mm would require the same Yielding (softness). The lower spring rate of the leaf spring arrangement 20 rests inter alia on the fact that the leaf spring arrangement 20 only one-sided with the socket 16 is connected, at the hinge point 32 the second leaf spring 24 ,

Der Verbindungsabschnitt 28 ist steifer ausgebildet als die erste Blattfeder 22 und als die zweite Blattfeder 24, so dass die Nachgiebigkeit der Blattfederanordnung 20 allein durch die Blattfedern 22 und 24 bestimmt wird. Der Verbindungsabschnitt 28 trägt dadurch auch zur hohen Steifigkeit der Blattfederanordnung 20 in Tangentialrichtung bei, was im Bezug auf die Lagestabilität des optischen Elements 12 gewünscht ist. Der Verbindungsabschnitt 28 ist auch länger als die erste Blattfeder 22 und als die zweite Blattfeder 24, so dass die Blattfederanordnung 20 nur zwei relativ kurze ”Wärmebarrieren” besitzt, und zwar die Blattfedern 22 und 24, während der Verbindungsabschnitt 28 aufgrund seines größeren Querschnitts eine gute Wärmeleitung gewährt. Die Blattfederanordnung 20 kann somit gut Wärme vom optischen Element 12 abführen.The connecting section 28 is stiffer than the first leaf spring 22 and as the second leaf spring 24 so that the compliance of the leaf spring assembly 20 solely through the leaf springs 22 and 24 is determined. The connecting section 28 thereby also contributes to the high rigidity of the leaf spring assembly 20 in the tangential direction, which is related to the positional stability of the optical element 12 is desired. The connecting section 28 is also longer than the first leaf spring 22 and as the second leaf spring 24 so that the leaf spring assembly 20 has only two relatively short "heat barriers", namely the leaf springs 22 and 24 while the connection section 28 granted due to its larger cross-section good heat conduction. The leaf spring arrangement 20 can therefore heat well from the optical element 12 dissipate.

Des Weiteren erstreckt sich der Verbindungsabschnitt 28 in Bezug auf eine Radiale durch den Kontaktfuß 26 quer zur Radialen beidseits des Kontaktfußes 26, wie in 5 und 6 gezeigt ist.Furthermore, the connecting portion extends 28 in terms of a radial through the contact foot 26 transverse to the radial on both sides of the contact foot 26 , as in 5 and 6 is shown.

In 7 ist eine das vorstehend genannte Prinzip ebenfalls verwirklichende optische Anordnung 10a gezeigt, die im Unterschied zu der optischen Anordnung 10 drei Lager 18a, 18b und 18c aufweist, die an dem optischen Element an dessen Umfang gleichmäßig verteilt sind, d. h. einen Winkelabstand zueinander von jeweils 120° aufweisen. Die Lager 18a, 18b, 18c sind wie das Lager 18 in 5 und 6 ausgebildet. Aus 7 geht hervor, dass mit den Lagern 18a, 18b und 18c eine Festlegung des optischen Elements 12a an der Fassung 16a ermöglicht wird, die bei einer geringen Federhärte der einzelnen Lager 18a, 18b, 18c nur einen geringen Platzbedarf erfordern, so dass sich die optische Anordnung 10a insbesondere für optische Elemente 12a eignet, die sehr klein sind. Durch die Weichheit der Blattfederanordnungen 20a, 20b und 20c werden bei einer thermisch bedingten Ausdehnung des optischen Elements 12a ausgeübte Druckkräfte so gering wie möglich gehalten.In 7 is an optical arrangement also realizing the above-mentioned principle 10a shown in contrast to the optical arrangement 10 three camps 18a . 18b and 18c has, which are distributed uniformly on the circumference of the optical element, ie, have an angular distance from each other of 120 °. Camps 18a . 18b . 18c are like the camp 18 in 5 and 6 educated. Out 7 it turns out that with the camps 18a . 18b and 18c a determination of the optical element 12a on the socket 16a allows, with a low spring rate of each bearing 18a . 18b . 18c require only a small footprint, so that the optical arrangement 10a especially for optical elements 12a suitable, which are very small. Due to the softness of the leaf spring arrangements 20a . 20b and 20c become with a thermally induced expansion of the optical element 12a exerted pressure forces kept as low as possible.

Mit Bezug auf 8 bis 12 wird nachfolgend ein weiterer Aspekt der Erfindung beschrieben.Regarding 8th to 12 In the following, another aspect of the invention will be described.

In 8 ist zunächst schematisch und in Alleinstellung ein Lager 38 mit einer Blattfederanordnung 40 zur Festlegung eines nicht dargestellten optischen Elements an einer Fassung 42 dargestellt. Die Blattfederanordnung 40 ist als doppelseitige Blattfeder mit zwei Blattfedern 44 und 46 ausgebildet, die sich beidseits einer Kontaktstelle 48 von diesem weg erstrecken und mit ihren vom Kontaktfuß 48 abgewandten Enden 50 bzw. 52 an der Fassung 42 befestigt sind.In 8th is first schematically and in isolation a camp 38 with a leaf spring arrangement 40 for fixing an optical element, not shown, on a socket 42 shown. The leaf spring arrangement 40 is as a double-sided leaf spring with two leaf springs 44 and 46 formed, which is located on both sides of a contact point 48 extend away from this and with their contact foot 48 opposite ends 50 respectively. 52 on the socket 42 are attached.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann als Blattfederanordnung somit eine solche verwendet werden, wie sie auch in 1 in Form der Blattfederanordnungen 210a, 210b und 210c vorhanden ist. Im Unterschied zu den Blattfederanordnungen 210, 210b und 210c in 1 ist bei dem Lager 38 in 8 eine Spannungsentlastungseinrichtung 54 vorhanden, die in der Lage ist, die von der Blattfederanordnung 40 auf die Kontaktstelle 48 (Kontaktfuß) ausgeübte radiale Druckkraft zumindest zu reduzieren. Die Spannungsentlastungseinrichtung 54 gemäß 8 übt dabei eine Zugkraft gemäß einem Pfeil 56 von der nicht dargestellten optischen Achse 6 weg gerichtet auf die Kontaktstelle 48 aus, wie in 8 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Die Spannungsentlastungseinrichtung 54 kann beispielsweise als Zugfeder 58 ausgebildet sein.According to this aspect of the invention can thus be used as a leaf spring arrangement such as also in 1 in the form of the leaf spring arrangements 210a . 210b and 210c is available. In contrast to the leaf spring arrangements 210 . 210b and 210c in 1 is at the warehouse 38 in 8th a strain relief device 54 present, which is capable of that of the leaf spring assembly 40 to the contact point 48 (Contact foot) exerted radial compressive force at least to reduce. The stress relief device 54 according to 8th it exerts a pulling force according to an arrow 56 from the optical axis, not shown 6 directed away at the contact point 48 out, like in 8th is shown with broken lines. The stress relief device 54 For example, as a tension spring 58 be educated.

In 9 und 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung 60 dargestellt, bei dem das Prinzip einer Spannungsentlastung verwirklicht ist.In 9 and 10 is an embodiment of an optical arrangement 60 represented, in which the principle of stress relief is realized.

Die optische Anordnung 60 weist ein optisches Element 62, das eine optische Achse 64 definiert, eine Fassung 66, die nur ausschnittsweise dargestellt ist, und ein Lager 68 zum Festlegen des optischen Elements 62 an der Fassung 66 auf, wobei das Lager 68 relativ zur Fassung 66 in Bezug auf die optische Achse 64 radial nachgiebig ist.The optical arrangement 60 has an optical element 62 that is an optical axis 64 defined, a version 66 , which is only partially shown, and a warehouse 68 for fixing the optical element 62 on the socket 66 on, with the bearing 68 relative to the version 66 in terms of the optical axis 64 is radially yielding.

Das Lager 68 weist eine Blattfederanordnung 70 auf, die eine erste Blattfeder 72 und eine zweite Blattfeder 74 aufweist. Die Blattfedern 72 und 74 erstrecken sich im Wesentlichen in Tangentialrichtung in Bezug auf die optische Achse 64. Die Blattfedern 72 und 74 erstrecken sich von einer Kontaktstelle 75 (Kontaktfuß) zu beiden Seiten derselben weg, bilden also eine doppelseitige Blattfeder. Das Lager 68 weist eine Spannungsentlastungseinrichtung 76 für die Blattfederanordnung 70 auf, die ein in Bezug auf die optische Achse 64 radial bewegliches Element 78 aufweist, mit dem die Blattfedern 72 und 74 mit ihren von der Kontaktstelle 75 abgewandten Enden 80 bzw. 82 verbunden sind. Ein elastisches, eine Zugkraft auf das Element 78 ausübendes Element 84, beispielsweise eine Zugfeder, ist einerseits am radial beweglichen Element 78 und andererseits an der Fassung 66 festgelegt.The warehouse 68 has a leaf spring arrangement 70 on which is a first leaf spring 72 and a second leaf spring 74 having. The leaf springs 72 and 74 extend substantially in the tangential direction with respect to the optical axis 64 , The leaf springs 72 and 74 extend from a contact point 75 (Contact foot) on both sides of the same way, so form a double-sided leaf spring. The warehouse 68 has a stress relief device 76 for the leaf spring assembly 70 on, the one in relation to the optical axis 64 radially movable element 78 has, with which the leaf springs 72 and 74 with theirs from the contact point 75 opposite ends 80 respectively. 82 are connected. An elastic, a tensile force on the element 78 exercising element 84 , For example, a tension spring, on the one hand on the radially movable element 78 and on the other hand on the version 66 established.

9 zeigt den Zustand der optischen Anordnung 60, in dem die Blattfederanordnung auf die Kontaktstelle 75 eine Druckkraft F_D ausübt. Diese Druckkraft kann in das optische Element 62 eine unerwünschte Spannung induzieren, die zu Doppelbrechung und/oder zur Deformation des optischen Elements 62 führen kann. 9 shows the state of the optical arrangement 60 in which the leaf spring assembly on the contact point 75 exerts a compressive force F _D. This pressure force can be in the optical element 62 induce an undesirable voltage resulting in birefringence and / or deformation of the optical element ments 62 can lead.

In 10 ist nun der Zustand der optischen Anordnung 60 dargestellt, bei der die Spannungsentlastungseinrichtung 76 die Blattfederanordnung 70 entlastet hat, so dass von der Blattfederanordnung 70 auf die Kontaktstelle 76 und somit auf das optische Element 62 keine oder eine wesentlich reduzierte radiale Druckkraft ausgeübt wird.In 10 is now the state of the optical arrangement 60 shown in which the stress relief device 76 the leaf spring arrangement 70 has relieved, so from the leaf spring assembly 70 to the contact point 76 and thus to the optical element 62 no or a substantially reduced radial compressive force is exerted.

9 kann beispielsweise den Zustand der optischen Anordnung 60 während des Fügens (Klebens oder Lötens) der Kontaktstelle 76 an das optische Element 72 darstellen, während 10 den Zustand der optischen Anordnung 60 nach Aushärten oder Verfestigen der Fügung des Kontaktfußes der Kontaktstelle 76 mit dem optischen Element 62 darstellt. 9 For example, the state of the optical arrangement 60 during the joining (gluing or soldering) of the contact point 76 to the optical element 72 represent while 10 the state of the optical arrangement 60 after hardening or solidifying the joining of the contact foot of the contact point 76 with the optical element 62 represents.

Im Falle einer Ausdehnung des optischen Elements 62 ausgehend von dem Zustand in 10 wird durch die von dem elastischen Zugelement 84 auf die Blattfederanordnung 70 wirkende Zugkraft F_Z die Nachgiebigkeit der Blattfedern 72 und 74 zusätzlich durch die Zugkraft F_Z herabgesetzt bzw. unterstützt. In anderen Worten müssen die Blattfedern 72 und 74 selbst keine sehr geringe Federhärte bzw. hohe Nachgiebigkeit besitzen, weil die von den Blattfedern 72, 74 auf das optische Element 62 ausgeübte Druckkraft von der Zugkraft F_Z kompensiert bzw. zumindest reduziert wird.In case of expansion of the optical element 62 starting from the state in 10 is characterized by that of the elastic tension element 84 on the leaf spring assembly 70 acting tensile force F _Z the resilience of the leaf springs 72 and 74 additionally reduced or supported by the tensile force F _Z. In other words, the leaf springs need 72 and 74 even have very little spring hardness or high compliance, because of the leaf springs 72 . 74 on the optical element 62 exerted compressive force is compensated or at least reduced by the tensile force F _Z.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann somit als Blattfederanordnung auch eine doppelseitige Blattfeder gemäß 1 mit relativ großer Federhärte verwendet werden, ohne dass dies zu Spannungen im optischen Element 62 führt.According to this aspect of the invention can thus as a leaf spring assembly and a double-sided leaf spring according to 1 be used with relatively high spring rate, without causing tension in the optical element 62 leads.

Die Spannungsentlastungseinrichtung 76 gemäß 9 und 10 weist weiterhin eine weitere Blattfederanordnung 86 auf, die zwei parallelogrammartig angeordnete Blattfedern 88 und 90 aufweist, die eine Gegenkraft zur Zugkraft F_Z des elastischen Elements 84 aufbringen, und die sich entsprechend spannen, wenn die Blattfederanordnung 70 entspannt wird. Bei entsprechender Einstellung der Federhärte der Blattfedern 88 und 90 in Abstimmung mit der Federhärte des Elements 84 bewirkt die Zugkraft F_Z nur eine Entspannung der Blattfederanordnung 70, jedoch keine resultierende Zugkraft auf die Kontaktstelle 76.The stress relief device 76 according to 9 and 10 also has another leaf spring arrangement 86 on, the two parallelogram-like leaf springs 88 and 90 having a counterforce to the tensile force F _{Z of} the elastic element 84 apply and tighten accordingly when the leaf spring assembly 70 is relaxed. With appropriate adjustment of the spring stiffness of the leaf springs 88 and 90 in coordination with the spring hardness of the element 84 causes the tensile force F _Z only a relaxation of the leaf spring assembly 70 but no resulting tensile force on the contact point 76 ,

Eine gegenüber der optischen Anordnung 60 abgewandelte optische Anordnung 60a, bei der ebenfalls der Aspekt der Spannungsentlastung vorgesehen ist, ist in 11 und 12 dargestellt.One opposite the optical arrangement 60 modified optical arrangement 60a , in which also the aspect of the stress relief is provided, is in 11 and 12 shown.

Auch bei dieser optischen Anordnung 60a ist die Blattfederanordnung 70a in Form einer doppelseitigen Blattfeder mit zwei Blattfedern 72a und 74a ausgebildet, die sich beidseits der Kontaktstelle 76a erstrecken, über die die Blattfederanordnung 70a mit dem optischen Element 62a gefügt ist.Also in this optical arrangement 60a is the leaf spring arrangement 70a in the form of a double-sided leaf spring with two leaf springs 72a and 74a trained, located on both sides of the contact point 76a extend over which the leaf spring assembly 70a with the optical element 62a is added.

Bei der optischen Anordnung 60a ist eine Spannungsentlastungseinrichtung 76a vorgesehen, die auf die Blattfederanordnung 70a nicht eine von der optischen Achse 64a weg gerichtete Zugkraft ausübt, sondern die auf die Blattfederanordnung 70a eine in Tangentialrichtung (in Bezug auf die optische Achse 64a) wirkende Stauchkraft auf die Blattfederanordnung 70a ausübt, die eine Wölbung der Blattfederanordnung 70a in Richtung von der optischen Achse 64a bzw. von der Kontaktstelle 76a weg bewirkt, wie in 12 dargestellt ist.In the optical arrangement 60a is a voltage relief device 76a provided on the leaf spring assembly 70a not one of the optical axis 64a away directed pulling force exerts, but on the leaf spring assembly 70a one in the tangential direction (with respect to the optical axis 64a ) acting compression force on the leaf spring assembly 70a exerts a curvature of the leaf spring arrangement 70a in the direction of the optical axis 64a or from the contact point 76a away causes, as in 12 is shown.

11 zeigt den Zustand der Blattfederanordnung 70a, in dem die Blattfederanordnung 70a mit einer Vorspannung auf das optische Element 62a wirkt, während diese Vorspannung in dem Zustand gemäß 12 von dem optischen Element 62a weggenommen ist, indem die Blattfederanordnung 70a tangential zusammengedrückt bzw. gestaucht ist. Durch die auf die Blattfederanordnung 70a ausgeübte Druckkraft F_T wird außerdem die effektive Federhärte der Blattfederanordnung 70a verringert, da die die Blattfederanordnung 70a stauchende Kraft Fr bei einer radialen Ausdehnung des optischen Elements 62a eine weitere Durchbiegung der Blattfedern 72a und 74a unterstützt. 11 shows the state of the leaf spring assembly 70a in which the leaf spring assembly 70a with a bias on the optical element 62a acts while this bias in the state according to 12 from the optical element 62a taken away by the leaf spring assembly 70a tangentially compressed or compressed. By the on the leaf spring assembly 70a exerted compressive force F _T is also the effective spring rate of the leaf spring assembly 70a decreases, since the leaf spring assembly 70a upsetting force Fr at a radial expansion of the optical element 62a a further deflection of the leaf springs 72a and 74a supported.

Es versteht sich, das bei den Ausführungsbeispielen gemäß 9 und 10 bzw. 11 und 12 nicht nur jeweils ein Lager 68 bzw. 68a vorgesehen sein kann, sondern auch drei Lager, die am Umfang des optischen Elements 62 bzw. 62a gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die Lager 68 bzw. 68a dann untereinander jeweils gleich ausgebildet sind.It goes without saying that in the embodiments according to 9 and 10 respectively. 11 and 12 not just one camp each 68 respectively. 68a may be provided, but also three bearings on the circumference of the optical element 62 respectively. 62a are arranged evenly distributed, the bearings 68 respectively. 68a then each formed the same.

In 13 ist dargestellt, wie die Kontaktfüße an den Kontaktstellen 26a, 26b, 26c 75 bzw. 75a mit dem jeweiligen optischen Element 12 bzw. 62 bzw. 62 gefügt sind. Dies wird mit Bezug auf 13 für die Kontaktstellen 26a, 26b, 26c der optischen Anordnung 10a in 7 beschrieben.In 13 is shown as the contact feet at the contact points 26a . 26b . 26c 75 respectively. 75a with the respective optical element 12 respectively. 62 respectively. 62 are joined. This will be with reference to 13 for the contact points 26a . 26b . 26c the optical arrangement 10a in 7 described.

Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf die Kontaktstelle 26a, wobei die Beschreibung auch für die Kontaktstellen 26b und 26c zutrifft.The description is limited to the contact point 26a , the description also for the contact points 26b and 26c true.

Der Kontaktfuß an der Kontaktstelle 26a steht mit dem optischen Element 12a an einer Berührstelle 92, die sich etwa mittig am Kontaktfuß in Bezug auf dessen Erstreckung in Tangentialrichtung befindet, mit dem optischen Element 12a direkt in Berührung. Beidseits der Berührstelle 92 ist der Kontaktfuß über Fügestellen 94 und 96 stoffschlüssig mit dem optischen Element 12a gefügt, beispielsweise durch Kleben oder durch Löten. Die beidseitige Anordnung der Fügestellen 94 und 96 in Bezug auf die mittige Berührstelle 92 bewirkt, dass sich Spannungen, die sich beim Fügen des Kontaktfußes an das optische Element 12a beim Aushärten des Klebstoffes oder beim Verfestigen des Lotes einstellen können, nicht in den optisch genutzten Bereich 98 des optischen Elements 12a hinein erstrecken, wie mit ”kurzgeschlossenen” Kraftlinien 100 in 13 dargestellt ist.The contact foot at the contact point 26a stands with the optical element 12a at a contact point 92 , which is located approximately in the center of the contact foot with respect to its extension in the tangential direction, with the optical element 12a directly in touch. On both sides of the contact point 92 is the contact foot over joints 94 and 96 cohesively with the optical element 12a joined, for example by gluing or by soldering. The two-sided An Order of the joints 94 and 96 in relation to the central contact point 92 causes stresses that occur when joining the contact foot to the optical element 12a can set when curing the adhesive or when solidifying the solder, not in the optically used area 98 of the optical element 12a extend into, as with "shorted" lines of force 100 in 13 is shown.

Anstelle einer stoffschlüssigen Verbindung des optischen Elements mit dem zugehörigen Lager kann das optische Element an der Fassung auch über drei in Bezug auf die optische Achse radial nachgiebige Lager durch radiale Klemmung festgelegt sein, wie mit Bezug auf 14 und 15 hiernach näher beschrieben wird.Instead of a cohesive connection of the optical element with the associated bearing, the optical element on the socket can also be fixed by means of three radially radially resilient bearings with respect to the optical axis, as with reference to FIG 14 and 15 Hereinafter described in more detail.

In 14 ist eine optische Anordnung 100 dargestellt, mit einem optischen Element 102, das eine optische Achse 104 definiert, und einer Fassung 106, wobei das optische Element 102 an der Fassung 106 über drei in Bezug auf die optische Achse 104 radial nachgiebige Lager 108a, 108b und 108c an der Fassung 106 festgelegt ist, wobei die Lager 108a, 108b und 108c über den Umfang des optischen Elements 102 um die optische Achse 104 in einem Winkelabstand von 120° zueinander verteilt sind.In 14 is an optical arrangement 100 represented with an optical element 102 that is an optical axis 104 defined, and a version 106 , wherein the optical element 102 on the socket 106 about three in terms of the optical axis 104 radially yielding bearings 108a . 108b and 108c on the socket 106 is fixed, the bearings 108a . 108b and 108c over the circumference of the optical element 102 around the optical axis 104 are distributed at an angular distance of 120 ° to each other.

Da die Lager 108a, 108b und 108c untereinander gleich ausgebildet sind, wird nachfolgend nur das Lager 108a beschrieben.Because the bearings 108a . 108b and 108c below each other are the same, hereinafter only the camp 108a described.

Das Lager 108a weist eine Blattfederanordnung 110a auf, die als doppelseitige Blattfeder ausgebildet ist, und weist entsprechend eine erste Blattfeder 112a und eine zweite Blattfeder 114a auf. Die Blattfedern 112a und 114a erstrecken sich beidseits von einer Kontaktstelle 116a von dieser weg und sind und mit ihrem der Kontaktstelle 116a abgewandten jeweiligen Ende mit der Fassung 106 verbunden.The warehouse 108a has a leaf spring arrangement 110a on, which is designed as a double-sided leaf spring, and correspondingly has a first leaf spring 112a and a second leaf spring 114a on. The leaf springs 112a and 114a extend on both sides of a contact point 116a away from this and are and with their contact point 116a opposite respective end with the socket 106 connected.

Die Blattfedern 112a und 114a erstrecken sich in Tangentialrichtung in Bezug auf die optische Achse 104, so dass die Blattfederanordnung 110a radial zur optischen Achse 104 nachgiebig ist, in Tangentialrichtung jedoch steif.The leaf springs 112a and 114a extend in the tangential direction with respect to the optical axis 104 so that the leaf spring assembly 110a radial to the optical axis 104 is yielding, but stiff in the tangential direction.

Am Umfang des optischen Elements 102 ist an der Position der Kontaktstelle 116a eine Einkerbung 118 vorhanden, in die der Kontaktfuß 116a eingreift. Der Kontaktfuß ist hier mit einer runden Außenkontur ausgebildet, so dass der Kontaktfuß an zwei Berührstellen 120, 122 mit dem optischen Element 102 in Berührung steht, wobei die Berührstellen an Flächen 124 bzw. 126 ausgebildet sind, die schräg zur Radialen in Bezug auf die optische Achse 104 gerichtet sind.At the periphery of the optical element 102 is at the position of the contact point 116a a notch 118 present in which the contact foot 116a intervenes. The contact foot is formed here with a round outer contour, so that the contact foot at two contact points 120 . 122 with the optical element 102 is in contact with the contact points on surfaces 124 respectively. 126 are formed, which are oblique to the radial with respect to the optical axis 104 are directed.

Hierdurch kann die Blattfederanordnung 110a nicht nur radial wirkende Druckkräfte aufnehmen, sondern auch Kräfte F_D, die eine Kraftkomponente in Tangentialrichtung zur optischen Achse 104 besitzen. Auf diese Weise ist das optische Element 102 an der Fassung 106 lagestabil gehalten.This allows the leaf spring arrangement 110a not only record radially acting pressure forces but also forces F _D that a force component in the tangential direction to the optical axis 104 have. In this way, the optical element 102 on the socket 106 kept stable.

Das optische Element 102 weist ein gewisses Übermaß auf, so dass das optische Element 102 beim Einsetzen in die Fassung 106 die Blattfederanordnung 110a und die weiteren Blattfederanordnungen der Lager 108b und 108c vorspannt.The optical element 102 has a certain excess, so that the optical element 102 when inserting into the socket 106 the leaf spring arrangement 110a and the other leaf spring assemblies of the bearings 108b and 108c biases.

Damit die Blattfederanordnung 110a die zum Umfang des optischen Elements 102 wirkenden tangentialen Kräfte abstützen kann, müssen sich die Kräfte F_D in der Blattfederebene der Blattfedern 112a und 114a schneiden.Thus, the leaf spring assembly 110a that to the periphery of the optical element 102 acting tangential forces can support the forces F _D in the leaf spring plane of the leaf springs 112a and 114a to cut.

In 15 und 16 ist eine weitere optische Anordnung 130 dargestellt, die eine Abwandlung der optischen Anordnung 100 in 14 darstellt.In 15 and 16 is another optical arrangement 130 shown, which is a modification of the optical arrangement 100 in 14 represents.

Die optische Anordnung 130 weist ein optisches Element 132 auf, das einen optisch nutzbaren Bereich 134 aufweist.The optical arrangement 130 has an optical element 132 on, which is a visually usable area 134 having.

Das optische Element 132 ist im Unterschied zu dem optischen Element 102 in 14 nicht rotationssymmetrisch und weist beispielsweise eine Symmetrieachse 140 auf. Das optische Element 132 ist beispielsweise eine Zylinderlinse, und die Symmetrieachse 140 stellt in diesem Fall die Zylinderachse dar.The optical element 132 is unlike the optical element 102 in 14 not rotationally symmetric and has, for example, an axis of symmetry 140 on. The optical element 132 is, for example, a cylindrical lens, and the axis of symmetry 140 represents in this case the cylinder axis.

Die optische Anordnung 130 weist eine Fassung 144 auf, an der das optische Element 132 über drei Lager 146, 148 und 150 festgelegt ist, wobei die Lager 146, 148 und 150 in Bezug auf eine optische Achse 152 radial nachgiebig sind.The optical arrangement 130 has a version 144 on, at which the optical element 132 over three camps 146 . 148 and 150 is fixed, the bearings 146 . 148 and 150 with respect to an optical axis 152 are radially compliant.

Die Lager 146, 148 und 150 weisen entsprechend eine relative Beweglichkeit zur Fassung 144 auf, und zwar entlang von Bewegungsgeraden 154, 156 und 158, die sich auf der Symmetrieachse 140 schneiden und im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch auf der optischen Achse 152.Camps 146 . 148 and 150 accordingly have a relative flexibility to the version 144 on, along motion lines 154 . 156 and 158 that are on the axis of symmetry 140 cut and in the present embodiment also on the optical axis 152 ,

Die Lager 146, 148 und 150 weisen jeweils eine Blattfederanordnung 160, 162 und 164 auf, wobei die Blattfederanordnung 160 zwei Blattfedern 166, 168, die Blattfederanordnung 162 zwei Blattfedern 170, 172 und die Blattfederanordnung 164 zwei Blattfedern 174, 176 aufweist.Camps 146 . 148 and 150 each have a leaf spring arrangement 160 . 162 and 164 on, wherein the leaf spring assembly 160 two leaf springs 166 . 168 , the leaf spring assembly 162 two leaf springs 170 . 172 and the leaf spring assembly 164 two leaf springs 174 . 176 having.

Die Blattfedern 166, 168; 170, 172 und 174, 176 sind hier durch einen jeweiligen Materialfreischnitt 169, 173 und 175 gebildet. Die Blattfedern 166, 168; 170, 172 und 174, 176 werden somit durch dünne verbleibende Materialstege der Fassung 106 gebildet.The leaf springs 166 . 168 ; 170 . 172 and 174 . 176 are here by a respective material cut 169 . 173 and 175 educated. The leaf springs 166 . 168 ; 170 . 172 and 174 . 176 are thus through thin remaining material webs of the socket 106 educated.

Die Lager 146, 148 und 150 weisen jeweils eine Kontaktstelle 180a und 180b auf, wie in der vergrößerten Darstellung des Lagers 146 in 16 gezeigt ist.Camps 146 . 148 and 150 each have a contact point 180a and 180b on, as in the enlarged view of the bearing 146 in 16 is shown.

Wie in der vergrößerten Darstellung von 16 gezeigt ist, liegt der Schnittpunkt der Kraftlinien der senkrecht zur optischen Achse 152 wirkenden Klemmkraft, wie durch Linien 182 und 184 in 16 veranschaulicht ist, auf einer Linie 186, auf der die Blattfedern 166 und 168 liegen. Dies gilt auch für beiden anderen Lager 148 und 150.As in the enlarged view of 16 is shown, the intersection of the lines of force is perpendicular to the optical axis 152 acting clamping force, as by lines 182 and 184 in 16 is illustrated on a line 186 on which the leaf springs 166 and 168 lie. This also applies to both other camps 148 and 150 ,

Claims

Optical arrangement with an optical element ( 12 ; 12a ), which has an optical axis ( 14 ; 14a ), and with a version ( 16 ; 16a ), at which the optical element ( 12 ; 12a ), the optical element ( 12 ; 12a ) on the frame ( 16 ; 16a ) via at least one with respect to the optical axis ( 14 ; 14a ) radially yielding bearing ( 18 ; 18a . 18b . 18c ), the bearing ( 18 ; 18a . 18b . 18c ) a leaf spring arrangement ( 20 ; 20a . 20b . 20c ) having a first leaf spring ( 22 ) and at least one second leaf spring ( 24 ) substantially in a tangential direction with respect to the optical axis (FIG. 14 ; 14a ) of the optical element ( 12 ; 12a ), wherein the leaf spring arrangement ( 20 ; 20a . 20b . 20c ) with the optical element ( 12 ; 12a ) via at least one contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ), characterized in that the first leaf spring ( 22 ) and the at least one second leaf spring ( 24 ) starting from the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ) arranged in series one behind the other and via a relative to the version ( 16 ; 16a ) movable connecting portion ( 28 ) are connected to each other such that at a radial from the optical axis ( 14 ; 14a ) directed away at the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ) the first leaf spring ( 22 ) and the at least one second leaf spring ( 24 ) are deflected in opposite directions to each other.

Optical arrangement according to claim 1, characterized in that the connecting section ( 28 ) is stiffer than the first and the at least one second leaf spring ( 22 . 24 ).

Optical arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting portion ( 28 ) with respect to a radial through the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ) transverse to the radial on both sides of the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ).

Optical arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first leaf spring ( 22 ) the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ) and a hinge point ( 30 ) of the first leaf spring ( 22 ) at the junction with the connecting portion ( 28 ) is located.

Optical arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second leaf spring ( 24 ) between the connecting section ( 28 ) and the version ( 16 ; 16a ), wherein a hinge point ( 32 ) of the second leaf spring ( 24 ) at a junction of the second leaf spring ( 24 ) with the version ( 16 ; 16a ) is located.

Optical arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first and / or the at least one second leaf spring ( 22 ; 24 ) is shorter than the connecting section ( 28 ).

Optical arrangement with an optical element ( 62 ; 62a ), which has an optical axis ( 64 ; 64a ), and with a version ( 66 ; 66a ), at which the optical element ( 62 ; 62a ), the optical element ( 62 ; 62a ) on the frame ( 66 ; 66a ) via at least one with respect to the optical axis ( 64 ; 64a ) radially yielding bearing ( 68 ), wherein the bearing is a leaf spring assembly ( 70 ; 70a ) having a first leaf spring ( 72 ; 72a ) and at least one second leaf spring ( 74 ; 74a ) substantially in a tangential direction with respect to the optical axis (FIG. 64 ; 64a ) of the optical element ( 62 ; 62a ), wherein the leaf spring arrangement ( 70 ; 70a ) with the optical element ( 62 ; 62a ) via at least one contact point ( 75 ; 75a ), characterized in that a stress relief device ( 76 ; 76a ) for the leaf spring assembly ( 70 ; 70a ) is present, that of the leaf spring assembly ( 70 ; 70a ) to the contact point ( 75 ; 75a ) applied radial compressive force at least reduced.

Optical arrangement according to claim 7, characterized in that the stress relief device ( 76 ) a radially from the optical axis ( 64 ) directed away traction on the leaf spring assembly ( 70 ) exercises.

Optical arrangement according to claim 8, characterized in that the stress relief device ( 76 ) at least one with the version ( 66 ) connected elastic element ( 84 ), which on the leaf spring assembly ( 70 ) attacks to reduce their tension.

Optical arrangement according to claim 9, characterized in that the stress relief device ( 76 ) a leaf spring arrangement ( 86 ) which does not interfere with the optical element ( 62 ) and which strains when connected to the optical element ( 62 ) connected Blattfederanord tion ( 70 ) is relaxed.

Optical arrangement according to claim 7, characterized in that the stress relief device ( 76a ) acting in the tangential direction compression force on the leaf spring assembly ( 70a ) exerts a curvature of the leaf spring assembly ( 70a ) in the radial direction from the optical axis ( 64a ) causes away.

Optical arrangement according to one of claims 7 to 11, characterized in that the first leaf spring ( 72 ; 72a ) and the at least one second leaf spring ( 74 ; 74a ) from the contact point ( 75 ; 75a ) from both sides of the contact point ( 75 ; 75a ) extend away from it.

Optical arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that the leaf spring arrangement ( 20 ; 20a . 20b . 20c ; 70 ; 70a ) with the optical element ( 12 ; 12a ; 62 ; 62a ) at the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ; 75 ; 75a ) is in direct contact with both sides of the contact point ( 26 ; 26a . 26b . 26c ; 75 ; 75a ) cohesively with the optical element ( 12 ; 12a ; 62 ; 62a ) is added.

Optical arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that the optical element ( 12 ; 12a ; 62 ; 62a ; 102 ; 132 ) on the frame ( 16 ; 16a ; 66 ; 66a ; 106 ; 144 ) via three radially yielding bearings with respect to the optical axis ( 18a ; 18b . 18c ; 108a . 108b . 108c ; 146 . 148 . 150 ), whereby the bearings ( 18a ; 18b . 18c ; 108a . 108b . 108c ; 146 . 148 . 150 ) are distributed over the circumference of the optical element about the optical axis, preferably at 120 ° to each other.

Optical arrangement according to claim 14, characterized in that the optical element ( 102 ; 132 ) over the at least three contact points by radial clamping with the socket ( 106 ; 144 ), wherein the radial clamping force by the three leaf spring assemblies ( 110a ; 160 . 162 . 164 ) is applied.

Optical arrangement according to claim 15, characterized in that the respective bearing ( 108a . 108b . 108c ) with the optical element ( 102 ; 132 ) at at least two contact points ( 120 . 122 ; 180a . 180b ) are in contact, which lie on surfaces which are directed obliquely with respect to the optical axis radials.