DE102010008756A1 - Optical arrangement for use in optical systems for correction of aberrations, has optical element and holder at which optical element is fixed, where optical element is fixed at holder by flexible bearing - Google Patents

Optical arrangement for use in optical systems for correction of aberrations, has optical element and holder at which optical element is fixed, where optical element is fixed at holder by flexible bearing Download PDF

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Abstract

The optical arrangement (10) has an optical element (12) and a holder (16) at which the optical element is fixed. The optical element is fixed at the holder by flexible bearings (22a,22b,22c). The bearing has a suspension strut arrangement (24) which has two suspension struts (26,28) and a contact area (30). The two suspension struts are spaced away from each other starting from the contact area to the same side of the contact area in direction of their flexibility and extend parallel to each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung, mit einem optischen Element und mit einer Fassung, an der das optische Element festgelegt ist, wobei das optische Element an der Fassung über zumindest ein nachgiebiges Lager festgelegt ist, wobei das Lager eine Federbeinanordnung aufweist, die ein erstes Federbein und zumindest ein zweites Federbein und einen Kontaktbereich aufweist, an dem das optische Element an einer Kontaktstelle festgelegt ist, wobei das erste und das zweite Federbein mit einem jeweiligen ersten Ende mit dem Kontaktbereich fest verbunden und mit einem jeweiligen vom Kontaktbereich abgewandten zweiten Ende mit einem äußeren Fassungsbereich verbunden sind.The invention relates to an optical arrangement, comprising an optical element and a socket, on which the optical element is fixed, wherein the optical element is fixed to the socket via at least one resilient bearing, wherein the bearing has a strut assembly, the first strut and at least one second strut and a contact region at which the optical element is fixed at a contact point, wherein the first and the second strut with a respective first end fixedly connected to the contact region and with a respective remote from the contact region second end with an outer Capacity range are connected.

Eine solche optische Anordnung ist allgemein durch ihre Verwendung bekannt.Such an 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.An optical arrangement of the type mentioned above may in particular comprise an optical element which is relatively small, which is, for example, a small lens with a circular or angular circumference. By a "small" optical element, such as a "small" lens, it is understood that in the case of a circular optical element, the diameter is, for example, in the range of about 5 mm to about 30 mm.

In optischen Systemen, in denen eine optische Anordnung der eingangs genannten Art verwendet werden kann, werden zur Korrektur von Abbildungsfehlern zuweilen so genannte 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. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für optische Anordnungen, die Dublettenlinsen aufweisen, geeignet.In optical systems in which an optical arrangement of the type mentioned can be used, so-called duplicates are sometimes used to correct aberrations, which are to be understood as two lenses having a very small air gap, for example, less than 1 mm, wherein the Air distance is typically in the range of 10 microns to about 100 microns. These doublet lenses have a great influence on the overall aberrations of the optical system. The present invention is particularly suitable for optical arrangements having doublet lenses.

Neben einer guten Material- und Oberflächenqualität, die die optischen Elemente aufweisen sollten, sollte auch durch die Fassung möglichst keine Beeinträchtigung der korrekten Position und der Oberflächenform des oder der optischen Elemente induziert werden, und insbesondere sollte auch eine spannungsinduzierte Doppelbrechung vermieden werden.In addition to a good material and surface quality, which should have the optical elements, should also be induced by the socket as possible, no impairment of the correct position and the surface shape of the optical element (s), and in particular, a stress-induced birefringence should 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 und/oder die Fassung 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, the retention of the surface shape and the avoidance of stress-induced birefringence are sometimes difficult to combine. For a positionally stable positioning, a stable connection between the optical element and the socket is required, however, a stable connection of the optical element to the socket in the optical element can induce stresses which change the surface shape and produce birefringence. These mutually opposite effects continue to increase when the optical element and / or the socket heats up during operation due to absorption. As a result of the heating, the optical element expands, as a result of which it is likewise possible to generate stresses in the optical element which impair 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/oder -position entstehen können, die die optischen Eigenschaften beeinträchtigen.Conventional optical arrangements have a socket, which is formed for example 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 periphery of the optical element and the actual body of the socket, a gap remains, which is filled with an adhesive to attach the optical element with the socket. Due to the environmental conditions in the lens (humidity, short-wave light), the volume of the adhesive changes, and the balance of forces between the socket and the lens is changed, which can result in changes in the lens shape and / or position that affect the optical properties.

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(s) nachgiebige(s) Lager festgelegt ist. Jedes der Lager weist dabei eine Federbeinanordnung auf, die ein erstes Federbein und zumindest ein zweites Federbein aufweist, wobei das erste Federbein und das zumindest eine zweite Federbein sich beidseits eines Kontaktbereiches, über den die Federbeinanordnung mit dem optischen Element verbunden ist, weg erstrecken und mit ihren anderen Enden mit einem äußeren Fassungsbereich verbunden sind. Eine solche Federbeinanordnung wird auch als doppelseitiges Federbein bezeichnet.Compared with these conventional optical arrangements, optical arrangements are also known in which the optical element is fixed to the mount via at least one, usually three, circumferentially distributed around the optical element. Each of the bearings has a strut assembly which has a first strut and at least one second strut, the first strut and the at least one second strut extending away on both sides of a contact region over which the strut assembly is connected to the optical element, and with their other ends are connected to an outer socket area. Such a strut assembly is also referred to as a double-sided strut.

Die Ausgestaltung eines nachgiebigen Lagers mit einem doppelseitigen Federbein lässt sich jedoch für sehr kleine Linsen, beispielsweise Linsen in dem oben angegebenen Durchmesserbereich, nicht ohne Weiteres verwenden. Da die Dicke der doppelseitigen Federbeine fertigungstechnisch auf etwa 0,2 bis etwa 0,3 mm beschränkt ist, andererseits aber die maximal mögliche Länge der doppelseitigen Federbeine durch die zwei benachbarten Federbeinanordnungen der jeweils beiden anderen Lager eingegrenzt wird, kann mit einer solchen doppelseitigen Federbeinanordnung keine ausreichende Nachgiebigkeit der Lager erreicht werden. Eine Deformation des doppelseitigen Federbeins aufgrund einer Wärmeausdehnung des optischen Elements führt daher zu unerwünschten hohen Spannungen in der Federbeinanordnung, durch die auf das optische Element eine entsprechend hohe Druckkraft ausgeübt wird, die Doppelbrechung induzieren und außerdem das optische Element verformen kann.However, the design of a compliant bearing with a double-sided strut can not be readily used for very small lenses, for example lenses in the above-indicated diameter range. Since the thickness of the double-sided struts 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 struts is limited by the two adjacent strut assemblies of the other two other camps, with such a double-sided strut assembly no sufficient Yield of the bearings can be achieved. Deformation of the double-sided strut due to thermal expansion of the optical element therefore results in undesirably high stresses in the strut assembly exerting on the optical element a correspondingly high compressive force which can induce birefringence and also deform the optical element.

Für kleine optische Elemente wurde daher weiterhin vorgeschlagen, die zuvor genannten doppelseitigen Federbeine durch einfache, einseitige Federbeine zu ersetzen, d. h. von dem Kontaktbereich erstreckt sich nur ein Federbein zu einer Seite des Kontaktbereiches weg und ist mit dem anderen Ende mit dem Fassungskörper fest verbunden. Das zuvor genannte Raumproblem besteht bei dieser Ausgestaltung der Federbeinanordnungen nicht mehr, d. h. das einzelne Federbein kann im Vergleich zu den beiden Federbeinen des doppelseitigen Federbeins länger sein, wodurch es bei gleichzeitig größerer möglicher Deformation weniger Spannungen auf das optische Element ausübt als ein doppelseitiges Federbein.For small optical elements has therefore also been proposed to replace the aforementioned double-sided struts by simple, one-sided struts, d. H. from the contact region, only one spring strut extends to one side of the contact region and is fixedly connected at the other end to the socket body. The aforementioned space problem is no longer in this embodiment of the strut assemblies, d. H. the single strut can be longer compared to the two struts of the double-sided strut, whereby it exerts less stress on the optical element with a larger possible deformation than a double-sided strut.

Aber auch die Ausgestaltung der Federbeinanordnung mit nur einem einseitigen Federbein hat Nachteile. Ein erster Nachteil besteht darin, dass bei einer thermisch bedingten Ausdehnung des optischen Elements relativ zur Fassung die Kontaktstelle zwischen dem Kontaktbereich und dem optischen Element mit einem Biegemoment beaufschlagt wird, das zur Abschälung der Klebung oder der Lötung, mittels der das optische Element an dem Kontaktbereich gefügt ist, führen kann. Dadurch ist die Lagestabilität des optischen Elements nicht gewährleistet. Ein weiterer Nachteil ist, dass das einseitige einfache Federbein keine ausreichende Steifigkeit besitzt, um Resonanzen in der optischen Anordnung bei Schwingungen/Vibrationen des Systems, in dem die optische Anordnung verwendet wird, zu vermeiden. Resonanzen in der optischen Anordnung führen zu Positionsschwankungen des optischen Elements, die die optischen Eigenschaften beeinträchtigen. Eine höhere Steifigkeit kann durch eine geringere Länge des Federbeins erreicht werden, jedoch wieder unter dem vorstehend genannten Nachteil des schlechteren Verhältnisses aus Deformation zur Spannung in dem Federbein.But the design of the strut assembly with only a one-sided strut has disadvantages. A first disadvantage is that, in the case of a thermally induced expansion of the optical element relative to the mount, the contact point between the contact area and the optical element is subjected to a bending moment which causes peeling off of the bond or soldering, by means of which the optical element at the contact area is joined, can lead. As a result, the positional stability of the optical element is not guaranteed. A further disadvantage is that the single-sided simple strut does not have sufficient rigidity to avoid resonances in the optical arrangement during vibrations / vibrations of the system in which the optical arrangement is used. Resonances in the optical arrangement lead to positional fluctuations of the optical element, which impair the optical properties. A higher rigidity can be achieved by a shorter length of the strut, but again under the aforementioned disadvantage of the lower ratio of deformation to the tension in the strut.

Somit ist auch diese Art der Festlegung des optischen Elements an der Fassung über Federbeinanordnungen, die einseitige Federbeine aufweisen, hinsichtlich der oben genannten Anforderungen nicht zufriedenstellend.Thus, this type of fixing of the optical element to the socket over strut assemblies having unilateral struts is not satisfactory in terms of the above requirements.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optische Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass das optische Element durch die Fassung möglichst positionsstabil und möglichst spannungsfrei gehalten wird.The invention is therefore the object of developing an optical arrangement of the type mentioned in that the optical element is held by the version as stable as possible position and as free of tension as possible.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der eingangs genannten optischen Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste und das zweite Federbein sich ausgehend von dem Kontaktbereich zur selben Seite von dem Kontaktbereich weg, in Richtung ihrer Nachgiebigkeit voneinander beabstandet, und im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.This object is achieved according to the invention with respect to the optical arrangement mentioned above, that the first and the second strut away from the contact area on the same side away from the contact area, spaced apart in the direction of their compliance, and substantially parallel to each other.

Die Federbeinanordnung des zumindest einen Lagers der erfindungsgemäßen optischen Anordnung weist somit ein Parallelfederbein auf, wobei sich das Parallelfederbein, das aus zumindest zwei parallelen Federbeinen gebildet wird, bezüglich des Kontaktbereiches einseitig von diesem weg erstreckt. Gegenüber den Federbeinanordnungen der bekannten optischen Anordnungen, die jeweils nur ein einfaches, einseitiges Federbein aufweisen, hat das Parallelfederbein der erfindungsgemäßen optischen Anordnung den Vorteil, dass sich bei einer Ausdehnung des optischen Elements kein resultierendes Drehmoment an der Kontaktstelle zwischen dem Kontaktbereich und dem optischen Element einstellt, das zur Ablösung der Klebung oder Lötung an der Kontaktstelle Anlass gibt. Das Parallelfederbein erzeugt nämlich, bedingt durch seine Bauart, schon selbst ein Moment in dem Kontaktbereich, das dazu führt, dass der Kontaktbereich nur noch eine translatorische Bewegung ausführen kann, die lediglich zu einer Drehung des optischen Elements führt, ohne dass sich der Mittelpunkt des optischen Elements verschiebt. Die von dem ersten Federbein und dem zumindest einen zweiten Federbein auf den Kontaktbereich ausgeübten Kräfte sind gleich groß, wirken jedoch in entgegengesetzter Richtung auf den Kontaktbereich. Aus dem Abstand der beiden Federbeine voneinander in Richtung ihrer Nachgiebigkeit ergibt sich dann ein Drehmoment, das dem Drehmoment, das von dem optischen Element bei dessen Ausdehnung erzeugt wird, entgegenwirkt. Es entsteht dann kein resultierendes Drehmoment in der Kontaktstelle zwischen dem Kontaktbereich und dem optischen Element.The strut assembly of the at least one bearing of the optical arrangement according to the invention thus has a parallel strut, wherein the parallel strut, which is formed from at least two parallel spring struts, with respect to the contact region extends on one side away from this. Compared to the strut assemblies of the known optical arrangements, each having only a simple, one-sided strut, the parallel strut of the optical arrangement according to the invention has the advantage that sets at a dimension of the optical element no resulting torque at the contact point between the contact area and the optical element , which gives rise to the detachment of the bond or soldering at the contact point. Because of its design, the parallel spring strut itself already generates a moment in the contact area which results in that the contact area can only perform a translatory movement which merely leads to a rotation of the optical element without the center of the optical Moves elements. The forces exerted by the first strut and the at least one second strut on the contact area forces are the same size, but act in the opposite direction to the contact area. From the distance of the two struts from each other in the direction of their compliance then results in a torque which counteracts the torque generated by the optical element in its expansion. There then arises no resulting torque in the contact point between the contact region and the optical element.

Ein weiterer Vorteil des Parallelfederbeins der erfindungsgemäßen optischen Anordnung besteht in der höheren Eigensteifigkeit einer solchen Federbeinanordnung gegenüber einer Federbeinanordnung mit einem einfachen, einseitigen Federbein. Die höhere Eigensteifigkeit einer solchen Federbeinanordnung gewährleistet zum einen per se eine bessere Positionsstabilität des optischen Elements in der Fassung als eine Federbeinanordnung mit geringerer Eigensteifigkeit. Darüber hinaus wird durch die höhere Eigensteifigkeit des bzw. der Lager, das bzw. die die Parallelfederbeinanordnung aufweist bzw. aufweisen, die Eigenfrequenz der optischen Anordnungen zu höheren Frequenzen hin verschoben. Dies hat den Vorteil, dass Schwingungen oder Vibrationen im optischen System, in dem die optische Anordnung verbaut ist, nicht zu Eigenschwingungen der optischen Anordnung führen können, wodurch die Lagestabilität des optischen Elements gegenüber Schwingungen und Vibrationen verbessert ist.Another advantage of the parallel strut of the optical arrangement according to the invention is the higher inherent rigidity of such a strut assembly over a strut assembly with a simple, one-sided strut. The higher inherent rigidity of such a suspension strut arrangement ensures, on the one hand, a better positional stability of the optical element in the socket than a suspension strut arrangement with less inherent rigidity. In addition, due to the higher inherent rigidity of the bearing (s) having the parallel strut assembly, the natural frequency of the optical assemblies is shifted toward higher frequencies. this has the advantage that vibrations or vibrations in the optical system in which the optical arrangement is installed, can not lead to natural oscillations of the optical arrangement, whereby the positional stability of the optical element to vibrations and vibrations is improved.

Aufgrund der höheren Eigensteifigkeit des Parallelfederbeins können die einzelnen Federbeine des Parallelfederbeins mit größerer Länge ausgeführt werden, was wiederum den Vorteil hat, dass ein günstigeres Verhältnis aus Deformation zur Spannung in der Federbeinanordnung erreicht wird, d. h. auch größere Auslenkungen der Federbeinanordnung bei einer radialen Ausdehnung des optischen Elements führen weniger stark zu Spannungen in der Federbeinanordnung, die zu Spannungen in dem optischen Element und insbesondere zu spannungsinduzierter Doppelbrechung in dem optischen Element Anlass geben können.Due to the higher inherent rigidity of the parallel strut, the individual struts of the parallel strut can be made with a greater length, which in turn has the advantage that a more favorable ratio of deformation to the tension in the strut assembly is achieved, d. H. Even larger deflections of the strut assembly with a radial expansion of the optical element lead less to stresses in the strut assembly, which can give rise to stresses in the optical element and in particular to stress-induced birefringence in the optical element.

Die Federbeine sind vorzugsweise als Blattfedern ausgebildet, können jedoch auch drahtförmig, durch Schlitze in der Fassung oder dergleichen ausgebildet sein.The struts are preferably formed as leaf springs, but may also be wire-shaped, formed by slots in the socket or the like.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen das erste und das zweite Federbein zwischen ihrem jeweiligen ersten Ende und ihrem jeweiligen zweiten Ende jeweils eine Krümmung in der Ebene ihrer Nachgiebigkeit auf.In a further preferred embodiment, the first and the second strut each have a curvature in the plane of their compliance between their respective first end and their respective second end.

Die Ausgestaltung des Parallelfederbeins, bei der die Federbeine zueinander parallel verlaufend gekrümmt sind, ist besonders in Bezug auf die Biegemomentfreiheit im Bereich der Kontaktstelle des optischen Elements mit dem Kontaktbereich vorteilhaft.The embodiment of the parallel spring strut, in which the struts are curved parallel to each other, is particularly advantageous with respect to the bending moment freedom in the region of the contact point of the optical element with the contact region.

Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Krümmungen der Federbeine vom optischen Element aus gesehen konkav sind.It is further preferred if the curvatures of the struts seen from the optical element are concave.

Die vom optischen Element aus gesehen konkave Ausgestaltung der Parallelfederbeinanordnung hat den Vorteil einer besseren Rückstellwirkung der Parallelfederbeinanordnung nach radialer Ausdehnung, beispielsweise, wenn sich die optische Anordnung nach dem Betrieb wieder abkühlt.The concave design of the parallel strut assembly seen from the optical element has the advantage of a better return action of the parallel strut assembly after radial expansion, for example, when the optical assembly cools again after operation.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die Federbeine eine im Wesentlichen gleiche Länge auf.In a further preferred embodiment, the struts have a substantially equal length.

Die Ausgestaltung der Parallelfederbeinanordnung mit im Wesentlichen gleich langen Federbeinen hat den Vorteil einer besseren Bestimmbarkeit der Federeigenschaften des Parallelfederbeins als Ganzes.The design of the parallel strut assembly with substantially equally long struts has the advantage of better determinability of the spring characteristics of the parallel strut as a whole.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eines der Federbeine über seine Länge eine unterschiedliche Dicke und/oder Form auf, derart, dass in dem Federbein bei Verschiebung des Kontaktbereiches eine gleichmäßige Spannungsverteilung herrscht.In a further preferred embodiment, at least one of the struts has a different thickness and / or shape over its length, such that a uniform stress distribution prevails in the strut when the contact region is displaced.

Vorzugsweise weisen beide Federbeine der Parallelfederbeinanordnung über ihre Länge eine unterschiedliche Dicke und/oder Form auf, so dass in den Federbeinen eine gleichmäßige Spannungsverteilung bei Verschiebung des Kontaktbereiches herrscht.Preferably, both struts of the parallel strut assembly have a different thickness and / or shape over their length, so that there is a uniform distribution of stress when the contact area is displaced in the spring struts.

Gleichmäßig dicke Federbeine haben den Nachteil, dass sie bei Deformation in der Nähe ihrer Verbindung zum Fassungskörper höhere Spannungen erzeugen als beispielsweise in der Längenmitte der Federbeine. Hierdurch wird das Verhältnis von Deformationsweg zu Steifigkeit begrenzt. Mit anderen Worten muss die Steifigkeit verringert werden, um bei einer gegebenen Deformation die entstehenden Spannungen gering zu halten. Wird jedoch der Form- und/oder Dickenverlauf des Federbeins über seine Länge unterschiedlich ausgelegt, können selbst bei maximaler Auslenkung die gleichen Biegespannungen über die gesamte Länge des Federbeins herrschen. Insbesondere werden dadurch plastische Verformungen der Parallelfederbeinanordnung vermieden, die zu Spannungsänderungen der Einspannung des optischen Elements und dabei zu einer Verlagerung des optischen Elements aus seiner optimalen Lage heraus führen können. Um die Federbeine der Parallelfederbeinanordnung über ihre Länge mit unterschiedlichen Dicken und/oder Formen herstellen zu können, wird die Fassung vorzugsweise monolithisch hergestellt, wobei die Federbeine beispielsweise durch Drahterosion mit dem gewünschten Dicken- und/oder Formverlauf aus dem Vollmaterial herausgearbeitet werden.Uniformly thick struts have the disadvantage that they generate higher voltages at deformation in the vicinity of their connection to the socket body as for example in the middle of the struts. This limits the ratio of deformation path to stiffness. In other words, the stiffness must be reduced to keep the resulting stresses low for a given deformation. However, if the shape and / or thickness of the strut designed differently over its length, the same bending stresses can prevail over the entire length of the strut, even at maximum deflection. In particular, this plastic deformations of the parallel strut assembly are avoided, which can lead to voltage changes of the clamping of the optical element and thereby to a shift of the optical element out of its optimum position. In order to produce the struts of the parallel strut assembly over their length with different thicknesses and / or shapes, the socket is preferably made monolithic, the struts are worked out, for example by wire erosion with the desired thickness and / or shape of the solid material.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Fassung drei nachgiebige Lager auf, von denen jedes eine Federbeinanordnung aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte der drei Kontaktbereiche der drei Lager um das optische Element herum vorzugsweise um 120° zueinander versetzt sind.In a further preferred embodiment, the socket on three resilient bearings, each of which has a strut assembly, wherein each two adjacent of the three contact areas of the three bearings around the optical element are preferably offset by 120 ° to each other.

In diesem Fall weist jedes der drei nachgiebigen Lager jeweils eine Federbeinanordnung auf, die jeweils als Parallelfederbein ausgebildet ist. Die drei Parallelfederbeine sind dabei in gleicher Richtung orientiert angeordnet, d. h. das Parallelfederbein jedes der Lager erstreckt sich von dem jeweiligen Kontaktbereich in Umfangsrichtung um das optische Element gesehen in gleicher Richtung von diesem weg. Eine thermisch bedingte Ausdehnung des optischen Elements oder der Fassung führt dabei lediglich zu einer Rotation des optischen Elements um seine Achse, und dies ohne Verlagerung des Mittelpunkts des optischen Elements aus seiner gewünschten Position.In this case, each of the three resilient bearings each have a strut assembly, each formed as a parallel strut. The three parallel spring legs are arranged oriented in the same direction, ie the parallel strut of each of the bearings extends from the respective contact area in the circumferential direction around the optical element seen in the same direction away from the latter. A thermally induced expansion of the optical element or the socket thereby only leads to a rotation of the optical element about its axis, and this without shifting the center of the optical element from its desired position.

Alternativ zu der zuvor genannten Ausgestaltung kann die Fassung zumindest vier nachgiebige Lager aufweisen, von denen jedes eine Federbeinanordnung aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte der zumindest vier Kontaktbereiche der zumindest vier Lager um das optische Element herum vorzugsweise um 90° zueinander versetzt sind.As an alternative to the aforementioned embodiment, the socket may have at least four resilient bearings, each of which has a strut assembly, wherein each two adjacent of the at least four contact regions of the at least four bearings are preferably offset by 90 ° from each other about the optical element.

Auch bei dieser Ausgestaltung sind die Parallelfederbeinanordnungen der zumindest vier nachgiebige Lager in gleicher Richtung um das optische Element herum orientiert. Eine höhere Anzahl von nachgiebigen Lagern als vier ist ebenfalls im Rahmen der Erfindung möglich, wobei mehrere oder alle der Lager eine erfindungsgemäße Federbeinanordnung aufweisen.In this embodiment too, the parallel spring strut arrangements of the at least four compliant bearings are oriented in the same direction around the optical element. A higher number of yielding bearings than four is also possible within the scope of the invention, wherein several or all of the bearings have a strut arrangement according to the invention.

Vorzugsweise sind im Fall der zuvor genannten Ausgestaltungen mit drei oder vier nachgiebige Lagern die drei bzw. vier Federbeinanordnungen untereinander identisch ausgebildet.Preferably, in the case of the aforementioned embodiments with three or four resilient bearings, the three or four strut assemblies are formed identical to each other.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die optische Anordnung eine Eigenfrequenz von größer als 1000 Hz, vorzugsweise größer als 2000 Hz, auf.In a further preferred embodiment, the optical arrangement has a natural frequency of greater than 1000 Hz, preferably greater than 2000 Hz.

Diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen optischen Anordnung hat den Vorteil, dass Vibrationen oder Schwingungen des optischen Systems, in dem die optische Anordnung verbaut ist, deren Frequenzen unter 1000 Hz liegen, nicht zur Anregung von Resonanzen in der optischen Anordnung führen können. Die hohe Eigenfrequenz von größer als 1000 Hz wird gerade durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der optischen Anordnung mit Parallelfederbeine ermöglicht, weil diese bei gleichzeitig hoher Nachgiebigkeit eine hohe Eigensteifigkeit besitzen.This feature of the optical arrangement according to the invention has the advantage that vibrations or vibrations of the optical system in which the optical arrangement is installed whose frequencies are below 1000 Hz, can not lead to the excitation of resonances in the optical arrangement. The high natural frequency of greater than 1000 Hz is precisely made possible by the inventive design of the optical arrangement with parallel spring legs, because they have a high inherent rigidity with high compliance at the same time.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die optische Anordnung ein zweites optisches Element und eine diesem zugeordnete zweite Fassung auf, wobei das erste optische Element von dem zweiten optischen Element in Lichtausbreitungsrichtung um weniger als 1 mm beabstandet ist, und wobei die erste Fassung eine erste Anzahl an ersten Lagern für das erste optische Element und die zweite Fassung eine zweite Anzahl an zweiten Lagern für das zweite optische Element aufweisen, wobei die erste Anzahl von der zweiten Anzahl verschieden ist.In a further preferred embodiment, the optical arrangement has a second optical element and a second socket associated therewith, wherein the first optical element is spaced from the second optical element in the light propagation direction by less than 1 mm, and wherein the first socket has a first number first bearings for the first optical element and the second socket have a second number of second bearings for the second optical element, wherein the first number is different from the second number.

Diese Ausgestaltung eignet sich besonders vorteilhaft für die Fassung einer Dublette, wobei die beiden einzelnen Linsen der Dublette vorzugsweise mit jeweils einer Fassung gemäß der Erfindung eingefasst sind. Die unterschiedliche Anzahl von nachgiebigen Lagern für die beiden optischen Elemente, die erfindungsgemäß jeweils mit einem Parallelfederbein ausgestaltet sind, hat den Vorteil, dass hierdurch unterschiedliche Bewegungsmoden und Eigenfrequenzen generiert werden und dadurch die gegenseitige Anregung der beiden Fassungen vermieden wird.This embodiment is particularly advantageous for the version of a doublet, wherein the two individual lenses of the doublet are preferably enclosed in each case with a socket according to the invention. The different number of compliant bearings for the two optical elements, which are each designed according to the invention with a parallel strut, has the advantage that in this way different motion modes and natural frequencies are generated and thereby the mutual excitation of the two versions is avoided.

Die nachfolgenden Ausgestaltungen tragen einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen optischen Anordnung Rechnung. Wenn das optische Element an der Kontaktstelle durch Klebung mit dem Kontaktbereich gefügt ist, muss darauf geachtet werden, dass der Klebstoff nicht durch die Bestrahlung mit Nutzlicht zerstört wird. Kurzwelliges Licht (Wellenlänge < 400 nm, vor allem Licht im UV-Bereich) zerstört Klebstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis, indem die Kohlenwasserstoffbindungen aufgebrochen werden. Die Zerstörung des Klebstoffes hat zur Folge, dass der Kontakt zwischen dem optischen Element und den Kontaktbereichen der Fassung verlorengeht und das optische Element nicht mehr in seiner Position gehalten wird. Darüber hinaus können aufgebrochene Kohlenwasserstoffverbindungen ausgasen und beispielsweise die Oberflächen des oder der optischen Elemente kontaminieren und somit die Transmission oder die Abbildungseigenschaften beeinträchtigen. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise vorgesehen, dass die Kontaktstelle zwischen Kontaktbereich und optischem Element vor Lichteinfluss geschützt wird.The following embodiments take into account a further aspect of the optical arrangement according to the invention. If the optical element is joined to the contact area by adhesion with the contact area, care must be taken that the adhesive is not destroyed by the irradiation with useful light. Shortwave light (wavelength <400 nm, especially light in the UV range) destroys hydrocarbon-based adhesives by breaking up the hydrocarbon bonds. The destruction of the adhesive has the consequence that the contact between the optical element and the contact areas of the socket is lost and the optical element is no longer held in position. In addition, broken hydrocarbon compounds may outgas and, for example, contaminate the surfaces of the optical element (s), thereby affecting transmission or imaging properties. Therefore, it is preferably provided in the present invention that the contact point between the contact region and the optical element is protected from exposure to light.

Dazu ist in einer ersten bevorzugten Ausgestaltung dieses Aspekts vorgesehen, dass ein Umfangsrand des optischen Elements zumindest im Bereich der zumindest einen Kontaktstelle mit einer reflektierenden und/oder absorbierenden Beschichtung versehen ist.For this purpose, it is provided in a first preferred embodiment of this aspect that a peripheral edge of the optical element is provided with a reflective and / or absorbent coating at least in the region of the at least one contact point.

Diese Maßnahme verhindert vorteilhafterweise, dass Licht aus dem optischen Element selbst heraus ”von innen” auf die Kontaktstelle auftrifft. Solches ”inneres Licht” kann durch Streuung im optischen Material des optischen Elements erzeugt werden.This measure advantageously prevents light from the optical element itself from impinging on the contact point "from the inside". Such "inner light" can be generated by scattering in the optical material of the optical element.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine Blende vorhanden, die die zumindest eine Kontaktstelle gegen Streu-/Falschlicht abschattet.According to a further preferred embodiment, a diaphragm is present, which shades the at least one contact point against stray / stray light.

Diese Maßnahme verhindert vorteilhafterweise, dass ”äußeres Licht”, d. h. Streu- oder Falschlicht, das von anderen optischen Elementen des optischen Systems, von der Fassung des optischen Elements oder anderen Fassungen anderer optischer Elemente herrührt, auf die Kontaktstelle trifft.This measure advantageously prevents "outside light", ie. H. Stray or stray light originating from other optical elements of the optical system, from the socket of the optical element or other sockets of other optical elements, strikes the pad.

Vorzugsweise werden die beiden zuvor genannten Ausgestaltungen auch miteinander kombiniert.Preferably, the two aforementioned embodiments are also combined.

In einer Weiterbildung der zuletzt genannten Ausgestaltung ist die Blende in nächster Nähe zu der zumindest einen Kontaktstelle angeordnet, wobei die Blende auch als Beschichtung auf einem optischen Element ausgebildet sein kann, das sich in nächster Nähe zu der Kontaktstelle befindet. In a development of the last-mentioned embodiment, the diaphragm is arranged in close proximity to the at least one contact point, wherein the diaphragm can also be formed as a coating on an optical element which is in close proximity to the contact point.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Blende in geringem Abstand zur Kontaktstelle angeordnet ist, damit auch ein großer Streulichtanteil abgeschirmt werden kann.In principle, it is advantageous if the diaphragm is arranged at a small distance from the contact point, so that a large amount of stray light can be shielded.

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 accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die 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 is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail with reference to this. 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 ;

5A und 5B eine optische Anordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei 5A eine Draufsicht auf und 5B einen Schnitt durch die optische Anordnung entlang der Linie VB-VB in 5A zeigt; 5A and 5B an optical arrangement according to a first embodiment of the invention, wherein 5A a top view and 5B a section through the optical arrangement along the line VB-VB in 5A shows;

6a) bis 6c) eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts der optischen Anordnung in 5A, 5B, zur Erläuterung der Folgen einer Wärmeausdehnung des optischen Elements der optischen Anordnung in 5A, 5B; 6a ) to 6c ) a schematic representation of a section of the optical arrangement in 5A . 5B to explain the consequences of thermal expansion of the optical element of the optical assembly in 5A . 5B ;

7A und 7B eine optische Anordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei 7A eine Draufsicht auf und 7B einen Schnitt durch die optische Anordnung entlang der Linie VIIB-VIIB in 7A zeigt; und 7A and 7B an optical arrangement according to another embodiment of the invention, wherein 7A a top view and 7B a section through the optical arrangement along the line VIIB-VIIB in 7A shows; and

8A und 8B eine optische Anordnung, die eine Kombination der optischen Anordnungen gemäß 5A, 5B und 7A, 7B darstellt, wobei 8A eine Draufsicht auf und 8B einen Schnitt durch die optische Anordnung entlang der Linie VIIIB-VIIIB in 8A zeigt. 8A and 8B an optical arrangement comprising a combination of the optical arrangements according to 5A . 5B and 7A . 7B represents, where 8A a top view and 8B a section through the optical arrangement along the line VIIIB-VIIIB in 8A shows.

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 2 bis 4 lediglich schematisch als raumfeste Bezugspunkte dargestellt ist.In 1 is an optical arrangement 200 shown in a schematic diagram. The optical arrangement 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 also in the others 2 to 4 is shown only schematically 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 Federbeinanordnung 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 Federbeinanordnungen 210a, 210b und 210c untereinander gleich ausgebildet sind, wird nachfolgend nur die Federbeinanordnung 210a näher beschrieben.Camps 208a . 208b and 208c each have a strut assembly 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 strut assemblies 210a . 210b and 210c below each other are the same, hereinafter only the strut assembly 210a described in more detail.

Die Federbeinanordnung 210a ist in Form eines doppelseitigen Federbeins ausgebildet und weist ein erstes Federbein 212 und ein zweites Federbein 214 auf. Die Federbeine 212 und 214 erstrecken sich ausgehend von einem Kontaktbereich 216, über den die Federbeinanordnung 210a mit dem optischen Element 202 fest verbunden ist, zu beiden Seiten des Kontaktbereiches 216 und sind mit ihrem jeweiligen, von dem Kontaktbereich 216 abgewandten Ende 218 bzw. 220 am Körper der Fassung 206 festgelegt.The strut assembly 210a is designed in the form of a double-sided strut and has a first strut 212 and a second strut 214 on. The struts 212 and 214 extend from a contact area 216 over which the strut assembly 210a with the optical element 202 is firmly connected, on both sides of the contact area 216 and are with their respective, from the contact area 216 opposite end 218 respectively. 220 on the body of the socket 206 established.

In 1 ist mit durchgezogenen Linien der Grundzustand der optischen Anordnung 200 dargestellt, in dem die Federbeinanordnungen 210a, 210b und 210c im Wesentlichen 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 Federbeinanordnungen 210a, 210b und 210c entsprechend radial von der optischen Achse 204 weg gespannt.In 1 is the ground state of the optical arrangement with solid lines 200 shown in which the strut 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 (dashed lines), the strut assemblies become 210a . 210b and 210c correspondingly radially from the optical axis 204 stretched away.

Die Ausgestaltung der Federbeinanordnungen 210a, 210b und 210c als doppelseitige Federbeine lässt sich bei kleinen optischen Elementen, wie in 2 dargestellt ist, nicht mit entsprechender Länge der einzelnen Federbeine ausführen. In 2 weist das optische Element 202' einen gegenüber dem optischen Element 202 in 1 wesentlich geringeren Durchmesser auf. Bei einem derartig kleinen optischen Element 202' müssen sich die Federbeinanordnungen 210a', 210b' und 210c' gegenseitig kreuzen. Dies ist jedoch mechanisch und fertigungstechnisch nicht realisierbar.The embodiment of the strut assemblies 210a . 210b and 210c as double-sided struts can be used for small optical elements, such as in 2 is shown, not with the appropriate length perform the individual struts. In 2 has the optical element 202 ' one opposite the optical element 202 in 1 much smaller diameter. With such a small optical element 202 ' need the strut assemblies 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'' Federbeinanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' zu verwenden, die anstelle eines doppelseitigen Federbeins nur ein einseitiges Federbein 218'' aufweisen, so dass die Federbeinanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' nur an jeweils einer Stelle 220'', wie für die Federbeinanordnung 210a'' gezeigt ist, mit der Fassung 206'' fest verbunden sind.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 '' Strut assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' to use, instead of a double-sided shock absorber only a one-sided strut 218 '' have, so that the strut assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' only at one point 220 '' as for the strut assembly 210a '' shown with the version 206 '' are firmly connected.

Hierdurch werden auch bei kleiner Größe des optischen Elements 202'' mechanische Interferenzen der Federbeinanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' vermieden. Außerdem sind die Federbeinanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' wegen ihrer nur einseitigen Verbindung mit der Fassung 206'' weicher bzw. weisen eine geringere Federhärte auf, d. h. die Federbeinanordnungen 210a'', 210b'' und 210c'' weisen eine geringere Eigensteifigkeit auf, die zu Eigenfrequenzen der optischen Anordnung 200'' bei tieferen Frequenzen Anlass gibt.As a result, even with a small size of the optical element 202 '' mechanical interference of the strut assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' avoided. In addition, the strut assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' because of its only one-sided connection with the socket 206 '' softer or have a lower spring rate, ie the strut assemblies 210a '' . 210b '' and 210c '' have a lower inherent rigidity, the natural frequencies of the optical arrangement 200 '' gives rise to lower frequencies.

Die Ausgestaltung gemäß 3 hat des Weiteren den Nachteil, wie in 4 dargestellt ist, dass auf den Kontaktbereich 216'', genauer gesagt eine Kontaktstelle 222'', mit der das optische Element 202'' gefügt ist, bei einer Ausdehnung des optischen Elements 202'' (unterbrochene Linien in 3) Biegemomente wirken, wie mit einem Pfeil 224'' angedeutet ist, wodurch sich in der Kontaktstelle 222'' eine Spannungsverteilung einstellt, die mit Pfeilen 226'' angedeutet ist, die zu Zugspannungen auf die Kontaktstelle 222'' führen. Derartige Zugspannungen können eine Abschälung beispielsweise des Klebstoffes oder des Lotes, mit dem der Kontaktbereich 216'' 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 has the further disadvantage, as in 4 shown is that on the contact area 216 '' more precisely a contact point 222 '' with which the optical element 202 '' is added, with an extension of the optical element 202 '' (broken lines in 3 ) Bending moments act as with an arrow 224 '' is indicated, resulting in the contact point 222 '' sets a voltage distribution with arrows 226 '' is hinted that to tensile stresses on the contact point 222 '' to lead. Such tensile stresses can be a peeling example of the adhesive or the solder, with the contact area 216 '' 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.

Nachfolgend werden erfindungsgemäße optische Anordnungen mit Bezug auf die weiteren 5 bis 8 beschrieben, bei denen die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.In the following, optical arrangements according to the invention will be described with reference to the others 5 to 8th described in which the above-mentioned disadvantages of the prior art are avoided.

5A und 5B zeigen eine optische Anordnung 10, mit einem optischen Element 12, das hier eine optische Achse 14 definiert, und mit einer Fassung 16. 5A and 5B show an optical arrangement 10 , with an optical element 12 , this is an optical axis 14 defined, and with a version 16 ,

Das optische Element 12 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine plan-konvexe Linse mit kreisförmigem Umfang. Das optische Element 12 ist insbesondere eine kleine Linse mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern. Das optische Element 12 kann auch ein nicht-rotationssymmetrisches Element, bspw. eine Zylinderlinse oder dergleichen, sein. Das Vorhandensein der optischen Achse 14 ist daher nur beispielhaft zu verstehen.The optical element 12 is in the embodiment shown a plano-convex lens with a circular circumference. The optical element 12 is in particular a small lens with a diameter of a few millimeters. The optical element 12 may also be a non-rotationally symmetric element, for example. A cylindrical lens or the like. The presence of the optical axis 14 is therefore only to be understood as an example.

Die Fassung 16, die vorzugsweise einen metallischen Körper aufweist, der insgesamt monolithisch hergestellt ist, weist einen ringförmigen Umfangsrand 18 sowie einen Boden 20 auf.The version 16 , which preferably has a metallic body which is made entirely monolithic, has an annular peripheral edge 18 as well as a floor 20 on.

Das optische Element 12 ist an der Fassung 16 über drei nachgiebige Lager 22a, 22b und 22c festgelegt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Nachgiebigkeit radial bezüglich der optischen Achse 14. Da die drei Lager 22a bis 22c untereinander identisch ausgebildet sind, wird nachfolgend exemplarisch nur das Lager 22a näher beschrieben. Die folgende Beschreibung trifft ebenso auf die Lager 22b und 22c zu.The optical element 12 is on the socket 16 over three yielding bearings 22a . 22b and 22c established. In the embodiment shown, the compliance is radial with respect to the optical axis 14 , Because the three camps 22a to 22c are formed identical to each other, only the bearing is exemplified below 22a described in more detail. The following description also applies to the bearings 22b and 22c to.

Das Lager 22a weist eine Federbeinanordnung 24 auf, die ein erstes Federbein 26 und ein zweites Federbein 28 sowie einen Kontaktbereich 30 aufweist. Das optische Element 12 ist an dem Kontaktbereich 30 an einer Kontaktstelle 32 durch Klebung oder Lötung festgelegt. Der Kontaktbereich 30 ist in Form eines Kontaktfußes ausgebildet.The warehouse 22a has a strut assembly 24 on that a first strut 26 and a second strut 28 as well as a contact area 30 having. The optical element 12 is at the contact area 30 at a contact point 32 fixed by gluing or soldering. The contact area 30 is formed in the form of a contact foot.

Ein erstes Ende 34 des ersten Federbeins 26 und ein erstes Ende 36 des zweiten Federbeins 28 sind mit dem Kontaktbereich 30, hier einstückig, verbunden. Die Enden 34 und 36 sind dabei in Richtung der Längserstreckung der Federbeine 26 und 28 auf etwa gleicher Höhe zueinander angeordnet bzw. sind einander gegenüberliegend angeordnet.A first end 34 of the first strut 26 and a first end 36 of the second strut 28 are with the contact area 30 , here in one piece, connected. The ends 34 and 36 are in the direction of the longitudinal extent of the struts 26 and 28 arranged at approximately the same height to each other or are arranged opposite to each other.

Die Federbeine 26 und 28 sind als Blattfedern ausgebildet.The struts 26 and 28 are designed as leaf springs.

Beide Federbeine 26, 28 erstrecken sich von dem Kontaktbereich 30 zu einer Seite desselben von diesem weg. Ein zweites Ende 38 des ersten Federbeins 26 und ein zweites Ende 40 des zweiten Federbeins 28, die vom Kontaktbereich 30 abgewandt sind, sind mit einem vom optischen Element 12 aus gesehen äußeren Fassungsbereich, hier des äußeren Bereichs des Bodens 20 der Fassung 16, verbunden, hier ebenfalls einstückig. Auch die Enden 38 und 40 sind einander gegenüberliegend angeordnet.Both struts 26 . 28 extend from the contact area 30 to one side of it, away from it. A second end 38 of the first strut 26 and a second end 40 of the second strut 28 that from the contact area 30 are facing away, are with one of the optical element 12 seen from the outer socket area, here the outer area of the soil 20 the version 16 , connected, here also in one piece. Also the ends 38 and 40 are arranged opposite each other.

Das erste Federbein 26 und das zweite Federbein 28 sind in Richtung ihrer Nachgiebigkeit, die hier in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse 14 (d. h. in der Zeichenebene gemäß 5A) liegt, voneinander beabstandet, wobei der Abstand im Verhältnis zur Länge der Blattfedern 26, 28 gering ist. Das erste Federbein 26 und das zweite Federbein 28 erstrecken sich dabei im Wesentlichen parallel zueinander zwischen ihren ersten Enden 34, 36 und den zweiten Enden 38, 40 und bilden somit ein Parallelfederbein. ”Im Wesentlichen parallel” schließt hier auch ein, dass die Federbeine 26, 28 einen kleinen Winkel von weniger als 10° zueinander einnehmen.The first strut 26 and the second strut 28 are in the direction of their compliance, the here in a plane perpendicular to the optical axis 14 (ie in the drawing plane according to 5A ), spaced apart, the distance relative to the length of the leaf springs 26 . 28 is low. The first strut 26 and the second strut 28 extend substantially parallel to each other between their first ends 34 . 36 and the second ends 38 . 40 and thus form a parallel strut. "Essentially parallel" also includes here that the struts 26 . 28 take a small angle of less than 10 ° to each other.

Das erste Federbein 26 und das zweite Federbein 28 verlaufen zwischen ihrem jeweiligen ersten Ende 34 bzw. 36 und ihrem jeweiligen zweiten Ende 38 bzw. 40 in der Ebene ihrer Nachgiebigkeit gekrümmt, wobei die Krümmung der beiden Federbeine 26, 28 vom optischen Element 12 aus gesehen konkav ist. Des Weiteren weisen das erste Federbein 26 und das zweite Federbein 28 im Wesentlichen eine gleiche Länge auf, wobei das erste Federbein 26 als das ”äußere” Federbein aufgrund der Krümmung geringfügig länger ist als das zweite Federbein 28.The first strut 26 and the second strut 28 run between their respective first end 34 respectively. 36 and their respective second end 38 respectively. 40 Curved in the plane of its compliance, with the curvature of the two struts 26 . 28 from the optical element 12 is concave. Furthermore, have the first strut 26 and the second strut 28 essentially an equal length, with the first strut 26 as the "outer" strut is slightly longer than the second strut due to the curvature 28 ,

Während die Blattfederanordnung 24 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Federbeine 26, 28 aufweist, kann auch eine größere Anzahl an Federbeinen, beispielsweise drei oder vier Federbeine, in der Blattfederanordnung 24 vorgesehen sein, wobei eine Erhöhung der Anzahl an Federbeinen zu einer Erhöhung der Eigensteifigkeit der Federbeinanordnung 24 führt.While the leaf spring assembly 24 in the embodiment shown two struts 26 . 28 may also have a greater number of struts, for example, three or four struts, in the leaf spring assembly 24 be provided, wherein an increase in the number of struts to increase the inherent rigidity of the strut assembly 24 leads.

Die Federbeinanordnung 24 weist jedoch bereits mit ihren zwei Federbeinen 26, 28 eine hohe Eigensteifigkeit auf, so dass die gesamte optische Anordnung 10 eine Eigenfrequenz von größer als 1000 Hz, im gezeigten Ausführungsbeispiel sogar von größer als 2000 Hz, aufweist.The strut assembly 24 However, it already shows with its two struts 26 . 28 a high inherent rigidity, so that the entire optical arrangement 10 a natural frequency of greater than 1000 Hz, even greater than 2000 Hz in the embodiment shown.

Wie bereits oben beschrieben, weist die Fassung 16 der optischen Anordnung 10 insgesamt drei nachgiebige Lager 22a, 22b und 22c auf, wobei die Lager 22b und 22c jeweils ebenfalls eine Federbeinanordnung, die durch ein Parallelfederbein gebildet ist, aufweisen, die mit der Federbeinanordnung 24 bis auf ihre Position identisch sind, wie in 5A dargestellt ist. Die einzelnen Federbeinanordnungen der Lager 22a, 22b und 22c sind um das optische Element 12 herum gleich orientiert, wobei die Kontaktbereiche der drei Parallelfederbeinanordnungen paarweise um 120° um das optische Element 12 herum versetzt sind.As already described above, the version 16 the optical arrangement 10 a total of three yielding bearings 22a . 22b and 22c on, with the bearings 22b and 22c each also a strut assembly, which is formed by a parallel strut, having, with the strut assembly 24 are identical except for their position, as in 5A is shown. The individual suspension strut arrangements of the bearings 22a . 22b and 22c are about the optical element 12 around the same orientation, wherein the contact areas of the three parallel strut assemblies in pairs by 120 ° around the optical element 12 are offset around.

Der Kontaktbereich 30 (das Gleiche gilt für die beiden Kontaktbereiche der Lager 22b, 22c) weist ferner einen Anschlag 44 auf, der hier in Form eines Fortsatzes des Kontaktbereiches 30 ausgebildet ist, der mit einem Gegenanschlag 46 am Fassungskörper der Fassung 16 zusammenwirkt, um den Bewegungsweg der Federbeinanordnung 24 zu begrenzen. Dies dient dazu, beim Einbau des optischen Elements 12 zu verhindern, dass die Federbeinanordnung 24 überdehnt wird, was zu einer bleibenden Verformung und damit zu anderen, undefinierten Spannungszuständen in der Federbeinanordnung 24 führen kann.The contact area 30 (The same applies to the two contact areas of the bearings 22b . 22c ) also has a stop 44 on, here in the form of an extension of the contact area 30 is trained, with a counter-attack 46 on the socket body of the socket 16 cooperates to the path of movement of the strut assembly 24 to limit. This serves to install the optical element 12 to prevent the strut assembly 24 is overstretched, resulting in a permanent deformation and thus to other, undefined stress states in the strut assembly 24 can lead.

Nachfolgend wird anhand der Prinzipdarstellung gemäß 6a) bis c) beschrieben, welche Auswirkung eine Ausdehnung des optischen Elements 12 auf die Verbindung des Kontaktbereiches 30 mit dem optischen Element 12 an der Kontaktstelle 32 hat.The following is based on the schematic representation according to 6a ) to c) describes what effect an expansion of the optical element 12 on the connection of the contact area 30 with the optical element 12 at the contact point 32 Has.

6a) zeigt die Federbeinanordnung 24 in 5A in schematisch vereinfachter Darstellung im entspannten Zustand. Dehnt sich das optische Element 12 (in 6 nicht dargestellt) radial aus, übt das optische Element 12 eine Kraft F auf den Kontaktbereich 30 aus, was zu einer Auslenkung der Parallelfederbeine 26 und 28 führt, wie in 6b) übertrieben dargestellt ist. Im Unterschied zu einem einfachen einseitigen Federbein wie in 4 entsteht jedoch an der Kontaktstelle 32 zwischen dem Kontaktbereich 30 und dem optischen Element 12 kein Biegemoment, das zu einer Abschälung der Klebung oder Lötung zwischen dem Kontaktbereich 30 und dem optischen Element 12 führen kann. Dies wird durch die Ausgestaltung der Federbeinanordnung 24 als Parallelfederbein bewirkt. Während bei der Auslenkung nämlich das erste Federbein 26 eine Kraft F1 gemäß einem Pfeil 50 in 6c) auf den Kontaktbereich 30 ausübt, übt das zweite Federbein 28 auf den Kontaktbereich 30 eine Kraft F2 gemäß einem Pfeil 52 in 6c) aus, wobei die Kräfte F1 und F2 gleich groß sind, jedoch entgegengesetzt wirken. Aus dem Abstand der beiden Federbeine 26, 28 in Richtung ihrer Nachgiebigkeit ergibt sich dann ein Drehmoment M gemäß einem Pfeil 54 in 6c), das dem Drehmoment aus der von dem optischen Element 12 ausgeübten Kraft F entgegenwirkt. Somit entsteht dann kein resultierendes Drehmoment in der Kontaktstelle 32 zwischen dem Kontaktbereich 30 und dem optischen Element 12. Mit anderen Worten erzeugt das Parallelfederbein aus den Federbeinen 26 und 28 selbst ein Moment in dem Kontaktbereich 30, das dem vom optischen Element 12 ausgeübten Drehmoment entgegenwirkt, was dazu führt, dass der Kontaktbereich 30 nur noch eine translatorische Bewegung ausführen kann. Bei einer Wärmeausdehnung des optischen Elements 12 oder einer Ausdehnung der Federbeinanordnungen der Lager 22a, 22b und 22c wird lediglich eine geringfügige Drehung des optischen Elements 12 um seine Achse erzeugt, ohne dass die Kontaktstelle zwischen dem optischen Element 12 und den Kontaktbereichen der Lager 22a, 22b und 22c ein zu einer Abschälung der Klebung oder Lötung Anlass gebendes Biegemoment erfährt. 6a ) shows the strut assembly 24 in 5A in a schematically simplified representation in the relaxed state. The optical element expands 12 (in 6 not shown) radially out, exerts the optical element 12 a force F on the contact area 30 resulting in a deflection of the parallel spring legs 26 and 28 leads, as in 6b ) is exaggerated. Unlike a simple one-sided strut like in 4 but arises at the contact point 32 between the contact area 30 and the optical element 12 no bending moment leading to peeling off of the bond or soldering between the contact area 30 and the optical element 12 can lead. This is due to the design of the strut assembly 24 as a parallel strut causes. While in the deflection namely the first strut 26 a force F 1 according to an arrow 50 in 6c ) on the contact area 30 exercises, practices the second strut 28 on the contact area 30 a force F 2 according to an arrow 52 in 6c ), wherein the forces F 1 and F 2 are the same size, but act in opposite directions. From the distance between the two struts 26 . 28 in the direction of their compliance then results in a torque M according to an arrow 54 in 6c ), which is the torque from that of the optical element 12 applied force F counteracts. Thus, there is no resulting torque in the contact point 32 between the contact area 30 and the optical element 12 , In other words, the parallel strut produces from the struts 26 and 28 even a moment in the contact area 30 that of the optical element 12 counteracts applied torque, which causes the contact area 30 can only perform a translatory movement. At a thermal expansion of the optical element 12 or an extension of the strut assemblies of the bearings 22a . 22b and 22c becomes only a slight rotation of the optical element 12 generated around its axis, without the contact point between the optical element 12 and the contact areas of the bearings 22a . 22b and 22c undergoes a bending moment to peel off the gluing or soldering giving giving bending moment.

Die Federbeinanordnung 24 (und ebenso die Federbeinanordnungen der Lager 22b und 22c) der optischen Anordnung 10 gemäß 5A, 5B sind vorzugsweise einstückig mit dem übrigen Körper der Fassung 16 ausgebildet. Die Federbeinanordnung 24 und die Federbeinanordnungen der Lager 22b, 22c werden vorzugsweise aus dem Boden 20 der Fassung 16 herausgearbeitet, beispielsweise durch Drahterosion. Die gesamte Fassung 16 ist somit vorzugsweise monolithisch. Die Federbeinanordnung 24 und die Federbeinanordnungen der Lager 22b, 22c entstehen dabei durch Materialaussparungen 56 im Boden 20, wobei weitere Materialaussparungen, die in 5A in Form von Langlöchern ausgebildet sind, im Boden 20 vorgesehen werden können. The strut assembly 24 (as well as the suspension strut arrangements of the bearings 22b and 22c ) of the optical arrangement 10 according to 5A . 5B are preferably integral with the rest of the body of the socket 16 educated. The strut assembly 24 and the strut assemblies of the bearings 22b . 22c are preferably from the ground 20 the version 16 worked out, for example, by wire erosion. The entire version 16 is thus preferably monolithic. The strut assembly 24 and the strut assemblies of the bearings 22b . 22c arise through material recesses 56 in the ground 20 , where further material recesses, in 5A in the form of oblong holes are formed in the ground 20 can be provided.

Die monolithische Herstellung der Fassung 16 einschließlich der Federbeinanordnung 24 und der Federbeinanordnungen der Lager 22b, 22c hat den Vorteil, dass die Federbeine 26, 28 über ihre Länge zwischen den ersten Enden 34, 36 und den zweiten Enden 38, 40 mit einem unterschiedlichen Dicken- und/oder Formverlauf hergestellt werden können, um zu erreichen, dass in den Federbeinen 26, 28 bei einer radialen Verschiebung des Kontaktbereiches 30 stets eine gleichmäßige Spannungsverteilung herrscht.The monolithic production of the version 16 including the strut assembly 24 and strut assemblies of bearings 22b . 22c has the advantage that the struts 26 . 28 over their length between the first ends 34 . 36 and the second ends 38 . 40 can be made with a different thickness and / or shape course, in order to achieve that in the spring struts 26 . 28 at a radial displacement of the contact area 30 there is always a uniform distribution of stress.

Gleichmäßig dicke Federbeine haben nämlich den Nachteil, dass sie bei Deformation in der Nähe der zweiten Enden 38, 40, also der Verbindungsstelle zum übrigen Körper der Fassung 16, höhere Spannungen haben als beispielsweise in der Mitte der Federbeine 26, 28. Dies limitiert das Verhältnis von Deformationsweg zu Steifigkeit, d. h. die Steifigkeit muss verringert werden, um bei einer gegebenen Deformation die entstehenden Spannungen gering zu halten. Als Grenze für die zulässigen Spannungen wird bei kurzzeitiger einmaliger Belastung, beispielsweise beim Einbau des optischen Elements 12 in die Fassung 16, die Rp0,2-Grenze verwendet. Unter der Rpx-Grenze wird die Spannung verstanden, bei der nach Entlastung eine bleibende Dehnung von x% zurückbleibt. Für Betriebszustände, die länger andauern oder häufig vorkommen, wird die zulässige maximale Spannung sogar auf die Rp0,05-Grenze limitiert. Damit wird vermieden, dass die Federbeine 26, 28 durch Relaxation plastisch verformt werden und sich über den nunmehr neuen theoretisch spannungsfreien Zustand Spannungsänderungen ergeben, die zu einer Verschiebung des Mittelpunkts des optischen Elements 12 führen können. Federbeine, die aus Stahlblech ausgeschnitten werden und eingebaut werden, können wirtschaftlich nur gleich dick hergestellt werden. Daher wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Fassung 16 vorzugsweise monolithisch, beispielsweise durch Drahterosion, hergestellt, um die Dicke und/oder Form der Federbeine 26, 28 über deren Länge frei gestalten zu können. Mittels der Finite-Elemente-Methode wird der Dickenverlauf und/oder Formverlauf der Federbeine 26, 28 so optimiert, dass sie bei der maximalen Auslenkung über die gesamte Länge der Federbeine 26, 28 die gleichen Spannungen haben.Uniformly thick struts have the disadvantage that they deform near the second ends 38 . 40 , So the connection point to the rest of the body of the version 16 , have higher voltages than, for example, in the middle of the struts 26 . 28 , This limits the ratio of deformation path to rigidity, ie the stiffness must be reduced in order to keep the resulting stresses low for a given deformation. The limit for the permissible stresses becomes short-term, for example when installing the optical element 12 in the version 16 , which uses Rp 0.2 limit. The Rp x limit is understood to mean the stress at which, after release, a residual elongation of x% remains. For operating conditions that last longer or occur frequently, the maximum allowable voltage is even limited to the Rp 0.05 limit. This avoids that the struts 26 . 28 be plastically deformed by relaxation and arise over the now new theoretical stress-free state voltage changes, resulting in a shift of the center of the optical element 12 being able to lead. Struts that are cut out of sheet steel and installed, can be produced economically just the same thickness. Therefore, in the context of the present invention, the version 16 preferably monolithic, for example by wire erosion, made to the thickness and / or shape of the struts 26 . 28 to be able to freely design over their length. By means of the finite element method, the course of thickness and / or shape of the struts 26 . 28 optimized so that at the maximum deflection over the entire length of the struts 26 . 28 have the same tensions.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Federbein 26 im Bereich seines zweiten Endes 38 um etwa 25% dicker (in der Ebene senkrecht zur optischen Achse 14) als im Bereich seines ersten Endes 34.In the embodiment shown, the first strut 26 in the area of his second end 38 about 25% thicker (in the plane perpendicular to the optical axis 14 ) than in the area of its first end 34 ,

Ein Teil der Spannungen, die durch die unterschiedliche Ausdehnung von optischem Element 12 und Fassung 16 entstehen, kann auch dadurch verhindert werden, indem für die Fassung 16 ein Werkstoff verwendet wird, der bezüglich der Wärmeausdehnung gut zum optischen Element 12 passt. Wenn für das optische Element 12 Quarz mit einer sehr niedrigen Ausdehnung (0,5 ppm) verwendet wird, eignet sich für die Fassung 16 besonders die Eisen-Nickel-Legierung INVAR, die eine Ausdehnung von etwa 1,5 bis 2,5 ppm aufweist. Wenn das optische Element 12 aus CaF2 (Ausdehnung 19 ppm) gefertigt ist, eignet sich als Material für die Fassung 16 insbesondere Aluminium (Ausdehnung 22 ppm). Bei der Ermittlung des optimalen Werkstoffes für die Fassung 16 bezüglich der Wärmeausdehnung ist auf den Temperaturverlauf zu achten, der sich über die gesamte Fassung 16 einstellt. Dieser ist abhängig von der in dem optischen Element 12 und der Fassung 16 absorbierten Energie. Vor allem muss auf die Kontaktstelle 32 zwischen dem optischen Element 12 und dem Kontaktbereich 30 und damit der Fassung 16 geachtet werden, damit beispielsweise die Klebung oder Lötung nicht schon durch die thermisch bedingten Spannungen zerstört wird.Part of the stresses caused by the differential expansion of the optical element 12 and version 16 can also be prevented by applying for the version 16 a material is used which is good for thermal expansion with respect to the optical element 12 fits. If for the optical element 12 Quartz with a very low expansion (0.5 ppm) is used, suitable for the socket 16 especially the iron-nickel alloy INVAR, which has an extension of about 1.5 to 2.5 ppm. If the optical element 12 Made of CaF 2 (expansion 19 ppm) is suitable as a material for the socket 16 in particular aluminum (extent 22 ppm). In determining the optimum material for the version 16 With regard to the thermal expansion, attention must be paid to the temperature profile that extends over the entire socket 16 established. This is dependent on that in the optical element 12 and the version 16 absorbed energy. First of all, the contact point needs 32 between the optical element 12 and the contact area 30 and thus the version 16 be taken to ensure that, for example, the bond or soldering is not destroyed by the thermally induced tensions.

In 7A und 7B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Anordnung 60 dargestellt, wobei diejenigen Einzelheiten der optischen Anordnung 60, die mit denjenigen der optischen Anordnung 10 identisch, ähnlich oder vergleichbar sind, mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der optischen Anordnung 10, erhöht um 50, versehen sind.In 7A and 7B is another embodiment of an optical arrangement 60 showing those details of the optical arrangement 60 that match those of the optical arrangement 10 are identical, similar or comparable, with the same reference numerals as in the optical arrangement 10 , increased by 50 , are provided.

Die optische Anordnung 60 weist ein optisches Element 62 auf, das als konkav-konvexe Linse ausgebildet ist. Das optische Element 62 ist wiederum eine kleine Linse, jedoch größer als das optische Element 12 der optischen Anordnung 10, und weist beispielsweise einen Durchmesser von etwa 15 bis 20 mm auf. Das optische Element 62 definiert auch hier eine optische Achse 64.The optical arrangement 60 has an optical element 62 on, which is designed as a concave-convex lens. The optical element 62 is again a small lens, but larger than the optical element 12 the optical arrangement 10 , and has, for example, a diameter of about 15 to 20 mm. The optical element 62 defines also here an optical axis 64 ,

Die optische Anordnung 60 weist weiterhin eine Fassung 66 auf, die einen Umfangsrand 68 und einen Boden 70 aufweist.The optical arrangement 60 still has a version 66 on, the one peripheral edge 68 and a floor 70 having.

Das optische Element 62 ist über zumindest vier, hier genau vier nachgiebige Lager 72a, 72b, 72c und 72d an der Fassung 66 gelagert. Jedes der Lager 72a, 72b, 72c und 72d weist eine Federbeinanordnung auf, wobei die Federbeinanordnungen der Lager 72a, 72b, 72c und 72d untereinander identisch ausgebildet sind, so dass nachfolgend nur eine Federbeinanordnung 74 des Lagers 72a beschrieben wird. The optical element 62 is over at least four, here exactly four compliant bearings 72a . 72b . 72c and 72d on the socket 66 stored. Each of the bearings 72a . 72b . 72c and 72d has a strut assembly, wherein the strut assemblies of the bearings 72a . 72b . 72c and 72d are formed identical to each other, so that only one strut assembly below 74 of the camp 72a is described.

Die Federbeinanordnung 74 weist ein erstes Federbein 76 und ein zweites Federbein 78 auf, die zusammen ein Parallelfederbein bilden, wie bei der optischen Anordnung 10 in Bezug auf die Federbeine 26 und 28 beschrieben wurde. Die Federbeinanordnung 74 weist weiterhin einen Kontaktbereich 80 auf, der über eine Kontaktstelle 82 mit dem optischen Element 62, beispielsweise durch Klebung oder Lötung, gefügt ist.The strut assembly 74 has a first strut 76 and a second strut 78 on, which together form a parallel strut, as in the optical arrangement 10 in relation to the struts 26 and 28 has been described. The strut assembly 74 also has a contact area 80 up, over a contact point 82 with the optical element 62 , For example, by gluing or soldering, is joined.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Federbeinanordnung 74 kann vollumfänglich auf die Beschreibung der Federbeinanordnung 24 der optischen Anordnung 10 in 5A und 5B verwiesen werden.With regard to the design of the strut assembly 74 can be fully based on the description of strut arrangement 24 the optical arrangement 10 in 5A and 5B to get expelled.

Im Unterschied zu der optischen Anordnung 10 weist die optische Anordnung 60 insgesamt vier Lager 72a bis 72d und entsprechend vier Federbeinanordnungen wie die Federbeinanordnung 74 auf, und die Federbeinanordnungen der Lager 72a bis 72d sind um das optische Element 62 herum paarweise um 90° zueinander versetzt, wobei die Federbeine, wie die Federbeine 76, 78 der Federbeinanordnung 74, von Lager zu Lager um das optische Element 62 herum gleich orientiert sind.Unlike the optical arrangement 10 has the optical arrangement 60 a total of four camps 72a to 72d and corresponding four strut assemblies such as the strut assembly 74 on, and strut arrangements of bearings 72a to 72d are about the optical element 62 in pairs offset by 90 ° to each other, with the struts, as the struts 76 . 78 the strut assembly 74 , from bearing to bearing around the optical element 62 are the same.

Auch die Fassung 66 ist insgesamt monolithisch, einschließlich der Federbeine der Federbeinanordnungen der Lager 72a bis 72d hergestellt.Also the version 66 is a total monolithic, including the struts of the strut assemblies of the camp 72a to 72d produced.

8A und 8B zeigen eine weitere optische Anordnung 90, die durch einen Zusammenbau der optischen Anordnung 10 mit der optischen Anordnung 60 gebildet ist. 8A and 8B show a further optical arrangement 90 caused by an assembly of the optical arrangement 10 with the optical arrangement 60 is formed.

Wie aus 8B hervorgeht, ist die optische Anordnung 60 in die optische Anordnung 10 eingesetzt, derart, dass das optische Element 12 und das optische Element 62 in Richtung der Lichtausbreitung, d. h. hier in Richtung der optischen Achse 94, um weniger als 1 mm beabstandet sind, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen dem optischen Element 12 und dem optischen Element 62 sogar nur ein minimaler Luftspalt vorhanden ist.How out 8B shows is the optical arrangement 60 in the optical arrangement 10 used, such that the optical element 12 and the optical element 62 in the direction of light propagation, ie here in the direction of the optical axis 94 are spaced by less than 1 mm, in the embodiment shown between the optical element 12 and the optical element 62 even only a minimal air gap is present.

Das optische Element 12 und das optische Element 62 bilden in diesem Fall eine Dublette, wie sie in einem optischen System zur Korrektur von Abbildungsfehlern eingesetzt wird.The optical element 12 and the optical element 62 in this case form a doublet as used in an optical system for correcting aberrations.

Aufgrund dessen, dass die Fassung 16 das optische Element 12 mit den drei nachgiebigen Lagern 22a, 22b, 22c fasst und die Fassung 66 das optische Element 62 mit den vier nachgiebigen Lagern 72a, 72b, 72c, 72d, die entsprechend beim axialen Zusammenbau der optischen Anordnungen 10 und 60 um die optische Achse 94 herum gegeneinander versetzt sind, besteht ein Vorteil dieser Anordnung darin, dass unterschiedliche Bewegungsmoden und Eigenfrequenzen der beiden optischen Anordnungen 10 und 60 entstehen und dadurch die gegenseitige Anregung zwischen der optischen Anordnung 10 und der optischen Anordnung 60 zu Eigenschwingungen vermieden wird.Because of that the version 16 the optical element 12 with the three yielding camps 22a . 22b . 22c grasp and change 66 the optical element 62 with the four yielding camps 72a . 72b . 72c . 72d as appropriate in the axial assembly of the optical assemblies 10 and 60 around the optical axis 94 are offset from each other around, there is an advantage of this arrangement is that different motion modes and natural frequencies of the two optical assemblies 10 and 60 arise and thus the mutual excitation between the optical arrangement 10 and the optical arrangement 60 to natural oscillations is avoided.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind bei den optischen Anordnungen 10, 60 und 90 Maßnahmen getroffen, um die Kontaktstellen 32 und/oder 82, über die die entsprechenden Kontaktbereiche 30 bzw. 80 mit dem optischen Element 12 bzw. 62 gefügt sind, vor der Einwirkung von Licht, sei es das im Betrieb der optischen Anordnung 10, 60 oder 90 verwendete Nutzlicht oder auftretendes Streulicht bzw. Falschlicht, zu beaufschlagen. Solches Licht kann nämlich im Falle einer Klebung an der Kontaktstelle 32 bzw. 82 zu einer Zerstörung des Klebstoffes führen, insbesondere wenn dieser auf Kohlenwasserstoff-Basis hergestellt ist.According to another aspect of the invention, in the optical arrangements 10 . 60 and 90 Measures taken to the contact points 32 and or 82 about which the corresponding contact areas 30 respectively. 80 with the optical element 12 respectively. 62 are joined before the action of light, be it in the operation of the optical arrangement 10 . 60 or 90 used useful light or occurring stray light or stray light to apply. Such light can namely in the case of a bond at the contact point 32 respectively. 82 lead to destruction of the adhesive, especially if it is made of hydrocarbon-based.

Eine erste Maßnahme besteht darin, dass das optische Element 62 und/oder das optische Element 12 zumindest im Bereich der Kontaktstelle 32 bzw. 82 an seinem Umfangsrand 96 bzw. 98 (siehe 8B) mit einer Beschichtung versehen ist, die für das verwendete Nutzlicht bzw. das auftretende Streulicht bzw. Falschlicht reflektierend und/oder absorbierend wirkt. Diese Maßnahme verhindert, dass ”inneres Licht”, d. h. Licht, das in dem jeweiligen optischen Element 12 bzw. 62 radial zum Umfangsrand 96 bzw. 98 hin gestreut wird, auf die Kontaktstelle 32 bzw. 82 gelangt.A first measure is that the optical element 62 and / or the optical element 12 at least in the area of the contact point 32 respectively. 82 at its peripheral edge 96 respectively. 98 (please refer 8B ) is provided with a coating which is reflective and / or absorbent for the useful light or the scattered light or false light used. This measure prevents "inner light", ie light, that in the respective optical element 12 respectively. 62 radially to the peripheral edge 96 respectively. 98 scattered at the contact point 32 respectively. 82 arrives.

Eine zweite Maßnahme besteht darin, eine Blende für die optische Anordnung 10, 60 bzw. 90 vorzusehen, wie für die optische Anordnung 10 und die optische Anordnung 90 dargestellt ist. In 5A und 5B sowie in 8B ist eine solche Blende 100 dargestellt. Die Blende 100 sitzt, in Lichtausbreitungsrichtung gesehen, in nächster Nähe vor den Kontaktstellen 32 des optischen Elements 12 mit den Kontaktbereichen 30 vor dem optischen Element 12 und verhindert somit wirksam, dass Falschlicht bzw. Streulicht zu dem Klebstoff an den Kontaktstellen 32 gelangt.A second measure is to use a shutter for the optical arrangement 10 . 60 respectively. 90 to provide, as for the optical arrangement 10 and the optical arrangement 90 is shown. In 5A and 5B as in 8B is such an aperture 100 shown. The aperture 100 sitting, seen in the direction of light propagation, in close proximity to the contact points 32 of the optical element 12 with the contact areas 30 in front of the optical element 12 and thus effectively prevents stray light from leaking to the adhesive at the contact points 32 arrives.

Bei dem optischen Element 62 ist eine Verringerung der Beaufschlagung der Kontaktstellen 82 mit Falsch- oder Streulicht bereits dadurch gewährleistet, dass das optische Element 62 einen radial erweiterten Randbereich 102 aufweist, der sich von dem optisch genutzten Bereich 104 des optischen Elements 62 nach außen erstreckt, wodurch die Kontaktstelle 82 bereits durch diese Maßnahme radial so weit nach außen verlegt ist, dass Falschlicht bzw. Streulicht die Kontaktstellen 82 nicht oder nur in geringerem Maße trifft.In the optical element 62 is a reduction in the contact points 82 with false or stray light already ensured by the fact that the optical element 62 a radially extended edge region 102 that extends from the optically used area 104 of the optical element 62 extends outwards, reducing the contact point 82 Already by this measure is moved radially so far outward, that stray light or stray light the contact points 82 not or only to a lesser extent.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Maßnahmen zum Schutz der Kontaktstellen 32 bzw. 82 miteinander kombiniert werden können.It is understood that the above measures to protect the contact points 32 respectively. 82 can be combined with each other.

Claims (13)

Optische Anordnung, mit einem optischen Element (12; 62) und mit einer Fassung (16; 66), an der das optische Element (12; 62) festgelegt ist, wobei das optische Element (12; 62) an der Fassung (16; 66) über zumindest ein nachgiebiges Lager (22a–c; 72a–d) festgelegt ist, wobei das Lager (22a–c; 72a–d) eine Federbeinanordnung (24; 74) aufweist, die ein erstes Federbein (26; 76) und zumindest ein zweites Federbein (28; 78) und einen Kontaktbereich (30; 80) aufweist, an dem das optische Element (12; 62) an einer Kontaktstelle (32; 82) festgelegt ist, wobei das erste und das zweite Federbein (26, 28; 76, 78) mit einem jeweiligen ersten Ende (34, 36; 84, 86) mit dem Kontaktbereich (30; 80) verbunden und mit einem jeweiligen vom Kontaktbereich (30; 80) abgewandten zweiten Ende (38, 40; 88, 90) mit einem äußeren Fassungsbereich (42; 92) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Federbein (26, 28; 76, 78) sich ausgehend von dem Kontaktbereich (30; 80) zur selben Seite von dem Kontaktbereich (30; 80) weg, in Richtung ihrer Nachgiebigkeit voneinander beabstandet, und im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken.Optical arrangement with an optical element ( 12 ; 62 ) and with a version ( 16 ; 66 ), at which the optical element ( 12 ; 62 ), the optical element ( 12 ; 62 ) on the frame ( 16 ; 66 ) via at least one compliant bearing ( 22a c; 72a -D), the bearing ( 22a c; 72a D) a strut arrangement ( 24 ; 74 ) having a first strut ( 26 ; 76 ) and at least one second strut ( 28 ; 78 ) and a contact area ( 30 ; 80 ), on which the optical element ( 12 ; 62 ) at a contact point ( 32 ; 82 ), wherein the first and second struts ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) with a respective first end ( 34 . 36 ; 84 . 86 ) with the contact area ( 30 ; 80 ) and with a respective one of the contact area ( 30 ; 80 ) facing away from the second end ( 38 . 40 ; 88 . 90 ) with an outer socket area ( 42 ; 92 ), characterized in that the first and second struts ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) starting from the contact area ( 30 ; 80 ) to the same side of the contact area ( 30 ; 80 ), spaced apart in the direction of their compliance, and extending substantially parallel to each other. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Federbein (26, 28; 76, 78) jeweils als Blattfeder ausgebildet sind.Optical arrangement according to claim 1, characterized in that the first and the second strut ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) are each formed as a leaf spring. Optische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Federbein (26, 28; 76, 78) zwischen seinem jeweiligen ersten Ende (34, 36; 84, 86) und seinem jeweiligen zweiten Ende (38, 40; 88, 90) jeweils eine Krümmung in der Ebene ihrer Nachgiebigkeit vaufweisen.Optical arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the first and the second strut ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) between its respective first end ( 34 . 36 ; 84 . 86 ) and its respective second end ( 38 . 40 ; 88 . 90 ) each have a curvature in the plane of their compliance. Optische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungen der Federbeine (26, 28; 76, 78) vom optischen Element (12; 62) aus gesehen konkav sind.Optical arrangement according to claim 3, characterized in that the curvatures of the struts ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) of the optical element ( 12 ; 62 ) are concave. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine (26, 28; 76, 78) eine im Wesentlichen gleiche Länge aufweisen.Optical arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the struts ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) have a substantially equal length. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Federbeine (26, 28; 76, 78) über seine Länge eine unterschiedliche Dicke und/oder Form aufweist, derart, dass in dem Federbein (26, 28; 76, 78) bei Verschiebung des Kontaktbereichs (30; 80) in Richtung der Nachgiebigkeit des Federbeins (26, 28; 76, 78) eine gleichmäßige Spannungsverteilung herrscht.Optical arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the struts ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) has a different thickness and / or shape over its length, such that in the strut ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) when shifting the contact area ( 30 ; 80 ) in the direction of the resilience of the strut ( 26 . 28 ; 76 . 78 ) there is a uniform distribution of stress. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (16) drei nachgiebige Lager (22a–c) aufweist, von denen jedes eine Federbeinanordnung (24) aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte der drei Kontaktbereiche (30) der drei Lager (22a–c) um das optische Element (12; 62) herum vorzugsweise um 120° zueinander versetzt sind.Optical arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the socket ( 16 ) three compliant bearings ( 22a C) each of which has a strut arrangement ( 24 ), wherein two adjacent each of the three contact areas ( 30 ) of the three camps ( 22a C) around the optical element ( 12 ; 62 ) are preferably offset by 120 ° to each other. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (66) zumindest vier nachgiebige Lager (72a–d) aufweist, von denen jedes eine Federbeinanordnung (74) aufweist, wobei jeweils zwei benachbarte der zumindest vier Kontaktbereiche (80) der zumindest vier Lager (22a–d) um das optische Element (12; 62) herum vorzugsweise um 90° zueinander versetzt sind.Optical arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the socket ( 66 ) at least four compliant bearings ( 72a D) each of which has a strut arrangement ( 74 ), wherein in each case two adjacent of the at least four contact regions ( 80 ) of at least four bearings ( 22a -D) around the optical element ( 12 ; 62 ) are preferably offset by 90 ° to each other. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Eigenfrequenz von größer als 1000 Hz.Optical arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized by a natural frequency of greater than 1000 Hz. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein zweites optisches Element (62) und eine diesem zugeordnete zweite Fassung (66), wobei das erste optische Element (12) von dem zweiten optischen Element (62) in Lichtausbreitungsrichtung um weniger als 1 mm beabstandet ist, und wobei die erste Fassung (66) eine erste Anzahl an ersten Lagern (22a–c) für das erste optische Element (12) und die zweite Fassung (66) eine zweite Anzahl an zweiten Lagern (72a–d) für das zweite optische Element (62) aufweisen, wobei die erste Anzahl von der zweiten Anzahl verschieden ist.Optical arrangement according to one of Claims 1 to 9, characterized by a second optical element ( 62 ) and a second version ( 66 ), wherein the first optical element ( 12 ) of the second optical element ( 62 ) in the light propagation direction is less than 1 mm apart, and wherein the first version ( 66 ) a first number of first warehouses ( 22a C) for the first optical element ( 12 ) and the second version ( 66 ) a second number of second bearings ( 72a -D) for the second optical element ( 62 ), wherein the first number is different from the second number. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsrand (96; 98) des optischen Elements (12; 62) zumindest im Bereich der zumindest einen Kontaktstelle (32; 82) mit einer reflektierenden und/oder absorbierenden Beschichtung versehen ist.Optical arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that a peripheral edge ( 96 ; 98 ) of the optical element ( 12 ; 62 ) at least in the area of the at least one contact point ( 32 ; 82 ) is provided with a reflective and / or absorbent coating. Optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blende (100) vorhanden ist, die die zumindest eine Kontaktstelle (32) gegen Streu-/Falschlicht abschattet.Optical arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that a diaphragm ( 100 ), the at least one contact point ( 32 ) shaded against litter / stray light. Optische Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (100) in nächster Nähe zu der zumindest einen Kontaktstelle (32) angeordnet ist.Optical arrangement according to claim 12, characterized in that the diaphragm ( 100 ) in closest to the at least one contact point ( 32 ) is arranged.
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