DE2259604A1

DE2259604A1 - Luftlager fuer optische systeme

Info

Publication number: DE2259604A1
Application number: DE2259604A
Authority: DE
Inventors: Hansjoachim Hamisch; Karl-Ludwig Zorn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1972-12-06
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2259604B2; FR2209981B1; BE808266A; FR2209981A1; IT1060108B; JPS4990549A; NL7316649A; CH556591A

Description

E. 1240
5.12.1972 Lr/Mn

Anlage zur Patent- und Ίξ

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung ?/

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart Luftlager für optische Systeme

Es ist bekannt, daß mit einem Gasstrahl ein nahezu reibungsloses Luftlager gebildet werden kann, durch das sich entgegen einer Kraft ein bestimmter Abstand zu einer vorgegebenen Fläche aufrechterhalten läßt. ,Das betreffende System schwimmt dann sozusagen auf einem Luftkissen. Ein Beispiel einer solchen Lagerung ist in der Zeitschrift SMPTE, KOv. 1970, S. 99 gezeigt. Hier ist ein Mikroskop-Objektiv X gegenüber einer rotierenden , ./ Platte (Fig. 1) durch ein Luftlager gelagert. Zu diesem Zweck ' J ist an dem Objektiv ein Hohlraum angebracht, dessen dne Seite " _jdurch eine Anzahl von winzigen öffnungen durchbohrt ist. Durch . die öffnungen wird mit einem Druck von etwa einer Atmosphäre Luft hindurchgedrückt, so daß das System X, entgegen der Wirkung ei-

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ner Blattfeder, welche das System auf die Platte D zu drücken sucht, auf annähernd konstantem Abstand gehalten wird. Die Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung eines solchen Luftlagersystems für optische Linsen, durch die die Stabilität gegenüber raschen Bewegungen der Gegenfläche wesentlich erhöht werden kann. Bei einem bekannten System wird durch die seitlich des Objektivs angesetzte Lochplatte einerseits eine Verbreiterung und andererseits eine Gewichtserhöhung des optischen Systems bewirkt. Das Gewicht des optischen Systems wirkt sich nachteilig auf die Stabilisierung des Abstandes aus, da bei sehr schnellen Flatterbewegungen der gegenüberliegenden Scheibe das System wegen der großen Trägheit diesem nicht mehr zu folgen vermag. Ein Nachteil der Verbreiterung des optischen Systems besteht darin, daß von der Fläche der Scheibe, z.B. einer mit Fernsehsignalen beschrifteten Platte, der Band der Platte nicht voll ausgenutzt werden kann, da sonst das optische System ins Kippen geraten würde. Ein weiterer Nachteil der breiten Luftlagerfläche besteht in einer Verschlechterung der Abstandsstabilisierung, da nur Unebenheiten der Platte ausgeglichen werden können, deren seitliche Ausdehnung größer als die des Luftlag« ist.

Die oben genannten Nachteile werden dadurch überwunden, daß erfindungsgemäß nur eine einzige öffnung in der optischen Achse des Systems vorgesehen ist, durch die außer der Luft auch das Lichtstrahlbündel des optischen Systems hindurchtritt. Bei einer solchen Konstruktion wird eine Verbreiterung des optischen Systems und eine Gewichtserhöhung durch das Luftlager vermieden. Das Gewicht des optischen Systems läßt sich in einem Verhältnis 1 ; 20 und mehr herabsetzen, die Fläche der Platte fast bis zum äußersten Hand ausnutzen. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind im folgenden anhand der Begleitzeichnung erläutert. Von diesen zeigen:

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Fig. 1 ein bekanntes I/uftlagersystem für Mikroskop-Objekte, Fig. 2 das erfindungsgemäße Luftlagersystem. · .

Bas System der bekannten Anordnung besteht aus einem Linsensystem 1, welches in einer zylindrischen Fassung befestigt ist, sowie einem seitlich angesetzten Hohlraum 2_$ der mit einer Zuführung zur Einleitung von Preßluft oder Gas versehen ist.. Die Vorderseite der Kammer 2 ist mit zahlreichen Bohrungen 3 versehen, aus denen eine größere Anzahl Gasstrahlen heraustreten. Dieses System wird mit weichen Blattfedern gegen eine nicht geaeigte rotierende Scheibe angedrückt. Der austretende Luftstrom erzeugt eine Gegenkraft, die der Federkraft das Gleichgewicht zu halten sucht. Der sich einstellende Abstand ist im Mittel gerade so groß, daß das in das Objektiv eintretende Lichtbündel auf die rotierende Platte fokussiert wird* Das bekannte System hat wegen der seitlichen Kammer ein beträchtliches Gewicht und eine Ausdehnung von ca. 4cm, so daß der Rand der Platte, vor » .welcher die Optik in Stellung gehalten wird, um' den Betrag von etwa 2cm nicht ausgenutzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Konstruktion-eines Objektivs mit Luftlager ist in Fig. 2 gezeigt. Das Objektiv weist eine Kappe 4 mit planer Vorderfläche und mit einer zentrischen Bohrung zum Durchtritt des Lichtes und der Luft für das Luftlager auf. Ein Zuführungskanal 5 für die Preßluft ist an dem Objektiv befestigt. Gestaltet man die Hülse der Mikroskop-Optik aus Magnesium oder einem anderen Leichtmetall oder aus Kunststoff, so kann das Gewicht des luftgelagerten Objektivs noch wesentlich herabgesetzt werden. Eine Herabsetzung auf 1 bis 2 Gramm ist realisierbar. Mit nur einer Austrittsöffnung für das Luftlager wird gegenüber einer Anordnung mit einer größeren Anzahl von Austrittsöffnungen bei gleicher Tragkraft der Luftlager die Austrittsgeschwindigkeit erhöht, so daß die Entfernung von Staubteilchen auf dem;

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Speiche rm ediu' verbessert wird. Da die Luft-Auetrlttsöffnung vor den Objektiv liegt, vird außerdem einer Diffusion von Metalldäitpfen, wie nie beim BohreIbVorgang auf dem ßpeichermedium entstehen, Keßen die Objjek ti voberf lache entgegengewirkt. ·

Das Objektiv wird von einer Blattfederaufhängung geführt, die nur einen Bewegungsfreiheitsgrad zuläßt. Sine Vorspannung übt eine Kraft auf das Objektiv In ftiohtung Bildplatte aus. Dieser Kraft wird durch die Druckkräfte des Ififtpolstere das Gleichgewicht gehalten· Die VorSpannung soll sich bei einer Bewegung des Objektive innerhalb des ßtellbereiehs relativ wenig ändern, weil nur dann die Einstellung des Gleichgewichts der Kräfte mit vernachlässigbaren Änderungen des Abstandee zwischen Objektiv und Platte verbunden ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, die Abstandshaltung der luftgelagerten Optik mit der ßpurführung Ku koppeln. Hit einem zusätzlichen Freiheitsgrad des Objektives senkrecht zur Spur kann man eine Spurnachführung bei der Abtastung durch seitliche Objektivbewegungen erzielen. Der ßchreibfleck bewegt sich dabei um dieselbe Strecke wie das Objektiv; es ergibt sich daher ein großer Stellbereich. Wegen des sehr geringen Objektiv-Gewichte läßt sich eine Regelfrequenz von 50 Hz erreichen, wie sie für den Ausgleich einer exzentrischen Einspannung der Bildplatte erforderlich ist. Die Anwendung des beschriebenen"I/uftlagers zur Einhaltung eines konstanten Abstände8 zwischen Objektiv und Speichermedium ist nicht auf den Fall beschränkt, daß das Objektiv axial beweglich ist, um der Oberfläche des Speichermediums folgen zu können. Als Umkehrung hierzu kann das Objektiv feststehen und das Speichermedium in Strahlrichtung etwas beweglich sein.

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Claims

Patentanspruch

Luftlager für optische Systeme zur Stabilisierung des Ab-Standes zwischen dem System und einem beweglichen Speichermedium, bei dem ein Luftstrom durch öffnungen in dem System auf das Speichermedium gerichtet ist und das System selbst . beweglich aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine einzige öffnung in der optischen Achse des Systems vorgesehen ist, durch die außer der Luft auch das Lichtstrahlenbündel des optischen Systems hindurchtritt und daß das optische System zum Ausgleich schneller Abstandsschwankungen extrem leicht gehalten ist.

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