DE2523376A1 - Elektromagnetischer wandler, insbesondere spiegelgalvanometer - Google Patents
Elektromagnetischer wandler, insbesondere spiegelgalvanometerInfo
- Publication number
- DE2523376A1 DE2523376A1 DE19752523376 DE2523376A DE2523376A1 DE 2523376 A1 DE2523376 A1 DE 2523376A1 DE 19752523376 DE19752523376 DE 19752523376 DE 2523376 A DE2523376 A DE 2523376A DE 2523376 A1 DE2523376 A1 DE 2523376A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- flexible member
- mirror
- component
- deflection
- galvanometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R9/00—Instruments employing mechanical resonance
- G01R9/02—Vibration galvanometers, e.g. for measuring current
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE
Dr.-lng. Wolff
H. Bartels
H. Bartels
Dipl.-Chem. Dr. Brandes Dr.-lng. Held
Dipl.-Phys. Wolff
Dipl.-Phys. Wolff
0-7 Stuttgart 1, Lange Straße 51
Tel. (0711) 29 63 10 u. 29 72 95
Telex 07 22312 (patwod)
Telegrammadresse:
tlx 07 22312 wolff Stuttgart
PA Dr. Brandes: Sitz München Postscheckkonto Stgt. 7211-700
Deutsche Bank AG, Stgt. 14/28630
Bürozeit:
8-11.30 Uhr, 13.30-16 Uhr
außer samstags
26. Mai 1975
Unsere Ref.j 124 606/487333 kdk
Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York,
Vereinigte Staaten von Amerika
Vereinigte Staaten von Amerika
Elektromagnetischer Wandler, insbesondere Spiegelgalvanometer
Telefonische Auskünfte und Aufträge sind nur nach schriftlicher
509849/0386 · Bestätigung verbindlich
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen
Wandler zur Lageeinstellung eines lichtreflektierenden Spiegels, der am einen Ende eines im Betrieb auf Biegung beanspruchten,
flexiblen Gliedes angebracht ist, mit einem Elektromagneten und einem permanenten Magneten, die in
Abhängigkeit von Veränderungen der Stärke der Erregung des Elektromagneten relativ zueinander bewegbar sind, wobei
einer der beiden Magneten für die Lageeinstellung des Spiegels mit diesem gekoppelt ist. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Spiege'lgalvanometer für eine Verwendung zum Einlesen und Herauslesen von Daten bei der Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung.
Bei den am häufigsten benutzen Galvanometern handelt es
sich nicht um solche der eingangs genannten Art, bei denen der Spiegel am einen Ende eines im Betrieb auf Biegung beanspruchten,
flexiblen Gliedes angebracht ist, sondern um Galvanometer, bei denen der als beweglicher Anker dienende
Bauteil in Ankerlagern drehbar gelagert ist. Ein Beispiel solcher Galvanometer ist in der US-Patentschrift 440 291
aufgezeigt. Derartige Galvanometer haben nur eine Lebensdauer von ungefähr 100 Stunden bei Frequenzen von 7OO bis
1.500 Hz. Die Genauigkeit und der Wirkungsgrad solcher Galvanometer nimmt während der Betriebslebensdauer derselben laufend ab, bis ein Zustand erreicht ist, bei dem dauernde
riachJustierungen erforderlich sind, um einen Betrieb innerhalb
bestimmter Toleranzgrenzen, die in Bezug auf die Genauigkeit einzuhalten sind, zu ermöglichen. Dies ist einer der Gründe,
warum für manche Zwecke anstelle derartiger Galvanometer Spiegelräder oder Prismenräder zur Anwendung gebracht worden
sind.
Es ist auch bereits ein Galvanometer der eingangs genannten
Art in der US-Patentschrift 3 386 786 aufgezeigt, bei dem der Spiegel an einem im Betrieb auf Biegung beanspruchten,
flexiblen Glied angebracht ist. Bei diesem bekannten Galvano-
609849/0386
meter sind zwar die Probleme vermieden, die sich bei der vorausgehend erwähnten Art von Galvanometern aufgrund
des Lagerverschleißes ergeben . Dafür tritt jedoch der Nachteil auf, daß die Ablenkung nicht mit so hoher Genauigkeit
erfolgt, daß diese bekannten Galvanometer für Zwecke der Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitungstechnik anwendbar
wären.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen
Wandler der in Rede stehenden Art zu schaffen, der mit hoher Genauigkeit über lange Betriebszeiträume hinweg
arbeitet.
Diese Aufgabe ist bei einem elektromagnetischen Wandler der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das flexible Glied eine Querschnittsfläche aufweist, die in einer Richtung eine weit größere Ausdehnung als in der zu
dieser Richtung senkrecht verlaufenden Richtung aufweist, so daß das flexible Glied im wesentlichen nur in einer Richtung
biegsam ist, und daß die kleinere Ausdehnung der Querschnittsfläche
in einem die effektive Drehachse des flexiblen Glieds enthaltenden Abschnitt eine Verjüngung
besitzt. Durch eine solche Ausbildung des flexiblen Glieds wird erreicht, daß dieses in einer Richtung, nämlich
in der Richtung der größeren Ausdehnung der Querschnittsfläche desselben, sehr viel biegesteifer ist als in
der Richtung der kleineren Ausdehnung der Querschnittsfläche, wo das flexible Glied in einem Abschnitt noch zusätzlich verjüngt
ist, der sich im Bereich der effektiven Biegung, d.h. in der Nähe der sich hierbei ergebenden "effektiven Drehachse"
befindet. Die Ablenkung erfolgt somit mit äußerster Genauigkeit
ausschließlich in einer einzigen Ebene, so daß höchsten Anforderungen hinsichtlich der Positionierung eines abgelenkten
Lichtbündels Genüge getan werden kann.
509849/0386
werden Dadurch kann ein Galvanometer geschaffen^ das für eine mit
hoher Geschwindigkeit erfolgende Ablenkung eines Lichtbündels geeignet ist, beispielsweise des Bündels einer Laserquelle.
Hierbei kann das flexible Glied an seinem einen Ende in einer Halterung aus elektrisch isolierendem und magnetisch neutralem
Werkstoff eingespannt sein, beispielsweise in einem Kunststoff block. Am freien Ende des flexiblen Glieds ist ein Anker
befestigt, an dem wiederum der Spiegel.angebracht ist. Das
vorzugsweise flexible Glied trägt außerdem/eine Spule zur Erzeugung eines
veränderbaren magnetischen Feldes, wobei die Spule hinter der Rückseite des Spiegels angeordnet ist. Eine steuerbare Stromquelle
ist mit der Spule verbunden. Das den Anker bildende, den Spiegel aufweisende Bauteil ist zusammen mit dem flexiblen
Glied relativ zu einem Permanentmagnet, der in bei Galvanometern üblicher Ausbildung Polschuhe aus Weicheisen aufweist,
so angeordnet, daß der Anker sich innerhalb des von den Polschuhen erzeugten magnetischen Feldes befindet und daß
ein Ende des flexiblen Glieds sich zumindest über den Bereich der Polschuhe und das von diesen erzeugte Feld hinauserstreckt.
Dadurch, daß das flexible Glied einen in der Richtung der kleineren Ausdehnung seiner Querschnittsfläche noch weiter verjüngten
Abschnitt aufweist, ergibt sich eine noch bessere Flexibilität in Richtung der kleineren Abmessung der Querschnittsflache.
Dieser verjüngte Abschnitt ist auf die Lage des Massenzentrums des als Anker dienenden Bauteils so ausgerichtet,
daß die aufgrund einer Veränderung des durch die Spule fließenden Stroms erzeugte Bewegung um eine effektive
Drehachse erfolgt, die im wesentlichen durch das Massenzentrum des Ankers verläuft. W6nn eine Veränderung der Stromstärke
in der Spule hervorgerufen wird, dann ergibt sich eine Änderung des magnetischen Feldes, wodurch das flexible Glied
durch Kräfte bewegt wird, die sich durch die Reaktion zwischen dem veränderbaren magnetischen Feld und dem durch den
Permanentmagnet erzeugten Dauerfeld ergeben.
509849/0386
*■" a "~
Dadurch wird das flexible Glied gebogen, wobei die Bewegung
nur in der gewünschten Ebene erfolgt und wobei die sich ergebende Auslenkung von der Veränderung des magnetischen
Feldes abhängig ist. Wenn das flexible Glied sich in dieser Weise biegt, bewegt sich der am Anker befestigte Spiegel
ebenfalls, so daß ein auf den Spiegel auftreffendes Lichtbündel um einen Winkel ausgelenkt wird, der der Stärke
der Biegung entspricht.
Feldes abhängig ist. Wenn das flexible Glied sich in dieser Weise biegt, bewegt sich der am Anker befestigte Spiegel
ebenfalls, so daß ein auf den Spiegel auftreffendes Lichtbündel um einen Winkel ausgelenkt wird, der der Stärke
der Biegung entspricht.
5098A9/0386
"Jo —
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen vergrößert gezeichneten Querschnitt durch ein eine Anker-Spiegel-Einheit
bildendes Bauteil eines Galvanometers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels
;
Fig. 3 einen abgebrochen gezeichneten Teilquerschnitt durch den Polbereich eines
Galvanometers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und
Fig. 4 eine Diagrammdarstellung, in der die
optische Ablenkung eines Galvanometers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
als Funktion der Frequenz der Treiberspannung dargestellt ist.
In Fig. 1 ist ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes Bauteil gezeigt, das einen Spiegel 13, ein flexibles Glied 14
sowie eine Einrichtung zum Erzeugen eines veränderbaren magnetischen Feldes aufweist. Diese Einrichtung zum Er
zeugen des veränderbaren magnetischen Feldes weist Eisenkerne 15 und eine den Eisenkernen 15 zugeordnete Spule
auf. Mittels eines Klebstoffes 16, beispielsweise eines Epoxydharzes, sind der Spiegel 13 und die Eisenkerne 15 mit
dem freien Ende des flexiblen Glieds 14 verbunden. Mit seinem anderen Ende 19 ist das flexible Glied 14 in einem
509849/0386
als Halterung dienenden Block 22 aus einem elektrisch isolierenden
und magnetisch neutralen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, befestigt. Wenn ein elektromagnetisch
neutraler Halterungsblock, beispielsweise ein Kunststoffblock, hierbei Verwendung findet, dann erfolgt die Ablenkung
des flexiblen Glieds 14 genau in Abhängigkeit von wahlweisen Änderungen des Stromflusses durch die Spule 18. Wie es in
Fig. 1 gezeigt ist, ist die Spule 18 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel als ununterbrochene Drahtwicklung ausgeführt,
die um das Bauteil 12 herumgewunden ist. Die Spule 18 ist mit Anschlußleitungen versehen, die nicht gezeigt
sind und über die die Spule mit einer ebenfalls nicht dargestellten, steuerbaren Stromquelle verbindbar ist.
Wie zu ersehen ist, sind auch die einzelnen Windungen der Spule 18 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung
nicht dargestellt. Das flexible Glied 14 weist eine effektive Drehachse auf, die mit 26 bezeichnet istt im wesentlichen
senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft und im wesentlichen im Massenzentrum des Bauteils 12 verläuft. Da das
flexible Glied sich nicht nur an einer genau definierten
Stelle biegt, wird hier der Ausdruck "effektive Drehachse" verwendet, um die zentrale Stelle zu bezeichnen, um die die
Ausbiegung sozusagen stattfindet. Wenn hier also von "Drehachse" die Rede ist, so soll darunter die "effektive Drehachse"
verstanden werden.
Ein Abschnitt 21 des flexiblen Glieds 14, der im wesentlichen zwischen dem eingespannten Ende 19 und dem freien Ende
gelegen ist, weist eine verkleinerte Querschnittsfläche auf, um durch diese Verjüngung eine größere Empfindlichkeit
in Bezug auf die Ausbiegung oder Auslenkung zu erreichen. Es sei bemerkt, daß dieser verjüngte Abschnitt 21 sich in
dem Bereich derDrehachse 26 und über den Bereich derselben hinaus erstreckt, also ebenfalls im Bereich des Massenzentrums
des Bauteils 12 gelegen ist. Das Bauteil 12 biegt sich in den durch einen Doppelpfeil A angegebenen Richtungen
um die Drehachse 26. In der senkrecht zur Zeichenebene ver-
509849/0386
laufenden Richtung findet keine Bewegung des Bauteils 12 statt. Somit kann der Spiegel 13 aus seiner zentralen Ruhelage
in beiden Richtungen bis etwa 7° ausgelenkt werden. Wenn die Auslenkung größer als etwa 7° ist/ verkürzt sich
die Lebensdauer des flexiblen Glieds 14. Vorzugsweise beträgt die Auslenkung in beiden Richtungen ungefähr 3° bis
5°.
Wie es Fig. 2 zeigt, kann der in Fig. 1 dargestellte Bauteil
12 in einem Galvanometergehäuse normaler Bauart angeordnet werden. Ein solches, in Fig. 2 als Ganzes mit 28
bezeichnetes, Galvanometergehäuse weist einen Befestigungszapfen 29 auf, der an einer Grundplatte 30 befestigt ist.
Die Grundplatte 30 trägt einen Grundkörper 31 aus Weicheisen sowie Magnete 32 und 33 sowie Polschuhe 34 und 35.
Zwischen den Magneten 32 und 33 ist ein Kunststoffblock 36 angeordnet, der mit einem Schlitz versehen ist, in dem das
Ende 19 des flexiblen Glieds 14 in bekannter Weise fest angebracht ist. In Fig. 2 ist der Spiegel 13 in einer solchen
Lage gezeigt, bei der die winkelmäßige Auslenkung (bei einem Bauteil 12 der in Fig. 1 gezeigten Art) in einer horizontalten
Ebene erfolgt. Das Galvanometer kann jedoch auch so angebracht werden, daß der Spiegel 13 in solcher Lage
ist, daß die Auslenkung in einer vertikalen oder jeder anderen gewünschten Ebene erfolgt.
Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des als Anker-Spiegel-Einheit dienenden Bauteils 12, Es findet
ein Block 22 aus Kunststoff Verwendung, da Kunststoff keine elektrischen oder magnetischen Eigenschaften aufweist, die
unerwünschte Veränderungen in dem erzeugten variablen und in dem permanenten Magnetfeld hervorrufen könnten.
509849/0386
.a.
Das flexible Glied 14 ist vorzugsweise aus Federstahl, kann jedoch auch aus rostfreiem Stahl, Beryllium, Federmessing,
federndem Bronzematerial oder dergleichen gefertigt sein. Federstahl ist, da bei diesem eine Ätzung hoher
Güte möglich ist und äußerste Ermüdungsfestigkeit gegeben ist, vorzuziehen, obwohl Federstahl nicht so korrisionsbeständig
ist wie einige andere Metalle. Beim Ausführungsbeispiel
bestellt das flexible Glied 14 aus einem Federstahl in
,nur
einer Stärke von/0,2 bis 0,38 mm, wenn man von dem durch Ätzen verjüngten Abschnitt 21 absieht. Die Breite des flexiblen Glieds 14, in Fig. 1 und 3 senkrecht zur Zeichenebene gemessen, beträgt ungefähr 1,3 cm, kann jedoch in einem Bereich von 0,6 cm bis 1,6 cm frei gewählt werden oder auch größer oder kleiner sein je nach dem Gewicht des Spiegels 13; der Spule 18 und der Eisenkerne 15 und je nach der gewünschten Betriebsfrequenz. Die Stärke sollte ausreichend bemessen werden, um das Gewicht des Bauteils 12 während der oszillierenden Bewegung tragen zu können. Durch Versuche läßt sich die geeignete Größe für aus bestimmten Kombinationen von Einzelteilen bestehende Bauteile 12 ermitteln. Der Spiegel 13 kann einen Durchmesser von ungefähr 0,5 cm und eine Stärke von ungefähr 0,38mm aufweisen und kann durch einen Epoxidharz-Klebstoff an dem freien Ende des flexiblen Glieds 14 befestigt sein. Die Eisenkerne können ebenfalls durch einen Epoxydharz-Klebstoff mit dem freien Ende des flexiblen Glieds 14 verbunden sein, wobei sie etwas hinterhalb des Spiegels 13 angeordnet sein können, um zu erreichen, daß das Massenzentrum des Bauteils 12 im wesentlichen mit der effektiven Drehachse 26 des flexiblen Glieds 14 zusammenfällt. Die Eisenkerne 15 sind aus Weicheisen mit einer Länge von 2,9 bis 2,5 mm und sind mit ungefähr 40 Windungen lackierten Kupferdrahts von 0,08 mm Durchmesser bewickelt. Die Eisenkerne 15 und die Spule 18 bilden einen Anker 23, dessen äußere Oberfläche nur einen so großen Spielraum
einer Stärke von/0,2 bis 0,38 mm, wenn man von dem durch Ätzen verjüngten Abschnitt 21 absieht. Die Breite des flexiblen Glieds 14, in Fig. 1 und 3 senkrecht zur Zeichenebene gemessen, beträgt ungefähr 1,3 cm, kann jedoch in einem Bereich von 0,6 cm bis 1,6 cm frei gewählt werden oder auch größer oder kleiner sein je nach dem Gewicht des Spiegels 13; der Spule 18 und der Eisenkerne 15 und je nach der gewünschten Betriebsfrequenz. Die Stärke sollte ausreichend bemessen werden, um das Gewicht des Bauteils 12 während der oszillierenden Bewegung tragen zu können. Durch Versuche läßt sich die geeignete Größe für aus bestimmten Kombinationen von Einzelteilen bestehende Bauteile 12 ermitteln. Der Spiegel 13 kann einen Durchmesser von ungefähr 0,5 cm und eine Stärke von ungefähr 0,38mm aufweisen und kann durch einen Epoxidharz-Klebstoff an dem freien Ende des flexiblen Glieds 14 befestigt sein. Die Eisenkerne können ebenfalls durch einen Epoxydharz-Klebstoff mit dem freien Ende des flexiblen Glieds 14 verbunden sein, wobei sie etwas hinterhalb des Spiegels 13 angeordnet sein können, um zu erreichen, daß das Massenzentrum des Bauteils 12 im wesentlichen mit der effektiven Drehachse 26 des flexiblen Glieds 14 zusammenfällt. Die Eisenkerne 15 sind aus Weicheisen mit einer Länge von 2,9 bis 2,5 mm und sind mit ungefähr 40 Windungen lackierten Kupferdrahts von 0,08 mm Durchmesser bewickelt. Die Eisenkerne 15 und die Spule 18 bilden einen Anker 23, dessen äußere Oberfläche nur einen so großen Spielraum
509849/0386
relativ zu konkaven Randbereichen 38 der Polschuhe 34, 35
aufzuweisen braucht, wiä es für die freie Bewegbarkeit des Ankers erforderlich ist. Die konkaven Randbereiche 38 nehmen
den Anker 23 zwischen sich auf und sind kreisbogenf örrnig, wobei der Durchmesser in der Größenordnung von 2,5 bis 3,0 mm
liegt. Der Block 22 aus Kunststoff hat einen Abstand von etwa 0,38 mm von den Polschuhen 34, 35. Die Drehachse 26 des Bauteils
12 liegt, innerhalb eines Abschnitts 21 des flexiblen Glieds 14, der in parallel zur Zeichnungsebene (Fig. 3) verlaufenden
Richtung auf eine Stärke in der Größenordnung von 0,25 mm verjüngt ist. Diese Verjüngung ist vorzugsweise dadurch
hervorgerufen worden, daß im Bereich des Abschnitts 21, also im Bereich der effektiven Drehachse 26 des flexiblen
Glieds 14,ein Ätzvorgang durchgeführt wurde. Der durch Ätzen erzeugte Biegebereich des flexiblen Glieds 14, d.h.
der verjüngte Abschnitt 21, ist ungefähr 0,76 bis 1,3 mm lang.
Das in Fig. 3 gezeigte Galvanometer kann dadurch gedämpft v/erden, daß man in dem Raum zwischen dem Kunststoffblock 36
und den Magneten 32, 33 und/oder rings um die Spule 18 ein Dämpfungsmittel anordnet, das aus Silikongummi besteht, verdünnt
mit einem Verdünnungsmittel, beispielsweise mit ungefähr
50 bis 75 % Trichlor-Trifluoräthan (bei diesem Verdünnungsmittel handelt es sich um Freon 113, eingetragenes Warenzeichen
der Firma E.I. Dupon de Nemours & Co6).
Dis in Fig. 4 dargestellten Kurven zeigen die optische Ablenkung,
die mit einem Galvanometer der hier beschriebenen Art mit oder ohne Dämpfung erhalten wird. Beim ungedämpften
Galvanometer sind zwei Resonanzfrequenzen ausgeprägt. Die erste Resonanzfrequenz beträgt etwa 1,18 kHz und ist die
stärkere Resonanz mit dem höheren Maximum, das mit B bezeichnet ist. Diese erste Resonanz ist die der Rückstellkraft
des flexiblen Glieds 14 zususchreibsM© Basis-Resonanzfrequenz,
Das kleinere zweite, in Fig. 4 mit C bezeichnete
509843/0386
-LO-
-4i.
Maximum.zeigt, daß eine scharf abgegrenzte, sekundäre Resonanz
als kleines Vielfaches der Basis-Resonanzfrequenz auftritt. Unerwünschte höherfrequente, sekundäre Resonanzen
ergeben sich durch die Verschiebung der Drehachse aus dem Bereich des Massenzentrums des Bauteils 12 heraus. Es ist
zu ersehen, daß das oben beschriebene Galvanometer eine leicht induktive Charakteristik und eine einzige starke
Resonanz aufweist.
Das flexible Glied 14 biegt sich um die in Fig. 1 und 3 angedeutete
effektive Drehachse 26. Bei dem hier beschriebenen Galvanometer hat das flexible Glied in seinem zentralen Teil
in der Nähe der effektiven Drehachse einen Abschnitt verringerter Dicke oder verringerter Querschnittsfläche. Dies
dient der Verringerung der Steifigkeit, die sich mit der dritten Potenz der Materialstärke ändert. Die Verjüngung oder
Verringerung der Querschnittsfläche kann durch Ätzen erzeugt werden. Wird die Biegung des flexiblen Glieds auf einen
Maximalwert von etwa - 7° relativ zur Nullage oder zur Normallage beschränkt, dann tritt im wesentlichen keinerlei
Materialermüdung auf. Die Art und Weise, in der der verjüngte Abschnitt 21 durch Ätzen oder andere Verfahren im einzelnen
hergestellt werden kann, ist dem Fachmann geläufig und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden.
Die Kriterien für das Versagen von federnden, flexiblen Gliedern sind in der Fachwelt bekannt. Wenn beispielsweise eine
Feder eintausendmal mit dem Doppelten ihrer normalen Biegegeschwindigkeit gebogen werden kann (ohne zu Brechen), dann
steht ein Versagen der Feder nicht mehr in einem direkten Zusammenhang mit der normalen Beanspruchung im Normalbetrieb.
Die hier aufgezeigten flexiblen Glieder wurden in Versuchen erprobt, ohne daß ein einziges Versagen bei mehreren Millionen
von Arbeitszyklen beim Doppelten der normalen Ablenkgeschwindigkeit mit und ohne Dämpfung aufgetreten wäre.
509 8 4 9/0386
-νί-
Die bevorzugte Auslenkung des Spiegels 13 beträgt bei den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
- 3° bis - 5°. Eine solche Auslenkung ist für das Anwendungsgebiet "HöchgeschwindigTceits-Lesen-Schreiben von Daten" ausreichend.
Die hier aufgezeigte Konstruktion des Galvanometers läßt jedoch auch ohne Beeinträchtigung Auslenkungen von - 7
zu. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind unerwünschte Formen von Streuvibrationen längs der Längenausdehnung des
flexiblen Glieds 14 vermieden. Dies wird dadurch erreicht, daß das Massenzentrum des Bauteils 12 in der beschriebenen
Lagebeziehung zu der effektiven Drehachse 26 steht. Es ist natürlich wichtig, daß der Spiegel 13 fest an dem flexiblen
Glied 14 angebracht ist, damit der Spiegel 13 keine andere Bewegung ausführen kann als das flexible Glied 14 und der
Anker 23.
Für die Auswahl der Abmessungen des Spiegels gibt es einen Bestwert. Die Größe hängt natürlich von der Form ab, die der
Spiegel bei dem betreffenden Anwendungsfall hat, von dem Biegemoment,
das auf das Bauteil 12 einwirkt^ und von den Trägheitsmomenten
des Bauteils 12 und des Spiegels 13. Das Trägheitsmoment des Spiegels 13 sollte zwischen etwa 0,2 und 0,333
des Trägheitsmoments des Bauteils 12 betragen, um bei den Abtast- oder Ablenkvorgängen eine Höchstzahl auflösbarer Punkte
zu bekommen.
Mit Vorteil findet ein Spiegel Verwendung, der an seiner reflektierenden
Oberfläche plan und an seiner Rückseite konvex ist, wobei die Randbereiche des Spiegels sehr dünn sind.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Spiegel senkrecht zur Biegung breit, jedoch längs der Biegeachse äußerst schmal ist.
Beide vorgenannten Ausführungsformen erbringen eine größere optische Breite bei gegebener Auslenkung und gegebenem Trägheitsmoment.
Es wird daher eine größere Anzahl auflösbarer Punkte bei derartigen Spiegeln erhalten, verglichen mit einem
509849/0386
-Vi-
einfachen, scheibenförmigen, biplanen Spiegel.
Bei äußerst kleinen Ankern kann der Eisenkern in Wegfall kommen,und die Spule kann um das flexible Glied herumgewickelt
sein. Hierbei kann ein Klebstoff oder polymerer Kunststoff dazu dienen/ um die Spulenanordnung zu versteifen.
Die hierbei auftretende, durch das Fehlen des ferromagnetischen Werkstoffs verursachte Verringerung des
Biegemoments wird durch die hierbei gegebene Verringerung des Trägheitsmoirtents kompensiert.
509849/0386
Claims (4)
1.JElektromagnetischer Wandler zur Lageeinstellung eines
lichtreflektierenden Spiegels, der am einen Ende eines
im Betrieb auf Biegung beanspruchten, flexiblen Gliedes angebracht ist, mit einem Elektromagneten und einem
permanenten Magneten, die in Abhängigkeit von Veränderungen der Stärke der Erregung des Elektromagneten
relativ zueinander bewegbar sind, wobei einer der beiden Magneten für die Lageeinstellung des Spiegels mit diesem
gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Glied(14)eine Querschnittsfläche aufweist, die in-einer
Richtung eine weit größere Ausdehnung als in der zu dieser Richtung senkrecht verlaufenden Richtung aufweist,
so daß das flexible Glied (14) im wesentlichen nur in einer Richtung biegsam ist, und daß die kleinere Ausdehnung
der Querschnittsfläche in einem die effektive Drehachse (26) des flexiblen Glieds (14) enthaltenden
Abschnittv.(21) eine Verjüngung besitzt.
2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
der mit dem Spiegel(13)gekoppelte, einen der Magneten
(15, 18) aufweisende Bauteil (12, 23) zumindest teilweise von einem Dämpfungsmittel für die Dämpfung der
Bewegung dieses Bauteils (12, 23) umgeben ist.
3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmittel einen klebrig nachgiebigen Stoff enthält.
4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß als
klebrig nachgiebiger Stoff eine verdünnte Lösung aus Silikongummi vorgesehen ist«
509849/0386
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/473,635 US3932809A (en) | 1974-05-28 | 1974-05-28 | Deflector galvanometer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2523376A1 true DE2523376A1 (de) | 1975-12-04 |
DE2523376B2 DE2523376B2 (de) | 1979-11-29 |
DE2523376C3 DE2523376C3 (de) | 1980-08-07 |
Family
ID=23880368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2523376A Expired DE2523376C3 (de) | 1974-05-28 | 1975-05-27 | Spiegelgalvanometer |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3932809A (de) |
JP (1) | JPS513270A (de) |
CA (1) | CA1024214A (de) |
DE (1) | DE2523376C3 (de) |
FR (1) | FR2273339B1 (de) |
GB (1) | GB1493010A (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4140968A (en) * | 1977-07-13 | 1979-02-20 | Crompton Parkinson Limited | Damping of electrical measuring instruments |
US4632501A (en) * | 1984-02-16 | 1986-12-30 | General Scanning, Inc. | Resonant electromechanical oscillator |
US4626775A (en) * | 1984-05-04 | 1986-12-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Radio frequency probing apparatus for surface acoustic wave devices |
US4861125A (en) * | 1988-05-06 | 1989-08-29 | Tencor Instruments | Suspension assembly for a scanning mirror |
US5280377A (en) * | 1991-06-28 | 1994-01-18 | Eastman Kodak Company | Beam scanning galvanometer with spring supported mirror |
US20040184124A1 (en) * | 2002-11-13 | 2004-09-23 | Olympus Corporation | Optical deflection device |
CN109507561B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-08-18 | 福建师范大学 | 一种基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2640866A (en) * | 1953-06-02 | Torque compensated galvanometer | ||
US2779442A (en) * | 1947-04-22 | 1957-01-29 | Gen Motors Corp | Vibration damper for gages |
US2570125A (en) * | 1949-11-26 | 1951-10-02 | Gen Electric | Interlocking signaling system for electrical indicating instruments |
US3102233A (en) * | 1961-07-14 | 1963-08-27 | Wacline Inc | Galvanometer with discrete liquid globule damping means |
-
1974
- 1974-05-28 US US05/473,635 patent/US3932809A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-04-22 CA CA225,166A patent/CA1024214A/en not_active Expired
- 1975-05-22 GB GB22245/75A patent/GB1493010A/en not_active Expired
- 1975-05-26 JP JP50062830A patent/JPS513270A/ja active Pending
- 1975-05-26 FR FR7516264A patent/FR2273339B1/fr not_active Expired
- 1975-05-27 DE DE2523376A patent/DE2523376C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1024214A (en) | 1978-01-10 |
US3932809A (en) | 1976-01-13 |
DE2523376B2 (de) | 1979-11-29 |
FR2273339A1 (de) | 1975-12-26 |
GB1493010A (en) | 1977-11-23 |
FR2273339B1 (de) | 1979-06-15 |
DE2523376C3 (de) | 1980-08-07 |
JPS513270A (de) | 1976-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69432250T2 (de) | Planarer galvanospiegel und dessen herstellungsverfahren | |
DE4138405C1 (de) | ||
DE69213577T2 (de) | Magnetischer Positionssensor | |
DE3706966C2 (de) | ||
DE3344262A1 (de) | Halterung fuer ein optisches system und positionierungsvorrichtung fuer die verwendung in einem optischen lesegeraet | |
DE2938212A1 (de) | Motor nach dem galvanometer-prinzip | |
EP0048867A1 (de) | Faseroptische Brückenschaltungsvorrichtung | |
DE3917724A1 (de) | Objektivlinsen-antriebsvorrichtung in einem optischen abtaster | |
DE60005900T2 (de) | Faseroptischer Reflektionstyp-Schalter mit Spiegel | |
DE69210110T2 (de) | Strahlabtast-Galvanometer mit Spiegel und Magnet von geringer Trägheit | |
DE3133062C2 (de) | Vibrationsmeßfühler | |
DE2523376A1 (de) | Elektromagnetischer wandler, insbesondere spiegelgalvanometer | |
DE68921324T2 (de) | Vorrichtung zur Bewegung eines Wandlers. | |
DE112021005758T5 (de) | Energieerzeugungselement, Magnetsensor, Wertgeber und Motor | |
DE2734331C2 (de) | Tonabnehmer | |
DE2006996B2 (de) | Aufnehmer fur geradlinige Bewegungen oder Winkelbewegungen | |
DE2841140A1 (de) | Schalter fuer lichtleitfasern | |
DE3110798A1 (de) | Druckkopf | |
DE102008001893A1 (de) | Umlenkeinrichtung für elektromagnetische Strahlen | |
DE19823725B4 (de) | Optische Ablenkvorrichtung | |
DE3415623A1 (de) | Stellantrieb fuer optische teile eines optischen abtastkopfs | |
DE2530838B2 (de) | Magnetischer Tonabnehmer | |
DE678813C (de) | Elektromagnetisches Lichtsteuergeraet | |
DE69021301T2 (de) | Generator zur Erzeugung eines modulierten Magnetfeldes. | |
DE562202C (de) | Einrichtung zur Anzeige oder Aufzeichnung des funktionellen Zusammenhanges zweier auf elektrische Groessen zurueckfuehrbarer Groessen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |