DE2557814B1

DE2557814B1 - Scanning mirror

Info

Publication number: DE2557814B1
Application number: DE19752557814
Authority: DE
Inventors: Hasso 6921 Hoffenheim Graesslin
Original assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1977-04-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abtastspiegel, insbesondere mit wabenförmiger Versteifung, der über seine Rückseite an einem biegeschwingerartigen Element gehaltert istThe invention relates to a scanning mirror, in particular with honeycomb reinforcement, which is held on its rear side on a flexural oscillator-like element

Aus der GB-PS 11 60 487 ist ein aus Quarzglas oder Leichtmetall bestehender Spiegel bekannt der sich aus mehreren in parallelen Abständen zueinander verlau- so fenden Schichten zusammensetzt, wobei die Abstände durch sich an den einzelnen Schichten abstützende Versteifungen festgelegt sind. Das DT-GM 18 36 307 beinhaltet femer einen Quarzspiegel, der an wabenförmigen Versteifungen materialhomogen angeformt ist SS Bei keinem der beiden Spiegel ist eine Verwendungsmöglichkeit vorgesehen, die eine bewegliche Lagerung erfordern würde, so daß diesbezüglich Angaben fehlen. Ein gattungsgemäßer Spiegel dagegen ist der DT-OS 03 422 zu entnehmen.From GB-PS 11 60 487 is made of quartz glass or Light metal existing mirrors are known that are made up of several mirrors that are spaced parallel to one another fenden layers composed, with the distances supported by on the individual layers Stiffeners are set. The DT-GM 18 36 307 also contains a quartz mirror which is integrally molded onto honeycomb-shaped stiffeners SS In neither of the two mirrors is a possible use provided that a movable mounting would require, so that information is missing in this regard. A generic mirror, on the other hand, is the DT-OS 03 422.

Die Aufgabe der Erfindung wird nun darin gesehen, eine Anordnung der eingangs genannten Art den Erfordernissen hochauflösender Wärmebildgeräte, vor allem hinsichtlich der Aberration und der damit zusammenhängenden Lagerprobleme, optimal anzupassen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das biegeschwingerartige Element aus zwei Blattfedern besteht die sich einenends nahe demThe object of the invention is now seen in an arrangement of the type mentioned Requirements of high-resolution thermal imaging devices, especially with regard to the aberration and the associated related storage problems. According to the invention this object is achieved solved that the flexible element consists of two leaf springs which are close to one end Schwerpunkt des Spiegels zwecks freitragender Halterung desselben an ihren Breitseiten berühren und zum jeweiligen anderen, gehäuseseitigen Befestigungsende hin etwa V-förmig gespreizt bzw. bogenförmig gekrümmt auseinanderlaufen. Eine dergestalt ausgebildete Lagerung funktioniert zuverlässig und nahezu wartungsfrei. Da eine so gelagerte, doppelte Blattfeder auch bei Dauerbetrieb kaum zu Brüchen neigt ist ihre Lebensdauer vergleichsweise sehr hoch.The center of gravity of the mirror for the purpose of cantilevered support touch the same on their broadsides and to respective other, housing-side fastening end spread out approximately in a V-shape or diverge in an arcuate curve. One trained in this way Storage works reliably and almost maintenance-free. There is also a double leaf spring mounted in this way its service life is comparatively very long and has hardly any tendency to break in continuous operation.

Eine in konstruktiver Hinsicht vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die sich berührenden Enden der Blattfedern in einer konzentrisch an dem Spiegel befestigten Halterung und die gehäuseseitigen Enden an einer Grundplatte festgeklemmt sind. Dadurch erfüllen die Blattfedern in einfacher Weise eine doppelte Funktion: Einmal gewährleisten sie die Schwingfähigkeit des Spiegels als solche und zum anderen sind sie Verbindungselement zwischen dem Spiegel und dem ihm zugehörigen GerätA structurally advantageous embodiment of the invention provides that the touching Ends of the leaf springs in a holder attached concentrically to the mirror and the ends of the housing Ends are clamped to a base plate. As a result, the leaf springs fulfill one in a simple manner double function: on the one hand they guarantee the ability of the mirror to oscillate as such and to the for others they are the connecting element between the mirror and the device belonging to it

Bezüglich einer problemlosen Befestigungsweise der Blattfedern ist es von Vorteil, wenn die Halterung in ihrem Mittelbereich eine Aussparung aufweist in der die sich berührenden Enden der Blattfedern mittels eines über eine Schraubenverbindung kraftschlüssig halterbaren Keils festgeklemmt sind, während die gehäuseseitigen Enden mittels je einer Spannbacke an der Grundplatte festgeklemmt sindWith regard to a problem-free method of fastening the leaf springs, it is advantageous if the holder in its central area has a recess in which the touching ends of the leaf springs by means of a wedge that can be held in a non-positive manner via a screw connection, while the housing-side ends are clamped to the base plate by means of a clamping jaw each

Weitere Merkmale der Erfindung sehen vor, daß im äußeren Bereich der Halterung symmetrisch zur Schwingachse und außerdem in der großen Spiegelachse einander gegenüberliegend wenigstens zwei Permanentmagnete angeordnet sind, denen je ein an der Grundplatte befestigter Ε-Kern mit Antriebsspule zugeordnet istFurther features of the invention provide that in the outer region of the bracket symmetrically to Oscillation axis and also in the large mirror axis opposite to each other at least two permanent magnets are arranged, each one on the Base plate attached Ε-core with drive coil is assigned

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dies lben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigtIn the following, an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing, the parts corresponding to one another in the individual figures having the same reference numbers. It shows

F i g. 1 die komplette erfindungsgemäße Anordnung - - zum Teil im SchnittF i g. 1 the complete arrangement according to the invention - - partly in section

F i g. 2 den Abtastspiegel mit zur Verdeutlichung des strukturellen Aufbaus teilweise herausgebrochener Abdeckschicht — in perspektivischer Darstellung undF i g. 2 the scanning mirror with partially broken away to illustrate the structural design Cover layer - in perspective and

F i g. 3 die Verformung der Blattfedern während der Abtastbewegung des Spiegels — schematisch dargestellt.F i g. 3 the deformation of the leaf springs during the scanning movement of the mirror - shown schematically.

Der mehrschichtige Spiegel 1 eines lediglich über seine Grundplatte 13 angedeuteten Wärmebildgerätes besteht aus den beiden dünnen ovalen Platten 2 und 3 aus beispielsweise Aluminium oder einer Aluminium-Magnesium-Legierung. Vorzugsweise aus demselben Material besteht auch die — wie aus F i g. 2 ersichtlich - nach Art der Sandwichbauweise wabenmäßig strukturierte Füllung 23, die mit den beiden Platten 2 und 3 im Tauchlötverfahren oder durch einen Kleber mit einem hohen, etwa von -40° C bis +80° C reichenden Temperaturbereich verbunden ist Die dem Füllmaterial 23 abgekehrte Seite der Platte 2 ist plan geschliffen, hart vergütet und mit einem Infrarot-Reflexbelag 21 beschichtet. An der dem Füllmaterial 23 abgekehrten Seite der Platte 3 ist eine Halterung 4 konzentrisch zum Spiegel befestigt In ihrem Mittelbereich ist eine Aussparung 22 und in dieser eine schräg verlaufende Gewindebohrung 24 vorgesehen. Mit Hilfe einer entsprechenden Schraube 25 kann ein Keil 9,10 in der Aussparung 22 befestigt und dadurch zwischen diesem Keil und einer Wand der Aussparung das spitzeThe multilayer mirror 1 of a thermal imaging device indicated only by its base plate 13 consists of the two thin oval plates 2 and 3 made, for example, of aluminum or an aluminum-magnesium alloy. Preferably from the same Material also consists of - as in FIG. 2 can be seen - honeycomb-like, based on the type of sandwich construction structured filling 23, which is connected to the two plates 2 and 3 in a dip soldering process or by means of an adhesive is associated with a high temperature range ranging from -40 ° C to + 80 ° C The side of the plate 2 facing away from the filler material 23 is ground flat, hardened and coated with an infrared reflective coating 21. At the filling material 23 On the opposite side of the plate 3, a holder 4 is fastened concentrically to the mirror extending threaded bore 24 is provided. With the aid of an appropriate screw 25, a wedge 9.10 in attached to the recess 22 and thereby the point between this wedge and a wall of the recess

Ende der im wesentlichen V-förmig ausgebildeten Blattfeder 7, 8 eingeklemmt werden. Ihre beiden Schenkel 7 und 8 verlaufen von dieser Befestigungsstelle aus halbkreisförmig nach außen. Mit ihren sich nicht berührenden Enden liegt die Blattfeder 7, 8 auf der Grundplatte 13 auf. Dort sind auch dies? Enden mittels je einer Spannbacke 11 bzw. 12 — die über in (Gewinde-)Bohrungen 28 bzw. 29 der Grundplatte vorgesehene Schrauben 26 bzw. 27 angezogen werden können — festgeklemmt Neben der Lagerung des Spiegels 1 dier* die Blattfeder 7, 8 als Schwingsystem, das in den Dimensionen auf die Resonanzfrequenz abgestimmt ist Der Antrieb des um seine kleine Achse schwingenden Spiegels t geht dabei wie folgt vor sich:The end of the essentially V-shaped leaf spring 7, 8 are clamped. You two Legs 7 and 8 extend outward in a semicircle from this fastening point. Not with theirs The leaf spring 7, 8 rests on the contacting ends on the base plate 13. There are these too? Ends by means of one clamping jaw each 11 or 12 - which are in (threaded) bores 28 and 29 of the base plate provided screws 26 and 27 can be tightened - clamped in addition to the storage of the Mirror 1 dier * the leaf spring 7, 8 as a vibration system, which in the dimensions to the resonance frequency The drive of the mirror t, which oscillates around its minor axis, proceeds as follows:

In ihrem Außenbereich trägt die Halterung 4 symmetrisch zur Schwingachse und außerdem in der großen Spiegelachse einander gegenüberliegend zwei Permanentmagnete 5 und 6, denen ihrerseits nach außen hin die E-Kerne 14 und 15 mit ihren Antriebsspulen 16 bzw. 17 gegenüberliegen. Kerne und Spulen sind an der Grundplatte 13 befestigt und treiben in der Wechselfolge der Resonanzfrequenz die Permanentmagnete 5 und 6 und über diese den Spiegel 1 an, dessen Auslenkung in F i g. 1 gestrichelt angedeutet ist Die annähernd lineare Winkelgeschwindigkeit wird durch die Dämpfer 18 und 19 erreicht Mit der Bezugszahl 20 ist der Drehpunkt des Spiegels 1 bezeichnet wo auch der Masseschwerpunkt liegt.In its outer area, the bracket 4 carries symmetrically to the swing axis and also in the large mirror axis opposite two permanent magnets 5 and 6, which in turn outward towards the E-cores 14 and 15 with their drive coils 16 and 17, respectively, are opposite one another. Cores and coils are on the Base plate 13 attached and drive the permanent magnets 5 and in the alternation of the resonance frequency 6 and via this the mirror 1, the deflection of which is shown in FIG. 1 indicated by dashed lines is the approximately linear Angular speed is achieved by the dampers 18 and 19. Reference number 20 is the pivot point of the Mirror 1 denotes where the center of mass also lies.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist die doppelte Blattfeder 7,8 im Laufe der Abtastbewegung des Spiegels 1 einer ständigen wechselseitigen Verformung ausgesetzt: Während in F i g. 3b — entsprechend dem in Blickrichtung nach links geneigten Spiegel — das Teil 7 stärker als das Teil 8 gebogen ist zeigt F i g. 3c — jetzt entsprechend dem in Blickrichtung nach rechts geneigten Spiegel — ein im Vergleich mit Teil 7 stärker gebogenes Teil 8.InFi g. 3a dagegen ist die Ruhelage bzw. der Übergang des Spiegels 1 von der einen Extremstellung in die andere dargestellt.As shown in FIG. 3 shows the double leaf spring 7.8 exposed to constant mutual deformation in the course of the scanning movement of the mirror 1: While in FIG. 3b - corresponding to the mirror inclined to the left in the viewing direction - the part 7 stronger when the part 8 is bent, FIG. 3c - now corresponding to the one inclined to the right in the viewing direction Mirror - a part that is more curved than part 7, 8.InFi g. 3a, on the other hand, is the rest position or the transition of the mirror 1 from one extreme position to the other is shown.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Abtastspiegel, insbesondere mit wabenförmiger Versteifung, der über seine Rückseite an einem .biegeschwingerartigen Element gehaltert ist, da- s durch gekennzeichnet, daß das biegeschwingerartige Element aus zwei Blattfedern (7,8) besteht, die sich einenends nahe dem Schwerpunkt (20) des Spiegels (1) zwecks freitragender Halterung desselben an ihren Breitseiten berühren und zum ι ο jeweiligen anderen, gehäuseseitigen Befestigungsende hin etwa V-förmig gespreizt bzw. bogenförmig gekrümmt auseinanderlaufen.1. Scanning mirror, especially with a honeycomb Reinforcement, which is held on a bending oscillator-like element via its rear side, that is characterized in that the flexural vibrator-like element consists of two leaf springs (7,8) consists, which is one end near the center of gravity (20) of the mirror (1) for the purpose of cantilevered support the same touch on their broad sides and to the ι ο respective other, housing-side fastening end approximately V-shaped spread or arcuate diverge in a curved manner.

Z Abtastspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich berührenden Enden der Blattfedern (7, 8) in einer konzentrisch an dem Spiegel (1) befestigten Halterung (4) und die gehöuseseitigen Enden an einer Grundplatte (13) festgeklemmt sind.Z scanning mirror according to claim 1, characterized in that the touching ends of the Leaf springs (7, 8) in a bracket (4) attached concentrically to the mirror (1) and the ends on the housing side are clamped to a base plate (13).

3. Abtastspiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (4) in ihrem Mittelbereich eine Aussparung (22) aufweist, in der die sich berührenden Enden der Blattfedern (7, 8) mittels eines über eine Schraubverbindung (24, 25) kraftschlüssig halterbaren Keils (10) festgeklemmt sind.3. scanning mirror according to claim 2, characterized in that the holder (4) in its Central area has a recess (22) in which the touching ends of the leaf springs (7, 8) clamped by means of a wedge (10) which can be held in a force-locking manner via a screw connection (24, 25) are.

4. Abtastspiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäuseseitigen Enden der Blattfedern (7,8) mittels je einer Spannbacke (11,26, 28 bzw. 12, 27, 29) an der Grundplatte (13) festgeklemmt sind.4. scanning mirror according to claim 2, characterized in that the housing-side ends of the Leaf springs (7,8) each by means of a clamping jaw (11,26, 28 or 12, 27, 29) are clamped to the base plate (13).

5. Abtastanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im äußeren Bereich der Halterung (4) symmetrisch zur Schwingachse und außerdem in der großen Spiegelachse einander gegenüberliegend wenigstens zwei Permanentmagnete (5,6) angeordnet sind, denen je ein an der Grundplatte (13) befestigter E-Kern (14, 15) mit Antriebsspule (16,17) zugeordnet ist5. A scanning arrangement according to any one of the preceding claims, characterized in that im outer area of the holder (4) symmetrically to the oscillation axis and also at least two opposite one another in the large mirror axis Permanent magnets (5,6) are arranged, each of which has an E core (14, 15) is assigned to the drive coil (16, 17)

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