DE3231239A1 - Mirror wheel capable of being driven to execute a rotary movement - Google Patents
Mirror wheel capable of being driven to execute a rotary movementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein zu einer Drehbewegung antreibbaresThe invention relates to a rotary movement drivable
Spiegelrad mit einem in Axialrichtung gesehen polygonartigen Umriß, an dem ebene Spiegelflächen angeordnet sind, die ein Auftreffen des Sendelichtbündel reflektieren und dem reflektierten Bündel beim Umlaufen des Spiegelrades um seine Drehachse eine sektorförmige Abtastbewegung erteilen.Mirror wheel with a polygonal outline seen in the axial direction, are arranged on the flat mirror surfaces that allow the emitted light beam to strike reflect and the reflected bundle as the mirror wheel revolves around his Give the axis of rotation a sector-shaped scanning movement.
Spiegelräder werden in der Technik der Laserdrucker, der Lichtstrahloszillographen, der Fehlersuchgeräte oder der Lichtvorhänge verwendet, um ein auf seinen Umfang auftreffendes stationäres Sendelichtbündel zu reflektieren und dabei über einen sektorförmigen Bereich eine periodische Abtastbewegung ausführen zu lassen ( z.B. DE-PS 25 32 602, DE-PS 25 52 333, DE-PS 28 00 351).Mirror wheels are used in the technology of laser printers, light beam oscilloscopes, the troubleshooting equipment or the light curtains used to get one on its perimeter to reflect incident stationary beam of transmitted light and thereby via a sector-shaped area to carry out a periodic scanning movement (e.g. DE-PS 25 32 602, DE-PS 25 52 333, DE-PS 28 00 351).
Bei den häufig vorkommenden Präzisionsanwendungen ist es wichtig, daß die vom Lichtbündel bevorzugt in einer Fokusebene erzeugte Abtastlinie für alle Spiegelflächen des Spiegelrades gleichartige, reproduzierbare Abtastspuren durchläuft.In the common precision applications, it is important to that the scanning line generated by the light bundle preferably in a focal plane for all Mirror surfaces of the mirror wheel passes through similar, reproducible scanning tracks.
Dazu werden von jeher an die Lagerung der Drehbewegung der Spiegelräder und an die Winkelabweichungen der Spiegelrichtung der einzelnen Spiegelflächen strenge Anforderungen gestellt.This has always been the bearing of the rotational movement of the mirror wheels and strict on the angular deviations in the mirror direction of the individual mirror surfaces Requirements.
Der Pyramidalfehler ist ein Maß für die Güte eines Spiegelrades.The pyramidal error is a measure of the quality of a mirror wheel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spiegelrad der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem größere Toleranzen der Spiegelradachslagerung und der Spiegelflächenanordnung zulässig sind, ohne daß die exakte Reflexion des reflektierten Lichtbündels auf eine vorgegebene Abtastspur beeinträchtigt wird.The invention is based on the object of providing a mirror wheel of the initially introduced to create named genus, with the larger tolerances of the Spiegelradachslagerung and the mirror surface arrangement are permissible without the exact reflection of the reflected light beam is impaired on a given scanning track.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß jedes geradlinige Polygonstück aus einer geradzahligen Anzahl von und insbesondere zwei ebenen Spiegelflächen besteht, die unter einem Winkel von kleiner als 1800 und insbesondere etwa 900 zueinander angeordnet sind und deren Schnittgeraden in einer gemeinsamen, senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebene liegen.To solve this problem, the invention provides that each rectilinear Polygon piece from an even number of and in particular two flat mirror surfaces consists, which are at an angle of less than 1800 and in particular about 900 to each other are arranged and their intersection lines in a common, perpendicular to the axis of rotation running plane.
Aufgrund dieser Anordnung wird bei fester Relativanordnung der spiegelnden Flächen die Richtung des reflektierenden Lichtbündels weitgehend unabhängig von Kippbewegungen der Spiegelkombinationen, sofern die Spiegelnormalen dieser Spiegelkombinationen alle in einer Ebene liegen. Kippkomponenten der Spiegelkombinationen senkrecht zu dieser Ebene lassen ein umzulenkendes Lichtbündel genau so schwenken wie bei der Reflexion an einem einfachen Drehspiegel. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird außerdem erreicht, daß durch die Wahl einer festen Winkelbeziehung zwischen den einzelnen Spiegelpaaren in einer Schnittebene eine feste Winkelumlenkung erreicht wird. Schließen die Spiegelpaare untereinander einen Winkel von 900 ein, so wird der vom drehbar angeordneten Spiegelpaar reflektierte Strahl wieder in die Einfallsrichtung zurückkehren. Weicht der von den Spiegelpaaren jeweils eingeschlossene Winkel von 900 ab, so wird die Umlenkrichtung den doppelten Betrag der Winkelabweichung von 900 relativ zum einfallenden Lichtbündel haben.Due to this arrangement, with a fixed relative arrangement, the reflective Areas largely independent of the direction of the reflecting light beam Tilting movements of the mirror combinations, provided that the mirror normals of these mirror combinations all lie in one plane. Tilting components of the mirror combinations perpendicular to this level allows a beam of light to be deflected to pivot exactly as in the Reflection on a simple rotating mirror. Due to the training according to the invention is also achieved that by choosing a fixed angular relationship between the individual pairs of mirrors achieved a fixed angular deflection in a cutting plane will. If the mirror pairs enclose an angle of 900 with one another, then becomes the beam reflected by the rotatably arranged pair of mirrors back in the direction of incidence to return. If the angle enclosed by the mirror pairs deviates from 900, the direction of deflection will be twice the amount of the angular deviation from 900 relative to the incident light beam.
Je nach dem Anwendungszweck für das Spiegelrad werden die Spiegelpaare in gleichmäßigen Winkelabständen auf der Peripherie des Spiegelrades verteilt und entweder gleiche Winkel einschließen, so daß die Abtastspuren alle auf der gleichen Abtastlinie verlaufen, oder voneinander abweichende Winkel einschließen, um durch die Drehbewegung des Spiegelrades zueinander parallele Abtastspuren zu erzeugen.Depending on the intended use for the mirror wheel, the mirror pairs distributed at equal angular intervals on the periphery of the mirror wheel and either enclose the same angle so that the scanning tracks are all on the same Scan line run through or include different angles to go through the rotational movement of the mirror wheel to generate mutually parallel scanning tracks.
Die Herstellung von Spiegelpaaren, die einen Winkel von 0 etwa 90 einschließen, in einem monolithischen Block aus Glas oder Metall, wirft gewisse technologische Probleme auf, da die Spiegelflächen bis in die Schnittkante hinein präzise poliert sein müssen.The manufacture of pairs of mirrors that have an angle of 0 approximately 90 enclose, in a monolithic block of glass or metal, certain throws technological problems, as the mirror surfaces extend into the cut edge must be precisely polished.
Eine sehr wirtschaftlich herstellbare Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spiegelrades kennzeichnet sich daher dadurch, daß Dachprismen in verspiegelter oder total reflektierender Form auf der Peripherie eines Polygonprismenträgers angeordnet sind.A very economically producible embodiment of the invention Mirror wheel is therefore characterized by the fact that roof prisms in mirrored or totally reflective form on the periphery of a polygon prism carrier are.
Bei einer weiteren sehr günstig herstellbaren und sehr betriebssicheren Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwei Spiegelpyramidenstümpfe in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zu den beiden Pyramidenachsen liegt, so zusammengefügt sind, daß die Pyramidenstümpfe mit ihren virtuellen Spitzen aufeinander zugerichtet sind. Bei dieser Verbindung zweier Pyramidenstümpfe ist es zweckmäßig, die Lage der die Pyramidenstümpfe bestimmenden Schnittflächen mit Zentrier- und Winkelstabilisierungshilfen zu versehen. Im einfachsten Falle sind die Pyramidenstumpfflächen mit einem zu den Spiegelflächen präzise orientierten Bund- oder Ringnut versehen. Um eine zusätzliche Winkelorientierung zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Pyramidenstumpfflächen als radial liegende Kerbverzahnungen auszubilden, so daß beim Zusammensetzen der Pyramidenstümpfe sich die Kerbverzahnungen zentrieren und unter elastischer Mittelung über die Zahnflanken - die Winkellagen stabilisierend - ineinandergreifen.Another very inexpensive to manufacture and very reliable Embodiment is provided that two truncated mirror pyramids in a common Plane that is perpendicular to the two pyramid axes are joined together in such a way that that the truncated pyramids are directed towards one another with their virtual tips. In this connection of two truncated pyramids, it is useful to determine the location of the Truncated pyramid-defining cut surfaces with centering and angle stabilization aids to provide. In the simplest case, the truncated pyramid surfaces are with one to the Mirror surfaces provided with precisely oriented collar or ring groove. To get an additional To achieve angular orientation, it is useful to use the truncated pyramidal faces as to form radially lying serrations, so that when assembling the truncated pyramids the serrations center themselves and with elastic averaging over the tooth flanks - Stabilizing the angular positions - interlocking.
Durch die Ausbildung von kippungsunabhängigen Spiegelrädern aus zwei zusammengesetzten spiegelnden Pyramidenstümpfen ist es fertigungstechnisch einfach, die Spiegelstümpfe durch Replika-Techniken herzustellen, so daß bei geringen Kopierkosten der Hauptaufwand in der Herstellung der Replikaformen liegt. Bei der Herstellung von Pyramidenstümpfen werden vorbearbeitete, meist noch rauhe Trägerkörper aus Glas oder Metall mit einer dünnen aushärtbaren flüssigen Kunststoffschicht versehen. Dieser flüssige Kunststoff füllt einen engen Spalt zwischen Trägerkörper und Form aus, so daß die Oberflächengestalt der Form mit sehr geringen Abweichungen auf die Trägerkörper durch die Kunststoffläche übertragen wird. Dabei wird durch ein Trennmittel auf der Formoberfläche dafür gesorgt, daß sich der Abdruck leicht aus der Form lösen läßt. Die Form kann bei diesem Verfahren auf der sehr dünnen Trennmittelschicht bereits z.B. durch Aufdampfen hergestellte Spiegelschichten tragen, so daß sich die Spiegelschicht und der Kunststoff beim Aushärten monolithisch miteinander verbinden und ein vollständiges Pyramidenspiegelrad der Form entnommen werden kann. Die Pyramidenform mit in der Nähe von 450 liegendem Pyramidenwinkel erleichtert die Trennung von Form- und Spiegelrad im Gegensatz zur Abformung von Spiegelrädern mit zur Drehachse parallelen Spiegelflächen, da dann eine zerlegbare Form notwendig ist, die die Einhaltung der Winkel toleranzen beeinträchtigt.Through the formation of tilt-independent mirror wheels from two composite reflective truncated pyramids, it is easy to manufacture to produce the mirror stumps by replica techniques, so that at low copying costs the main effort lies in the production of the replica molds. In the preparation of Truncated pyramids are pre-machined, mostly still rough support bodies made of glass or metal is provided with a thin hardenable liquid plastic layer. This liquid plastic fills a narrow gap between the carrier body and the mold off, so that the surface shape of the form with very small deviations on the Carrier body is transferred through the plastic surface. This is done by a release agent on the surface of the mold made sure that the impression is easily detached from the mold leaves. With this method, the mold can be on the very thin layer of release agent wear mirror layers already produced e.g. by vapor deposition, so that the mirror layer and the plastic as it hardens monolithic connect with each other and a complete pyramid mirror wheel removed from the mold can be. The pyramid shape with the pyramid angle close to 450 facilitates the separation of the form and mirror wheels in contrast to the impression of Mirror wheels with mirror surfaces parallel to the axis of rotation, since one that can be dismantled Form is necessary that affects compliance with the angle tolerances.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Spiegelflächen auf den Pyramidenstumpfpaaren auch aus mehreren nur sehr schwach geneigten Teilflächen zusammengesetzt sein, so daß aus einem Sende lichtbündel mehrere reflektierte Bündel entstehen. Bereits bei Verwendung von Pyramidenstumpfpaaren mit um nur sehr kleine Winkel von 900 abweichenden Spiegelflächenpaaren sind durch gemeinsame Beleuchtung des Flächenpaares mit einem großen Sendelichtbündel zwei etwa in der Reflexionsrichtung voneinander abweichende Teilbündel herstellbar.In a further embodiment of the invention, the mirror surfaces on the pairs of truncated pyramids also from several only very slightly inclined partial surfaces be composed so that several reflected bundles of light bundles transmitted from one transmission develop. Even when using pairs of truncated pyramids with only very small ones Angles of 900 different pairs of mirror surfaces are due to common lighting of the pair of surfaces with a large bundle of transmitted light two approximately in the direction of reflection different partial bundles can be produced.
Wird von den Pyramidenstumpfpaaren nur der eine Pyramidenstumpf vom Beleuchtungsstrahl so getroffen, daß der reflektierte Strahl die Spiegelkombination über den zweiten Pyramidenstumpf verläßt, ist es zur Herstellung der Strahlaufspaltung.If only one of the truncated pyramid pairs is dated Illumination beam hit so that the reflected beam the mirror combination leaves over the second truncated pyramid, it is used to produce the beam splitting.
für Vielfachabtastung auch möglich, die zweite Fläche als spiegelnde Gitterstruktur auszubilden, so daß der reflektierte Strahl in einzelne Beugungsordnungen aufgespalten wird. Durch geeignete Furchenformen der Spiegelgitter ist es erreichbar, daß eine Anzahl von Beugungsordnungen mit gleicher Intensität bei der Reflexion entsteht. Je nach der gewünschten Zahl und Richtungsverteilung der durch Beugung herzustellenden Teilbündel wird die Spiegelfläche durch ein ein- oder zweidimensionales Beugungsgitter strukturiert.also possible for multiple scanning, the second surface as reflective Form grating structure, so that the reflected beam in individual diffraction orders is split up. With suitable furrow shapes in the mirror grids, it is possible to that a number of diffraction orders with the same intensity upon reflection arises. Depending on the desired number and directional distribution of the diffraction The partial bundle to be produced becomes the mirror surface by a one- or two-dimensional Structured diffraction grating.
Das Wesen der Erfindung ist also darin zu sehen, daß der abzulenkende Lichtstrahl eine Kombination von Spiegelflächendurchläuft und dabei eine gerade Zahl von Reflexionen erleidet und daß eine Vielzahl solcher ablenkender Spiegelgruppen in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Polygon angeordnet sind.The essence of the invention is thus to be seen in the fact that the person to be distracted Beam of light passes through a combination of mirror surfaces And thereby suffers an even number of reflections and that a multitude of such distracting ones Mirror groups are arranged in a regular or irregular polygon.
Ein Prismenträger'kann eine Polygonanordnung von reflektierenden Prismen tragen, die so im Polygonträger angeordnet sind, daß die Prismenkanten der Spiegelflächenpaare alle in einer gemeinsamen Ebene liegen.A prism carrier can be a polygonal arrangement of reflective prisms wear, which are arranged in the polygon carrier that the prism edges of the mirror surface pairs all lie in the same plane.
Bevorzugt werden zwei mit der gleichen Seitenzahl versehene Spiegelpyramidenstümpfe zu einer festen Einheit zusammengefügt.Two truncated mirror pyramids with the same number of sides are preferred joined together to form a solid unit.
Unstrukturierte und strukturierte Spiegelflächen können durch Abdrucktechniken von Mutterspiegeln abgeleitet werden.Unstructured and structured mirror surfaces can be created using printing techniques can be derived from mother mirrors.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Spiegelrades, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 -eine Teilseitenansicht ähnlich Fig. 1 zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Reflexionst mechanismus.The invention is illustrated below, for example, with reference to the drawing described; 1 shows a schematic side view of an inventive device Mirror wheel, Fig. 2 shows a section along line II-II in Fig. 1 and Fig. 3 - a partial side view similar to Fig. 1 to illustrate the Reflexionst mechanism according to the invention.
Nach Fig. 2 hat das erfindungsgemäße Spiegelrad in Richtung der Drehachse 20 gesehen die Form eines im vorliegenden Fall sechseckigen Polygons, wobei alle sechs geradlinigen Polygonstücke 11, 12, 13, 14, 15 bzw. 16 sich über den gleichen Winkel Fbezüglich der Drehachse 20 erstrecken.According to Fig. 2, the mirror wheel according to the invention has in the direction of the axis of rotation 20 seen the shape of a hexagonal polygon in the present case, with all six rectilinear polygon pieces 11, 12, 13, 14, 15 and 16 are over the same Angle F with respect to the axis of rotation 20 extend.
Nacn den Figuren 1 und 2 besteht jedes Polygonstück 11, 12, 13, 14 bzw. 16 aus zwei unter einem Winkel von 900 zueinander angeordneten Spiegelflächen 17, 18, deren Schnittgeraden 19 in einer gemeinsamen, senkrecht zur Drehachse 20 verlaufenden Ebene 21 (Fig. 2) liegen.According to FIGS. 1 and 2, each polygonal piece 11, 12, 13, 14 consists or 16 from two mirror surfaces arranged at an angle of 900 to one another 17, 18, the line of intersection of which 19 in a common, perpendicular to the axis of rotation 20 extending plane 21 (Fig. 2) lie.
In Fig. 2 ist links ein Sendelichtbündel 22 dargestellt, welches in der Ansicht der Fig. 2 senkrecht auf die Spiegelflächen 17, 18 des Polygonstückes 15 auftrifft. In der Ansicht der Fig. 1 trifft das Sendelichtbündel 22 jedoch unter einem Winkel von 450 auf die jeweiligen ebenen Spiegelflächen 17, 18 auf. Aufgrund dieser Anordnung wird in der Ansicht der Fig. 1 das Sendelichtbündel 22 in sich selbst zurückreflektiert, und zwar unabhängig von Kippungen der Drehachse 20 um einen in Fig. 1 angedeuteten Winkel In der Ebene der Fig. 2 erfolgt jedoch beim Drehen des Spiegelrades in Richtung des Pfeiles f eine Ablenkung des reflektierten Lichtbündels in einem sektorförmigen Bereich, dessen Enden durch die gestrichelten Lichtbündel 23 bzw. 24 angedeutet sind. Die ebenen Spiegelflächen 17, 18 haben also nur in der Ebene der Fig. 1 eine korrigierende Wirkung.In Fig. 2, a transmitted light bundle 22 is shown, which in the view of FIG. 2 perpendicular to the mirror surfaces 17, 18 of the polygon piece 15 hits. In the view of FIG. 1, however, the transmitted light bundle 22 hits below at an angle of 450 to the respective flat mirror surfaces 17, 18. Because of this arrangement becomes the transmitted light bundle 22 in the view of FIG itself reflected back, regardless of tilting of the axis of rotation 20 to an angle indicated in FIG. 1 in the plane of FIG. 2 takes place at Turning the mirror wheel in the direction of arrow f deflects the reflected Light bundle in a sector-shaped area, the ends of which are indicated by the dashed lines Light bundles 23 and 24 are indicated. The flat mirror surfaces 17, 18 thus have a corrective effect only in the plane of FIG.
Nach Fig 3 besitzt der Winkel zwischen den beiden ebenen Spiegelflächen 17, 18 den Wert 90 + £/2, was zur Folge hat, daß zwischen dem Sendelichtbündel 22 und dem reflektierten Lichtbündel 23 in der mit der Ebene der Fig. 1 identischen Ebene der Fig. 3 ein Winkel oC vorliegt. Der Winkel zwischen den Lichtbündeln 22, 23 bleibt auch bei Kippungen der Spiegelraddrehachse 20 unverändert, so daß auch insoweit eine vollständige Korrektur stattfindet.According to Fig. 3, the angle between the two flat mirror surfaces 17, 18 has the value 90 + £ / 2, with the result that between the transmitted light bundle 22 and the reflected light beam 23 in the plane identical to that of FIG. 1 In the plane of FIG. 3, an angle oC is present. The angle between the light beams 22, 23 remains unchanged even when the mirror wheel axis of rotation 20 is tilted, so that insofar as a complete correction takes place.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823231239 DE3231239A1 (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Mirror wheel capable of being driven to execute a rotary movement |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19823231239 DE3231239A1 (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Mirror wheel capable of being driven to execute a rotary movement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3231239A1 true DE3231239A1 (en) | 1984-02-23 |
Family
ID=6171468
Family Applications (1)
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| DE19823231239 Ceased DE3231239A1 (en) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | Mirror wheel capable of being driven to execute a rotary movement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3231239A1 (en) |
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