DE3741016A1 - Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgraden - Google Patents
Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgradenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung zum
Einstellen mit zwei Freiheitsgraden, welche mit Vorteil
zum Einsatz kommen kann, wenn optische Elemente, z.B.
Spiegel und Linsen um zwei zueinander senkrechte Achsen
schnell, präzis eingestellt werden sollen.
Wie bekannt, ist bei optischen Anordnungen und Verwirkli
chung des Strahlenganges allgemein die Aufgabe gestellt,
die am Strahlengang beteiligten Spiegel, Linsen usw.
hinsichtlich des Strahlenganges in die gewünschte Stel
lung mit der vorgeschriebenen Genauigkeit einzustellen.
Einem Steigern der Einstellungsgenauigkeit aber setzt jenes
stockende Gleiten (stick slip) eine Grenze, die von der
rollenden oder gleitenden Reibung der sich bewegenden
Elemente herrührt. An die Einstellvorrichtung wird deshalb
im allgemeinen die Anforderung gestellt, daß die wegen
stockendem Gleiten entstehenden Fehler möglichst klein
sein sollen. Besonders wichtig ist dieses Postulat wegen
der immer weiteren Verbreitung der Lasertechnik, wo
die Einstellgenauigkeit mit dem Ausmaß der Lichtwellen
länge identisch, oder noch höher, d.h. von interferometri
scher Genauigkeit sein muß.
Die HU-PS 1 77 670 beschreibt eine Kippfassung, die für
die interferometrisch genaue Einstellung mit zwei
Freiheitsgraden optischer Elemente, und die Zentrierung
der optischen Elemente geeignet ist.
Aus der Beschreibung geht hervor, daß die mit reiner Roll
reibung realisierte Lösung der Lagergestaltung die beim
Einstellen durch stockendes Gleiten entstehenden Fehler
beträchtlich vermindert, jedoch gänzlich nicht beseitigt.
Den das Phänomen des stockenden Gleitens hervorrufenden
Effekt, der von dem Unterschied zwischen ruhendem und
mobilem Reibungsfaktor herrührt, konnte auch mit den
rollenden Führungen nicht völlig eliminiert werden.
Ein weiterer Mangel der Vorrichtung besteht darin, daß
die aus vielen kinematischen Paaren aufgebauten Zentrier
einsatzstücke die bei den Einstellungen von interferometri
scher Genauigkeit verlangten Anforderungen an mechanische
Stabilität nicht zu erfüllen vermögen.
Ein großer Nachteil jener Vorrichtung ist ferner, daß
ihr Einstellbereich, sowie die Einstell- und Reproduzier
genauigkeit verhältnismäßig klein sind, deshalb ist sie
für Einstellungen mit einer Genauigkeit identisch wie
oder noch besser als die Wellenlänge nicht geeignet.
Ein weiterer Mangel der bekannten Vorrichtung besteht noch
darin, daß bei hochpräzisen interferometrischen Messungen
das genaue Einstellen nur sehr langsam verrichtet
werden kann.
Das Ziel der Erfindung ist deshalb, alle diese angeführten
Schwierigkeiten gleichzeitig zu beseitigen, und eine
solche Einstellvorrichtung zu schaffen, die dazu geeignet
ist, optische Elemente mit einer der Lichtwellenlänge
identischen, oder noch größeren Präzision, bei zwei
Freiheitsgraden, innerhalb eines relativ breiten
Einstellspektrums schnell und invariabel, von stockendem
Gleiten frei zu erzielen, deren Aufbau verhältnismäßig
einfach und deren Fertigung wirtschaftlich ist.
Demzufolge kann die durch die Erfindung zu lösende Auf
gabe als die Ausgestaltung einer solchen Einstellvor
richtung bezeichnet werden, welche dazu geeignet ist,
optische Elemente mit einer, der Lichtwellenlänge identi
schen, oder noch größeren Genauigkeit, bei zwei Frei
heitsgraden, in einem breiten Einstellbereich schnell
und invariant, von stockendem Gleiten frei einzustellen,
wobei deren Aufbau verhältnismäßig einfach und deren
Fertigung wirtschaftlich sein soll.
Die Grundlage der Erfindung ist jene Erkenntnis, daß
die gestellte Aufgabe einfach dann lösbar ist, wenn
die Einstellvorrichtung als eine Kombination einer
Schnelleinstellvorrichtung, die einen breiten Einstellbe
reich aufweist, sowie einer Feineinstellvorrichtung
aufgebaut wird. Die Feineinstellvorrichtung wird mit
einer Spezialvorrichtung versehen, die das Verdrehen
um zwei theoretische Achsen sichert und mit einem, aus
Deformationsgelenken gefertigten Gelenksystem versehen
ist.
Die Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung ist also die
Weiterentwicklung der bekannten Einstellvorrichtung
optischer Elemente, welche ein Gestell, einen Träger
tisch für die optischen Elemente, eine Aufhängvorrichtung
und einen Bewegungsmechanismus umfaßt.
Die erfindungsgemäße Weiterentwicklung besteht nun darin,
daß die zwischen dem Gestell und dem Trägertisch
angebrachte Einstellvorrichtung, miteinander zu einer
kinematischen Kette in Reihe geschaltet, ein mit einer
Kippvorrichtung versehenes erstes Gelenksystem, sowie ein
mit einem Deformationsrahmen versehenes, zweites
Gelenksystem aufweist. Außerdem sind zwischen dem Träger
tisch und dem Deformationsrahmen noch eine Schnellbewe
gungsvorrichtung, und zwischen der Kippvorrichtung und
dem Stativ eine Feineinstellungsvorrichtung angeordnet.
Im Sinne der Erfindung ist es von Vorteil, wenn ein an
einem Stützteil des Deformationsrahmens der Kippvorrich
tung sich zwischen dem Stützteil und dem Trägertisch
für das optische Element auf Kippbolzen sich stützender
Kippring vorgesehen ist, welcher mit einer ersten Zug
feder versehen ist, welche den Stützteil, den Optik
trägertisch und den Kippring zusammenhält. Dadurch wird
eine spielfreie Einstellung erreicht.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Deformationsrahmen
- normal auf der Horizontalachse angeordnet - zwei erste
Kippklötze, normal auf die Vertikalachse angeordnet, zwei
zweite Kippklötze und eine Unterlage für das Zusammenfügen
der Kippklötze zu einem starren Rahmen hat, wobei an dem
Kippklotz durch Bohrungen ausgestaltet, entlang der
horizontalen bzw. vertikalen Achse ausgestaltet,
mindestens ein Gelenk, zweckmäßig aber paarweise ange
brachte Gelenke, sowie von den Kippklötzen durch Spalte
getrennt, mit Gelenken an die Kippklötze angeschlossen
und zur Horizontal- und Vertikalachse normal, mindestens
ein, zweckmäßig paarweise erste bzw. zweite Außenglieder
vorgesehen sind. Dadurch wird ein kompakter Aufbau
der Feineinstellvorrichtung ermöglicht.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Schnelleinstellvor
richtung an ihrem Kippring mit Gewinde angeschlossen,
eine auf den Trägertisch sich stützende, erste Ein
stellschraube und eine am Stützteil mit Gewinde ange
schlossene, auf den Kippring sich stützende, zweite
Einstellschraube aufweist. Diese Konstruktion ermöglicht
eine einfache Ausführung der Schnelleinstellvorrichtung.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Feineinstellvorrich
tung ein Mikrometer aufweist, welches an einem mit
dem Gestell verbundenen Mikrometerhalter befestigt ist.
Das Mikrometer kann an den Stützteil der Schnelleinstell
vorrichtung mit Haltebolzen angeschlossen sein und sich
auf dem Kippklotz abstützen. Ferner können den Mikro
meterhalter mit dem Klotz verbindende, zweite Zugfedern
vorgesehen sein. Durch diese Ausführung wird eine
zuverlässige Feineinstellwirkung erzielt.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das erste Gelenksystem
am Stützteil der Schnelleinstellvorrichtung fixierte,
entlang der Vertikalachse angeordnet, sowie am Optik
trägertisch fixierte, entlang der Horizontalachse
angeordnete, und sich auf den Kippring stützende
Kugelkippbolzen hat.
Von Vorteil ist es ferner, wenn das zweite Gelenksystem
durch je zwei Bohrungen begrenzte Gelenke hat, wobei die
Gelenke bzw. jeweils die Bohrlochpaare den ersten und
zweiten Kippklotz sowie je ein erstes und zweites
Außenglied entlang der horizontalen bzw. vertikalen
Achse miteinander verbinden. Durch diese Konstruktion
ist ein zuverlässiger und invariabler Aufbau des zwei
ten Gelenksystems gegeben.
Schließlich ist es auch vorteilhaft, wenn das zweite
Gelenksystem mit Gelenken ausgestaltet ist, die den
ersten und zweiten Kippklotz des Deformationsrahmens,
sowie ihr erstes und zweites Außenglied, entlang der
Horizontal- und Vertikalachse die Bohrungen verbindend,
aus Blattfedern gefertigt sind, wodurch eine kostengün
stige Lösung für das zweite Gelenksystem gegeben ist.
Die Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung soll nun in
ihren Einzelheiten, anhand der beigefügten Zeichnungen
mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Einstellvorrichtung in
Vorderansicht,
Fig. 2 die Einstellvorrichtung in Draufsicht,
Fig. 3 eine Kippvorrichtung halb in Ansicht, halb im
Schnitt,
Fig. 4 ein Deformationsrahmen in perspektivischer
Darstellung,
Fig. 5 den Deformationsrahmen gemäß Fig. 4 im Schnitt
entlang der Linie V-V in Fig. 1,
Fig. 6 einen Kugelkippbolzen im Schnitt entlang der
Linie VI-VI in Fig. 1.
In Fig. 1 ist als Ansicht, in Fig. 2 als Draufsicht die
Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung zu sehen. Sie
besitzt ein zweites Gelenksystem 18, das aus Gelenken
20 besteht, die auf einer, an einem Gestell 12 ange
brachten Grundplatte 11 befestigt und mit Einbau eines
Außendistanzhalters 16 verstärkt sind. Ferner hat sie
einen an eine Kippvorrichtung 13 angeschlossenen Halte
bolzen 25, einen am Gestell 12 fixierten Mikrometerträger
27, einen Mikrometer 30, sowie einen Deformationsrahmen
14, der aus zweiten Zugfedern 29 für die Feineinstell
vorrichtung aufgebaut ist. Außerdem besitzt sie ein
erstes Gelenksystem 17, das aus Kugelkippbolzen 19 mit
Zwischeneinbau von Distanzhaltern 15 zum Deformationsrahmen
14 verstärkt, aus einem ersten Gelenksystem 17, eine
Schnelleinstellvorrichtung 21 aus ersten und zweiten
Stellschrauben 23 und 24, aus einer ersten Zugfeder 28
und aus einer Kippvorrichtung 13 aufgebaut ist, welche
letztere auf dem Trägertisch 31 für das optische Element
vorgesehen ist.
Am Trägertisch 31 ist der optische Elementträger 32
befestigt, dessen Ausgestaltung dafür sorgt, daß die
Oberfläche des einzustellenden optischen Elementes in
der durch die Horizontalachse X und die Vertikalachse Y
bestimmten Ebene liegt. Die Drehpunkte der Kugelkippbolzen
19 der die Einstellung des Deformationsrahmens 14 er
möglichenden Gelenke 20 der zweiten Gelenkreihe 18 und
der Kugelkippbolzen 19 des ersten Gelenksystems 17, wel
che die Einstellung der Kippvorrichtung 13 ermöglichen,
sind gleichfalls in der durch die Horizontalachse X
und die Vertikalachse Y bestimmten Ebene gelegen, bzw.
entlang dieser Achsen paarweise angeordnet. Eine solche
Anordnung der Gelenke 20 und der Kugelkippbolzen 19
sichert dem optischen Element ein von Verschiebungen und
Verzerrungen freies Verdrehen um die Horizontalachse X
und die Vertikalachse Y. Am Stützteil 12, sowie am
Deformationsrahmen 14 sind Bohrungen zum Anbringen der
Haltebolzen 25 vorgesehen, welche die Distanzhalteklötze
26 mit dem Kipprahmen 13 verbinden. Zum festen Zusammen
fügen der Innendistanzhalter 15, der Kippvorrichtung 13
und des Deformationsrahmens 14, wie auch zur Bildung
des zwischen ihnen zur Einstellung benötigten Bewegungs
raumes dienen die Außendistanzhalter 16, das Stützteil
12 und der Deformationsrahmen 14 zum festen Verbinden und
zwischen ihnen zur Ausgestaltung des nötigen Spielraumes.
Die ersten Zugfedern 28 sichern die spielfreie Grund
stellung der sich zueinander verschiebenden Elemente und
der Schnelleinstellvorrichtung 21, die zweiten Zug
federn 29 sichern die gegenseitige Verschiebung der
Elemente des Deformationsrahmens 14 und das spielfreie
Einstellen der Feineinstellvorrichtung 22 in die
Grundstellung.
Bei Bewegung der Einstellvorrichtung in der Linie der
optischen Null-Achse kann das im Behälter der Optik
elemente 35 vorgesehene Element, zwecks Schnelleinstel
lung um die Horizontalachse X mit der ersten Stellschrau
be 23, die Feineinstellung um die Vertikalachse Y aber
mit der zweiten Stellschraube 24 werden.
Die Feineinstellung des am Trägertisch 31 befestigten
optischen Elementes um die Horizontalachse X ist mit
dem an der Vertikalachse Y angeordneten Mikrometer die
Feineinstellung um die Vertikalachse Y mit dem Mikro
meter 30 zu verrichten. Bei der Schnelleinstellung des
optischen Elementes werden die Elemente der Schnell
einstellvorrichtung 21 zueinander bewegt, bei der Fein
einstellung werden die Elemente der Schnelleinstellvor
richtung 21 auf das Stützteil 12 bezogen verschoben.
Die in Fig. 3 in Halbansicht und Halbschnitt zu sehen
de Kippvorrichtung 13 ist aus dem Optikträgertisch 31,
dem Kippring 42, dem Stützteil 41 und den Kugelkipp
bolzen 19 aufgebaut, welche die Bewegung des Trägerti
sches 31 um die Horizontalachse X sichern, ferner aus
jenen Kugelkippbolzen 19, welche die auf den Stator 41
bezogene Stellung des Kippringes 42 und seine Bewegung
um die Vertikalachse Y sichern, wie auch aus der ersten
Stellschraube 23, die zum Einstellen um die Horizontal
achse X, aus der zweiten Stellschraube 24, welche zum
Einstellen um die Vertikalachse Y dient, dann aus dem
Anheftstift 43, der ersten Fixierschraube 44 sowie aus
den ersten Zugfedern 28.
Der Stator 41 der Kippvorrichtung 13 ist - mit Zwischen
einbau der Innendistanzhalter 15 und mit Hilfe des
Anheftstiftes 43 und der ersten Fixierschraube 44 - am
Deformationsrahmen 14 befestigt.
Der Statorteil 41 der Kippvorrichtung 13 und sein
Kippring 42 sind durch zwei Kippbolzen 19 miteinander
verbunden. Ebenso ist auch der Kippring 42 mit dem Optik
trägertisch 31 durch zwei Kippbolzen 19 verbunden. Die
Kippbolzen 19 sind im Statorteil 41 bzw. am Trägertisch
31 fest fixiert. Die Kippbolzen 19 sind entlang der zur
optischen Null-Achse normalen Horizontalachse X und
Vertikalachse Y paarweise angeordnet, und ihre aktiven
Enden stützen sich in der durch die Horizontalachse X
und die Vertikalachse Y bestimmten Ebene auf dem Kipp
ring 42 ab. Das Schnelleinstellen des Trägertisches 31
um die Horizontalachse X erfolgt mit der ersten Stell
schraube 23, wobei diese Schraube in die im Kippring 42
mit geringer Steigung hergestellten Gewinde der Bohrung
eingesetzt ist, und sich mit ihrem abgerundeten Ende
auf dem Trägertisch 31 abstützt. Die Schnelleinstellung
des Trägertisches 31 um die Vertikalachse Y wird mit
der zweiten Stellschraube 24 durchgeführt, wobei die
Schraube in die im Statorteil 41 mit kleiner Gewinde
steigung hergestellte Bohrung eingesetzt ist und sich mit
ihrem abgerundeten Ende auf dem Stützring 42 abstützt.
Die erste Stellschraube 23 ist durch eine im Statorteil
41 hergestellte Bohrung hindurchgeführt, und berührt
also nicht jenen. Der ständige kinematische Kontakt
zwischen dem Trägertisch 31, dem Statorfixteil 41 und
dem Kippring 42 wird durch die drei ersten Zugfedern 28
gesichert.
Der in Fig. 4 und in Fig. 5 gezeigte Deformationsrahmen
14 ist aus der Grundplatte 11, dem Stativ 12, den
Innendistanzhaltern 15 und äußeren Distanzhaltern 16,
den Gelenken 20, dem Anheftstift 43, der ersten Stell
schraube 44, den zur Horizontalachse X normal angeordneten
zwei zweiten Kippklötzen 52, den zur Vertikalachse Y
gleichfalls normalen zwei ersten Kippklötzen 51, wie auch
aus den ersten und zweiten Außengliedern 53 und 54,
den Untersatzstücken 55, den Bohrungen 56, den Schlit
zen 57 und der zweiten Fixierschraube aufgebaut.
Mit Bohrungen 56 und Schlitzen 57 sind die, mit den er
sten Kippklötzen 51 und den zweiten Kippklötzen jeweils
eine Einheit bildenden, zur Horizontalachse X normalen
zwei ersten Außengliedern 53 und die zur Vertikalachse Y
normalen zwei zweiten Außenglieder 54 ausgestaltet.
Zwischen den Bohrungen 56 sind in den verbliebenen
einige Zehntelmillimeter starken, bandartigen Gebilden
von wechselndem Querschnitt die Gelenke 20 eingesetzt.
Der Deformationsrahmen 14 ist durch Einsetzen der Unter
lagen 55 an den Enden der ersten Kippklötze 51 und
der zweiten Kippklötze 52 mit den zweiten Fixierschrau
ben 58 zu einer festen Einheit verbunden. Die zwischen
den ersten und zweiten Kippklötzen 51 und 52, sowie den
ersten und zweiten Außengliedern 53 und 54 ausgestalteten
Gelenke 20 haben wegen ihrer kleinen Abmessungen -
bezogen auf die Horizontalachse X und die Vertikalachse
Y - nur ein sehr kleines, zweitrangiges Moment. Deswegen
kann schon eine minimale Einwirkung des um die Horizon
talachse X und die Vertikalachse Y ausgeübten Moments
eine Verschiebung bewirken. Durch die Verschiebung der
ersten und zweiten Außenglieder 53 und 54 kann das an
sie angeschlossene, in der optischen Null-Achse be
findliche optische Element in die gewünschte Stellung
gebracht werden. Das um die Horizontalachse X bewegbare
Außenglied gelangt über den Innendistanzhalter 15
mit Hilfe des Anhaftstiftes 43 und der ersten Fixier
schraube 44 zur Kippvorrichtung 13, während das zweite
Außenglied 54 über die Außendistanzhalter 16 gleichfalls
mit Hilfe des Anhaftstiftes 43 und die erste Fixier
schraube 44 am Stativ 12 befestigt ist. Bei einer solchen
Anordnung der Bauelemente sichern die Gelenke 20, daß
die Kippvorrichtung 13 gegenüber dem Stativ 12 schon bei
einer kleinen Momenteinwirkung sich um die Horizontal
achse X und die Vertikalachse Y zu verschwenken vermag.
Die optische Null-Achse der Kippvorrichtung 13 sichert
durch die Herstellung einer Öffnung das Unterbringen des
optischen Elementes, da der Lichtstrahl die Öffnung
ungehindert durchdringen kann.
Der in Fig. 6 im Schnitt dargestellte Kugelkippbolzen
19 ist aus dem Bolzen 61, der Buchse 62 und der Stahlkugel
63 zusammengebaut. Die Bolzen 61 der Kippbolzen 19
sind entlang der Horizontalachse X und der Vertikalachse
Y paarweise in den Statorteil 41 bzw. in den Trägertisch
31 eingestanzt. Die Buchsen 62 sind entlang beider
Horizontalachsen X und Vertikalachsen Y in den Kippring
42 eingestanzt. Von den jeweils ein Paar bildenden
Buchsen 62 der Kippbolzen 19 ist der eine konisch, der
andere prismatisch ausgestaltet, wodurch eine Vermiedung
der Überbestimmtheit beim Zusammenbau gesichert ist.
Die Bolzen 61 sind mit den Buchsen 62 durch die dazwi
schen befindliche Stahlkugel 63 verbunden. Der Mittel
punkt der Stahlkugeln 63 liegt jeweils in der durch die
Horizontalachse X und die Vertikalachse Y bestimmten
Ebenen.
Mit der Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung erfolgt
die Einstellung der Spiegel, Linsen und sonstigen opti
schen Elemente in der Weise, daß diese in dem Optikele
ment-Behälter 35 - der dafür sorgt, daß die der aktiven Fläche
des optischen Elements immer in die durch die Horizontal
achse X und die Vertikalachse Y gegebene Ebene zu liegen
kommt - am Optikträgertisch 31 befestigt ist. Bei dem
Einstellen wird im ersten Schritt zunächst die gewünsch
te Winkelstellung angenähert mit der Schnelleinstellung
mit der Kippvorrichtung 13 so durchgeführt, daß der
Optikträgertisch 31 zunächst mit der ersten Stellschraube
23 um die Horizontalachse X, mit Verdrehung der zweiten
Stellschraube 24 um die Vertikalachse Y gekippt wird.
Bei den Kippvorgängen muß - da die Mittelpunkte der
Stahlkugeln 63 in den Kippbolzen 19 immer auf der Hori
zontalachse X bzw. Vertikalachse Y liegen - das optische
Element um diese Achsen eine verschiebungs- und ver
zerrungslose Winkelverschwenkung verrichten. Damit kann
eine invariante Justierung gesichert werden.
Die Einstellung von interferometrischer Präzision der
optischen Elemente in die gewünschte Winkelstellung
wird mit dem Mikrometer 30 durchgeführt. Bei der Fein
einstellung wird das stockungsfreie Messen durch Anwen
dung der Gelenke 20 gesichert, die eine Einstellungs
präzision von interferometrischer Genauigkeit gewähr
leisten.
Da sich die Mittelpunkte der Gelenke 20 auf der Hori
zontalachse X bzw. auf der Vertikalachse Y befinden,
muß bei der Feineinstellung auch ein invariantes
Justieren gewährleistet werden.
Die Vorzüge der Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung
bestehen darin, daß durch den Einsatz eines Gerätes
für Grob- und Feineinstellung und die Einstellung der
optischen Elemente in die gewünschte Winkelstellung
diese Operationen in sehr weitem Einsatzbereich mit
großer Einstell- und Bewegungsgenauigkeit schnell durch
geführt werden können. Dabei sichert die Schnellbeweg
vorrichtung die Weite des Einsatzbereiches, die Fein
bewegvorrichtung ein Einstellen frei von jeglichem
stockendem Gleiten, so daß die Aufschlüsselungsgenauigkeit
und Einstellpräzision mit der Lichtgeschwindigkeit gemes
sen und verglichen werden kann.
Bei der Einstellung verlaufen die Drehachsen durch den
Mittelpunkt des optischen Elementes, so daß dieses nur
eine Änderung der Winkelstellung vollzieht.
Bei der Einstellung sind die Freiheitsgrade unabhängig.
Deshalb kann die Einstellung bequem und schnell durchge
führt werden. Der Aufbau der Einstellvorrichtung und
seine Fertigung ist relativ einfach.
Das Gerät kann vorzugsweise bei großen Einstellbereichen
und großem Entschlüsselungsbedarf, insbesondere bei
Messungen mit Laserstrahlen zur Verwendung kommen.
Claims (9)
1. Einstellvorrichtung zum Einstellen mit zwei Freiheits
graden von optischen Elementen, welche auf einem Gestell
einen mittels eines Gelenksystems um zwei aufeinander
senkrechte Drehachsen drehbar aufgehängten Trägertisch für
ein optisches Element aufweist, wobei der Trägertisch mit
Einstellelementen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Gestell (12) und dem Trägertisch (31) ein erstes
und ein zweites Gelenksystem (17, 18) kinetisch miteinander
in einer Kette verbunden zwischengeschaltet sind, wobei das
erste Gelenksystem (17) mit einer Kippvorrichtung (13), und
das zweite Gelenksystem (18) mit einem Deformationsrahmen
(14) verbunden sind, wobei zwischen dem Trägertisch
(31) und dem Deformationsrahmen (14) eine Schnelleinstell
vorrichtung (21) und zwischen der Kippvorrichtung (13) und
dem Gestell (12) eine Feineinstellvorrichtung (22) ange
ordnet sind.
2. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kippvorrichtung (13) einen am
Deformationsrahmen (13) befestigten Stützteil (41), zwischen
dem Stützteil (41) und dem Optikträgertisch (31) einen sich
auf Kugelkippbolzen (19) stützenden Kippring (42) und
diesen verbindend eine erste Zugfeder (20) hat.
3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie mit zwei normal zur Horizontal
achse (X) des Deformationsrahmens (14) angeordneten ersten
Kippklötzen (51), zwei normal zur Vertikalachse (Y)
angeordneten zweiten Kippklötzen (52), und einer die
Kippklötze (51, 52) zu einem steifen Rahmen zusammenfügenden
Unterlage (55) versehen ist, wobei an den Kippklötzen
(51, 52) durch Bohrungen (56) ausgestaltet, an der
Horizontalachse (X) bzw. die Vertikalachse (Y) wenigstens
ein Gelenk, zweckmäßig ein Paar von Gelenken (20) vorgesehen
sind und von den Kippklötzen (51, 52) durch Schlitze (57)
getrennt, an die Kippklötze (51, 52) über die Gelenke
(20) angeschlossene, zur Horizontalachse (X) und zur Vertikal
achse (Y) normal mindestens ein, zweckmäßig aber paar
weise ein erstes Außenglied (53) bzw. ein zweites Außen
glied (54) angeordnet sind (Fig. 4 und 5).
4. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schnelleinstellvorrichtung
(21) mit einer, am Kippring (42) mit Gewinde angeschlos
senen, auf dem Optikträgertisch (31) sich abstützenden
ersten Stellschraube (23), und einer am Gestell (41) mit
Gewinde angeschlossenen sich auf dem Kippring (42) ab
stützenden zweiten Stellschraube (24) versehen ist
(Fig. 3).
5. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feineinstellvorrichtung
(22) ein Mikrometer (30) aufweist, welches an einem mit
dem Gestell (12) verbundenen Mikrometerhalter (27) be
festigt ist und sich auf einem am Stützteil (41) der
Schnelleinstellvorrichtung (41) mit einem Haltebolzen (25)
verbundenen Trägerklotz (26) abstützt, und daß eine, den
Mikrometerhalter (27) mit dem Trägerklotz (26) verbinden
de zweite Zugfeder (29) vorgesehen ist.
6. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gelenksystem (17)
einen Kugelkippbolzen (19) aufweist, welcher am Stützteil
(41) der Schnelleinstellvorrichtung (13) befestigt und
entlang der Vertikalachse (Y) angeordnet ist, und daß ein
weiterer am Optikträgertisch (31) befestigter, entlang
der Horizontalachse (X) angeordneter und sich auf den Kipp
ring (42) stützender Kugelkippbolzen (19) vorgesehen
ist (Fig. 3).
7. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gelenksystem (18)
die ersten und zweiten Kippklötze (51, 52) sowie ihre ersten
und zweiten Außenglieder (53, 54) des Deformationsrahmens
(14) entlang der Horizontalachse (X) und der Vertikalachse
(Y) verbindende Gelenke (20) aufweist, die durch je zwei
Bohrungen (56) begrenzt sind (Fig. 4 und 5).
8. Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die das zweite Gelenksystem (18), die
ersten und zweiten Kippklötze (51, 52) mit dem Deformations
rahmen (14), sowie die ersten und zweiten Außenglieder
(53, 54) entlang der Horizontalachse (X) und der Vertikal
achse (Y) verbindenden Gelenke (20) aus Blattfedern
gefertigt sind.
9. Einstellvorrichtung zum Einstellen mit zwei Freiheits
graden von optischen Elementen, welche ein Gestell und einen
mit dem Gestell über ein erstes Gelenksystem um zwei
aufeinander normale Drehachsen verdrehbar verbundenen
Optikträgertisch und eine erste Einstellvorrichtung zur
Verdrehung um die erste und zweite Drehachse aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (12) und der
Optikträgertisch (31) über einen Rahmen (14) miteinander
verbunden sind, wobei dieser Rahmen (14) mit einem um
die erste und zweite Drehachse (X, Y) verdrehbaren zweiten
Gelenksystem (18) versehen ist, und der Rahmen (14) mit
einer Feineinstellvorrichtung (22) zur Verdrehung um die
erste und zweite Drehachse (X, Y) verbunden ist, wobei
das zweite Gelenksystem (18) aus elastisch deformierbaren
Gelenken (20) ausgestaltet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU865005A HU198344B (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Apparatus for adjusting with two degrees of freedom of optical elements |
Publications (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0391045A2 (de) * | 1989-04-06 | 1990-10-10 | Rockwell International Corporation | Einstellungs- und Halterungsvorrichtung hoher Präzision |
DE10004661B4 (de) * | 2000-02-03 | 2008-10-16 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Vorrichtung zum Schwenken eines Lichtstrahls |
DE102009025309A1 (de) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | Toptica Photonics Ag | Kinematischer Halter |
DE102013109605B3 (de) * | 2013-09-03 | 2014-06-18 | Jenoptik Optical Systems Gmbh | Optische Baugruppe mit einer monolithischen Fassung mit in einer gleichen Richtung wirkenden Stellschrauben |
CN110068906A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 多轴线万向节扩展像素分辨率致动器 |
DE102023109415A1 (de) | 2023-04-14 | 2024-10-17 | Vetter Industrie GmbH | Modul |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5140470A (en) * | 1991-01-07 | 1992-08-18 | New Focus, Inc. | Optical mounting apparatus |
US5414565A (en) * | 1991-11-27 | 1995-05-09 | Sullivan; Mark T. | Tilting kinematic mount |
US5406405A (en) * | 1991-11-27 | 1995-04-11 | Sullivan; Mark T. | Rotating kinematic optic mount |
US5353167A (en) * | 1992-07-22 | 1994-10-04 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Mirror mount |
US5757561A (en) | 1996-11-26 | 1998-05-26 | Newport Corporation | Precision optical mounts |
US6198580B1 (en) | 1998-08-17 | 2001-03-06 | Newport Corporation | Gimballed optical mount |
US6516130B1 (en) | 1998-12-30 | 2003-02-04 | Newport Corporation | Clip that aligns a fiber optic cable with a laser diode within a fiber optic module |
FR2790115B1 (fr) | 1999-02-23 | 2001-05-04 | Micro Controle | Procede et dispositif pour deplacer un mobile sur une base montee elastiquement par rapport au sol |
US6996506B2 (en) * | 1999-02-23 | 2006-02-07 | Newport Corporation | Process and device for displacing a moveable unit on a base |
US6511035B1 (en) | 1999-08-03 | 2003-01-28 | Newport Corporation | Active vibration isolation systems with nonlinear compensation to account for actuator saturation |
US6717159B2 (en) | 2000-10-18 | 2004-04-06 | Nikon Corporation | Low distortion kinematic reticle support |
US6655840B2 (en) | 2001-02-13 | 2003-12-02 | Newport Corporation | Stiff cross roller bearing configuration |
US6601524B2 (en) | 2001-03-28 | 2003-08-05 | Newport Corporation | Translation table with a spring biased dovetail bearing |
DE10115915A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-02 | Zeiss Carl | Vorrichtung zur Justierung von Einrichtungen und zum Einstellen von Verstellwegen |
US6791058B2 (en) | 2001-04-25 | 2004-09-14 | Newport Corporation | Automatic laser weld machine for assembling photonic components |
US6568666B2 (en) | 2001-06-13 | 2003-05-27 | Newport Corporation | Method for providing high vertical damping to pneumatic isolators during large amplitude disturbances of isolated payload |
US6619611B2 (en) | 2001-07-02 | 2003-09-16 | Newport Corporation | Pneumatic vibration isolator utilizing an elastomeric element for isolation and attenuation of horizontal vibration |
WO2003064315A2 (de) * | 2002-01-31 | 2003-08-07 | Hans-Heinrich Gatzen | Mikrotechnisch hergestellte schwenkplattform mit magnetischem antrieb und rastpositionen |
US6966535B2 (en) * | 2002-05-07 | 2005-11-22 | Newport Corporation | Snubber for pneumatically isolated platforms |
US6729589B2 (en) | 2002-10-07 | 2004-05-04 | Gizmonics, Inc. | Kinematic mount |
US7320455B2 (en) | 2003-10-24 | 2008-01-22 | Newport Corporation | Instrumented platform for vibration-sensitive equipment |
US8231098B2 (en) | 2004-12-07 | 2012-07-31 | Newport Corporation | Methods and devices for active vibration damping of an optical structure |
WO2007056595A1 (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-18 | Thomson Licensing | Optical seaming adjuster |
US8245434B2 (en) * | 2009-05-28 | 2012-08-21 | Cubic Corporation | Solid state flexure for pointing device |
US8542450B2 (en) | 2011-02-08 | 2013-09-24 | Utah State University Research Foundation | Kinematic optic mount |
US8209873B1 (en) | 2011-11-17 | 2012-07-03 | Hyman Jack Kipnes | Adaptive base for screw thread measuring apparatus |
CN102854599B (zh) * | 2012-10-09 | 2014-08-20 | 中国矿业大学 | 二自由度微动微调调整架 |
CN103018865B (zh) * | 2012-12-06 | 2015-08-19 | 哈尔滨工业大学 | 四自由度大行程、快速精确定位的串并混联镜架机构 |
CN104199163B (zh) * | 2014-08-29 | 2016-08-24 | 成都科信达实业有限公司 | 电动调整架中的精密运动副 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3436050A (en) * | 1967-05-04 | 1969-04-01 | Dawson Inc Alexander | Adjustable mount for optical element |
US3577791A (en) * | 1969-01-22 | 1971-05-04 | Conduction Corp | Control system |
DE1957916A1 (de) * | 1969-11-18 | 1971-05-27 | Waidelich Wilhelm Dr | Justiervorrichtung fuer eine Flaeche |
US3700313A (en) * | 1971-12-27 | 1972-10-24 | Trw Inc | Coaxially adjusted optical mount |
US4442524A (en) * | 1982-06-03 | 1984-04-10 | Spectra-Physics, Inc. | Multiple lever apparatus for positioning an optical element |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3229224A (en) * | 1963-07-03 | 1966-01-11 | Gen Time Corp | Apparatus for maintaining parallelism and distance between two objects |
US3204471A (en) * | 1963-07-24 | 1965-09-07 | Spectra Physics | Angle adjusting mechanism for optical elements |
US3478608A (en) * | 1966-06-23 | 1969-11-18 | Electro Optics Associates | Aligning and mounting mechanism device |
US3866140A (en) * | 1968-11-22 | 1975-02-11 | Coherent Radiation Lab | Optical cavity for a laser |
US3596863A (en) * | 1969-01-28 | 1971-08-03 | Nasa | Fine adjustment mount |
US3753150A (en) * | 1972-09-06 | 1973-08-14 | Avco Corp | Laser mirror positioning apparatus |
US3953113A (en) * | 1974-11-08 | 1976-04-27 | Liconix | Laser mirror mounting device |
US4712444A (en) * | 1986-09-16 | 1987-12-15 | Ball Corporation | Levered optical mount |
-
1986
- 1986-12-03 HU HU865005A patent/HU198344B/hu not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-12-01 US US07/127,287 patent/US4842397A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-03 DE DE19873741016 patent/DE3741016A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3436050A (en) * | 1967-05-04 | 1969-04-01 | Dawson Inc Alexander | Adjustable mount for optical element |
US3577791A (en) * | 1969-01-22 | 1971-05-04 | Conduction Corp | Control system |
DE1957916A1 (de) * | 1969-11-18 | 1971-05-27 | Waidelich Wilhelm Dr | Justiervorrichtung fuer eine Flaeche |
US3700313A (en) * | 1971-12-27 | 1972-10-24 | Trw Inc | Coaxially adjusted optical mount |
US4442524A (en) * | 1982-06-03 | 1984-04-10 | Spectra-Physics, Inc. | Multiple lever apparatus for positioning an optical element |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
FROSCH, A. und C. SCHEUING: Positionino Device for Optical Components. In: IBM Technical Disclossure Bull. Vol. 18, Nr. 10, März 1976, S. 3333 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0391045A2 (de) * | 1989-04-06 | 1990-10-10 | Rockwell International Corporation | Einstellungs- und Halterungsvorrichtung hoher Präzision |
EP0391045A3 (de) * | 1989-04-06 | 1992-03-04 | Rockwell International Corporation | Einstellungs- und Halterungsvorrichtung hoher Präzision |
DE10004661B4 (de) * | 2000-02-03 | 2008-10-16 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Vorrichtung zum Schwenken eines Lichtstrahls |
DE102009025309A1 (de) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | Toptica Photonics Ag | Kinematischer Halter |
DE102009025309B4 (de) * | 2009-06-15 | 2016-12-22 | Toptica Photonics Ag | Kinematischer Halter |
DE102013109605B3 (de) * | 2013-09-03 | 2014-06-18 | Jenoptik Optical Systems Gmbh | Optische Baugruppe mit einer monolithischen Fassung mit in einer gleichen Richtung wirkenden Stellschrauben |
CN110068906A (zh) * | 2018-01-23 | 2019-07-30 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 多轴线万向节扩展像素分辨率致动器 |
DE102023109415A1 (de) | 2023-04-14 | 2024-10-17 | Vetter Industrie GmbH | Modul |
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