DE3741016A1 - Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgraden - Google Patents

Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgraden

Info

Publication number
DE3741016A1
DE3741016A1 DE19873741016 DE3741016A DE3741016A1 DE 3741016 A1 DE3741016 A1 DE 3741016A1 DE 19873741016 DE19873741016 DE 19873741016 DE 3741016 A DE3741016 A DE 3741016A DE 3741016 A1 DE3741016 A1 DE 3741016A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frame
tilting
joint system
vertical axis
horizontal axis
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.)
Withdrawn
Application number
DE19873741016
Other languages
English (en)
Inventor
Gyula Dipl Ing Eisler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE3741016A1 publication Critical patent/DE3741016A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1822Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors comprising means for aligning the optical axis
    • G02B7/1824Manual alignment
    • G02B7/1825Manual alignment made by screws, e.g. for laser mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/003Alignment of optical elements
    • G02B7/004Manual alignment, e.g. micromanipulators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

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.
DE19873741016 1986-12-03 1987-12-03 Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgraden Withdrawn DE3741016A1 (de)

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)

Publication Number Publication Date
DE3741016A1 true DE3741016A1 (de) 1988-06-16

Family

ID=10969474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873741016 Withdrawn DE3741016A1 (de) 1986-12-03 1987-12-03 Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgraden

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4842397A (de)
DE (1) DE3741016A1 (de)
HU (1) HU198344B (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
HUT46450A (en) 1988-10-28
US4842397A (en) 1989-06-27
HU198344B (en) 1989-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3741016A1 (de) Einstellvorrichtung zum einstellen von optischen elementen mit zwei freiheitsgraden
DE69204329T2 (de) Schützeinrichtung mit kippbarem Objekttisch, und optische Lithographieeinrichtung mit einer derartigen Einrichtung.
DE69617148T2 (de) Fühlerprobe
DE2923563A1 (de) Ein aus grundelementen aufbaubares optomechanisches system zur bewegung von optischen elementen mit mehreren freiheitsgraden
DE3804242C2 (de)
EP1020751A1 (de) Optische Abbildungsvorrichtung, insbesondere Objektiv, mit wenigstens einem optischen Element
DE69116607T2 (de) Kippbarer Drehtisch für Bildschirmgerät
EP1092944A2 (de) Vorrichtung zur Feinpositionierung eines Bauteils und Koordinaten-Messmaschine mit einer Vorrichtung zur Feinpositionierung eines Bauteils
EP1035426A2 (de) Vorrichtung zum Verschieben eines optischen Elementes entlang der optischen Achse
DE2029715C3 (de) Verstelleinrichtung
DE4325347A1 (de) Anordnung zum Tragen und Führen eines beweglichen Organs
DE4020299C2 (de) Spiegelhaltevorrichtung
DE3789751T2 (de) Vorrichtung zum axialen Zentrieren beim Verschmelzen optischer Fasern.
EP1129256B1 (de) Brückenlager
DE3246359A1 (de) Justiervorrichtung zur spielfreien verschiebung von objekten in einem koordinatensystem
DE102008051916A1 (de) Lasermarkierer
DE69115283T2 (de) Positioniervorrichtung.
DE2613995A1 (de) Lagerbaugruppe fuer messgeraete
DE1772193A1 (de) Halte- und Zentriervorrichtung
DE102020134653B3 (de) Justierbarer Optikhalter für ein optisches Element
DE69434092T2 (de) System für optische bank
DE1797270C3 (de) Einspannvorrichtung zur Halterung und Ausrichtung eines rotationssymmetrischen Bauteils
DE60318175T2 (de) Ausrichtung optischer Bauteile eines Messsystems
DE3301658A1 (de) Mechanische einstellvorrichtung
EP0919257B1 (de) Vorrichtung zum Einspannen eines Auslegersystems

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8136 Disposal/non-payment of the fee for publication/grant