DE2542233A1

DE2542233A1 - Vorrichtung zur lageeinstellung eines spiegels

Info

Publication number: DE2542233A1
Application number: DE19752542233
Authority: DE
Inventors: Lee Fitzpatrick Frank; James Kelly Lee
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1974-09-23
Filing date: 1975-09-22
Publication date: 1976-04-01
Also published as: JPS5160536A; FR2285626A1; GB1519185A; IT1042552B; DE2542233B2; DE2542233C3; NL7511174A; FR2285626B1; US3981566A

Description

Dipi.-Chem. Dr. Brandes Dr.-Ing. Held
Dipl.-Phys. Wolff

D - 7 Stuttgart 1, Lange Straße 51

Tel. {0711) 29 C310 u. 23 72 95

Telex 07 22312 (patwc d)

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9-11.30 Uhr. 13.30-16 Uhr

außer samstags

29. August 1975 Unsere Ref.: 124728/487333 kdk

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York,
Vereinigte Staaten von Amerika

Vorrichtung zur Lageeinstellung eines Spiegels

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Telefonische Auskünfte und Aufträge sind nur nach schrifScRer Bestätigung verbindlich

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lageeinstellung eines zur Ablenkung eines Strahlenbündels dienenden Spiegels, bei der eine mit demselben gekoppelte Treibeinrichtung vorgesehen ist, die mindestens ein flexibles, zum Bewegen des Spiegels verbiegbares Glied besitzt. Insbesondere betrifft die Erfindung eine derartige Vorrichtung zur Verwendung bei optischen Abtast- und Hellesteuerungssystemen, bei denen eine mechanische Lageeinstellung des strahlablenkenden Spiegels vorgesehen ist.

Ein wesentliches Element einer Vielzahl von Informationsverarbeitungssystemen, bei denen optische Abtast- und Hellesteuerungsvorrichtungen verwendet werden, ist ein lichtablenkender Spiegel, der steuerbar, d.h. lageverstellbar, ausgebildet ist. Bei der Hochgeschwindigkeits-Abtastung oder -Hellesteuerung, wie sie beispielsweise bei Komputer-Ausgabegeraten Anwendung findet, muß der strahlablenkende Spiegel das auffallende Lichtbündel schnell und genau zu einer bestimmten Stelle hin lenken.

Beim Vergleich und bei der Bewertung der Leistung von Ablenkvorrichtungen sind verschiedene charakteristische Parameter nützlich. Ein solcher Parameter ist die Bandbreite des Systems, die einen Anhalt dafür liefert, wie schnell die Ablenkvorrichtung auf ein zugeführtes Steuersignal reagieren kann. Es sei bemerkt, daß die dynamischen Eigenschaften von Spiegel-Ablenkvorrichtungen sich in der Weise auswirken, daß sie den Arbeitsbereich auf Abtastfrequenzen im akustischen Frequenzbereich beschränken, und zwar im allgemeinen auf Frequenzen unterhalb einiger KHz. Diese Beschränkung ergibt sich aufgrund der Dämpfung, die eintritt, wenn das Spiegelsystem oberhalb der niedrigsten mechanischen Resonanzfrequenz des Systems betrieben

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wird. Diese Resonanzfrequenz bestimmt sich nach Maßgabe einiger physikalischer Eigenschaften des Systems, beispielsweise aufgrund des Trägheitsmoments des Spiegels und der Steifigkeit der den Spiegel betätigenden Treibeinrichtung. Im allgemeinen läßt sich eine Bandbreite, die für Zwecke des Abtastens oder der Hellesteuerung ausreichend ist, dadurch erzielen, daß man die Einzelteile des Ablenksystems in geeigneter Weise auswählt. Dementsprechend sind Beschränkungen hinsichtlich der Bandbreite bei für optische Informationsverarbeitungsgeräte eingesetzten Spiegel-Ablenkvorrichtungen nicht das herausragende und schwerwiegende Problem.

Ein weiterer wichtiger, charakterisierender Parameter ist die Anzahl der auflösbaren Stellungen (in Fachkreisen die Anzahl der"Punkte" genannt), auf die das Strahlenbündel ausgerichtet werden kann (diese Anzahl wird oft auch als Auflösung oder Auflösungsvermögen des Systems bezeichnet). Die Auflösung des Systems gibt die Informationsmenge an, die bei jeder StrahlüberStreichung von der Ablenkvorrichtung abgetastet werden kann. Die Auflösung wird sowohl von der Spiegelgröße als auch dem Höchstwert des winkelmäßigen Ablenkungsbereichs des Spiegels beeinflußt. Es sei jedoch bemerkt, daß man zwar die Anzahl der Punkte durch Erhöhen der Spiegelgröße erhöhen kann, daß jedoch das Trägheitsmoment des Spiegels in entsprechendem Maße vergrößert wird, woraus sich eine Verringerung der Bandbreite der Ablenkvorrichtung ergibt.

Der Bereich der größten winkelmäßigen Ablenkung (Bereich der Strahlüberstreichung) ist darüberhinaus als charakteristischer Parameter aus sich heraus von erheblichem Interesse. Wird der Bereich der Strahlüberstreichung eines betref-

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fenden Systems vergrößert, so läßt sich beispielsweise die Länge einer Abtastbahn vergrößern. Ein sich daraus ergebender erheblicher Vorteil eines großen Oberstreichungsoder Abtastbereichs besteht darin, daß eine große Fläche, beispielsweise die Fläche eines Aufzeichnungsträgers, in Verbindung mit einer geringeren Bewegung der abzutastenden Fläche relativ zur Ablenkvorrichtung abgetastet werden kann.

Ein weiterer wichtiger, charakteristischer Parameter ist das Produkt aus Auflösung mal Bandbreite. Das Auflösungs-Bandbreite-Produkt dient dazu, um die Geschwindigkeit anzugeben, mit der die Informationsübertragung erfolgen kann (d.h. ein größeres Auflösungs-Bandbreiten-Produkt zeigt eine potentiell höhere Informationsübertragungsgeschwindigkeit an). Das Auflösungs-Bandbreiten-Produkt gibt nämlich nicht nur die Anzahl der auflösbaren Informationspositionen bei einem einzigen überstreichen an, sondern gibt auch an, wie schnell das Strahlenbündel über diese Positionen hinwegstreichen kann.

Nach diesem vorausgehenden_; kurzen Überblick erscheint es zweckmäßig, nunmehr einige verschiedene Ablenkvorrichtungen vom Spiegeltyp näher zu betrachten, die bereits bekannt sind.

Eine bekannte Art derartiger Vorrichtungen ist elektromagnetisch angetrieben und wird üblicherweise als Galvanometer-Abtaster bezeichnet. Systeme dieser Art zeigen vielfach gute Leistungen (Auflösung-Bandbreiten-Produkt sowie Überstreichungsbereich}, sind jedoch teuer,kompliziert und in vielen Fällen mit Hystereseproblemen belastet (siehe Veröffentlichung von E.P. Grenda und anderen, "Closing the Loop on Galvo Scanners" , erschienen in Electrooptical Design, Seiten 32 bis 34, April 1974). Verschiedene andere bekannte

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Arten von Ablenkvorrichtungen verwenden Spiegel, die unmittelbar an piezoelektrischen Querkraftwandlern angebracht sind, die als Treiber dienen (siehe Veröffentlichung von J.J. Shaffer und anderen, "Bender-Bimorph Scanner Analysis", veröffentlicht in "Applied Optics" , Seiten 933 bis 937, April 1970, sowie die US-Patentschriften 3 544 201, 3 794 und .1 438 974) . Die als Treiber dienenden Wandler, bei denen zwei miteinander verkittete Kristalle angewendet werden, werden oft als bimorphe Glieder oder bimorphe Biegeelemente bezeichnet. Derartige Systeme ergeben im allgemeinen'ein hohes Auflösungs-Bandbreiten-Produkt, sind einfach aufgebaut und billig. Aufgrund dieser wünschenswerten Eigenschaften haben Ablenkvorrichtungen, die bimorph angetrieben sind, allgemeine Verbreitung gefunden, insbesondere bei Einrichtungen zur optischen Informationsverarbeitung.

Ein Nachteil der bimorph angetriebenen Ablenkvorrichtungen besteht jedoch darin, daß bei bimorphem Antrieb zwar im allgemeinen mehr als ausreichend hohe Antriebskräfte zur Verfügung stehen, daß hierbei die Antriebskräfte aber nur für ganz geringe Auslenkungen oder Ablenkwinkel nutzbar sind. Für die in Frage kommenden Anwendungszwecke wären jedoch weit größere Auslenkungen wünschenswert. Um diesen Nachteil zu überwinden, geht man üblicherweise vielfach so vor, daß man derartige Ablenkvorrichtungen hintereinander^schaltet, um einen vergrößerten Bereich von Ablenkwinkeln und eine bessere Auflösung des Systems zu bekommen (siehe Veröffentlichung von V.J. Fowler u.a.,"A Survey of Laser Beam Deflection Techniques", veröffentlicht in "Applied Optics" , Seiten 1675 bis 1682, Oktober 1966,sowie USA-Patent 3 544 2Ol). Wird so vorgegangen, dann vergrößert sich aufgrund der zusätzlichen stattfindenden Reflexionen die Abschwächung des Strahlenbündels und außerdem steigen die Kosten sowie die Komplexität der Gesamtvorrichtung beträchtlich an, da die hintereinandergeschalteten Ablenkvorrichtungen miteinander synchronisiert sein müssen,

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um die gewünschte .kumulative Ablenkung des Strahlenbündels zu bekommen.

Eine entsprechend verstärkte Zunahme der Komplexität ergibt sich, wenn eine zweidimensionale Strahlablenkung vorgenommen werden soll. Bei zweidimensionaler Ablenkung werden üblicherweise zwei Gruppen von hintereinandergeschalteten Ablenkvorrichtungen verwendet, von denen jede Gruppe eine kumulative Strahlablenkung in einer Ablenkrichtung erzeugt, die sich von der Ablenkrichtung der jeweils anderen Gruppe unterscheidet. Es ist ersichtlich, daß eine solche Verdoppelung der Baugruppen zu sehr hohen Einrichtungskosten führt und daß die Probleme der Synchronisierung der Spiegel und deren gegenseitiger Ausrichtung in starkem Ausmaße zutage treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkvorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, bei'der mit einem Mindestmaß an Aufwand, d.h. bei einfachstem Vorrichtungsaufbau, der für die in Frage kommenden Anwendungszwecke geeignete Abtast- oder überStreichungsbereich erreicht wird.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Treibeinrichtung mit dem Spiegel über ein Gestänge gekuppelt ist, das eine Mehrzahl von in vorgewähltem Abstand voneinander angeordneter, eine Übersetzung zwischen der Bewegung des Gestänges und derjenigen des Spiegels ermöglichender Gelenke aufweist. Durch die Anwendung mehrerer, im Abstand voneinander angeordneter Gelenke wird eine Hebelwirkung erzeugt. Durch die Wahl der Größe des Abstandes der Gelenke ergibt sich die gewünschte Übersetzung der Antriebsbewegung und damit der gewünschte Ablenk- oder ÜberStreichungsbereich.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Gelenke als flexible Biegegelenke ausgeführt. Man erhält dadurch ein

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Gestänge, bei dem die gewünschte mechanische übersetzung der Antriebsbewegung erhalten wird, ohne daß ein schädliches Spiel oder eine Lose innerhalb der Gelenke befürchtet oder in Kauf genommen werden müßte. Ein solches Spiel in den Gelenken, wie es beispielsweise bei Scharniergelenken oder Zapfengelenken auftritt, würde in nachteiliger Weise ein Schlagen des Spiegels und ein ungenaues Positionieren desselben nach sich ziehen. Biegegelenke sind an sich bekannt. Beispielsweise werden solche als Deckelklappen bei Karteikästen benutzt. Die bekannte Anwendung von Biegegelenken ist jedoch mit der erfindungsgemäßen Anwendung derselben als Gelenk für Ablenkvorrichtungen aufgrund der hierbei auftretenden,völlig andersartigen Beanspruchungen überhaupt nicht vergleichbar. Während nämlich bei den Deckelklappen eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Biegevorgängen der Gelenke mit sehr niedriger Frequenz stattfinden, geht bei den Gelenken der Ablenkvorrichtungen die Anzahl der Biegevorgänge in die Billionen, und es treten Biegefrequenzen im Bereich mehrerer KHz auf.

Wie bereits angedeutet, ist ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß eine Auslenkung eines Strahlenbündels in zwei Dimensionen möglich ist, ohne daß mehrere Spiegel und mehrere Reflexionsvorgänge hierfür erforderlich wären. Zu diesem Zweck ist bei hierfür vorgesehenen Ausftihrungsbeispielen der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Gelenke des Gestänges so angeordnet sind, daß der Spiegel in einer Weise beweglich ist, als wäre er mittels eines Kugelgelenks gelagert. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise so vorgegangen, daß schlanke, spindelartige Biegegelenke, die in alle Richtungen biegsam sind, angewendet werden. Hierbei kann beispielsweise ein erstes spindelartiges Biegegelenk dazu benutzt werden, um den Spiegel mit einem zur Lagerung desselben dienenden Träger zu verbinden und einen Drehpunkt für die Bewegung des Spiegels festzulegen. Zwei weitere spindelartige Biegegelenke, die in orthogonaler Ausrichtung

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zu dem ersten spindelartigen Biegegelenk angeordnet sind, dienen dazu, den Spiegel mit zugeordneten Treibern zu koppeln. Bei solcher Anordnung bewirkt jeder dieser beiden Treiber eine Schwenkbewegung des Spiegels um je eine eigene Achse, wobei in diesem Fall, aufgrund der orthogonalen Anordnung der den Treibern zugeordneten Biegegelenke relativ zu dem den Drehpunkt des Spiegels bildenden Biegegelenk, die beiden Schwenkachsen senkrecht zueinander verlaufen.

Durch die Erfindung wird eine Ablenkvorrichtung geschaffen, die dem Konstrukteur, wie nachfolgend noch näher dargelegt werden wird, eine große Flexibilität zur Verfügung stellt _f welche es dem Konstrukteur ermöglicht, die Kraft-und Bewegungseigenschaften eines betreffenden Treibers an die Anforderungen anzupassen, die hinsichtlich der zu erreichenden Strahlablenkung an den Spiegel gestellt werden. Die entsprechende Anpassung kann durch Verwendung eines oder mehrerer mit Gelenken versehener, eine Hebelwirkung erzeugender Gestänge erfolgen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. IA bis IC scheinatisch vereinfacht gezeichnete Darstellungen dreier Ausführungsbeispiele von durch bimorphe Biegeglieder in üblicher Art betätigten Spiegeln;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgeraäßen Vorrichtung;

Flg. 3 eine Vorderansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in der

bestimmte geometrische Beziehungen, die bei der Erfindung gegeben sind, dargestellt sind?

Fig. 5A und 5B teils abgebrochen gezeichnete perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Ausfüh-

rungsbeispMs für zweidimensional Ablenkung und

Fig. 7 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels für Öegentaktbetrieb.

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In den Pig. IA, IB und IC ist anhand dreier Beispiele die Wirkungsweise bimorpher, als Treiber für die Ablenkung von Spiegeln 2a, 2b und 2c dienender, streifenfönniger Biegeglieder 4a, 4b bzw. 4c dargestellt. Bei derartiger Anwendung bimorpher Biegeglieder ist zwar die zur Ablenkung der Spiegel zur Verfügung gestellte Kraft im allgemeinen mehr als ausreichend, jedoch können nur kleine Ablenkungen und Neigungswinkelbereiche erreicht werden. So ergeben sich beispielsweise nur eine Ablenkung von etwa 0,01 mm und ein Neigungswinkel von einem halben Grad bei einer Länge des bimorphen Biegeglieds von ungefähr 25,4 mm.

Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der hier zu beschreibenden Vorrichtung mit einem strahlablenkenden Spiegel 10, einem Halter 12 und einer Treibeinrichtung 14, die vorzugsweise einen bimorphen Treiber 15 und eine steuerbare Betätigungseinrichtung 16 auf v/eist, um eine Auslenkung des bimorphen Treibers hervorzurufen. Der Spiegel 10 weist eine Rückseite 18 und eine reflektierende Vorderseite 20 auf, die die Lichtstrahlen zurückwirft, die in Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet sind. An der Rückseite 18 ist der Spiegel 10 an einer Aufnahmeplatte 22 befestigt, die einen Teil des Halters 12 bildet. Der Halter 12 weist außerdem einen Träger 24, ein Antriebs-Verbindungsstück 26 und einen Verbindungslappen 28 auf.

Ein Biegegelenk 29, das den Träger 24 mit der Aufnahmeplatte 22 verbindet, bildet einen Drehpunkt für die Schwenkbewegung des Spiegels 10.

Ablenkkräfte, die eine Rotation des Spiegels 10 um den Drehpunkt des Biegegelenks 29 hervorrufen, werden über das Antriebs-Verbindungsstück 26 auf die Aufnahmeplatte

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22 über ein Biegegelenk 30 übertragen, dessen Gelenkachse parallel zu derjenigen des Biegegelenks 29 verläuft. Die Ablenkkräfte kommen vom Verbindungslappen 28 her, der an dem Treiber 15 befestigt ist, so daß er sich mit diesem bewegt, und der mit dem Antriebs-Verbindungsstück 26 über ein Biegegelenk 32 verbunden ist. Sämtliche Biegegelenke 29, 30 und 32 sind vorzugsweise aus flexiblem Werkstoff ausgebildet, d.h. ohne Zwischenräume und in diese passende Teile, durch die sich ein Spiel zwischen miteinander verbundenen Gelenkteilen ergeben könnte. Derartige Biegegelenke befinden sich in allgemeiner Verwendung,beispielsweise bei Karteikästen aus Kunststoff, und sind im allgemeinen - jedoch nicht notwendigerweise - als integraler Teil einstückig mit dem betreffenden Kasten oder dergleichen ausgebildet. Im Interesse zuverlässiger Funktion müssen solche Biegegelenke unter der Beanspruchung, der sie ausgesetzt sind, flexibel bleiben.

Wie bereits oben erwähnt, ist es ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung, erkannt zu haben, daß Biegegelenke der Biegefrequenz und der Gesamtanzahl von Biegebelastungen, wie sie beim Betrieb der verschiedensten strahlablenkenden Systeme zu erwarten sind, standhalten können. Biegegelenke für Zwecke der Strahlablenkung sollten so konstruiert werden, daß sie unter Belastungen arbeiten, die unterhalb der Ermüdungsgrenze des das betreffende Gelenk bildenden Materials liegen (falls das betreffende Material eine Ermüdungsgrenze zeigt). Als Werkstoff können polyallomere Stoffe, Federstahl oder eine Vielzahl anderer elastischer Stoffe Verwendung finden. Vorzugsweise wird beim Betrieb des Biegegelenks der Werkstoff nur Belastungen unterworfen, die beträchtlich unterhalb seiner Ermüdungsgrenze liegen, um die Möglichkeit eines Versagens auf einen Mindestwert herabzudrücken.

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In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Halters 12* für den Spiegel gezeigt. Bei dem abgewandelten Halter 12¹ sind die Biegegelenke 29 und 30 unmittelbar mit der Rückseite des mit gestrichelten Linien angedeuteten Spiegels verbunden.

In Fig. 4 sind einige geometrische Beziehungen verdeutlicht, die dienlich sind, wenn es um die Anpassung eines Treibers, beispielsweise eines bimorphen Treibers, an die Anforderungen geht,die an die Lageeinstellung eines Spiegels zu stellen sind, wenn dieser für Abtastzwecke oder Zwecke der Hellesteuerung verwendet werden sollen. Mit & ist der Abstand zwischen den Biegegelenken 29 und 30 bezeichnet. Eine Strecke ο stellt die Ablenkung (Bewegung) dar, die\on der Treibeinrichtung 14 (siehe Fig. 2) über das Antriebs-Verbindungssttick 26 auf den Spiegel 10 übertragen wird.

θ = tan"¹ ·§ (Gleichung 1)

Für eine bestimmte Treibeinrichtung läßt sich ein Arbeitsbereich für ο ermitteln. Wählt man den Abstand Ji so groß, daß der Arbeitsbereich σ der Treibeinrichtung durch Hebelwirkung in einen gewünschten Ablenkbereich des Winkels θ tibersetzt wird (die Gleichung 1 stellt das übersetzungsverhältnis dar),dann ist die betreffende Strahl-Ablenkeinrichtung an die zugehörige Treibeinrichtung angepaßt. Beim angepaßten System ergibt sich der höchstmögliche mechanische Gewinn (Verringerung der effektiven Belastung und dadurch verbesserte Bandbreite) in Verbindung mit der Erreichung eines gewünschten Ablenk-Winkelbereichs. Auch wenn eine betreffende Treibeinrichtung nicht die gewünschten Betriebsanforderungen erfüllen kann (wenn beispiels-

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weise der Treiber sowohl eine zu geringe Ablenkkraft als auch zu geringe Ablenkwinkel erzeugt), so wird, wenn Halterung und Anordnung gemäß den hier aufgezeigten Lehren ausgeführt werden, nichtsdestoweniger der Vorteil der Flexibilität in Bezug auf die Konstruktionsauslegung erreicht, so daß der Spiegel-Auslenkungsbereich und der mechanische Gewinn gegeneinander ausgespielt werden können.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß, wie es durch einen Pfeil R eingezeichnet ist, die Zunahme der Ablenkung eines einfallenden Lichtstrahls, wie si'e sich bei einer Rotation des Spiegels um den Winkel θ ergibt, dem Wert 2Θ entspricht. Der verdoppelte Winkel wird beim Vergleich der Ablenkungen, die durch die verschiedenen Ablenkvorrichtungen erreicht werden, hier als Strahl-Ablenkwinkel bezeichnet, im Unterschied zu dem Ablenkwinkel des Spiegels (zum Zwecke der Vereinfachung und Übersichtlichkeit ist der mit dem Pfeil R bezeichnete Strahl so eingezeichnet, daß er normal zu dem Spiegel verläuft, wenn θ = 0°).

Ein weiteres Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der hier zu beschreibenden Vorrichtung ist in Fig. 5A und 5B gezeigt. Und zwar bietet sich bei der hier gezeigten Vorrichtung die Möglichkeit, daß man die Lage der Drehachse beliebig wählen kann, die durch das Biegegelenk 29 gebildet wird, so daß man die Lage der Drehachse in die Nähe einer mit P.A. bezeichneten Hauptachse des Spiegels bringen kann (in Fig. 5A ist dies für einen runden Spiegel und in der Fig. 5B für einen rechteckigen Spiegel gezeigt). Vorzugsweise werden die Drehachse und die Hauptachse des Spiegels so eng wie möglich einander angenähert, um die Translationsbewegung des Spiegels zu verringern und dadurch die Trägheitsbelastung der Spiegel-Antriebseinrichtung herabzusetzen.

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In Pig. 6 ist ein Halter 12" bei einer zweidimensionalen Ablenkvorrichtung gezeigt. Ein Träger 24' ist über ein spindelartiges Biegegelenk 29' mit dem Spiegel IO verbunden und bildet für die Schwenkbewegung des Spiegels ein Schwenklager ( wie oben erwähnt, sind derartige Biegegelenke in allen Richtungen biegsam).Es könnte auch ein Kugelgelenk verwendet werden. Die Treibeinrichtung 14 weist zwei bimorphe Treiber 15' und 15^W auf. Die Treiber 15' und 15" sind je für sich mit dem Spiegel 10 über Biegegelenke 30' bzw. 30" verbunden. Die Biegegelenke 30" und 30" sind vorzugsweise relativ zum Biegegelenk 29' in gegenseitiger orthogonaler Anordnung vorgesehen. Bei solcher Anordnung können die Treiber 15' und 15" voneinander unabhängige Schwenkbewegungen des Spiegels um Schwenkachsen hervorrufen, die zueinander senkrecht verlaufen. Dementsprechend ist eine individuelle Steuerung der Strahlablenkung in zwei Dimensionen mittels gesteuerter Betätigung der einzelnen Treiber möglich. Wenn die Schwenkachsen nicht orthogonal zueinander gemacht werden, dann ergeben sich zwischen den Treibern gegenseitige Wechselwirkungen.

In Fig. 7 ist ein weiteres, abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Halter 12"' vorgesehen ist_r der eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Halter 12' von Fig. 3 besitzt, wobei jedoch für einen zweiten Treiber 15' ein zweiter Treiberanschiluß über ein Antriebs-Verbindungsstück 26 · anstelle des Trägers 24 (wie es bei Fig. 3 der Fall ist) vorgesehen ist. Wie dargestellt, sind die Antriebs-Verbindungsstücke 26 und 26' unmittelbar mit den Treibern 15 bzw. 15' verbunden. Die beiden Treiber 15 und 15" werden vorzugsweise im Gegentakt betrieben, um den Spiegel zu schwenken und dementsprechend eine Strahlablenkung hervorzurufen.

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Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezug auf die Fig. ² bis 7 im einzelnen beschrieben. Es versteht sich jedoch,daß eine Vielzahl von Abwandlungen und Weiterbildungen vom Fachmann vorgenommen werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise brauchen die flexiblen Biegegelenke nicht einstückig mit den Verbindungsstücken und Verbindungslappen ausgebildet zu sein, sondern können als gesondertes Stück hergestellt und dann zur Bildung eines Teils des Gelenks an diesem angebracht werden. Außerdem kommt eine Vielzahl von Werkstoffen,die flexible Eigenschaften aufweisen, als Werkstoff für flexible Biegegelenke für die Verwirklichung der Erfindung in Betracht. Es können auch die verschiedensten Antriebseinrichtungen zur Anwendung gebracht werden, beispielsweise Magnetostriktions-Biegeglieder oder elektromagnetische Treiber. Außerdem brauchen, wie oben erwähnt, die Schwenkachsen bei zweidimensionalen Ablenkvorrichtungen nicht zueinander orthogonal angeordnet zu sein.

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Claims

Patentansprüche

\\y Vorrichtung zur Lageeinstellung eines zur Ablenkung

eines Strahlenbündels dienenden Spiegels, bei der eine
mit demselben gekoppelte Treibeinrichtung vorgesehen ist, die mindestens ein flexibles, zum Bewegen des Spiegels
verbiegbares Glied besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß
die Treibeinrichtung(14)mit dem Spiegel (10)über ein
Gestänge (12, 12', 12", 12"') gekoppelt ist, das eine
Mehrzahl von in vorgewähltem Abstand (£) voneinander
angeordneter/ eine übersetzung zwischen der Bewegung des Gestänges und derjenigen des Spiegels (IQ/ermöglichender Gelenke (29, 30, 29', 30") aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke als Biegegelenke (29, 30, 29', 30', 30") ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibeinrichtung (14) einen in Abhängigkeit von einem zugeführten elektrischen Signal ein mechanisches Ausgangssignal erzeugenden, bimorphen Treiber (15, 15', 15") besitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei gesonderte Treiber (15¹, 15") und je ein jedem Treiber (15*, 15") zugeordnetes Biegegelenk (30¹, 30") vorgesehen sind,die relativ zum Spiegel (10)so angeordnet sind, daß dieser mittels der über die Biegegelenke übertragenen Antriebskraft um zwei verschiedene Drehachsen für die
zweidimensional Ablenkung des Strahlenbündels schwenkbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Biegegelenke (30*, 30") der beiden Treiber (15* bzw. 15") in orthogonaler Lagebeziehung relativ zu

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einem durch ein drittes Biegegelenk (29·) gebildeten Drehpunkt des Spiegels (10) angeordnet sind.

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