DE2950919C2 - Optisch-mechanische Abtastvorrichtung - Google Patents
Optisch-mechanische AbtastvorrichtungInfo
- Publication number
- DE2950919C2 DE2950919C2 DE2950919A DE2950919A DE2950919C2 DE 2950919 C2 DE2950919 C2 DE 2950919C2 DE 2950919 A DE2950919 A DE 2950919A DE 2950919 A DE2950919 A DE 2950919A DE 2950919 C2 DE2950919 C2 DE 2950919C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- resonator
- torsion bar
- housing
- plates
- drive elements
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
- G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lasers (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von
Laserlicht, mit einem Schwinger, der einen an seinen Enden mit einem festen Gehäuse verbundenen Torsionsstab
und ein auf dem Torsionsstab befestigtes optisches Element für die Strahlung aufweist, wobei in
der Nabe der Enden Antriebselemente zur Erzeugung von Schwingungen der aus Torsionsstab und Element
bestehenden Resonators angeordnet sind.
Unter »optischem Element« versteht man hier ein Element, das dazu bestimmt ist, einem Bündel
elektromagnetischer Strahlung eine optische Behandlung, wie Reflexion, Refraktion, Beugung (Lichtbrechung),
Phasenmodulation oder Amplitudenmodulation usw. zu vermitteln. Als Beispiele für optische Elemente,
die eventuell einer Drehschwingungsbewegung oder Parallelverschiebung in Beziehung auf einen Rahmen
eines optischen Gerätes oder eines Elementes einer optischen Werkbank unterworfen sind, kann man die
beweglichen Gilter oder die Umkehrspiegel von Infrarotgitterspektrometern.die in den halographischen
Techniken benutzten Gitter, die Modelle der Phasenelastizitätsmessung,
usw nennen.
Die Schwingungsbewegung wird entweder mittels einer positiven, mechanischen Steuerung (die z. B. einen
elektrischen Antriebsmotor und eine Plcuelstangen- oder Nockenverbindung enthält) erreicht oder mittels
eines mechanischen Oszillators, der das optische Element trägt und mit seiner Grundresonanzfrequenz
angeregt wird. Diese zweite Lösung ist in den meisten
Fällen vorzuziehen, insbesondere aus Gründen des Raumbedarfs und der Leistung.
so Eine an einen Rahmen gebundene, schwingende Resonatorvorrichtung bewirkt jedoch im Rahmen
Schwingungen. Dieser Nachteil wird sehr lästig, wenn das Gerät oder die Werkbank für Versuche oder
Messungen bestimmt ist, die einen hohen Grad an Auflösung und/oder eine große Empfindlichkeit fordern.
Die Lösung, zu der man notgedrungen kommt, ist die Überdimensionierung des Rahmens, um seine
Steifheit und seine Masse zu erhöhen. Diese Lösung ist angebracht für Geräte oder Werkbänke, die ortgebunden
sind, aber keinesfalls für Geräte, die in Luftfahrzeugen oder Satelliten montiert sind, in welchen die Größe
des verladenen Materials sehr beschränkt ist.
Man hat bereits eine Lösung vorgeschlagen, die in einigen Fällen die Verminderung der Erregung im
Rahmen gestattet. Sie besteht aus einer Vorrichtung mit einem Torsionsstabresonator, der dazu bestimmt ist,
einen Drehspiegel zum Schwingen zu bringen, die Enden des Drehstabs mit dem Rahmen durch elastische
Zapfen zu verbinden, d. h. durch biegsame Elemente, deren Torsionssteifheit sehr viel kleiner ist als die
Steifheit des Stabes. Es handelt sich hier nur um eine Sonderlösung, die nicht sehr zufriedenstellend ist
(insbesondere für ein in einem Flugkörper verladenes Gerät), da der Rahmenteil, der direkt mit dem
Resonator verbunden ist einem Torsionsmoment unterliegt, das nicht zu vernachlässigen ist und das von
der Reaktion des Erregersystems bewirkt wird. Die dem Rahmen und den anderen Elementen, die es trägt,
übermittelten Schwingungen verursachen eine Energiestreuung, die nur dem Erregungselemen» des Resonators
zugeschrieben werden kann. Der Resonanzfaktor Q
des Schwingungssystems wird verfälscht und hängt ab von der inneren Dämpfung des durch das Gerät und
eventuell seinem Träger gebildeten Aufbaus. Diese Dämpfung wechselt jedoch je nach den Umgebungsbedingungen
(Temperatur, Druck, mechanische Beanspruchungsfaktoren, die insbesondere der Trägheit im Fall
von Beschleunigung zuzuschreiben ist, -leränderliche Schwere, usw.). Die die Schwingungsbewegungen
charakterisierenden Parameter (insbesondere die Frequenz und die Amplitude) sind keine Konstanten mehr.
Man hat ebenfalls vorgeschlagen, die Störschwingungen
zu verringern, die durch den Träger einer Vorrichtung erzeugt werden, die durch eine schwingende
Bewegung erzeugt wird, indem man einen dynamischen reibungslosen Dämpfer auf dem Träger anbringt,
der aus einem schwingenden System besteht, das eine durch richtig dimensionierte und am Träger befestigte,
elastische Mittel getragene Masse enthält. Die Störschwingungen regen den dynamischen Dämpfet an,
wobei er pendelt und eine Gegenkraft erzeugt, die jederzeit gleich der Störungskraft und ihr entgegengesetzt
ist. Die bis jetzt entwickelten, dynamischen Dämpfer sind für industrielle Zwecke vorgesehen, bei
welchen man eine größere Restschwingung aufgrund der Größe der Anlagen oder der bestehenden
Umgebungsbedingungen zulassen kann. Solche Dämpfer sind jedoch nicht leistungsfähig genug, um bei
Verwendung mit den oben beschriebenen, optischen Geräten noch wirksam zu sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Übertragung
von Schwingungen auf das Gehäuse möglichst weitgehend auszuschließen, indem Kompensationsmittel
geschaffen werden, die dem Gehäuse an der Befestigungsstelle eine Reaktion übertragen, die den
durch den Resonator aufgeprägten Einfluß annulliert.
/,(Λΐ,/dr2)
-a2)=0
t2) + AT1 (a2 - fli) + AT3 (fl2 - a3) = 0
/3 (d2a3ld t2) + Ki (a3 - O3) = 0
/3 (d2a3ld t2) + Ki (a3 - O3) = 0
Dazu sieht die Erfindung bei der eingangs genannten Vorrichtung vor, daß die Antriebselemente auf der dem
Resonator abgewandten Seite mit je einem Hilfsresonator gekoppelt sind, der auf die Frequenz des Resonators
■ abgestimmt ist und aus einseitig eingespannten, zuni
Resonator gegenphasig schwingungsfähigen Plättchen besteht und daß der aus Resonator und Hilfsresonator
gebildete Schwinger im Bereich der Antriebselemente mit dem Gehäuse verbunden ist
• In einer Ausführungsform weist jedes Antriebselement
einen seitlich der Torsionsstabachse angeordneten, piezoelektrischen Erreger auf, der dem optischen
Element Schwingungen überträgt
In einer anderen Ausführungsform mit verbesserter
■ mechanischer Leistung ist der Resonator mit einem Mittelstück des Armes befestigt, auf den die piezoelektrischen
Erreger einwirken.
Bei Dauerschwingungsbetrieb zwingt die Kopplung der beiden Resonatoren über den Teil des Rahmens
letztere gegenphasig zu schwingen und zwar mit einem derartigen Amplitudenverhältnis, daß die jeweils periodisch
auf den Teil des Rahmens durch die beiden Resonatoren aufgetragenen, mechanischen Beanspruchungen
jederzeit die gleichen Amplituden, eine gleiche , Richtung und entgegengesetzte Richtungen haben, und
zwar ist:
/1 die Trägheit (oder dynamische Masse) des Hauptresonators, Ki seine Steifheit bei dem oder den
Freiheitsgraden, die ihm zugeteilt sind, a\ der
Momentwert der Verschiebung (Winkel- und/oder Linear-) des Schwerpunktes des genannten Resonators
und A\ die Amplitude dieser Verschiebung;
I2 die Trägheit des durch den Teil des Rahmens und
durch die Mittel, die die zwei Resonatoren an diesen Teil des Rahmens verbinden, gebildeten
Systems, K2 seine Steifheit bei dem oder den
gleichen Freiheitsgraden, a2 der Momentwert der
Verschiebung seines Schwerpunktes und A2 die
Amplitude dieser Verschiebung; schließlich
/3 die Trägheit des Hilfsresonators, K3 seine Steifheit
in dem oder den gleichen Freiheitsgraden, a3 der
Momentwert der Verschiebung in seinem Schwerpunkt und A3 die Amplitude dieser Verschiebung.
In einem nicht gedämpften System ist infolge der Kopplung zwischen den beiden Resonatoren über den
Teil des Rahmens das System der Bewegungsgleichungen wie folgt:
(D
Für irgendeine Schwingungsfrequenz F ist das System der Verschiebungsgleichungen wie folgt (wobei / die
Zeit ist):
αϊ = A1 sin 2 π Ft
O2= A2 sin 2 π Ft (2)
a3 = A3 sin 2 π Ft
Wenn man Fp als gemeinsame Eigenfrequenz der beiden Resonatoren annimmt, d. h.
(3)
so erhält man aus den vorhergehenden Gleichungen folgendes Gleichungssystem:
- A1F2 + Fp2 (Ax - A2) = 0
- A3F2 + Fp2 (A2 - A2) = 0
I1Ai + I2A2+I3A3 =0
I1Ai + I2A2+I3A3 =0
Dieses Gleichungssystem enthält unter anderem drei eigentümliche Lösungen:
- für F = 0, Ai=A2= A3
- für F = Fp, A2=O und A1I1 + A3I3 = 0
-TUtF = Fp
A1 = A3
A2 = -Ax [(/,
{\+[{h+I3)II2V12)
Die Beziehung (5) ist ohne Interesse, da sie der Unbeweglichkeit der beiden Resonatoren entspricht.
Die Beziehungen (6) und (7) entsprechen jeweils den beiden Eigenfrequenzen des mechanischen Systems.
F = Fp, nach (6) entspricht dem Fall, wo die Eigenfrequenz der gesamten Einheit gleich der Eigenfrequenz
der beiden gegenphasig schwingenden Resonatoren (einzeln betrachtet) ist. Man sieht, daß die
Amplitude des Hilfsresonators sich so verhält, daß die Beanspruchung, die er auf den Teil des Rahmens ausübt,
jederzeit die durch den Hauptresonator ausgeübte Beanspruchung annulliert. Der Teil des Rahmens
unterliegt dauernd Kräften und/oder genau entgegengesetzten Kraftmomenten und bleibt bewegungslos.
Der Schwingungsbetrieb des Systems ist beständig.
F= Fp 11 +[C/, + /3)//2]"2}, nach (7), entspricht dem
Fall, wo die beiden Resonatoren gleichphasig sind; die durch die Resonatoren ausgeübten Beanspruchungen
addieren sich jederzeit und werden durch die Reaktionen des Teiles des Rahmens ausgeglichen, der wichtigen
energiestreuenden Verschiebungen unterliegt Der Dämpfungskoeffizient und der Resonanzfaktor des
mechanischen Systems sind entsprechend viel größer und viel schwächer als im vorhergehenden Fall. Es
handelt sich also um einen unbeständigen Betrieb. Wenn das System in eine elektromagnetische Schwingungsschleife eingebaut wird, so erlangt es die Frequenz
F= Fp schnell und bewahrt sie, die dem beständigen Betrieb und der quasi absoluten Unbeweglichkeit des
Teils des Rahmens entspricht.
Die vorhergehenden Berechnungen wurden ohne jegliche nachfolgende Hypothesen aufgestellt:
— über der oder die der Bewegung des optischen Elementes — und demzufolge den Resonatoren
(Drehung und/oder Parallel verschiebung) — zugeteilten Freiheitsgraden;
— über die Verformungsart der elastischen Mittel der Resonatoren (Durchbiegung, Verdrehung usw.);
— über die Art der Mittel, die das:u bestimmt sind, dem
optischen Element die Schv/ingungsbewegungen zu übertragen (piezoelektrische, elektromagnetische
Mittel usw.);
— über denjenigen Resonator, auf welchen die genannten Mittel wirken und über den Bereich des
betreffenden Resonators, auf welchen die Erregung ausgeübt wird;
— über die relative Lage der beiden Resonatoren zueinander und gegenüber dem Teil des Rahmens.
Die Erfindung wird nun anhand nachfolgend aufgeführter Zeichnungen beschrieben.
Fig. IA ?eigt, teils als Übersichtszeichnung, teils als
Blockdiagramm, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung einer drehenden Schwingungsbewegung
auf einen Spiegel.
Fig. IB zeigt eine Übersichtszeichnung einer Variante
der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Fig.2 ist ein einfaches Schema des mechanischen
Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Hauptresonator, dem Parallelverschiebung übertragen
wird, und einem Hilfsresonator nach F i g. 1A. Und
Fig.3 zeigt schematisch eine Anwendung der Erfindung auf ein optisches Ausrichtungssystem eines
Laserstrahles.
Wie auch der Resonator, auf den die Erregungsmittel direkt wirken, ausgelegt sein mag, man wird denjenigen
»Hauptresonator« nennen, der das zur Schwingung zu bringende optische Element trägt.
Betrachten wir zunächst die F i g. 1A. Der Spiegel 1 ist
auf zwei gegenüberliegenden Seiten an zwei Torsionsstäben 2 befestigt, die jeweils mit zwei als Armen
ausgebildeten Stabträgern 21 abschließen. Praktisch wird die Befestigung mittels einer nicht gezeigten, mit
den Torsionsstäben verbundenen Armatur hergestellt, auf welche der Spiegel geklebt ist. Der Spiegel 1, die
Drehstäbe 2 und die Stabträger 21 bilden den Hauptresonator. Jeder Stabträgern 21 ist an einen Teil 6
des Geräterahmens mittels eines Schwingungserregers befestigt, der aus zwei Stapel 3 von piezoelektrischen
Scheiben und Stützplatten 4 besteht, die am Teil 6 des Rahmens angebracht sind. Die Achsen der beiden
Stapel 3, die zwischen jedem Träger 21 und der entsprechenden Stützplatte 4 liegen, sind selbstverständlich
parallel und zu beiden Seiten der geometrisehen Achse des entsprechenden Drehstabes 2 in einer
zur genannten Achse senkrechten Ebene angeordnet. Die beiden piezoelektrischen Stapel 3 eines gleichen
Erregers werden durch Wechselströme mit der Eigenfrequenz des Hauptresonators und gegenphasig
über einen elektronischen Steuerkreis gespeist Die beiden Erreger sind selbstverständlich phasengleich.
Um das System gegen Temperaturschwankungen unempfindlich zu machen, besteht dieser Kreis haupt-
sächlich aus einem Verschiebungsgeber für den Spiegel
(hier ein Beschleunigungsmesser 7), der am Spiegel angebracht ist, und aus einem Verstärker 81, dessen
Eingang mit dem Ausgang des Gebers 7, über dessen Ausgang die Erreger 3 gespeist werden, verbunden ist.
Das so gebildete, mechanisch-elektrische System ist selbstschwingend und stimmt sich stets auf die Frequenz
des Hauptresonators ein. Eine Verstärkungsregelungsschleife wird durch einen Verstärker 82 dargestellt,
dessen Eingang ebenfalls mit dem Geber 7 und dessen Ausgang mit einem Eingang der Verstärkungsregelung
des Verstärkers 81 verbunden ist. Diese Schleife wirkt auf die Verstärkung des Verstärkers 81, damit die
Amplitude des Signals des Gebers 7 konstant bleibt und somit auch die Amplitude der Schwingungsbewegung
des Spiegelt 1 konstant bleibt.
Es ist ein »mechanischer Hilfsresonator« mit dem Teil
6 des Rahmens verbunden. Er besteht aus zwei Elementen 5 mit elastischen Schwingungsplättchen, die
mit ihrer Stützfläche 51 festgemacht sind, auf die die Vorderseiten jeder Stützplatte 4, die der Fläche, die
einen Erreger 3 trägt, entgegengesetzt ist, vorgesehen sind. Jedes Element 5 enthält zwei biegsame Plättchen
52, die sich symmetrisch auf beiden Seiten der gemeinsamen Axialebene des Hauptresonators und der
Erreger 3 erstrecken. Die vier Plättchen 52, die in einer zur genannten Axialebene senkrechten Ebene angebracht
sind, sind so dimensioniert, daß ihre Resonanzfrequenz gleich der des Hauptresonators ist. Die gesamte
Einheit entspricht einem Torsionspendel mit großen Resonanzfaktoren und sehr schwachem Dämpfungskoeffizienten.
Die Oszillation dieses Pendels wird durch eine minimale Verschiebung des Teiles des Rahmens 6
unterstützt.
Die Fig. IB zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen
Ausführungsform, die von der in F i g. IA in der Art verschieden ist, daß der Schwingungserreger, der aus
zwei Stapel 3 piezoelektrischer Scheiben besteht, zwischen dem Hilfsresonator 5 und dem Teil des
Rahmens 6 untergebracht ist und nicht zwischen dem Hauptresonator und dem genannten Teil. Der Erreger 3
erregt also indirekt den Hauptresonator und direkt den Hilfsresonator.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, so wie sie gemäß Fig. IA beschrieben wurde, wurde bei einem Spektrometer
mit festem Gitter und mit schwingendem Spiegel, das für einen Satelliten bestimmt war, angewendet Der
Spiegel 1, der auf eine Fassung aus Invar (Stahl mit Nickel) geklebt ist, mißt 100-100-30 mm. Die beiden
Torsionsstäbe 2, deren Durchmesser 9,3 mm und die Längen 10 mm betragen, bestehen aus Stahl Z 30 C 13.
Jeder der beiden Stapel 3 von jedem Erreger besteht aus fünf Scheiben aus piezoelektrischer Keramik (Stärke
2 mm und Durchmesser 14 mm) und wird mit einer Effektivspannung von 1,16 V gespeist. Die beiden
biegsamen Plättchen 52 von jedem der beiden Elemente des Hilfsresonators 5 bestehen aus Stahl Z 30 C 13,
haben eine Länge von 63 mm und einen Querschnitt von 2,3 · 15 mm. Die Resonanzfrequenz des Systems beträgt
504 Hz, die Winkelamplitude der Spiegeloszillationen 6,25 Bogensekunden und der Resonanzfaktor Q = 560.
Letzterer bleibt beständig, welcher Art der verbundene Rahmen auch sein mag. Wenn der Hilfsresonator 5
entfernt wird, stellt man fest, daß je nach mechanischen und geometrischen Eigenschaften des verbundenen
Rahmens (Elastizitätsmodul des Materials, Form und Masse) die Resonanzfrequenz sich zwischen 508 und
520 Hz und der Resonanzfaktor ζ) zwischen 7,5 und 150
verändert. Diese Ergebnisse bestätigen die Vorteile der Erfindung.
F i g. 2 zeigt, daß ein Hilfsresonator 5 mit schwingen
den Plättchen, wie der von F i g. 1A (oder 1 B) mit einem Hauptresonator angewandt werden kann, der ein
optisches Element in Parallelverschiebung anstatt in Drehung bewegt. Der Hauptresonator RS (Trägheit
M 5, Steifheit R 5), der das Element O 5 trägt, wird durch
den Erreger ES erregt. Der Hilfsresonator R'5, der mit seiner zentralen Stützplatte CS an der Seite des
Rahmens B befestigt ist, die derjenigen, die den Resonator R 5 trägt, gegenüberliegt, enthält elastische
Plättchen L 5, die sämtlich gegenphasig mit der Masse MS schwingen.
Die Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung
für die optische Ausrichtung eines Laserstrahles auf ein Ziel. Die Vorrichtung enthält einen Planspiegel 100 und
eine Steuervorrichtung für die Spiegelschwingungen, die aus zwei Stapelpaare 111-112 und 113-114 von
piezoelektrischen Scheiben besteht, die auf dem Hilfsresonator 120, der mit dem Rahmen 130 verbunden
ist, befestigt sind Die Paare 111-112 und 113-114 werden
über zwei nicht gezeigte Wechselsignalgeneratoren gespeist und zwar mit Frequenzen, die der Resonanz! requenz
gemäß den zwei Drehachsen Ox und Oy des Hauptresonators entsprechen. Letzterer besteht aus
dem Spiegel 100, der direkt mit den Stapeln 111, 112, 113 und 114 verbunden ist; die elastische Rückstellung
des Spiegels auf die beidt-n Achsen Ox und Oy erfolgt dank der Steifheit der Stapel piezoelektrischer Scheiben.
Der Hilfsresonator enthält zwei orthogonale Paare, die auf die Achsen Ox und Oy der biegsamen Plättchen
52 und 53 ausgerichtet sind. Die Plättchen sind in eine kreuzförmige Stützplatte 121 eingelassen und so
5n dimensioniert, daß sie unter dem Einfluß der vom
Hauptresonator erzeugten Schwingungen in Resonanz treten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Vorrichtung ?.ur Erfassung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von Laserlicht, mit einem
Schwinger, der einen an seinen Enden mit einera festen Gehäuse verbundenen Torsionsstab und ein
auf dem Torsionsstab befestigtes optisches Element für die Strahlung aufweist, wobei in der Nähe der
Enden Antriebselemente zur Erzeugung von Schwingungen des aus Torsionsstab und Element
bestehenden Resonators angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente
(3) auf der dem Resonator (1,2) abgewandten Seite mit je einem Hilfsresonator (5) gekoppelt sind,
der auf die Frequenz des Resonators (1, 2) abgestimmt ist und aus einseitig eingespannten, zum
Resonator gegenphasig schwingungsfähigen Plättchen (52,53) besteht, und daU der aus Resonator (I1
2) und Hiifsresonator (5) gebildete Schwinger im Bereich der Antriebselemente (3) mit dem Gehäuse
(6) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebseelement einen seitlich
der Torsionsstab-Achse angeordneten, piezoelektrischen Erreger aufweist, der zwischen einen mit dem
Torsionsstabende verbundenen Arm (21) und dem eingespannten Ende des Plättchens (52) angeordnet
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes Antriebselement aus einem
Paar von piezoelektrischen Erregern (3) zusammensetzt, die sich bezüglich der Torsionsstab-Achse
gegenüberliegen.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsresonator
(5) aus zwei gegenüberliegenden Plättchen besteht, deren Enden in einem gemeinsamen
Block (51) eingespannt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) an
einem Mittelstück des Armes (21; befestigt ist (Fig. IB).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) an dem Block (51)
befestigt ist (F ig. IA).
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsresonator (120) aus einer mit
dem Gehäuse (130) verbundenen Stützplatte (121) besteht und vier biegsame Plättchen (52,53) umfaßt,
die paarweise auf die Richtungen der ebenen Orothogonalachsen (Ox, Oy) ausgerichtet sind, und
daß die Antriebselemente aus vier Stapeln piezoelektrischer Scheiben (111, 112; 113, 114) bestehen,
die an der Stützplatte (121) in der Nähe des eingespannten Endes der vier Plättchen (52, 53)
befestigt sind, auf die Längsachsen der Plättchen zentriert sind und das optische Element (100) tragen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils auf eine der Orlhogonal-•chsen (Ox. Oy) zentrierten Stapel (Hl, 112)
gegenphasig über einen ersten elektrischen Generator mit Wechselsignalen mit der Resonanzfrequenz
des Resonators (100) um die zugehörige Orthogonalachse (Ox, Oy) erregt werden und daß die beiden zur
anderen Orthogonalachse ausgerichteten Stapel (113, 114) gegenphasig durch einen zweiten elektrischen
Generator mit Wechselsignalen mit der Resonanzfrequenz des Resonators (100) um die
zugeordnete Orthogonalachse erregt werden, und daß die vier biegsamen Plättchen (52, 53) unter der
Wirkung der vom Resonator (100) erzeugten Schwingungen in Resonanz treten.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator
(1,2) mit einem Bewegungsgeber (Beschleunigungsmesser
7) gekoppelt ist, dessen Ausgangssignale einem Verstärker (Sl) zugeführt sind, dessen
Ausgangssignale die Antriebselemente (3) steuern.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers
(81) durch einen Regelkreis (82) geregelt ist
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7835265A FR2444283A1 (fr) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Perfectionnements aux dispositifs vibrants pour le traitement d'un faisceau optique |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2950919A1 DE2950919A1 (de) | 1980-06-19 |
DE2950919C2 true DE2950919C2 (de) | 1982-12-09 |
Family
ID=9216128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2950919A Expired DE2950919C2 (de) | 1978-12-14 | 1979-12-14 | Optisch-mechanische Abtastvorrichtung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4302709A (de) |
CA (1) | CA1113291A (de) |
CH (1) | CH632851A5 (de) |
DE (1) | DE2950919C2 (de) |
FR (1) | FR2444283A1 (de) |
GB (1) | GB2038025B (de) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3035315C2 (de) * | 1980-09-18 | 1984-07-12 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Piezoelektrische Lichtablenkvorrichtung |
SU1430931A1 (ru) * | 1985-11-04 | 1988-10-15 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Сканатор дл лазерных технологических установок |
US5099110A (en) * | 1989-10-30 | 1992-03-24 | Symbol Technologies, Inc. | Power saving scanning arrangement |
US5621371A (en) * | 1989-10-30 | 1997-04-15 | Symbol Technologies, Inc. | Arrangement for two-dimensional optical scanning with springs of different moduli of elasticity |
US5280165A (en) * | 1989-10-30 | 1994-01-18 | Symbol Technolgoies, Inc. | Scan pattern generators for bar code symbol readers |
US5206492A (en) * | 1989-10-30 | 1993-04-27 | Symbol Technologies, Inc. | Bar code symbol scanner with reduced power usage to effect reading |
US5177644A (en) * | 1991-04-03 | 1993-01-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Tilt mechanism |
US5210636A (en) * | 1991-07-19 | 1993-05-11 | Baer Stephen C | Rotational oscillatory optical scanning device |
US5202785A (en) * | 1991-12-20 | 1993-04-13 | Texas Instruments Incorporated | Method and device for steering light |
US5233456A (en) * | 1991-12-20 | 1993-08-03 | Texas Instruments Incorporated | Resonant mirror and method of manufacture |
US5283682A (en) * | 1992-10-06 | 1994-02-01 | Ball Corporation | Reactionless scanning and positioning system |
US5594232A (en) * | 1995-05-05 | 1997-01-14 | Symbol Technologies, Inc. | Planar arrangement for two-dimensional optical scanning |
US5886810A (en) * | 1997-09-29 | 1999-03-23 | Hinds Instruments, Inc. | Mounting apparatus for an optical assembly of a photoelastic modulator |
JP5582518B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2014-09-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光走査装置 |
JP5266739B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2013-08-21 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置 |
EP1965225A3 (de) * | 2007-02-28 | 2009-07-15 | Denso Wave Incorporated | Laserradarvorrichtung zur dreidimensionalen Erkennung von Objekten |
US8665500B2 (en) * | 2008-04-11 | 2014-03-04 | Molecular Devices, Llc | Vibration control in scanners |
JP5381801B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2014-01-08 | セイコーエプソン株式会社 | 画像形成装置 |
JP5333286B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2013-11-06 | セイコーエプソン株式会社 | 光スキャナーおよび画像形成装置 |
KR101490260B1 (ko) * | 2013-07-09 | 2015-02-06 | 한국과학기술연구원 | 단일 진동자를 이용한 다방향 진동 발생 장치 및 진동 생성 방법 |
US10921431B2 (en) | 2017-10-19 | 2021-02-16 | Cepton Technologies Inc. | Apparatuses for scanning a lidar system in two dimensions |
CN110687657A (zh) * | 2019-09-23 | 2020-01-14 | 上海大学 | 一种高精度转角控制柔性调节装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR96012E (de) * | 1967-02-03 | 1972-05-19 | ||
SE342154B (de) * | 1967-12-25 | 1972-01-31 | Nippon Kokan Kk | |
US3642344A (en) * | 1970-11-27 | 1972-02-15 | Honeywell Inc | Optical scanner having high-frequency torsional oscillator |
US3921045A (en) * | 1974-07-24 | 1975-11-18 | Bulova Watch Co Inc | Damped torsional rod oscillator |
US3999833A (en) * | 1975-07-31 | 1976-12-28 | Bulova Watch Company, Inc. | Amplitude controlled torsion rod oscillator for scanning mirror |
US4187452A (en) * | 1975-08-27 | 1980-02-05 | International Business Machines Corporation | Electromechanical torsional oscillator with resonant frequency and amplitude control |
US4044283A (en) * | 1975-10-22 | 1977-08-23 | Schiller Industries, Inc. | Electromechanical resonator |
US4025203A (en) * | 1975-12-11 | 1977-05-24 | Eastman Kodak Company | Mirror-type beam steerer having a virtual pivot |
DE2607879C3 (de) * | 1976-02-26 | 1981-06-19 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektromechanisches Filter, bei welchem mehrere, parallelachsig angeordnete, stabförmig ausgebildete mechanische Biegeresonatoren vorgesehen sind |
US4210837A (en) * | 1979-03-08 | 1980-07-01 | Misikov Vitaly M | Piezoelectrically driven torsional vibration motor |
-
1978
- 1978-12-14 FR FR7835265A patent/FR2444283A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-11-30 CH CH1065079A patent/CH632851A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1979-12-10 US US06/101,740 patent/US4302709A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-12-13 CA CA341,807A patent/CA1113291A/en not_active Expired
- 1979-12-14 DE DE2950919A patent/DE2950919C2/de not_active Expired
- 1979-12-14 GB GB7943142A patent/GB2038025B/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2444283B1 (de) | 1981-12-18 |
CA1113291A (en) | 1981-12-01 |
CH632851A5 (fr) | 1982-10-29 |
FR2444283A1 (fr) | 1980-07-11 |
GB2038025B (en) | 1982-12-08 |
GB2038025A (en) | 1980-07-16 |
US4302709A (en) | 1981-11-24 |
DE2950919A1 (de) | 1980-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2950919C2 (de) | Optisch-mechanische Abtastvorrichtung | |
DE3878683T2 (de) | Beschleunigungsmesser mit vorrichtung zur unterdrueckung von gleichtakteingangssignalen. | |
EP0907036B1 (de) | Mechanischer Resonator mit variabler Resonanzfrequenz | |
DE3930297C2 (de) | Abtastvorrichtung mit Torsionsstab und Dämpfung | |
DE2749125C3 (de) | Ringlaser-Gyroskopanordnung | |
DE2603688C3 (de) | Anordnung zum Schwingungsausgleich | |
DE3805631A1 (de) | Drehschwingungsantrieb | |
DE19643182A1 (de) | Schwingungskonstruktion | |
DE102012200132A1 (de) | Drehratensensor und Verfahren zum Betrieb eines Drehratensensors | |
EP1472506B1 (de) | Mikromechanischer drehratensensor | |
DE102010027897A1 (de) | Schwingungsprüfeinrichtung | |
WO2010034556A2 (de) | Koppelstruktur für eine drehratensensorvorrichtung, drehratensensorvorrichtung und herstellungsverfahren | |
DE69930652T2 (de) | Monolithischer miniatur-beschleunigungssensor | |
DE3280443T2 (de) | Verbesserte vorrichtung zur isolierung von erschütterungen. | |
EP1771706B1 (de) | Vorrichtung zur bestimmung und/oder überwachung mindestens einer prozessgrösse | |
DE3843143A1 (de) | Sensor zur bestimmung der winkelgeschwindigkeit | |
EP0973010A3 (de) | Mikromechanischer Drehratensensor mit Koppelstruktur | |
DE3414780A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer koerpervibration fuer ein laser-gyroskop mit niedrigem q-faktor | |
DE3912038C2 (de) | ||
DE2030123A1 (de) | Schwinger und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3733345C2 (de) | ||
DE10053114C1 (de) | Vorrichtung zum Dämpfen der Schwingung eines schwingfähig gelagerten Aggregats | |
DE2361349C3 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung der Schwingfestigkeit harter Prüflinge | |
DE1296433B (de) | Beschleunigungsmesser | |
DE1269398B (de) | Vorrichtung zur Messung von Drehgeschwindigkeiten und Drehrichtungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: ZINNGREBE, H., DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 6100 DARMSTADT |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |