DE2656410C3 - Vorrichtung zum Verstellen einer optischen Achse eines Elementes, insbesondere eines gekrümmten Spiegels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Bei den bekannten optischen Systemen erfolgt die Justierung der verschiedenen optischen Elemente im allgemeinen mit Hilfe von Schrauben. Bei manchen Systemen sind die optischen Elemente auch in einer festen Lage in bezug aufeinander montiert. Wenn jedoch die Lage und Orientierung der optischen Elemente eines optischen Systems kritisch sind, z. B. in optischen Systemen, die mit Lasern arbeiten (bei denen eine exakte Ausrichtung der optischen Achsen erforderlich ist), sind Wegen der großen Toleranzen der Halterungsvorrichtungen der optischen Elemente im allgemeinen Justierungen nötig. Zu solchen optischen Elementen, deren Relativlage exakt einjustiert sein muß, gehören z, B, Laserstäbe, Spiegel und Güteschalter.

Die Herstellung von Halterungsvorrichtungen für optische Elemente eines Optischen Systems, bei dem eine exakte optische justierung' erforderlich ist, erfordert teure Maschinen und/oder relativ aufwendige Herstellungsverfahren. Die bekannten Justiervorrichtungen, die gewöhnlich mit Justierschrauben arbeiten, sind außerdem verhältnismäßig unbequem und oft instabil bei sehr feinen Justierungen in der Größenordnung von Bogensekunden. Instabilitäten können ferner durch Temperaturschwankungen und mechanische Hysterese verursacht werden.

Eine aus der US-PS 37 18 868 bekannte Vorrichtung zum Verstellen einer optischen Achse eines Spiegels, der eine Bezugsfläche zur optischen Achse hat, enthalt ein erstes und ein zweites keilförmiges Bauteil, die jeweils eine erste ebene Fläche aufweisen, welche schräg auf eine zweite ebene Fläche zuläuft, wobei die keilförmigen Bauteile mit ihren ersten Flächen aneinander anliegen, so daß die jeweiligen zweiten Flächen eine bestimmte Winkellage zueinander einnehmen und die beiden mittels einer Andrückeinrichtung aneinandergedrücktßn keilförmigen Bauteile jeweils unabhängig voneinander um eine Achse drehbar gelagert sind, welche im wesentlichen senkrecht zu einer ihrer Flächen und im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Elements verläuft, und wobei sich eines der keilförmigen Bauteile mit der Bezugsfläche des Spiegels

in Kontakt befindet. Bei der bekannten Vorrichtung ist jedoch der Spiegel 98 innerhalb einer Bohrung des einen keilförmigen Bauteils an dem anderen keilförmigen Bauteil fest angebracht, so daß er bei Drehung des keilförmigen Bauteils immer mitgedreht wird. Somit wird der Spieg?) beim Justieren seiner optischen Achse mittels der keilförmigen Bauteile nicht nur gekippt, sondern gleichzeitig auch gedreht. Fs ist leicht einzusehen, daß dies die Justierung wesentlich erschwert Die Justierung erweist sich insbes' .ldere dann als ganz besonders schv/ierig und pra! .isth unüberschaubar, wenn es sich um einen gekrümmten Spiegel handelt Andererseits werden bei der bekannten Vorrichtung die beiden keilförmigen Bauteile /war mittels einer Andrückeinrichtung gegeneinander angedrückt, indem sie gemeinsam an die Stirnfläche eines Zylinders gedrückt werden. Da es sich hierbei jedoch lediglich um eine starre Andrückung handelt, können Erschütterungen sowie sonstige Umgebungseinflüsse, insbesondere größere Temperaturschwankungen, leicht zu einer Dejustierung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Vorrichtung zum Verstellen einer optischen Achse eines Elements, insbesondere eines Laser-Resonatorspiegels, zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtung beseitigt und insbesondere eine einfachere und genauere Einstellung des F.lements ermöglicht und im Betrieb stabil, robust und unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abstützeinrichtung durch einen O-Ring gebildet, welcher einerseits in Richtung seiner Hauptachse gegen eine Schulter eines die Vorrichtung mit Abstand umgebenden Gehäuses fest anliegt und gegen welchen andererseits im wesentlichen in Richtung der O-Ring-Hauptachse das Element längs seines Randes angedrückt wird.

Vorteilhafterweise ist ferner jedes der keilförmigen Bauteile in seinem mittleren Bereich mit einer Anordnung zum Ansetzen eines Werkzeugs versehen, welches die Drehung der keilförmigen Bauteile bewirkt.

Die erfir.dungsgemäße Vorrichtung löst die gestellte Aufgabe mit besonders einfachen Mitteln. Dadurch, daß das mit dem Element in Kontakt stehende keilförmige Bauteil lediglich gegen das Element anliegt und angedrückt wird, welches seinerseits gegen den vorzugsweise verwendeten O-Ring angedrückt wird, erfolgt während des Versteilens der optischen Achse des Elements lediglich ein Kippen dieses, während das Element in Drehrichtung durch den O-Ring fixiert ist. Dadurch wird die Justierung des Elements gegenüber der bekannten Vorrichtung wesentlich erleichtert, und es ergibt sich ein einfach überschaubarer Justiervorgang. Diese Vorteile kommen im besonderen Maße zur Geltung, wenn es sich bei dem Element um einen gekrümmten Spiegel, insbesondere einen Laser-Resonatorspiegel, handelt Bei einer derartigen Anordnung kann besonders einfach und genau die optische Achse des Resonatorspiegels durch Drehung eines oder beider keilförmiger Bauteile auf die Achse des Laserstabs einjustiert werden. Der Laserstab ist dabei zweckmäßigerweise innerhalb desselben Gehäuses angeordnet, welches die erfindungsgemäße Justiervorrichtung umgibt. Im übrigen ermöglicht die bevorzugte Ausbildung der elastischen Abstützeinrichtung als O-Ring, daß das Element nur längs seines äußeren Randes wirksam an die Abstützeinrichtung angedrückt wird, so daß das Element zweckmäßigerweise auf seiner von dem O-Ring eingeschlossenen Fläche, insbesondere zur Bildung eines Laser-Resonatorspiegels, verspiegelt sein kann.

Ein weiterer sich aus der erfindungsgemäßen elastischen Abstützeinrichtung des Elements ergebender wesentlicher Vorteil liegt darin, daß dabei sämtliche Einzelteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung gegeneinander elastisch vorgespannt sind. Somit ist die Vorrichtung unempfindlich gegen Erschütterungen und sonstige Umgebungseinflüsse, so daß eine ungewollte Dejustierung der Vorrichtung praktisch ausgeschlossen ist. Insbesondere können dank der Elastizität des bevorzugt verwendeten O-Ringes auch extreme Temperaturschwankungen nicht die Justierung beeinträchtigen oder Spannungen im Element durch Unterschiede derTemperaturausdehnungskoeffizienten des insbesondere verwendeten Spiegels und der benachbarten mechanischen Teile verursachen.

Im folgenden werden Ausfühlungsbeispiele de^r Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebauten und betriebenen Vorrichtung;

F i g. 2a und 2b eine geschnittene Seitenansicht bzw. Frontansicht eines keilförmigen Bauteils der Vorrichtunggemäß Fig. 1;

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Werkzeuges zum Drehen des keilförmigen Bauteils gemäß F i g. 2a und 2b;

Fig. 4a und 4b eine geschnittene Seitenansicht bzw. Frontansicht einer zweiten Ausführungsform eines keilförmigen Bauteils für eine Vorrichtung gemäß eo Fig.l;

F ί g. 5a und 5b eine Seitenansicht bzw. Stirnansicht eines Werkzeuges zum Drehen des keilförmigen Bauteils gemäß F i g. 4a und 4b;

F i g. 6, 7 und 8 schematische Darstellungen zui' Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung.

In Fi g. 1 ist ein Lasevsendermodui 12 dargestellt, das ein nur teilweise dargestelltes Gehäuse 22' enthält. Am Gehäuse 22' ist eine längliche, abgestufte Hülse 24 über einen Flansch 26 und einen Laserstab 28 gehaltert. Der Laserstab 28 reicht in das engere Ende der Hülse 24 hinein. Der Laserstab 2fi ist ein kleiner zylindrischer Körper aus laseraktivem Material, z. B. mit Neodym dotierter YAG. Eine optische Oberfläche 32 des Laserstabs 28 hat längs einer Achse 10 eine Transmission von 50%. Lichtenergie, die im Laserstab 28 erzeugt wird und sich in der Richtung des Pfeiles 34 ausbreitet, wird an der Oberfläche 32 zu 50% in der Richtung des Pfeiles 36 refektiert und zu 50% in Richtung des Pfeiles 14 zur Umgebung durchgelassen. Die Oberfläche 32 ist hochpoliert und eben. Die Achse 10 ist als Normale zur Oberfläche 32 definiert, sie verläuft parallel und zusammenfallend mit der Längsachse der Hülse 24 durch deren hohles Innere sie geht. Eine zweite Oberfläche 38 des Laserstabes 28 soll möglichst alles Licht durchlassen, das im Laserstab erzeugt wird und sich in an Richtung des Pfeiles 36 ausbreitet

In der zylindrischen Bohrung cL: Hülse 24 befindet sich ein Güteschalter 42. Der Güteschalter 42 ist eine Vorrichtung, die den Durchgang von Lichtenergie in der Richtung 36 sperrt, bis die Energie des LichtbünHels eine Mindestleistung erreicht. Dann wird der Güteschalter für d;-i Licht durchlässig. Bei dem Güteschalter 42 kann es sich um irgendeine bekannte Vorrichtung handein, vorzugsweise wird eine Scheibe mit chemischem Farbstoff verwendet, der beim richtigen Leistungswert transparent wird, so daß ein Laserimpuls entsteht. Als Güteschalter 42 kann ein Celluloseacetatmatenal verwendet werden, das von der Firma Eastman-Kodak Corporation, Rochester, N. Y., V.St.A, in den Handel gebracht wird. Man kann auch Güteschalter, die elektronische Einrichtung enthalten, und dgl, verwenden. Der Güteschalter 42 ist zwischen zwei Ringscheiben 44 und 46 eingeklemmt. Die Ringscheiben 44 und 46 sind ihrerseits an einer Schulter 45 im inneren der Hülse 24 durch geeignete Mittel befestigt. An der Ringscheibe 46 liegt ein im Inneren der Hülse 24 angeordneter O-Ring 48. Der O-Ring 48 ist ein bekanntes ringförmiges Bauteil, das einen kreisförmigen Querschnitt hat und aus Gummi oder einem anderen flexiblen, elastischen Material besteht. Auf der der Ringscheibe 46 abgewandten Seite des O-Ringes 48 befindet sich ein Spiegel 50 mit einer hochpolierten Spiegelfläche 52. Die Spiegelfläche 52 reflektiert das vom Laserstab 28 emittierte und auf sie auffallende Licht. Zum Zwecke der Erläuterung ist eine optische Achse 20 des von der Spiegelfläche 52 des Spiegels 50 reflektierten Lichtbündels dargestellt. Die Abweichung der optischen Achse 20 von der Achse 10 ist zur Erläuterung einer Dejustierung der optischen Achse 20 der reflektierenden Oberfläche 52 bezüglich der Arhse 10 darzustellen.

Durch die optische Einstell- und Justiervorrichtung gemäß der Erfinojng läßt sich die Achse 2Ü des Spiegels 50 mit einer Genauigkeit von Bogensekunden in Übereinstimmung mit der Achse 10 bringen. Die Oberfläche 32 und 52 bilden einen Laserresonator mit dem Laserstab 26.

Der Spiegel 50 ist ein zylindrisches Bauteil, das einen kleineren Durchmesser hat als die Bohrung der Hülse 24 am Ort des Spiegels. Zwischen der Umt'angsfläche des Spiegels 50 und der zylindrischen Innenfläche 56 der Hülse 24 besteht a'so ein kleiner Zwischenraum 54. Der Zwischenraum 54 ermöglicht es dem Spiegel 50, wenn er gegen den O-Ring 48 gedrückt wird, elastisch in der Bohrung der Hülse 24 zu schwimmen, während er gleichzeitig verhältnismäßig steif in der eingeklemmten

Stellung gehalterl oder aufgehängt ist. Der O-Ring 48 erlaubt eine Schwenkung des Spiegels 50, wenn er hierzu in einer im folgenden beschriebenen Weise gezwungen wird, im übrigen behält der Spiegel jedoch auch bei Vorhandensein starker Vibrationen seine Lage. Der sich in Berührung mit der Spiegelfläche 52 befindliche O-Ring 48 verhindert ferner eine Drehung des Spiegels 50, wenn mit keilförmigen Bauteilen 58 und 60 Justierungen, die ein Drehmoment verursachen, vorgenommen werden. Wenn sich der Spiegel 50 drehen könnte, würde der inherente Keilwinkel zwischen den Flächen 52 und 55 die kontrollierte Justierung mit den keilförmigen Bauteilen 58 und 60 stören. Eine Drehung des Spiegels kann ein parallele Einjustierung der Spiegelfläche 52 bezüglich der Laserstab-Oberfläche 32 verhindern.
Im Innern der Hülse 24 sind gemäß der Erfindung

dicken Ende 72 benachbart ist. Die Keilscheibe 60 hat eine öffnung 100, die sich von der Fläche 90 zur Fläche 94 erstreckt. Die Öffung 90 hat einen Mindestdurchmesser d", der größer als der Durchmesser i/des Schaftes 84 des Werkzeuges 80 und die maximale Querabmessung d der Ausnehmung 76 ist. Bei dieser Bemessung des Mindestdurchmessers d' kann der Schaft 84 ohne störende Einwirkung auf die Keilscheibe 60 durch die Öffnung 100 geführt werden und kann das Werkzeug 80 in der Öffnung 100 gedreht werder/. Angrenzend an die öffnung 100 und in der Verbindung mit ihr sind mehrere sich radial nach außen erstreckende Schlüssclschlitze 104 vorgesehen. Der maximale Durchmesser d' 7weier gegenüberliegender Schlüsselschlitze 104 ist größer als d".

Zum Drehen der Keilscheibe 60 dient ein in den Fig. 5a und 5b dargestelltes Werkzeug 106, das einen

zwei Echeibep.ärii"e, kei!fö.^rrT5!"S Baiiteüs 58 und 60'im Griff 108, einen Schaft JlO und saisn verspringenden

folgenden kurz »Keilscheiben«) angeordnet, wobei die Keilscheibe 58 zwischen den Spiegel 50 und die Keilscheibe 60 eingeklemmt ist. Die Keilscheiben können aus irgendeinem geeigneten Werkstoff, vorzugsweise Metall, bestehen. Das in Fig. 1 rechte Ende der Hülse 24 ist mit einem Innengewinde 64 versehen, in das ein Gewindering 62 eingeschraubt ist, der die Keilscheiben 58 und 60 sowie den Spiegel 50, die in der dargestellten Weise hintereinander angeordnet sind, gegen den O-Ring drückt. Zwischen den Gewindering 62 und die Keilscheibe 60 kann eine Beilagscheibe 65 eingefügt sein.

Die in Fig. 2a dargestellte Keilscheibe 58 hat eine erste ebene Fläche 66, die hochpoliert ist. Die Keilscheibe 58 hat auf der Seite der Fläche 66 eine Ausfräsung 70, so daß die Fläche 66 ringförmig ist Die hintere Fläche 55 des Spiegels 50 (Fig. 1) ist eben, hochpoliert und verläuft senkrecht zur Achse 20. Die Fläche 66 liegt an der Fläche 55 an. Die Keilscheibe 58 läuft so zu, daß das Ende 71 in Fig. 2a schmäler ist als das Ende 72. Das schmälere Ende 71 ist gekennzeichnet, z. B. durch ein Loch 109. Eine Fläche 74 der Ringscheibe 58 läuft vom dickeren Ende 72 zum dünneren Ende 71 auf die Fläche 66 zu. Die Fläche 74 bildet also einen Keilwinkel mit der Fläche 66. Wenn die Fläche 66 an der rückwärtigen Fläche 55 des Spiegels 50 anliegt, ist sie senkrecht zur Achse 20 des Spiegels 50. Wie aus den Fig.2a und 2b ersichtlich ist, weist die schräg verlaufende Fläche 74 eine kreuzförmige Ausnehmung 76 auf. In die Ausnehmung 76 paßt ein entsprechend geformtes zapfenartiges Schlüsselteil 86 eines in F i g. 3 dargestellten Werkzeuges. Das Werkzeug 80 hat einen Griff 82 und einen Schaft 84. Der Schaft 84 endet in das kreuzförmige zapfenartige Schlüsselteil 86, das in die komplementäre kreuzförmige Ausnehmung 76 in der Keilscheibe 58 paßt

Die in Fig.4a dargestellte Keilscheibe 60 hat eine ebene, polierte Fläche 90. Die Keilscheibe 60 wird in die Bohrung der Hülse 24 so eingesetzt, wie es in F i g. 1 dargestellt ist. Die Keilscheibe 60 hat ferner eine ebene Fläche 94, die von einem dickeren Ende 96 zu einem dünneren Ende 98 auf die Fläche 90 zuläuft Die Fläche 94 verläuft im Keilwinkel bezüglich der Fläche 90.

Der Wert des Keflwinkels kann der jeweiligen Anwendung entsprechend gewählt werden, im vorliegenden Falle ist etwa 6 Bogen- oder Winkelminuten. Wenn die Flächen 94 und 74 der Keiischeiben 60 bzw. 58 flächig aneinander anliegen, verläuft die Fläche 66 der Keilscheibe 58 parallel zur Fläche 90 der Keilscheibe 50, wenn das jeweilige dünne Ende 98 dem entsprechenden Schlüsselteil 112 hat, der in die SchlDsselschlitze 104 der Keilscheibe 60 paßt Wie am besten aus Γ ι g. 5b ersichtlich ist, hat der Schlüsselteil 112 mehrere vorspringende Rippen oder Zapfen 114, die einander diametral gegenüberliegen und in entsprechende Schliue 104 passen. Die Keilscheibe 60 ist ferner mit einem zusätzlichen Schlitz 105 versehen, um das dicke Ende 96 der Keilscheibe 60 leicht identifizieren zu können. V'fjnn der Schlüsselteil 112 des Werkzeuges 106 in die öffnung 100 eingesetzt ist, läßt sich die Keilscheibe 60 mittels des Griffes 108 bequem drehen.

Das Werkzeug 106 hat eine Bohrung 107, deren Durchmesser geringfügig größer ist als d, so daß der Schaft 84 des Werkzeugs 80 durch sie hindurchgesteckt werden kann.

Infolge der Werkzeug- und Herstellungstoleranzen der Abmessungen der Hülse 24, des Ringes 62, der Anordnung des Laserstabs 28 sowie der Abmessungen des Flansches 26 und der Hülse 24 ist die Achse 20 des Spiegels 50 gewöhnlich gegenüber der Achse 10 der Oberfläche 32 des Laserstabes 28 dejustiert wenn die genannten Elemente montiert worden sind. Durch Drehen der Keilscheiben 58 und 60 kann die Justierung der Achse 20 jedoch auf folgende Weise innerhalb 6 Bogensekunden in Koinzidenz mit der Achse 10 gebracht werden:

Bei der Einjustierung der Achse 20 auf die Achse 10 kann man wie folgt vorgehen, !m anfänglichen Moniagezustand der mit ihren schräg verlaufenden Flächen 74 und 94 aneinander anliegenden Keilscheiben 58 und 60 befindet sich das dickere Ende 72 der

so Keilscheibe 58 beim dünneren Ende 96 der Keilscheibe 60. Bei dieser Orientierung sind die Flächen 66 und 90 parallel. Die Achse 20 wird durch eine geeignete optische Einrichtung bestimmt Wenn die Ausgangsleistung des Resonators mit dem Laserstab 28, der in üblicher Weise angeregt wird, ihren Maximalwert nicht hat dürften die Achsen 20 und 10 dejustiert sein. Wenn das Modul 12 gemäß F i g. 1 beispielsweise in einem Entfernungsmeßgerät verwendet wird, muß die Achse 20 innerhalb von 6 Bogen-Sekunden auf die Achse 10 einjustiert sein, um maximale Ausgangsleistung zu ergeben. Toleranzen in den Abmessungen der verschiedenen Komponenten können Abweichungen vom Parallelismus zwischen der Oberfläche 32 des Laserstabs 28 und den Flächen 52 und 55 des Spiegels 50 verursachen. Die justierung kann ferner u. a. dadurch beeinträchtigt werden, daß die Fläche 40 des Gewinderinges 62 nicht genau parallel zur Oberfläche 32 verläuft Der Laserstab 28 ist gewöhnlich so mit der Hülse 24

verklebt oder verkittet, daß die Ungenauigkeiten höchstens 30 Bis 50 Sekunden betragen. Wenn die Flächen 40 Und 55 nicht parallel zur Oberfläche 32 Verlaufen, ist auch die Fläche 52 nicht parallel zur Fläche 32 und die Achse 20 ist dann bezüglich der Achse 10 dejustiert.

Sur Einjustierung der Keilscheibe 60 unabhängig von der Keilscheibe 58 wird der Schlüsselteil 112 des Werkzeugs 106 (Fig.5a und 5b) in die Öffnung 100 eingesetzt und man kann dann die Kei'jcheibe 60 in der to Anordnung gemäß Fig. 1 für sich alleine drehen. Der Schaft 84 des Werkzeugs 80 (Fig. 3) kann durch die Bohrung 107 im Werkzeug 106 durch die Öffnung 100 der Keilscheibe 60 gesteckt werden. Das Werkzeug 80 greift also nicht an der Keilscheibe 60 an. Das zapfenartige Schlüsselteil 86 des Werkzeugs 80 wird in die Ausnehmung 76 der Keilscheibe 58 eingesetzt. Die Keilscheibe 5? kann also unsbhär!™!" von d~v Kcüschei be 60 mittels des Werkzeugs 80 gedreht werden, dessen Schlüsselteil in die Ausnehmung 76 eingesetzt ist. Die Reibungskräfte zwischen dem O-Ring 48 und dem Spiegel 50 verhindern, daß sich der Spiegel 50 dreht, wenn die Keilscheibe gedreht wird. Durch den O-Ring wird eine gleichmäßige Kraft aufrechterhalten, die den Spiegel gegen die Wirkung praktisch aller Umgebungseinflösse an den Keilscheiben hält. Wegen der Elastizität des O-Ringes können selbst extreme Temperaturschwankungen nicht die Justierung beeinträchtigen oder Spannungen im Spiegel durch Unterschiede der T mperaturausdehnungskoeffizienten des Spiegels und der benachbarten mechanischen Teile verursachen.

Fig.6 zeigt einen Weg P₁, den die Achse 20 des Spiegels 50 beschreibt, wenn die Keilscheibe 58 um 360° um eine Achse A gedreht wird. Die Achse A verläuft senkrecht zur Fläche 94 der Keilscheibe, während P₁ der Weg der Normalen zur Fläche 66 und zum Spiegel 50 ist. Der Keilwinkel ist gleich der halben maximalen Versetzung des Weges der Achse 20 bei der Drehung der Keilscheibe 58 in der Ebene der Fläche 94 der keilscheibe 60. Der Justierbereich für die Keilscheibe 58 ist also gleich dem Doppelten des Keilwinkels, also gleich 2 und kann also beispielsweise 12 Winkelminuten betragen. Da zwei Keilscheiben 58 und 60 vorhanden sind, ergibt sich für beide Keilscheiben ein Justierbereich von 4. Der Fehler durch das Zusammenwirken « aller Toleranzen des Mouls 12 kann diesen Wert nicht überschreiten. Die oben angegebenen Winkelwerte und Toleranzen sind selbstverständlich nur beispielhaft.

In Fig. 7 sind die Wege P₂ und Pi Beispiele für eine unendliche Anzahl von Wegen, die die Achse 20 beschreibt, wenn die Keilscheiben 58 und 60 um 360° gedreht werden. Der Weg P\ der Normalen zur Fläche 94 bestimmt defl Weg des Zenti'Uftis B von Wegen P₂, P₁ der Normalen zur Fläche 66. Die Achse A stellt die optische Achse 10 dar, auf die die Achse 20 einjustiert werden soll. Die Wege P₂, P3, die die Bewegung der Achse 20 darstellen, drehen sich innerhalb eines Kreises S. Die Mitte B des Weges der Achse 20 kann 360° innerhalb des Kreises S, der durch die Wege P₂, Pi... Pn definiert ist, durchlaufen. Die Achse 20 kann also durch Verstellen einer oder beider Keilscheiben 58 und/oder 60 an jede beliebige Stelle innerhalb des Kreises 5 gebracht werden.

Es sei für den ungünstigsten Fall angenommen, daß

rl t A /-irtficr»h J=* A rKep \ C\ rittrr*\y P\q 'ntct'ianmrr Λ nt·

Oberfläche 40 bezüglich der Hülse 24 dezentriert ist (Fig. 1). In diesem Falle ist die Normale zur Fläche 40 als die Mitte C des Kreises 5 in Fig.8 angegeben, welche bezüglich der optischen Achse 10 versetzt ist. Der Weg Pi der Normalen zur Fläche 94 hat, da die Keilscheibe 60 an der Fläche 40 anliegt, den gleichen Abstand von der Normalen zur Fläche 40. Der Mittelpunkt B der Wege der Achse 20 durchläuft einen Kreis von 360°, wenn die Keilscheibe 58 und die Keilscheibe 60 jeweils um 360° gedreht werden. Es ist also ersichtlich, daß die optische Achse 10 und die Wege P₂, Pi der Achse 20 in einen Justierbereich fallen, der ihre Justierung ermöglicht. Die Wege P₂ und P₁ stehen für eine unendliche Anzahl von Wegen, die die Achse 20 beschreibt, wenn die Keilscheiben gedreht werden.

Mit den Werkzeugen gemäß F i g. 3 bzw. den F i g. 5a und 5b können die jeweiligen Keilscheiben 58 und 60 mit einer Genauigkeit von 3° oder i : 120 einer 360°-Bewegung eingestellt werden. Für die geiche Drehung ist die Genauigkeit der Einjustierung der Keilscheiben 12 Winkelminuten oder 720 Winkelsekunden, wie ob™ erläutert wurde. Die Justiergenauigkeit für die beiden Keilscheiben ist also 720 Sekunden geteilt durch 120 oder 6 Sekunden. Die beschriebene optische Justiervorrichtung ist also sehr genau, einfach und wirtschaftlich in der Herstellung, da sie lediglich zwei keilförmige Bauteile sowie ein einjustierbares, jedoch steif montiertes optisches Element enthält

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verstellen einer optischen Achse eines Elements, insbesondere eines gekrümmten Spiegels das eine Bezugsfläche zur optischen Achse hat, mit einem ersten und einem zweiten keilförmigen Bauteil, die jeweils eine erste ebene Fläche aufweisen, die schräg auf eine zweite ebene Fläche zuläuft, wobei die keilförmigen Bauteile mit ihren ersten Flächen aneinander anliegen, so daß die jeweiligen Flächen eine bestimmte Winkellage zueinander einnehmen, die beiden mittels einer Andrückeinrichtung aneinandergedrückten keilförmigen Bauteile jeweils unabhängig voneinander um eine Achse drehbar gelagert sind, weiche im wesentlichen senkrecht zu einer ihrer Flächen und im wesentlichen parallel zur optischen Achse des Elements verläuft, und wobei sich eines der keilförmigen Bauteile mit der Bezugsfläche des Elements in Koniakt befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das erste keilförmige Bauteil (58) mit seiner zweiten Fläche (66) an der Bezugsfläche (55) des Elements (50) anliegt und mittels der Andrückeinrichtung (62) gegen dieses angedrückt wird, wobei eine Abstützeinrichtung (48) vorgesehen ist, die das Element (50) elastisch lagert und an einer Drehung um die optische Achse (20) hindert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, laß die Abstützeinrichtung (48) durch einen O-Ring gebildet is» welcher einerseits in Richtung seiner Hauptachse gegen eine Schulter (46) eines die Vorrichtung mit \bstand umgebenden Gehäuses (24) fest anliegt und gegen welchen andererseits im wesentlichen in Richtung der O-Ring-Hauptachse das Element (50) längs seines Randes angedrückt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der keilförmigen Bauteile (58, 60) in seinem mittleren Bereich mit einer Anordnung (76, 100, 104) zum Ansetzen e'nes Werkzeuges (80, 106) versehen ist, welches die Drehung der keilförmigen Bauteile (58,60) bewirkt.