光学装置、制造光学装置的方法和操作光学装置的方法制造方法及图纸

光学装置(1)，包括：光学元件(10)，所述光学元件经由平台(30)安装在承载件(20)上；平台(30)，所述平台包括基部(32)和弹性结构(31)，其中，所述基部(32)连接至所述光学元件(10)，所述弹性结构(31)将所述基部(32)与所述承载件(20)连接，所述平台(30)沿着由x方向(101)和y方向(102)限定的x

【技术实现步骤摘要】
光学装置、制造光学装置的方法和操作光学装置的方法


[0001]本申请涉及光学装置、制造光学装置的方法和操作光学装置的方法。

技术介绍

[0002]光学装置用于对撞击在光学装置上的电磁辐射的特性进行主动控制，所述特性例如是电磁辐射的方向、相互干扰、光谱和/或焦点。

技术实现思路

[0003]本文描述的光学装置被设置为用于主动控制撞击在光学装置上的电磁辐射的特性。特别地，电磁辐射在可见光的波长范围内。所述特性可以是光束的方向、相互干扰、光谱和/或焦点。特别地，该光学装置是散斑减少器，其被设置为减少由一组相干波前的相互干涉产生的散斑图案。
[0004]用于制造光学装置的方法特别适用于制造所述光学装置。用于操作光学装置的方法特别适用于操作所述光学装置。
[0005]该光学装置包括光学元件，该光学元件通过平台安装在承载件上。该光学元件可以是透明的或反射式光学元件，其被设置为与电磁辐射相互作用。特别地，该光学元件被设置为漫反射或透射电磁辐射。例如，该光学元件是漫射器。该光学元件可以基本上具有方形形状，其具有33mm乘以 31mm的边长以及900mm2的基本上二次的光学可用面积。该光学元件可以是具有单个漫射器表面的漫射器。特别地，所述漫射器表面可以设置在具有附加光学元件的光学系统的像平面中。
[0006]该光学元件附接至平台。该平台附接至承载件。特别地，该平台和/或承载件被设置为以可限定的方式移动光学元件。该平台和/或承载件可以具有电磁辐射可透射的开口。该平台和/或承载件可以设置成使得在预期操作中，电磁辐射与光学元件相互作用而不与平台和/或承载件相互作用。
[0007]该平台包括基部和弹性结构。光学元件附接至基部。弹性结构将基部与承载件连接。基部与弹性结构以单件的方式制成。因此，弹性结构包括与基部相同的材料。例如，基部和弹性结构由片材制成，特别是由聚合物片材或金属片材制成。弹性结构与基部之间的过渡没有紧固件、粘合剂和紧固区域。
[0008]弹性结构与承载件可以通过联锁和形状配合连接部来进行连接。平台，特别是基部，基本上沿着xy平面延伸，该xy平面由x方向和y方向限定，两个方向都沿着xy平面延伸。特别地，x方向和y方向相对于彼此垂直地延伸。弹性结构在x方向和y方向上是弹性的。此处和下文中，在某个方向上的弹性是指物体在所述方向上具有特别低的弹性模量。例如，在未明确分配弹性特性的方向上的弹性模量是在分配弹性特性的方向上的弹性模量的至少5倍大，优选地是至少10倍大。
[0009]光学装置包括致动器，该致动器被设置为施加力。该力抵抗弹性结构的弹力而作用于基部与承载件之间。例如，致动器直接将力施加至平台和承载件。致动器施加的力可以
是磁力和/或电磁力。特别地，致动器施加的力的主要部分沿xy平面作用。例如，致动器被设置为在单个方向上施加力，其中所述单个方向沿着xy平面延伸。
[0010]致动器能够使基部相对于承载件进行受控移动。特别地，光学装置被设置成使得光学元件沿着基本上沿xy平面延伸的路径相对于承载件移动。特别地，该路径具有椭圆形或圆形形状，该路径在30Hz与200Hz之间(优选地在50Hz与80Hz之间)的频率下可以具有介于0.5mm与3mm之间的幅度。特别地，该路径在垂直于xy平面的方向上延伸小于0.1mm，优选地延伸小于0.05mm。
[0011]根据该光学装置的一种实施方式，该光学装置包括光学元件，该光学元件通过平台安装在承载件上。平台包括基部和弹性结构，其中基部连接至光学元件，且弹性结构将基部与承载件连接。基部和弹性结构可以以单件的方式制成。平台沿着由x方向和y方向限定的xy平面延伸。致动器被设置为在沿着xy平面的方向上向基部施加力，并且弹性结构在x方向和y 方向上是弹性的。
[0012]该光学元件是透射光学元件。特别地，该光学元件可以是在漫射上是透明的。该光学装置被设置为经由透射而与电磁辐射(特别是光)相互作用。
[0013]本文描述的光学装置基于以下考虑。以可移动方式安装在平台上的光学元件需要精确安装，其中安装要求明确限定的机械特性。此外，许多应用需要特别具有成本效益的制造。
[0014]本文描述的光学装置利用包括基部和弹性结构的平台，其中基部和弹性结构以单件的方式制成。
[0015]有利地，单件的方式生产的平台提供具有可准确限定的机械特性的特别精确的安装，其中平台在其制造中简单且具有成本效益。
[0016]根据一种实施方式，平台具有沿x方向的第一谐振频率和沿y方向的第二谐振频率。第一谐振频率基本上是由基部和光学元件的质量以及弹性结构沿x方向的弹性模量来限定的。第二谐振频率基本上是由基部和光学元件的质量以及弹性结构沿y方向的弹性模量来限定的。
[0017]根据第一替代方案，第一谐振频率和第二谐振频率基本上相同。特别地，第一谐振频率与第二谐振频率之间的偏差小于第一谐振频率和第二谐振频率的平均频率的1％(特别地是小于0.1％)。有利地，当接近第一谐振频率和第二谐振频率进行驱动时，基本上相同的谐振频率能够以致动器的相对低的功耗实现对光学元件的运动路径的简化控制。
[0018]根据第二替代方案，第一谐振频率与第二谐振频率彼此相差在介于第一谐振频率和第二谐振频率的平均频率的0.1％与10％之间(特别地是1％与5％之间)。有利地，当致动器以第一谐振频率与第二谐振频率之间的频率驱动运动时，第二替代方案允许通过致动器在单个方向上施加力来控制光学元件的运动路径。这允许对光学装置的特别简化的控制。
[0019]根据一种实施方式，弹性结构包括x弹簧和y弹簧，其中x弹簧包括至少一个第一类弯曲梁，且y弹簧包括至少一个第二类弯曲梁。在未偏转状态下，第一类弯曲梁以垂直于x方向的方式延伸，且第二类弯曲梁以垂直于y方向的方式延伸。x弹簧可以包括多个结构，特别是多个第一类弯曲梁，其具有明确限定的弹性模量。y弹簧可以包括多个结构，特别是多个第二类弯曲梁，其具有明确限定的弹性模量。第一类梁的弹性模量由其在垂直于x方向的方向上的长度来限定。第二类梁的弹性模量由其在垂直于y 方向的方向上的长度来限定。有
利地，包括基本上限定弹性模量的梁的弹簧结构是特别容易制造的。
[0020]根据一种实施方式，基部具有外部轮廓。该外部轮廓形成基部的周向轮廓。如在基部的俯视图中所见，外部轮廓可以形成多边形，优选地为矩形。俯视图是在沿光学装置的光轴的方向上。
[0021]第一类弯曲梁可以沿着外部轮廓的第一区域延伸，且第二类弯曲梁可以沿着外部轮廓的第二区域延伸。特别地，在非偏转状态下，第一类弯曲梁沿着外部轮廓的第一区域平行延伸，且第二类弯曲梁沿着外部轮廓的第二区域平行延伸。例如，第一类弯曲梁和第二类弯曲梁部分地框住基部。有利地，弯曲梁的这种设置导致光学装置的占用面积特别小。
[0022]根据一种实施方式，弹性结构的用于在相对于x
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y平面倾斜(特别是垂直)的方向上移动的刚度是弹性结构的用于沿x
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y平面的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学装置(1)，所述光学装置包括光学元件(10)，所述光学元件经由平台(30)安装在承载件(20)上，
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所述平台(30)包括基部(32)和弹性结构(31)，其中，
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所述基部(32)连接至所述光学元件(10)，
‑
所述弹性结构(31)将所述基部(32)与所述承载件(20)连接，
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所述平台(30)沿着由x方向(101)和y方向(102)限定的x
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y平面延伸，
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设置有致动器(40)以在沿着所述x
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y平面的方向上向所述基部(32)施加力，
‑
所述弹性结构(32)在所述x方向(101)和所述y方向(102)上是弹性的，以及
‑
所述光学元件(10)是透射光学元件。2.根据权利要求1所述的光学装置(1)，其中，所述平台(30)具有沿着所述x方向(101)的第一谐振频率和沿着所述y方向(102)的第二谐振频率，以及
‑
所述第一谐振频率和所述第二谐振频率基本相同，或者
‑
所述第一谐振频率和所述第二谐振频率彼此相差在介于1％与5％之间。3.根据权利要求1或2所述的光学装置(1)，其中，所述弹性结构(32)包括x弹簧和y弹簧，其中，所述x弹簧包括至少一个第一类弯曲梁(311)，并且所述y弹簧包括至少一个第二类弯曲梁(312)，其中，
‑
在未偏转状态下，所述第一类弯曲梁(311)以垂直于所述x方向(101)的方式延伸，并且
‑
在未偏转状态下，所述第二类弯曲梁(312)以垂直于所述y方向(102)的方式延伸。4.根据权利要求3所述的光学装置(101)，其中，所述基部具有外部轮廓，所述第一类弯曲梁沿着所述外部轮廓的第一区域延伸，所述第二类弯曲梁沿着所述外部轮廓的第二区域延伸。5.根据权利要求1或2所述的光学装置(101)，其中，所述弹性结构(32)的用于在相对于所述x
‑
y平面倾斜的方向上的移动的刚度是所述弹性结构(32)的用于在沿着所述x
‑
y平面的方向上的移动的刚度的至少10倍大。6.根据权利要求1或2的光学装置(1)，所述光学装置包括：
‑
传感器(51)，所述传感器被设置为对所述基部(32)的相对于所述承载件(31)的位置进行检测，以及
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控制器(50)，所述控制器被设置为对所述基部(32)的相对于所述承载件(20)的相对运动的频率和/或幅度进行控制。7.根据权利要求6的光学装置(1)，其中，所述致动器(40)是音圈致动器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈，
申请(专利权)人：奥普托图尼股份公司，
类型：发明
国别省市：