DE102004005390A1

DE102004005390A1 - Adjustable optical slit diaphragm for beam shaping and limiting, has aperture width made variable by drive element joined to connection element

Info

Publication number: DE102004005390A1
Application number: DE200410005390
Authority: DE
Inventors: Mario Dipl.-Ing. Sondermann
Original assignee: VEB Carl Zeiss Jena GmbH; Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG; Carl Zeiss Jena GmbH
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Blende mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt, die durch einen einfachen Verstellmechanismus, bei einem geringen Bauraum eine funktionsfähige Lösung darstellt. DOLLAR A Die verstellbare optische Spaltblende besteht aus zwei Blendenelementen, die durch mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind und zur Variation der Spaltbreite von einem mit dem Verbindungselement verbundenen Antriebselement gegengerichtet bewegt werden. Das erste Blendenelement ist dabei im wesentlichen als rechteckförmiger Rahmen ausgebildet, der senkrecht zur Spaltlängsachse geführt wird und gleichzeitig als Führung für das zweite, vorzugsweise als rechteckige Platte ausgebildete, Blendenelement dient. Die Bewegung kann dabei symmetrisch oder asymmetrisch erfolgen. DOLLAR A Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine verstellbare optische Spaltblende zur Verfügung gestellt, die auf lediglich drei beweglichen Elementen beruht und deshalb sehr einfach und kostengünstig realisierbar ist. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik beschriebenen Lösungen benötigt diese Lösung weniger Bauraum. Zudem bleibt bei Verstellung der Spaltbreite die nutzbare Spaltlänge konstant.The invention relates to an adjustable aperture with preferably rectangular cross-section, which represents a functional solution by a simple adjustment, with a small space. DOLLAR A The adjustable optical slit consists of two aperture elements, which are interconnected by at least one connecting element and are moved counter to the variation of the gap width of a drive element connected to the connecting element. The first panel element is formed substantially as a rectangular frame, which is guided perpendicular to the gap longitudinal axis and at the same time serves as a guide for the second, preferably designed as a rectangular plate, diaphragm element. The movement can be symmetrical or asymmetrical. DOLLAR A With the arrangement according to the invention an adjustable optical slit aperture is provided, which is based on only three movable elements and therefore is very simple and inexpensive to implement. In contrast to the solutions described in the prior art, this solution requires less space. In addition, when adjusting the gap width, the usable gap length remains constant.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Blende mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt, die durch einen einfachen Verstellmechanismus, bei einem geringen Bauraum eine einfache, funktionsfähige Lösung darstellt.The The invention relates to an adjustable aperture with preferably rectangular Cross section, by a simple adjustment mechanism, at a small space is a simple, functional solution.

Zur Strahlformung oder -begrenzung werden in den Strahlengang optischer Geräte verschiedene optische Elemente, wie Filter, Spiegel und verstellbare Blenden, eingebracht. Neben Blenden mit Sonderquerschnitten werden dabei überwiegend Blenden mit kreisförmigem Querschnitt (Irisblenden) und Blenden mit rechteckigem Querschnitt (Spaltblenden) verwendet. Um eine Vielzahl verschiedener Formen und insbesondere Abmessungen gewährleisten zu können ist es dabei kaum noch möglich einzelne Blenden zu verwenden die bei Bedarf in den Strahlengang eingebracht werden. Im Stand der Technik werden dafür Blendenanordnungen verwendet, die in ihrer Form und/oder ihren Abmessungen beliebig variiert werden können.to Beam shaping or limiting become more optical in the beam path equipment various optical elements, such as filters, mirrors and adjustable Apertures, introduced. In addition to screens with special sections are mostly Apertures with circular Cross section (iris diaphragms) and apertures with rectangular cross section (Slit) used. To a variety of different shapes and in particular to ensure dimensions too can it is hardly possible To use individual apertures in the beam path if necessary be introduced. In the prior art for shutter assemblies used, which in their shape and / or their dimensions arbitrary can be varied.

Eine Verstellvorrichtung für eine Stellblende oder einen Verschluss wird in der DE 198 34 761 A1 beschrieben. Es handelt sich um einen Lamellenverschluss, der vorzugsweise bei Fotokameras Verwendung findet. Die einzelnen Lamellen werden dabei mittels piezoelektrischen Elementen betätigt. Durch besondere Gestaltung der piezoelektrischen Elemente, beispielsweise als gebogene Blattfeder, ist es zwar möglich mehrere Lamellen mit nur einem piezoelektrischen Element zu betätigen, jedoch ist der technische Aufwand für eine derartige Anordnung doch relativ hoch, insbesondere wenn mit einer derartigen Anordnung Spalte mit unterschiedlichen Abmessungen erzeugt werden sollen, an die hinsichtlich Maßgenauigkeit und Parallelität besondere Anforderungen zu stellen sind.An adjusting device for a control panel or a closure is in the DE 198 34 761 A1 described. It is a lamellar closure, which is preferably used in photo cameras. The individual slats are actuated by means of piezoelectric elements. By special design of the piezoelectric elements, for example as a bent leaf spring, although it is possible to actuate several fins with only one piezoelectric element, but the technical complexity of such an arrangement is still relatively high, especially when generated with such an arrangement gaps with different dimensions are to be made, in terms of dimensional accuracy and parallelism special requirements.

Die in der DE 199 10 942 A1 beschriebene Baugruppe dient der Erzeugung eines optisch wirksamen Spaltes mit veränderbarer Spaltbreite, bevorzugt bei Spaltlampen. Der Spalt wird zwischen zwei an einer Geradführung gegeneinander verschiebbaren Spaltbacken erzeugt. Die Führungsschienen auf denen die beiden Spaltbacken bewegt werden, sind auf der einen Seite gestellfest und auf der anderen Seite schwimmend gelagert. Dadurch kann erreicht werden, dass die Parallelität des erzeugten Spaltes auch bei Ausdehnungen infolge thermischer Belastungen gewährleistet ist. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, mit denen die Führungsbahnen durch definiertes Durchbiegen zueinander justiert werden können. Dadurch lässt sich die Parallelität des erzeugten Spaltes beeinflussen; allerdings erfolgt diese Justierung meist vor der Montage der Baugruppe in eine optische Einrichtung. Um das Spiel zwischen den Spaltbacken und den Führungsbahnen so gering wie möglich zu halten, sind entweder spezielle Gleit- und Wälzlagerführungen vorgesehen, die die Führungsbahnen umgreifen, oder es werden Zug- und/oder Druckfedern zur Erzeugung einer Vorspannkraft verwendet. Die beschriebene Baugruppe ist recht aufwendig, was sich auch im erforderlichen Platzbedarf widerspiegelt.The in the DE 199 10 942 A1 described assembly is used to produce an optically effective gap with variable gap width, preferably in slit lamps. The gap is created between two gap jaws which can be displaced relative to one another on a straight guide. The guide rails on which the two split jaws are moved are fixed to the frame on one side and floating on the other side. It can thereby be achieved that the parallelism of the generated gap is ensured even with expansions due to thermal stresses. Furthermore, means are provided with which the guideways can be adjusted to each other by defined bending. This can influence the parallelism of the generated gap; However, this adjustment is usually done before mounting the module in an optical device. In order to keep the clearance between the splitting jaws and the guideways as small as possible, either special sliding and rolling bearing guides are provided which engage around the guideways or tension and / or compression springs are used to produce a biasing force. The module described is quite expensive, which is reflected in the required space.

Ein Schlitzmechanismus zur Verwendung in einem Monochromator wird in der DE 33 39 006 C2 beschrieben. Bei dieser Lösung sind eine Vielzahl von Spaltpaaren mit jeweils gleichen Spaltabmessungen so angeordnet, dass sie wahlweise in den Strahlengang eingebracht werden können. Vorzugsweise sind die Spaltpaare dabei auf einer Art Filterrad angeordnet. Der Nachteil einer derartigen Lösung besteht darin, dass die Anzahl der Spaltpaare begrenzt ist und die Spaltabmessungen nicht beliebig variiert werden könne.A slit mechanism for use in a monochromator is disclosed in U.S. Pat DE 33 39 006 C2 described. In this solution, a plurality of pairs of slots, each with the same gap dimensions are arranged so that they can be optionally introduced into the beam path. Preferably, the gap pairs are arranged on a kind of filter wheel. The disadvantage of such a solution is that the number of gap pairs is limited and the gap dimensions can not be varied arbitrarily.

Bekannte einfache Blendenverstellungen werden durch Verschiebung der Kanten eines Trapezes realisiert. In 1 ist eine einfache Ausführung einer solchen Blende schematisch dargestellt. Dabei sind zwei Blendenteile 10 und 11 über Verbindungselemente 12 miteinander gekoppelt. Die Variation der Spaltbreite 13 erfolgt durch Bewegung der Blendenteile 10 und 11 in Richtung der Längsausdehnung des Spaltes. Durch diese Bewegung ergibt sich ein sehr hoher Bauraumbedarf. Wie aus 1 ersichtlich ist, verringert sich mit Verkleinerung der Spaltbreite 13 auch die nutzbare Spaltlänge 14.Known simple diaphragm adjustments are realized by shifting the edges of a trapezoid. In 1 a simple embodiment of such a panel is shown schematically. There are two panel parts 10 and 11 over fasteners 12 coupled together. The variation of the gap width 13 is done by moving the panel parts 10 and 11 in the direction of the longitudinal extent of the gap. This movement results in a very high space requirement. How out 1 is apparent decreases with reduction of the gap width 13 also the usable gap length 14 ,

Eine ähnliche Lösung zur Blendenverstellung zeigt 2. Bei dieser Lösung erfolgen die Blendenverstellungen durch Verschiebung senkrecht zu den Kanten eines Trapezes angeordneter Blendenteile 20 und 21. Die zwei Blendenteile 20 und 21 sind ebenfalls über Verbindungselemente 22 miteinander gekoppelt. Die Variation der Spaltbreite 23 erfolgt hierbei im Unterschied zu der Lösung nach 1, durch Bewegung der Blendenteile 20 und 21 in Richtung der Spaltbreite 23. Dadurch ergibt sich ein stark erhöhter Bauraumbedarf in Richtung des verstellbaren Spaltes 23. Auch bei dieser Lösung verringert sich mit Verkleinerung der Spaltbreite 23 auch die nutzbare Spaltlänge 24.A similar solution for aperture adjustment shows 2 , In this solution, the aperture adjustments made by shifting perpendicular to the edges of a trapezoid arranged aperture parts 20 and 21 , The two panel parts 20 and 21 are also via fasteners 22 coupled together. The variation of the gap width 23 takes place here in contrast to the solution after 1 , by moving the panel parts 20 and 21 in the direction of the gap width 23 , This results in a greatly increased space requirement in the direction of the adjustable gap 23 , Also with this solution decreases with reduction of the gap width 23 also the usable gap length 24 ,

Beide, auf dem gleichen Funktionsprinzip basierende Lösungen, haben die Nachteile, dass sich durch die Verschiebung der Kanten eines Trapezes immer ein erhöhter Bauraumbedarf in zwei senkrecht zueinander liegende Richtungen ergibt. Zudem ändert sich bei Veränderung der Spaltbreite gleichzeitig die nutzbare Spaltlänge. Zur Gewährleistung einer Mindestspaltlänge sind Blendenteile erforderlichen, die wesentlich länger sein müssen als die zu realisierende Spaltlänge. Bei erforderlichen langen Spaltlängen kann der Platzbedarf für die Gesamtbaugruppe übermäßig groß sein.Both, based on the same principle of operation solutions have the disadvantages that always results in an increased space requirement in two mutually perpendicular directions by the displacement of the edges of a trapezoid. In addition, changes in the gap width at the same time the usable gap length. To ensure a minimum gap length, trim parts are required, which must be much longer than the gap length to be realized. When required long Gap lengths, the space requirement for the entire assembly can be excessively large.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine verstellbare Blende mit rechteckigem Querschnitt zu entwickeln, die bei einem möglichst einfachen und kostengünstigen Aufbau und einem geringen Bauvolumen eine beliebige Variation der Spaltbreite bei gleichbleibender nutzbarer Spaltlänge gewährleisten kann.Of the present invention, the object is an adjustable Aperture with rectangular cross-section to develop, which at a as simple as possible and cost-effective Structure and a low construction volume any variation of the gap width can guarantee at the same usable gap length.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention Problem solved by the features of the independent claims. preferred Further developments and embodiments are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße verstellbare optische Spaltblende besteht dazu aus zwei Blendenelementen, die durch mindestens ein Verbindungselement miteinander verbunden sind und zur Variation der Spaltbreite von einem mit dem Verbindungselement verbundenen Antriebselement gegengerichtet bewegt werden.The Adjustable according to the invention optical slit consists of two aperture elements, the are interconnected by at least one connecting element and for varying the gap width of one connected to the connecting element Drive element to be moved in the opposite direction.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. Dazu zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment. To show:

1, 2: den Prinzipaufbau bekannter verstellbarer Spaltblenden und 1 . 2 : the basic structure known adjustable slit and

3: den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen verstellbaren optischen Spaltblende. 3 : The schematic structure of the adjustable optical slit diaphragm according to the invention.

Während die 1 und 2 bekannte Lösungen aus dem Stand der Technik zeigen, ist in der 3 der schematische Aufbau der erfindungsgemäßen verstellbaren optischen Spaltblende dargestellt.While the 1 and 2 Known solutions of the prior art show is in the 3 the schematic structure of the adjustable optical slit diaphragm according to the invention shown.

Die verstellbare optische Spaltblende besteht aus zwei Blendenelementen 30 und 31, die durch mindestens ein Verbindungselement 32 miteinander verbunden sind und zur Variation der Spaltbreite 34 von einem mit dem Verbindungselement 32 verbundenen Antriebselement 33 gegengerichtet bewegt wird.The adjustable optical slit consists of two aperture elements 30 and 31 passing through at least one connecting element 32 are interconnected and for varying the gap width 34 from one to the connector 32 connected drive element 33 is moved in the opposite direction.

Das erste Blendenelement 30 ist im wesentlichen als rechteckförmiger Rahmen ausgebildet, der senkrecht zur Spaltlängsachse geführt wird und gleichzeitig als Führung für das zweite, vorzugsweise als rechteckige Platte ausgebildete, Blendenelement 31 dient. Die Bewegung der beiden Blendenelemente 30 und 31 kann dabei symmetrisch oder auch asymmetrisch erfolgen.The first panel element 30 is formed substantially as a rectangular frame which is guided perpendicular to the gap longitudinal axis and at the same time as a guide for the second, preferably designed as a rectangular plate, diaphragm element 31 serves. The movement of the two diaphragm elements 30 and 31 can be symmetrical or asymmetric.

Vorzugsweise erfolgt die Bewegung der beiden Blendenelemente 30 und 31 und somit auch die Verstellung der Spaltbreite 34 durch das Antriebselement 33 symmetrisch. Dadurch befindet sich der erzeugte Spalt, unabhängig von dessen Spaltbreite stets zentriert im Strahlengang des optischen Gerätes.Preferably, the movement of the two diaphragm elements takes place 30 and 31 and thus also the adjustment of the gap width 34 through the drive element 33 symmetrical. As a result, the generated gap, regardless of the gap width is always centered in the beam path of the optical device.

Das mit den Blendenelementen 30 und 31 beweglich gekoppelte Verbindungselement 32 ist dazu um einen festen Punkt, an den das Antriebselement 33 angreift, drehbar. Dabei wird das Verbindungselement 32 in zwei gleichlange Abschnitte geteilt, so dass die beiden Blendenelemente 30 und 31 eine symmetrische Bewegung ausführen. Dies hat den besonderen Vorteil, dass sowohl der Drehpunkt an dem das Antriebselement 33 angreift, als auch die Spaltlängsachse und insbesondere der symmetrische Mittelpunkt des erzeugten Spaltes, unabhängig von dessen Breite stets unverändert bleibt.The with the aperture elements 30 and 31 movably coupled connection element 32 is about a fixed point to which the drive element 33 attacks, rotatable. This is the connecting element 32 divided into two equal sections, so that the two aperture elements 30 and 31 perform a symmetrical movement. This has the particular advantage that both the pivot point on which the drive element 33 attacks, as well as the gap longitudinal axis and in particular the symmetrical center of the generated gap, regardless of its width always remains unchanged.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die verstellbare optische Spaltblende in ihrer Gesamtheit drehbar angeordnet, damit der darzustellende Spalt ohne zusätzliche optische Elemente in jeder beliebigen Winkelstellung erzeugt und abgebildet werden kann. Dies ist insbesondere bei der Verwendung derartiger Spaltblenden in der Ophthalmologie, wie beispielsweise in Spaltlampen zur Untersuchung der vorderen Augenabschnitte, von Interesse.In an advantageous embodiment is the adjustable optical Slit diaphragm in its entirety rotatably arranged so that the displayed Gap without additional generated optical elements in any angular position and can be displayed. This is especially true when using such slit panels in ophthalmology, such as in slit lamps for examination of the anterior segment of the eye, of Interest.

Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen technischen Lösung besteht darin, dass die nutzbare Spaltlänge 35 gleich bleibt und somit unabhängig von der erzeugten Spaltbreite 34 ist. Der erforderliche Platzbedarf konnte dadurch verringert werden, dass bei Erzeugung unterschiedlicher Spaltbreiten eine Ausladung in nur eine Richtung erfolgt, während bei den Lösungen nach dem Stand der Technik die Ausladung in zwei senkrecht zueinander liegende Richtungen erfolgt.An essential advantage of the proposed technical solution is that the usable gap length 35 remains the same and thus independent of the generated gap width 34 is. The required space could be reduced by the fact that when generating different gap widths a projection in only one direction, while in the solutions according to the prior art, the projection takes place in two mutually perpendicular directions.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine verstellbare optische Spaltblende zur Verfügung gestellt, die auf lediglich drei beweglichen Elementen beruht und deshalb sehr einfach und kostengünstig realisierbar ist. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik beschriebenen Lösungen benötigt diese Lösung weniger Bauraum. Diese Eigenschaft ist bei bauraumkritischen Anwendungen ein deutlicher Vorteil. Zudem bleibt bei Verstellung der Spaltbreite die nutzbare Spaltlänge konstant.With the inventive arrangement an adjustable optical slit is provided, which is based on only three moving elements and therefore very easy and inexpensive to implement is. In contrast to the solutions described in the prior art, this requires solution less space. This property is for space-critical applications a distinct advantage. In addition, when adjusting the gap width remains the usable gap length constant.

Claims

Adjustable optical slit diaphragm consisting of two diaphragm elements ( 30 . 31 ) by at least one connecting element ( 32 ) are interconnected and for varying the gap width ( 34 ) of one with the connecting element ( 32 ) verbun which drive element ( 33 ) are moved in opposite directions, wherein the first aperture element ( 30 ) is formed as a substantially rectangular frame, is guided perpendicular to the gap longitudinal axis and at the same time as a guide for the second, preferably designed as a rectangular plate, diaphragm element ( 31 ), wherein the movement of the two diaphragm elements ( 30 . 31 ) can be symmetrical or asymmetrical.

Adjustable optical slit diaphragm according to claim 1, in which the device with the diaphragm elements ( 30 . 31 ) coupled connection element ( 32 ) is rotatable about a fixed point and the drive element ( 33 ) at this fixed point, wherein the fixed point is arranged so that the two diaphragm elements ( 30 . 31 ) perform a symmetrical movement.

Adjustable optical slit diaphragm according to claim 1 or 2, wherein the adjustable optical slit diaphragm in its entirety is rotatably arranged.