DD140801A1

DD140801A1 - HIGH PERFORMANCE LENS

Info

Publication number: DD140801A1
Application number: DD21018978A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Meister
Original assignee: Gerhard Meister
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1980-03-26

Abstract

Die durch thermische Belastung hervorgerufene nicht reversible Verschiebung optischer Bauelemente wird durch eine Fassung für optische Bauelemente, aus zwei Ringen unterschiedlichen Materials gefertigt, welche einen unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen und mit elastischer Vorspannung versehen sind, minimiert. Die ringförmige Metallfassung wird durch Zugmittel, die mit dem Objektivzylinder verbunden sind, regelmäßig deformiert. Die Deformation ist eine konkave-konvexe Verformung·der ringförmigen Metailfassung, wodurch eine Dehnung der Metallfassung um die optische Achse des optischen Bauelements erfolgt. - FigurThe non-reversible displacement of optical components caused by thermal stress is minimized by a socket for optical components made of two rings of different material, which have a different thermal expansion coefficient and are provided with elastic prestress. The annular metal frame is regularly deformed by traction means connected to the lens barrel. The deformation is a concave-convex deformation of the annular metal socket, whereby the metal frame is stretched about the optical axis of the optical component. - figure

Description

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Titel: Hochleistungsobjektiv Title: High performance lens

Field of application of the invention:

Die Erfindung bezieht sich auf die Halterung und Fixierung von Fassungen abbildender optischer Bauelemente in einem Hochleistungsobjektiv.The invention relates to the mounting and fixing of sockets of imaging optical components in a high-performance lens.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: In einem Hochleistungsobjektiv wird im allgemeinen jedes abbildende optische Bauelement in einer separaten Metallfassung angeordnet. Bio abbildenden optischen Bauelemente sind in der Metallfassung eingepaßt und mittels Vorschraubring oder Grat in der Füllfassung befestigt. Die einzelnen Füllfassungen mit den optischen Bauelementen sind in den Objektivzylinder gepaßt. Die Formenachse des Objektivzylinders und die optischen Achsen der abbildenden optischen Bauelemente müssen nach dem Zusammenbau des Objektivs identisch sein. Durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten des Glases des abbildenden optischen Bauelements und des Metalls der Fassung und des Objektivzylinders erfolgt eine Dezentrierung der optischen Achsen der einzelnen optischen Bauelemente untereinander und zur Formenachse des Objektivzylinders. Bei thermischer Belastung des Objektivs vollziehen sich innerhalb des optischen Systems Lageveränderungen, die -nicht reversibel sind. Die optische Leistung des Objektivs wird Characteristic of the known technical solutions: In a high-performance objective, in general, each imaging optical component is arranged in a separate metal frame. Bio-imaging optical components are fitted in the metal frame and fixed by Vorschraubring or ridge in the fill. The individual charge holders with the optical components are fitted in the lens barrel. The shape axis of the lens cylinder and the optical axes of the imaging optical components must be identical after assembly of the lens. By different coefficients of expansion of the glass of the imaging optical component and the metal of the socket and the lens cylinder, a decentering of the optical axes of the individual optical components takes place with each other and to the mold axis of the lens cylinder. When the lens is subjected to thermal stress, positional changes take place within the optical system which are not reversible. The optical power of the lens is

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dadurch geringer.less.

Object of the invention:

Das Ziel der Erfindung besteht in der Eliminierung des Temperatureinflusses auf die Fassung von abbildenden optischen Bauelementen und die Passung dieser Fassungen im Objektivzylinder und einer Verbesserung, der Fertigungstechnologie für Hochleistungsobjektive.The object of the invention is to eliminate the influence of temperature on the socket of imaging optical components and the fitting of these sockets in the lens cylinder and an improvement, the production technology for high-performance lenses.

Explanation of the essence of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ho chleistungsobjektiv zu schaffen, das hinsichtlich axialer Verschiebung und koaxialer Verspannung im wesentlichen temperaturinvariant ist.The invention has for its object to provide a Ho chleistungsobjektiv that is substantially temperaturinvariant in terms of axial displacement and coaxial strain substantially.

Diese Aufgabe wird bei diesem Hochleistungsobjektiv, bestehend aus·. Hohlzylinder, in dem mindestens eine ring-. förmige Metallfassung, aus zwei zu einem abbildenden optischen Bauelement koaxialen Ringen unterschiedlichen . Durchmessers und unterschiedlichen Materials angeordnet ist, dadurch gelöst, daß der Ring der ringförmigen Metallfassung einen kleineren, der andere Ring der ringförmigen Metallfassung einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Glas des optischen Bauelements aufweist. Entlang einer Umfangslinie des Hohlzylinders sind mindestens drei Zugmittel, regelmäßig angeordnet, die durch den Hohlzylinder hindurchragen und mit der ringförmigen Metallfassung des optischen Bauelements verbunden sind.This task is performed with this high performance lens, consisting of ·. Hollow cylinder in which at least one annular. shaped metal frame, different from two coaxial to an imaging optical component rings. Diameter and different material is, achieved in that the ring of the annular metal frame has a smaller, the other ring of the annular metal frame has a greater coefficient of thermal expansion than the glass of the optical component. Along a circumferential line of the hollow cylinder are at least three traction means, arranged regularly, which protrude through the hollow cylinder and are connected to the annular metal frame of the optical component.

Die Erfindung wird vorteilhaft dadurch ausgestaltet, daß die Zugmittel Schrauben mit geringer Biegesteifigkeit sind. Die Materialien des das optische Bauelement peripher umfassenden Fassungsrings haben einen unterschiedlichen . thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Die zwei Ringe werden beim Zusammenfügen mit einer elastischen Vorspannung versehen» Dadurch entsteht an den Berührungsflächen · ein radial gerichteter Druck zwischen beiden Ringen, Wenn das Material des äußeren Ringes einen kleinerenThe invention is advantageously configured in that the traction means are screws with low bending stiffness. The materials of the optical peripheral peripherally comprehensive socket ring have a different. thermal expansion coefficient. The two rings are provided during assembly with an elastic bias »This creates at the contact surfaces · a radially directed pressure between the two rings, If the material of the outer ring has a smaller

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Ausdehnungskoeffizienten als das Glas hat, wächst dieser Druck zwischen beiden Ringen bei steigender Temperatur, im umgekehrten Falle wird der radiale Druck zwischen beiden Ringen bei steigender Temperatur kleiner. Im Bereich dieser elastischen Vorspannung der zwei Ringe der Metallfassung ist eine Temperaturbelastung ohne bleibende Relatiwerschiebungen zwischen Glaslinse und Fassungsring möglichExpansion coefficient than the glass has, this pressure between the two rings increases with increasing temperature, in the opposite case, the radial pressure between the two rings with increasing temperature is smaller. In the area of this elastic bias of the two rings of the metal frame, a temperature load without permanent Relatiwerschiebungen between glass lens and socket ring is possible

Durch geeignete Wahl der verwendeten Materialien und deren Abmessungen dieser zwei Metallringe hinsichtlich des Ausdehnungskoeffizienten dieser Materialien und der elastischen Vorspannung dieser zwei Metallringe, d. h. des radial gerichteten Drucks an den Berührungsflächen der zwei Ringe, kann man einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten für die Metallfassung erreichen, der gleich dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Glases des gefaßten abbildenden optischen Bauelements ist By a suitable choice of the materials used and their dimensions of these two metal rings in terms of the coefficient of expansion of these materials and the elastic bias of these two metal rings, d. H. of the radially directed pressure at the contact surfaces of the two rings, one can achieve a thermal expansion coefficient for the metal frame, which is equal to the coefficient of thermal expansion of the glass of the captured imaging optical component

Die Metallfassung des optischen"Bauelements ist im wesentlichen ein symmetrischer isotroper.Kreisringkörper. Zwischen der zylindrischen Außenfläche der Metallfassung und der koaxialen Innenfläche des Objektivzylinders ist Passungsspiel vorhanden. Die Fertigung einer Spielpassung zwischen Hohlzylinder und Metallfassung ist eine Vereinfachung der Herstellungstechnologie dieser Hochleistungsobjektive. The metallic frame of the optical device is essentially a symmetrical isotropic circular ring body, and there is a match between the cylindrical outer surface of the metal frame and the coaxial inner surface of the lens barrel.

Mit dem Fassungsring sind mindestens drei Schrauben mit geringer Biegesteifigkeit, die entlang einer Umfangslinie des Objektivzylinders durch regelmäßig angeordnete Gewindebohrungen in den Objektivzylinder hineinragen, verbunden. Beim gleichmäßigen und im wesentlichen gleichzeitigen Drehen aller mit der Fassung verbundenen mindestens drei biegearmen Schrauben in den Gewindebohrungen des Objektivzylinders werden auf die Metallfassung drei Zugkräfte in regelmäßigen Abständen über-At least three screws with low bending stiffness, which protrude along a circumferential line of the lens cylinder through regularly arranged threaded holes in the lens cylinder, are connected to the mounting ring. The uniform and substantially simultaneous rotation of all at least three low-bending screws connected to the socket in the threaded bores of the objective cylinder causes three tensile forces to be exerted on the metal frame at regular intervals.

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tragen, die die Metallfassung des optischen Bauelements regelmäßig in der Form deformieren, daß eine konvexe Verformung des Kreisrings der Metallfassung in Richtung der auf die ringförmige Metallfassung des optischen Bauelements wirkenden Zugkräfte und eine konkave Verformung des Kreisrings der Metallfassung zwischen den auf die Metallfassung einwirkenden Zugkräften erfolgt» Diese Deformation beseitigt das Passungsspiel zwischen der zylindrischen Umfangsfläche der ringförmigen Metallfassung und der Objektivzylinderinnenwand durch regelmäßig formschlüssige im Objektivzylinder begrenzte, radial wirkende Kräfte, ohne daß die Verbindung zwischen abbildenden optischen Bauelementen und deformierter Metallfassung zerstört wird. Die Verbindungsstelle zwischen abbildendem optischen Bauelement und der deformierten Metallfassung befindet sich jeweils an demjenigen der zwei Wendepunkte der konkav-konvexen Verformung zwischen zwei benachbart radial wirkenden Kräften entlang der zylindrischen Umfangsflache der deformierten Metällfassung, die gleiche Richtung ihrer tangentialen Verschiebungen aufweisen, da an allen V/endepunkten der konkav-konvexen Verformung entlang der Umfangslinie der deformierten Metallfassung der diamentrale Abstand zweier V/endepunkte gleich dem Durchmesser der zuvor nicht deformierten ringförmigen Metallfassung ist. In diesen Wendepunkten treten maximale. Tangentialverschiebungen bei der Deformation auf, die im wesentlichen zur Drehung der Metallfassung um die optische Achse des optischen Bauelements führen.wear, which regularly deform the metal frame of the optical component in the form that a convex deformation of the annulus of the metal frame in the direction of acting on the annular metal frame of the optical component tensile forces and a concave deformation of the annulus of the metal frame between the forces acting on the metal frame tensile forces »This deformation eliminates the fit clearance between the cylindrical peripheral surface of the annular metal frame and the lens cylinder inner wall by regularly form-fitting, limited in the lens cylinder, radially acting forces, without the connection between imaging optical components and deformed metal frame is destroyed. The juncture between the imaging optical element and the deformed metal ferrule is respectively at that of the two inflection points of the concavo-convex deformation between two adjacent radially acting forces along the cylindrical peripheral surface of the deformed metal dam, having the same direction of their tangential displacements, since at all end points of the concave-convex deformation along the circumference of the deformed metal frame, the diametric distance between two V / endepoints equal to the diameter of the previously undeformed annular metal frame. In these turning points occur maximum. Tangential shifts in the deformation, which essentially lead to the rotation of the metal frame about the optical axis of the optical component.

Ausführungsbeispiel . . Embodiment . ,

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Die Figur zeigt die schematische Darstellung des Querschnitts des erfindungsgemäßen Hoohleistungsobjektivs.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The figure shows the schematic representation of the cross section of Hoohleistungsobjektivs invention.

Am Hohlzylinder 1 befindet sich eine deformierte Metall-The hollow cylinder 1 is a deformed metal

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fassung 2 für ein abbildendes optisches Bauelement 5, bestehend aus zwei gleichförmig deformierten Ringen 21 und 22, dem äußeren Ring 21, der der Hohlzylinderinnenwand 7 benachbart ist und dem inneren Ring 22, der dem optischen Bauelement 5 benachbart ist. Drei formschlüssige Verbindungen 10 zwischen Metallfassung 2 und Hohlzylinder 1 werden durch Schrauben 3, die durch den Hohlzylinder 1 hindurchragen, entlang einer Umfangslinie 9 des Hohlzylinders 1 regelmäßig angeordnet sind und mit der Metallfassung 2 verbunden sind, verwirklicht.2 for an imaging optical component 5, consisting of two uniformly deformed rings 21 and 22, the outer ring 21 which is adjacent to the hollow cylinder inner wall 7 and the inner ring 22 which is adjacent to the optical component 5. Three positive connections 10 between metal frame 2 and hollow cylinder 1 are by screws 3, which protrude through the hollow cylinder 1, along a circumferential line 9 of the hollow cylinder 1 are arranged regularly and are connected to the metal frame 2, realized.

Durch die gleichmäßige Drehung der drei Schrauben 3 entstehen drei Berührungspunkte 13 zwischen der Umfangsfläche 8 der Metallfassung 2 und der Innenwand 7 des Hohlzylinders 1. Diese Berührungspunkte 13 sind das Maximum, die-Punkte 4¹ und 4 die Wendepunkte der kon-.vexen Verformung 11 der deformierten Metallfassung 2, die entlang der Umfangsfläche 8 der Metallfassung 2 regelmäßig angeordnet sind. Ebenso die konkave Verformung 12. Das optische Bauelement 5 ist über eine Klebeverbindung 6 mit dem inneren Ring 22 der deformierten Metallfassung 2 am Wendepunkt 4 der deformierten Metallfassung 2 verbundenThe uniform rotation of the three screws 3 creates three points of contact 13 between the peripheral surface 8 of the metal frame 2 and the inner wall 7 of the hollow cylinder 1. These points of contact 13 are the maximum, the points 4 ¹ and 4, the inflection points of the con-convex deformation eleventh the deformed metal frame 2, which are arranged regularly along the circumferential surface 8 of the metal frame 2. Likewise, the concave deformation 12. The optical component 5 is connected via an adhesive connection 6 with the inner ring 22 of the deformed metal frame 2 at the inflection point 4 of the deformed metal frame 2

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Claims

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invention claim

1. Hoohleistungsobjektiv consisting of a hollow cylinder in which at least one annular Metällfassung of two coaxial to an imaging optical component rings of different diameter and different material is arranged, which is mounted in the hollow cylinder substantially coaxial, characterized in that the one ring of the annular Metal mount a smaller, the other ring of the annular metal frame has a larger thermal expansion coefficient than the glass of the optical component,

and that at least three traction means are regularly arranged on the hollow cylinder along a circumferential line, which protrude through d-en hollow cylinder and are connected to the annular metal frame of the optical component.

2. Hochleistungsobjektir according to Item 1 characterized ge ~ characterized in that the traction means are screws with low bending stiffness.

For this A page drawing

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