DE69322822T2

DE69322822T2 - Konische Linsenmontur mit Einschnapp-Klemmvorrichtung

Info

Publication number: DE69322822T2
Application number: DE69322822T
Authority: DE
Inventors: Philip A. Bradford Ma 01835 Rombult
Original assignee: Bayer AG; Agfa Corp
Current assignee: Binding Solutions Las Vegas Nev Us LLC
Priority date: 1992-08-12
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1999-07-29
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: DE69322822D1; EP0585687B1; EP0585687A1; US5299066A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Linsenbefestigungssysteme und insbesondere eine konische Linsenhalterung mit einer Einschnapp-Linsenklemmvorrichtung.
Ganz besonders betrifft die vorliegende Erfindung eine Linsenhalterungsanordnung mit einer hohlen, kegelstumpfartigen, im allgemeinen konischen Linsenhalterung mit einer Vorrichtung, die eine Linsenauflage definiert, und einem Linsenklemmring, der für einen Spanneingriff in die konische Linsenhalterung ausgelegt ist, um eine Linse zwischen der Linsenauflage der konischen Linsenhalterung und dem Linsenklemmring zu halten. Eine Linsenhalterungsanordnung dieser Art ist aus US 4 206 978 bekannt.
Verschiedene Arten von Linsenbefestigungssystemen von komplexen mechanischen Konfigurationen bis zu einfachen geformten Kunststoffhalterungen sind auf dem Fachgebiet bekannt. In Abhängigkeit von der speziellen optischen Anwendung sind relativ enge mechanische Toleranzen erforderlich, um die Linse in dem optischen System genau zu positionieren. Im Fall von athermalisierten optischen Systemen müssen Temperaturauswirkungen auf die optischen Elemente und ihre Halterungen bei der Systemgestaltung berücksichtigt werden.
Es ist folglich eine allgemeine Aufgabe der Erfindung, eine Linsenhalterung zur Verwendung in einem optischen System bereitzustellen.
Die Linsenhalterung besitzt eine hohle, kegelstumpfartige, im allgemeinen konische Gestalt zum Befestigen einer Linse an deren Spitze. Eine Einschnapp-Linsenklemmvorrichtung hält eine Linse in der Linsenhalterung. Der ringförmige Sockel der konischen Linsenhalterung definiert eine Bezugsebene. Vorzugsweise ist die Linsenhalterung aus Kunststoff geformt und enthält einteilig geformte Federn, die die Halterung durch Federspannung an einer vorbestimmten Stelle positionieren, wenn die Halterung in ein optisches System eingegliedert ist.
Die konische Linsenhalterung kann aus kostengünstigem Kunststoff geformt werden.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die konische Linsenhalterung in einem athermalisierten optischen System verwendet werden kann.
Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß die konische Form der Linsenhalterung eine relative Bewegung der befestigten Linse ohne einen Lagermechanismus bereitstellt.
Es ist noch ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß die konische Form der Linsenhalterung eine strukturelle Integrität bereitstellt und gegen eine Kriechverformung beständig ist.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch eine Linsenhalterungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bereitgestellt, wobei der Linsenklemmring eine Vielzahl von um den Umfang verteilten, axial verlaufenden Festhaltegriffzapfen- Vorrichtungen aufweist, wobei jeder einen nach innen ragenden Griffzapfen aufweist, und wobei die konische Linsenhalterung eine entsprechende Vielzahl von um den Umfang verteilten Griffzapfen- Aufnahmeöffnungen aufweist, die dazu ausgelegt sind, die Griffzapfen des Linsenklemmrings im Festhalteeingriff in diese aufzunehmen.
Speziellere Merkmale und Vorteile der Erfindung können der folgenden ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform davon entnommen werden, die für Erläuterungszwecke ausgewählt ist und in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist, wobei gilt:
Fig. 1 ist eine vereinfachte Ansicht im Teilschnitt eines athermalisierten Abbildungssystems, das die konische Linsenhalterung der vorliegenden Erfindung enthält;
Fig. 2 ist eine Ansicht im Teilschnitt der konischen Linsenhalterung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Linsenklemmvorrichtung mit Festhaltegriffzapfen zur Verwendung mit den Klemmvorrichtungs-Lokalisiervorrichtungen der in Fig. 4 gezeigten Linsenhalterung;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Linsenbefestigungsteils der konischen Linsenhalterung, die die Klemmvorrichtungs-Lokalisiervorrichtungen für die Festhaltegriffzapfen der Linsenklemmvorrichtung von Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 ist eine Ansicht im Seitenaufriß und Teilschnitt, die die Beziehung zwischen dem Sockel der konischen Linsenhalterung und den Druckfedern ausführlicher darstellt als Fig. 1;
Fig. 6 ist eine weitere Ansicht im Seitenaufriß und Teilschnitt, die die Verwendung der einteilig geformten Blattfedern für die konische Linsenhalterung erläutert; und
Fig. 7 ist eine Ansicht im Seitenaufriß des Spitzenteils der konischen Linsenhalterung und der Linsenklemmvorrichtung, welche eine alternative Struktur zum Einklemmen und Positionieren der Linse mit einer Dichtung zum Einspannen der Linse zeigt.
Wenn man sich nun den Zeichnungen zuwendet und insbesondere Fig. 1 davon, ist eine optische Abbildungsvorrichtung im Seitenaufriß und Teilschnitt gezeigt, die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Abbildungsvorrichtung 10 umfaßt eine Lichtquelle, wie z. B. eine Halbleiterlaserdiode 12, eine Kollimationslinse 14, einen Drehspiegel 16, der durch einen Motor 18 gedreht wird, eine Abtastlinse, wie z. B. eine F-THETA- Abtastlinse 20, die den Strahl von der Laserdiode 12 auf eine Abbildungsebenenlokalisiervorrichtung 22 abbildet, an der ein lichtempfindliches Medium 24 positioniert ist, das durch eine Medientransportvorrichtung 26 durch die Abbildungs- oder Filmebene 22 bewegt wird. Die Kollimationslinse 14 erzeugt einen nominal kollimierten Strahl aus dem Licht von der Laserdiode 12. Der Strahl wird durch den Drehspiegel 16 abgelenkt und durch die Abtastlinse 20 auf die Abbildungsebene 22 fokussiert.
Die Konstruktionselemente der Abbildungsvorrichtung 10 sind in Fig. 1 dargestellt. Beginnend mit der Lichtquellen-Laserdiode 12 ist die Laserdiode in einer Halterung 28 befestigt, die bezüglich eines Abbildungsrahmens 30 ortsfest ist. Die Kollimationslinse 14 ist innerhalb des Abbildungsrahmens mittels einer kegelstumpfartigen, im allgemeinen konisch geformten Linsenhalterung positioniert. Der Abbildungsrahmen 30 weist einen nach innen ragenden ringförmigen Teil 34 mit einer Oberfläche 36 auf, die eine feststehende Bezugsebene 38 definiert. Die konisch geformte Linsenhalterung 32 hat einen ringförmigen Sockel 40, der durch eine von Federn 42 bereitgestellte Federspannung gegen die durch die Oberfläche 36 definierte Bezugsebene 38 gespannt wird. Die Abtastlinse 20 ist an einem Ende eines Motorrahmens 44 angebracht, der eine Öffnung 45 aufweist, durch die der Ausgangsstrahl von der Abtastlinse 20 auf die Abbildungsebenenlokalisiervorrichtung 22 fokussiert wird, welche am entgegengesetzten Ende des Motorrahmens befestigt ist.
Wenn man sich nun den Fig. 2 bis 4 zuwendet, sind die Bestandteile der konischen Linsenhalterung 32 ausführlicher dargestellt. Die Linsenhalterung 32 und der Klemmring 46 stellen eine Linsenhalterungsanordnung dar, die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 48 bezeichnet ist. Der Linsenklemmring 46 weist eine ringförmige Bohrung 50 und eine Vielzahl von nach unten hängenden (wie in den Figuren zu sehen) Festhaltegriffzapfen 52 auf, die jeweils einen Eingriffszapfen 54 für die Linsenhalterung aufweisen. Vorzugsweise sind die Bestandteile der Linsenhalterungsanordnung 48 aus einem Kunststoffmaterial geformt. Die Löcher 56 sind zu Formungszwecken vorgesehen und bilden keinen Teil der Erfindung.
Der Spitzenteil der kegelstumpfartigen, im allgemeinen konischen Linsenhalterung 32 weist eine Linsenauflage 58 auf, um die vorher erwähnte Kollimationslinse 14 aufzunehmen. Die Linsenhalterung 32 weist auch eine Vielzahl von Griffzapfen-Aufnahmeöffnungen 60 auf, die in der Anzahl den nach unten hängenden Festhaltegriffzapfen 52 entsprechen, die in Fig. 3 dargestellt sind. Mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 weist die Linsenhalterung 32 eine abgeschrägte Keilfläche 62 auf, die mit einem am Griffzapfen 54 ausgebildeten Keil 64 zusammenwirkt, um eine Kraft bereitzustellen, die die Linse 14 zwischen die Linsenauflage 58 und die innere Oberfläche 66 des Klemmrings 46 plaziert.
Wenn man Fig. 5 betrachtet, ist in einer vergrößerten Ansicht und im Teilschnitt ein Teil des unteren Abschnitts der Linsenhalterung 32 gezeigt, wobei Druckfedern 42 die Bezugsebenenoberfläche 40 der Linsenhalterung gegen die Bezugsoberfläche 36 des Abbildungsrahmens 30 spannen. Diese Konfiguration ist eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 gezeigten.
Es können verschiedene andere Anordnungen verwendet werden, um die gewünschte Federspannung bereitzustellen. Wie in Fig. 6 gezeigt, weist die Linsenhalterung 32 beispielsweise eine einteilig geformte Blattfeder 68 auf. Eine weitere Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei eine Vielzahl von verformbaren Vor sprüngen 70 am Sockelteil 40 der Linsenhalterung 32 angeordnet sind.
Mit Bezug auf Fig. 7 ist eine alternative Konfiguration zur Bereitstellung der erforderlichen Spannkraft gegen die Linse 14 dargestellt. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der nach innen ragende Griffzapfen 54 eben und weist nicht die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Keilfläche 64 auf. Eine zusammendrückbare und elastische Dichtung 72 ist zwischen der Linse 14 und der inneren Oberfläche des Linsenklemmrings 48 angeordnet. Das Zusammendrücken der Dichtung durch den Festhalteeingriff der Griffzapfen 52 sorgt für die Einspannung der Linse 14.
Nachdem eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben wurde, ist es nun für Fachleute offensichtlich, daß zahlreiche Modifikationen darin vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims

1. Linsenhalterungsanordnung, die folgendes umfaßt:

eine hohle, kegelstumpfartige, im allgemeinen konische Linsenhalterung (48, 32) mit einer Vorrichtung, die eine Linsenauflage definiert; und

einen Linsenklemmring (46), der zum Spanneingriff in die konische Linsenhalterung ausgelegt ist, um eine Linse (14) zwischen der Linsenauflage der konischen Linsenhalterung und dem Linsenklemmring (46) zu halten,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Linsenklemmring (46) eine Vielzahl von um den Umfang verteilten, axial verlaufenden Festhaltegriffzapfen-Vorrichtungen (52) aufweist, wobei jeder einen nach innen ragenden Griffzapfen (54) aufweist, und wobei die konische Linsenhalterung (32) eine entsprechende Vielzahl von um den Umfang verteilten Griffzapfen-Aufnahmeöffnungen (60) aufweist, die dazu ausgelegt sind, die Griffzapfen (52) des Linsenklemmrings im Festhalteeingriff in diese aufzunehmen.

2. Linsenhalterungsanordnung nach Anspruch 1, wobei jede Griffzapfen-Aufnahmeöffnung (60) eine Keilfläche (62) aufweist und wobei jeder nach innen ragende Griffzapfen einen Keilteil aufweist, der zum Verkeilungseingriff in die entsprechende Keilfläche der Griffzapfen-Aufnahmeöffnung ausgelegt ist, wobei eine Linse (14), die zwischen dem Linsenklemmring (46) und der Linsenauflage (32) der konischen Linsenhalterung angeordnet ist, zwischen diesen durch den Verkeilungseingriff des Keilteils des Griffzapfens in die Keilfläche der Griffzapfen-Aufnahmeöffnung gehalten wird.

3. Linsenhalterungsanordnung nach Anspruch 1, die ferner eine zusammendrückbare Dichtungsringvorrichtung (72) zum Plazieren einer Linse auf der Linsenauflage der konischen Linsenhalterung durch den Spanneingriff des Linsenklemmrings in die konische Linsenhalterung umfaßt.

4. Linsenhalterungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die hohle, kegelstumpfartige, im allgemeinen konische Linsenhalterung (32) einen sich radial erstreckenden, ringförmigen Sockelteil (40) aufweist.

5. Linsenhalterungsanordnung nach Anspruch 4, die ferner an dem sich radial erstreckenden, ringförmigen Sockelteil (40) angebrachte Blattfedervorrichtungen (42) zum Erzeugen einer axial gerichteten Kraft gegen den Sockelteil (40) durch zusammendrücken der Blattfedervorrichtungen aufweist.

6. Linsenhalterungsanordnung nach Anspruch 5, wobei die konische Linsenhalterung (32) durch Formen ausgebildet wird und die Blattfedervorrichtungen einteilig mit der konischen Linsenhalterung geformt werden.