Befestigungsvorrichtung für optische Elemente in optischen Geräten Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungs vorrichtung für optische Elemente in optischen Gerä ten. Spiegelkameras, d. h. Kameras, bei denen das Objektiv ein Hohlspiegel ist, dem ein Korrektions- element oder mehrere Korrektionselemente beigefügt sind, weisen Objektive wie z. B. das Schmidtsche und das Bouwersche Objektiv auf. Für das letztere z. B. siehe die deutsche Patentschrift Nr. 881264. Bei der artigen Spiegelkameras wird der Hohlspiegel mit Rück sicht auf die verlangte hohe Bildqualität mit der äusser sten Präzision bearbeitet.
Bereits sehr geringe Form veränderungen des Spiegels beeinflussen die Bild qualität merklich ungünstig. Solche Formveränderun gen können bereits bei der Montage auftreten oder später während des Gebrauches oder des Transportes durch konstante oder zeitweilige mechanische Kraft einwirkungen auf den Spiegel verursacht werden. Formveränderungen des Spiegels können auch auf Grund des Eigengewichtes auftreten, das insbesonders bei den grösseren Kameratypen ein ernstliches Problem bildet.
Die Erfindung bezweckt, eine Befestigungsvorrich tung für optische Elemente zu schaffen, bei welcher die Formveränderungen als Folge der Befestigung ent weder vollständig oder zumindest weitgehend durch eine solche Konstruktion vermieden werden, dass die Druckpunkte an der Vor- und Rückseite der optischen Elemente in einer Linie liegen, welche mindestens an nähernd durch den Krümmungsmittelpunkt des opti schen Elementes läuft. Dadurch erreicht man, dass überhaupt keine oder nur sehr schwache Kräfte auf das optische Element wirken, so dass keine Deformationen auftreten können.
Eine günstige Ausführungsform erhält man, wenn die Druckpunkte an einer Seite oder beiden Seiten des optischen Elementes von Kugelsegmenten gebildet werden, deren Berührungsfläche mit dem optischen Element den gleichen Krümmungsradius hat wie das optische Element. Ein derartiges Kugelsegment ist selbstzentrierend, so dass Punktkräfte und Kräftepaare vermieden werden.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele von Befestigungsvorrichtungen gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar für die Befestigung eines Spiegels und für die Befestigung einer Meniskus linse einer im Axialschnitt dargestellten Spiegel kamera.
Die gezeichnete Befestigungsvorrichtung für den Spiegel 1 zeigt zwei der drei Befestigungsstellen, eine davon im Schnitt, die andere in Ansicht. Der Spiegel 1 mit reflektierender Schicht 2 ruht auf drei Stützen 3, 4. Das Kameragehäuse 5, dessen Bildträger schematisch durch eine gestrichelte Linie 6 angegeben ist, wird von der Kappe 7 abgedeckt. Die Befestigungsbolzen 8, 9 durchsetzen je eine Bohrung 10 im Spiegel und eine Bohrung in der Stütze. Die Achse der Bohrungen läuft durch den Krümmungsmittelpunkt des Spiegels. Zwi schen Spiegel und Stütze befindet sich das Kugel segment 11, 12, das in einem konischen Teil der Boh rung in der Stütze ruht. Die Fläche A-B des Kugel segmentes besitzt annähernd die gleiche Krümmung wie die Spiegelfläche 2.
Der Teil des Bolzens, der die Bohrung im Spiegel durchsetzt, ist von einer Hülse 13 umgeben. Auf dem über die Rückwand des Spiegels hinausragenden Bolzenteil sind nacheinander eine Unterlagsscheibe 14, eine Hülse 15, eine Feder 16, eine Unterlagsscheibe 17, eine Mutter 18 und eine Gegen mutter 19 angebracht.
Es ist zweckmässig, die Rückseite des Hohlspiegels im gleichen Sinne zu krümmen wie die Vorderseite, und zwar so, dass diese beiden Oberflächen vollständig oder mindestens annähernd konzentrisch zueinander sind. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein defor mierendes Kräftepaar auftritt. Um Beschädigung des Spiegels durch Stösse gegen das Kameragehäuse oder durch starke Temperatur veränderungen zu verhindern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Festklemmen des Spiegels mit Hilfe von Federn durchzuführen.
Bei Meniskuslinsen, die mei stens kleinere Ausmasse und geringeres Gewicht haben und was Stösse betrifft, im Kameragehäuse günstiger plaziert sind als der Spiegel, ist jedoch nicht immer eine federnde Klemmung nötig.
Wenn der Durchmesser der Bolzenlöcher im opti schen Element ganz oder nahezu gleich demjenigen der Bolzen ist, verhindert man damit Drehung des Ele mentes um seinen Krümmungsmittelpunkt. Noch bes ser ist es, den Durchmesser der Bolzenlöcher grösser zu machen als den der Bolzen und den Spielraum voll ständig oder teilweise, z. B. mit einer Hülse aus bieg samem Metall, die über den Bolzen geschoben wird, auszufüllen. Auf diese Weise werden Spannungen im optischen Element beim Anziehen der Muttern auf den Bolzen vermieden.
Von der Befestigungsvorrichtung für die Meniskus linse sind ebenfalls zwei der drei Befestigungsstellen gezeichnet, und zwar die eine davon im Schnitt und die andere in Ansicht.
Die Meniskuslinse 20 liegt in einem Ring 21, der mit bekannten Mitteln mit dem Kameragehäuse ver bunden ist. Die Linse ruht auf dem Kugelsegment 22, das in einer konischen Aussparung des Ringes liegt. In diesem Ring sind mit Hilfe der Muttern 23 und 24 Bolzen 25 und 26 befestigt. Auf diesen Bolzen sind mit Hilfe der Muttern 27, 28, 29 und 30 Klemmstücke 31 und 32 befestigt. Zwischen den Klemmstücken und der Linse befindet sich das Kugelsegment 33, das in einem konischen Loch des Klemmstückes ruht.
Mit Hilfe der beschriebenen Befestigungsvorrich tungen für Spiegel und Meniskuslinsen wird erreicht, dass diese delikaten optischen Elemente sehr fest sitzen, ohne dass störende deformierende Kräfte auftreten, so dass eine perfekte Bildqualität garantiert bleibt. Schwere Stossproben und Experimente bei niedrigen und hohen Temperaturen (-40' und +40'C) haben erwiesen, dass bei einem bestimmten Kameratyp ein auflösendes Vermögen von 50 Linien je mm bei kontrastschwachen Objekten erhalten bleibt.
Es ist klar, dass je nach den Umständen die für den Spiegel beschriebene Befestigungsvorrichtung auch für die Meniskuslinse verwendet werden kann und um eekehrt.
Fastening device for optical elements in optical devices The invention relates to a fastening device for optical elements in optical devices. Mirror cameras, d. H. Cameras in which the lens is a concave mirror to which a correction element or several correction elements are attached have lenses such as B. the Schmidt and the Bouwer lens. For the latter z. For example, see German Patent No. 881264. In the case of mirror cameras like this, the concave mirror is processed with the utmost precision in view of the required high image quality.
Even very small changes in the shape of the mirror have a noticeably unfavorable effect on the image quality. Such changes in shape can already occur during assembly or can be caused later during use or transport by constant or intermittent mechanical forces acting on the mirror. Changes in the shape of the mirror can also occur due to its own weight, which is a serious problem, especially with the larger types of cameras.
The aim of the invention is to provide a fastening device for optical elements in which the changes in shape as a result of the fastening are either completely or at least largely avoided by such a construction that the pressure points on the front and back of the optical elements are in a line , which runs at least approximately through the center of curvature of the optical element's rule. This ensures that no or only very weak forces act on the optical element, so that no deformations can occur.
A favorable embodiment is obtained if the pressure points on one side or both sides of the optical element are formed by spherical segments whose contact surface with the optical element has the same radius of curvature as the optical element. Such a spherical segment is self-centering, so that point forces and force pairs are avoided.
In the accompanying drawings, two Ausfüh approximately examples of fastening devices according to the invention are shown, namely for the attachment of a mirror and for the attachment of a meniscus lens of a mirror camera shown in axial section.
The illustrated fastening device for the mirror 1 shows two of the three fastening points, one of them in section, the other in view. The mirror 1 with reflective layer 2 rests on three supports 3, 4. The camera housing 5, the image carrier of which is indicated schematically by a dashed line 6, is covered by the cap 7. The fastening bolts 8, 9 each penetrate a hole 10 in the mirror and a hole in the support. The axis of the holes runs through the center of curvature of the mirror. Between's mirror and support is the ball segment 11, 12, which rests in a conical part of the Boh tion in the support. The surface A-B of the spherical segment has approximately the same curvature as the mirror surface 2.
The part of the bolt that penetrates the hole in the mirror is surrounded by a sleeve 13. A washer 14, a sleeve 15, a spring 16, a washer 17, a nut 18 and a counter nut 19 are successively attached to the bolt part protruding beyond the rear wall of the mirror.
It is useful to curve the back of the concave mirror in the same way as the front, in such a way that these two surfaces are completely or at least approximately concentric to one another. In this way it is avoided that a deforming force couple occurs. In order to prevent damage to the mirror from impacts against the camera housing or from strong temperature changes, it has proven to be advantageous to clamp the mirror with the aid of springs.
With meniscus lenses, which are mostly smaller in size and weight and what impacts are placed in the camera housing more favorably than the mirror, a resilient clamping is not always necessary.
If the diameter of the bolt holes in the optical element is completely or almost the same as that of the bolt, this prevents rotation of the Ele mentes about its center of curvature. It is even better to make the diameter of the bolt holes larger than that of the bolts and the clearance fully or partially, e.g. B. with a sleeve made of flexible metal that is pushed over the bolt to be filled. In this way, stresses in the optical element when tightening the nuts on the bolts are avoided.
Of the fastening device for the meniscus lens, two of the three fastening points are also drawn, one of them in section and the other in view.
The meniscus lens 20 lies in a ring 21 which is connected to the camera housing by known means. The lens rests on the spherical segment 22, which lies in a conical recess of the ring. In this ring, bolts 25 and 26 are fastened with the aid of nuts 23 and 24. On these bolts 27, 28, 29 and 30 clamping pieces 31 and 32 are fastened with the aid of nuts. The ball segment 33 is located between the clamping pieces and the lens and rests in a conical hole in the clamping piece.
With the help of the described fastening devices for mirrors and meniscus lenses it is achieved that these delicate optical elements sit very firmly without disturbing deforming forces occurring, so that perfect image quality is guaranteed. Heavy impact tests and experiments at low and high temperatures (-40 'and + 40'C) have shown that with a certain type of camera a resolution of 50 lines per mm is retained for low-contrast objects.
It is clear that, depending on the circumstances, the fastening device described for the mirror can also be used for the meniscus lens and vice versa.