CN109799590A - 一种光学镜头系统中光学元件的配合装置 - Google Patents
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Abstract
一种光学镜头系统中光学元件的配合装置,能够避免光学镜头系统中光学元件的以下问题：在极限温度下，由于光学元件和机械元件的热膨胀系数不同导致光学元件被挤碎而使整个光学镜头无法使用。这种光学镜头系统中光学元件的配合装置，光学镜头包括：镜筒（1）、第一光学元件（2）、第二光学元件（3）、隔圈（4）、压圈（5）；第一光学元件（2）装配在镜筒（1）的左端内，第一光学元件和第二光学元件通过隔圈（4）来间隔指定的距离，然后通过压圈（5）的螺纹紧固在镜筒内；所述压圈（5）与第二光学元件（3）接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。
Description
技术领域
本发明属于光学设备的技术领域，具体地涉及一种光学镜头系统中光学元件的配合装置。
背景技术
随着社会发展和科技进步，光学镜头的应用越来越广泛，在工业和农业中随处可见光学镜头的身影。当今最热门的领域之一虚拟现实技术中，光学镜头是必不可少的设备。光学镜头的主要功能是成像，要达到优良的成像质量，一般需要多个光学元件配合组成光学镜头使用才能实现。在装配光学镜头时，若干个光学元件按照事先设计好的光路方向进行组装，光学元件的表面很多时候是要与其他元器件的表面接触的。
图1示出了一种光学镜头系统中光学元件的配合装置，该光学镜头包括镜筒1、第一光学元件2、隔圈4、第二光学元件3、压圈5。第一光学元件2装配在镜筒1的左端内，第一光学元件和第二光学元件通过隔圈4来间隔指定的距离，然后通过压圈5的螺纹紧固在镜筒内。与光学元件的表面接触的是其他元器件的一个圆圈，在图1的平面上体现为两个点。
图2为图1的I部分的局部放大图。如图2所示，F1为压圈5挤压第二光学元件3时带来的压力，第二光学元件在这个压力的挤压下，在尖角处就会分解成F2和F3这两个垂直的分力。可以看出，F3加上F2分解的F22，组成的F4作用在光学元件边缘的薄弱环节。在极限温度下，由于光学元件和机械元件的热膨胀系数不同导致光学元件被挤碎而使整个光学镜头无法使用。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种光学镜头系统中光学元件的配合装置, 其能够避免光学镜头系统中光学元件的以下问题：在极限温度下，由于光学元件和机械元件的热膨胀系数不同导致光学元件被挤碎而使整个光学镜头无法使用。
本发明的技术解决方案是：这种光学镜头系统中光学元件的配合装置，光学镜头包括：镜筒（1）、第一光学元件（2）、第二光学元件（3）、隔圈（4）、压圈（5）；
第一光学元件（2）装配在镜筒（1）的左端内，第一光学元件和第二光学元件通过隔圈（4）来间隔指定的距离，然后通过压圈（5）的螺纹紧固在镜筒内；
所述压圈（5）与第二光学元件（3）接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件右镜面的切点。
由于本发明的所述压圈与第二光学元件接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点，当压圈挤压第二光学元件时带来的压力为F1，第二光学元件在这个压力的挤压下，在每个切点处就会分解成F2和F3这两个垂直的分力，由于接触面为光学元件表面的切线，F2是指向光学元件镜面的曲率球心，与F2垂直的F3没作用在光学元件上，最终作用到光学元件的力只有F2这个向心力，而向心力方向光学元件强度很高不易被损坏，因此能够避免光学镜头系统中光学元件在极限温度下，由于光学元件和机械元件的热膨胀系数不同导致光学元件被挤碎而使整个光学镜头无法使用。
附图说明
图1是现有技术的光学镜头的整体结构示意图。
图2是图1的I部分的局部放大图，示出了第二光学元件被压圈挤压的受力图。
图3是根据本发明的光学镜头的整体结构示意图。
图4是是图3的A部分的局部放大图，示出了第二光学元件被压圈挤压的受力图。
具体实施方式
光学镜头系统在许多情况下都需要用于温差大的地方，如果采用现有的光学元件的配合装置（如图1-2所示），则很容易造成玻璃破碎而使整个光学镜头系统瘫痪。针对现有技术的缺陷，申请人经过认真思考和无数次的试验，做出了如下发明。
如图3-4所示，这种光学镜头系统中光学元件的配合装置，光学镜头包括：镜筒1、第一光学元件2、第二光学元件3、隔圈4、压圈5；
第一光学元件2装配在镜筒1的左端内，第一光学元件和第二光学元件通过隔圈4来间隔指定的距离，然后通过压圈5的螺纹紧固在镜筒内；
所述压圈5与第二光学元件3接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件右镜面的切点。
由于本发明的所述压圈与第二光学元件接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点，当压圈挤压第二光学元件时带来的压力为F1，第二光学元件在这个压力的挤压下，在每个切点处就会分解成F2和F3这两个垂直的分力，由于接触面为光学元件表面的切线，F2是指向光学元件镜面的曲率球心，与F2垂直的F3没作用在光学元件上，最终作用到光学元件的力只有F2这个向心力，而向心力方向光学元件强度很高不易被损坏，因此能够避免光学镜头系统中光学元件在极限温度下，由于光学元件和机械元件的热膨胀系数不同导致光学元件被挤碎而使整个光学镜头无法使用。
当然，光学镜头系统中可能包含多个（大于2个）光学元件，那么如此设计：压圈与最后一个光学元件接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为最后一个光学元件右镜面的切点。优点与上述相同。
另外，所述隔圈4右端与第二光学元件3接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。这样与压圈的设计类似，隔圈挤压第二光学元件时的压力，在每个切点处就会分解为两个垂直方向的分力，由于接触面为光学元件表面的切线，其中的切向分力不作用到光学元件上，径向分力作用到第二光学元件的球心，大大减小了因挤压造成第二光学元件的玻璃破碎率。
更进一步地，所述隔圈4左端与第一光学元件2接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。这样与压圈的设计类似，隔圈挤压第一光学元件时的压力，在每个切点处就会分解为两个垂直方向的分力，由于接触面为光学元件表面的切线，其中的切向分力不作用到光学元件上，径向分力作用到第一光学元件的球心，大大减小了因挤压造成第一光学元件的玻璃破碎率。
更进一步地，所述镜筒1的左端与第一光学元件2接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。这样与压圈的设计类似，镜筒1的左端挤压第一光学元件时的压力，在每个切点处就会分解为两个垂直方向的分力，由于接触面为光学元件表面的切线，其中的切向分力不作用到光学元件上，径向分力作用到第一光学元件的球心，大大减小了因挤压造成第一光学元件的玻璃破碎率。
更进一步地，所述压圈5的外径是所述螺纹的公称直径，内径是大于通光口径。这样设计的好处是既能够保证光线尽可能多地通过光学元件，又能够使压圈很好地与镜筒旋合。
更进一步地，所述第一光学元件2和第二光学元件3的高度相同，所述隔圈4的内径大于通光口径，外径等于镜筒的内径，镜筒的内径根据光学元件的边缘厚度来设计。这样设计的好处是既能够保证光线尽可能多地通过光学元件，又能够很好地固定隔圈和光学元件。
更进一步地，所述镜筒1的左端的内径大于通光口径。这样设计的好处是能够保证光线尽可能多地通过光学元件。
更进一步地，所述隔圈4的左端具有第一左端面41，所述隔圈4的右端具有第一右端面42，所述压圈5的左端具有第二左端面51。这样设计的好处是防止隔圈的左端和右端、压圈的左端过于锋利而使加工者受到伤害。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种光学镜头系统中光学元件的配合装置，光学镜头包括：镜筒（1）、第一光学元件（2）、第二光学元件（3）、隔圈（4）、压圈（5）；
第一光学元件（2）装配在镜筒（1）的左端内，第一光学元件和第二光学元件通过隔圈（4）来间隔指定的距离，然后通过压圈（5）的螺纹紧固在镜筒内；
其特征在于：所述压圈（5）与第二光学元件（3）接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件右镜面的切点。
2.根据权利要求1所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述隔圈（4）右端与第二光学元件（3）接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。
3.根据权利要求2所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述隔圈（4）左端与第一光学元件（2）接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。
4.根据权利要求3所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述镜筒（1）的左端与第一光学元件（2）接触部分为纬线圆，纬线圆上每一个点为第二光学元件的切点。
5.根据权利要求4所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述压圈（5）的外径是所述螺纹的公称直径，内径是大于通光口径。
6.根据权利要求4所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述第一光学元件（2）和第二光学元件（3）的高度相同，所述隔圈（4）的内径大于通光口径，外径等于镜筒的内径，镜筒的内径根据光学元件的边缘厚度来设计。
7.根据权利要求6所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述镜筒（1）的左端的内径大于通光口径。
8.根据权利要求7所述的光学镜头系统中光学元件的配合装置，其特征在于：所述隔圈（4）的左端具有第一左端面（41），所述隔圈（4）的右端具有第一右端面（42），所述压圈（5）的左端具有第二左端面（51）。
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