DD140801A1 - Hochleistungsobjektiv - Google Patents

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. - Figur

Description

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Titel: Hochleistungsobjektiv

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf die Halterung und Fixierung von Fassungen abbildender optischer Bauelemente in einem Hochleistungsobjektiv.

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

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dadurch geringer.

Ziel der Erfindung:

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.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ho chleistungsobjektiv zu schaffen, das hinsichtlich axialer Verschiebung und koaxialer Verspannung im wesentlichen temperaturinvariant ist.

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.

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 kleineren

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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 möglich

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

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.

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-

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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.

Ausführungsbeispiel . .

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Die Figur zeigt die schematische Darstellung des Querschnitts des erfindungsgemäßen Hoohleistungsobjektivs.

Am Hohlzylinder 1 befindet sich eine deformierte Metall-

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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.

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 verbunden

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Claims (2)

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   Erfindungsanspruch

   1. Hoohleistungsobjektiv, bestehend aus einem Hohlzylinder, in dem mindestens eine ringförmige Metällfassung aus zwei zu einem abbildenden optischen Bauelement koaxialen Ringen unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlichen Materials angeordnet ist, die im Hohlzylinder im wesentlichen koaxial gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ring der ringförmigen Metallfassung einen kleineren, der andere Ring der ringförmigen Metallfassung einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das Glas des optischen Bauelements aufweist,

   und daß am Hohlzylinder entlang einer Umfangslinie mindestens drei Zugmittel regelmäßig angeordnet sind, die durch d-en Hohlzylinder hindurchragen und mit der ringförmigen Metallfassung des optischen Bauelements verbunden sind.
2. 2. Hochleistungsobjektir gemäß Punkt 1 dadurch ge~ kennzeichnet, daß die Zugmittel Schrauben mit geringer Biegesteifigkeit sind.

   Hierzu A Seite Zeichnung

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