DD244209A1 - Verfahren zur fassung von runden miniaturoptikteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fassung von runden Miniaturoptikteilen fuer miniaturisierte optische Systeme hoher Praezision, die bisher nur mit grossem manuellem Aufwand hergestellt werden konnten. Ziel der Erfindung ist es, diese Miniaturoptikteile mit oekonomisch vertretbarem Aufwand unter Einhaltung der geforderten Qualitaetsparameter einzeln zu fassen. Die Aufgabe, fuer die Fassung von runden Miniaturoptikteilen mit sehr geringen Durchmessern das Zentrierdrehverfahren mittels Reflexbild anwendbar zu machen, wird mit dem erfindungsgemaess vorgeschlagenen Verfahren, bei dem die Miniaturoptikteile in zylindrischen, mit jeweils einem Steg mit einer Ringschneide versehenen Fassungsringen befestigt und mittels Reflexbild optisch zentriert werden und bei dem eine spanende Bearbeitung der Fassungsringe erfolgt dadurch geloest, dass die Befestigung der Miniaturoptikteile in den Fassungsringen durch Kleben erfolgt und dass der Steg mit der Ringschneide nach erfolgter Zentrierung von den Fassungsringen abgetrennt wird. Die auf diese Weise einzeln gefassten Miniaturoptikteile sind speziell fuer den Einbau in Fuellfassungen vorgesehen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fassung von runden Miniaturoptikteilen für miniaturisierte optische Systeme hoher Präzision, die bisher nur mit sehr großem manuellen Aufwand hergestellt werden konnte. Die nach dem Verfahren gefaßten Miniaturoptikteile sind speziell für den Einbau in Füllfassungen geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Fassen runder Optikteile erfolgt im allgemeinen an der äußeren Zylinderfläche durch Aufnahme in geeignete, meist rohrförmige Fassungsteile und durch beiderseitige Auflage schmaler Randzonen der optisch wirksamen Flächen auf Ringschneiden oder andere Auflageflächen.

Die Optikteile müssen in diesen Fassungen mittels Vorschraubring, umgebördeltem Grat o.a. befestigt und anschließend zentriert werden, d. h. die optische Achse des Optikteils und die mechanische Achse der Fassung sind zur Deckung zu bringen.

Für diesen Arbeitsgang existieren verschiedene Zentrierverfahren, die sich im wesentlichen hinsichtlich der erreichbaren Genauigkeit voneinander unterscheiden. Für Präzisionsoptiken wird auf Grund der hohen Genauigkeit das optische Zentrieren mittels Reflexbild verwendet.

Die auf diese Weise bearbeiteten Einzelteile werden zur Herstellung mehrgliedriger optischer Systeme hoher Güte in einen präzise gearbeiteten Fassungszylinder nacheinander eingefüllt und z. B. mittels Vorschraübung axial gesichert (Füllfassungen).

Das Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Zentrierdrehen mittels Reflexbild wird in der Patentschrift DD 80998 beschrieben. Die Vorrichtung dient dazu, in Ringe gefaßte optische Einzelglieder so zu zentrieren, daß deren optische Achse mit der mechanischen Achse des Fassungsringes zur Deckung kommt. Der Aufbau der Vorrichtung gestattet es, die in Ringe gefaßten Optikteile zunächst an einer Art Spindel zu befestigen, die optische Achse der Teile in einen beliebigen Winkel zur mechanischen Achse der Vorrichtung zu bringen und die mit einem entsprechenden Übermaß in Länge und Außendurchmesser versehenen Fassungsringe abschließend spanend auf ihr Sollmaß zu bearbeiten.

Die optische Achse der zu bearbeitenden Teile wird zunächst zur optischen Achse des Reflexbildgerätes, dessen optische Achse wiederum zur mechanischen Achse der Maschinenspindel fluchtet, ausgerichtet, ohne die Dezentrierung des Fassungsringes zu beachten. Die anschließende spanende Bearbeitung an Außendurchmesser und Stirnflächen bewirkt kann auch wieder eine Übereinstimmung von mechanischer Achse des Ringes und optischer Achse der Linse o.a. Bauteile.

Beim Fassen runder Miniaturoptikteile nach dem beschriebenen Prinzip, ergeben sich ab einem bestimmten minimalen Durchmesser Fertigungsprobleme. Die Fassungsringe sind im Inneren mit einem eine Ringschneide bildenden Steg versehen, auf den die Linsen o.a. runde Bauteile mit ihrer optisch wirksamen Fläche aufgelegt werden. Insbesondere bei konkaven .

optischen Flächen führt die notwendige Dicke des Steges zu einer bedeutenden'Einengung des freien Durchmessers bzw. zur notwendigen Vergrößerung des Außendurchmessers bei vorgegebenem freien Durchmesser zur Gewährleistung einer ausreichenden Funktionssicherheit des Gerätes.

Des weiteren sind die Reflexbilder der zu justierenden optischen Flächen bei Miniaturoptiken sehr schwach und befinden sich insbesondere bei Nichtauflage auf der Ringschneide oft außerhalb des Gesichtsfeldes des Reflexbildgerätes, so daß das Zentrierdrehen in der bekannten Art und Weise mit kleiner werdendem Durchmesser der Optikteile und auch sehr geringen Abständen zwischen den Einzelgliedern an die Grenzen seiner Anwendbarkeit stößt. Miniaturoptikteile für mehrgliedrige optische Systeme wurden bisher nur ungefaßt in den eingangs beschriebenen Füllfassungen angeordnet, wobei die Luftabstände zwischen den Teilen durch Zwischenringe erzeugt wurden. Dieses Herstellungsverfahren erfordert einerseits einen großen Aufwand an manueller Arbeit und genügt andererseits den heutigen Ansprüchen an die optische Güte des Systems nicht

Die Möglichkeit, die Optikteile bei Verzicht auf Stege mitRingschneidern nur an ihrem Umfang zufassen, bedingt gleichfalls zu große Abweichungen der mechanischen Achse der Fassung von der optischen Achse der Linse, wodurch auch das Justierdrehverfahren nicht mehr anwendbar sein kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, runde Miniaturoptikteile für miniaturisierte optische Systeme hoher Präzision mit ökonomisch vertretbarem Aufwand unter Einhaltung der geforderten Qualitätsparameter einzeln zu fassen.

Wesen der Erfindung

Ausgehend vom Ziel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für die Fassung runder Miniaturoptikteile mit sehr geringen Durchmessern das Zentrierdrehverfahren mittels Reflexbild anwendbar zu machen.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Fassung von runden Miniaturoptikteilen für miniaturisierte optische Systeme hoher Präzision, bei dem die Miniaturoptikteile in zylindrischen, mit jeweils einem Steg mit einer Ringschneide versehenen Fassungsringen befestigt werden, anschließend die Miniaturoptikteile mittels Reflexbild optisch zentriert werden und bei dem eine spanende Bearbeitung der Fassungsringe auf ihr Sollmaß am Außendurchmesser, bei gleichzeitiger Ausrichtung der mechanischen Achse der Fassungsringe zur optischen Achse der Miniaturoptikbauteile erfolgt, dadurch gelöst, daß die Befestigung der Miniaturoptikteile in den zylindrischen Fassungsringen durch Kleben erfolgt und daß der in den freien Durchmesser der Miniaturoptikteile hineinragende Steg mit der Ringschneide nach erfolgter Zentrierung von den Fassungsringen abgetrennt wird. Die Trennstelle befindet sich dabei vorzugsweise am Umfang des Fassungsringes und dort genau am Übergang der zylindrischen Mantelfläche der Miniaturoptikteile in deren Schutzfase bzw. optisch wirksamen Fläche. Mit diesem Verfahren ist es möglich, runde Miniaturoptikteile mit sehr geringen Durchmessern, unter Reduzierung manueller Fertigungsschritte einzeln mit hoher Zentriergenauigkeit zu fassen, wobei auch zwischen den einzelnen optischen Gliedern sehr geringe Abstände realisierbar sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Bei dem Verfahren zur Fassung von runden Miniaturoptikteilen für miniaturisierte optische Systeme hoher Präzision werden die Miniaturoptikteile zunächst in zylindrische, mit jeweils einem Steg mit einer Ringschneide versehene Fassungsringe eingefaßt und festgeklebt. Der Steg des Fassungsringes kann dabei massiv ausgeführt werden und in den freien Durchmesser des Optikteils hineinragen, wodurch vorteilhaft eine sichere Auflage der Linse o.a. optischer Bauteile gewährleistet ist. Nach dem Aushärten des Optikklebers wird das gefaßte Miniaturoptikbauteil in bekannter Art und Weise optisch mittels Reflexbildgerät zentriert.

Nachdem die optische Achse des Miniaturoptikteils zu der des Reflexbildgerätes ausgerichtet wurde, erfolgt die spanende Bearbeitung des mit Übermaßen versehenen Fassungsringes am Außendurchmesser und an den Stirnflächen, so daß mechanische und optische Achse des gefaßten Miniaturoptikteils wieder zur Deckung kommen. In einem abschließenden Arbeitsgang wird der die Funktionsfähigkeit des optischen Systems beeinträchtigenden Steg mit der Ringschneide beseitigt. Dazu wird der Teil des Fassungsringes, der mit dem Steg in Verbindung steht, genau am Übergang der zylindrischen Mantelfläche in die Schutzfase bzw. bei fehlender Schutzfase am Übergang in die optische wirksame Fläche des Miniaturoptikteils abgetrennt.

Das auf diese Weise gefaßte optische Bauteil weist geringste Abweichungen hinsichtlich der Zentriergenauigkeit und einen minimalen Außendurchmesser auf. Beim Einbau in Füllfassungen sind minimale Baulängen des gesamten optischen Systems realisierbar, da die Breite des Fassungsringes etwa der maximalen Dicke des Optikteils entspricht und minimale Abstände zwischen den Einzelgliedern des Systems möglich sind. Die Anwendung des Verfahrens bringt insbesondere bei der Fassung von Miniaturoptikteilen mit konkav gekrümmten Flächen Vorteile. Der Steg des Fassungsringes kann sehr massiv ausgeführt werden, während der Außendurchmesser des Optikteils nur um die Breite der Schutzfase größer sein muß als der freie Durchmesser, so daß auch in diesem Fall minimalste Baugrößen realisierbar sind. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Miniaturoptikteile an sich mit relativ großen Toleranzen und folglich geringem Aufwand gefertigt werden können, da während des Fassens der Optikteile eine genaue Zentrierung erfolgt. Mit dem Verfahren wird die Herstellung miniaturisierter optischer Systeme extrem geringer Baugröße unter Beibehaltung der optischen Leistungsfähigkeit und mit ökonomisch vertretbarem Fertigungsaufwand möglich.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Fassung von runden Miniaturoptikteilen für miniaturisierte optische Systeme hoher Präzision, bei dem die Miniaturoptikteile in zylindrischen, mit jeweils einem Steg mit einer Ringschneide versehenen Fassungsringen befestigt werden, anschließend die Miniaturoptikteile mittels Reflexbild optisch zentriert werden und bei dem eine spanende Bearbeitung der Fassungsringe auf ihr Sollmaß am Außendurchmesser bei gleichzeitiger Ausrichtung der mechanischen Achse der Fassungsringe zur optischen Achse der Miniaturoptikteile erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß die Befestigung der Miniaturoptikteile in den zylindrischen Fassungsringen durch Kleben erfolgt und daß der in den freien Durchmesser der Miniaturoptikteile hineinragenden Steg mit einer Ringschneide nach erfolgter Zentrierung von den Fassungsringen abgetrennt wird.
2. 2. Verfahren zur Fassung von runden Miniaturoptikteilen nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß das Abtrennen des Stegs mit der Ringschneide am Umfang der Fassungsringe und dort genau am Übergang der zylindrischen Mantelfläche in die Schutzfase bzw. die optisch wirksame Fläche der Miniaturoptikbauelemente erfolgt.