DD273700A1

DD273700A1 - VERSION FOR OPTICAL ELEMENTS

Info

Publication number: DD273700A1
Application number: DD31748988A
Authority: DD
Inventors: Karl-Friedrich Tlach; Fritz Kunze; Rainer Bleyer; Volker Eberhardt
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1989-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fassung fuer optische Elemente mittels aushaertbarem Klebstoff zwischen Fassungsinnenflaechen des optischen Elementes und ist insbesondere fuer Hochleistungsobjektive vorteilhaft. Mindestens an einer Kontaktzone des Klebstoffes wird ein Trennmittel angebracht, wodurch der Stoffschluss vermieden wird. Das optische Element wird definiert und spannungsfrei in der Fassung gehalten. FigurThe invention relates to a socket for optical elements by aushaertbarem adhesive between Fassungsinnenflaechen the optical element and is particularly advantageous for high-performance lenses. At least at one contact zone of the adhesive, a release agent is attached, whereby the material bond is avoided. The optical element is defined and held tension-free in the socket. figure

Description

Characteristic of the known state of the art

Die Lagerung von optischen Elementen, Linsen u. ä. in Fassungen ist auf verschiedene Art bekannt. Die klassischen Halterungen mittels mechanischer Kiemmitte! wie Verschraubungen, eingelegter Distanzringe, in die Fassung eingearbeitete Absätze, Ringschneiden usw. haben den Nachteil, daß empfindliche Linsen Verspannung erleiden, bzw. eine eindeutige, langzeitstabile Zentrierung na-.h Halterung nicht möglich ist {z.B. US 4586787).The storage of optical elements, lenses u. in versions is known in various ways. The classic holders by means of mechanical Kiemmitte! like screwing, inserted spacers, incorporated in the socket heels, ring cutting, etc. have the disadvantage that sensitive lenses suffer stress, or a clear, long-term stable centering na-h. Holder is not possible {z. US 4586787).

Des weiteren sind Klebeverbindungen bekannt (DE-3602723, DD 207047, JP 59-97106, JP 59-87305 u. a.). So wird u. a. durch aushärtbare elastische Kleber eine kraft-, form- und stoffschlüssige Verbindung zwischen Fassung und optischem Element erzielt. Für Hochleistungsoptik wirken allerdings die durch den Stoffschluß bei Umweltschwankungen auftretenden Spannungen im optischen Element negativ auf die c rhen Parameter. Außerdem sind derartige Verbindungen schlecht oder gar nicht demontierbar.Furthermore, adhesive bonds are known (DE-3602723, DD 207047, JP 59-97106, JP 59-87305 and others). So u. a. achieved by curable elastic adhesive a positive, positive and cohesive connection between the socket and the optical element. For high-performance optics, however, the stresses occurring in the optical element due to the material bond in the event of environmental fluctuations have a negative effect on the c parameter. In addition, such compounds are poor or impossible to disassemble.

Durch Einbringen elastischer Mittel, wie Gummiiinge, Stäbe usw. in den Raum zwischen Fassung und optischem Element wird zwar eine lösbare relativ spannungsfreie Halterung erreicht, aber mit dem entscheidenden Nachteil, daß eine eindeutige Halterung und Zentrierung mit hoher Genauigkeit nicht erzielbar ist, so daß derartige Mittel für Hochleistungsobjektive ebenfalls nicht geeignet sind (DE 3521640, DE 1113101, OE 2922287, JP 59-26686, JP 59-23001, FR 2428852 u. a.). Durch Kombination der genannten Fassungsart läßt sich untor Umstjn len zwar die Lagegenauigkeit der optischen Elemente im Moment des Fügens erhöhen, allerdings lassen sich Verspannungen im Betrieb nicht beseitigen. Die Gefahr der ungünstigen Addition von Spannungen ist im Gegenteil groß.By introducing elastic means, such as rubber rings, rods, etc. in the space between the socket and the optical element while a releasably relatively stress-free support is achieved, but with the decisive disadvantage that a clear support and centering with high accuracy is not achievable, so that such Agents for high-performance lenses are also not suitable (DE 3521640, DE 1113101, OE 2922287, JP 59-26686, JP 59-23001, FR 2428852, etc.). By combining the mentioned type of frame, although the positional accuracy of the optical elements at the moment of joining can be increased, it is not possible to eliminate distortions during operation. On the contrary, the risk of unfavorable addition of voltages is great.

Als Nachteil bei den angegebenen Anordnungen und Methoden ist der Umstand vorhanden, daß für hochwertige optische Bauteile die angegebenen Lösungen in vielen Fällen keine guten Ergebnisse hinsichtlich geringster Materialspannung und geometrischer Formtreue der optischen Flächen realisierbar machen, sondern nur für mittlere Anforderungen ausreichend sind.A disadvantage of the specified arrangements and methods is the fact that for high-quality optical components, the solutions indicated in many cases do not make good results in terms of lowest material stress and geometrical shape of the optical surfaces feasible, but are sufficient only for average requirements.

Als weiterer Nachteil ist die Gefahr einer instabilen Langieitwirkung vorhanden, d. h. es kann zu einer nachträglichen Verschlechterung der Abbildung kommen bei Erhöhung der Deformation bzw. innerer Spannungen der Linse.Another disadvantage is the risk of unstable Langieitwirkung available, d. H. it can lead to a subsequent deterioration of the image with increase of the deformation or internal tensions of the lens.

Des weiteren sind Hochleistungsobjektive bekannt, die zusätzlich zu den beschriebenen Halterungen Mittel besitzen, mit denen der Luftdruck zwischen einzelnen optischen Elementen gezielt beeinflußt werden kann, zum Teil auch unter Verwendung besonderer Gasgemische.Furthermore, high-performance lenses are known which, in addition to the holders described have means with which the air pressure between individual optical elements can be influenced in a targeted manner, partly also using special gas mixtures.

(DD 210074, DE 3443856 u.a.)(DD 210074, DE 3443856 and others)

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist dieThe aim of the invention is the

- Erhöhung der Qualität der optischen Baugruppen und Systeme- Increasing the quality of optical assemblies and systems

- Verbesserung der Reproduzierbarkeit der technologischen Prozesse- Improving the reproducibility of technological processes

- Verbesserung der Servicebedingungen- Improvement of service conditions

- Verbesserung der Baugruppen und damit der Flexibilität Fügeanordnung.- Improvement of the assemblies and thus the flexibility of joining arrangement.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fassung für optische Elemente zu entwickeln, die den Anforderungen an Hochleistungsobjektive entspricht und eine eindeutige, sichere Lagefixierung der optischen Elemente in der Fassung garantiert und jegliche Verspannungen im optischen Element sowie zwischen Fassungen und optischem Element vermeidet. Derartig aufgebaute Systeme sollen weiterhin leicht montierbar und demontierbar sein.The invention has for its object to develop a socket for optical elements that meets the requirements of high-performance lenses and guarantees a clear, secure positional fixation of the optical elements in the socket and avoids any tension in the optical element and between sockets and optical element. Such constructed systems should continue to be easy to assemble and disassemble.

Diese Aufgabe löst eine Fassung für optische Elemente mittels aushartbarem Klebstoff zwischen Fassungsinnenflächen und Randflächen von optischen Elementen erfindungsgemäß dadurch, daß mindestens an einer der Flächen ein Trennmittel aufgebracht ist zwecks Verhinderung eines Stoffschlusses zwischen Klebstoff und Flächen.This object is achieved by a socket for optical elements by means of aushartbarem adhesive between the inner surfaces of the socket and edge surfaces of optical elements according to the invention characterized in that at least on one of the surfaces of a release agent is applied for the purpose of preventing a material bond between the adhesive and surfaces.

Durch eine derartige aushärtende Klebeverbindung wird der Stoffschluß vermieden, mindestens an einer Kontaktstelle. Die herkömmlichen Klebeverbindungen nutzen die auf intermodularen Anziehungskräften beruhende Adhäsion. Diese Anziehungskräfte führen aber bei auch geringfügigen Umweltschwankungen zu Spannungen im optischen Element und/oder Fassung und beeinflussen die optischen Parameter eines Hochleistungsobjektivs negativ durch Geometrieänderung der optischen Flächen. Durch das erfindungsgemäße Aufbringen eines Trennmittels wird die Ausbildung von intermolekularen Anziehungskräften zwischen Klebstoff und den Interessierenden Flächen verhindert, so daß das optische Element spannungsfrei und definiert gehalten wird.By such a curing adhesive bond of the material closure is avoided, at least at one contact point. The conventional adhesive bonds utilize adhesion based on intermodular attractions. However, these forces of attraction lead to stresses in the optical element and / or socket even with minor environmental fluctuations and adversely affect the optical parameters of a high-power lens by changing the geometry of the optical surfaces. The inventive application of a release agent prevents the formation of intermolecular attractive forces between the adhesive and the surfaces of interest, so that the optical element is kept tension-free and defined.

Schwankungen in den Umgebungsparametern werden kompensiert und reproduzierbare Verhältnisse an den erfindungsgemäßen Kontaktzonen während bzw. nach solchen Belastungen gewährleistet.Fluctuations in the environmental parameters are compensated and reproducible conditions are ensured at the contact zones according to the invention during or after such loads.

Derartige erfindungsgemäße Fassungen sind mit verschiedenen anderen bekannten Halterungsarten, wie sie im Stand der Technik beschrieben wurden, kombinierbar. Die Art des Trennmittels ist abhängig vom gewählten Klebstoff und vom Material des optischen Elementes und der Fassung.Such versions according to the invention can be combined with various other known types of holding, as described in the prior art. The type of release agent is dependent on the selected adhesive and the material of the optical element and the socket.

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a drawing.

Fig. 1: zeigt das Schnittbild eines Hochleistungsobjektives unter Verwendung der ErfindungFig. 1: shows the sectional view of a high power lens using the invention

In einer Geräteaufnahme 1 ist eine Basishalterung 2 positioniert, in der eine optisch transparente Glasplatte 3 fest montiert ist. Eine dichte Fügeverbindung wird über einen Ring 4 erreicht, der in Verbindung mit nicht dargestelltem Folienring bzw. Klebstoff die Lagesicherung der Glasplatte 3 realisiert. In der Sasishalterung 2 befindet sich weiterhin eine gestellfest angebrachte Unterdruckleitung 5, an die ein flexibler Zuleitungsschlauch 6 befestigt ist, der mit einer nicht dargestellten Unterdruckansaugung verbunden ist. Durch eine Bohrung 7 kann der angelegte Unterdruck oberhalb der Basishalterung 2 wirksam werden. Die Basishalterung 2 ist in einer Fassung 8 eingeschraubt und wird mit einem Dichtring 9 gesichert. An der Fassung 8 befindet sich ein Befestigungsgewinde 10 zur Montage in das Finalgerät. In die Fassung 8 ist eine optische Baugruppe 11 eingebracht. Die optische Baugruppe 11 wird auf einer Ringkante 12 der Fassung 8 lageorientiert und mit optischen Justiergeräten 13 bzw. 14 bzgl. ihrer Relativlage zu einer Bezugsachse 15 auf der Ringkante 12 justiert. In einer ringförmigen Ausnehmung 16 befindet sich ein flexibler, leicht kompressibler Dichtring 17, der so bemessen ist, daß er die optische Baugruppe 11 an der optischen Fläche 18 tangiert und einen Formschluß zur Fassung 8 gleichzeitig herstellt. Bei Anlegen eines Unterdruckes durch den Zuleitungsschlauch 6 wird der Dichtring 17 gegen die optische Fläche 18 bzw. dis Ausnehmung 16 der Fassung 8 gedrückt und ergibt oine entsprechende Abdichtung, so daß mit relativ geringem Unterdruck eine ausreichende Flächenpressung erreicht wird. In der Fassung 8 befindet sich weiterhin eine zusätzliche Ausnehmung 19, in der 6in ebenfalls kompressibler Dichtfing 20 eingebracht ist, der so bemessen ist, daß er die Berandung 21 der optischen Baugruppe 11 tangiert ohne unzulässige radiale Belastung auf die optische Baugruppe 11 auszuüben. Auf eine ringförmige Kontaktzone 22 des optischen Bauelementes 11 ist ein Trennmittel 23 aufgebracht worden, welches bis zur Kontaktierung durch den Dichtring 20 bzw. zur mechanischen Begrenzung 24 einer aufschraubbaren Begrenzungsblendenkappe 25 reicht. Auf das Trennmittel 23 ist ein Klebstoff 26 aufgebracht worden, der mit der Fassung an der Kontaktzone 27 eine kraft-, form- und stoffschlüssige Verbinde ng eingeht und an der Kontaktzone zum Trennmittel 23 nur eine kraft- und formschlüssige Verbindung herstellt. Über eine Zuleitung 28 wird ein leichter Überdrück eingebracht, der den Dichtring in geringem Maße gegen die Ausnehmung 19 bzw. dieBerandung 17 der optischen Baugruppe 11 drückt, so daß kein Klebstoff in den Spalt 29 zwischen optischer Baugruppe 11 und Fassung 8 gelangen kann. Je nach Art des Klebstoffes wird die Fassung nun den Bedingungen ausgesetzt, unter denen eine Aushärtung erfolgt, d. h. z. B. UV-Strahlung, Erwärmung usw.In a device holder 1, a base holder 2 is positioned, in which an optically transparent glass plate 3 is fixedly mounted. A tight joint connection is achieved via a ring 4, which realizes the position securing the glass plate 3 in conjunction with not shown film ring or adhesive. In the Sasishalterung 2 is still a frame fixedly mounted vacuum line 5, to which a flexible supply hose 6 is fixed, which is connected to a vacuum suction, not shown. Through a hole 7, the applied negative pressure above the base holder 2 can be effective. The base holder 2 is screwed in a socket 8 and is secured by a sealing ring 9. On the version 8 is a mounting thread 10 for mounting in the final device. In the version 8, an optical assembly 11 is introduced. The optical assembly 11 is positionally oriented on an annular edge 12 of the holder 8 and adjusted with optical adjusting devices 13 and 14 with respect to their relative position to a reference axis 15 on the annular edge 12. In an annular recess 16 is a flexible, slightly compressible sealing ring 17 which is dimensioned so that it touches the optical assembly 11 on the optical surface 18 and produces a positive engagement with the socket 8 at the same time. Upon application of a negative pressure through the supply hose 6, the sealing ring 17 is pressed against the optical surface 18 and dis recess 16 of the socket 8 and results oine appropriate seal, so that a sufficient surface pressure is achieved with relatively low negative pressure. In the version 8 is still an additional recess 19, in the 6in also compressible sealing ring 20 is introduced, which is so dimensioned that it touches the boundary 21 of the optical assembly 11 without undue radial load on the optical assembly 11 exercise. On a ring-shaped contact zone 22 of the optical component 11, a release agent 23 has been applied, which extends to contacting by the sealing ring 20 and the mechanical limit 24 of a screw-limiting cap 25. On the release agent 23, an adhesive 26 has been applied, which enters into a positive, positive and cohesive Verbindi ng with the socket on the contact zone 27 and produces only a non-positive and positive connection to the contact zone to the release agent 23. Via a supply line 28, a slight overpressure is introduced, which presses the sealing ring to a slight extent against the recess 19 and the edge 17 of the optical assembly 11, so that no adhesive can enter the gap 29 between the optical assembly 11 and socket 8. Depending on the type of adhesive, the socket is now exposed to the conditions under which curing takes place, ie. H. z. B. UV radiation, heating, etc.

Nach erfolgter Aushärtung und Funktionsprüfung sind die Montagehilfsmittel zu entfernen, z. B. Luftleistungen 28,5,6, sowie gegebenenfalls die Ringschneide 24, sofsrn sie nicht als weiteres Halterungsmittel in die Fassungsfunktion einbezogen werden.After curing and functional testing, the assembly aids must be removed, eg. B. air power 28,5,6, and optionally the annular cutting edge 24, if they are not included as a further support means in the socket function.

Das o.irgestellte Ausführungsbeispiel beschreibt nur eine der äußerst vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten unter Verwendung der Erfindung.The o.irichtete embodiment describes only one of the extremely diverse design options using the invention.

Das Trennmittel selbst ist nicht Gegenstand der Erfindung.The release agent itself is not the subject of the invention.

So sind unter anderem Trennmittel in Form von fluiden teilweise oder völlig ihren fluiden Zustand verändernden Stoffen. z.B. Silikontrennmittel, Fette, Lackverbindungen oder Trennmittel in Form von plastischen Überzügen, die in Puider oder fester Form aufgebracht werden vorteilhaft.Thus, among other things, release agents in the form of fluid partially or completely changing their fluid state substances. e.g. Silicone release agents, greases, paint compounds or release agents in the form of plastic coatings, which are applied in Puider or solid form advantageous.

Ebenso denkbar sind Trennmittel in Form einer galvanischen Beschichtung, wobei mechanische Ringschneidenelemente die Kontaktzonen fixieren und diese nach der Beschichtung wieder entfernt werden. Besonders günstig ist es, wenn notwendige an sich bekennte reflexmindernde Beläge auf den Linsenflächen se konzipiert und realisiert sind, daß diese Beläge Trennmitteleigenschaften hinsichtlich der eingesetzten Klebstoffe besitzen, bzw. das Trennmittel derart ausgebildet ist, daß es Substanzen zusätzlich enthält, die reflektierende oder absorbierende Eigenschaften hinsichtlich elektromagnetischer Strahlung (Liehe) haben.Also conceivable are release agents in the form of a galvanic coating, wherein mechanical ring cutting elements fix the contact zones and these are removed again after the coating. It is particularly advantageous if necessary self-confining anti-reflection coatings are designed and realized on the lens surfaces that these coatings have release agent properties with respect to the adhesives used, or the release agent is formed such that it additionally contains substances that have reflective or absorbing properties with regard to electromagnetic radiation (Liehe).

Claims

Socket for optical elements by means of curable adhesive between the inner surfaces of the socket and edge surfaces of optical elements, characterized in that a release agent is applied at least on one of the surfaces in order to prevent a material bond between the adhesive and surfaces.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention finds application in the manufacture of optical systems and assemblies in precision optical instrumentation, in the precision mechanical-optical industry, in camera construction, in space travel and in geodesy.