DE102018103856B3 - Unit for mounting two lens frames according to the stacking principle and optical system with such a unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einheit zur Montage zweier Linsenfassungen (3) nach dem Stapelfassungsprinzip und ein optisches System mit einer solchen Einheit. Die Einheit besteht aus einem Innenring (1), an dem innere Anlageflächen (1.1) ausgebildet sind, und einem Außenring (2), an dem äußere Anlageflächen (2.1) ausgebildet sind, und ersetzt bei koaxialer Anordnung des Außenrings (2) zum Innenring (1) zwischen zwei benachbart angeordneten Linsenfassungen (3) einen herkömmlichen Distanzring.The invention relates to a unit for mounting two lens frames (3) according to the stacking principle and an optical system with such a unit. The unit consists of an inner ring (1) on which inner bearing surfaces (1.1) are formed, and an outer ring (2) on which outer abutment surfaces (2.1) are formed, and replaced in coaxial arrangement of the outer ring (2) to the inner ring ( 1) between two adjacent lens frames (3) a conventional spacer ring.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einheit zur Montage zweier Linsenfassungen nach dem Stapelfassungsprinzip, wie sie gattungsgemäß als Distanzring aus der Dissertation von Mario Sondermann, „Mechanische Verbindungen zum Aufbau optischer Hochleistungssysteme“ Universitätsverlag Ilmenau 2011, bekannt ist.The invention relates to a unit for mounting two lens frames according to the stacking principle, as it is known generically as a spacer ring from the dissertation of Mario Sondermann, "Mechanical connections to the construction of optical high performance systems" University Ilmenau 2011.
Unter einer Linsenfassung, in der o. g. Publikation als Fassglied bezeichnet, wird im Sinne der nachfolgenden Beschreibung eine Fassung und ein in der Fassung unmittelbar gefasstes optisches Element verstanden. Bei dem optischen Element handelt sich um ein rotationssymmetrisches optisches Element, wie eine Einzellinse oder eine Kittgruppe von Linsen. Bei der Fassung kann es sich um eine justierbare oder auch nicht justierbare Fassung handeln.Under a lens frame in which o. G. Publication referred to as a barrel member, in the sense of the following description, a version and understood in the version immediately taken optical element. The optical element is a rotationally symmetric optical element such as a single lens or a cemented group of lenses. The version can be an adjustable or not adjustable version.
Zur Herstellung von optischen Systemen wie Objektiven werden die Linsenfassungen bekanntermaßen nach dem Füllfassungsprinzip oder dem Stapelfassungsprinzip montiert, was beides ein mittelbares Fassen der optischen Elemente darstellt.For the production of optical systems such as lenses, the lens frames are known to be mounted on the Füllfassungsprinzip or stacking principle, both of which represents an indirect grasping the optical elements.
Die Lage der optischen Elemente zueinander ist durch eine laterale (radiale) Lagezuordnung (Zentrierung) der optischen Achsen der optischen Elemente zueinander oder zu einer gegebenen Achse eines optischen Systems und eine axiale Lagezuordnung (Luftabstand) der optischen Elemente zueinander bestimmt. Sie ist auch durch eine Drehlage der optischen Elemente bestimmt, die aber im Rahmen dieser Beschreibung außer Betracht bleiben kann.The position of the optical elements relative to one another is determined by a lateral (radial) positional assignment (centering) of the optical axes of the optical elements to each other or to a given axis of an optical system and an axial positional assignment (air gap) of the optical elements to one another. It is also determined by a rotational position of the optical elements, which, however, can be disregarded in the context of this description.
Für beide genannte Fassungstypen ist es üblich, Distanzringe zur Einstellung der axialen Lagezuordnung zu verwenden, die sich jedoch konstruktiv unterscheiden.For both mentioned socket types, it is customary to use spacers for adjusting the axial position assignment, which, however, differ structurally.
Ein optisches System nach dem Füllfassungsprinzip zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Linsenfassungen nacheinander in einen Füllzylinder gefüllt und axial mit einem Verschluss gesichert werden. Durch diesen Aufbau gibt der Füllzylinder in einem durch das Fügespiel begrenzten Rahmen die radiale Lage der Linsenfassungen vor. Eine axiale Lagezuordnung ist unmittelbar durch die Linsenfassungen selbst, geeignete Anlageflächen im Füllzylinder oder Distanzringe gegeben. Die Distanzringe werden gegebenenfalls wie die Linsenfassungen in den Füllzylinder gefüllt. Optische Systeme, die nach dem Füllfassungsprinzip aufgebaut sind, stoßen sowohl hinsichtlich der erreichbaren Genauigkeiten der radialen Lagezuordnung als auch hinsichtlich ihrer Spannungsarmut an ihre Grenzen. Die Ursachen hierfür liegen im notwendigen Fügespiel zum Befüllen des Füllzylinders und in dem Verklemmen zur Lagesicherung der Linsenfassungen. Ein Vorteil liegt insbesondere im einfachen Aufbau.An optical system according to the filling detection principle is characterized in that the individual lens frames are successively filled in a filling cylinder and secured axially with a closure. By this construction, the filling cylinder in a limited by the joining game frame, the radial position of the lens frames before. An axial position assignment is given directly by the lens frames themselves, suitable contact surfaces in the filling cylinder or spacers. The spacer rings are optionally filled as the lens frames in the filling cylinder. Optical systems, which are constructed according to the filling detection principle, reach their limits both in terms of the achievable accuracies of the radial position assignment as well as in terms of their tension. The reasons for this lie in the necessary joining play for filling the filling cylinder and in the jamming to secure the position of the lens frames. An advantage lies in particular in the simple structure.
Ein optisches System nach dem Stapelfassungsprinzip zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Linsenfassungen ohne eine mechanisch begrenzende radiale Lagezuordnung montiert werden. Der mechanische Kontakt zwischen zwei benachbart angeordneten Linsenfassungen erfolgt ausschließlich über axiale Fügeflächen der Linsenfassungen. Durch Wegfall des Füllzylinders verbleiben in einer lateralen Ebene orthogonal zur optischen Achse des Systems zwei translatorische Freiheitsgrade. Diese Freiheitsgrade werden bei der Systemmontage zur Justierung der radialen Lagezuordnung genutzt, um einen Zentrierfehler durch lateralen Versatz zu minimieren. Ein Zentrierfehler durch Kippung wird durch die axialen Anlageflächen der Linsenfassungen und gegebenenfalls der Distanzringe bestimmt. Neben der Kipplage bestimmen die axialen Anlageflächen die Luftabstände benachbarter optischer Elemente zueinander. Insbesondere bei hohen Ansprüchen an die Genauigkeit der Luftabstände ist die Verwendung von Distanzringen üblich, die durch Justierdrehen mit einer Toleranz von 1 µm Dicke hergestellt werden können. Die Systemmontage erfolgt üblicherweise, indem schrittweise nacheinander benachbarte Linsenfassungen unmittelbar oder mittelbar über einen Distanzring miteinander verbunden werden.An optical system according to the stacking principle is characterized in that the individual lens frames are mounted without a mechanically limiting radial position assignment. The mechanical contact between two adjacent lens frames takes place exclusively via axial joining surfaces of the lens frames. By eliminating the filling cylinder remain in a lateral plane orthogonal to the optical axis of the system two translational degrees of freedom. These degrees of freedom are used in the system assembly for adjusting the radial position assignment in order to minimize a centering error due to lateral offset. A centering error due to tilting is determined by the axial contact surfaces of the lens holders and, if necessary, the spacer rings. In addition to the tilting position, the axial contact surfaces determine the air spacings of adjacent optical elements to each other. Especially with high demands on the accuracy of the air gaps, the use of spacers is common, which can be made by adjustment turning with a tolerance of 1 micron thickness. The system assembly is usually carried out by successively adjacent lens frames are connected directly or indirectly via a spacer ring.
Ein für eine Stapelmontage geeigneter Distanzring muss zwingend Durchbrüche aufweisen, um die jeweils beidseitig angrenzend montierten Linsenfassungen mittelbar über Verbindungselemente, z. B. Schrauben, miteinander verbinden zu können. In
Stellt sich bei der späteren Montage heraus, dass man eine andere Distanz zwischen den benachbarten Linsenfassungen einstellen will, als diese durch den Distanzring vorgegeben ist, kann der vorgefertigte Distanzring nicht verwendet werden und es muss ein anderer verwendet werden. Während der Justage eines Objektives kann es im Rahmen eines konvergierenden Prozesses zu mehreren Iterationen und daher mehrfachem Tausch einzelner Ringe kommen. Es kann daher sein, dass eine Vielzahl von Distanzringen hergestellt werden, von denen nur ein kleiner Teil letztendlich in ein optisches System eingebaut wird.If during the later assembly it is found that you want to set a different distance between the neighboring lens frames than specified by the spacer ring, the prefabricated spacer ring can not be used and another one must be used. During the adjustment of an objective, it can come in the context of a converging process to multiple iterations and therefore repeated exchange of individual rings. It may therefore be that a multitude of Spacers are produced, of which only a small part is ultimately installed in an optical system.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfach und billig herstellbare Einheit zur Montage zweier Linsenfassungen nach dem Stapelfassungsprinzip zu finden, die die Funktion eines Distanzrings erfüllt.It is the object of the invention to find a simple and inexpensive manufacturable unit for mounting two lens frames according to the stacking principle, which fulfills the function of a spacer ring.
Diese Aufgabe wird für eine Einheit zur Montage zweier Linsenfassungen nach dem Stapelfassungsprinzip mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved for a unit for mounting two lens frames according to the stacking principle with the features of
Vorteilhafte Ausführungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.Advantageous embodiments are given in the
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierzu zeigen:
-
1 ein optisches System mit zwei Linsenfassungen, verbunden mit einer Einheit zur Montage der beiden Linsenfassungen in Form eines Distanzrings gemäß dem Stand der Technik, -
2 eine bevorzugte Ausführung einer Einheit zur Montage zweier Linsenfassungen in Form eines Distanzrings gemäß dem Stand der Technik, -
3 eine erfindungsgemäße Einheit zur Montage zweier Linsenfassungen und -
4 ein optisches System mit einer erfindungsgemäßen Einheit.
-
1 an optical system with two lens frames, connected to a unit for mounting the two lens frames in the form of a spacer ring according to the prior art, -
2 a preferred embodiment of a unit for mounting two lens frames in the form of a spacer ring according to the prior art, -
3 a unit according to the invention for mounting two lens frames and -
4 an optical system with a unit according to the invention.
Eine erfindungsgemäße Einheit, gezeigt in
Der Innenring
Zur Herstellung der ersten bzw. zweiten Anlageflächen
Eine erfindungsgemäße Einheit lässt sich vergleichsweise mit weniger Aufwand und daher billiger herstellen, schon deshalb weil die Bearbeitungsschritte zur Herstellung von Durchgangslöchern entfallen. Darüber hinaus ist sie vergleichsweise leichter und dünner ausführbar, womit sie geeignet ist, vergleichsweise geringere Luftabstände zwischen zwei benachbarten Linsenfassungen
Die Erfindung betrifft auch ein optisches System mit wenigstens zwei über Verbindungselemente
Anstelle eines herkömmlichen Distanzringes ist eine erfindungsgemäße Einheit so zwischen den beiden Linsenfassungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Innenringinner ring
- 1.01.0
- InnenringachseInner ring axis
- 1.11.1
-
erste Anlagefläche (am Innenring
1 )first contact surface (on the inner ring1 ) - 1.21.2
-
Setzfläche am Bund
1.3 des Innenrings 1Setting area on the waistband1.3 of theinner ring 1 - 1.31.3
-
Bund am Innenring 1Collar on
inner ring 1 - 22
- Außenringouter ring
- 2.02.0
- AußenringachseOuter ring axis
- 2.12.1
-
zweite Anlagefläche (am Außenring
2 )second contact surface (on the outer ring2 ) - 2.22.2
-
Setzfläche am Bund
2.3 des Außenrings 2Setting area on the waistband2.3 of theouter ring 2 - 2.32.3
-
Bund am Außenring
2 Collar on theouter ring 2 - 33
- Linsenfassunglens mount
- 3.03.0
- Fassungsachsesocket axis
- 3.13.1
-
Stirnseite (der Linsenfassung
3 )Front side (of the lens frame3 ) - 3.1.13.1.1
-
innere Anlagefläche (der Linsenfassung
3 )inner contact surface (the lens mount3 ) - 3.1.23.1.2
-
äußere Anlagefläche (der Linsenfassung
3 )outer contact surface (the lens mount3 ) - 3.1.2.13.1.2.1
-
erste innere Umfangsfläche (an die äußere Anlagefläche
3.1.2 grenzend)first inner peripheral surface (to the outer abutment surface3.1.2 bordering) - 3.1.2.23.1.2.2
-
zweite innere Umfangsfläche (an die innere Anlagefläche
3.1.1 grenzend)second inner peripheral surface (to the inner abutment surface3.1.1 bordering) - 3.1.33.1.3
- Ringnutring groove
- 3.1.43.1.4
- Verbindungselementconnecting member
- dR d R
- Ringdickering thickness
- dB d B
- BunddickeFlange thickness
- bF b f
-
Flächenbreite (der Anlageflächen
1.1 ,2.1 )Area width (of the contact surfaces1.1 .2.1 ) - bS b s
-
Setzflächenbreite (der Setzflächen
1.2 ,2.2 der Bünde1.3 ,2.3 )Setting surface width (the setting surfaces1.2 .2.2 the frets1.3 .2.3 )
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018103856.9A DE102018103856B3 (en) | 2018-02-21 | 2018-02-21 | Unit for mounting two lens frames according to the stacking principle and optical system with such a unit |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE102018103856B3 (en) |
-
2018
- 2018-02-21 DE DE102018103856.9A patent/DE102018103856B3/en active Active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
M. Sondermann "Mechanische Verbindungen zum Aufbau optischer Hochleistungssysteme" Universitätsverlag Ilmenau 2011, (Kap. 7) |
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
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