DE2415495A1

DE2415495A1 - Ausrichtvorrichtung fuer teillinsen

Info

Publication number: DE2415495A1
Application number: DE2415495A
Authority: DE
Inventors: Robert B Baeker
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1974-10-10
Also published as: US3873188A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr. - Ing. HANS RUSCKKE . _M . -

Dip!.-Ing. OLAF IX¹SP-KKE ^4 I D49 O

Dipl.-lng. HANS E. RUScHKE

1 BERLIN 33 Auguste-Viktoria-Straße 65

Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, U.S.A.

Ausrichtvorrichtung für Teillinsen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum axialen Ausrichten einer zusammengehörenden Gruppe von Linsen des

Fresnel-Typs.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Paar Linsen, die miteinander kompatibel sind, um ein spezielles optisches Resultat zu erbringen,wobei die optischen Achsen der Linsenelemente aufeinanderfalle'n.

Vor der vorliegenden Erfindung hat mqn die Achsen von Teillinsen aufeinander ausgerichtet, indem man ein Paar Linsen auf eine optische Bank setzte und sie von Hand miteinander ausrichtete«

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Diese Anordnung erforderte, daß man die Anordnung durch eine Linse betrachtete, um die Mittelpunkte zu vergrößern,- die optische Achse Jedes der Elemente zu bestimmen und sie Miteinander auszurichten, und dann die Presse bei ausgerichteten Linsen vorsichtig schloß, um die Linsen zum nachfolgenden Verkleben miteinander zu verspannen. Ein weiteres Verfahren zur Ausrichtung der Linsen erforderte, daß die Grate und Rillen, die die Teilfläche der Linse bildeten, so ausgebildet werden mußten, daß die Grate der einen Linse von den Rillen der anderen Linse erst auf der einen Seite der Spitzen der vom Mittelpunkt entfernt liegenden Grate und dann auf der anderen Seite dieser Spitzen aufgenommen wurden, so daß, indem man die Linsen miteinander in Berührung und Druck aufbrachte, die Linsen sich ausrichten wurden. Die Linsen konnten dann entlang ihrer Kanten verklebt werden.

Bei einer Linse wie der der vorliegenden Erfindung, wo die Grate und Rillen der einzelnen Linsenelemente nicht so ausgebildet sind, daß sie sich bei gegenseitiger Berührung selbsttätig ausrichten, läßt sich die Ausrichtung nur erreichen, indem man jede Linse von Fand auf eine optische Achse ausrichtet und die Einzellinsen darin miteinander verspannt.

Die vorliegende Erfindung gibt mechanische Mittel an, um die Linsen automatisch aufeinander optisch auszurichten. Die Linse der vorliegenden Erfindung ist aus einem Paar von Linsenelementen aufgebaut, nur der Gesamtlinse die geforderte Vergrößerung zu erteilen. Jedes der Elemente ist im wesentlichen blattförmig und auf einer Oberfläche mit konzentrischen Graten und Rillen versehen, die das durchtretende Licht brechen. Jedes Element des Paares hat auf einer Fläche an vier Punkten, die radial von der Achse auf Abstand liegen und einen Umfangsabstand von 9o aufweisen, eine im Querschnitt V-förmige Nut oder Rippe, die einer zugehörigen und mit ihr zusammenpassenden Rippe bzw. Nut auf der anderen Seite der Elemente gegenüberliegt. Die Ruten und Rippen haben den gleichen radialen Abstand von der Achse des Linsenelementes, wobei die Nuten in Radialrichtung eine größere Abmessung haben als die der Rippe. Vorzugsweise werden die V-Nuten und -Rippen in den Ecken der Linse vorgesehen, wenn diese quadratisch zugeschnitten wird, wie sie in dieser Anmeldung dargestellt ist und für Tages-

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lichtprojektoren (overhead projectors *) üblicherweise zur Anwendung kommt.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die "beigefügten Zeieh-

nungen im einzelnen beschrieben.

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Linse aus einem Paar Polymerisat-Linsenelementen;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Linse der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1J und

Fig. 4 ist eine perspektivische Teilansicht eines Linsenelementes, daß in einer Ecke vom anderen Linsenelement abgehoben ist.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Anordnung isum Zusammenbau eines Paares geformter oder gepreßter Linsenelemente in einer optisch und axial ausgerichteten Lage. Die Linse 3 besteht aus einem Paar dünner Linsenelemente 6 und 7* die jeweils auf eine Oberfläche eingeprägt eine Vielzahl konzentrischer ringförmiger Grate 8 tragen, wobei eine' Wand jedes Grats unter einem vorbestimmten Winkel angeordnet ist, um Licht in vorgeschriebener Weise zu brechen. Die Grate der Linsenelemente liegen einander gegenüber, wobei die jeweils gegenüberliegenden Flächen glatt sind. Die Linsenelemente haben rechteckige Gestalt, wobei um die Brechungsfläche jedes Elementes ein Rand 9 herumgelegt ist. An den Ecken sind diese Ränder breit, und die Ecken sind abgeschnitten, wie es die Fig. 1 zeigt.

Auf der Oberfläche des Linsenelementes mit den'lichtbrechenden Graten befinden sich an vier Stellen, die radial von der Achse auf Abstand liegen und um die Achse herum in Timfangsrichtung einen Winkelabstand von 9o° haben, jeweils eine V-förmige Nut 12 oder eine entsprechende Rippe 13· Diese Nuten und Rippen sind so vorgesehen, daß sie ineinander eingreifen, wodurch eine axiale Ausrichtung der optischen Achsen der Linsenelemente stattfindet. Diese Nuten und Rippen werden während des Prägens der Linsen mit einem Präzisionsgesenk bzw. -stempel aufgebracht. Die Nut 12 auf einem der Linsenelemente hat eine größere radiale Abmessung aas die

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zugeordnete Sippe 13 auf dem anderen Linsenelement; die Nut 12 ist also immer größer als die Rippe 13> um diese aufzunehmen.

Die Linsenelemente 6 und 7 werden einzeln mittels eines Paares von Prägestempeln ausgebildet, die äußerst genau mit den konzentrischen Graten und Rillen versehen sind, die die lichtbrechenden Grate auf der Linse formen.

Es wird folglich eine geprägte Linse aus jeder der Prägegesenke mit einander zugewandten geprägten Flächen in Stellung gebracht„Die Linsenelemente 6 und 7 werden sodann auf gleiche Kantenlage ausgerichtet und die Rippen 13 werden in die entsprechenden Nuten 12 eingeführt. Beim Ineinanderfahren der Rippen und Nuten findet automatisch eine optische und achsiale Ausrichtung der Linsenelemente statt. Die Linsen werden sodann an der Kante entlang des Randes 9 dicht miteinander verbunden - bspw. durch ein Lösungsmittel für das Polymerisatmaterial, aus dem die Linsen bestehen, oder durch einen geeigneten Kleber. Es ist ebenfalls möglich, die Ränder zu verschmelzen. Nach dem Zusammenbau können die Linsenecken abgeschnitten werden.

Der Kantenverschluß dichtet den Raum zwischen den Linsenelernenten, der von den gegenüberliegenden konzentrischen licht brechenden Graten gebildet wird, dicht ab, so daß die optische Güte der Linse erhalten bleibt.

Die vier Ausrichtnuten 12 können auf einem und die Rippen auf dem anderen Linsenelement vorgesehen sein oder jeweils zwei Nutten und zwei Rippen auf jedem Element oder als irgendeine andere Kombination, so lange die Tiefe bzw. Höhe der Nuten bzw. Rippen eine genaue Ausrichtung der Linsen bei der gegenseitigen Berührung erlaubt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Linse aus einem Paar polymerer Teillinsen jeweils des Fresnel-Typs, die einander gegenüberliegen und an den Kanten miteinander dicht verbunden sind, wobei die Linsenelemente so ausgerichtet sind, daß die optischen Achsen der Brechungsringe zueinander, koaxial liegen, dadurch gekennzeichnet, daß jede des Paares von Linsenelementen (6 und 7) auf einer Fläche an vier Stellen in radialem Abstand von der Achse und auf Radien, die in ümfangsrichtung um 9o° gegeneinander versetzt sind, entweder eine V-Nut(i2) oder eine passende Rippe (13) gegenüber einer zugehörigen Nut oder Rippe auf dem anderen Linsenelement aufweist.
2. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brechenden Grate der Linsenelemente einander gegenüberliegen, die Linsenelemente-rechteckig sind, die Nuten und Rippen an den Ecken der Linsenelemente liegen und die Linsenelemente um ihren gesamten Umfang herum dicht abgeschlossen miteinander verbunden sind»

3· Verfahren zum Ausrichten der optischen Achsen eines Paares flacher Teillinsen, von denen jedes mit konzentrischen lichtbrechenden Graten ausgebildet ist, um ein Abdichten der Linsenelemente gegeneinander zu erlauben, dadurch gekennzeichne%, daß jedes der Linsenelemente an jeder von vier radial von der Achse des jeweiligen Linsenelementes auf Abstand und in Ümfangsrichtung auf Radien, die um 9o gegeneinander versetzt · sind, liegenden Stellen eine V-Nut (t2) oder passende Rippe C13) _f aufweist, wobei die Nut oder Rippe jeweils in bzw. auf eine Rippe bzw. Nut paßt, die entsprechend auf dem anderen Linsenelerneut vorgesehen ist, indem man die Linsenelemente mit gegenüberliegenden Nuten und Rippen gegenüberstellt, an

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allen, vier Stellen um den Linsenumfang herum die Rippen in die Hüten eingreifen läßt, und die Linsenelemente entlang der Kante abdichtend miteinander verbindet, so daß'die optischen Achsen der beiden Linsenelemente zueinander koaxial sind.

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