DE4113956C2

DE4113956C2 - Optisches System

Info

Publication number: DE4113956C2
Application number: DE19914113956
Authority: DE
Inventors: Peter Hanke; Engelbert Hofbauer; Rolf-Dietrich Grimminger
Original assignee: Optische Werke G Rodenstock
Current assignee: LINOS PHOTONICS GMBH & CO. KG, 37081 GOETTINGEN, DE
Priority date: 1991-04-29
Filing date: 1991-04-29
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2011-04-30
Also published as: DE4113956A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System mit mindestens einem optischen Element mit wenigstens zwei ebenen Seitenflächen und einer Fassung für das optische Element.

Ein derartiges optisches System ist aus der US-PS 48 57 130 bekannt. Bei diesem bekannten optischen System wird ein optisches Element, das wenigstens zwei ebene Sei tenflächen aufweist, mit einer Fassung für das optische Element verklebt. Hierzu weist die Fassung zwei Aus nehmungen in an die ebenen Seitenflächen des optischen Elements angrenzenden Bereichen auf. In diese Aus nehmungen ist jeweils ein Verbindungselement einge setzt, das mit dem optischen Element dadurch verklebt ist, daß der Klebstoff durch Öffnungen in einen Hohl raum zwischen dem Verbindungselement und dem optischen Element eingefüllt wird.

Bei derartigen optischen Systemen besteht allgemein das Problem, daß der Klebstoff nicht über die vorgesehene Kontaktfläche hinaus durch Kapillarwirkungen etc. gelangen darf.

Aus der US-PS 48 57 130 sind keine in der Praxis ver wendbaren Hinweise entnehmbar, wie das Unterwandern von Flächen, die für die Klebung nicht vorgesehen sind, verhindert werden kann.

Bei zu großer Klebstoff-Kontaktfläche ist aber die notwendige Temperaturdehnung aufgrund von thermischen Ausdehnungsdifferenzen zwischen Fassung und optischen Elementen nicht mehr gegeben, da die Scherung nicht mehr über die definierte Klebefuge aufgefangen werden kann.

Aus der DE 90 15 623 U1 ist eine Prismenhalterung bekannt, in die die Prismen eingeklebt sind. Der Klebstoff ist dabei in einer Senke des Halterungsteils in einer Menge vorgesehen, die das Volumen der Senke nicht ganz ausfüllt. Dadurch entsteht eine Rille um den Klebstoff herum.

In der DE 90 15 623 U1 wird nicht beschrieben, daß diese Rille um den Klebstoff herum an jeder Stelle gleich groß ist. Es ist insbesondere möglich, daß der Klebstoff an einer Stelle keinen Abstand zum weiteren Material hat. Dadurch ist es nicht möglich, daß die Prismen frei in diese Richtung scheren können. Insbesondere ist es auch möglich, daß der Klebstoff hierdurch unerwünscht zwischen die Prismenhalterung und das Prisma wandert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System mit wenigstens einem optischen Element mit wenigstens zwei ebenen Seitenflächen und einer Fassung derart weiterzubilden, daß der Klebstoff bei der Mon tage nicht über die Klebstoff-Kontaktfläche hinaus wandern kann, so daß sich eine definierte Klebefuge ergibt, die die thermischen Dehnungsdifferenzen zwi schen Fassung und optischen Elementen aufnehmen kann.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß weist das Verbindungselement, das in die Ausnehmung der Fassung eingesetzt wird, eine von einer Ausnehmung, die in Art einer Rille ausgebildet ist, umgebene Klebstoff-Kontaktfläche auf. Diese Rille verhindert, daß durch Kapillar-Wirkungen etc. der Klebstoff über die eigentliche Klebstoff-Kontaktfläche hinauswandern kann.

Damit ist es möglich, den Klebstoff nicht über Ein füllöffnungen, sondern vor dem Einsetzen des Verbin dungselements in definierter Menge auf diese in Trop fenform aufzubringen.

Nach dem Einsetzen des Verbindungselements in die Ausnehmung verteilt sich der Klebstoff in der vorgese henen Klebefuge mit einer gleichförmigen Dicke, die durch die Geometrie der Klebstoff-Kontaktfläche vorge geben ist. Die die Klebstoff-Kontaktfläche umgebende Ausnehmung bzw. Rille bleibt unbenetzt und ermöglicht damit eine ungehinderte Gleitbewegung der Fassung gegenüber dem optischen Element, durch die Dehnungs differenzen etc. aufgenommen werden können.

Dabei ist es erforderlich, daß außerhalb der Ausnehmung an dem Verbindungselement ein Vorsprung vorgesehen ist, der auf dem optischen Element aufsitzt und somit eine Gleitfläche bildet.

Als Klebstoff können im Prinzip beliebige Klebstoffe verwendet werden, die eine sichere Montage erlauben. Bevorzugt ist jedoch die Verwendung von Epoxy-Klebern (Anspruch 2).

Das erfindungsgemäße optische System kann die unter schiedlichsten optischen Elemente, wie beispielsweise Prismen etc. aufweisen. Für Streifenlinsen, d. h. für Linsen mit vier ebenen Seitenflächen und ähnliche Elemente ist es bevorzugt, wenn vier Verbindungs elemente vorgesehen sind, von denen jeweils eines an einer Längsseite der Seitenflächen der Streifenlinse angeordnet ist (Anspruch 3).

Gemäß Anspruch 4 ist es ferner bevorzugt, wenn die Verbindungselemente zylinderförmig sind. Diese Ausbildung minimiert insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, gemäß dem die Verbindungselemente aus dem gleichen Material wie die Fassung bestehen, Span nungen zwischen der Fassung und den Verbindungs elementen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla risch beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1a und 1b einen Längsschnitt durch ein erfin dungsgemäßes optisches System sowie eine Aufsicht auf eine in diesem System verwendete Fassung, und

Fig. 2a und 2b das Verhalten des erfindungsgemäßen optischen Systems bei Temperaturän derungen.

Fig. 1a zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungs gemäßes optisches System, das ohne Beschränkung der allgemeinen Anwendbarkeit als optisches Element eine Streifenlinse 1 aufweist. Mit 2 ist eine Fassung für die Streifenlinse 1 bezeichnet, die in den Bereichen, die an die ebenen Seitenflächen der Streifenlinse 1 angrenzen, Ausnehmungen 4 aufweist, in die zylinder förmige Verbindungselemente 3 eingesetzt sind. Die Verbindungselemente 3 sind über eine Klebstoff-Kontakt fläche 5 mit der Streifenlinse 1 und in Art einer Welle/Nabe-Verbindung 6 mit der Fassung 2 verklebt. Der Klebstoff kann dabei insbesondere vor dem Einsetzen des Verbindungselements 3 in die Fassung 2 auf die Klebstoff- Kontaktfläche 5 aufgebracht werden.

Fig. 1b zeigt in einer Aufsicht auf die Fassung 2 die Ausbildung der Ausnehmung 4 und des Verbindungselements 3.

Die Fig. 2a und 2b zeigen vergrößert das Verbindungs element 3 sowie die an das Verbindungselement 3 an grenzenden Teile des optischen Elements 1 und der Fassung 2.

Dabei ist in Fig. 2a der Fall einer positiven Tempera turänderung gegenüber einer Soll-Temperatur und in Fig. 2b der Fall einer negativen Temperaturänderung gegenüber der Soll-Temperatur dargestellt.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, weist das Verbindung selement 3 eine Klebstoff-Kontaktfläche 5 auf, die von der Klebstoffschicht 31 benetzt wird. Die Klebstoff kontaktfläche 5 ist von einer in Art einer Rille ausgebildeten Ausnehmung 32 umgeben, die wiederum von einem an dem Verbindungselement 3 vorgesehenen Vor sprung 33 umgeben ist. Dieser Vorsprung bildet eine Gleitfläche, die auf dem optischen Element aufsitzt, und die bei positiven bzw. negativen Temperaturänderun gen Scherungen der Klebstoffschicht 31 um positive und negative Scherwinkel γ erlaubt, so daß Dehnungsdiffe renzen aufgefangen werden können.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung hat damit den Vor teil, daß zum einen durch den Vorsprung 33 ein defi nierter Abstand zwischen Fassung 2 und optischem Ele ment 1 sichergestellt ist, zum anderen durch die Klebstoff-Stop-Rille 32 Scherungen der Klebstoffschicht 31 möglich werden.

Damit erlaubt das erfindungsgemäße optische System eine Längsseiten-Verklebung von Streifenlinsen oder anderen optischen Elementen mit einer Temperatur-Dehnungsfuge die mit geringem Aufwand hergestellt werden kann.

Claims

1. Optisches System, das mindestens ein optisches Element (1) mit wenigstens zwei ebenen Seitenflächen und mit einer Fassung (2) enthält, mit folgenden Merkmalen:

a) die Fassung (2) weist mindestens zwei, dem optischen Element (1) zugewandte Ausnehmungen auf, in die jeweils ein Verbindungselement (3) eingesetzt ist;
b) das Verbindungselement (3) besitzt eine dem optischen Element (1) zugewandte Klebstoff-Kontaktfläche (5), die über eine Klebstoffschicht (31) mit dem optischen Element verbunden ist;
c) die Klebstoff-Kontaktfläche (5) ist von einer als Klebstoff- Stop-Rille (32) ausgebildeten Ausnehmung im Verbindungselement umgeben,
d) an die Klebstoff-Stop-Rille grenzt auf der der Klebstoff-Kontaktfläche (5) abgewandten Seite ein Vorsprung (33) an, auf dem das optische Element aufsitzt.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Epoxi-Kleber ist.

3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element eine Streifenlinse ist, und daß an jeder Seite der Streifenlinse ein Verbindungselement angeordnet ist.

4. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente zylinderförmig ausgebildet sind.

5. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus dem gleichen Material wie die Fassung bestehen.