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Verfahren zum optischen Zentrieren von Linsen, Spiegeln und ähnlichen
optischen Mitteln Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Zentrieren von
Linsen und optischen Systemen, welches sich durch besondere Preiswürdigkeit auszeichnet,
insbesondere dann, wenn es sich um einfache achromatische Systeme handelt.
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Eine der unbedingt notwendigen Stufen beim Montieren von Linsen oder
Linsensystemen besteht im Zentrieren, welches im allgemeinen durch Abschleifen der
Peripherie der Linse erfolgt oder auch durch Abschleifen eines Spiegels, und zwar
so lange, bis das optische Zentrum mit dem geometrischen Zentrum zusammenfällt.
Durch das Verfahren wird ein neuer Weg gewiesen zusammen mit dem zugehörigen Apparat,
um diese Arbeit besonders leicht ausführen zu können.
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Die übliche Methode besteht darin, daß, wie gesagt, die Linse auf
einer Drehbank abgeschliffen wird, eine Methode, die teuer ist und in einzelnen
Fällen auch zu Irrtümern führt infolge der Schwierigkeit, die Linse in der Drehbank
unter genügendem Druck richtig einzustellen, um -die Schleifoperation zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß sollen Linsen, insbesondere einzelne optische Elemente,
optisch in einfachster
Weise und trotzdem sehr genau zentriert werden,
dadurch, daß die Linsen in einer Kunststoffpresse mit ihrer optischen Achse genau
zentriert eingeklammert werden und dann um die Peripherie der Linse aus plastischem
Material ein Ring geformt wird, wobei es keine Rolle spielt, ob die Peripherie der
Linse schon zentriert war oder nicht, indem nämlich die Peripherie des aufgepreßten
Ringes automatisch zur optischen Achse der Linse zentriert wird. Bei allen nachfolgenden
Operationen und sonstigen Verarbeitungen der Linse kann sie mit diesem Ring in der
gleichen Weise behandelt werden wie eine Linse, die durch die übliche Schleifoperation
zentriert wurde. Die mit dem Ring versehene Linse hat den Vorteil, daß der plastische
Ring jede im voraus bestimmte Form und Gestalt gemäß der angewendeten Preßform aufweist.
Die Peripherie der Linse oder des Ringes kann beliebige Form haben, beispielsweise
ringförmig, ellipsenförmig, quadratisch, rechtwinklig oder dreieckig, abwdbl natürlich
die meist ver`ven.-deten Formen die Ringform oder das Rechteck sind.
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Das Verfahren, die Linse in der Preßform optisch zentriert zu halten,
besteht darin, daß sie mit ringförmigen Klammern von beiden Seiten in einer optischen
Zone praktisch ohne Friktion erfaßt wird. Unter optischer Zone in diesem Sinne wird
ein solcher Teil der Linse verstanden, der von der optischen Achse nach allen Richturigen
hingleiche Abstände aufweist. Die Linse soll also in einer solchen Zone durch ein
paar Ringe erfaßt werden, die auf die entgegengesetzten Seiten der Linsen aufpressen,
wobei aber die Ringe nicht unbedingt direkt einander gegenüber angeordnet sein müssen.
An Stelle derartiger ringförmiger Klammern können auch Klammern benutzt werden,
welche die ganze Linse verdecken, ausgenommen die Peripherie; aber derartige massive
Klammern sind schwierig herzustellen, wenn sie keinerlei Friktion aufweisen sollen,
insbesondere, da sie ja der Krümmung der Linsenoberfläche genau angepaßt sein müssen.
Ringförmige Klammern jedoch passen sich an alle Linsenoberflächen an, einschließlich
der asphärischen, ausgenommen jedoch sind die zylindrischen und ähnliche Oberflächen,
welche nicht als Kreisflächen angesehen werden können.
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Bei ringförmigen Klammern wird durch den Unterschied in der Dicke
jede Linse zwischen ihren paraxialen und ringförmigen Zonen beim Ansetzen der Klammern
automatisch in eine Stellung gebracht, bei der die optische Achse zu den Klammern
zentriert ist. Die Linse wird beim Anpassen der Klammern automatisch in diese Stellung
gleiten. Selbst Linsen von einer Dioptrie, die sehr geringe Dickenunterschiede aufweisen,
können leicht und wiederholt in ringförmigen Klammern zentriert werden mit Toleranzen
innerhalb von 2/iooo mm. Die Herstellung derartiger ringförmiger Klammern ist jedoch
nicht Gegenstand der Erfindung. Für das Verfahren kann man natürlich diese ringförmigen
(Klammern unter leichter Vibration zusetzen oder rotieren, um die geringe Friktion
zu beseitigen, die auch hierbei noch existiert. Diese Maßnahme ist aber im allgemeinen
vollkommen überflüssig. In der Zeichnung zeigt Abb. i einen Querschnitt durch ein
einfaches unzentriertes Linsenelement, Abb. 2 eine Ausführungsform für die Durchführung
der Erfindung und Abb. 3 eine Linse, die erfindungsgemäß zentriert ist.
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Abb. i ist ein einfaches Linsenelement io, welches aus Glas oder plastischem
Material hergestellt sein mag, dergestalt, daß es entweder durch Pressen oder Schleifen
in bekannter Weise hergestellt wurde und die gebogenen Oberflächen R, und R2 aufweist.
Diese Linse ist noch nicht zentriert, d. h. die optische Achse fällt nicht mit der
geometrischen Achse dieser Linse zusammen. Diese Darstellung schließt natürlich
nicht aus, daß von der Linsenherstellung her manche Linsen anfallen, die trotz allem
schon optisch zentriert sind und daher praktisch nur noch überprüft zu werden brauchen.
Das optische Zentrum der Linse kann man auch als den Punkt bezeichnen, bei welchem
die Linse am stärksten oder wirksamsten ist, je nachdem, ob es sich um eine Positiv-
oder Negativlinse handelt. Die axiale Dicke der Linse ist durch den Buchstaben t
bezeichnet. Die Tatsache, daß diese Linse noch nicht zentriert ist, ist durch die
Buchstaben H1 und H2 angedeutet, wobei Hl im allgemeinen nicht gleich H2 ist.
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Durch die Erfindung wird nun ein billiger und einfacher Weg gewiesen,
die Linse mit einer Fassung zu versehen, die so beschaffen ist, daß das optische
Zentrum mit dem geometrischen Zentrum der gefaßten Linse zusammenwirkt. Dazu dient
die Vorrichtung gemäß Abb. 2. In dieser Vorrichtung wird die Linse io durch ringförmige
Klammern 14 und 15 in einer Kunststoffpresse gehalten, die aus einem oberen Preßteil
16 und einem unteren Preßteil 17 besteht. Die ringförmige Klammer 14 wird von einem
Ring am Ende des Stempels 12 gebildet, der vom oberen Preßteil 16 getragen wird.
Der Stempel 12 wird durch eine Feder i9 nach unten gedrückt, die durch eine Platte
2o (auf dem Teil 16 befestigt) in ihrer Stellung gehalten wird. In ähnlicher Weise
wird die Ringklammer m5 durch den Stempel 13 getragen, der in der unteren Klammer
17 beweglich angeordnet ist.
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Die Stellung des Stempels 13 mit der Ringklammer 15 in dem Preßteil
17 wird durch eine Einstellschraube 21 mit einem Knopf 23 eingerich= tet, die von
einer Platte 22 getragen ist, welche ihrerseits auf dem Preßteil i7 befestigt ist.
Der Knopf 23- ist mit einer Skala 24 und dem Zeiger 25 versehen, um seine Einstellung
zu kontrollieren. Erfindungsgemäß wird daher die Linse io durch ringförmige Klammern
14 und 15 in ihrer Stellung gehalten, welche gewöhnlich in der Presse einander gegenüber
angeordnet sind. In dieser Stellung wird dann eine geeignete Preßmasse durch eine
Vorkammer 27 in die Kammer 26 eingepreßt und bildet dann einen Ring um die Linse
io. Dieser Ring geht am besten aus Abb. 3 hervor. Durch die Ringklammern 14 und
15 wird verhindert, daß das
plastische Material in die ;Kammer 28
gelangt, die sich auf beiden Seiten des Mittelteiles der Linse befindet, so daß
nur die Peripherie der Linse in Berührung mit dem plastischen Material kommt.
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Wie schon erwähnt, ist es am besten, wenn die ringförmigen Klammern
14 und 15 direkt einander gegenüberliegen. Man kann die Klammer 14 etwas kleiner
im Durchmesser machen als die Klammer 15, weil sonst ein leichter Teildruck bei
der Preßoperation entgegen der Feder i9 auf die Linse io nach oben wirken würde.
Wenn aber die Klammern in der Weise angeordnet sind, daß sie einander direkt gegenüberliegen
oder wenn die Klammer 14 im Durchmesser etwas kleiner ist als die Klammer 15, wird
jeder Druck auf die Feder i9 vermieden. Würde man nicht so verfahren, so müßte man
eine extrem kräftigeFeder benutzen, -da ja das plastische Material unter sehr hohem
Druck eingepreßt wird.
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Die ringförmigen Klammern 14 und 15 weisen im wesentlichen keine Friktion
auf, so daß die Linse io automatisch optisch zentriert wird in hezug auf diese Ringklammern
sowie die Klammern eingesetzt werden. Es wurde festgestellt, daß sogar sehr schwache
Linsen automatisch so genau zentriert wurden. Die,Klammer26 ist so eingerichtet,
daß die äußere Fläche, d. h. der Zylinder, in dem Preßteil 17 konzentrisch zu den
Ringklammern 15 und 1,4 liegt. Dadurch wird die äußere Peripherie des Ringes 31
(Abb. 3) automatisch zentriert zur optischen Achse ii der Linse io.
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In Abb. 3 ist diese Zentrierung dadurch angezeigt, daß der Durchmesser
der Linse in ihrer Fassung durch die beiden Buchstaben H mit den Pfeilen angezeigt
ist, d. h. also, daß der Radius nach allen Richtungen derselbe ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist anwendbar für alle Arten von Linsen,
mögen sie positiv oder negativ sein, zusammengesetzt oder einfach. Obwohl in der
Erfindung ringförmige Klammern beschrieben wurden, kann für das Verfahren an. sich
jede Methode, die Linsen in der Presse optisch zentriert zu halten, verwendet werden.
Auch die Form der Kunststoffpresse ist unwesentlich, da ja auch in der Abbildung
nur der wesentlichste Teil zur Darstellung gelangte, während natürlich die Maschine,
die dieses Kernstück der Kunststoffpresse hält, an sich bekannt ist und hier nicht
dargestellt zu werden braucht. Praktisch wird man so vorgehen, daß verschiedene
Preßeinheiten jeweils gleichzeitig betätigt werden, und in dieser Form wird man
gleichzeitig eine große Anzahl von Linsen optisch durch den Kunststoffring zentrieren
können.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht nur auf Linsen beschränkt, sondern
kann ebenso bei Spiegeln und ähnlichen optischen Mitteln verwendet werden, welche
mit ihrer optischen Achse zentriert werden müssen.