DE902312C - Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl. aus einem in Loesung gelatinierbaren Werkstoff - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl. aus einem in Loesung gelatinierbaren Werkstoff

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DE902312C
DE902312C DEP2218D DEP0002218D DE902312C DE 902312 C DE902312 C DE 902312C DE P2218 D DEP2218 D DE P2218D DE P0002218 D DEP0002218 D DE P0002218D DE 902312 C DE902312 C DE 902312C
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DE
Germany
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solution
gelatinized
lens
prism
optical
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Expired
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DEP2218D
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English (en)
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Herre Rinia
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
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Philips Patentverwaltung GmbH
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00019Production of simple or compound lenses with non-spherical faces, e.g. toric faces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

  • Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl. aus einem in Lösung gelatinierbaren Werkstoff Optische Elemente, wie Linsen, werden bisher praktisch immer aus Glas oder aus Quarz angefertigt. Es muß dazu eine Platte in die gewünschte Form geschliffen werden, was besonders bei nicht flachen oder sphärischen Oberflächen sehr kostspielig ist. Auch wurde schon vorgeschlagen, solche Elemente aus Preßmaterialien anzufertigen, wozu aber eine sehr genau abgearbeitete Matrize zur Verfügung stehen muß, in der alle auf der anzufertigenden Linsenoberfläche vorhandenen Profiländerungen vollkommen genau in den vorgeschriebenen Maßen vorhanden sein müssen. Zu einer Anwendung dieser Art von Linsen, wenigstens in größerem Maßstab, wurde noch nicht übergegangen.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl., vorzugsweise mit asphärischer Oberfläche, aus einem in Lösung gelatinierbaren Werkstoff durch Ausgießen auf einen starren Träger nebst nachfolgendem Trocknen, und zwar wird gemäß der Erfindung eine Lösung des in Lösung gelatinierbaren Werkstoffes in eine das Profil der herzustellenden Optik in einem um das Schwundmaß vergrößerten Maßstab aufweisende, oberhalb des Trägers angeordnete kühlbare Lehre so eingegossen, daß sie den ganzen Raum zwischen Träger und Lehre ausfüllt, die Lösung darauf gekühlt wird, so daß sie ausgelatiniert, auf dem Träger trocknet und in Richtung der optischen Achse bis auf das vorher bestimmte Maß schwindet, worauf die so erhaltene Optik gegebenenfalls noch gehärtet wird.
  • Im Rahmen der Erfindung sind unter gelatinierbare Materialien diejenigen Werkstoffe zu verstehen, die in Lösung kolloidal - verteilt und aus dieser kolloidalen Lösung zu einem Gel ausgeschieden werden können. Dieses Gel kann dann gegebenenfalls eintrocknen. Unter einem Gel wird ein festes Material verstanden, gdas,Starrheit verbunden mit Elastizität besitzt.
  • Für diesen Zweck geeignete Materialien, die in Lösung gelatinierbar sind, können organische Bestandteile, wie Gelatine, Agar oder Pektin, enthalten. Auch ist es möglich, daß diese Materialien anorganische Komponenten enthalten, wie Silikate oder Aluminiumoxyd, gegebenenfalls zusammen mit Glyzerin, zwecks Förderung der optischen Homogenität des betreffenden optischen Elementes.
  • Abhängig vom Material wird das Lösungsmittel gewählt zwecks Erhaltung einer gelatinierbaren Lösung. Für Gelatine kann z. B. Wasser als Lösungsmittel gewählt werden.
  • Wie schon bemerkt, kann das sich aus der Lösung bildende Gel eintrocknen. Bei diesem Eintrocknen tritt ein Schwund des Materials auf.
  • Letztere Erscheinung wird beim Verfahren nach der Erfindung ausgenutzt. Der Erfinder hat nämlich festgestellt, daß abhängig von der Konzentration des gelatinierbaren Materials im Lösungsmittel vorher genau festgestellt werden kann, wieviel der Schwund in einem bestimmten Fall betragen wird. Dieser Schwund kann sich zwischen Faktoren von der Größenordnung 3 und der Größenordnung 50 bewegen. Der Schwundfaktor kann vorteilhaft in der Größenordnung 8 gewählt werden. Infolge dieses Schwundes kann die zur Anfertigung des betreffenden optischen Elementes verwendete - Matrize Maße aufweisen, die viel größer als die Abmessungen des endgültig anzufertigenden Elementes sind. Es ist einleuchtend, daß dies einen großen Vorteil darstellt.
  • Kommen z. B. in einem bestimmten -Element Stärkeunterschiede von z. B. 0,3 mm vor, so weist die Matrize oder Lehre, in der das Element angefertigt werden soll, falls mit beispielsweise einem achtfachen Schwund gerechnet wird, an den Stellen wie diese sStärkeunterschiede im optischen Element auftreten, einen Niveauunterschied von 2,4 mm auf. Die Matrize, die also das anzufertigende Profil in stark vergrößertem Maßstab aufweist, kann mechanisch mit größerer Genauigkeit angefertigt werden und für das Herstellen einer theoretisch unbeschränkten Anzahl optischer Elemente dienen. Falls es aus irgendeinem Grunde unerwünscht ist, daß Schwund in einer bestimmten Richtung auftritt, z. B. in der Richtung senkrecht zur optischen Achse, so kann man die Lehre mit z. B. einer Metallplatte als Unterlage, auf der das gelatinierbare Material etwas haftet, zusammenarbeiten lassen. Nach dem Eintrocknen weist das gelatinierte Material in der Richtung, in der das Auftreten des Schwund auf diese Weise verhindert ist, die Maße auf, die das Material vor dem Gelatinieren und Eintrocknen in dieser Richtung hat.
  • Vorzugsweise wird das aus der Lehre erhaltene Element während oder nach dem Eintrocknen gehärtet, was zur Folge hat, daß das betreffende Element nicht mehr in einem Lösungsmittel lösbar ist.
  • Besonders günstige Vorteile weist eine Ausführungsform des gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Elementes auf, bei dem eine oder beide Brechungsoberflächen eine asphärische, gegebenenfalls rotationssymmetrische Gestalt haben. Solche Oberflächen lassen sich in Glas schwer maschinell anfertigen, so daß die Fabrikation der auf diese Weise gebildeten Glaslinsen außerordentlich kostspielig ist. Eine andere Ausführungsform, bei dem die auftretenden IStärkeunterschiede im Element höchstens von der Größenordnung von 2 mm sind, hat weiter noch den Vorteil, daß infolge der kleinen Stärkeunterschiede das Material sehr homogen ist.
  • Der Erfinder hat festgestellt, daß gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestelle optische Elemente sich besonders gut eignen als Korrektionselemente für die auftretende sphärische Aberration in einem optischen System, insbesondere im optischen !System nach Schmidt, wie beschrieben in der »Zentralze!itung für Mechanik und Optik«, 52. Jg., Zig32, Heft 2, bei welcher Ausführung das erfindungsgemäß hergestellte Element eine asphärisch brechende Oberfläche aufweist.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen Durchschnitt der optischen Achse einer Ausführungsform des erfindungsgemäß hergestellten optischen Elementes in Form einer Linse. Aus der Figur geht hervor, daß das Profil der Linse von der sphärischen Gestalt abweicht; zwischen dem hochliegenden zentralen Teil und dem hochliegenden Rand befindet sich eine ringförmige versenkte Zone. Das dargestellte Element ist zur Anwendung in einem optischen.System bestimmt, um dort die sphärische Aberration zu korrigieren.
  • Fig. 2 zeigt die Vorrichtung, in der das Element nach Fig. I angefertigt werden kann. Eine flache Metallplatte2, deren Oberfläche genau horizontal aufgestellt ist, verhindert den Schwund des Elementes während der Eintrocknung in der Richtung senkrecht zur optischen Achse. Oberhalb dieser Platte befindet sich im richtigen Abstand eine hohl ausgeführte Metallehre 3. Das Innere der Lehre ist mit zwei Leitungen 4 und 5 versehen, die für die Zu- und Abfuhr von Wasser dienen, mit dem die Lehre auf eine bestimmte Temperatur gehalten werden kann. In der Mitte der Lehre 3 ist ein Rohr 6 befestigt, das einen Teil eines Kanals bildet, der die Lehre von ihrer Ober- nach ihrer Unterseite durchläuft. Durch diesen Kanal wird der Lehre das Material zugeführt, aus dem das optische Element angefertigt wird. Dies ist z. B. heißes Wasser, indem Gelatine in einer bestimmten Konzentration gelöst ist. Die Lehre 3 und die Metallplatte 2 werden nun auf eine solche Tempe- ratur gehalten, daß die Gelatine noch gerade in Lösung bleibt. Hierdurch bildet sich zwischen der Lehre 3 und der Metallplatte 2 eine Masse 7 aus gelöster Gelatine. Durch allmähliche Erniedrigung der Temperatur der Lehre und der Metallplatte gelatiniert die Lösung 7, und es bildet sich also ein Gel, das Starrheit verbunden mit einer gewissen Elastizität besitzt. Die Lehre 3 kann nun entfernt werden, und auf der Metallplatte 2 bleibt die gelatinierte Masse 7 übrig, deren Oberfläche in Fig. 3 mit 8 gestrichelt angegeben ist. Wird nun diese Masse getrocknet, so schwindet die gelati nierte Masse 7 zu reiner Gelatine 9, welche letztere Oberfläche die gewünschte Form hat. Diese Gelatineschicht kann dann vor der Metallplatte entfernt werden und ist gebrauchsfähig, nachdem der äußerste, außerhalb der Linien A-4 und B-B liegende Rand entfernt ist. Gegebenenfalls kann das Element z. B. durch Behandlung mit Formal in gehärtet werden.
  • Besonders mit Rücksicht auf Schrumpfspannungen empfiehlt es sich, das Element möglichst dünn und mit möglichst gleichmäßiger Stärke anzufertigen.
  • Auch kann zwecks Erhaltung einer gleichmäßigen Stärke der brechenden Oberfläche des Elementes eine solche Form gegeben werden, daß es außer den für die Korrektion dienenden Parabeln der vierten, sechsten und achten, gegebenenfalls höheren Potenz eine Parabel der zweiten Potenz enthält. Dies hat zur Folge, daß die Brennweite des optischen Systems, in dem das Element verwendet wird, sich etwas ändert. Gleichzeitig wird aber erreicht, daß die Stärke des Elementes gleichmäßiger ist und in einigen Fällen die noch resultierenden Aberrationen außerhalb der Achse geringer werden.
  • In der an Hand der Figur gegebenen Beschreibung ist beispielsweise das Herstellen eines optischen Elementes, das als Korrektionselement dienen soll, beschrieben; auf gleiche Weise kann aber überhaupt jedes gewünschte Linsenprofil, also namentlich auch das sphärische Profil, erhalten werden.
  • PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl., vorzugsweise mit asphärischer Oberfläche, aus einem in Lösung gelatinierbaren Werkstoff durch Ausgießen auf einen starren Träger nebst nachfolgendem Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung des in Lösung gelatinierbaren Werkstoffes in eine das Profil der herzustellenden Optik in einem um das Schwundmaß vergrößertem Maßstabe aufweisende, oberhalb des Trägers angeordnete kühlbare Lehre so eingegossen wird, daß sie den ganzen Raum zwischen Träger und Lehre ausfüllt, die Lösung darauf gekühlt wird, so daß sie ausgelatiniert, auf dem Träger trocknet und in Richtung der optischen Achse bis auf das vorherbestimmte Maß schwindet, worauf die so erhaltene Optik gegebenenfalls noch gehärtet wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lehre nach dem Ausgelatinieren entfernt wird.
DEP2218D 1939-10-10 1940-11-15 Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl. aus einem in Loesung gelatinierbaren Werkstoff Expired DE902312C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL902312X 1939-10-10

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DE902312C true DE902312C (de) 1954-01-21

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ID=19858403

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DEP2218D Expired DE902312C (de) 1939-10-10 1940-11-15 Verfahren zum Herstellen einer Linse, eines Prismas od. dgl. aus einem in Loesung gelatinierbaren Werkstoff

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DE (1) DE902312C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123589A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corporation Manufacturing preform for an optical member

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123589A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corporation Manufacturing preform for an optical member

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