SU1755241A1

SU1755241A1 - Method of manufacturing lens optic system

Info

Publication number: SU1755241A1
Application number: SU904886954A
Authority: SU
Inventors: Людмила Владимировна Свобода; Сергей Валентинович Позднов; Анатолий Андреевич Сергеев; Алексей Александрович Фомин
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Геофизика"
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Использование1 технологи оптического приборостроени , а именно способ изготовлени (сборки и юстировки) линзовых оптических систем, например объективов. Сущность изобретени : при формировании оптического блока разделительные кольца устанавливают с прижатием их к гран м технологической призменной детали, линзы перемещают сжатием их соседними кольцами до устранени зазоров между линзами и кольцами, фиксируют оптический блок с использованием дополнительного технологического устройства, ст гива его попеременно в радиальном и осевом направлени х до полного сопр жени всех деталей , а после контрол скрепл ют блок св зующим материалом, освобождают его от технологических деталей и устанавливают в корпус. 4 ил.The use of optical instrument technology, namely the method of manufacturing (assembling and adjusting) lens optical systems, such as lenses. SUMMARY OF THE INVENTION: when forming an optical unit, the separating rings are installed with their pressing against the edges of the technological prism part, the lenses are moved by compressing them with the adjacent rings until the gaps between the lenses and the rings are eliminated, the optical unit is fixed using an additional technological device, alternating it in radial and axial directions until all parts are fully mated, and after checking they fasten the block with a binding material, it is freed from technological details and set in the case. 4 il.

Description

Изобретение относитс к технологии оптического приборостроени , а именно к способам изготовлени (сборки и юстировки ) линзовых оптических систем, например, объективов.The invention relates to optical instrumentation technology, and in particular to methods of manufacturing (assembling and adjusting) lens optical systems, such as lenses.

Известен способ изготовлени многолинзового объектива, основанный на установлении каждой линзы в от дельную оправу соосно их внешним поверхност м одного диаметра, при этом их контактирующие между собой торцовые поверхности обеспечивают воздушный промежуток между линзами . Оправы устанавливают заподлицо одна с другой и скрепл ют клеемA known method of manufacturing a multi-lens, based on the installation of each lens in a separate frame coaxially with their outer surfaces of the same diameter, while their contacting end surfaces provide an air gap between the lenses. The frames are flush with each other and fastened with glue.

Известен также способ изготовлени (сборки и юстировки) оптических систем, заключающийс в том, что линзы раздел ют прокладками, имеющими форму торцовых поверхностей, соответствующих поверхност м сопр гаемых линз и соосных между собой, при этом прокладку в процессе юстировки поворачивают вокруг центра кривизны первой ее поверхности до тех пор, пока перва линза и прокладка не будут иметь общую ось, затем разворачивают вторую линзу вокруг центра кривизны второй поверхности прокладки до тех пор, пока все три элемента не будут иметь общую ось и так далее.A method of manufacturing (assembling and adjusting) optical systems is also known, which consists in separating lenses with gaskets having the form of end surfaces corresponding to the surfaces of conjugate lenses and coaxial with each other, while the gasket during the adjustment process rotates around the center of curvature of its first surfaces until the first lens and gasket have a common axis, then deploy a second lens around the center of curvature of the second gasket surface until all three elements have a common yu axis and so on.

Известен способ изготовлени много- линзового объектива в оправе, при котором в литейную форму ввод т последовательно линзы в осевом направлении, чередующиес с разделительными кольцами, а центрирующие элементы ввод т и вывод т из отливки в радиальном направлении, причем вывод т их после заливки формы пластмассой .There is a known method of manufacturing a multi-lens in a frame, in which lenses are introduced into the mold sequentially in the axial direction alternating with the separating rings, and the centering elements are introduced and removed from the casting in the radial direction, and they are removed after pouring the mold .

Известен способ изготовлени многолинзового объектива в оправе, включающий зажим линз между центрирующими кромками половин пресс-формы, в промежутках между линзами в пресс-форме установку разделительных колец с центрирующимиA known method of manufacturing a multi-lens in the frame, including clamping the lenses between the centering edges of the half of the mold, in the intervals between the lenses in the mold installation of separation rings with centering

-ч-h

СПSP

елate

юYu

ЈьЈ

кромками и последующим введением в форму пластмассы.edges and the subsequent introduction to the form of plastic.

Все эти способы - нетехнологичны, так как одной из операций их вл етс центрирование , заключающеес в выверке с последующей регулировкой соосности каждой линзы с базовой поверхностью.All of these methods are non-technological, since one of their operations is centering, which consists in alignment followed by adjusting the alignment of each lens with the base surface.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ изготовлени линзовой системы , основанный на том, что в корпус ввод т последовательно линзы, чередующиес с разделительными кольцами, выпол- ненн ьшй одного диаметра расчетной толщины и контактирующими с линзами элементами, соосными базовому диаметру. Затем блок фиксируют в корпусе в осевом направлении с помощью резьбовых или разрезных колец.The closest to the present invention is a method of manufacturing a lens system, based on the fact that lenses are successively inserted into the housing, alternating with separating rings, made of the same diameter of the calculated thickness and contacting with the lenses elements coaxial to the base diameter. Then the block is fixed in the housing in the axial direction using threaded or split rings.

Несмотр на то, что данный способ более технологичен по сравнению с известным , так как построен по принципу самоцентрировани , однако он не обеспечивает достаточного качества оптической системы из-за децентрировки линз в корпусе , обусловленной зазором между базовыми поверхност ми разделительных колец и корпуса.Although this method is more technological than the known one, since it is built on the principle of self-centering, it does not provide sufficient quality of the optical system due to the decentering of the lenses in the housing due to the gap between the base surfaces of the separating rings and the housing.

Поставленна цель достигаетс тем, что в предлагаемом способе изготовлени линзовой оптической системы, заключающемс в форсировании оптического блока путем поочередной установки линз и разделительных конец, закреплении их в осевом направлении и контроле, формируют оптический блок вне корпуса, с использованием технологической призменной детали.The goal is achieved by the fact that in the proposed method of manufacturing a lens optical system consisting in forcing an optical unit by alternately installing the lenses and separating the end, fixing them axially and controlling, they form an optical unit outside the housing using a technological prism piece.

Разделительные кольца устанавливают с прижатием их в радиальном направлении к гран м призмы, что обеспечивает их соосность в блоке, а линзы принуждают смещатьс и поворачиватьс за счет сжати их в осевом направлении между контактирующими с ними элементами колец до тех пор, пока полностью ни устранитс зазор между ними, что обеспечивает соосность линз и колец, и, следовательно соосность линз между собой.The separating rings are installed with their pressing in the radial direction to the prism faces, which ensures their alignment in the block, and the lenses are forced to shift and rotate due to their compression in the axial direction between the elements of the rings in contact with them until the gap between them them, which ensures the alignment of the lenses and rings, and therefore the alignment of the lenses between themselves.

К сформированному оптическому блоку подвод т фиксирующее технологическое устройство, прилагают попеременно радиальные и осевые ст гивающие усили до полного сопр жени деталей сборки, после чего контролируют оптическую систему, закрепл ют оптический блок св зующим материалом , затем освобождают его от технологических деталей и устанавливают в корпус, сохран базой, определ ющей положение оси системы, торцовые поверхности крайних колец.A fixing technological device is supplied to the formed optical unit, alternately applying radial and axial tightening forces until the assembly parts are fully mated, after which they control the optical system, fix the optical unit with bonding material, then release it from the technological parts and install it into the case, preserve the base that determines the position of the axis of the system, the end surfaces of the outer rings.

Предлагаемый способ изготовлени линзовой оптической системы соответствует критерию-новизне, так как изложенна совокупность признаков, характеризующа предлагаемый способ,не раскрыта в известных источниках науки и технике. Кроме того, анализ показывает, что в предлагаемом решении изготовлени оптической системы, в отличии от известного, обеспечиваетс вы0 сока соосность линз в оптической системе, обусловленна технологией сборки оптического блока, исключающа зазор между базовыми поверхност ми, децентрирующими линзы в готовом изделии.The proposed method of manufacturing a lens optical system meets the novelty criterion, since the set of features described that characterizes the proposed method is not disclosed in the known sources of science and technology. In addition, the analysis shows that the proposed solution for manufacturing an optical system, in contrast to the known, provides for high coaxiality of the lenses in the optical system, due to the assembly technology of the optical unit, eliminating the gap between the base surfaces decentering the lenses in the finished product.

5 Действительно, прижатие к гран м призмы базовой поверхности колец обеспечивает однозначное расположение их осей в пространстве. Сжимающее действие соос- но расположенных кромок разделительных5 Indeed, pressing the rings of the base surface of the rings to the faces provides an unambiguous arrangement of their axes in space. The compressive action of the aligned edges of the separating

0 колец заставл ет линзы смещатьс и поворачиватьс до тех пор, пока ни устранитс зазор между линзами и кольцами. При полном устранении зазоров центры кривизны всех поверхностей линз оказываютс на осиRing 0 causes the lenses to shift and rotate until the gap between the lenses and the rings is removed. With the complete elimination of gaps, the curvature centers of all the surfaces of the lenses are on the axis

5 контактирующих кромок колец, соосных, в свою очередь, базовому диаметру колец. Таким образом, пр мые, соедин ющие центры кривизны обеих поверхностей линз, вл ющиес оптическими ос ми линз, устанавли0 ваютс на оси базового диаметра разделительных конец, и оптическа системе оказываетс сцентрированной.5 contacting edges of the rings, coaxial, in turn, the base diameter of the rings. Thus, the direct, connecting centers of curvature of both surfaces of the lenses, which are the optical axes of the lenses, are mounted on the axis of the base diameter of the separating end, and the optical system is centered.

Оптическа система сохран ет свое сцентрированное состо ние после фикса5 ции оптического блока и склейки линз к разделительных колец между собой до того, как блок установ т в корпус, поэтому зазор между корпусом и оптическим блоком не децентрирует систему. Кроме того, в гото0 вом изделии базой, опоедел ющей положение оптической оси системы, вл ютс торцовые поверхности крайних колец.The optical system maintains its centered state after fixing the optical unit and gluing the lenses to the separating rings together before the unit is installed in the case, therefore the gap between the case and the optical unit does not center the system. In addition, in the finished product, the base that defines the position of the optical axis of the system is the end surfaces of the outer rings.

На фиг. 1 представлена схема сборки оптического блока предлагаемым спосо5 бом; на фиг. 2 - то же; на фиг. 3 - то же, вариант; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.FIG. Figure 1 shows the scheme for assembling an optical unit in the proposed method; in fig. 2 - the same; in fig. 3 - the same, option; in fig. 4 shows section A-A in FIG. 3

Перва задача сборки, центрирование оптической системы, осуществл етс формированием оптического блока вне корпусаThe first task of assembly, the centering of the optical system, is accomplished by forming an optical unit outside the housing.

0 с помощью технологической призменной детали. Сборку ведут в вертикальном направлении , череду линзы 1 и разделительные кольца 2, контактирующие с линзами элементы 3 которых соосны с их внешними0 using technological prism details. The assembly is carried out in a vertical direction, a series of lenses 1 and separating rings 2, in contact with the lenses elements 3 which are coaxial with their outer

5 поверхност ми одного диаметра. Кольца устанавливают с прижатием их к гран м технологической призменной детали 4, что обеспечивает соосность колец в блоке, а линзы осаживают легким постукиванием по ним последующими кольцами, принужда 5 surfaces of the same diameter. The rings are installed with pressing them to the edges of the technological prism part 4, which ensures the coaxiality of the rings in the block, and the lenses are upset by lightly tapping on them with subsequent rings, forcing

их смещатьс и поворачиватьс до тех пор, пока ни устранитс зазор между линзами и контактирующими элементами соседних колец .they are shifted and rotated until the gap between the lenses and the contacting elements of the adjacent rings is cleared.

Полное сопр жение поверхности линзы и контактирующей кромки кольца обеспечивают установление центра кривизны этой поверхности на оси контактирующей кромки . В результате сжати линз между кольцами центры кривизны всех поверхностей линз оказываютс на ос х контактирующих с ними кромок колец, соосных, в свою очередь , с базовым диаметром колец. Таким образом, оптические оси линз устанавливаютс в оптическом блоке соосно базовому диаметру, и оптическа система оказываетс сцентрированной.The complete conjugation of the surface of the lens and the contacting edge of the ring ensures that the center of curvature of this surface is established on the axis of the contacting edge. As a result of the compression of the lenses between the rings, the centers of curvature of all the surfaces of the lenses appear on the axes of the contacting edges of the rings, which are coaxial, in turn, with the base diameter of the rings. Thus, the optical axes of the lenses are mounted in the optical unit coaxially with the base diameter, and the optical system is centered.

В некоторых случа х, когда воздушный промежуток между линзами мал, и разделительное кольцо в блоке отсутствует, эти линзы сначала центрируют с помощью технологического разделительного кольца тем же способом, затем склеивают линзы с соседними разделительными кольцами, после чего снимают одну склейку, удал ют тех- нологическое кольцо и устанавливают склейку на место, выдержива воздушный промежуток с помощью прокладки.In some cases, when the air gap between the lenses is small and there is no separating ring in the block, these lenses are first centered using the technological separating ring in the same way, then the lenses are bonded to the adjacent separating rings, after which they are removed. The ecological ring and set the gluing in place, maintaining the air gap with a gasket.

Задача центрировани оптической системы решаетс указанным способом даже в случае, если система включает линзы малого диаметра или линзы с поверхност ми, не поддающимис самоцентрированию. Тогда решение наход т при проектировании оптической системы с учетом услови самоцентрировани линз. Линза поддаетс самоцентрированию, если угол сдвигани линзы, т.е. угол между касательными к поверхност м линзы в точках соприкосновени с центрирующими элементами превышает 17°. Например, линзу, у которой угол сдвигани мал, можно просто дополнить рабочей фаской 9 (фиг. 3).The task of centering the optical system is solved in this way even if the system includes lenses of small diameter or lenses with surfaces that are not amenable to self-centering. Then the solution is found in the design of the optical system, taking into account the self-centering conditions of the lenses. The lens is self-centering if the angle of lens shift, i.e. the angle between the tangents to the lens surfaces at the points of contact with the centering elements is greater than 17 °. For example, a lens, in which the angle of displacement is small, can be simply supplemented with a working chamfer 9 (Fig. 3).

Втора задача сборки, сохранение оптической системы в центрированном состо нии , решаетс фиксированием оптического лока и склейкой линз и колец между собой.The second task of assembly, keeping the optical system in a centered state, is solved by fixing the optical lock and gluing the lenses and rings together.

На фиг. 4 представлен пример конструкции технологического устройства, ст гивающего сформированный оптический блок.FIG. Figure 4 shows an example of the design of a technological device that tightens the formed optical unit.

К сформированному оптическому блоку прижимают вторую призменную деталь 5, затем попеременно ст гивают блок в радиальном направлении с помощью прижимных полуколец 6 и 7 осевом направлении - с помощью торцевых крышек 8 и 10, навинчивающихс на цилиндрические частиThe second prism piece 5 is pressed against the formed optical unit, then alternately the block is pulled in the radial direction with the help of clamping half-rings 6 and 7 in the axial direction with the help of end covers 8 and 10, which are screwed onto cylindrical parts

призменчых деталей, до полного сопр жени всех деталей. Зафиксированный оптический блок контролируют, скрепл ют линзы м кольца между собой св зующимprismenchy details, to complete conjugation of all parts. The fixed optical unit is monitored, the lenses of the ring are fastened to each other by a binder.

материалом, освобождают его от технологических деталей и укрепл ют в корпусе, сохран базой дл определени положени оптической оси системы торцовые поверхности крайних колец.material, free it from technological details and strengthened in the housing, retaining the base for determining the position of the optical axis of the system, the end surfaces of the outer rings.

Материалами дл склейки линз и колец могу быть клеи К-153НК-5.ТКМ-15, эластичные гернзтики ЧТ-34, ВИТЭФ-1. Материалом дл изготовлени призменных деталей можно использовать СТ-45, дл разделительных колец - АМГ-3, АМГ-6, латунь (360) и др.Gluing materials for lenses and rings can be glues K-153NK-5.TKM-15, elastic gertztik CHT-34, VITEF-1. ST-45 can be used as a material for prism parts, AMG-3, AMG-6, brass (360), etc. for separating rings.

Использование предлагаемого способ изготовлени линзовой оптической системы позвол ет по сравнению с существующимиThe use of the proposed method of manufacturing a lens optical system allows, in comparison with existing

получить высокое качество оптической системы при производительной сборке и т ехно- логичном центрировании оптического блока без применени высококвалифицированного труда и сложных оптических приборовto obtain a high quality optical system during productive assembly and the technical centering of the optical unit without the use of highly skilled labor and sophisticated optical devices

(микроскопов, автокоплиматоров, индикаторов и др).(microscopes, autoclimators, indicators, etc.).

Кроме того, точность центрировани зависит только от точности изготовлени металлических деталей, а изготовление линзIn addition, the accuracy of centering depends only on the accuracy of the manufacture of metal parts, and the manufacture of lenses

упрощаетс , так как не требуетс точного центрировани их при округливании и фасе- тировке.it is simplified because it does not require precise centering during rounding and packaging.

Не накладывают ограничений на предлагаемый способ изготовлени диаметрыDo not impose restrictions on the proposed method of manufacturing diameters

линз и их форма.lenses and their shape.

Claims

The invention The method of manufacturing a lens optical system, which consists in forming an optical unit by

alternately installing the lenses and separating rings, fixing and controlling it, characterized in that, in order to improve the quality of the lens system by reducing the de-centering of the lenses,

Forming the optical block, the separating rings are installed with their pressing to the faces of the additionally inserted prism part, the lenses are moved by compressing them with the adjacent rings to eliminate

the gaps between the lenses and the rings, fix the optical unit using the additionally introduced technological device, tighten it alternately in the radial and axial directions until all parts are fully mated, and after control, fasten the unit with a binding material, release it from the technological parts and install it in case.

A i

Aa

B