SU794580A1

SU794580A1 - Method of making variable focal length objective lens

Info

Publication number: SU794580A1
Application number: SU762376010A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Степин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6881
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1981-01-07

Description

1one

Изобретение относитс к оптико-механической промышленности и может быть использовано при изготовлении объективов.The invention relates to the optomechanical industry and can be used in the manufacture of lenses.

Известен способ изготовлени объективов с механической компенсацией смещени плоскости изображени при изменении фокусного рассто ни 1.A known method of manufacturing lenses with mechanical compensation of the displacement of the image plane when the focal length 1 is changed.

Согласно этому способу оправу одного из подвижных компонентов объектива сочлен ют с кулачковым пазом, а оправу другого подвижного компонента - с пазом приводного элемента, причем все пазы изготавливают в соответствии с рассчитанными законами перемещени компонентов и допусками на отклонени от этих законов.According to this method, the rim of one of the movable lens components is articulated with the cam groove, and the rim of the other movable component — with the groove of the drive element, all the grooves being made in accordance with the calculated laws of component movement and tolerances for deviations from these laws.

Встречающиес при изготовлении объективов отклонени оптических констант материалов и геометрических параметров оптических и механических деталей приводит к смещению плоскости изображени при изменении фокусного рассто ни объектива, а следовательно, к ухудшению качества создаваемого объективом изображени .When the lenses produce optical lenses, the optical constants of the materials and the geometrical parameters of the optical and mechanical parts cause the image plane to shift when the focal length of the lens changes, and consequently, the quality of the image created by the lens deteriorates.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению вл етс способ изготовлени объектива с переменным фокусным рассто нием, по которому оправу первого подвижного компонента сочлен ют с приводным элементом, и имеющими винтовой паз с посто нным углом подъема.Closest to the proposed technical solution is a method of manufacturing a lens with a variable focal length, in which the rim of the first movable component is joined to the drive element, and having a helical groove with a constant angle of elevation.

а оправу второго подвижного компонента сочлен ют с приводом, имеющим кулачковый паз.and the rim of the second movable component is articulated with a drive having a cam groove.

При этом винтовой и кулачковый пазыAt the same time screw and cam grooves

приводного элемента выполн ют в соответствии с рассчитанными законами перемещени компонентов и рассчитанными допустимыми значени ми отклонений фактического профил пазов от теоретического.the drive element is carried out in accordance with the calculated laws of the movement of the components and the calculated allowable values of deviations of the actual profile of the grooves from the theoretical.

После этого оправы подвижных компонентов сочлен ют с соответствующими пазами при расчетном положении компонентов вдоль оси объектива, причем допуски на форму пазов выдерживают с учетом допусков на изменение фокусных рассто ний компонентов объектива, вызываемых отклонени ми оптических констант и ошибками геометрии изготавливаемых деталей. Контроль правильности взаимного положени After this, the rims of the movable components are joined with the corresponding grooves at the calculated position of the components along the axis of the lens, and the tolerances on the shape of the grooves are maintained taking into account the tolerances for changing the focal lengths of the lens components caused by deviations of optical constants and errors in the geometry of the parts produced. Monitoring the correctness of the relative position

подвижных и неподвижного компонентовmovable and fixed components

осуществл етс по изображению меры приcarried out on the image measures when

дискретном взаимном перемещении первогоdiscrete mutual displacement of the first

и второго компонентов 2.and the second component 2.

К недостаткам такого способа изготовлени следует отнести сложность изготовлени , обусловленную необходимостью задани жестких допусков на оптические константы стекол, толщины линз, радиусы кривизны поверхностей и отклонени профил пазовThe disadvantages of this method of manufacturing include the complexity of manufacturing, due to the need to set tight tolerances on the optical constants of the glasses, the thickness of the lenses, the radii of curvature of the surfaces and the deviation of the groove profile

приводного элемента от расчетной формы.drive element from the design form.

а также невысокое качество создаваемого объективом изображени , обусловленное смещени ми плоскости изобра,жени , обусловленными наличием перечисленных погрешностей изготовлени .as well as the low quality of the image created by the lens due to shifts of the image plane, due to the presence of the listed manufacturing errors.

Целью изобретени вл етс упрощение процесса изготовлени объектива с переменным фокусным рассто нием.The aim of the invention is to simplify the process of manufacturing a lens with a variable focal length.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе изготовлени объектива путем сочленени оправы первого подвижного компонента с приводным элементом , имеющим паз с посто нным углом подъема, сочленени оправы второго подвижного компонента с приводом и контрол правильности взаимного положени подвижных и неподвижных компонентов по изображению миры при дискретном взаимном перемещении первого и второго компонентов , после каждого перемещени первого компонента осуществл ют перемещение второго компонента с помощью отсчетного устройства до приведени изображени миры в зафиксированную плоскость. После этого по полученной зависимости перемещени второго компонента от перемещени первого компонента изготавливают кулачок, вл ющийс приводом второго компонента.The goal is achieved by the fact that in the known method of manufacturing a lens by articulating the rim of the first movable component with a drive element having a groove with a constant angle of elevation, articulating the rim of the second movable component with the drive and controlling the correctness of the relative position of the movable and fixed components in the world image with discrete Mutual movement of the first and second components, after each movement of the first component, the second component is moved by sampling device before bringing the image worlds in a fixed plane. After that, based on the obtained dependence of the movement of the second component on the movement of the first component, a cam is made, which drives the second component.

На фиг. 1 показано принципиальное устройство установки, используемой при осуществлении предлагаемого способа изготовлени объектива с переменным фокусным рассто нием; на фиг. 2 - принципиальное устройство объектива, собранного предлагаемым способом.FIG. Figure 1 shows the principal installation device used in the implementation of the proposed method for manufacturing a variable focal length lens; in fig. 2 - a principal device lens assembled by the proposed method.

Установка включает коллиматор, состо щий из миры 1 и объектива 2, собираемый объектив, имеющий оправу 3 первого (трехлинзового) подвижного компонента, оправу 4 второго (четырехлинзового) подвижного компонента, корпус 5 с установленным в нем (семилинзоврм) неподвижным компонентом, оправу 6, в которой закреплены две линзы первого компонента, соединенную резьбой с оправой 7 первой линзы первого компонента и, пальцем 8 - со шпоночным пазом оправы 3, кольцо 9, лишающее оправку 7 возможности осевого перемещени ; кольцо 10, жестко св занное с оправой 7 и предназначенное дл фокусировки объектива, закрепленный на оправе 3 палец 11, сочлененный со шпоночным пазом корпуса 5 и спиральным пазом приводного диска 12, установленного на жестко св занной с корпусом 5 оси 13; закрепленный на оправке 4 палец 14, сочлененный со шпоночным цазом корпуса 5 и винтом 15 отсчетного винтового механизма.The installation includes a collimator consisting of worlds 1 and lens 2, an assembled lens having a frame 3 of the first (three-lens) mobile component, a frame 4 of the second (four-lens) mobile component, body 5 with a fixed component installed in it (seven), in which two lenses of the first component are fixed, connected by a thread with a rim 7 of the first lens of the first component and, with a finger 8, with a key groove of the rim 3, a ring 9, which prevents the mandrel 7 from axial movement; ring 10 rigidly connected to the frame 7 and designed to focus the lens, mounted on the frame 3 finger 11, articulated with the keyway of the housing 5 and the helical groove of the drive disk 12 mounted on the axis 13 rigidly connected to the body 5; mounted on the mandrel 4, the finger 14, articulated with keyway tsazy body 5 and the screw 15 of the reading screw mechanism.

Кроме того, установка содержит микроскоп 16, причем коллиматор, собираемый объектив и микроскоп крон:штейнами 17,18 и 19 соединены со скамьей 20.In addition, the installation contains a microscope 16, and the collimator, the assembled lens and the microscope crowns: matte 17, 18 and 19 are connected to the bench 20.

Окончательно собранный объектив (фиг. 2) содержит диск 21 с кулачковымThe finally assembled lens (Fig. 2) contains a disc 21 with a cam

пазом, который скреплен винтами 22 с диском 12 и сочлеиен кулачковым пазом с пальцем 14 оправы 4 второго подвижного компонента.groove, which is fastened with screws 22 with a disk 12 and a cam groove with a finger 14 of the rim 4 of the second movable component.

Процесс сборки при изготовлении объектива заключаетс в следующем.The assembly process for manufacturing the lens is as follows.

Обычными приемами собирают объектив с оправой до состо ни , изображенного наConventional techniques collect the lens with the frame to the state shown in

фиг. 1. После этого поворотом оправы 7 за кольцо 10 перемещают оправу 6 с двум линзами первого компонента в положение, при котором окончательно собранный обектив должен быть сфокусирован на бесконечность .FIG. 1. After that, turning the rim 7 by the ring 10 moves the rim 6 with the two lenses of the first component to the position in which the finally assembled obekt should be focused to infinity.

Затем корпус 5 объектива скрепл ют с кронштейном 18, закрепленным на скамье 20, на которой установлены кронштейн 17 с коллиматором (1,2) и кронштейн 19 с микроскопом 16, имеющим подвижку вдоль скамьи. Враща винт 15, кинематически соединенный с пальцем 14, перемещают оправу 4 со вторым подвижным компонентом объектива до положени , которое компонент должен занимать относительно неподвижного компонента объектива при одном из предельных значений фокусного рассто ни объектива, и снимают отсчет по отсчетному устройству винтового механизма (отсчетнре устройство на рисунке не показано). Затем, поворачива приводной диск 12, за палец 11 перемещают оправу 3 до тех пор, пока закрепленный в ней первый компонент не займет положение поThen the lens housing 5 is fastened with a bracket 18 mounted on a bench 20, on which a bracket 17 with a collimator (1.2) and a bracket 19 with a microscope 16 are mounted, moving along the bench. A rotating screw 15, kinematically connected to a finger 14, moves the frame 4 with the second movable lens component to the position that the component must occupy relative to the fixed lens component at one of the focal length limits of the lens, and read the reading device of the screw mechanism (read the device not shown in the figure). Then, turning the drive disk 12, the frame 3 is moved by the finger 11 until the first component fixed in it takes up the position

отношению ко второму, соответствующее выбранному предельному значению фокусного рассто ни окончательно собранного объектива, и фиксируют положение приводного диска 12 (например, с помощьюrelation to the second, corresponding to the selected focal distance limit value of the finally assembled lens, and fix the position of the drive disc 12 (for example, using

скрепленного с ним лимба) по отношению к угломерному устройству. После выполнени этих операций микроскоп 16 фокусируют на плоскость, в которой расположено изображение миры 1 коллиматора,bonded to him limb) with respect to the angle device. After performing these operations, the microscope 16 is focused on the plane in which the image of world 1 of the collimator is located,

построенное собираемым объективом. Затем , поворачива приводной элемент 12, дискретно на равные углы (углы измер ют по угломерному устройству), перемещают оправу 3 с первым компонентом и приbuilt by assembled lens. Then, turning the drive element 12, discretely at equal angles (the angles are measured on an angle gauge), move the frame 3 with the first component and at

каждом фиксируемом ее положении винтом 15 перемещают оправу 4 со вторым подвижным компонентом до такого положени , при котором изображение миры 1 коллиматора собираемым объективом совпадает с плоскостью, на которую был сфокусирован микроскоп 16. При каждом совмещении изображени марки с этой плоскостью по отсчетному устройству винтового механизма снимают величину перемещени each fixed position of the screw 15 moves the frame 4 with the second movable component to such a position that the image of world 1 of the collimator by the assembled lens coincides with the plane on which the microscope was focused 16. With each alignment of the image of the mark with this plane, the reading device of the screw mechanism is removed displacement amount

оправы 4 второго компонента.rim 4 of the second component.

Описанные операции продолжают до техThe described operations continue until

пор, пока первый компонент объектива неas long as the first component of the lens is not

займет положение, соответствующее другому предельному значению фокусного оассто ни окончательно собранного объектива . Получают фактически необходимый закон перемещени второго компонента объектива , который учитывает погрешности изготовлени как оптических, так и механических деталей, вли ющие на положение плоскости изображени .occupies a position corresponding to another limit value of the focal region of the finally assembled lens. In fact, the necessary law of displacement of the second component of the lens is obtained, which takes into account the manufacturing errors of both optical and mechanical parts, affecting the position of the image plane.

В соответствии с полученными данными изготавливают кулачковый паз на диске 21, который после отсоединени винта 15 от пальца 14 сочлен ют с этим пальцем, при этом диск 21 разворачивают относительно диска 12 до тех пор, пока изображение миры не совпадает с плоскостью, на которую сфокусирован микроскоп 16. В этом положении диски 12 и 21 скрепл ют винтами 22 и провер ют стабильность положени плоскости изображени окончательно собранного объектива во всем диапазоне изменени его фокусного рассто ни .In accordance with the obtained data, a cam groove is made on the disk 21, which, after detaching the screw 15 from the finger 14, joins this finger, while the disk 21 is turned relative to the disk 12 until the image of the world coincides with the plane on which the microscope is focused. 16. In this position, the disks 12 and 21 are fastened with screws 22 and check the stability of the position of the image plane of the finally assembled lens over the entire range of variation of its focal length.

Предлагаемый способ изготовлени объектива с переменным фокусным рассто нием позвол ет упростить изготовление деталей объектива путем расширени допусков на их характеристики и размеры и улучшить качество собранного издели , благодар устранению вли ни большинства ошибок изготовлени на стабильность положени плоскости изображени , а следовательно , и на качество создаваемого объективом изображени .The proposed method of manufacturing a lens with a variable focal distance allows to simplify the manufacture of lens parts by extending the tolerances on their characteristics and dimensions and to improve the quality of the assembled product, by eliminating the influence of most manufacturing errors on the stability of the image plane position and, consequently, on the quality of the lens. images.

Claims

6 claims

A method of manufacturing a lens with a variable focal distance by articulating the rim of the first movable component with a drive element having a groove with a constant elevation angle, articulating the rim of the second movable component with the drive and checking the correctness

the relative position of the subterranean and stationary components in the image of the worlds with the interdisciplinary mutual movement of the first and second components, characterized in that, in order to simplify

the manufacturing process, after each movement of the first component, the second component is moved by means of a reading device before the image of the world is brought into a fixed plane, after which the resulting dependence of the second component on the movement of the first component is used to make a cam that drives the second component.

Information sources,

taken into account during the examination 1. Kruger M. Ya. and others. Reference book of the designer of optical-mechanical devices. M. Mechanical Engineering, 1967, p. 366.

2. Pogarev GV. Adjustment of optical devices. M., “Mechanical Engineering, 1968, p. 52-60 (prototype).

Rig 2

/four