КОСМИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ В ОПРАВЕ Российский патент 1999 года по МПК G02B7/00 

Изобретение относится к оптико-механической промышленности и может быть использовано при конструировании объективов, предназначенных для работы в космосе.

Известна конструкция объектива в оправе, содержащего корпус и установленные в него оправы с оптическими элементами.

Недостатки такой конструкции - большой вес и ухудшение качества при изменении температуры, обусловленное либо деформацией оптических элементов, либо их децентровкой, возникающими из-за разницы коэффициентов линейного расширения материалов.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности заявленному решению является объектив в оправе, состоящий из скрепленных между собой оправ с закрепленными в них оптическими элементами. Ограничителями смещений оптических элементов вдоль оси в таком устройстве служат фланцы оправ, а ограничителями поперечных смещений - термокомпенсаторы, закрепленные на цилиндрической части оправ.

Такой объектив имеет меньший вес в сравнении с вышеописанным устройством, благодаря отсутствию общего корпуса, и меньше подвержен температурным изменениям, благодаря наличию термокомпенсаторов.

Однако вес такого объектива в оправе все же большой. Дело в том, что при использовании для оправ оптических элементов легких материалов (алюминиевых или магниевых сплавов) приходится применять сложные и тяжелые компенсаторы, а в случае применение более простых и легких компенсаторов из пластмасс приходится делать оправы из более тяжелых материалов (стали или титана), так как пластмассовые компенсаторы не в состоянии скомпенсировать изменения в размерах при большой разности коэффициентов линейного расширения материалов оптических элементов и оправ.

Данное изобретение позволяет избавиться от недостатков известного.

Цель изобретения - уменьшение веса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем оптические элементы и ограничители их перемещений в осевом и поперечном направлениях, ограничители поперечного перемещения, по крайней мере, части оптических элементов, выполнены в виде колец, каждое из которых выполнено их материала, близкого по коэффициенту линейного расширения к материалу соответствующего оптического элемента, размещено между ограничителями его осевого смещения и сочленено с одним из них шлицевым соединением.

На чертеже показана принципиальная конструкция предложенного объектива в оправе.

Оптические элементы 1, 2, 3 установлены с температурным зазором между фланцами скрепленных друг с другом оправ 4, 5, 6 и кольца 7. Кольца 8, 9, 10, ограничивающие поперечные смещения оптических элементов, установлены между деталями 4 - 7 и соединены шлицевыми соединениями с оправками: восьмое с четвертой, девятое с пятой и десятое с шестой.

Оптические элементы 1, 2, 3 выполнены, например, из стекол ЛК3, БФ6, ТФ1, имеющих коэффициент линейного расширения примерно 8,5•10^-6. Кольца 8, 9, 10 выполнены в этом случае из титана (коэффициент линейного расширения примерно 8,5•10^-6. Оправы 4, 5, 6 и кольцо 7 могут быть выполнены из любого легкого материала, например, из алюминиевого сплава Д16 (коэффициент линейного расширения примерно 24•10^-6).

Работает устройство следующим образом.

При изменении температуры диаметры оптических элементов 1, 2, 3 и колец 8, 9, 10 в силу равенства коэффициентов линейного расширения их материалов изменяются на одинаковые величины, т.е. не происходит ни деформации оптического элемента, ни появления зазора между ними, вызывающего децентрировку оптических элементов. Диаметры оправ 4, 5, 6 при этом изменяются на значительно большую величину, так как коэффициент линейного расширения их материала почти в 3 раза больше. В результате этого кольца 8, 9, 10 и оправы 4, 5, 6 проскальзывают друг по другу, но это, благодаря шлицевому соединению, не вызывает из взаимной деформации и при этом сохраняется центрированное положение оптических элементов.

Таким образом, данное устройство позволяет получить объектив в оправе, эквивалентный по своим температурным свойствам известному устройству, но значительно меньшего веса, так как оправы выполнены из более легкого материала, а вес меньше веса компенсаторов.

Использование: в оптико-механической промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит оптические элементы и ограничители их перемещения в осевом и поперечном направлениях. При этом ограничители перемещений в поперечном направлении выполнены в виде колец, каждое из которых изготовлено из материала, близкого по коэффициенту линейного расширения к материалу оптического элемента, размещено между ограничителями его смещения в осевом направлении и сочленено с одним из них шлицевым соединением. 1 ил.

Космический объектив в оправе, содержащий оптические элементы и ограничители их перемещений в осевом и поперечном направлениях, отличающийся тем, что ограничители перемещений в поперечном направлении выполнены в виде колец, каждое из которых изготовлено из материала, близкого по коэффициенту линейного расширения к материалу соответствующего оптического элемента, размещено между ограничителями его смещения в осевом направлении и сочленено с одним из них шлицевым соединением.