Оптическое устройство в оправе и способ его сборки Советский патент 1992 года по МПК G02B7/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при изготовлении конденсоров, коллекторов, объективов, окуляров и других малогабаритных линзовых устройств.

Известна конструкция оптического устройства насыпного типа 1. в которой лин- зовые элементы установлены е общий корпус и закреплены в нем резьбовым кольцом. Первый линзовый элемент в таком устройстве опирается на торец корпуса. Линзовые элементы отделены друг от друга промежуточными кольцами.

Способ сборки таких устройств предусматривает последовательную установку в корпус следующих друг за другом линзовых элементов и промежуточных колец, после чего весь пакет крепится резьбовым кольцом.

К недостаткам конструкции следует отести сложность изготовления и большую тоимость деталей, обусловленные жесткии допусками на децентрировку оптических оверхностей относительно сборочных баз инзовых элементов, а также на форму и расположение торцев промежуточных коец/v м -- :г. :

При сборке таких конструкций трудно акрепить оптику без пережатий.

Известен другой способ сборки линзовых оптических устройств 2. предусматривает жёсткое закрепление колец на корпусе или на предшествующем оптичеком элементе, центрированную обработку вободной поверхности кольца и приклеивание к ней последующего оптического элемента при центрировании его свободной поверхности, :.: /;; ; . ; ;

Такой способ сложен, малопроизводителен и требует больших Затрат rib очистке конструкции от стружки и потеков клеящего вещества на рабочих поверхностях.

Целью изобретения является упрощение изготовления и снижение стоимости устройств с тонкими йоздуш н ымй промежутками, ограниченными поверхностями с разными радиусами, а также повы- шение производительности при сборке. Изобретения позволяют в сравнении с прототипом упростить изготовление крлец за ечет расширений допусков на их длину и форму торцев, упростить процесс сборки и повысить его производительность.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном оптическомустройстве е оправе, содержащем корпус, линзовые элементы, первый из которых оШраётсй на Ьрец корпуса, и элементы креплений; лий- зовые элементы прижаты друг к другу вершинами рабочих поверхностей, каждый из линзовых элементов, начиная со второго, закреплен кольцом, соединенным с охватывающей его деталью отвердевшим материа- лом, а каждый из линзовых элементов, начиная с третьего, размещен в кольце, которым закреплен предыдущий линзовый Элемент, при этом линзовые элементы относительно охватывающих их элементов раз- мещены с диаметральным зазором.

Дополнительное отличие изобретения заключается в том, что суммарный диаметральный зазор относительно корпуса, с ко торым установлены Второй и последующие линзовые элементы, допуски на децентрй- ровку их нечетных при счете от первого линзового элемента наружных поверхностей и допуски на децёнтрировку этих поверхностей относительно сборочных баз линзовых элементов связаны соотношением

ADn

2R2n

Ау/

:ь t2.n-1 - ЧцН

где п - порядковый номер линзового элемента;. R2n - радиус кривизны честной наружной поверхности линзового элемента с номером

: : ...-:. .

С2п-1 - допуск на децёнтрировку нечетной поверхности элемента с номером ri в собранном устройстве.

С2И - допуск на децёнтрировку той же . поверхности относительно сборочных баз линзового элемента,.

Ц - расстояние между центрами кривизны

поверхностей с номерами 2п-1 и 2П.

Сущность способа сборки изобретенного устройства заключается в том, что при известных последовательной установке линзовых элементов в корпус и их закреплении, по мере установки, кольцами после центрирования, центрировку осуществляют относительно оптической оси первого элемента, центрируя четные наружные поверхности второго и всех последующих

линзовых элементов путем наклона колец и линзовых элементов, а закрепление-осуще- ствляют скреплением первого кольца с корпусом, а каждого последующего кольца с

предыдущим.

На чертеже в трехлинзовом устройстве первый линзовый элемент 1 оптической системы опирается поверхностью 9 на торец корпуса 4. Второй линзовый элемент 2 контактирует вершинами своих рабочих поверхностей 11, 12 с рабочими поверхностями

10, 13 линзовых элементов 1 и 3. Второй

линзовый элемент 2 закреплен в корпусе 4

кольцом 5, соединенным с охватывающим

его корпусом отвердевшим материалом 6.

Третий линзовый элемент 3 размещен в кольце 5, которым закреплен предыдущий . линзовый элемент 2. Закрепление третьего

элемента 3 осуществлено кольцом 7, Соединённым с охватывающим его кольцом 5 отв ердевшим материалом 8.

При другом количестве оптических элементов принцип построения конструкции сохраняется.

Суммарный диаметральный зазор.

ДОп с которым линзовые элементы 2, 3 установлены относительно корпуса 4, допуски на децёнтрировку их нечетных при счете от первого линзового элемента наружных поверхностей 11, 13 и допуски на децентрирбвку этих поверхностей относительно сборочных баз линзовых элементов связаны соотношением .

U

2R2n

ClnnлЛLZn-t

где п - порядковый номер линзового элемента (для элемента 2 п 2, для элемента 3 п 3);

R2n радиус кривизны четной наружной поверхности элемента с номером п (в случае элемента 2 эта поверхность обозначена на рисунке цифрой 12, в случае элемента 3 - цифрой 14);

- допуск на децентрировку нечетной поверхности элемента с номером-п в собранном устройстве;

С2п-1 - допуск на децентрировку той же поверхности относительно сборочных баз линзового элемента;

Ln - расстояние между центрами кри- визны поверхностей с номерами 2п-1 и 2П.

На чертеж перечисленные величины показаны для второго линзового элемента (п 2) и его поверхностей 11, 12, имеющих центры кривизны Он и 012. Индексами Од и Ою обозначены центры кривизны поверхностей 9,10 первого линзового элемента 1.

Сборку оптического устройства в оправе осуществляют следующим образом.

Первый линзовый элемент 1 устанавли- вают в корпус 4, размещенный на юстируемом основании (на рисунке не показано). Наклонами и подвижками юстируемого основания совмещают оптическую ось Од - Ою первого линзового элемента 1 с осью автоколлимационного микроскопа, например, трубки Забелина (на рисунке не показана). После этого в корпус устанавливают линзовый элемент 2 и кольцо 5,, Наклоняя кольцо 5, центрируют четную поверхность 12 линзового элемента 2 относительно оптической оси первого линзового элемента 1, т.е. совмещают центр кривизны 012 с осью Од - Ою или. другими словами, - с совмещенной с нею осью микроскопа. При отой операции происходит децентрировка поверхности 11, но она не может превысить

AD2. величины -KB-L-2. В результате предельная

/Ivl

децентрировка не может оказаться больше величины С + . Положение кольца

5фиксируется отвердевающим материалом

6(Материал б может быть нанесен и до наклонов кольца, если время жизни материала 6 превышает время, необходимое для юстировки линзы 2 наклонами кольца 5). После отвердевания материала б, в кольце 5 размещают линзовый элемент 3 и центрируют его четную поверхность относительно оси Оэ - Ою наклонами кольца 7 с фиксацией отвердеваюа им материалом 8. Аналогично поступают со всеми последующими линзами, если он и есть. В результате

сборки четные поверхности всех линзовых элементов оказываются центрированными относительно оптической оси первого линзового элемента, а децентрировка нечетных поверхностей всех линзовых элементов оказывается в пределах величины .1 . ADn

C2n-1 +

u.

- 2R2.n

Для всех линз, начиная с тр етьбй. ДОП представляет собой суммарный диаметральный зазор между линзой и корпусом, численно равный сумме зазоров, с которыми линза и предшествующие ей кольца вставлены друг в друга и в корпус (для третьей линзы ДОз равен сумме зазоров, с которыми линза 3 вставлена в кольцо 5 и кольцо 5 - в корпус 4).

Формула изобретения

1.Оптическое устройство в оправе, содержащее корпус, линзовые элементы, первый из которых опирается на торец корпуса, и элементы крепления, отличающееся тем. что, с целью упрощения изготовления и снижения стоимости устройств с тонкими воздушными промежутками, ограниченными поверхностями с разными радиусами, линзовые элементы прижаты друг к другу вершинами рабочих поверхностей, каждый

из линзовых элементов, начиная с второго, закреплен кольцом, соединенным с охватывающей его деталью отвердевшим материалом, а каждый из линзовых элементов, начиная с третьего, размещен в кольце, которым закреплен предыдущий линзовый элемент, при этом линзовые элементы относительно охватывающих элементов размещены с диаметральным зазором.

2.Устройство лоп.1.отличающее- с я тем, что суммарный диаметральный зазор относительно корпуса, с которым установлены второй и последующие линзовые элементы, допуски на децентрировку их нечетных при счете от первого Линзового элемента наружных поверхностей и допуски на децентрировку этих поверхностей относительно сборочных без линзовых элементов связаны соотношением

50

ADn

«2 Зп-1 СЛ2п-1

где п - порядковый номер линзового элемента;

R2n - радиус кривизны четной наружной поверхности линзового элемента с номером п. ъ

С2п-1 - допуск на децентрировку нечет-, ной поверхности элемента с номером п. в собранном устройстве;

йп-1 - допуск на децеитрировку той же поверхности относительно сборочных баз линзового элемента;

U - расстояние между центрами кривизны поверхностей с номерами 2п -1 и 2П.

3. Способ сборки оптического устройства в оправке путем последовательной установки линзовых элементов в корпус и их закрепления по мере установки кольцами после центрирования, отличающийся

0

тем, что, с целью упрощения и повышения производительности способа, центрировку осуществляют относительно оптической оси первого линзового элемента, центрируя четные наружные поверхности второго и всех последующих Линзовых элементов путем наклона колец и линзовых элементов, закрепление осуществляют скреплением первого кольца с корпусом, а каждого последующего кольца с предыдущим.

Использование: оптическое приборостроение. Сущность изобретения: линзы контактируют друг с другом вершинами рабочих поверхностей и закреплены в корпусе, начиная со второй, кольцами, скрепленными с охватывающими их деталями отвердевшим материалом. Каждая из линз, начиная с третьей, размещена в кольце, которым закреплена предыдущая линза. Последняя линза может быть скреплена отвердевшим материалом с кольцом, в котором она размещена. Суммарный диаметральный зазор Dn относительно корпуса, с которым установлены второй и последующие линзовые элементы, допуски C2n-i на децентрировку их нечетных поверхностей в устройстве и допуски Cjjn-f на децентрировку этих поверхностей относительно сборочных баз линзовых элементов связаны соотношением ADn rjp- Cjfn-i - , где п - порядковый номер линзового элемента; R2n - радиус кривизны его четной поверхности; Ln - расстояние между центрами кривизны нечетной и четной поверхностей. При сборке устройства совмещают оптическую ось первого линзового элемента с осью автоколлимационного микроскопа, а затем совмещают с нею последовательно центры кривизны четных поверхностей линзовых элементов по мере их установки. Совмещение осуществляют путем наклонов колец и последнего линзового элемента с последующей фиксацией наклоняемых элементов отвердевающим материалом. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 ил. СО с VJ Os 2 ON Ю

/

8