DE3600781A1

DE3600781A1 - Linsenhalterung

Info

Publication number: DE3600781A1
Application number: DE19863600781
Authority: DE
Inventors: Takae Hachioji Tokio/Tokyo Harutake; Naoyuki Seo; Michio Shirai; Naohito Siga
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1986-10-02
Anticipated expiration: 2006-01-15
Also published as: JPH041532Y2; DE3600781C2; DE3600781C3; US4725126A; JPS61155814U

Description

Die Erfindung betrifft eine Linsenhalterung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

VV Für die Halterung einer Linse mittels eines Halterahmens sind Vorrich-

tungen üblich, weiche die Linse mittels einer Schraube, durch Verstemmen, durch einen Gewindering oder dergleichen an dem Halterahmen befestigen, ohne ein Klebemittel zu verwenden. Es werden ferner Vorrichtungen verwendet, welche die Linse dynamisch halten, und zwar mittels einer synergistischen Aktion eines geeigneten Einkerbungsbereichs, der am äußeren Randbereich der Linse und außerhalb der effektiven Apertur vorgesehen ist, mit einem elastischen Vorsprung, der am Halterahmen der Linse an einer Stelle vorgesehen ist, die dem Einkerbungsbereich entspricht.

Durch die Maßnahmen, durch welche die Linse mit dem Halterahmen verbunden wird, werden jedoch optische Spannungen in der Linse erzeugt, die uf der erzwungenen Haltekraft beruhen, wodurch die optischen Eigenschaften wesentlich verschlechtert werden. Andererseits kann bei den dynamischen Haltevorrichtungen= die Zentrierbefestigung nicht sehr genau durchgeführt werden, weshalb diese bei den Linsenhalterungsteilen, die eine hohe Zentriergenauigkeit erfordern, nicht anwendbar sind.

Bei einem bekannten Linsensystem, das eine verhältnismäßig exakte Zentrierung erfordert, kommt im allgemeinen eine Struktur zur Anwendung, bei welcher eine Linse 2 an einem Linsenhalter oder Halterahmen 3 mittels eines Klebemittels 1 festgehalten wird, wie dies in den Figuren 7a und 7b gezeigt ist. Bei der bekannten Ausführungsform der Fig.7a ist das Klebemittel 1 in einen Zwischenraum gefüllt, der durch die äußere Randoberfläche der Linse 2 und die innere Randoberfläche der Linsenbuchse 3 über den ganzen Umfang definiert wird. In der Ausführungsform der Fig.7b ist der Kleber 1 punktweise in einen Raum 4 eingefüllt, der durch die äußere Randoberfläche der Linse 2 und die innere Randoberfläche der Linsenbuchse 3 an mehreren regelmäßigen oder unregelmäßigen Positionen definiert wird.

Bei den vorstehend erwähnten Ausführungsforrnen wird ein durch Ultraviolett-Strahlung aushärtender Kleber als Kleber 1 verwendet, so daß die Linse mit relativ hoher Genauigkeit zentriert festgehalten werden kann. Es treten jedoch folgende Probleme auf.

Die Haltekraft der Linse 2 ist ein Produkt der Haltekraft des Klebers 1 im Adhäsionsgebiet (S=^* D χ Länge des aufnehmenden Bereichs; D: Radius der Linse). Bei dieser Verbindung wird die Haltekraft in der Fig.7a wegen der Adhäsion über den ganzen Umfang außergewöhnlich groß, so daß eine optische Spannung in der Linse 2 auftritt und folglich die optisehen Charakteristiken nach dem Befestigen der Linse merklich verschlechtert werden, verglichen mit den optischen Eigenschaften der Linse selbst. Bei der Ausführungsform der Fig.7b kann die Haftkraft auf einen vorgegebenen Wert festgelegt werden. Der punktweise eingegebene Kleber 1 dringt jedoch gleichmäßig in den ringförmigen Raum h zwisehen der Linse 2 und der Linsenbuchse 3 ein, so daß eine Streuung in der Haftkraft zwischen den punktweise eingegebenen Mengen des Klebers 1 auftritt, was eine Zunahme der optischen Spannung bewirkt.

L· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend erwähnten und

bei den bekannten Linsenhalterungen auftretenden Nachteile zu beseitigen und eine Linsenhalterung zu schaffen, bei welcher der Kleber gleichmäßig in einen Bereich gegeben wird, der ohne Streuung an eine Linse angepaßt,werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß die optischen Spannungen der Linse reduziert werden, obwohl die Linse sehr fest im Halterahmen sitzt.
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'JL Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der erfindungs-

-G-gemäßen Linsenhalterung;

Fig.2,3a und 3b schematische Ansichten der wesentlichen Konstruktionsteile der Vorrichtung gemäß Fig.l;
05

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Linsenhalterung gemäß Fig.l;

Fig. 5 einen teilweise vergrößerten Querschnitt einer anderen Ausführungsform der wesentlichsten Konstruktionsteile der Linsen-IG halterung gemäß Fig.l;

Fig. 6 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Linsenhalterung;

Fig. 7a und 7b schematische Ansichten herkömmlicher Linsenhaiterungsvorrichtungen.

Die Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 beschrieben.

Wie die Fig.l zeigt, sind vier gebogene Eindrücke 12 am äußeren Umfang der Linse 11 in gleichen Abständen vorgesehen. Der nach innen gewölbte Eindruck 12 definiert einen nicht-aufzufüllenden Bereich für einen Kleber 16, der in den Raum zwischen einer äußeren Umfangsfläche 13 der Linse Il und einer inneren Umfangsflache 15 eines Linsenhalterungsrahmens bzw. einer Linsenbuchse 14 eingegeben wird, d.h. er definiert einen nicht-klebenden Bereich. Die Anzahl der nach innen gewölbten Einbuchtungen 12, die vorgesehen werden muß, wird entsprechend der Größe der Linse 11 festgelegt. Diese Zahl der Einbuchtungen 12, bezogen auf die Linsengröße, wird entsprechend der nachfolgend dargestellten Tabelle festgelegt.

Die Zahl der nach innen gewölbten Einbuchtungen 12 wird so gewählt, daß die optische Spannung der Linse 11, die an dem Linsenhaiterahmen

-7-

14 mittels des Klebers 16 befestigt ist, so klein wie möglich gehalten wird.

Linsengröße	( Φ)	Zahl der nach innen gewölbten
		Einbuchtungen (Zahl der Aus
		sparungen in gleichen Abständen)
10 >		3 ^;
10 < φ <	20	3-4
20 < φ <	30	3-5
30 < φ <	40	4-6
40 < Φ <	50	4-7
50 < φ <	80	5-8
80 < φ <	1ΰ£ί	6-12
100 <	Φ	6 <

Da die nach innen gewölbte Einbuchtung 12 einen Bereich darstellt, der nicht durc den Kleber 16 auf gefüllt wird, bedeutet dies, daß der Klebebereich der Linse 11 zu dem Linsenhalterungsrahmen 14 durch die äußere Umfangsoben'äche 17 der Linse zwischen den nach innen gewölbten Einbuchtungen 12 dargestellt wird.

Der Klebebereich einei derartigen äußeren Umfangsoberflache 17 der Linse nimmt in Abhängigkeit von der Linsengröße zu oder nimmt in Abhängigkeit von der Verringerung der Linsengröße ab, falls die Linse il dieselbe Größe hat und mit derselben Anzahl von gewölbten Einbuchtungen versehen ist, so daß es dann, wenn die Klebekraft der Linse konstant gehalten wird, erforderlich ist, öie Anzahl der nach innen gewölbten Einbuchtungen so zu vergrößern wie sich die Linsengröße vergrößert. Darüber hinaus wird die Zahl der nach innen gewölbten Einbuchtungen 12, die in der Tabelle angegeben ist, insbesondere so festgelegt, daß die

—ο—

optische Spannung klein gehalten wird, um ein sehr präzises optisches Teil zu erhalten. Falls keine große Präzision erforderlich ist, kann die Zahl der nach innen gewölbten Einbuchtungen in Abhängigkeit von der Linsengröße auf 1-3 reduziert werden. Das Symbol φ in der Tabelle bedeutet die Linsenabmessung.

Die Fig.2 zeigt eine Linse 11, bei welcher sechs Einbuchtungen 12 vorgesehen sind, d.h. für deren Durchmesser 40 < φ < 50 gilt.Wie in der Fig.2 gezeigt, ist die Einbuchtung 12 als Bogen ausgebildet, der Teil eines um den Punkt 0 geschlagenen Kreises mit dem Radius R ist, wobei der mittlere Abstand L die Entfernung des Punktes 0 vom Mittelpunkt der Linse 11 darstellt. Dieser mittlere Abstand wird folgendermaiien festgelegt:

L = 2R

²

wobei Φ der Durchmesser der Linse und φ, die effektive Apertur dieser Linse 11 bedeuten. Dies heißt, daß der Bogen der gekrümmten Einbuchtung 12 als Kreisbogen eines Kreises ausgebildet ist, der seinen Mittelpunkt im Punkt 0 hat und der mit seinem Umfang an die effektive Apertur der Linse 11 reicht, so daß die Länge 1 einer Sehne zwischen den Punkten a und b die Bogentangente zur effektiven Apertur durchschneidet, ν. irch die Linse 11 auf einen bestimmten Durchmesser festgelegt wird.

Die nach innen gewölbte Einbuchtung 12 ist nicht auf eine Bogenform beschränkt, sondern kann auch eine flache Ausgestaltung haben, wobei die Punkte a und b direkt miteinander verbunden sind und den Bogen der Tangente des Radius R an der effektiven Apertur der Linse 11 durchschneiden, wobei die Linsenform so ist, wie es die Fig.3a zeigt.

Es ist auch möglich, wie in der Fig.3b dargestellt, daß die Einbuchtung 12 entlang eines Kreises der effektiven Apertur der Linse 11 vorgesehen ist. Außerdem kann die Einbuchtung jede beliebige andere Form annehmen, wenn die effektive Apertur und die Sehnenlänge I gewährleistet

sind. Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

Die Linse 11 wird in einen Linsenaufnahmebereich des Linsen-Halterahmens 14 eingefügt, worauf der Kleber 16 zwischen die äußere Umfangsoberflache der Linse, mit Ausnahme der Einbuchtungen 12, und die innere Umfangsoberflache des Linsen-Halterahmens 14 mit Hilfe einer nicht dargestellten Kleber-Zuführungseinrichtung, z.B. einer Distributeurmaschine oder dergleichen, eingegeben wird, wie es die Fig.l zeigt. Der Kleber 16 kann hierbei vor der Einfügung der Linse 11 eingebracht werden.

Der Kleber 16 dringt in einen Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Linse 11 und der inneren Umfangsoberfläche des Linsen-Halterahmens 14. In diesem Fall, wie in der Fig.4 gezeigt, gelangt der Kleber zunächst in die rechte und in die linke Richtung, aber das Fließen in diese Richtungen wird durch die kleberfreien Einbuchtungen 12 so gesteuert, daß der Kleber in die Richtung 19 nach unten fließt. Sobald der Kleber in den gesamten Klebebereich eingegeben ist, der durch benachbarte Einbuchtungen 12 definiert wird, endet das Eindringen des Klebers 16, und der Zustand des zugeführten Klebers 16 stabilisiert sich.

Nach dem Einfüllen härtet der Kleber 16 aus. Dieses Aushärten wird mittels Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durchgeführt, falls ein ultraviolett-härtender Kleber verwendet wird. Dagegen wird das Aushärten bei Raumtemperatur oder mittlerer Temperatur (Aufheizung) durchgeführt, wenn ein Zwei-Komponenten-Kleber verwendet wird oder bei einer Reaktion (zwei Teile) bzw. unter Feuchtigkeitsbedingungen, wenn ein Silikonkleber zur Anwendung kommt.

Wie die Fig.5 zeigt, kann im Linsenhalterahmen 14 eine ringförmige Einkerbung 20 vorgesehen sein, um den Kleber 16 gleichmäßig in die innere Umfangsoberfläche des Linsenhaiterahmens 14 einzugeben oder um einen

Haltebereich von der Höhe 2e zu bilden, damit der zentrale Bereich der Linse 11 mit einer Dicke t gehalten wird. In diesem Fall wird der Kleber 16 gleichmäßiger eingefüllt.

Entsprechend der obigen Ausführungsform wird somit der Klebebereich zwischen den benachbarten Einbuchtungen 12 vereinheitlicht, indem die Länge 1 der Einbuchtung 12 gewährleistet ist, wodurch die Linse 11 mit einer gleichmäßigen Klebekraft gehalten wird. Außerdem wird die Zahl der Einbuchtungen 12 so festgelegt, daß die optische Spannung der Linse 11 so gering wie möglich gehalten wird, damit die optische Spannung der Linse 11 beim Aushärten des Klebers sehr klein ist, was wiederum ein sehr präzises Linsensystem zur Folge hat.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein Elastomer (z.B. Urethankunstharz, Styrolkunstharz, Silikonkunstharz oder dergleichen), der ein schaumbildendes Agens enthält, in den Raum zwischen den Einbuchtungen 12 der Linse und dem Linsenhalterahmen 14 eingegossen, wo er aushärtet, so daß die Feuchtigkeitsfestigkeit, die Hitzefestigkeit, die Dämpfungsfunktion und dergleichen des Linsensystems verbessert werden. 20

In der Fig.6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wobei die Einbuchtung 12 an der inneren Umfangsoberflache des Linsenhaiterahmens 14 anstatt an der Linse 11 vorgesehen ist.

Die Form und die Zahl dieser Einbuchtungen 12 entsprechen denjenigen der ersten Ausführungsform; insbesondere ist die Form nicht notwendigerweise eingeschränkt, sofern nur die Länge 1 der Einbuchtung 12 gewährleistet ist. Außerdem muß der Abstand φ_? zwischen den gegenüberliegenden Einbuchtungen 12 nicht auf einen bestimmten Wert beschränkt weruen, sofern der Kleber 16 nicht ausfließt und (JÜL = Q) + (0,5-2) mm ist, wie entsprechende Versuchsergebnisse gezeigt haben. In diesem Fall ist die Linse 11 ein Kreis. Die zweite Ausführungsform entspricht in den übrigen Merkmalen der ersten Ausführungsform. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist die Einbuchtung 12 nicht in der Linse 11 vorgesehen,

obwohl ansonsten dieselbe Funktion und derselbe Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erreicht wird, so daß auch hier keine Beschädigung der Linse 11 auftritt.

Ü5 Wie bereits erwähnt, kann gemäß der Erfindung die Klebekraft als Linsenhalterungskraft so festgelegt werden, daß die optische Spannung ein Minimum wird. Ferner ' ann der Klebebereich vergleichmäßigt werden, so daß die Streuung der Klebekraft beseitigt wird, wodurch man ein Linsenhalterungssystem ethält, das eine sehr geringe optische Spannung bei einer stabilen Haltekraft aufweist.

Claims

P 3Al-ΟΥ/85 LINSENHALTERUNG Patentansprüche

1. Linsenhalterung für die Halterung einer optischen Linse in einem Halterahmen, wobei die Verbindung zwischen der Linse und dem Halterahmen mittels eines Klebers hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem äußeren Umfang der Linse (11) und/oder dem inneren Umfang des Halterahmens (14) mindestens eine Aussparung (12) vorgesehen ist, in der sich kein Kleber (16) befindet.

2. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem äußeren Umfang der Linse (11) befindliche Aussparung (12) außerhalb der effektiven Apertur dieser Linse (U) vorgesehen ist.

3. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aussparungen (12) äquidistant auf dem Umfang der Linse (11) und/ oder des Halterahmens (14) angeordnet sind.

4. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen eine Buchse ist.

5. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nie

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Aussparungen (12) auf dem äußeren Umfang der Linse (11) Einbuchtungen sind, deren eine Begrenzung Teil des Umfangs eines Kreises mit dem Radius (R) ist.

6. Linsenhalterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) dem Radius (R) des äußeren Umfangs der Linse (11) entspricht und von einem Punkt (0) ausgeht, der einen Abstand (L) vom Mittelpunkt der Linse (11) hat.

7. Linsenhalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (L) nach der Vorschrift

2R

festgelegt wird, wobei φ der äußere Umfang der Linse (11) und φ, die . c effektive Apertur der Linse (11) ist.

8. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (12) im wesentlichen durch Sekanten definiert sind.

9. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (12) durch die effektive Apertur der Linse (11) begrenzt sind (Fig.3b).

10. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Abstand QL der im Halterahmen (14) vorgesehenen Aussparungen

(12) die Vorschrift QL = Φ + (0,5 bis 2) mm gilt, wobei Φ den Durchmesser der Linse (11) bezeichnet.

11. Linsenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Halterahmen (14) eine Einkerbung (20) vorgesehen ist, so daß ein Haltebereich von 2e gebildet wird, um den zentralen Teil der Linse (11) mit der Dicke (t) zu halten.

12. Linsenhalterung nach einem oder nach mehreren der vorangegangenen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (16) ein durch Ultraviolett-Su^hlung aushärtender Kleber ist.

13. Linsenhaiterur^ nach einem oder nach mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (16) ein anaerober Kleber ist, der mittels Ultraviolett-Strahlung aushärtet.

14. Linsenhalterung nach einen oder nach mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (16) ein reaktiver Zwei-Komponenten-Kleber ist.

15. Linsenhalterung nach einem oder nach mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber (16) ein Silikonkleber ist.