DE69524392T2 - Linsenhalterung - Google Patents

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
• Diese Erfindung betrifft eine Linsenfassung für ein optisches Hochleistungsinstrument.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die Hochleistungsoptik setzt oft sehr enge Toleranzen für das Positionieren von Linsen sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung voraus. Um solchen Toleranzen zu genügen, werden Linsenschlitten oft auf linearen Führungen mit rollenden Elementen angebracht, und es werden Kugelumlaufspindeln bereitgestellt, um die Linsenschlitten in Axialrichtung zu positionieren. Die Präzision, die bei optischen Hochleistungsinstrumenten erforderlich ist, die solche Komponenten einschließen, verursacht enge Anforderungen an die mechanische Ausrichtung, Fehler bei der Ausrichtung von nur wenigen Mikrometer können Vergrößerungen der Reibung verursachen, die ausreichen, daß sich die Vorrichtung festfrißt.
• Es werden verschiedene Verfahren angewendet, um diesem Problem zu begegnen, wobei im allgemeinen Mittel zur sorgfältigen Ausrichtung der Führungen und Kugelumlaufspindeln verwendet werden, gefolgt von der Befestigung. Die Gewährleistung einer solch genauen Ausrichtung erhöht die Kosten der Vorrichtung beträchtlich, und außerdem bleibt die Vorrichtung empfindlich für kleine Verformungen in ihrer Struktur, zum Beispiel auf Grund von thermisch erzeugten Spannungen.
• Patent Abstracts of Japan, Band 16, Nr. 416, M-1304 (entspricht JP 04 140546 A) oder US 5150260A legen eine Linsenfassung offen, welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Linsenfassung für ein optisches Hochleistungsinstrument bereitgestellt, die alle Merkmale von Anspruch 1 hat.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Dieser und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun als Beispiel, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine Rückansicht einer Linsenfassung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von oben eines Biegeelements der Fassung von Fig. 1 ist,
• Fig. 3 eine Rückansicht einer Linsenfassung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
• Fig. 4 eine Rückansicht einer Linsenfassung nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
• Fig. 5 eine Rückansicht einer Linsenfassung nach einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, und
• Fig. 6 eine Seitenansicht von Teilen einer Linsenfassung nach einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
• Zuerst wird auf Fig. 1 und 2 der Zeichnungen Bezug genommen, die, etwas schematisch, eine Linsenfassung 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Linsenfassung 10 selbst ist auf einem Körper oder in einem Gehäuse (nicht gezeigt) angebracht. Die dargestellte Anordnung ist typisch für eine Anwendung, bei der verhältnismäßig kleine Verschiebungen der Linse erforderlich sind, wie zum Beispiel für Fokussiervorrichtungen. Eine Linse 12 ist in einem Schlitten 14 angebracht, der seinerseits auf zwei linearen Führungen 16, 18 in der Form zylindrischer Stäbe angebracht ist. Einer der Stäbe 16 stellt einen Bezugspunkt bereit, während der andere Stab 18 dazu verwendet wird, eine Drehung zu verhindern.
• Eine Kugelumlaufspindel 20 verläuft parallel zu den Führungen 16, 18, und ein Kugelumlaufspindel-Abtriebsglied oder eine Mutter 22 ist in einem Gehäuse 24 drehbar angebracht. Ein abgewinkeltes Biegeelement 26 aus einem flexiblen, aber steifen Material verbindet das Gehäuse 24 mit dem Linsenschlitten 14 derart, daß eine Drehung der Kugelumlaufspindel 20, die dazu führt, daß sich die Mutter 22 längs der Kugelumlaufspindel verschiebt, den Linsenschlitten 14 in Axialrichtung längs der Führungen 16, 18 bewegt.
• Das Biegeelement 26 weist ein Paar von dünnen Planarelementen 28, 29 in einem rechten Winkel zueinander auf und die so angeordnet sind, daß sie in Ebenen parallel zu den Führungen 16, 18 und der Kugelumlaufspindel 20 liegen. Folglich ist das Biegeelement 26 in der Axial- oder Z-Richtung verhältnismäßig steif, um die genaue axiale Positionierung des Linsenschlittens 14 zu sichern, wird aber eine Biegung in anderen Ebenen aufnehmen und wird auch eine Biegung im Ergebnis von Verdrehung aufnehmen. Dementsprechend kann jede kleine Fehlausrichtung zwischen der Kugelumlaufspindel 20 und den Führungen 16, 18 durch Biegen des Biegeelements 26 aufgenommen werden.
• Für größere Linsenverschiebungen, wie sie in Zoom-Teleskopen erforderlich sind, werden die verhältnismäßig geringe Steifigkeit von Stäben und die Unmöglichkeit, sie über ihre Länge zu tragen, zu einem Problem. Folglich kann die Anordnung, wie sie in Fig. 3 der Zeichnungen dargestellt wird, verwendet werden, wo größere Verschiebungen erforderlich sind. Bei dieser Linsenfassung 30 sind, nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die Linse 32 und der Linsenschlitten 34 auf einer linearen Führung 36 angebracht, die über ihre Länge durch einen Teil des Linsenkörpers 31 getragen werden kann.
• Die Kugelumlaufspindel 20 und das Biegeelement 26 sind ähnlich denen, die im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
• Fachleuten auf dem Gebiet wird es offensichtlich sein, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele verhältnismäßig einfache Mittel bereitstellen, um Schwierigkeiten zu vermeiden, die mit den engen Anforderungen an die mechanische Ausrichtung von Kugelumlaufspindeln und linearen Führungen in optischen Hochleistungsinstrumenten verbunden sind. Es wird Fachleuten auf dem Gebiet außerdem offensichtlich sein, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele nur beispielhaft für die vorliegende Erfindung sind und daß verschiedene Modifikationen und Verbesserungen daran vorgenommen werden können, ohne vom beanspruchten Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims (1)

1. Linsenfassung (10) für ein optisches Hochleistungsinstrument, wobei die Fassung folgendes umfaßt:

einen Körper,

eine lineare Führung (16, 18), die an dem Körper angebracht ist,

einen Linsenschlitten (14), der längs der linearen Führung (16, 18) beweglich ist, und

einen Kugelumlaufspindelantrieb, der an dem Körper angebracht ist und der eine Kugelumlaufspindel (20), die im wesentlichen parallel zu der linearen Führung (16, 18) verläuft, und ein Kugelumlaufspindel-Abtriebsglied (22) umfaßt, das mit dem Linsenschlitten (14) verbunden ist, derartig, daß die Drehung der Kugelumlaufspindel (20) den Schlitten (14) in Axialrichtung längs der Führung (16, 18) bewegt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible Kopplung (26), die ein Paar von Planarelementen (28, 29) in einem Winkel zueinander aufweist und die so angeordnet sind, daß sie in Ebenen liegen, die parallel zu den Längsachsen der linearen Führung (16, 18) verlaufen, und die Kugelumlaufspindel (20), die zwischen dem Kugelumlaufspindel-Abtriebsglied (22) und dem Linsenschlitten (14) bereitgestellt wird, einen begrenzten Grad der relativen Bewegung zwischen diesen zuläßt.