Конструкция оправы для крепления линз с горизонтальной оптической осью

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЯ ОПРАВЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЛИНЗ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ОСЬЮ(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие КБТЭМ-ОМО(72) Авторы Агейченко Александр Степанович Мощеников Владимир Юрьевич Карповская Татьяна Вячеславовна Ляшова Любовь Ивановна(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие КБТЭМ-ОМО(57) Конструкция оправы для крепления линз с горизонтальной оптической осью, у которой линза прижата к трем опорным платикам оправы при помощи трех пружинных элементов, расположенных равномерно по окружности и действующих вдоль оптической оси линзы, отличающаяся тем, что сила тяжести линзы уравновешена силой упругости дополнительной пружины, расположенной вертикально между боковой поверхностью оптического компонента и боковой поверхностью оправы, а боковая поверхность оптического компонента соединена с боковой поверхностью оправы в нескольких точках, расположенных равномерно по окружности, при помощи эластичного компаунда. 98872014.02.28 Полезная модель относится к экспонирующему технологическому оборудованию для производства электронных приборов, в частности к конструкции проекционного объектива с горизонтальной оптической осью. В процессе работы оптические компоненты (линзы, зеркала) проекционного объектива подвергаются воздействию тепловых и вибрационных нагрузок. Изменения температуры оптических компонентов (линз) и оправ проекционного объектива вызываются как изменениями температуры окружающей среды, так и частичным поглощением проходящего экспонирующего излучения оптическим материалом. Вибрационные нагрузки на проекционный объектив возникают из-за вибраций пола помещения, а также из-за перемещений подвижных частей (координатные столы, устройства загрузки) собственно экспонирующего оборудования. Тепловые и механические воздействия (деформации) на оптические компоненты приводят к ухудшению оптических характеристик проекционного объектива. Для снижения влияния изменений температуры и вибраций на форму поверхности оптических компонентов и их взаимное положение для крепления линз в оправах используются различные типы гибких прижимов в виде плоских или спиральных пружин 1-4. Ближайшим прототипом предлагаемой полезной модели является крепление оптических компонентов, описанное в 5. Недостатком устройства совмещения прототипа является отсутствие демпферов, снижающих добротность системы линза - оправа. Кроме того, для объективов с горизонтальной оптической осью нагрузка на упругие элементы со стороны линзы не одинаковая. Задачей полезной модели является снижение влияния температурных изменений и вибрационных нагрузок на параметры объектива с горизонтальной оптической осью. Поставленная задача достигается тем, что линза с горизонтальной оптической осью прижата к трем опорным платикам оправы при помощи трех пружинных элементов, расположенных равномерно по окружности и действующих вдоль оптической оси линзы, а сила тяжести линзы уравновешена силой упругости дополнительной пружины, расположенной вертикально между боковой поверхностью оптического компонента и боковой поверхностью оправы, и боковая поверхность оптического компонента соединена с боковой поверхностью оправы в нескольких точках, расположенных равномерно по окружности, при помощи эластичного компаунда. Суть полезной модели поясняется фигурами, где на фиг. 1 изображена схема прижима линзы при помощи трех плоских пружин к трем опорным зонам оправы, расположенным равномерно по окружности и действующим вдоль оптической оси линзы на фиг. 2 показано сечение линзы и одной прижимной осевой пружины на фиг. 3 показано расположение зон демпфирующего компаунда на фиг. 4 изображена дополнительная пружина для компенсации силы тяжести линзы. Конструкция оправы для линз с горизонтальной оптической осью (фиг. 1) содержит линзу 1, оправу 3 линзы, на внутреннем буртике которой равномерно по окружности (под углом 120 расположены три возвышающихся платика 2, три осевых плоских пружины 4,зоны эластичного компаунда 5, которые расположены равномерно по окружности в зазоре между внутренней боковой поверхностью оправы 3 и боковой поверхностью линзы 1, радиальную разгрузочную пружину 6, расположенную в нижней части оправы 3. Очередность сборки линзы в оправу следующая. Вначале линза с оправой собирается в положении - оптическая ось вертикально. При этом линза 1 (фиг. 1) своим весом опирается на три возвышающихся платика 2 оправы 3. Наличие только трех опорных зон гарантирует контакт линзы с оправой именно в зонах платиков 2. Это позволяет дополнительно(к силе тяжести линзы) прижать линзу 1 в местах контакта с оправой 3 без деформации поверхности линзы, что было бы невозможным при кольцевом буртике оправы 3, когда поверхность линзы контактирует с поверхностью сплошного опорного буртика оправы в случайных местах. 2 98872014.02.28 После центрировки линза 1 в оправе 3 (по равномерному боковому зазору линза 1 оправа 3) линза дополнительно прижимается тремя плоскими пружинами 4, расположенными так, что усилие прижима пружины 4 действует точно напротив опорного платика 2(фиг. 2) параллельно оптической оси линзы. Необходимая величина усилия осевой плоской пружины выбирается из условия 2,3 где- сила упругости пружины, - масса линзы, - ускорение свободного падения, - коэффициент трения стекло - металл оправы. Благодаря двойному запасу силы удержания (силы трения) по отношению к весу линзы после прижима линзы тремя осевыми пружинами конструкцию линза в оправе (оптическую ось) можно поворачивать на 90 и даже на 180 без риска смещения линзы относительно оправы. Это позволяет измерить искривление формы поверхности линзы, закрепленной в оправе, на интерферометре в рабочем положении с горизонтальной осью. Далее боковая поверхность линзы 1 (в положении с вертикальной осью) крепится по окружности к внутренней боковой поверхности оправы 3 в нескольких точках, расположенных равномерно по окружности, при помощи эластичного компаунда 5 (фиг. 3). Количество зон компаунда зависит от размера линзы (длины окружности) и обычно составляет от 8 до 12. Зона эластичного компаунда 5 на боковой грани линзы дополнительно препятствует смещению оси линзы относительно оси оправы при наличии вибраций. Но в основном компаунд служит для устранения резонансных колебаний (для снижения добротности колебательной системы линза в оправе) при вибрационных и ударных нагрузках в процессе транспортировки и работы устройства экспонирования. В рабочем положении с горизонтальной осью каждая линза на оптической оси будет удерживаться за счет силы трения, возникающей из-за сил прижима трех осевых пружин,а также упругих свойств эластичного компаунда. Тем не менее, сила тяжести линзы остается при этом не скомпенсированной. При многих циклах изменения температуры оправы объектива существует вероятность смещения линзы с оптической оси объектива под действием не скомпенсированной силы тяжести линзы. Для устранения потенциальной возможности децентрировки линзы в оправе под действием силы тяжести линзы используется радиальная разгрузочная пружина 6 (фиг. 4). Длина пружины предварительно регулируется таким образом, чтобы в сжатом состоянии(в рабочем положении) сила упругости этой пружины была точно равна весу линзы. После установки разгрузочной пружины 6 в положении - линза с вертикальной осью, линза 1 не может сместиться с оси оправы 3 благодаря силе трения (действие трех плоских осевых пружин 4), вдвое превышающей вес линзы или силе упругости разгрузочной пружины 6. В этом положении собирается проекционный объектив, состоящий из нескольких линз в оправах. После сборки объектива вся конструкция поворачивается в рабочее положение с горизонтальной оптической осью для установки на экспонирующее устройство. Таким образом, в рабочем положении линза 1 удерживается в оправе 3 с помощью трех осевых пружин 4, эластичного компаунда 5 и одной радиальной пружины 6. Величина дисторсии собранного по новой технологии объектива ЭМ-5434 М уменьшилась более чем в 3 раза по сравнению с объективами, ранее собранными по технологии с упорной призмой. Новый объектив показал стабильные оптические параметры в течение 14 месяцев при изменениях окружающей температуры в диапазоне от 10 до 28. Предложенное техническое решение может использоваться также для крепления других оптических компонентов зеркал, светоделителей и т.д. Использование предложенной 3 98872014.02.28 конструкции крепления оптических компонентов позволяет снизить влияние вибрационных нагрузок и температурных изменений на параметры проекционного объектива с горизонтальной оптической осью. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4