Устройство для юстировки оптических элементов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 15 1, 0 02 В 7/О НИЕ ИЗО ЕНИЯ ТВУ 21) 4084 22) 070 46) 07.0 72) В.Д.(53) 681. (56) Пате кл. С 02 Я ЮСТИРОВКИ ОПТИптиче е относит оляет пори однотов устрнии 2 раз ению и и юстировк ше габа очном основ 3, выполне онуса с фла оковой стен цем 19 не 17 дерквозныхненныхдве пары с ий 20, соеди Вид 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТ 08/24-10(54) УСТРОЙСТВО .ЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТО (57) Изобретен кому приборост высить точност временном умен ва. На промежу мещен держател де усеченного основании. На жателя выполне соосных отверс сквозными пазами 22, оси которых размещены параллельно фланцу 19Оси пазов 23, соединяющих отверстия 21меньшего диаметра, размещены перпендикулярно боковой стенке 17 в сечении конуса осевой плоскостью. Отверстия 20 и 21 и пазы 22 и 23 делятусеченный конус держателя, соединяющего оптические элементы 1 и 5, натри подвижные одна относительно другой секции. Истировка закрепленногона держателе 3 оптического элемента 5в виде микродиафрагмы относительномикрообъектива осуществляется поворотом регулировочных винтов 50, вызывающим разворот секций одна относительно другой вокруг оси перегибагибких перемычек, Приведена конструкция регулировочных механизмов.2 з.п.ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам юстировки оптических элементов в оптико-механических приборах.6Цель изобретения - повышение точности юстировки и уменьшение габаритов устройства.На фиг. показано устройство, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1;на фиг.3 - держатель, общий вид; нафиг,4 - сечение Б-Б на фиг.3; нафиг,5 - вид В на фиг.2; на фиг.6сечение Г-Г на фиг2.Устройство для юстировки оптических элементов содержит оптическийэлемент 1, выполненный, например, ввиде микрообъектива, закрепленногона промежуточном основании 2, держатель 3, установленный соосно с оптическим элементом 1, охватывая его, изакрепленный на промежуточном основании 2, компенсирующее кольцо 4 и другой оптический элемент 5, выполненный, например, в виде микродиафрагмы, установленной соосно с оптичес -ким элементом 1 и закрепленной надержателе 3, внутри которого установлен регулировочный механизм 6, а снаружи - другой регулировочный меха- ЗОнизм 7,Держатель 3 прикреплен к промежуточному основанию 2 винтами 8, а компенсирующее кольцо 4 и другой оптический элемент 5 прикреплены к держателю 3 винтами 9 и зафиксированыштифтами (не показаны).Промежуточное основание 2 выполнено в виде диска с осевым резьбовымотверстием 10 для крепления оптического элемента 1, отверстиями 11 длякрепления держателя 3, отверстиями 12и 13 для крепления регулировочногомеханизма 6 и отверстиями 14 (фиг.2)для крепления всего устройства к несущему элементу конструкции (не показано)Держатель 3 выполнен в виде полого тонкостенного усеченного конуса,высота которого не превышает длиныоптического элемента 1, с внутреннейповерхностью 15 (фиг.4), наружной поверхностью 16, образующими боковуюстенку 17, с торцовой поверхностью18 на зауженной части и с фланцем 19на расширенной части.На боковой стенке 17 выполнены четыре пары сквозных отверстий: две пары соосных отверстий 20 большего диаметра Й, и две пары соосных отверстий21 меньшего диаметра й . Соосиые отверстия 20 соединены друг с другомсквозными пазами 22, шириной Ь, а(фиг.3) отверстий 20 и 21 расположены в одной радиальной плоскости 8-8(фиг.1), размещенной перпендикулярнопродольной оси Х-Х держателя 3 и всего устройства в целом на минимальномрасстоянии от фланца 19.Оси Е-Е, Р-Р отверстий 20 расположены параллельно друг другу, параллельно осевой плоскости У - у, проходящей через ось Х-Х, по обе стороны ина равных расстояниях от нее, ОсиР-Р, К-К отверстий 21 расположены параллельно друг другу, параллельноосевой плоскости 2-2, проходящей через ось Х-Х, по обе стороны и на равных расстояниях от нее, Диаметр дотверстий 20 выполнен большим, чемдиаметр йотверстий 21.Оси пазов 22 расположены параллельно сланцу 19 (фиг.4 и смещеныотносительно центров отверстий 20 всторону фланца 19. Оси пазов 23 расположены перпендикулярно боковойстенке 17 при сечении конуса осевойплоскостью У-У.Таким образом, отверстия 20 и 21и пазы 22 и 23 условно делят держатель 3 на три секции: неподвижную 24,среднюю подвижную 25 и крайнюю подвижную 26 (фиг.3),Секции 24 и 25 соединены друг сдругом гибкими перемычками 27,а секции 25 и 26 соединены друг с другомгибкими перемычками 28, причем осьперегиба пары перемычек 27 расположены в осевой плоскости У-У и перпендикулярна оси Х-Х, а ось перегиба парыперемычек 28 расположена в осевойплоскости 2-2 и перпендикулярна осиХ-Х и оси перегиба перемычек 27. Совмещение осей перегиба перемычек 27и 28 в одной плоскости возможно путем смещения, например, осей Р-Р,К-К относительно осей Е-Е, Р-Р в направлении оси Х-Х.На крайней подвижной секции 26 выполнена наружная цилиндрическая поверхность 29 (фиг.4) для креплениядругого регулировочного механизма 7.На внутренней поверхности 15 и на наружной поверхности 16 средней подвижной секции 25 могут быть выполненыта 5 в направлении оси Х-Х обеспечивается доработкой компенсирующегокольца 4.При повороте регулировочного винта 42 происходит разворот среднейподвижной секции 25 относительно неподвижной секции 24 вокруг оси перегиба гибких перемычек 27. При повороте регулировочного винта 50 происходит разворот крайней подвижной секции 26 относительно средней подвижной секции 25 вокруг оси перегибагибких перемычек 28,Таким образом, обеспечивается пространственный разворот зауженной части держателя относительно расширенной части вокруг точки пересеченияосей перегибов гибких перемычек 27и 28, расположенной на оси Х-Х на минимальном расстоянии от фланца 19,т.е. осуществляется независимая юстировочная подвижка микродиафрагмыотносительно микрообъектива в двухвзаимно перпендикулярных плоскостях.Осевая погрешность может быть устранена доработкой компенсирующего кольца 4.Обозначим диаметр большего отверстия 20 й диаметр меньшего отверстия 21 й , ширину паза 22 Ьширину паза 23 Ь 1, толщину перемычки 27Б толщину перемычки 28 Б, длинуперемычек 27 и 28 в направлении осисоответствующих отверстий 1, толщинубоковой стенкиИсходя из условий наиближайшегорасположения радиальной плоскостиЯ-В к фланцу 19, диаметр Дбольшегоотверстия 20 должен быть возможноменьшим, но превышать диаметр Д 1меньшего отверстия 21 не менее чем наудвоенную ширину Ьпаза 22 н ширинуперемычек 8 1 между отверстиями 21 ипазом 22,т.е. д, 1 1 + 2(Ь, + Я).Исходя из тех же условий, диаметрй 1 меньшего отверстия 2 должен бытьвозможно меньшим, но превышать ширину Ьпаза 23, т.е. й, ЬНаложив условия ограничения углаповорота одной из секций относительно другой соприкосновением противоположных стенок пазов, определяют минимально возможную ширину Ь, и Ь 1 пазов 22 и 23 как хорду окружности,центр которой расположен на оси перегиба, а радиус равен расстоянию отточки соприкосновения стенок пазовдо центра окружности. 3 1365015бобышки 30 и 31 с торцовыми площадками 32 и 33 (фиг.3 и 4) или кольцевыевыступы 34 и 35 с торцовыми поверхностями 36 и 37 для взаимодействия срегулировочными механизмами 6 и 75(Фиг,5 и 6).Другой оптический элемент 5, выполненный в виде микродиафрагмы, содержит фланец 38 (фиг.1), тонкостенный диск 39 с осевым отверстием (собственно диафрагма) и защитное кольцо 40. Детали 38-40 могут быть скреплены друг с другом, например, клеевымспособом, 15Регулировочный механизм 6 содержит регулировочный винт 41, контргайку 42, стакан 43, толкатель 44, например, в виде шарика, пружину 45 ивинт 46. Стакан 43 неподвижно установлен в отверстии 12 промежуточногооснования 2, а винт 41 подвижно установлен в резьбовом отверстии 13промежуточного основания 2. Винт 41и толкатель 44 установлены с возможностью взаимодействия с торцовымиплощадками 32 или с торцовой поверхностью 36 средней подвижной секции 25держателя 3.Другой регулировочный механизм 7содержит пластину 47, (фиг.5) закрепленную на наружной цилиндрической поверхности 29 крайней подвижной секции 26 с резьбовым отверстием 48 иотверстием 49, регулировочный винт3550, контргайку 51, толкатель 52,пружину 53 и накладную пластину 54,прикрепленную к пластине 47 винтами 55. Винт 50 и толкатель 52 установлены с возможностью взаимодейст Овия с торцовыми площадками 33 или сторцовой поверхностью 37 средней подвижной секции 25 держателя 3.Работа устройства основана на возможности взаимной подвижности секций,соединенных друг с другом гибкими перемычками и регулировачными механизмами при условии, что момент, создаваемый подпружиненным толкателем,превышает момент сопротивления иэгибу гибких перемычек.Истировка оптического элемента 5(микродиафрагмы) относительно микрообъектива в направлениях, перпендикулярных оси Х-Х, осуществляется поворотом регулировочных винтов 41и 50, фиксация их взаимного расположения осуществляется контргайками 42и 51. Встировка оптического элемен 1365015При углах разворотов секции в несколько десятков угловых минут ширина Ь Ь пазов 22 и 23 получается рав 1ной нескольким десятых долей мм. Однако выполнение пазов такой ширины при глубине в несколько десятков мм затруднительно также, как и сверление отверстий диаметром до 1 мм.Исходя из технологических соображений, принимаем й = 3 мм, Ь= = 2 мм, Ь, = ЬИсходя иэ условий исключения возможности скручивания перемычек, их длина 1 должна быть существенно боль-ше ощи Я, и ББ = - -=04 мм.5Поскольку крутизна роста толщины перемычки 28 от ее срединной части к периферии больше, чем крутизна роста толщины перемычки 27, принимают Я0,2 мм.С целью исключения влияния перемычек на работу устройства принимают 2 Б Я= 5 Б , отсюда й, 7, й +2(Ь +Я )=9.Для общего случая рекомендуется следующие соотношения конструктивныхэлементов держателя: дЗЙ, Й 71 20 Я; й15 Я; 61 й= Ь,.,Таким образом, выполнение предлагаемого устройства в виде безлюйтового соединения звеньев, секций держателя и регулировочных устройств, обеспечивающих силовое замыкание сек 35 ций, позволяет достигнуть повышение точности юстировки ввиду отсутствия зазоров между подвижными частями,Выполнение держателя, соосно установленного между оптическими элементами и соединяющего их между собой, выполненного в виде полого усеченного конуса, разделенного отверстиями разного днаметра и соединяющими их пазами на три подвижные друготносительно друга секции, снижаеттрудоемкость изготовления устройстваи упрощает конструкцию.Выполнение держателя в виде конуса, установленного с воэможностью взаимодействия с двумя регулировочными механизмами, одно из которых установлено внутри его, а также установка одного из оптических элементоввнутри держателя уменьшают габаритыустройства.формула изобретения1. Устройство для юстировки оптических элементов, содержащее неподвижное основание с закрепленным на нем первым оптическим элементом и связанный с основанием держатель с закрепленным на нем вторым оптическим элементом, установленный с воэможностью перемещения относительно основания, а также три регулировочных механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности юстировки и уменьшения габаритов устройства, держатель выполнен в виде полого усеченного конуса с торцовой поверхностью при вершине и с фланцем на основании, причем на боковой стенке выполнены четыре пары соосных сквозных отверстий, каждая иэ которых соединена сквозным пазом, оси всех отверстий размещены в одной радиальной плоскости, оси каждых соседних двух пар отверстий параллельны одной из двух взаимно перпендикулярных осевых плоскостей конуса, расположены по обе стороны и на равных расстояниях от нее, диаметр Йотверстий одних соседних двух пар выполнен большим, чем,циаметр дотверстий других соседних двух пар, а ось паза, шириной Ь соединяющего отверстия большого диаметра Йразмещена параллельно сланцу, ось паза, шириной Ь,соединяющего отверстия меньшего диаметра Й , размещена перпендикулярно боковой стенке в сечении конуса осевой плоскостью, симметричной осям отверстий большего диаметра, а величины диаметров соосных отверстий, толщин перемычек, образованных между ними, и ширины пазов удовлетворяют соотношениям й3 й , й1 20 Б ; толщины перемнчек между отверстиями диаметров Й, и Й, соответственно, при этом оптический элемент, закрепленный на неподвижном основании, размещен внутри держателя.2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый из двух регулировочных механизмов содержит регулировочный винт и подпружиненный толкатель, при этом регулировочные винты и подпружиненные толка- тели установлены с воэможностью взаимодействия с внутренней и наружной поверхностями держателя между пазом, соединяющим отверстия меньшего диаметра, и соединяющими их пазами.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый иэдвух регулировочных механизмов содержит регулировочньп винт и подпружиненный толкатель, при этом регулировочные винты и подпружиненные толка 5 тели установлс ны с возможностью вэаимодействия с внутренней и наружнойповерхностями держателя в зонах междупазом, соединяющим отверстия меньшегодиаметра, отверстиями большего диаметра и соединяющими их пазами.Г ректор Л.Пилипенко Редакт Козори хред М.Моргентал аказ 6605 3 аж 533рственного комитета СССзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. одписное)30 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг ул. Проектна Т НИИПИ Госуд по делам 35, Москва