專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)，屬于對光學(xué)系統(tǒng)中透鏡與鏡框間徑向溫差應(yīng)力補償機構(gòu)的進一步改進。
目前，現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)，一般含有數(shù)塊透鏡，透鏡都固定在由金屬材料制成的鏡框中，為了滿足透鏡各曲面曲率中心嚴格同心的要求，裝有透鏡的內(nèi)鏡框與外鏡框間留有間隙，通過調(diào)節(jié)外鏡框圓周上的頂緊螺釘，調(diào)整內(nèi)鏡框中透鏡曲面曲率的中心位置，以達到光學(xué)系統(tǒng)的成像要求。該結(jié)構(gòu)的不足之處在于只能在溫度變化小或透鏡孔徑較小時使用，當環(huán)境及使用溫度變化較大、透鏡孔徑較大時，內(nèi)外鏡框間及頂緊螺釘處均產(chǎn)生溫差應(yīng)力，影響各透鏡面形及曲率中心位置，從而影響光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種在環(huán)境溫度變化較大時，能保持各大孔徑透鏡面形及曲率中心位置穩(wěn)定不變成像質(zhì)量好的光學(xué)系統(tǒng)中透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到裝有透鏡的內(nèi)鏡框與外鏡框之間有間隙，外鏡框圓周上至少均布有三個將內(nèi)鏡框頂緊的螺釘每個頂緊螺釘處均有自動補償機構(gòu)，補償機構(gòu)中的螺母與螺釘同心，其底臺為方形置于基座底部同為方形的內(nèi)腔，螺母底臺與外鏡框之間留有間隙，補償套與螺母同心，置于螺母底臺和基座中，基座緊固于外鏡框上。
本實用新型還可以通過以下措施來達到內(nèi)鏡框材料的溫度系統(tǒng)應(yīng)等于透鏡材料溫度膨脹系數(shù)并且小于外鏡框材料的溫度膨脹系數(shù)。補償套材料的溫度膨脹系數(shù)應(yīng)大于基座材料的溫度膨脹系數(shù)；螺母底臺與外鏡框之間預(yù)留一定間隙。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)圖圖2為補償結(jié)構(gòu)圖本實用新型下面將結(jié)合附圖作進一步詳述
如圖(1)所示裝有透鏡(1)的內(nèi)鏡框(2)與外鏡框(3)之間有間隙，外鏡框(3)圓周上均勻設(shè)置有四個將內(nèi)鏡框(2)頂緊的調(diào)整螺釘(6)，每個調(diào)整螺釘(6)處均有自動補償機構(gòu)。內(nèi)鏡框(2)的材料溫度膨脹系數(shù)與透鏡(1)溫度膨脹系數(shù)相同，并小于外鏡框(3)材料的溫度膨脹系數(shù)。
如圖2所示，補償機構(gòu)中的螺母(5)與螺釘(6)同心，其底臺(9)為方形置于基座(4)底部同為方形的內(nèi)腔，補償套(7)與螺母(5)同心，置于螺母底臺(9)和基座(4)中，補償套(7)的材料溫度膨脹系數(shù)應(yīng)大于基座(4)材料的溫度膨脹系數(shù)。基座(4)緊固于外鏡框(3)上，兩端有開口(8)及(10)。螺母底臺(9)與外鏡框(3)之間預(yù)留間隙K,K值的大小，由下式?jīng)Q定K=(α補-α座)I補(Tmax-T調(diào))式中α補-補償套(7)的材料溫度膨脹系數(shù)α座-基座(4)材料的溫度膨脹系數(shù)I補-補償套(7)的長度Tmax-環(huán)境(使用)最高溫度T調(diào)-光學(xué)系統(tǒng)裝校時溫度基座(4)、頂緊螺釘(6)、螺母(5)及外鏡框(3)均采用45#鋼材制作，補償套(7)采用LY12鋁材制作。
本實用新型相比已有技術(shù)具有如下的優(yōu)點1．螺母底臺(9)為方形置于基座(4)底部為方形的內(nèi)腔，采用動配合，使得頂緊螺釘(6)轉(zhuǎn)動頂緊內(nèi)鏡框(2)時，螺母(5)不轉(zhuǎn)動。
2．光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)時，溫度一般為室溫20℃左右，而使用環(huán)境溫度要大于或小于20℃，當溫度小于20℃時，由于補償套(7)的溫度膨脹系數(shù)大于基座(4)的溫度膨脹系數(shù)，在補償套(7)與螺母(5)接觸處產(chǎn)生間隙，螺母(5)與頂緊螺釘(4)在上述向外脹力作用下向外退，消除了頂緊螺釘(6)與內(nèi)鏡框(2)接觸處的溫差應(yīng)力，達到自動補償?shù)哪康?；當溫度高?0℃時，由于內(nèi)鏡框(2)的溫度膨脹系數(shù)小于外鏡框(3)的溫度膨脹系數(shù)，在內(nèi)鏡框(2)與頂緊螺釘(6)之間將出現(xiàn)間隙，又由于基座(4)的溫度膨脹系數(shù)小于補償套(7)的溫度膨脹系數(shù)，使得螺母(5)與補償套(7)接觸處產(chǎn)生過盈，螺母(5)與頂緊螺釘(6)在補償套(7)的推動下，一起向螺母(5)與外鏡框(3)之間預(yù)留間隙(10)內(nèi)移動，以消除內(nèi)鏡框(2)與頂緊螺釘(6)接觸處產(chǎn)生的間隙和螺母(5)與補償套之間的過盈量，保證了透鏡面形及曲率中心位置穩(wěn)定不變，達到自動補償?shù)哪康?，從而滿足光學(xué)系統(tǒng)成像要求。
3、該結(jié)構(gòu)簡單、合理、實用性強，在環(huán)境溫度變化較大時，能自動消除內(nèi)、外鏡框間及頂緊螺釘處的溫差應(yīng)力，保持各大孔徑透鏡面形及曲率中心位置穩(wěn)定，從而保證光學(xué)系統(tǒng)成象質(zhì)量。
權(quán)利要求1.光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)，裝有透鏡(1)的內(nèi)鏡框(2)與外鏡框(3)之間有間隙，外鏡框(3)周邊上的頂緊螺釘(6)將內(nèi)鏡框(2)頂緊，其特征在于外鏡框(3)周邊上均布有至少三個頂緊螺釘(6)，每個頂緊螺釘(6)處均有自動補償機構(gòu)，補償機構(gòu)的螺母(5)與頂緊螺釘(6)同心，其底臺(9)為方形置于基座(4)底部同為方形的內(nèi)腔，螺母底臺(9)與外鏡框(3)之間預(yù)留有間隙K，補償套(7)與螺母(5)同心，置于螺母底臺(9)和基座(4)中，基座(4)緊固于外鏡框(3)上。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)，其特征在于內(nèi)鏡框(2)的材料溫度膨脹系數(shù)與透鏡溫度膨脹系數(shù)相同并應(yīng)小于外鏡框(3)材料的溫度膨脹系數(shù)，即α內(nèi)＜α外。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)，其特征在于補償套(7)的材料溫度膨脹系數(shù)應(yīng)大于基座(4)材料的溫度膨脹系數(shù)，即α套＞α座。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)，其特征在于螺母底臺(9)與外鏡框(3)之間預(yù)留間隙K。
專利摘要光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡溫差應(yīng)力補償機構(gòu)，是對透鏡與鏡框溫差應(yīng)力補償機構(gòu)的改進。其特征是外鏡框周邊上均布有至少三個頂緊螺釘，自動補償機構(gòu)的螺母與頂緊螺釘同心，底臺為方形置于基座底部同為方形的內(nèi)腔，螺母底臺與外鏡框之間預(yù)留間隙K，補償套與螺母同心，置于螺母底臺和基座中，該結(jié)構(gòu)具有簡單、合理、實用性強等優(yōu)點，能自動消除內(nèi)、外鏡框間及頂緊螺釘處的溫差應(yīng)力，保持各大孔徑透鏡面形及曲率中心位置穩(wěn)定，提高成象質(zhì)量。
文檔編號G05D15/00GK2352980SQ9822944
公開日1999年12月8日 申請日期1998年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月3日
發(fā)明者劉卷民, 高曉東 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所