DE1177371B

DE1177371B - Device for guiding and axial adjustment of an optical element held in a mount

Info

Publication number: DE1177371B
Application number: DEA40604A
Authority: DE
Inventors: Pierre Angenieux
Original assignee: Pierre Angenieux SA
Current assignee: Pierre Angenieux SA
Priority date: 1961-08-04
Filing date: 1962-07-03
Publication date: 1964-09-03

Description

Vorrichtung zum Führen und axialen Verstellen eines in einer Fassung gehaltenen optischen Elementes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen und axialen Verstellen eines in einer Fassung gehaltenen optischen Elementes im Innern eines Hohlträgers vermittels zweier an einem der Teile vorgesehener Geradführungen und entsprechend am anderen Teil angeordneter in den Geradführungen gleitender Führungsteile.Device for guiding and axially adjusting one in a socket held optical element The invention relates to a device for guiding and axial adjustment of an optical element held in a mount in the Inside a hollow beam by means of two straight guides provided on one of the parts and guide parts correspondingly arranged on the other part and sliding in the straight guides.

Bekanntlich haben Führungen dieser Art, insbesondere beim Bau von Objektiven, eine ganz geringe Wandstärke, was zur Folge hat, daß beim Verschieben sich die einzelnen Teile leicht deformieren und verklemmen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die ineinander verschieblichen Teile nur eine sehr geringe Länge aufweisen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Führungen liegt darin, daß sie eine außerordentlich präzise Fertigung erfordern. Die ineinandergleitenden Oberflächen müssen sorgfältig bearbeitet werden, was im allgemeinen schwierig und kostspielig ist.It is well known that guides of this type, especially when building Lenses, a very small wall thickness, which has the consequence that when moving the individual parts are easily deformed and jammed. This is particular then the case when the mutually displaceable parts are only of a very short length exhibit. Another disadvantage of the known guides is that they have a require extremely precise manufacturing. The sliding surfaces must be carefully machined, which is generally difficult and costly is.

Alle diese Mängel werden durch die Erfindung behoben, indem erfindungsgemäß die Geradführungen durch zueinander parallel verlaufende ebene Flächen begrenzt sind und jeder mit einer solchen Führung zusammenarbeitende Führungsteil zwei in einer gemeinsamen Zylindermantelfläche liegende Führungsflächen aufweist, die je mit einer der ebenen Begrenzungsflächen der Geradführungen in Linien-oder Punktberührung stehen.All of these deficiencies are remedied by the invention by the invention the linear guides are limited by flat surfaces that run parallel to one another and every leadership part working with such a leadership is two in has a common cylinder jacket surface lying guide surfaces, each with one of the flat boundary surfaces of the linear guides in line or point contact stand.

Vorzugsweise sind die Führungsteile dabei sich in der Längsachse des Hohlträgers erstreckende Führungszylinder, deren Durchmesser dem Abstand der Gegenführungen entspricht. Zweckmäßig können auch die Führungsteile je aus zwei durch eine Achse starr miteinander verbundenen zylindrischen Führungsstücken bestehen, deren Führungsflächen in einer gemeinsamen in ihrem Durchmesser dem Abstand der Gegenführung entsprechenden Zylindermantelfläche liegen. Die Reibung läßt sich dabei aber noch weiter verringern, indem die Führungsstücke ballig ausgebildet sind.The guide parts are preferably located in the longitudinal axis of the Hollow beam extending guide cylinder, the diameter of which corresponds to the distance between the counter guides is equivalent to. Appropriately, the guide parts can each consist of two through an axis consist of rigidly interconnected cylindrical guide pieces, the guide surfaces of which in a common diameter corresponding to the distance of the counter guide Cylinder surface. The friction can be reduced even further, in that the guide pieces are convex.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert, wobei verschiedene Ausführungsbeispiele wiedergegeben sind, auf die die Erfindung aber nicht beschränkt ist. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung, um daran deren Wirkungsweise zu erläutern, F i g. 2 einen Schnitt nach den Linien II-II durct F i g. 1, F i g. 3 und 4 bzw. 5 und 6 ähnliche Darstellungen wie F i g. 1 und 2 einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, wobei F i g. 4 ein Schnitt nach den Linien IV-IV durch F i g. 3 und F i g. 6 ein Schnitt nach den Linien VI-VI durch F i g. 5 ist, F i g. 7 einen Axialschnitt durch ein Objektiv, F i g. 8 einen Schnitt nach den Linien VIII-VIII durch F i g. 7 und F i g. 9 und 10 Ansichten von zwei Ausführungsformen von Führungskörpern.The invention is described in the following description with reference to the drawing explained in detail, with various exemplary embodiments being reproduced, but to which the invention is not limited. It shows F i g. 1 a schematic Representation of the device in order to explain its mode of operation, FIG. 2 a section along the lines II-II through F i g. 1, Fig. 3 and 4 or 5 and 6 similar representations as FIG. 1 and 2 of another embodiment of the device, where F i g. 4 shows a section along lines IV-IV through FIG. 3 and F i g. 6 a Section along the lines VI-VI through FIG. 5 is, F i g. 7 an axial section through a lens, FIG. 8 shows a section along the lines VIII-VIII through F i g. 7 and F i g. 9 and 10 are views of two embodiments of guide bodies.

Wie bereits gesagt, beziehen sich die F i g. 1 und 2 auf eine schematisch dargestellte Vorrichtung, um hieran das Prinzip zu erläutern, welches der Erfindung zugrundeliegt. Die optischen Elemente sind nicht dargestellt, sondern lediglich deren Fassungen.As already said, the F i g. 1 and 2 on a schematic illustrated device in order to explain the principle that the invention underlying. The optical elements are not shown, only their versions.

Der feststehende Hohlzylinder 1 hat zwei Längsnuten 2 und 3 mit zueinander parallelen Begrenzungsflächen. Im Innern des Zylinders 1 sitzt eine Fassung 4, die auf ihrem Umfang zwei zylindrische Führungsstücke 5 und 6 trägt und die mit der Fassung fest verbunden sind. Die Achsen dieser Führungsstücke verlaufen parallel zur Achse 7 der Fassung. Die beiden zylindrischen Führungsstücke 5 und 6 gleiten in den Nuten 2 und 3 des Hohlzylinders 1. Eine derartige Anordnung gestattet der Fassung 4 zwei Freiheitsgrade in der Bewegung. Sie kann einmal in der Längsrichtung hin- und hergleiten und zum anderen eine solche Verschiebung erfahren, daß ihre Achse parallel zu sich selbst verbleibt. Diese zweite Bewegungsmöglichkeit kann man sehr leicht an der Darstellung gemäß F i g. 2 untersuchen. Diese Bewegung stellt sich dar als Verschiebung des Querschnitts der Fassung gegenüber dem Querschnitt des Tragrohres. Diese Bewegung entspricht etwa einer Verschiebung in der Segmentfläche 8, die durch die festen Achsen 9 und 10 begrenzt ist. Der momentane Drehpunkt befindet sich bei 11, dem Schnittpunkt der Geraden 12 und 13, welche senkrecht auf den Achsen 9 und 11 stehen. Wird diese Bewegungsmöglichkeit der Fassung 4 gegenüber dem festen Tragrohr 1 beseitigt, so kann die Fassung nur noch eine Längsverschiebung in ihrer Achsrichtung ausführen. Um dieses Ergebnis zu erzielen, genügt es, ein drittes Führungselement vorzusehen.The stationary hollow cylinder 1 has two longitudinal grooves 2 and 3 with mutually parallel boundary surfaces. In the interior of the cylinder 1 sits a holder 4, which carries two cylindrical guide pieces 5 and 6 on its circumference and which are firmly connected to the holder. The axes of these guide pieces run parallel to the axis 7 of the socket. The two cylindrical guide pieces 5 and 6 slide in the grooves 2 and 3 of the hollow cylinder 1. Such an arrangement allows the holder 4 two degrees of freedom in movement. On the one hand, it can slide back and forth in the longitudinal direction and, on the other hand, it can experience such a displacement that its axis remains parallel to itself. This second possibility of movement can very easily be seen in the illustration according to FIG. 2 examine. This movement is represented as a shift in the cross section of the socket compared to the cross section of the support tube. This movement corresponds approximately to a shift in the segment surface 8, which is limited by the fixed axes 9 and 10. The current pivot point is located at 11, the intersection of the straight lines 12 and 13, which are perpendicular to the axes 9 and 11. If this possibility of movement of the mount 4 with respect to the fixed support tube 1 is eliminated, the mount can only carry out a longitudinal displacement in its axial direction. To achieve this result, it is sufficient to provide a third guide element.

Dabei können die beiden zylindrischen Führungsstücke 5 und 6 auch um ein gewisses Maß mit ihrer Achse außerhalb der Parallelität mit der Mittelachse der Fassung 4 liegen. Die Vorrichtung.läßt sich sogar auch dann noch montieren, wenn die Achsen der beiden zylindrischen Führungsstücke 5 und 6 nicht völlig parallel zueinander verlaufen. In diesem Falle ist sogar das dritte Führungselement überflüssig.The two cylindrical guide pieces 5 and 6 can also to some extent with its axis out of parallel with the central axis the version 4 lie. The device can even be assembled if the axes of the two cylindrical guide pieces 5 and 6 are not completely parallel run towards each other. In this case, even the third guide element is superfluous.

In der Praxis ist jedoch die Parallelität anzustreben, weil dadurch die Konstruktion verbessert wird und andererseits die Fortlassung des dritten Führungselementes praktisch nur dann erfolgen kann, wenn die beiden Führungszylinder 5 und 6 mit ihren Achsen weit außerhalb der Parallelität liegen, was aber verschiedene Unzulänglichkeiten im Aufbau und der Betätigung der ganzen Anordnung nach sich zieht.In practice, however, parallelism should be striven for because it means the construction is improved and, on the other hand, the omission of the third guide element can only be done practically when the two guide cylinders 5 and 6 with their Axes are far outside of parallelism, but this has various shortcomings in the construction and operation of the whole arrangement.

Diese Betrachtungen sollen nur zeigen, daß die Montage der beiden zylindrischen Führungsteile 5 und 6 auf einer solchen Fassung 4 nicht sehr präzise zu sein braucht. Eine Präzision ist aber andererseits für den Gebrauch der Vorrichtung von Vorteil, um eine genaue Führung ohne das Risiko von Verzerrungen sicherzustellen.These considerations are only intended to show that the assembly of the two cylindrical guide parts 5 and 6 on such a socket 4 is not very precise needs to be. On the other hand, there is precision for the use of the device beneficial to ensure accurate guidance without the risk of distortion.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine Anordnung, die außer den bereits beschriebenen Führungsstücken noch eine dritte Führung aufweist. Wie vorher sind die optischen Elemente nicht mit dargestellt. Auf dem Umfang der Fassung 14 sind mit Schrauben 15 und 16 zwei Führungszylinder 17, 18 befestigt. Diese liegen annähernd parallel zur Achse der Fassung und führen sich dicht gleitend in Längsnuten 19, 20 des Tragrohres 21. In einer dritten Längsnut 22 führt sich die in die Fassung 14 eingedrehte Kopfschraube 23. Auf diese Weise läßt sich die Fassung 14 in dem Tragrohr 21 längsverschieben, wobei ihre Achsrichtung unverändert beibehalten wird. Um die Längsbewegung der Fassung von außen her zu bewirken, hat die Schraube 15, mit welcher der Führungszylinder 17 auf der Fassung 14 befestigt wird, einen genügend langen Kopf, der über den äußeren Umriß des Tragrohres 21 hinausreicht.The F i g. 3 and 4 show an arrangement which, in addition to the guide pieces already described, also has a third guide. As before, the optical elements are not shown. On the circumference of the mount 14, two guide cylinders 17, 18 are fastened with screws 15 and 16. These lie approximately parallel to the axis of the frame and lead to tightly slide in longitudinal grooves 19, 20 of the support tube 21. In a third longitudinal groove 22, the screwed into the socket 14 head bolt leads 23. In this way, the mount can 14 in the support tube 21 move longitudinally, keeping their axial direction unchanged. In order to bring about the longitudinal movement of the socket from the outside, the screw 15 with which the guide cylinder 17 is fastened to the socket 14 has a sufficiently long head which extends beyond the outer contour of the support tube 21.

Die F i g. 5 und 6 stellen eine im Prinzip gleiche Anordnung dar, jedoch sind hier andere Mittel vorgesehen, um eine Querverschiebung der Achse der Fassung zu verhindern. Zu diesem Zwecke sitzen auf der Fassung 24 zwei Ansätze 25 und 26, die sich an die innere Führungsfläche 27 des Tragrohres 28 anlegen. Außerdem sind die bereits vorher beschriebenen Führungsstücke und Längsnuten vorhanden.The F i g. 5 and 6 represent an arrangement that is basically the same, however, other means are provided here for a transverse displacement of the axis of the To prevent setting. For this purpose, there are two lugs 25 on the mount 24 and 26, which lie against the inner guide surface 27 of the support tube 28. aside from that the previously described guide pieces and longitudinal grooves are available.

Die Verstellung erfolgt mittels der in die Fassung 24 eingedrehten Kopfschraube 48, die frei durch einen Schlitz 49 im Außenrohr 28 hindurchragt, so daß es möglich ist, hier irgendwelche bekannten Verstellglieder angreifen zu lassen.The adjustment takes place by means of the screwed head screw 48 in the socket 24 , which protrudes freely through a slot 49 in the outer tube 28 , so that it is possible to have any known adjusting members act here.

F i g. 7 und ä zeigen schließlich eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. 1m Tragrohr 32 sitzt vorn das optische Element 29 und hinten das optische Element 30, welches in einer in das Rohr 32 eingeschraubten Fassung 33 gehalten wird. Die beiden optischen Elemente 29 und 30 stehen fest, während eine in der Fassung 34 gehaltene Linse 31 sich zwischen ihnen axial bewegen läßt. Die Fassung 34 hat auf ihrem äußeren Umfang zwei mit Schrauben 37 und 38 befestigte Führungszylinder 35 und 36, deren Längsachsen zumindest annähernd parallel zur Längsachse des optischen Systems verlaufen und die sich in Längsnuten 39 und 40 mit parallelen Begrenzungsflächen dicht gleitend führen. In einem Schlitz 41 des Tragrohres 32 führt sich ein Führungszylinder 42. Dieser sitzt lose auf einem in die Fassung 34 eingedrehten Bolzen 43, und führt sich dicht gleitend im Schlitz 41, wenn die Führungszylinder 35 und 36 in die Nuten 39 und 40 eingepaßt sind. Die Fassung 34 kann sich auf diese Weise nicht mehr verdrehen, sondern lediglich im Innern des Tragrohres 32 in der Längsrichtung hin- und herschieben.F i g. 7 and 7 finally show a practical embodiment the device according to the invention. The optical element is seated in the front of the support tube 32 29 and behind the optical element 30, which is screwed into a tube 32 Version 33 is held. The two optical elements 29 and 30 are fixed while a lens 31 held in the mount 34 can be moved axially between them. The socket 34 has two fastened with screws 37 and 38 on its outer periphery Guide cylinders 35 and 36, the longitudinal axes of which are at least approximately parallel to the longitudinal axis of the optical system and extend in longitudinal grooves 39 and 40 with parallel Guide the boundary surfaces so that they slide tightly. In a slot 41 of the support tube 32 A guide cylinder 42 guides itself. This sits loosely on one in the holder 34 screwed-in bolt 43, and is tightly sliding in the slot 41 when the guide cylinder 35 and 36 are fitted into the grooves 39 and 40. The version 34 can refer to this Way no longer twist, but only inside the support tube 32 in the Slide back and forth lengthways.

Auf der Außenseite des Tragrohres 32 sitzt frei drehbar eine zylindrische Büchse 44 mit einer schraubenförmig verlaufenden Nutkurve 45, in welche der Kopf 46 des Bolzens 43 eingreift. Außerdem sitzt auf der Büchse 44 ein Stellring 47, der zugleich die Nut 45 mit dem Zapfen oder der Rolle 46 abdeckt. Mit Hilfe des Stellringes 47 läßt sich die zylindrische Büchse 44 verdrehen. Durch das Zusammenwirken des Kopfes 46 und der schraubenförmig verlaufenden Nutkurve 45 wird hierbei über den Zapfen 43, der den Schlitz 41 durchsetzt, eine Längsverschiebung der Fassung 34 bewirkt, die ihrerseits gegen eine Verdrehung oder eine Querverschiebung gesichert ist.A cylindrical bushing 44 with a helically extending groove curve 45, in which the head 46 of the bolt 43 engages, sits freely rotatably on the outside of the support tube 32. In addition, an adjusting ring 47 is seated on the sleeve 44 and at the same time covers the groove 45 with the pin or the roller 46. With the aid of the adjusting ring 47, the cylindrical sleeve 44 can be rotated. The interaction of the head 46 and the helically extending groove curve 45 causes a longitudinal displacement of the mount 34 via the pin 43, which passes through the slot 41, which in turn is secured against rotation or transverse displacement.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt und soll ganz allgemein bei Objektiven mit veränderlicher Brennweite Anwendung finden, bei denen zwei oder mehrere optische Elemente axial verschiebbar sind.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and should be used in general for lenses with variable focal length, in which two or more optical elements are axially displaceable.

Im übrigen brauchen auch die zylindrischen Führungsteile 35 und 36 keine glatten Zylinder zu sein. Sie können in ihrem mittleren Teil geringeren Durchmesser aufweisen. F i g. 9 zeigt ein Führungsteil 35 a, bei dem lediglich die äußersten Enden für die Führung benötigt werden. Eine solche Form wird man zweckmäßig dann wählen, wenn die Führungsstücke sehr lang sind. Auf diese Weise läßt sich beim Gebrauch derselben eine bessere Präzision erreichen. Außerdem ist es aber auch möglich, an den Enden ballige Führungsstücke 36 b gemäß F i g. 10 zu verwenden, die nur in Punktberührung mit den Wänden der Führungsnut treten. Die Führungsteile sind dann aus zwei festen zueinander koaxialen Drehkörpern gebildet, deren gemeinsame Achse parallel zur Achse der beweglichen Fassung verläuft, auf welcher sie befestigt sind.In addition, the cylindrical guide parts 35 and 36 also need not to be smooth cylinders. They can have a smaller diameter in their middle part exhibit. F i g. 9 shows a guide part 35 a, in which only the outermost Ends are needed for the guide. Such a form becomes useful then choose if the guide pieces are very long. In this way you can use the same achieve better precision. But it is also possible to the ends convex guide pieces 36 b according to FIG. 10 to use that only in point contact step with the walls of the guide groove. The guide parts are then made up of two fixed ones formed mutually coaxial rotating bodies, the common axis of which is parallel to the axis the movable socket on which they are attached.

Claims

Claims: 1. Device for guiding and axial adjustment an optical element held in a mount inside a hollow support by means of two straight guides provided on one of the parts and accordingly arranged on the other part in the straight guides of sliding guide parts, characterized in that the straight guides are provided with two parallel guides flat surfaces are limited and each engaging tightly sliding in such a guide Guide part two guide surfaces lying in a common cylinder jacket surface has, each with one of the planar groove boundary surfaces in line or point contact stand.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide parts are in the longitudinal axis of the hollow beam extending guide cylinders, their Diameter of the mutual distance between the boundary surfaces forming the straight-line guide is equivalent to.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide parts each of two cylindrical guide pieces rigidly connected to one another by an axis exist, the guide surfaces of which lie in a common cylinder jacket surface, whose diameter corresponds to the distance between the mating guide surfaces from one another.

4th Device according to claim 3, characterized in that the in the common Cylinders: the guide pieces lying on the surface are convex.

5. Device according to Claim 1 to 4, characterized by means that allow a transverse displacement of the socket prevent against the support tube without affecting their movement in the longitudinal direction.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that each axis of the two Guide parts runs exactly parallel to the axis of the optical element.

7. Device according to claim 5 and 6, characterized in that the means which the transverse displacement prevent the socket, are formed from a pin which is attached to the socket is and is guided tightly sliding in a third longitudinal groove of the support tube. B.

Device according to claim 5 and 6, characterized in that the means which prevent a transverse displacement of the socket in the support tube, from two approaches, Attacks or the like. Are formed on the scope of the version, which are against the Place the inner wall of the cylindrical support tube surrounding the socket.

9. Device according to claim 5 and 6, characterized in that the means, a transverse displacement prevent the socket in the support tube, consist of a third guide element in Shape of a cylinder, the axis of which is exactly parallel to the axis of the optical element and that this guide cylinder is loosely mounted on a radially extending, axis attached to the circumference of the socket, this third guide element being tight sliding into a third longitudinal groove in the wall of the support tube.

10. Device according to claims 1 to 4, characterized by one on the outside of the socket attached pin, which passes through a slot provided in the support tube and which extends so far beyond the circumference of the support tube that with known, means attacking this, the displacement of the frame can be brought about from the outside can.

11. The device according to claim 10, characterized in that the support tube on its outside a rotatable adjusting cylinder carries, which is a helical Has extending groove into which the penetrating through the slot of the support tube Pin extends into the socket, so that when the adjusting ring is rotated over the pin and the helical groove a longitudinal displacement of the socket is effected in their support tube.