KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 OKTOBRA 1938.
KLASA 42 (7)
PATENTNI SPIS BR. 14273
Williams William Evvart, London, Vel. Britanija.
Poboljšanja postupka izrade i uredjaja za izradu asferičnih i sličnih sočiva, ogledala i
drugih preciznih optičkih sprava.
Prijava od 7 maja ’.937.	Važi od 1 marta 1938.
Naznačeno pravo prvenstva od 7 maja 1936 (Vel. Britanija).
Ovaj se pronalazak odnosi na izradu optičkih sočiva sa velikim relativnim otvorom ili velikom svetlosnom jačinom, ogledala i t. si. što će reći da se odnosi na naprave optičke tačnosti ili takvog stepena usavršenosti koji već po svojoj definiciji zahtevajo visoki standart za razliku od grubih naprava kao što su na primer sočiva, koja se upotrebljavaju u električnim lampama, svetionicima i saobraćajnim signalnim lampama.
Sočiva visoke kakvoće ovde opisane vrste, što će reći inače jednostavna asfe-rična sočiva, ogledala, prizme i t. si. koja se upotrebljavaju radi izbegavania sferične i drugih aberacija (sem hromatične), koja bi, međutim, pri izradi iz jednog jedinog dela imala sve odlike visoke kakvoće, bilo je do sada veoma skupo proizvoditi ili kao što je to slučaj sa Fresnelovim i drugim napravama podeljenim na oblasti, njihova je izrada bila i nemoguća ili bar zbog skupog koštanja nedostupna Praktično je nemoguće udesiti i održati podeše-nost pojedinih oblasti tako da njihove osovine ili površine leže tačno u optičkoj osi ili ravni sistema.
Poznata je izrada tačnih optičkih sočiva i t. si. na taj način što se tako zvanom »plastičnom« staklu daje potreban oblik putem presovanja na umerenoj temperaturi u optički uglačanim kalupima. Kod o-vog naročitog načina izrade krivine koje površine sočiva ili t. si. dobi ja ju na kraju krajeva pri običnim temperaturama o-čigledno ne mogu da se apsolutno tačno poklapaju sa krivinama optičkih kalupa
upotrebljenih radi davanja potrebnog oblika pošto se površine kalupa upotrebljenih radi postizavanja potrebnog oblika i površine plastičnog stakla hlade brže nego unutrašnji delovi kalupljenog plastičnog stakla, stoga je bilo nemogueć da se ovim postupkom dobiju sočiva od kalupljenog plastičnog stakla i slične naprave sa velikim relativnim otvorom uz odgovarajuću visoku kakvoću kakvu sama priroda proizvoda zahteva.
Ovaj pronalazak rešava gore navedene probleme na taj način što kao materijal za sočivo upotrebljava »plastično staklo« a s druge strane uglavnom radeći na taj način što se lice 'kalupa glača na određenim mestima u niže navedenom obimu što ima za posledicu da pri upotrebi ovakvih kalupa, bez obzira na to koliko njihova izrada može da bnde skupa, sočiva velikog relativnog otvora ili slične naprave visoke optičke usavršenosti mogu se veoma jev-tino izrađivati u velikim količinama a u izvesnim slučajevima mogu biti smatrana kao potpuno novi trgovački proizvodi.
Prema ovom pronalasku asferično sočivo unapred određene krivine njegove površine izrađuje se kalupljenjem plastičnog stakla uglavnom na poznat način, pri čemu je taj način izmenjen činjenicom da kalup ispočetka dobija takvu približno pravilnu unapred određenu asferičnu površinu, kakva se može dobiti pomoću tehničkih i mehaničkih sredstava kao što su merila (kalibri) i šabloni koji omogućuju tač-nost samo do 0,025 mm a u najboljem slučaju do 0,0025 mm, posle čega se pomoću
Din. 15.—
ovih kalupa izrađuje prethodno sočivo ili sočiva i veličina otstupanja ovakvog soči-va od tačno potrebne asferične krivine određuje se pomoću interferometričnih ispitivanja pa se kalup prema tome glača na odgovarajućim određenim mestima tako da se njegova površina podesi za kalupljenje sočiva koja će imati tačne optičke asferične površine. Lako je uvideti da se malo pre navedenim postupkom konačno mestimič-no glačanje kalupa određeno interfero-metrijskim upoređivanjem može da da tač-nost koja se približno Rayleigh-evoj granici dozvoljenih otstupanja u veličini k /4 za osetno savršenu tačnost.
Pronalazak u ravnoj meni obuhvata takođe i izradu tačno sferičnih sočiva sa velikim relativnim otvorom i visokim nivoom usavršenosti kakav sama priroda stvari zahteva, što se postizava kalupljenjem plastičnog stakla inače prema već poznatom načinu samo sa tom razlikom što se napred pomenuti uticaji nejednake temperature izjednačuju na taj način, što se kalupu ispočetka da tačno sferična površina, zatim se pomoću ovakvog kalupa izrađuje jedan ili više prethodnih sočiva. Interfero-metrijskim ispitivanjima utvrđuje se stepen otstupanja ovakvog sočiva od potrebne tačne sferične krivine pa se površina kalupa glača prema podatcima dobivenim ovim ispitivanjima tako, da se posle toga mogu izrađivati sočiva sa velikim relativnim o-tvorom, koja će biti tačno sferična.
U slučaju Fresnelove ili slične naprave podeljene na oblasti sam se kalup šta više izrađuje na način, koji je već poznat za izradu grubih Fresnelovih sočiva od stakla, od većeg broja delova koji se mogu međusobno pomerati u uzdužnom pravcu a imaju odgovarajuće dimenzije u strane i koji se za vreme vrelog presovanja plastičnog stakla drže u potrebnom međusobnom uzdužnom rasporedu da bi na taj način staklo dobilo potreban Fresnelov ili t. si. oblik. Ova odlika pronalaska naznačena je činjenicom što se delovima kalupa, koji ispočetka mogu da imaju svi istu dužinu, jednako složenim skupa daje na gore izneti način zajednički elementarni optički tačan sferič-ni ili asferični oblik ili izgled posle čega se ovi delovi pomere koliko treba u uzdužnom pravcu jedni u odnosu na druge u koliko to odgovara željenom pomeraniu Fresne-lovog sočiva ili slične »stepenaste« naprave.
U priloženim crtežima, u vidu primera, slika 1 pretstavlja diametralni presek Fresnelovog sočiva, preuveličan radi jasnijeg objašnjenja. Slika 2 pretstavlja sličan presek složenog kalupa pomoću kojeg je izrađeno sočivo pokazano na si. 1. Slika 3 je sličan presek koji treba da objasni kako
je kalup sagrađen. Slika 4 je sličan presek koji pokazuje asferično ili ispravljeno sfe-rično sočivo i kalup za njegovu izradu.
Obraćajući se prvo slikama 1, 2 i 3 vidimo da se sočivo pokazano na sl. 1 izrađuje presevanjem na vruće između donjeg kalupa (koji na slici nije pokazan) i gornjeg, kalupa pokazanog na slici 2, sagra đenog onako kako to jednim delom prikazuje slika 3. To će reći da na primer za Fresnolovo sočivo sa tri oblasti kalup se sastoji iz tri dela, naime iz srednje šipke ili valjka 1 kružnog poprečnog preseka opkoljenog tesno pripijenom cevi 2 koja je opet opkoljena drugom tesno priljubljenom cevi 3. Očigledno je da takvih cevi. može da bude i više u zavisnosti od broja oblasti na kojji sočivo treba da bude podeljeno. Delovi 1, 2 i 3 mogu da budu izrađeni od odgrejanog vvožđa ili čelika.
U početku delovi 1, 2 i 3 dob-iaju ravne krajeve ali gornji krajevi stoje stepenasto kao što se vidi na si. 3 pri čemu je razlika odgovarajućih dužina pprilagođena visini stepena ili relativnog aksialnog pomeranja potrebnog za oblasti Fresnelovog sočiva (si. 1). Po sebi se razume da u tu svrhu tri dela 1, 2 i 3 mogu isprva da imaju istu dužinu pa se posle cevasti delovi 2 i 3 otseku koliko to bude potrebno za visinu stepena. Zalim se sva ova tri dela uvuku jedan u drugi tako da njihove čeone površine na donjim krajevima dodu sve u jednu ravan kao što je to označeno isprekidanom linijom 4 na si. 3.
Zatim se donja površina složenog kalupa obraduje na način prema ovom pronalasku tako da se dobija veoma uglačana asferična ili tačno sferična izdubljena površina kalupa, kao što će to biti podrobnije opisano niže u vezi sa slikom 4.
Zatim se klin 5 može ukloniti i sva tri dela mogu izvrnuti kao iedna celina i staviti na ravnu površinu tako da tri površine koje smo imali ispočetka na gornjem kraju sada padnu sve u jednu ravan dok će se stepenasti raspored pojaviti kod sferičnih izdubljenih površina na suprotnom kraju. Zatim se ova tri dela mogu osigurati u o-vom položaju uvlačenjem klina 5 ili drugog klina u drugi otvor kao pod oznakom 5a na si. 2. Sa ovako učvršćenim delovima 1, 2 i 3 kalup se može upotrebiti za vruće presovanie Fresnelovog sočiva pokazanog u vidu primera na si. 1.
Po sebi se razume da se veličina stepe-nastog pomeranja pojedinih oblasti Fresnelovog sočiva može ostvariti i na dru°'i način neoo što je onaj koji je opisan u vezi sa slikama 2 i 3, bitno ie samo to da se pojedini delovi složenog kaluoa mogu u-čvrstiti u potrebnim uzajamnim položajima. Tako se kao elementarni primer može
navesti veza pomoću zavojno^ nareza sa o-siguranjem protiv odvrtanja na koji bilo od dobro poznatih načina kao što na primer pomoću šipova uvučenih u uzdužne otvore ili proreze.
Naročita pažnja mora da se pokloni, da bi se obezbedilo, da središte krivine površine kalupa leži na geometrijskoj osi srednje šipke 1 i cevi 2 i 3 ali se teorijski može dokazati da je stepen tačnosti, koji je zato potreban, mnogo manji od tačnosti potrebne da bi se postiglo tačno poklapanje osa pojedinih oblasti, što se pomoću o-vog pronalaska postiže veoma lako samo od sebe.
Obraćajući se sada slici 4 vidimo da je sa 6 obeleženo obično pljosnato ispupčeno sočivo uzeto kao jedan primer dok je sa 7 obeležen jedan od gornjih kalupa pomoću kojeg je ovo sočivo 1 izrađeno, naspramni kalup je radi veće jednostavnosti izostavljen kao što je bilo učinjeno i u slučajevima pretstavljenim na slikama 1 i 2. Može se pretpostaviti da pokazano sočivo 6 ima tačno sferičnu gornju površinu dok se za optički uglačanu površinu 8 podrazumeva da je asferična kao što je to u jako preuveličanom stepenu pokazano zacrnjenim de-lovima 9, ili se za sočivo može da pretpostavi da je asferično. Prema tome zacrnjeni deo 9 može da pretstavlja onaj deo površine kalupa koji je glačanjem skinut da bi se na kraju krajeva dobila strogo sferična gornja površina sočiva 6 ili pak ovaj zacrnjeni deo 9 može da pretstavlja razliku između tačno sferične površine za koju smo pretpostavili da pretstavlja gornju površinu sočiva 6 na ovoj slici i asferične površine koju sočivo želimo da ima u kojem slučaju površini kalupa 8 treba, razume se, da se da približno taj asferični oblik, ispravljen pored toga ako se to želi s obzirom na posledice nejednakog hlađenja.
Pri izvođenju ovog glavnog oblika pronalaska sočivo 6 na primer, izrađeno pomoću kalupa sa sferičnim površinama ustanovljenim postupkom, postavi se u poznati interferometar za ispitivanje sočiva pa se utvrde ili odrede deformacije čela talasa od njegovog idealnog oblika. Ako u datom predelu ili oblasti sočiva zapažena greška iznosi X-ti deo talasne dužine popravka koju treba izvršiti u površini sočiva data je jednačinom 2t g—1=X, gde je p. sačini-lac prelamanja materijala. Pošto su ispravke koje su obično potrebne radi svega nekoliko svetlosnih talasnih dužina često je dovoljno tačno ako se napiše t = X.
Ako se sada kalup stavi umesto jednog ogledala gore pomenutog interferometra za ispitivanje sočiva neće se videti nikakve
spektralne linije. Mestimična deformacija od y jedinica talasne dužine proizvešće po-meranje spektralne linije od 2y spektralnih linija. Prema tome potrebno je samo da se optički kalup mestimice glača dotle dok na interferometrojskom ispitivanju on ne da polovinu onog broja spektralnih pruga koji daje prvobitno sočivo izrađeno pomoću sferionog kalupa. Ispravka mora. razume se, da se izvrši u suprotnom smislu.
Pod rečju »sočivo« u priloženim za-htevima ima da se podrazumevaiu ogledala, prisme i slične naprave takve prirode koja zahteva optičku tačnost.
Patentni zahtevi:
1.	) Postupak za proizvođenje sočiva i drugih naprava sa velikim relativnim otvorom, računajući tu i naprave Fresnelovog tipa, sa velikom optičkom tačnošću ili usa-vršenošću kakva se do sada nije mogla postići ili se kod stakla postizava samo po cenu velikih teškoća i izdataka, putem vrelog presovanja »plastičnog stakla« na umerenim temperaturama pomoću optički uglačanih kalupa, kao i sama sočiva i slične naprave proizvedeni ovim postupkom, naznačen time, što se za izradu asferičnog sočiva ili tačnoo- sferičnog sočiva kalupu ispočetka daje odgovarajući približan želieni asferi-čan oblik ili tačno sferičan oblik, zatim se pomoću ovog kaluoa izrađuje jedno ili više sočiva i interferometrijskim ispitivanjima utvrđuje se stepen otstupanja ovakvih sočiva od željenog tačnog oblika posle čega se kalun na odgovarajući način ispravlja mestimičnim glačanjem i najzad se pomoću ovakvog kalupa izrađuju sočiva tačnog željenog oblika.
2.	) Postupak prema zahtevu 1, za sočiva Fresnelovog tipa i t. si. kao i sama sočiva proizvedena ovim postupkom, u kojem se upoptrebljava složeni kaluo koji se sastoji iz pokretnih delova ikoii se mogu pomerati jedni u odnosu na druge a tako su udešeni da se za vreme izrade sočiva mogu držati u potrebnom stepenastom rasporedu, naznačen time, što se pre stepena-stog pomeranja delova kalupa njima daje ispočetka zajednička asferična ili tačno sferična površina i vrši se zajednička ispravka Fresnelovih oblasti za vreme dok se delovi kalupa drže u drugom odgovarajućem položaju.
3.	) Naprava za upotrebu u postupku prema zahtevu 2, naznačena time, što je složeni kalup snabdeven sredstvima (n. pr. 5 ili 5a) koja su tako udešena da mogu zadržati delove kalupa (1, 2 i 3) nepomično u đva razna međusobna položaja (si. 3 odnosno si. 2).






■
.
ataLkna \JL.t^a in« «ntA ' 1 tisa ■ sim

■










.






■ M 1 s"


















5a