DD300212A7 - Justierverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein objektives einfaches Justierverfahren fuer komplexe optische Systeme, die aus nicht zwangsweise mechanisch verbundenen Elementen bestehen, die teilweise auszeraxial genutzt werden. Durch geeignetes Einbringen von Justiermarken in eindeutige Ebenen der Strahlengaenge und ihre UEberdeckung wird die optische Achse des Systems bestimmt. Figur{Justierverfahren; optische Systeme; Zentrierung; optische Achse; auszeraxial genutzte optische Elemente; gekoppeltes Beleuchtungs- und Abbildungssystem; Justiermarken}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar bei komplizierten optischen Systemen, deren Elemente nicht zwangsweise mechanisch

verbunden sind und die außeraxial benutzte Elemente enthalten, bei denen somit keine Verkörperung der optischen Achseexistiert.

Sie ist anwendbar bei cer Grundjustierung ebenso wie für Nachjustierungen während des Gerätebetriebes, wie sie z. B. auch

beim Austausch einzelner Baugruppen notwendig ist.

Charakteristik des Standes der Technik Optische Systeme, die nicht durch ihre mechanische Fassung, beispielsweise durch einen Rohrzylinder, zwangsweise zentriert

sind und außerdem (wie häufig bei Beleuchtung- und Geräteoptik) durch Umlenkelemente eine mechanisch abgeknickteoptische Achse besitzen, lassen sich nur aufwendig durch genaue, mechanische Maßverkörperungen und

Autokollimationsverfahren justieren. ⁽ Die verbleibenden Unsicherheiten sind dann durch Probieren etc. nur bis auf einen stets verbleibenden Restfehler abbaubar. Eine aufwendige rein manuelle Justierung nach dem „trial and error"-Prinzip ist in jedem Falle notwendig, die äußerst zeit- und

materialintensiv (Lampenverschleiß) ist und einen subjektiven Restfehler enthält, und derartige Justierungen sind nichtreproduzierbar.

Ein Verfahren, das diese Methode für den obengenannten Anwendungsfall ersetzt, ist nicht bekannt. Es müßte sich in Justiervorschriften dor Geräte des genannten Anwendungsgebietes dokumentieren. Ziel der Erfindung

Dia Erfindung hat das Ziel, ein Justierverfahren zu schaffen, das mit einfachsten Mitteln eine extrem zeitsparende eindeutige Justierung der optischen Achse, die jederzeit reproduzierbar ist, ermöglicht.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Justierverfahren für die eingangs angegebene allgemeine Verwendbarkeit bereitzustellen, die ohne zusätzliche aufwendige Gerätetechnik eine eindeutige definierte Zuordnung der optischen Elemente eines optischen Systeme bezüglich der optischen Achse ermöglicht.

Oies'i Aufgabe wird bei einem Justierverfahren für ein komplexes optisches System, bestehend aus nicht zwangsweise mechanisch verbundener Beleuchtungs - und Abbildungsoptik, welche mechanisch nicht zwangsweise justierte optische Elemente, die teilweise außeraxial genutzt werden, enthalten sowie bewegliche Strahlumlenkungselemente und Blenden, wobei das komplexe optische System eine Leuchtfeldjustierung erfahren hat, und daß das Beleuchtungssystem einen zentrierten Kondensor enthält, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Justierung der optischen Achse folgende Verfahrensschritte umfaßt:

a) Markierung (M₁) des Durchstoßpunktos eines ausgewählten Strahles nahezu in der Blendenebene des Kondensors (5),

b) i/arkierung (M₁") des dazu konjugierten Punktes in der Blendenebene der Abbildungsoptik (15),

c) Auflegen einer verschiebbaren Markierung auf die geometrische Mitte der zur Blendenebene des Kondensors konjugierten Ebene der Beleuchtungsoptik (11),

d) Verschieben der Markierung aus c), bis diese Markierung mit der Markierung aus b) in Koinzidenz gebracht wird, wodurch die optische Achse beider Ebenen [aus b) und c)] bestimmt ist (M/),

e) Zentrieren der Blenden zur optischen Achse aus d),

f) Justierung der Beleuchtungsopti' so daß die Markierung aus a) in Koinzidenz gebracht wird mit der Markierung aus c),

g) Entfernen mindestens der Markie ung aus c).

Vorteilhaft ist es dabei, wenn durch geeignete Strahleinengung quasi mit einem Bündelstrahl des Beleuchtungssystems die Justierung erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Justiermarke an einer definierten Stelle einer optischen Ebene in die dazu konjugierte optische Ebene eines nicht zentrierten optischen Systems oder aneinandergekoppelter optischer Systeme an die entsprechend definierte Stelle abgebildet. Damit wird eine Lagezuordnung, d. h. Justierung, trotz Fehlens einer mechanisch zwangsweise angegebenen Maßvc-rkörperung oder optischen Achse möglich.

Die Justiermarke dokumentiert den Durchstoßpunkt eines ausgewählten Strahles der Beleuchtungsquelle durch eine definierte Ebene des Kondensors. Das ist im Idealfall der Durchstoßpunkt des Hauptstrahles durch die Blendenebene des Kondensors.

Dieser Idealfall läßt sich aber nur dann verwirklichen, wenn die Blendenebene dafür zugänglich ist, d. h. z. B. im Luftabstand zwischen zwei optischen Elementen liegt bzw. auf der Oberfläche eines optischen Elementes.

Ist die Blendenebene nicht in diesem Sinne zugängig, so kann z. B. ein Strahl auf einer der Blendenebene eng benachbarten Linsenoberfläche zentrisch markiert werden, der in der Blendenebene des Kondensors einen zu berechnenden außeraxialen Durchstoßpunkt zugeordnet erhält, der als Justiermarke verwendet wird ebenso in der konjugierten Ebene der Abbildungsoptik.

Die Verkörperung der Justiermarken ist äußerst vielfältig möglich und bedeutet fachmännisches Handeln. Die Justiermarke l· ι Verfahrensschritt a) kann ein kleiner Lackpunkt sein, der aufgebracht wird und im System verbleibt, sofern er nicht die Abbildung stört. Es ist aber ebenso durchaus denkbar, daß ein derartiger Punkt auf einer planparallelen Platte aufgebracht ist, die nach der Justierung entfernt wird.

Für die Justiermarke nach Verfahrensschritt b) ist eine Abdeckkappe denkbar, die das entsprechende optische Element, was diese konjugierte Ebene verkörpert, umschließt und auf der eine Justiermarke angebracht wird.

Die Justiermarke im Verfahrensschritt c) ist als kleine Lochblende denkbar.

Ausführungsbelsplel

Das erfindungsgemäße Justierverfahren wird anhand eines möglichen optischen Systems in Fig. 1 näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein optisches System, bestehend aus Beleuchtungs-1 und Abbildungssystem II, wobei das Beleuchtungssystem I folgende Elemente enthält: eine außeraxiale Beleuchtungsquelle 1 mit einem Hauptstrahl 2 und Bündelstrahlen 3, der ein zentrierter Kondensor 4 nachgeordnet ist, der eine Blendenebene 5 enthält, dem Kondensor 4 nachgeordnet ist ein optisches System mit den außeraxial benutzten Kipp- oder Schwenkspiegeln 6 und 7, die ein ebenfalls außeraxia! genutztes Linsenpaar 8 und 9 einschließen, zwischen denen eine Blendenebene (Leucht'eldblende) 10 liegt, und daß dem Kippspiegel 7 ein Spiegel 11 mit Kohärenzblende 12 und eine weitere außeraxial genutzte Linse 13 nachgeordnet sind. Das Abbildungssystem ist in diesem Falle ein Spiegelsystem mit den Spiegeln 14 und 15, was den durch die Objektebene 16 hindurchtretenden Beleuchtungsstrah!

in die Bildebene 17 lenkt.

Dieses komplexe System wurde mit bekannten Justierverfahren (Autokollimation) vorjustiert für die Zwischenbildebenen.

Der erfindungsgemäße Justiervorgang verläuft anschließend in folgenden Schritten:

a) Markierung des Durchstoßpunktes des Hauptstrahles 2 durch die Blendenebene 5 des Kondensors 4 mit der Marke M₁.

b) Markierung das zur Marke M₁ konjugierten Punktes in der Blendenebene der Abbildungsoptik, die mit der konvexen Oberfläche des Spiegels 15 identisch ist, durch die Marke M|". Das geschieht durch Auflegen einer Abdeckkappe, deren Oberfläche markierbar ist.

c) In die durch mit bekannten Verfahren festgestellte geometrische Mitte des Spiegels 11 wird eine diesen Punkt geeignet repräsentierende Marke gelegt, z.B. eine kleine Lochblende.

d) Verschieben dieser Lochblende aus c), bis die Mitte dieser Lochblende mit der Marke M₁" zusammenfällt, damit ist die Marke M₁' bestimmt. Dadurch ist die optische Achss zwischen beiden Systemen, Beleuchtungssystem I und Abbildungssystem II, festgelegt.

e) Die Kohärenzblende 12 wird dementsprechend zentriertzu M₁'.

f) Justieren der Beleuchtungsoptik, in dem die Mirke M₍ in Koinzidenz gebracht wird mit M·', was durch Schwenken der Spiegel 6 und 7 geschieht.

g) Mindestens die Lochblende und die Abdeckkappe mit Marke M₁" werden entfernt. Die Marke M₁ kann dann ungehindert im System verbleiben, wenn siez. B. durch einen kleinen Lackpunkt auf der Linsenoberfläche repräsentiert ist und die Abbildung nicht störend beeinflußt.

Dies hat den Vorteil, daß die Justierung während des Gerätebetriebs jederzeit überprüfbar und wiederholbar ist. Außerdem

sind dadurch Beleuchtungs- und Abbildungssysteme mehrerer Geräte untereinander austauschbar und zueinander

justierbar.

Die Abdeckkappe oder ähnliche Vorrichtung für den Spiegel 15, der die Marke Mi" trägt, wird Bestandteil der Abbildungsoptik

als Justierhilfsmittel.

Eine direkte Markierung auf der Überfläche des Spiepels 15 iat im Prinzip auch möglich.

Besonders vorteilhaft verläuft die Justierung, wenn durch Einengung der Leuchtfeldblende 10 quasi mit einem Bündelstrahl des Beleuchtungssystems gearbeitet wird.

Claims (2)

1. Justierverfahren für ein komplexes optisches System, bestehend aus nicht zwangsweise mechanisch verbundener Beleuchtungs- und Abbildungsoptik, welche mechanisch nicht zwangsweise justierte optische Elemente, die teilweise außeraxial genutzt worden, enthalten sowie bewegliche Strahlumlenkungselemente und Blenden, wobei das komplexe optische System eine Leuchtfeldjustierung erfahren hat und das Beleuchtungssystem einen zentrierten Kondensor enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierung der optischen Achse folgende Verfahrensschritte umfaßt:

a) Markierung (Mi) des Durchstoßpunktes eines ausgewählten Strahles nahezu in der Blendenebene des Kondensors (5),

b) Markierung (M₁") des dazu konjugierten Punktes in der Blendenebene der Abbildungsoptik (15),

c) Auflegen einer verschiebbaren Markierung auf die geometrische Mitte der zur Blendenebene des Kondensors konjugierten Ebene der Beleuchtungsoptik (11),

d) Verschieben der Markierung aus c), bis diese Markierung mit der Markierung aus b) in Koinzidenz gebracht wird, wodurch die optische Achse beider Ebenen [aus b) und c)) bestimmt ist (M₁'),

e) Zentrieren der Blenden zur optischen Achse aus d),

f) Justierung der Bcleuchtungsoptik, so daß die Markierung aus a) in Koinziden? gebracht wird mit der Markierung aus c),

g) Entfernen mindestens eier Markierung aus c).

2. Justierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete Strahleinengung quasi mit einem Bündelstrahl des Beleuchtungssystems die Justierung erfolgt.