DE102005050274A1 - Koppelvorrichtung für eine Lichtführung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kopplung von Strahlführungen optischer Systeme zur uni- oder bidirektionalen Übertragung von Strahlen über einen Strahlübergang zwischen den optischen Systemen mit einer Verbindungsvorrichtung und mechanischen Zentriermitteln. Dabei ist an der Verbindungsvorrichtung in einem Kopplungsbereich eine Magnetkupplung zum Bewirken einer Koppelverbindung vorgesehen. Die Zentriermittel sind in der Weise ausgebildet und an den sich gegenüberliegenden zu koppelnden optischen Systemen angeordnet, dass sie bei der durch die magnetischen Kräfte bewirkten Anziehung eine Selbstzentrierung der Strahlführungen bewirken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kopplung von Strahlführungen optischer Systeme zur uni- oder bidirektionalen Übertragung von Strahlen über einen Strahlübergang zwischen den optischen Systemen mit einer Verbindungsvorrichtung und mechanischen Zentriermitteln.
  • Gekoppelte optische Systeme finden in vielfältiger Form Verwendung, beispielsweise in interferometrischen Messeinrichtungen. Dabei wird ein Strahl von einem optischen System der Messeinrichtung in ein weiteres optisches System geleitet. Der Strahlübergang kann als Freistrahl oder als ein in einem Lichtwellenleiter geführter Strahl erfolgen.
  • Die Schrift DE 198 08 273 beschreibt eine interferometrische Messeinrichtung zum Erfassen der Form rauer Oberflächen, wobei eine räumlich kohärente Strahlerzeugungseinheit vorgesehen ist, die eine zeitlich kurzkohärente und breitbandige Strahlung abgibt, und eine Trennung in einen Abschnitt mit den Komponenten eines Modulationsinterferometers und den Komponenten einer Messsonde vorgenommen und die Messsonde über eine Lichtleitfaseranordnung mit dem Modulationsinterferometer gekoppelt ist und von dem Modulationsinterferometer entfernt verwendbar ist.
  • Solche interferometrische Messeinrichtungen werden in Formmessmaschinen eingesetzt. Die Messsonde ist in einem optischen Tastarm integriert, der beispielsweise über eine Magnetkupplung auswechselbar mit einer Messmaschine mechanisch verbunden ist. Ein Modulationsinterferometer als Bestandteil eines optischen Messgerätes ist ebenfalls an die Messmaschine angebunden. Die optische Verbindung zwischen dem optischen Messgerät und der Messsonde erfolgt über Lichtwellenleiter. Dabei ist ein Lichtwellenleiter als optische Verbindung zwischen der Messmaschine und der Messsonde neben dem Tastarm frei geführt. Die optische und mechanische Ankopplung des Lichtwellenleiters erfolgt über eine Steckverbindung an der Messmaschine.
  • Nachteilig bei diesem Aufbau ist, dass aufgrund der parallel zur Magnetkupplung vorliegenden Steckverbindung des Lichtwellenleiters ein automatischer Wechsel der Messsonde nicht ausgeführt werden kann. Der manuelle Wechsel ist umständlich und zeitaufwändig. Durch den frei verlaufenden Lichtwellenleiter werden beim Schwenken des Tastarms parasitäre Kräfte auf den Tastarm übertragen, weiterhin kann der Lichtwellenleiter bei Betrieb oder beim Wechsel der Messsonde leicht beschädigt werden. Verbiegen der optischen Fasern in dem Lichtwellenleiter beziehungsweise Vibrationen der Fasern relativ zur Messsonde können optischen Einfluss auf das Messergebnis haben.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, welche die genannten Nachteile vermeidet und eine einfach lösbare optische und mechanische Kopplung optischer Systeme ermöglicht.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Verbindungsvorrichtung in einem Kopplungsbereich eine Magnetkupplung zum Bewirken einer Koppelverbindung aufweist und dass die Zentriermittel in der Weise ausgebildet und an den sich gegenüberliegenden zu koppelnden optischen Systemen angeordnet sind, dass sie bei der durch die magnetischen Kräfte bewirkten Anziehung eine Selbstzentrierung der Strahlführungen bewirken. Die Verbindungsvorrichtung bewirkt somit sowohl die mechanische Verbindung zwischen den optischen Systemen als auch die optische Verbindung. Die Magnetkupplung ermöglicht ein leichtes Trennen und Verbinden der optischen Systeme. Die optischen Systeme können somit in einem Arbeitsschritt, dem Lösen der magnetischen Verbindung, getrennt werden. Es sind keine zusätzlichen Montageschritte, wie das Trennen einer zusätzlichen optischen Verbindung, notwendig, was einen automatisierten Wechsel eines der optischen Systeme ermöglicht. Dies ist insbesondere bei gekoppelten optischen Systemen relevant, bei denen eines der Systeme einen optischen Messkopf beziehungsweise Tastarm darstellt, der spezifisch für eine jewei lige Messaufgabe ausgetauscht werden muss. Da solche Messköpfe oder Tastarme oft auch beweglich ausgeführt sind, ist durch die in die Verbindungsvorrichtung aufgenommene optische Anbindung sicher gestellt, dass keine parasitären Kräfte, wie sie beispielsweise durch eine optische Ankopplung durch separate Lichtwellenleiter auftreten, auf den Messkopf beziehungsweise den Tastarm übertragen werden. Die in die Verbindungsvorrichtung aufgenommene Strahlführung ist im montierten Zustand von außen nicht zugänglich und somit mechanisch geschützt. Durch das Zusammenwirken der magnetischen Kräfte und der Zentriermittel wird erreicht, dass die optischen Systeme bei der Montage ausgerichtet werden und in einer definierten Position halten, so dass eine genaue gegenseitige Positionierung der optischen Systeme für einen optimierten Strahlübergang gewährleistet ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Magnetkupplung aus einer Magnetanordnung von zumindest einem im montierten Zustand einander gegenüber liegenden Paar von Magneten gebildet, wobei die Magnete als Dauermagnete und/oder als Elektromagnete ausgeführt sind, oder die Magnetkupplung besteht aus zumindest einem Magneten und einem im montierten Zustand gegenüberliegenden magnetisch anziehbaren Material, wobei der Magnet als Dauermagnet oder als Elektromagnet ausgeführt ist.
  • Einander gegenüber liegende Dauermagnete bewirken eine starke magnetische Verbindung. Durch entsprechende Auswahl der Polarität der Dauermagnete kann bei Verwendung von mehr als einem Magnetpaar, beispielsweise bei rotationssymmetrischen Verbindungsvorrichtungen, eine definierte gegenseitige Ausrichtung der optischen Systeme bewirkt werden.
  • Bei Verwendung einer Kombination von Magneten und magnetisch anziehbaren Materialien kann beispielsweise das Gehäuse oder der Bereich der Verbindungsvorrichtung des Gehäuses eines der optischen Systeme aus einem solchen magnetisch anziehbaren Material gefertigt sein. Dadurch entfällt für eines der optischen Systeme bei der Herstellung die Bereitstellung und Montage von separaten Magneten.
  • Durch die Verwendung von Elektromagneten kann die mechanische Verbindung zwischen den optischen Systemen elektrisch geschlossen und geöffnet werden. Zur Trennung der optischen Systeme müssen daher keine magnetischen Kräfte mechanisch überwunden werden, was bei empfindlichen optischen Systemen einen schonenden Austausch ermöglicht.
  • Sind vor und nach dem Strahlübergang optisch abbildende Bauelemente angeordnet, welche in dem Strahlübergang einen kollimierten oder einen fokussierten Strahl erzeugen, so ermöglichen diese einen verlustarmen Übergang der Strahlung zwischen den optischen Systemen in Form eines Freistrahls. Sowohl ein kollimierter Strahl wie auch ein fokussierter Strahl sind invariant gegenüber einer Drehung der optischen Systeme um die optische Achse.
  • Darüber hinaus ist ein kollimierter Strahl in bestimmten Grenzen tolerant gegenüber einer gegenseitigen Verschiebung der optischen Systeme quer zur optischen Achse, was im Allgemeinen lediglich zu einer Lichtschwächung führt, wenn das in Strahlrichtung nachfolgende optische Bauelement nicht mehr den gesamten Strahlbündelquerschnitt erfasst. Eine beispielsweise interferometrische Messung wir dadurch nicht berührt.
  • Ein fokussierter Strahl ist tolerant gegenüber einer Verkippung im Bereich des Fokuspunktes. Beide Strahlführungen ermöglichen somit in bestimmten Grenzen eine gegenseitige Abweichung der optischen Achsen der gekoppelten optischen Systeme, was zum einen dem Ausgleich von mechanischen Toleranzen der Verbindung dient, zum anderen auch gezielt eingesetzt werden kann, wenn beispielsweise eines der optischen Systeme während einer Messung gegenüber dem anderen optischen System bewegt werden muss oder die Strahlführung in dem zweiten optischen System abweichend von der optischen Achse des ersten optischen Systems erfolgen soll.
  • Eine mechanische Rotation eines der optischen Systeme wird dadurch ermöglicht, dass die Magnetkupplung um die optische Achse der Strahlführung drehbar ausgeführt ist. Stellt das zweite optische System beispielsweise einen Messkopf mit seitlichem Lichtaustritt zu einem Prüfling dar, so kann die Position des Messpunktes durch Drehen des zweiten optischen Systems verändert werden, beispielsweise zur Abtastung der inneren Oberfläche einer zylindrischen Bohrung.
  • Dazu ist die Drehebene bevorzugt im Bereich des Strahlübergangs angeordnet, da hier die Strahlführung als Freistrahl erfolgt und, unabhängig von der gewählten Art der Strahlführung als kollimierter oder fokussierter Strahl, invariant gegenüber einer Drehung um die optische Achse ist.
  • Der Strahlübergang kann sowohl innerhalb der Magnetanordnung oder seitlich von der Magnetanordnung angeordnet sein. Eine Anordnung innerhalb der Magnete ermöglicht einen weitestgehend symmetrischen Aufbau mit entsprechend symmetrischer Kräfteverteilung, was zu einem gleich bleibenden Spalt im Bereich des Strahlübergangs zwischen den optischen Systemen führt. Die Verbindung ist sehr robust und reproduzierbar herstellbar. Es sind jedoch mehrere Magnetpaare oder ein umlaufender Ringmagnet notwendig. Eine seitliche Anordnung ermöglicht die Verwendung von nur einem Magnetpaar zur magnetischen Kupplung. Gegenüber der Anordnung innerhalb der Magnete ergeben sich weitere Freiheitsgrade bezüglich der Positionierung des optischen Übergangs. So kann dieser beispielsweise am Rand oder in einer Ecke der Verbindungsvorrichtung angeordnet sein.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eines der optischen Systeme als Lichtwellenleiter ausgebildet ist. Dabei können zwei Lichtwellenleiter mit optisch abbildenden Bauelementen direkt miteinander verbunden werden oder es kann eine Verbindung zwischen einem optischen Lichtwellenleiter und einem als Freistrahl-Optik ausgeführten System hergestellt sein. Lichtwellenleiter ermöglichen die Zuleitung eines Strahls innerhalb eines optischen Systems, beispielsweise direkt von einer Strahlungsquelle oder von einem optischen Messsystem, zu der Verbindungsvorrichtung und anschließend zu entsprechenden optischen Bauelementen in dem zweiten optischen System. Die Verbindungsstelle kann somit räumlich getrennt von den jeweiligen optischen Mess- und Auswertesystemen angeordnet werden.
  • Bevorzugt kann die Vorrichtung zur Kopplung optischer Systeme verwendet werden, bei denen das eine optische System ein Modulationsinterferometer aufweist und das andere optische System eine mit dem Modulationsinterferometer optisch gekoppelte Messsonde und/oder Referenzsonde aufweist. Solche Systeme werden häufig in Formmessmaschinen zur interferometrischen Erfassung der Form oder des Abstandes rauer Oberflächen eingesetzt. Dabei werden Messsonden abhängig der jeweiligen Messaufgabe und des jeweiligen Prüfobjektes eingesetzt, was einen Wechsel der Messsonden bedingt. Durch die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ist ein schneller und auch automatisierter Wechsel der Messsonde möglich, da nur die magnetische Verbindung gelöst werden muss. Findet die Messung in einer klimatisierten Kabine statt, so muss zum Wechseln der Messsonde im Vergleich zu bekannten Systemen mit einer separaten optischen Anbindung der Messsonde mit Lichtwellenleitern die Kabinentür nicht oder nur kurz geöffnet werden, was zu geringeren Temperaturschwankungen führt. Durch eine Drehlagerung kann die Messsonde entsprechend der Messaufgabe ausgerichtet werden. Sind für die Bewegung der Messsonde weitere Freiheitsgrade vorgesehen, so werden durch die Verbindungsvorrichtung keine parasitären Kräfte auf die Messsonde beziehungsweise einen die Messsonde beinhaltenden Tastarm übertragen, wie dies bei einer optischen Ankopplung der Messsonde an die Messmaschine mit einem frei verlaufenden Lichtwellenleiter der Fall ist. Zumeist ist bei einem Wechsel der Messsonde auch ein Wechsel der Referenzsonde erforderlich. Die Anbindung der Referenzsonde kann ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung mit den bereits für die Messsonde beschriebenen Vorteilen erfolgen.
  • Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen mit kollimiertem Strahl,
  • 2 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen mit fokussiertem Strahl,
  • 3 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen mit Drehmöglichkeit,
  • 4 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen mit Drehmöglichkeit in einer Formmessmaschine.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen 1 mit kollimiertem Strahl. Ein erstes optisches System 10 beinhaltet eine Lichtquelle 11 und einen Lichtwellenleiter 12, mit dem ein Strahl 13 der Lichtquelle 11 einem abbildenden Bauelement 14 in Form einer optischen Linse zugeführt wird. Ein zweites optisches System 20 enthält ein abbildendes Bauelement 24, ebenfalls in Form einer optischen Linse, welches dem abbildenden Bauelement 14 des ersten optischen Systems 10 entlang der optischen Achse gegenüber liegend angeordnet ist, sowie einen nach geschalteten Lichtwellenleiter 22 und eine Wirkstelle 21 der Strahlung. Die Strahlung der Lichtquelle 11 wird von der Lichtquelle 11 über den Lichtwellenleiter 12 dem ersten abbildenden Bauelement 14 zugeführt, von diesem im Bereich eines Strahlübergangs 15 kollimiert, von dem nachfolgenden abbildenden Bauelement 24 auf das Ende des Lichtwellenleiters 22 fokussiert und von diesem der Wirkstelle 21 zugeführt.
  • Die mechanische Verbindung zwischen den beiden optischen Systemen 10, 20 wird über eine Verbindungsvorrichtung 30 in Form einer Magnetkupplung 32 und eines Zentriermittels 31 erreicht. Die Magnetkupplung 32 ist in dem Ausführungsbeispiel durch zwei in dem ersten optischen System 10 angeordneten Magneten 32.1, 32.3 und zwei in dem zweiten optischen System 20 angeordneten Magneten 32.2, 32.4 realisiert, wobei sich jeweils ein Paar Magnete 32.1, 32.2 und 32.3, 32.4 über den Spalt zwischen den beiden optischen Systemen 10, 20 gegenüber liegen. Der Verbindungsvorrichtung 30 sind weiterhin die Zentriermittel 31 in Form einer Ebene 31.5, von Nuten 31.2, 32.3, 31.6 und von in die Nuten eingreifenden Zentrierkörpern 31.1, 31.4 zugeordnet.
  • Durch die gegenseitige Anziehung der Magnete 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 wird eine magnetische Kupplung und somit lösbare mechanische Verbindung zwischen den beiden optischen Systemen 10, 20 erreicht. Die Zentriermittel 31 bewirken dabei eine gegenseitige Zentrierung der optischen Systeme 10, 20 dahingehend, dass die optischen Bauelemente 14, 24 einander gegenüberliegen und so einen Strahlübergang 15 zwischen den optischen Systemen 10, 20 ermöglichen.
  • Durch die Verbindungsvorrichtung 30 wird sowohl eine mechanische als auch eine optische Verbindung zwischen den optischen Systemen 10, 20 ohne zusätzlich zu montierende optische Komponenten, wie beispielsweise parallel zur Verbindungsvorrichtung frei verlaufende Lichtwellenleiter, erreicht. Ein Austausch eines der optischen Systeme 10, 20 ist somit allein durch Trennen und erneutes Verbinden der magnetischen Kupplung ohne weiter Montageschritte möglich, was zum Beispiel einen automatisieren Wechsel eines der optischen Systeme 10, 20 erst ermöglicht.
  • Der kollimierte Strahl ergibt einen verschiebungsinvarianten Strahlübergang 15. Eine Versatz der optischen Systeme 10, 20 quer zur optischen Achse des Strahlübergangs 15, wie er durch mechanische Toleranzen der Zentriermittel 31 oder durch eine gewünschte Bewegung der optischen Systeme 10, 20 gegeneinander verursacht sein kann, führt zu einer Strahlschwächung, hat jedoch keinen weiteren Einfluss auf beispielsweise interferometrische Messungen. Auch ein gegenseitiges Verdrehen der optischen Systeme 10, 20 um die optische Achse hat keinen Einfluss auf den Übergang der Strahlung zwischen den optischen Systemen 10, 20 und somit auf eine optische Messung.
  • Der Strahlübergang 15 erfolgt in dem Ausführungsbeispiel zentrisch zwischen der Magnetanordnung. Es sind jedoch auch asymmetrische Aufbauten möglich, bei denen der Strahlübergang 15 seitlich von den Magneten 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 angeordnet ist. Die Anzahl der eingesetzten Magnete 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 kann von der dargestellten Ausführung abweichen. Es können Dauermagnete oder Elektromagnete verwendet werden, letztere mit dem Vorteil, dass die magnetische Verbindung durch Schalten des entsprechenden Stromkreises geöffnet und geschlossen werden kann. Auch Kombinationen von Magneten und magnetisch anziehbaren Materialien sind möglich. So kann beispielsweise das Gehäuse eines der optischen Systeme 10, 20 aus einem magnetisch anziehbaren Material gefertigt sein, so dass lediglich in dem gegenüberliegenden optischen System 10, 20 entsprechende Magnete 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 vorgesehen werden müssen.
  • Die Zentriermittel 31 sind in dem Ausführungsbeispiel als ineinander greifende Kugeln, Nuten 31.2, 31.3, 31.6 und die Ebene 31.5 gebildet. Hierzu sind viele alternative Ausführungen, die in Verbindung mit den magnetischen Kräften zu einer statisch bestimmten Anordnung führen und wie sie in Lagerungen allgemein Verwendung finden, möglich. Beispiele hierzu sind Senkungen, Zylinder, Kegel und dergleichen. Wichtig ist, dass durch die anziehenden Kräfte der Magnete 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 über die Zentriermittel 31 eine Selbstzentrierung der optischen Systeme 10, 20 zueinander erfolgt.
  • 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen 1 mit fokussiertem Strahl. Die dargestellten Komponenten entsprechen den bereits in 1 beschriebenen Komponenten. Im Gegensatz zu 1 ergeben die als optische Linsen ausgeführten abbildenden Bauelemente 14, 24 einen im Strahlübergang 15 fokussierten Strahl. Ein solcher Strahlübergang 15 ist invariant gegenüber Verdrehen der optischen Systeme 10, 20 um die optische Achse und, in bestimmten Grenzen, gegenüber gegenseitigem Verkippen der optischen Systeme im Fokuspunkt.
  • 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen mit Drehmöglichkeit in einer Erweiterung zu der in 1 dargestellten Variante. Zusätzlich zu den bereits in 1 beschriebenen Komponenten ist dem ersten optischen System 10 im Bereich des Strahlübergangs 15 über ein Drehlager 16 eine drehbare Aufnahme 17 zugeordnet. Angetrieben durch einen Motor 18 kann sich die drehbare Aufnahme 17 um die optische Achse des Strahlübergangs 15 drehen. Die in ihrer Funktion bereits beschriebenen, dem ersten optischen System 10 zugeordneten Komponenten Magnete 32.1, 32.3 der Magnetkupplung 32, die Ebene 31.5 und die Nut 31.2 des Zentriermittels 31 sind an der drehbaren Aufnahme 17 gegenüber dem zweiten optischen System 20 angeordnet und ermöglichen so in beschriebener Art die magnetische Kupplung zwischen den optischen Systemen 10, 20. Die Drehebene liegt im Bereich des als kollimierter Freistrahl ausgeführten Strahl übergangs 15. Eine Drehung um die optische Achse hat daher keinen Einfluss auf den Übergang der Strahlung zwischen den optischen Systemen 10, 20. Alternativ hierzu ist auch ein fokussierter Strahlübergang 15, wie er in 2 dargestellt ist, möglich.
  • 4 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kopplung optischer Strahlführungen 1 mit Drehmöglichkeit an einer Formmessmaschine 60. Das erste optische System 10 besteht aus einer Messmaschine 50 und einem angegliederten optischen Messgerät 40. Das optische Messgerät 40 beinhaltet eine interferometrische Messeinrichtung in bekannter Ausführung, bestehend aus der Lichtquelle 11, welche über einen Lichtwellenleiter 41 mit einem Modulationsinterferometer 42 optisch gekoppelt ist, einem anschließenden Lichtwellenleiter-Koppler 44 sowie einem Empfänger 43. Der Lichtwellenleiter 12 führt die Strahlung der Lichtquelle 11 von dem Lichtwellenleiter-Koppler 44 des optischen Messgerätes 40 zu dem in der Messmaschine 50 angeordneten abbildenden Bauelement 14. Das abbildende Bauelement 14 kollimiert den aus dem Lichtwellenleiter 12 austretenden Lichtstrahl 13 im Bereich des Strahlübergangs 15 zu dem zweiten optischen System 20 in Form eines optischen Tastarms. Die mechanische Ankopplung des optischen Tastarms an die Messmaschine 50 erfolgt in der drehbaren, bereits in 3 beschriebenen Ausführung der Verbindungsvorrichtung 30 mit der Magnetkupplung 32 und mit dem Zentriermittel 31. Die Weiterleitung der Strahlung in dem zweiten optischen System 20 erfolgt als Freistrahloptik ausgeführt durch zwei abbildende Bauelemente 24, 25, welche den Strahl auf die Oberfläche eines Prüfobjektes 52 fokussieren. Das Prüfobjekt 52 ist über eine mit der Messmaschine 50 verbundene Drehaufnahme 51 gehalten. Die von dem Prüfobjekt 52 reflektierte Strahlung wird in umgedrehter Richtung zu der eintreffenden Strahlung über die abbildenden Bauelemente 25, 24, 14 und den Lichtwellenleiter 12 dem Lichtwellenleiter-Koppler 44 und von dort dem Empfänger 43 zugeführt.
  • Die Formmessmaschine 60 ermöglicht die interferometrische Vermessung der Oberfläche des Prüfobjekts 52. An der Verbindungsvorrichtung 30 kann das als Tastarm ausgeführte zweite optische System 20 leicht von der Messmaschine 50 getrennt werden, indem bei Verwendung von Dauermagneten die magnetischen Anziehungskräfte überwunden oder bei Verwendung von Elektromagneten diese abgeschaltet werden. Die Trennung der mechanischen Kupplung führt sofort auch zur Trennung der optische Kopplung der optischen Systeme 10, 20. Es sind keine zusätzlichen Verbindungen zu trennen, wie sie beispielsweise bei einer optischen Ankopplung des Tastarms an die Messmaschine 50 beziehungsweise an das optische Messgerät 40 über einen parallel und frei hängend verlaufenden Lichtwellenleiter notwendig ist. Dies ermöglicht einen automatisierten Wechsel des Tastarms, wie er bei geänderten Messaufgaben notwendig sein kann. Weiterhin treten keine Störungen der interferometrischen Messung auf wie sie bei einem frei geführten Lichtwellenleiter zur optischen Anbindung des Tastarms durch parasitäre mechanische Kräfte oder durch Verformung beziehungsweise durch Vibration des Lichtwellenleiters auftreten können.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Kopplung von Strahlführungen (1) optischer Systeme (10, 20) zur uni- oder bidirektionalen Übertragung von Strahlen (13, 23) über einen Strahlübergang (15) zwischen den optischen Systemen (10, 20) mit einer Verbindungsvorrichtung (30) und mechanischen Zentriermitteln (31), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (30) in einem Kopplungsbereich eine Magnetkupplung (32) zum Bewirken einer Koppelverbindung aufweist und dass die Zentriermittel (31) in der Weise ausgebildet und an den sich gegenüberliegenden zu koppelnden optischen Systemen (10, 20) angeordnet sind, dass sie bei der durch die magnetischen Kräfte bewirkten Anziehung eine Selbstzentrierung der Strahlführungen bewirken.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung (32) aus einer Magnetanordnung von zumindest einem im montierten Zustand einander gegenüber liegenden Paar von Magneten (32.1, 32.2, 32.3, 32.4) gebildet ist, wobei die Magnete (32.1, 32.2, 32.3, 32.4) als Dauermagnete und/oder als Elektromagnete ausgeführt sind, oder dass die Magnetkupplung (32) aus zumindest einem Magneten und einem im montierten Zustand gegenüberliegenden magnetisch anziehbaren Material besteht, wobei der Magnet als Dauermagnet oder als Elektromagnet ausgeführt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor und nach dem Strahlübergang (15) optisch abbildende Bauelemente (14, 24) angeordnet sind, welche in dem Strahlübergang (15) einen kollimierten oder einen fokussierten Strahl erzeugen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung (32) um die optische Achse der Strahlführung drehbar ausgeführt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehebene im Bereich des Strahlübergangs (15) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlübergang (15) innerhalb der Magnetanordnung oder seitlich von der Magnetanordnung angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der optischen Systeme (10, 20) als Lichtwellenleiter (12, 22) ausgebildet ist.
  8. Verwendung einer Vorrichtung zur Kopplung von Strahlführungen (1) optischer Systeme (10, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das eine optische System (10) ein Modulationsinterferometer (40) aufweist und dass das andere optische System (20) eine mit dem Modulationsinterferometer (40) optisch gekoppelte Messsonde und/oder Referenzsonde aufweist.
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