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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Lage einer sphärischen Prüffläche relativ zu einer Referenzachse. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln einer Lage einer sphärischen Prüffläche relativ zu einer Referenzachse.
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Ein übliches Verfahren zur Herstellung hochwertiger Objektive mit mehreren Linsen besteht darin, die einzelnen Linsen in zugehörigen Fassungen anzuordnen und in diesen beispielsweise mittels Klebstoff zu fixieren. Anschließend werden die hierdurch gebildeten Linsenbaugruppen übereinander angeordnet.
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Bei der Objektivherstellung wird eine Anordnung der optischen Elemente angestrebt, welche so nahe wie möglich an dem vom Objektivdesign vorgegebenen Idealzustand liegt. Bereits beim Montieren einer Linse in einer Fassung ist es entscheidend, die Linse mit einer hohen Genauigkeit zu der Fassung auszurichten. Hierbei wird beispielsweise versucht, eine optische Achse der Linse parallel zu einer Formachse der Fassung zu stellen.
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Eine bikonvexe Linse mit zwei sphärischen Flächen wird in der Regel mit einer der Linsenflächen auf einer Auflage einer Fassung angeordnet. Die optische Achse der Linse verläuft durch die Mittelpunkte der sphärischen Flächen. Anhand der Lage der Mittelpunkte der Linsenflächen kann die Orientierung der optischen Achse bestimmt werden, um hierauf basierend das Ausrichten der Linse vorzunehmen. Bei dieser Bewegung bleibt der Mittelpunkt der auf der Fassungsauflage angeordneten Linsenfläche ortsfest, und wird die Linse um diesen Mittelpunkt gekippt. Die Kippbewegung wird auch Kugeln genannt.
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Eine übliche Vorgehensweise zur Lageermittlung einer sphärischen Fläche einer bikonvexen Linse besteht darin, die untersuchte Fläche mittig im Bereich des Scheitels der Linse mit einem Messstrahlenbündel zu bestrahlen, und die Linse um eine Referenzachse zu drehen. Hierbei wird das Messstrahlenbündel axial auf die Prüffläche eingestrahlt, so dass die Ausbreitungsrichtung des einfallenden Messstrahlenbündels mit der Referenzachse zusammenfällt. Durch Erfassen der Ausbreitungsrichtung des an der gedrehten Prüffläche reflektierten Messstrahlenbündels können der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Prüffläche und der Referenzachse, und damit die Lage der Prüffläche relativ zu der Referenzachse ermittelt werden.
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Mit dieser Methode werden beide Linsenflächen am Scheitel der bikonvexen Linse angemessen, um die Orientierung der optischen Achse festzustellen. Ein optisches Element mit einer sphärischen Fläche, bei welchem der Scheitel nicht zugänglich ist, eignet sich nicht für dieses Verfahren.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative Lösung für eine Lageermittlung einer sphärischen Prüffläche anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Lage einer sphärischen Prüffläche relativ zu einer Referenzachse vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen der sphärischen Prüffläche mit einem Messstrahlenbündel auf, um das Messstrahlenbündel an der sphärischen Prüffläche zu reflektieren. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine Dreheinrichtung zum Drehen der sphärischen Prüffläche um die Referenzachse, und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels bei dem Drehen der sphärischen Prüffläche auf. Die Bestrahlungseinrichtung der Vorrichtung ist ausgebildet, die sphärische Prüffläche unter einem Winkel zu der Referenzachse mit einem Hauptstrahl des Messstrahlenbündels zu bestrahlen.
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Der Hauptstrahl des Messstrahlenbündels kann zentral bzw. im Wesentlichen zentral in dem Messstrahlenbündel verlaufen. Der Hauptstrahl kann die Ausbreitungsrichtung des Messstrahlenbündels vorgeben. Neben dem Hauptstrahl kann das Messstrahlenbündel ferner Nebenstrahlen aufweisen, welche im Bündel um den Hauptstrahl herum angeordnet sein können.
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Bei der Vorrichtung kann die zu untersuchende sphärische Prüffläche mit Hilfe der Bestrahlungseinrichtung außeraxial mit dem Messstrahlenbündel bestrahlt werden. Hierbei wird die sphärische Prüffläche schräg zu der Referenzachse mit dem Messstrahlenbündel bestrahlt, so dass die Referenzachse und der Hauptstrahl bzw. die Referenzachse und die durch den Hauptstrahl vorgegebene Strahl- bzw. Ausbreitungsrichtung des auf die Prüffläche eingestrahlten Messstrahlenbündels einen Winkel miteinander einschließen.
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Auf diese Weise lässt sich die Vorrichtung zur Lageermittlung einer sphärischen Prüffläche einsetzen, bei welcher ein axiales Anmessen, also ein Bestrahlen der Prüffläche mit einem Messstrahlenbündel mit einer mit der Referenzachse zusammenfallenden Ausbreitungsrichtung, nicht möglich ist. Dieser Fall kann zum Beispiel auf ein optisches Element mit einer sphärischen Prüffläche zutreffen, bei welchem ein mittiger Bereich bzw. Scheitel für eine Bestrahlung nicht zugänglich ist. In diesem Bereich kann zum Beispiel eine das Messstrahlenbündel nicht reflektierende Beschichtung oder auch ein Loch bzw. Durchgangsloch vorliegen.
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Die Verwendung der Vorrichtung ist jedoch nicht nur auf solche optischen Prüfflächen bzw. optischen Elemente eingeschränkt. Die Vorrichtung kann auch zum außeraxialen Anmessen von sphärischen Prüfflächen optischer Elemente eingesetzt werden, bei welchen ein mittiger Bereich bzw. Scheitel zugänglich ist.
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Im Folgenden werden weitere Merkmale und Details der Vorrichtung näher beschrieben.
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Die Lage der untersuchten sphärischen Prüffläche relativ zu der Referenzachse kann auf der Grundlage der bei der Drehbewegung mit Hilfe der Erfassungseinrichtung erfassten Strahlrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels ermittelt werden. Hierbei kann die Relativposition bzw. der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der sphärischen Prüffläche (d.h. von einer durch die sphärische Prüffläche vorgegebenen fiktiven Kugel) und der Referenzachse bestimmt werden.
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Sofern der Mittelpunkt der sphärischen Prüffläche auf der Referenzachse liegt, wird das Messstrahlenbündel während der Drehbewegung der Prüffläche jeweils mit derselben Ausbreitungsrichtung an der Prüffläche reflektiert, und tritt somit keine Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels auf. Sofern der Mittelpunkt und die Referenzachse zueinander beabstandet sind, kommt es während der Drehung, abhängig von dem Abstand, zu einer entsprechenden bzw. kontinuierlichen Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels. Dies kann mit Hilfe der Erfassungseinrichtung erfasst werden. Hierauf basierend können die Lage bzw. der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Prüffläche und der Referenzachse ermittelt werden.
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In diesem Zusammenhang weist die Vorrichtung gemäß einer möglichen Ausführungsform eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln der Lage der sphärischen Prüffläche auf der Grundlage der bei dem Drehen der sphärischen Prüffläche erfassten Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels auf. In dieser Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Lageermittlung bzw. Abstandsbestimmung auf einfache und schnelle Weise erfolgen.
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Mit Hilfe der Vorrichtung kann nicht nur der Abstand zwischen dem Mittelpunkt der untersuchten sphärischen Prüffläche und der Referenzachse ermittelt werden. Bestimmbar ist auch die azimutale Position des Mittelpunkts der optischen Prüffläche in Bezug auf die Referenzachse. Dies lässt sich mit Hilfe einer Kalibrierung der Vorrichtung verwirklichen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung der Vorrichtung einen ortsauflösenden Strahlungsdetektor auf. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen CCD-Sensor (Charge-Coupled Device) handeln.
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Sofern der Mittelpunkt der untersuchten sphärischen Prüffläche und die Referenzachse zueinander beabstandet sind, kann bei der Drehung ein als Schlagkreis bezeichneter kreisförmiger Verlauf des reflektierten Messstrahlenbündels auf dem ortsauflösenden Strahlungsdetektor erfasst werden. Aus dem Radius dieses Kreises lässt sich der Abstand ermitteln.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Dreheinrichtung einen Drehteller auf. Hierdurch kann das Drehen der untersuchten sphärischen Prüffläche mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden.
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Für die Lageermittlung kann die sphärische Prüffläche mit Hilfe der Dreheinrichtung zum Beispiel einmal vollständig bzw. mit einem Drehwinkel von 360° um die Referenzachse gedreht werden. Anstelle einer kompletten Umdrehung kann auch eine teilweise Umdrehung der Prüffläche vollzogen werden.
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Die mit der Vorrichtung untersuchbare sphärische Prüffläche kann Bestandteil eines optischen Elements wie zum Beispiel einer Rundoptik bzw. Linse sein. Hierbei kann das optische Element beispielsweise in einer Halteeinrichtung bzw. Fassung angeordnet sein. Mittels der Dreheinrichtung können die Halteeinrichtung, und damit das optische Element und die sphärische Prüffläche um die Referenzachse gedreht werden. Die mit Hilfe der Vorrichtung ermittelte Lage der sphärischen Prüffläche kann dazu verwendet werden, um das optische Element mit einer hohen Genauigkeit zu der Halteeinrichtung auszurichten. Hierbei kann das optische Element, basierend auf der ermittelten Lage der Prüffläche, in der Halteeinrichtung bewegt bzw. gekippt werden. Anschließend kann erneut die Lage der Prüffläche ermittelt werden. Die Lageermittlung und das Bewegen des optischen Elements können solange durchgeführt werden, bis eine vorgegebene Ausrichtung des optischen Elements zu der Halteeinrichtung vorliegt. Nachfolgend kann das optische Element, zum Beispiel mittels Klebstoff, an der Halteeinrichtung fixiert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung bzw. die Bestrahlungseinrichtung eine Vorsatzlinse auf. Über die Vorsatzlinse kann das auf die sphärische Prüffläche eingestrahlte Messstrahlenbündel, welches als kollimiertes Strahlenbündel bereitgestellt werden kann, entsprechend geformt, d.h. fokussiert oder aufgeweitet werden. Hierdurch kann erzielt werden, dass das Messstrahlenbündel in einem Bestrahlungsbereich auf der untersuchten Prüffläche im Wesentlichen senkrecht auf die Prüffläche auftreffen und nach der Reflexion an der Prüffläche im Wesentlichen in sich zurücklaufen kann. Auf diese Weise kann die Lage der sphärischen Prüffläche mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden.
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Bei einer konvexen Prüffläche kann eine Sammellinse als Vorsatzlinse zum Fokussieren des Messstrahlenbündels eingesetzt werden. Bei einer konkaven Prüffläche kann eine Zerstreuungslinse als Vorsatzlinse zum Aufweiten des Messstrahlenbündels verwendet werden.
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Zum Erzeugen bzw. Bereitstellen des Messstrahlenbündels kann eine geeignete Strahlungsquelle zum Einsatz kommen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Laser handeln.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung eine der Erfassungseinrichtung vorgeschaltete Linse auf. Mit dieser Linse kann das reflektierte Messstrahlenbündel auf die Erfassungseinrichtung fokussiert werden. Es ist auch möglich, eine Linse zu verwenden, welche das Messstrahlenbündel vergrößert auf die Erfassungseinrichtung lenkt. Dies begünstigt ebenfalls die Genauigkeit der Lageermittlung.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Bestrahlungseinrichtung der Vorrichtung ausgebildet, das Messstrahlenbündel zunächst mit einer mit der Referenzachse zusammenfallenden Ausbreitungsrichtung bereitzustellen. Die Bestrahlungseinrichtung weist ferner eine Strahlumlenkungseinrichtung zum Umlenken des bereitgestellten Messstrahlenbündels auf, so dass die sphärische Prüffläche unter dem Winkel zu der Referenzachse mit dem Hauptstrahl des Messstrahlenbündels bestrahlt werden kann.
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Die vorgenannte Ausgestaltung kann zum Beispiel für eine Vorrichtung in Betracht kommen, welche ursprünglich für ein axiales Bestrahlen einer Prüffläche ausgebildet ist. Hierbei ermöglicht die Verwendung der Strahlumlenkungseinrichtung eine außeraxiale Bestrahlung. Die Strahlumlenkungseinrichtung kann in dieser Hinsicht beispielsweise eine nachgerüstete Einrichtung sein, mit welcher die Vorrichtung zum Ermöglichen des außeraxialen Anmessens ergänzt bzw. modifiziert ist.
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Hinsichtlich der oben beschriebenen Vorsatzlinse kann die Vorsatzlinse der Strahlumlenkungseinrichtung – in Bezug auf das eingestrahlte Messstrahlenbündel – beispielsweise vorgeschaltet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Strahlumlenkungseinrichtung zwei Reflexionsflächen auf. Zu diesem Zweck kann die Strahlumlenkungseinrichtung zum Beispiel zwei Spiegel umfassen. Mit Hilfe der Reflexionsflächen kann das zunächst axial zu der Referenzachse verlaufende Messstrahlenbündel umgelenkt werden und dadurch nach der Umlenkung unter einem Winkel zu der Referenzachse verlaufen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Bestrahlungseinrichtung der Vorrichtung derart ausgebildet, dass das Umlenken des bereitgestellten Messstrahlenbündels mit Hilfe der Strahlumlenkungseinrichtung durchführbar ist oder nicht durchführbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine flexible Betriebsweise der Vorrichtung, also entweder zum axialen oder zum außeraxialen Anmessen der zu untersuchenden sphärischen Prüffläche. Eine solche Betriebsweise, gemäß welcher die Strahlumlenkungseinrichtung wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden kann, kann beispielsweise verwirklicht werden, indem die Strahlumlenkungseinrichtung bewegbar bzw. schwenkbar ausgebildet ist. Möglich ist auch eine bewegbare bzw. schwenkbare Ausgestaltung einer Komponente der Umlenkungseinrichtung, zum Beispiel einer Reflexionsfläche derselben.
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Es kann des Weiteren in Betracht kommen, eine erste und eine zweite sphärische Prüffläche eines optischen Elements gleichzeitig oder auch nacheinander zur Lageermittlung anzumessen. Dies lässt sich mit Hilfe einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung verwirklichen, in welcher die Vorrichtung, neben einer Dreheinrichtung zum Drehen des optischen Elements und damit der beiden Prüfflächen um die Referenzachse, zwei Bestrahlungseinrichtungen zum separaten Bestrahlen der einzelnen Prüfflächen jeweils mit einem eigenen Messstrahlenbündel und zwei Erfassungseinrichtungen zum Erfassen der Ausbreitungsrichtungen der an den Prüfflächen jeweils reflektierten Messstrahlenbündel aufweist. Hierbei kann wenigstens eine der Bestrahlungseinrichtungen zum außeraxialen Bestrahlen einer Prüffläche ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Lage einer sphärischen Prüffläche relativ zu einer Referenzachse vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bestrahlen der sphärischen Prüffläche mit einem Messstrahlenbündel, um das Messstrahlenbündel an der sphärischen Prüffläche zu reflektieren. Hierbei wird die sphärische Prüffläche unter einem Winkel zu der Referenzachse mit einem Hauptstrahl des Messstrahlenbündels bestrahlt. Das Verfahren umfasst ferner ein Drehen der sphärischen Prüffläche um die Referenzachse und ein Erfassen einer Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels bei dem Drehen der sphärischen Prüffläche. Weiter vorgesehen ist ein Ermitteln der Lage der sphärischen Prüffläche auf der Grundlage der bei dem Drehen der sphärischen Prüffläche erfassten Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels.
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Das Verfahren kann mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung, welche einen Aufbau gemäß einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweisen kann, durchgeführt werden. Bei dem Verfahren wird die untersuchte sphärische Prüffläche außeraxial mit dem Messstrahlenbündel bestrahlt, so dass die Referenzachse und die durch den Hauptstrahl vorgegebene Ausbreitungsrichtung des auf die Prüffläche auftreffenden Messstrahlenbündels einen Winkel miteinander einschließen. Auf diese Weise lässt sich das Verfahren zur Lageermittlung einer sphärischen Prüffläche einsetzen, bei welcher ein axiales Anmessen nicht möglich ist.
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Mit Hilfe des Verfahrens kann ein Abstand zwischen dem Mittelpunkt der untersuchten sphärischen Prüffläche und der Referenzachse bestimmt werden. Wenn der Mittelpunkt auf der Referenzachse liegt, wird das Messstrahlenbündel bei der Drehbewegung der Prüffläche jeweils mit derselben Ausbreitungsrichtung an der Prüffläche reflektiert. Bei einem Abstand zwischen dem Mittelpunkt und der Referenzachse tritt während der Drehbewegung eine kontinuierliche Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels auf. Durch Erfassen der Ausbreitungsrichtung des an der gedrehten Prüffläche reflektierten Messstrahlenbündels kann somit der Abstand zwischen dem Mittelpunkt und der Referenzachse bestimmt werden.
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In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens wird das Messstrahlenbündel mit einer mit der Referenzachse zusammenfallenden Ausbreitungsrichtung bereitgestellt und anschließend derart umgelenkt, dass die sphärische Prüffläche unter dem Winkel zu der Referenzachse mit dem Hauptstrahl des Messstrahlenbündels bestrahlt wird. Diese Verfahrensvariante kann zum Beispiel in Bezug auf eine zum Durchführen des außeraxialen Anmessens modifizierte Vorrichtung, welche ursprünglich für ein axiales Bestrahlen ausgelegt ist, zur Anwendung kommen. Das Umlenken kann mit Hilfe einer Strahlumlenkungseinrichtung durchgeführt werden.
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Das Vorliegen eines Abstands zwischen dem Mittelpunkt der untersuchten sphärischen Prüffläche und der Referenzachse kann Folge einer verkippten Stellung der Prüffläche bzw. eines die Prüffläche aufweisenden optischen Elements sein. Das Verfahren kann in dieser Hinsicht zur außeraxialen Kippmessung eines die Prüffläche aufweisenden optischen Elements eingesetzt werden. Eine mögliche Ausführungsform wird im Folgenden näher beschrieben.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die Lagen einer ersten und einer zweiten sphärischen Prüffläche ermittelt, wobei die beiden Prüfflächen an einem optischen Element ausgebildet sind. Des Weiteren wird auf der Grundlage der ermittelten Lagen der ersten und zweiten sphärischen Prüffläche eine Orientierung einer optischen Achse des optischen Elements relativ zu der Referenzachse ermittelt.
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Das optische Element kann zum Beispiel eine Linse, beispielsweise eine bikonvexe Linse sein. Des Weiteren kann das optische Element für ein axiales Anmessen der Prüfflächen nicht zugänglich sein. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Prüfflächen mittig bzw. im Bereich des Scheitels des optischen Elements mit einer das Messstrahlenbündel nicht reflektierenden Beschichtung versehen sind, oder das optische Element in diesem Bereich ein Durchgangsloch aufweist.
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Die Lageermittlung der ersten und zweiten sphärischen Prüffläche eines solchen optischen Elements kann wie oben angegeben durchgeführt werden, also durch jeweiliges außeraxiales Bestrahlen der sphärischen Prüfflächen mit einem Messstrahlenbündel und Drehen der Prüfflächen bzw. des optischen Elements, und durch Erfassen der Ausbreitungsrichtung des an den einzelnen Prüfflächen reflektierten Messstrahlenbündels. Hierbei können die beiden Prüfflächen nacheinander oder auch gleichzeitig mit einem Messstrahlenbündel bestrahlt und angemessen werden.
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Hierauf basierend können die Lagen der beiden sphärischen Prüfflächen des optischen Elements bzw. die Abstände zwischen den Mittelpunkten der Prüfflächen und der Referenzachse ermittelt werden. Die optische Achse des optischen Elements kann durch die Mittelpunkte der Prüfflächen verlaufen. Somit kann anhand der Lagen der Prüfflächen die Orientierung der optischen Achse des optischen Elements relativ zu der Referenzachse bestimmt, und damit die Stellung bzw. Kippstellung des optischen Elements in Bezug auf die Referenzachse festgestellt werden.
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Die vorgenannte Ausführungsform des Verfahrens kann zum Beispiel im Rahmen eines genauen Montierens bzw. Ausrichtens des optischen Elements in einer zugehörigen Halteeinrichtung bzw. Fassung zur Anwendung kommen. Hierbei kann das optische Element in der Halteeinrichtung angeordnet und zusammen mit dieser um die Referenzachse gedreht werden, um die Lageermittlung durchzuführen, und damit die Orientierung der optischen Achse relativ zu der Referenzachse zu ermitteln.
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Durch Kenntnis der Relativlage zwischen der Referenzachse und der Formachse der Halteeinrichtung kann auf die Orientierung der optischen Achse des optischen Elements relativ zu der Formachse zurückgeschlossen werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel die Halteeinrichtung derart auf einer zum Drehen verwendeten Dreheinrichtung angeordnet werden, dass die Formachse und die Referenzachse deckungsgleich sind oder eine feste bekannte Orientierung zueinander aufweisen. Möglich ist es auch, bei der Drehbewegung die Relativlage zwischen der Referenzachse und der Formachse zu erfassen.
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Für das Ausrichten des optischen Elements zu der Halteeinrichtung kann das optische Element, basierend auf der ermittelten Orientierung der optischen Achse, in bzw. an der Halteeinrichtung bewegt bzw. gekippt werden. Anschließend kann erneut die Orientierung der optischen Achse relativ zu der Formachse bestimmt werden. Diese Schritte, d.h. das Ermitteln der Orientierung und das Bewegen des optischen Elements, können solange durchgeführt werden, bis die optische Achse eine vorgegebene Ausrichtung in Bezug auf die Formachse aufweist. Anschließend kann das optische Element in bzw. an der Halteeinrichtung fixiert werden, beispielsweise mit Hilfe von Klebstoff.
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Es wird darauf hingewiesen, dass oben in Bezug auf die Vorrichtung genannte Ausgestaltungen, Merkmale und Details in entsprechender Weise auch bei dem Verfahren, und umgekehrt bei dem Verfahren genannte Ausgestaltungen, Merkmale und Details in entsprechender Weise auch bei der Vorrichtung zur Anwendung kommen können.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Vorrichtung zum Ermitteln eine Lage einer sphärischen Prüffläche relativ zu einer Referenzachse, aufweisend eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen der Prüffläche mit einem Messstrahlenbündel, eine Dreheinrichtung zum Drehen der Prüffläche um die Referenzachse und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausbreitungsrichtung des an der gedrehten Prüffläche reflektierten Messstrahlenbündels, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, das Messstrahlenbündel axial verlaufend zu der Referenzachse bereitzustellen, und wobei die Vorrichtung eine Strahlumlenkungseinrichtung zum Umlenken des Messstrahlenbündels aufweist, so dass die Prüffläche außeraxial unter einem Winkel zu der Referenzachse mit einem Hauptstrahl des Messstrahlenbündels bestrahlbar ist;
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2 und 3 Reflexionen des Messstrahlenbündels an der sphärischen Prüffläche für unterschiedliche Drehstellungen des Prüffläche;
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4 die Vorrichtung von 1 mit deaktivierter Strahlumlenkungseinrichtung, so dass die sphärische Prüffläche mit dem axial zu der Referenzachse verlaufenden Messstrahlenbündel bestrahlbar ist; und
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5 und 6 ein Ausrichten einer bikonvexen und ein Durchgangsloch aufweisenden Linse in einer Fassung.
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Anhand der folgenden schematischen Figuren werden Ausgestaltungen einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ermitteln einer Lage einer sphärischen optischen Prüffläche relativ zu einer Referenzachse beschrieben. Die Vorrichtung und das Verfahren können zur Anwendung kommen, um ein die Prüffläche aufweisendes optisches Element mit einer hohen Genauigkeit in einer zugehörigen Halteeinrichtung bzw. Fassung zu justieren.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten, Strukturen und Gegebenheiten zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. Auch kann die Vorrichtung zusätzlich zu den gezeigten und beschriebenen Komponenten weitere Komponenten aufweisen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Ermitteln einer Lage einer sphärischen Prüffläche 140 relativ zu einer Referenzachse 170. Die sphärische Prüffläche 140 kann Bestandteil eines optischen Elements, beispielsweise einer Linse, sein. Das optische Element kann in einer als Halteeinrichtung dienenden Fassung angeordnet sein (jeweils nicht dargestellt in 1).
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Mit Hilfe der Vorrichtung 100 kann die Lage eines Mittelpunkts 150 der sphärischen Prüffläche 140 (bzw. von einer durch die Prüffläche 140 vorgegebenen fiktiven Kugel) relativ zu der Referenzachse 170 ermittelt werden. Dies umfasst ein Bestimmen des Abstands zwischen dem Mittelpunkt 150 und der Referenzachse 170. Bei der Messung kann der Mittelpunkt 150, abweichend von der Darstellung in 1, nicht auf der Referenzachse 170, sondern beabstandet zu der Referenzachse 170 vorliegen (vgl. die 2, 3).
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Die Messung besteht darin, die zu untersuchende sphärische Prüffläche 140 mit einem optischen Messstrahlenbündel 160 zu bestrahlen und die Prüffläche 140 um die Referenzachse 170 zu drehen, sowie eine Ausbreitungsrichtung des an der Prüffläche 140 reflektierten Messstrahlenbündels 160 bei der Drehbewegung der Prüffläche 140 zu erfassen. Es kann sowohl eine vollständige Drehung der Prüffläche 140 mit einem Drehwinkel von 360°, als auch eine teilweise Drehung vollzogen werden. Die Referenzachse 170 kann durch die Prüffläche 140 hindurch gehen.
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In 1 ist anhand eines zentral verlaufenden Strahls der Hauptstrahl des Messstrahlenbündels 160 angedeutet, durch welchen die Ausbreitungsrichtung des Messstrahlenbündels 160 vorgegeben ist. Die Ausbreitungsrichtung ist anhand von Pfeilspitzen angedeutet. Das Messstrahlenbündel 160 kann neben dem Hauptstrahl eine Mehrzahl an um den Hauptstrahl herum angeordneten Nebenstrahlen aufweisen (nicht dargestellt).
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Die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 weist eine Dreheinrichtung 132 auf, mit deren Hilfe die sphärische Prüffläche 140 um die Referenzachse 170 gedreht werden kann. Die Referenzachse 170 stellt somit auch eine Drehachse dar. Die Drehbewegung ist in 1 anhand eines die Referenzachse 170 umlaufenden Pfeils angedeutet.
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Die Dreheinrichtung 132 kann zum Beispiel einen nicht gezeigten Drehteller aufweisen. Auf dem Drehteller kann die oben beschriebene Fassung, in welcher das optische Element mit der sphärischen Prüffläche 140 aufgenommen sein kann, angeordnet sein.
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Die Vorrichtung 100 weist des Weiteren eine Bestrahlungseinrichtung 110 zum Bestrahlen der sphärischen Prüffläche 140 mit dem Messstrahlenbündel 160 auf, um das Messstrahlenbündel 160 (bzw. zumindest einen Teil desselben) an der Prüffläche 140 zu reflektieren. Die Bestrahlungseinrichtung 110 ist dazu ausgebildet, die sphärische Prüffläche 140 außeraxial bzw. schräg zu der Referenzachse 170 mit dem Messstrahlenbündel 160 zu bestrahlen. Auf diese Weise schließen die Referenzachse 170 und der Hauptstrahl des Messstrahlenbündels 160, bzw. anders ausgedrückt die Referenzachse 170 und die durch den Hauptstrahl vorgegebene Strahl- bzw. Ausbreitungsrichtung des auf einen außeraxialen Punkt der Prüffläche 140 eingestrahlten Messstrahlenbündels 160, wie in 1 gezeigt ist, einen Winkel 171 miteinander ein.
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Das Messstrahlenbündel 160 wird mit Hilfe einer Strahlungsquelle 112 der Bestrahlungseinrichtung 110 erzeugt. Die Strahlungsquelle 112 weist zum Beispiel einen Laser auf. Wie in 1 angedeutet ist, liegt das mit der Strahlungsquelle 112 erzeugte Messstrahlenbündel 160 in Form eines kollimierten Strahlenbündels vor. Auch wird das Messstrahlenbündel 160 zunächst axial verlaufend bzw. mit einer mit der Referenzachse 170 zusammenfallenden Ausbreitungsrichtung bereitgestellt.
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Das axial verlaufende Messstrahlenbündel 160 gelangt des Weiteren, nach Durchlaufen eines Strahlteilers 114, zu einer Vorsatzlinse 116 der Bestrahlungseinrichtung 110, wie in 1 dargestellt ist. Bei der in 1 gezeigten konvexen Prüffläche 140 kommt eine fokussierende Vorsatzlinse 116 zum Einsatz. Die Vorsatzlinse 116 weist eine solche Brennweite auf, dass das Messstrahlenbündel 160 auf den Mittelpunkt 150 bzw. auf einen für die Messung angenommenen und sich auf der Referenzachse 170 befindenden Mittelpunkt der sphärischen Prüffläche 140 fokussiert werden kann (vgl. hierzu auch die 2, 3). Dadurch ist es möglich, dass das auf die Prüffläche 140 eingestrahlte Messstrahlenbündel 160 im Wesentlichen senkrecht auf die Prüffläche 140 auftreffen und nach einer Reflexion an der Prüffläche 140 im Wesentlichen in sich zurücklaufen kann (Autokollimationsbedingung).
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Um zu erreichen, dass das zunächst axial verlaufende Messstrahlenbündel 160 bzw. der Hauptstrahl des Messstrahlenbündels 160 unter dem Winkel 171 zu der Referenzachse 170 auf die sphärische Prüffläche 140 eingestrahlt wird, weist die Bestrahlungseinrichtung 110 eine der Vorsatzlinse 116 nachgeordnete Strahlumlenkungseinrichtung 120 auf (vgl. 1). Mit Hilfe der Strahlumlenkungseinrichtung 120 wird das axial zu der Referenzachse 170 verlaufende Messstrahlenbündel 160 derart umgelenkt, dass der Hauptstrahl des Messstrahlenbündels 160 nach der Umlenkung unter dem Winkel 171 zu der Referenzachse 170 verläuft.
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Die Umlenkung des Messstrahlenbündels 160 wird mit Hilfe zweier Reflexionsflächen durchgeführt. Dies lässt sich verwirklichen, indem die Strahlumlenkungseinrichtung 120, wie in 1 gezeigt ist, zwei Spiegel 121, 122 aufweist. Alternativ kann auch ein anderer Aufbau der Strahlumlenkungseinrichtung 120, zum Beispiel mit zwei Prismen zum Bereitstellen von Reflexionsflächen, in Betracht kommen.
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Nach der Reflexion an der sphärischen Prüffläche 140 gelangt das Messstrahlenbündel 160, nach einem erneuten Durchlaufen der Strahlumlenkungseinrichtung 120 und der Vorsatzlinse 116, wieder zu dem Strahlteiler 114. An dem Strahlteiler 114 wird das Messstrahlenbündel 160 (bzw. ein Teil desselben), wie in 1 gezeigt ist, in Richtung eines ortsauflösenden Strahlungsdetektors 130 der Vorrichtung 100 reflektiert. Der Strahlungsdetektor 130 dient dazu, die Ausbreitungsrichtung des an der gedrehten sphärischen Prüffläche 140 reflektierten Messstrahlenbündels 160 zu erfassen. Der Strahlungsdetektor 130 kann zum Beispiel ein CCD-Sensor bzw. CCD-Chip (Charge-Coupled Device) sein.
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Zwischen dem Strahlteiler 114 und dem Strahlungsdetektor 130 befindet sich eine weitere, dem Strahlungsdetektor 130 vorgeschaltete Linse 118. Diese dient dazu, das an der Prüffläche 114 reflektierte und nach Durchlaufen der Vorsatzlinse 116 erneut kollimiert vorliegende Messstrahlenbündel 160 auf den Strahlungsdetektor 130, gegebenenfalls mit einer Vergrößerung zur Verbesserung der Messgenauigkeit, zu fokussieren.
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Auf der Grundlage der bei dem Drehen der sphärischen Prüffläche 140 mit Hilfe des Strahlungsdetektors 130 erfassten Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels 160 kann die Lage der Prüffläche 140 bzw. der Abstand von deren Mittelpunkt 150 relativ zu der Referenzachse 170 ermittelt werden. Diese Auswertung wird mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung 134 der Vorrichtung 100 durchgeführt. Die Auswerteeinrichtung 134 ist, wie in 1 angedeutet ist, mit dem Strahlungsdetektor 130 verbunden, so dass der Auswerteeinrichtung 134 entsprechende Messsignale des Strahlungsdetektors 130 zugeführt werden können. Die Auswerteeinrichtung 134 ist ferner mit der Dreheinrichtung 132 verbunden, um Signale bzw. Informationen bezüglich der jeweils vorhandenen Drehposition der sphärischen Prüffläche 140 zu erhalten.
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Sofern der Mittelpunkt 150 der sphärischen Prüffläche 140 auf der Referenzachse 170 liegt, wie es in 1 dargestellt ist, wird das Messstrahlenbündel 160 bei der Drehbewegung der Prüffläche 140 um die Referenzachse 170 fortwährend mit derselben Strahlrichtung reflektiert. Es tritt somit keinerlei Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels 160 auf. In einem solchen Fall wird das Messstrahlenbündel 160 bei der Drehung der Prüffläche 140 durchgehend auf dieselbe Stelle des ortsauflösenden Strahlungsdetektors 130 fokussiert.
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Bei einem Abstand zwischen dem Mittelpunkt 150 und der Referenzachse 170 findet, je nach Drehstellung der Prüffläche 140, eine entsprechende Reflexion des Messstrahlenbündels 160 mit einer entsprechenden Strahlrichtung statt. Bei unterschiedlichen Drehstellungen liegen jeweils unterschiedliche Strahlungsreflexionen mit unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen des reflektierten Messstrahlenbündels 160 vor. Während der Drehung der Prüffläche 140 um die Referenzachse 170 kommt es infolgedessen zu einer kontinuierlichen Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels 160.
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Zur Veranschaulichung dieses Verhaltens zeigen die 2, 3 unterschiedliche Drehstellungen der sphärischen Prüffläche 140, wobei der Mittelpunkt 150 der Prüffläche 140 in einem Abstand 157 zu der Referenzachse 170 vorliegt. Dargestellt sind des Weiteren die bei diesen Drehstellungen auftretenden unterschiedlichen Strahlungsreflexionen, bei welchen das Messstrahlenbündel 160 mit unterschiedlichen Strahlrichtungen an der Prüffläche 140 reflektiert wird. Zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen des reflektierten Messstrahlenbündels 160 sind die 2, 3 mit einem vergleichsweise großen Abstand 157 dargestellt.
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In den 2, 3 ist des Weiteren anhand einer gestrichelten Linie der oben beschriebene Aspekt angedeutet, das auf die Prüffläche 140 eingestrahlte Messstrahlenbündel 160 auf einen angenommenen und sich auf der Referenzachse 170 befindenden Mittelpunkt der sphärischen Prüffläche 140 zu fokussieren. Dies dient dazu, um die Autokollimationsbedingung möglichst gut zu erfüllen.
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Darüber hinaus ist in den 2, 3 angedeutet, dass die zu der Referenzachse 170 beabstandete Stellung des Mittelpunkts 150 der sphärischen Prüffläche 140 Folge einer verkippten Anordnung der sphärischen Prüffläche 140, und damit des die Prüffläche 140 aufweisenden optischen Elements, sein kann.
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Wenn der Mittelpunkt 150 der sphärischen Prüffläche 140 beabstandet ist zu der Referenzachse 170, kann das bei der Drehung der Prüffläche 170 in unterschiedliche Richtungen reflektierte und auf den Strahlungsdetektor 130 fokussierte Messstrahlenbündel 160 eine kreis- bzw. teilkreisförmige Bahn auf dem Strahlungsdetektor 130 beschreiben (nicht dargestellt). Bei einer vollständigen Drehung um die Referenzachse 170 mit einem Drehwinkel von 360° liegt somit ein kreisförmiger Verlauf des Messstrahlenbündels 160 auf dem Strahlungsdetektor 130 vor (sogenannter Schlagkreis). Aus dem Radius dieses Kreises lässt sich der Abstand 157 des Mittelpunkts 150 der Prüffläche 140 zu der Referenzachse 170 ermitteln. Sofern die Prüffläche 140 nicht vollständig gedreht wird, liegt in entsprechender Weise ein teilkreisförmiger Verlauf des Messstrahlenbündels 160 auf dem Strahlungsdetektor 130 vor. Auch dieser kann zur Abstandsbestimmung herangezogen werden.
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Bei der mit Hilfe der Vorrichtung 100 durchgeführten Lageermittlung kann nicht nur der Abstand 157, sondern auch die azimutale Position des Mittelpunkts 150 der sphärischen Prüffläche 140 in Bezug auf die Referenzachse 170 bestimmt werden. Dies kann basierend auf einer vor der Messung der Prüffläche 140 durchgeführten Kalibrierung der Vorrichtung 100 erfolgen.
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Die bei der Vorrichtung 100 mit Hilfe der Strahlumlenkungseinrichtung 120 erzielte außeraxiale Bestrahlung bietet die Möglichkeit, die Vorrichtung 100 zur Lageermittlung einer sphärischen Prüffläche einzusetzen, bei welcher, abweichend von der in 1 dargestellten Prüffläche 140, ein axiales Bestrahlen bzw. Anmessen nicht möglich ist. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem optischen Element, bei welchem ein mittiger Bereich bzw. Scheitel für eine Bestrahlung nicht zugänglich ist. Ein mögliches Beispiel hierfür wird weiter unten anhand der 5, 6 näher erläutert.
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Die Vorrichtung 100 ist darüber hinaus dahingehend ausgebildet, dass auch ein axiales Bestrahlen bzw. Anmessen einer zu untersuchenden sphärischen Prüffläche 140 erfolgen kann. Zu diesem Zweck ist die Bestrahlungseinrichtung 110 derart ausgebildet, dass das Umlenken des Messstrahlenbündels 160 mit Hilfe der Strahlumlenkungseinrichtung 120 durchführbar ist oder auch deaktiviert werden kann. Zur Veranschaulichung dieser flexiblen Funktionsweise ist die Vorrichtung 100 ergänzend in 4 gezeigt, wobei die Strahlumlenkungseinrichtung 120 hierbei deaktiviert ist. Dies hat daher zur Folge, dass das Messstrahlenbündel 160 axial bzw. mit einer mit der Referenzachse 170 zusammenfallenden Strahlrichtung auf die untersuchte Prüffläche 140 eingestrahlt wird.
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Auch in dieser Konstellation wird die Prüffläche 140 um die Referenzachse 170 gedreht und wird die Ausbreitungsrichtung des an der gedrehten Prüffläche 140 reflektierten Messstrahlenbündels 160 mit Hilfe des ortsauflösenden Strahlungsdetektors 130 erfasst. Sofern sich der Mittelpunkt 150 der Prüffläche 140 auf der Referenzachse 170 befindet, tritt bei der Drehung keine Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels 160 auf. Bei einer beabstandeten Anordnung des Mittelpunkts 150 zu der Referenzachse 170 kommt es bei der Drehung zu einer kontinuierlichen Änderung der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Messstrahlenbündels 160, was mit Hilfe des Strahlungsdetektors 130 erfasst werden kann. Hierauf basierend kann somit der Abstand bestimmt werden. Für weitere Details wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen, welche bei dem axialen Anmessen analog zur Anwendung kommen kann.
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Die flexible Betriebsweise der Vorrichtung 100 lässt sich zum Beispiel verwirklichen, indem die Strahlumlenkungseinrichtung 120 bewegbar bzw. schwenkbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Strahlumlenkungseinrichtung 120 in den Strahlengang des Messstrahlenbündels 160 eingefahren werden. Es ist ferner denkbar, lediglich eine Komponente der Strahlumlenkungseinrichtung 120, zum Beispiel den Spiegel 121, bewegbar bzw. schwenkbar auszubilden.
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Wie oben angedeutet wurde, kann die Vorrichtung 100 in Bezug auf ein optisches Element zum Einsatz kommen, welches für ein axiales Bestrahlen nicht zugänglich ist. Ein mögliches Beispiel eines solchen optischen Elements ist die in den 5, 6 abgebildete bikonvexe Linse 180. Die Linse 180 weist zwei sphärische Flächen 141, 142 an entgegen gesetzten Seiten der Linse 180 auf. Des Weiteren weist die Linse 180 ein mittiges und die Linse 180 vollständig durchdringendes Durchgangsloch 181 auf. In dieser Ausgestaltung besitzen die Linsenflächen 141, 142 in der Aufsicht eine Kreisringform. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist die Linse 180 ungeeignet für ein axiales Anmessen.
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Die 5, 6 veranschaulichen des Weiteren ein auch als Kugeln bezeichnetes Ausrichten der Linse 180 in einer zum Halten der Linse 180 eingesetzten Fassung 190. Hierbei ist die Linse 180 mit der unteren Linsenfläche 142 auf einer Auflage bzw. Auflageeinrichtung der Fassung 190 angeordnet. Es wird angestrebt, die Linse 180 derart auszurichten, dass eine optische Achse 185 der Linse 180 und eine Formachse 175 der Fassung 190 parallel zueinander verlaufen (vgl. 6).
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Die optische Achse 185 der Linse 180 verläuft durch die Mittelpunkte 151, 152 der sphärischen Linsenflächen 141, 142. Bei dem Kugeln bleibt der Mittelpunkt 152 der auf der Fassungsauflage angeordneten Linsenfläche 142 ortsfest, und werden die Linse 180 und damit die optische Achse 185 um diesen Mittelpunkt 152 gekippt.
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Das Ausrichten erfordert es, die Orientierung der optischen Achse 185 relativ zu der Formachse 175 zu ermitteln. Hierfür können zunächst die Lagen bzw. die Abstände der Mittelpunkte 151, 152 der Linsenflächen 141, 142 relativ zu einer Referenzachse 170 ermittelt werden. Anhand der Mittelpunkte 151, 152 kann auf die Orientierung der optischen Achse 185 relativ zu der Referenzachse 170 geschlossen werden.
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Dies lässt sich für beide Linsenflächen 141, 142 mit Hilfe der oben beschriebene Methode verwirklichen, d.h. außeraxiales Bestrahlen der Linsenflächen 141, 142 mit einem Messstrahlenbündel 160 und gleichzeitiges Drehen der Flächen 141, 142 um die Referenzachse 170 sowie Erfassen der Ausbreitungsrichtung des an den Flächen 141, 142 jeweils reflektierten Messstrahlenbündels 160 (nicht dargestellt). Hierbei können beide Prüfflächen 141, 142 nacheinander oder gleichzeitig mit einem Messstrahlenbündel 160 bestrahlt und angemessen werden.
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Für das Anmessen der beiden Prüfflächen 141, 142 kann die oben erläuterte Vorrichtung 100 eingesetzt werden. Hierbei kann die Fassung 190 mit der Linse 180 mit Hilfe der Dreheinrichtung 132 um die Referenzachse 170 gedreht werden. Aufgrund der zwei Prüfflächen 141, 142 kann die Vorrichtung 100 hierbei zwei Bestrahlungseinrichtungen 110 zum außeraxialen Bestrahlen der Prüfflächen 141, 142 mit jeweils eigenen Messstrahlenbündeln 160 und zwei ortsauflösende Strahlungsdetektoren 130 zum Erfassen der Ausbreitungsrichtungen der an den Prüfflächen 141, 142 reflektierten Messstrahlenbündel 160 aufweisen. Der in 1 gezeigte Aufbau kann somit doppelt bzw. beidseitig der Dreheinrichtung 132 vorhanden sein (nicht dargestellt). Auch kann die Dreheinrichtung 132 bzw. eine Komponente der Dreheinrichtung 132 wenigstens in einem Teilbereich strahlungsdurchlässig sein. Die Auswerteeinrichtung 134 kann mit den beiden Strahlungsdetektoren 130 verbunden sein.
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Wenn die Relativlage zwischen der Dreh- bzw. Referenzachse 170 und der Formachse 175 der Fassung 190 bekannt ist, kann anhand der Orientierung der optischen Achse 185 der Linse 180 zu der Referenzachse 170 auch auf die Orientierung der optischen Achse 185 relativ zu der Formachse 175 geschlossen werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel die Fassung 190 derart auf der Dreheinrichtung 132 angeordnet werden, dass die Formachse 175 und die Referenzachse 170 deckungsgleich sind oder eine feste bekannte Orientierung zueinander aufweisen. Möglich ist es auch, beim Drehen der Fassung 190 die Relativlage zwischen der Referenzachse 170 und der Formachse 175 zu erfassen.
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Bei dem Kugeln kann die Linse 180, basierend auf der ermittelten Orientierung der optischen Achse 185, in der Fassung 190 gekippt werden. Anschließend kann erneut die Orientierung der optischen Achse 185 bestimmt werden. Die Schritte des Ermittelns der Orientierung und das Kippen der Linse 180 können solange durchgeführt werden, bis die in 6 gezeigte Parallelstellung der optischen Achse 185 und der Formachse 175 vorliegt. Nachfolgend kann die Linse 180 beispielsweise unter Verwendung von Klebstoff in der Fassung 190 fixiert werden (nicht dargestellt).
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Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
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Es ist zum Beispiel möglich, eine Strahlumlenkungseinrichtung auf andere Art und Weise als mit Hilfe von Reflexionsflächen bzw. Spiegeln zu verwirklichen. Beispielsweise kann eine Strahlumlenkungseinrichtung zum Einsatz kommen, welche eine Lichtleitfaser aufweist.
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Abweichend von der in 1 gezeigten konvexen sphärischen Prüffläche 140 kann auch eine konkav gekrümmte sphärische Prüffläche außeraxial angemessen werden. Hierbei wird anstelle einer fokussierenden Linse eine Zerstreuungslinse als Vorsatzlinse 116 zum Aufweiten des Messstrahlenbündels 160 eingesetzt, um die Autokollimationsbedingung möglichst gut zu erfüllen.
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Bei einem beidseitigen Anmessen von sphärischen Prüfflächen eines optischen Elements, wie es anhand der bikonvexen Linse 180 erläutert wurde, ist es ferner möglich, dass lediglich eine der Prüfflächen außeraxial, und die andere Prüffläche im Unterschied hierzu axial angemessen wird. Dies kann für ein optisches Element in Betracht kommen, bei welchem lediglich eine der sphärischen Prüfflächen ungeeignet ist für ein axiales Anmessen, zum Beispiel aufgrund einer das Messstrahlenbündel nicht reflektierenden Beschichtung der Prüffläche.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 110
- Bestrahlungseinrichtung
- 112
- Strahlungsquelle
- 114
- Strahlteiler
- 116
- Vorsatzlinse
- 118
- Linse
- 120
- Strahlumlenkungseinrichtung
- 121
- Spiegel
- 122
- Spiegel
- 130
- Strahlungsdetektor
- 132
- Dreheinrichtung
- 134
- Auswerteeinrichtung
- 140
- Prüffläche
- 141
- Linsenfläche
- 142
- Linsenfläche
- 150
- Mittelpunkt
- 151
- Mittelpunkt
- 152
- Mittelpunkt
- 157
- Abstand
- 160
- Messstrahlenbündel
- 170
- Referenzachse
- 171
- Winkel
- 175
- Formachse
- 180
- Linse
- 181
- Durchgangsloch
- 185
- Optische Achse
- 190
- Fassung
