DE102015005779A1 - Method for calibrating an apparatus for inspecting an optical device and method for inspecting an optical device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung (100) zum Untersuchen einer optischen Einrichtung (270), wobei das Verfahren die folgenden Merkmale aufweist: – Halten (670) einer Abbildungsoptik (210) in einem Strahlengang einer elektromagnetischen Strahlung (106), wobei eine Welleneigenschaft der elektromagnetischen Strahlung (106) durch eine ebene Welle repräsentiert wird; und Bewegen (674) einer Ablenkeinrichtung (104) zum Ablenken der elektromagnetischen Strahlung (106) zwischen einer inaktiven Position und einer aktiven Position, wobei die Ablenkeinrichtung (104) in der inaktiven Position außerhalb des Strahlengangs angeordnet ist und in der aktiven Position in dem Strahlengang vor der Abbildungsoptik (201) angeordnet ist, um einen Einfallwinkel (212) der elektromagnetischen Strahlung (106) auf die Abbildungsoptik (201) einzustellen.The invention relates to a method for calibrating a device (100) for examining an optical device (270), the method having the following features: - holding (670) imaging optics (210) in a beam path of an electromagnetic radiation (106) a wave property of the electromagnetic radiation (106) is represented by a plane wave; and moving (674) a deflector (104) to deflect the electromagnetic radiation (106) between an inactive position and an active position, wherein the deflector (104) is disposed in the inactive position out of the beam path and in the active position in the beam path is arranged in front of the imaging optics (201) in order to set an angle of incidence (212) of the electromagnetic radiation (106) on the imaging optics (201).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung zum Untersuchen einer optischen Einrichtung, beispielsweise eines Objektivs.The present invention relates to an apparatus and method for calibrating a device for inspecting an optical device, such as an objective.
Die zu untersuchende optische Einrichtung, beispielsweise ein Objektiv, kann in Verbindung mit einem Wellenfrontsensor ihrerseits dazu verwendet werden weitere optische Einrichtungen zu vermessen.The optical device to be examined, for example a lens, can in turn be used in conjunction with a wavefront sensor to measure further optical devices.
Die zu untersuchende optische Einrichtung, beispielsweise ein Objektiv, und der Wellenfrontsensor bilden üblicherweise eine Einheit, deren summarische optischen Eigenschaften vor der eigentlichen Verwendung als Messsystem bekannt sein muss.The optical device to be examined, for example a lens, and the wavefront sensor usually form a unit whose summary optical properties must be known before the actual use as a measuring system.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Untersuchen einer optischen Einrichtung vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Dem Verfahren zur Untersuchung einer optischen Einrichtung geht hierbei ein Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung zum Untersuchen einer optischen Einrichtung voraus.Against this background, the present invention provides an improved method of inspecting an optical device. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description. The method for examining an optical device is preceded by a method for calibrating a device for examining an optical device.
Ein Verfahren zum Kalibrieren einer Vorrichtung zum Untersuchen einer optischen Einrichtung weist daher zunächst die folgenden Merkmale auf:
Halten einer Abbildungsoptik in einem Strahlengang einer elektromagnetischen Strahlung, wobei eine Welleneigenschaft der elektromagnetischen Strahlung durch eine ebene Welle repräsentiert wird; und Bewegen einer Ablenkeinrichtung zum Ablenken der elektromagnetischen Strahlung zwischen einer inaktiven Position und einer aktiven Position, wobei die Ablenkeinrichtung in der inaktiven Position außerhalb des Strahlengangs angeordnet ist und in der aktiven Position in dem Strahlengang vor der Abbildungsoptik angeordnet ist, um einen Einfallwinkel der elektromagnetischen Strahlung auf die Abbildungsoptik einzustellen.A method for calibrating an apparatus for examining an optical device therefore initially has the following features:
Holding an imaging optics in a beam path of an electromagnetic radiation, wherein a wave property of the electromagnetic radiation is represented by a plane wave; and moving a deflector for deflecting the electromagnetic radiation between an inactive position and an active position, wherein the deflector is disposed in the inactive position out of the beam path and in the active position in the beam path in front of the imaging optics, at an angle of incidence of the electromagnetic radiation to adjust the imaging optics.
Die Vorrichtung kann beispielsweise eine Wellenfrontprüfvorrichtung, eine Wellenflächenprüfvorrichtung oder ein Teil einer solchen Vorrichtung darstellen. Die Vorrichtung kann eingesetzt werden, um in weiterer Folge, also nach dem Schritt des Kalibrierens, eine optische Einrichtung zu vermessen. Eine zu untersuchende Eigenschaft der optischen Einrichtung kann beispielsweise eine Oberflächenbeschaffenheit, Materialbeschaffenheit oder die Wellenfrontaberrationen der optischen Einrichtung sein. Unter einer optischen Einrichtung kann beispielsweise ein Objektiv verstanden werden. Allgemein kann unter einer optischen Einrichtung ein optisches Gerät, eine optische Komponente ein optisches Bauelement oder beispielsweise eine Oberfläche verstanden werden. Unter einer elektromagnetischen Strahlung kann beispielsweise ein Lichtstrahl in einem für das menschliche Auge sichtbaren oder unsichtbaren Spektrum verstanden werden. Unter einer ebenen Welle kann eine reale ebene Welle verstanden werden, wie sie beispielsweise unter Verwendung einer Lochblende und einen darauf abgestimmten Kollimator erzeugt werden kann. Eine ebene Welle kann sich durch Wellenfronten auszeichnen, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung ausgedehnt sind. Unter einer Wellenfront kann eine Fläche gleichen Phasenwinkels verstanden werden. Unter einem Strahlengang kann ein geometrischer Verlauf der elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise von einer Quelle der elektromagnetischen Strahlung zu der optischen Einrichtung und durch die optische Einrichtung hindurch verstanden werden. Die Halteeinrichtung kann ein mechanisches Element sein, an dem die Abbildungsoptik dauerhaft oder wieder entfernbar befestigt werden kann. Die Ablenkeinrichtung kann ein optisches Element sein. Die Ablenkeinrichtung kann ausgebildet sein, um eine Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung durch den Effekt der Brechung zu ändern, wenn sich die Ablenkeinrichtung in dem Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung befindet. Die Ablenkeinrichtung kann ausgebildet sein, um in einem Einfallwinkel in die Ablenkeinrichtung einfallende elektromagnetische Strahlung in einem für die Ablenkeinrichtung charakteristischen Ausfallwinkel, dem Ablenkwinkel für die elektromagnetische Strahlung, abzugeben. Dabei kann die Ablenkeinrichtung ausgebildet sein, um in dem Einfallwinkel einfallende elektromagnetische Strahlung ausschließlich in dem charakteristischen Ausfallwinkel abzugeben. Somit kann ein azimutaler Richtungsanteil einer Richtung der abgegebenen elektromagnetischen Strahlung abhängig von einer Winkelstellung der Ablenkeinrichtung sein. In der inaktiven Position kann sich die Ablenkeinrichtung an einem Ort befinden, der sich außerhalb des durch die optische Einrichtung verlaufenden Strahlengangs der elektromagnetischen Strahlung befindet. Somit wird ein Verlauf der elektromagnetischen Strahlung zwischen einer Quelle der elektromagnetischen Strahlung und der Abbildungsoptik durch die Ablenkeinrichtung nicht beeinflusst, wenn sich die Ablenkeinrichtung in der inaktiven Position befindet. In der aktiven Position ist die Ablenkeinrichtung in Bezug auf eine Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Strahlung in dem Strahlengang vor der Abbildungsoptik angeordnet. Durch die Ablenkeinrichtung wird der Verlauf der elektromagnetischen Strahlung zwischen einer Quelle der elektromagnetischen Strahlung und der Abbildungsoptik durch die Ablenkeinrichtung beeinflusst. Somit weist der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung unterschiedliche Verläufe ab, abhängig davon, ob sich die Ablenkeinrichtung in der inaktiven Position oder der aktiven Position befindet. Durch die ablenkende Wirkung der Ablenkeinrichtung ändert sich ein Einfallwinkel der elektromagnetischen Strahlung auf die Abbildungsoptik, abhängig davon, ob sich die Ablenkeinrichtung in der inaktiven Position oder der aktiven Position befindet. Somit kann die optische Einrichtung durch Bewegen der Ablenkeinrichtung zwischen der inaktiven Position und der aktiven Position unter zwei verschiedenen Einfallwinkeln der elektromagnetischen Strahlung vermessen werden. Bei dem Wechsel zwischen aktiver und inaktiver Position treten üblicherweise Positionierungsfehler der Ablenkeinrichtung auf. Die vorgeschlagene Ablenkeinrichtung ermöglicht es trotz dieser Fehler den gewünschten Ablenkwinkel einzustellen.The device may, for example, be a wavefront inspection device, a wavefront inspection device or a part of such a device. The device can be used to measure an optical device subsequently, ie after the step of calibrating. A property of the optical device to be investigated may be, for example, a surface condition, material properties or the wavefront aberrations of the optical device. By an optical device, for example, a lens can be understood. In general, an optical device can be understood as meaning an optical device, an optical component is an optical component or, for example, a surface. By electromagnetic radiation, for example, a light beam in a visible or invisible to the human eye spectrum can be understood. A plane wave may be understood to mean a real plane wave, such as may be generated using a pinhole and a collimator tuned thereto. A plane wave can be characterized by wavefronts that are extended perpendicular to the propagation direction of the electromagnetic radiation. A wavefront can be understood to mean an area of the same phase angle. A beam path may be understood as a geometric course of the electromagnetic radiation, for example from a source of the electromagnetic radiation to the optical device and through the optical device. The holding device may be a mechanical element to which the imaging optics can be permanently or removably attached. The deflector may be an optical element. The deflecting device may be configured to change a direction of propagation of the electromagnetic radiation by the effect of the refraction, when the deflecting device is located in the beam path of the electromagnetic radiation. The deflection device can be designed to emit electromagnetic radiation incident at an angle of incidence into the deflection device in a deflection angle characteristic of the deflection device, the deflection angle for the electromagnetic radiation. In this case, the deflection device can be designed to emit incident electromagnetic radiation at the angle of incidence exclusively in the characteristic angle of reflection. Thus, an azimuthal directional component of a direction of the emitted electromagnetic radiation may be dependent on an angular position of the deflection device. In the inactive position, the deflector may be located at a location external to the beam path of the electromagnetic radiation passing through the optical device. Thus, a trajectory of the electromagnetic radiation between a source of electromagnetic radiation and the imaging optics is not affected by the deflector when the deflector is in the inactive position. In the active position, the deflector is in relation to a propagation direction of the electromagnetic radiation in the Beam path arranged in front of the imaging optics. The deflecting device influences the course of the electromagnetic radiation between a source of the electromagnetic radiation and the imaging optics by the deflecting device. Thus, the beam path of the electromagnetic radiation from different gradients, depending on whether the deflector is in the inactive position or the active position. Due to the deflecting effect of the deflection device, an angle of incidence of the electromagnetic radiation on the imaging optics changes, depending on whether the deflection device is in the inactive position or the active position. Thus, the optical device can be measured by moving the deflector between the inactive position and the active position at two different angles of incidence of the electromagnetic radiation. When changing between active and inactive position usually occur positioning errors of the deflector. The proposed deflection device makes it possible to set the desired deflection angle despite these errors.
Der beschriebene Ansatz kann beispielsweise im Zusammenhang mit der Kalibrierung von Wellenfrontprüfstationen zur Messung von optischen Einrichtungen in Form von Objektiven unter Feldwinkeln eingesetzt werden. Dabei kommen als Anwendungsgebiet beispielsweise alle Wellenflächenprüfstände zur Objektivprüfung in Betracht.The approach described can be used, for example, in connection with the calibration of wavefront inspection stations for measuring optical devices in the form of field angle objectives. As a field of application, for example, all Wellenflächenprüfstände for lens testing come into consideration.
Wellenflächenprüfstände werden vor ihrer Verwendung kalibriert. Dazu ist üblicherweise eine bekannte, der späteren Prüfung angepasste Wellenfront notwendig. Der beschriebene Ansatz eignet sich, um solche Kalibrierwellenfronten für verschiedene aber genau bekannte Feldwinkel zu erzeugen. Dies ermöglicht es, die optische Einrichtung, beispielsweise ein zu messendes Objektiv, genau unter diesen Feldwinkeln zu vermessen.Wave surface test stands are calibrated before use. This usually requires a known wavefront adapted to the later test. The approach described is suitable for generating such calibration wavefronts for different but exactly known field angles. This makes it possible to measure the optical device, for example an objective to be measured, just below these field angles.
Vorteilhafterweise kann unter Verwendung des beschriebenen Ansatzes darauf verzichtet werden, ein Kalibrierobjektiv einzusetzen, welches die gleichen Abbildungseigenschaften wie die optische Einrichtung, beispielsweise ein später zu messender Prüfling, besitzt. Um eine gute Kalibrierung der Vorrichtung, beispielsweise als Teil eines Prüfstandes zu erreichen, ist es daher nicht erforderlich, eine zur Kalibrierung verwendete optische Einrichtung, beispielsweise ein Kalibrierobjektiv, annähernd perfekt und fehlerfrei bereitzustellen, wie es in der Praxis auch schwierig zu bewerkstelligen ist. Mit der vorgeschlagenen Ablenkeinrichtung ist es möglich, eine annähernd perfekte und fehlerfreie Wellenfront zu erzeugen. Diese Eigenschaft wird durch die Einfachheit der Bauform der Ablenkeinrichtung begünstigt.Advantageously, using the described approach, it is possible to dispense with the use of a calibration objective which has the same imaging properties as the optical device, for example a test object to be measured later. In order to achieve a good calibration of the device, for example as part of a test stand, it is therefore not necessary to provide an optical device used for calibration, for example a calibration lens, approximately perfectly and error-free, as is also difficult to achieve in practice. With the proposed deflection device, it is possible to produce an approximately perfect and error-free wavefront. This property is favored by the simplicity of the design of the deflector.
Auch ist es unter Verwendung des beschriebenen Ansatzes zum Umgehen eines sogenannten „off-axis”-Kalibrier-Problems nicht mehr erforderlich die komplette Vorrichtung, beispielsweise in Form einer Messeinrichtung, zu schwenken, um immer zentriert entlang der optischen Achse messen zu können, wodurch die Kalibrierung an Feldwinkeln entfällt. Vorteilhafterweise entfällt somit das Erfordernis zusätzlicher Bewegungen der Vorrichtung. Dadurch kann der technische Aufwand reduziert werden und zusätzliche Stellzeiten können entfallen.Also, using the approach described for overcoming a so-called "off-axis" calibration problem, it is no longer necessary to pivot the entire device, for example in the form of a measuring device, in order to always be able to measure centered along the optical axis Calibration at field angles is omitted. Advantageously, thus eliminating the need for additional movements of the device. As a result, the technical complexity can be reduced and additional operating times can be omitted.
Somit bietet der beschriebene Ansatz die Vorteile, dass auf perfekte, schwer realisierbare Kalibrierobjektive sowie auf aufwendige Bewegungen verzichtet werden kann.Thus, the described approach has the advantages that it can be dispensed with perfect, difficult to implement calibration lenses and complex movements.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum Untersuchen einer optischen Einrichtung eine Strahlungseinrichtung zum Aussenden der elektromagnetischen Strahlung. Die Strahlungseinrichtung kann eine Strahlungsquelle, beispielsweise ein Leuchtmittel, einen Laser oder eine Leuchtdiode darstellen oder umfassen. Eine solche Strahlungsquelle kann bereits ausgebildet sein, um die elektromagnetische Strahlung mit einer der ebenen Welle entsprechenden Charakteristik bereitzustellen. Alternativ kann die Charakteristik einer ebenen Welle durch zumindest ein optisches Element erzielt werden, das ausgebildet ist, die von einer Strahlungsquelle abgestrahlte elektromagnetische Strahlung so zu beeinflussen, dass die Charakteristik der ebenen Welle erreicht wird. Somit kann die Strahlungseinrichtung zusätzlich oder alternativ zu einer Strahlungsquelle ein optisches Element aufweisen, das geeignet ist, um eine empfangene elektromagnetische Strahlung als ebene Welle auszusenden. Unter Verwendung einer je nach Ausführungsform passiven oder aktiven Strahlungseinrichtung kann eine elektromagnetische Strahlung mit einer zur Untersuchung der optischen Einrichtung geeigneten Eigenschaft bereitgestellt werden.According to one embodiment, the device for examining an optical device comprises a radiation device for emitting the electromagnetic radiation. The radiation device can represent or comprise a radiation source, for example a light source, a laser or a light-emitting diode. Such a radiation source can already be designed to provide the electromagnetic radiation with a characteristic corresponding to the plane wave. Alternatively, the characteristic of a plane wave may be achieved by at least one optical element configured to influence the electromagnetic radiation radiated from a radiation source so as to obtain the characteristic of the plane wave. Thus, in addition to or as an alternative to a radiation source, the radiation device can have an optical element which is suitable for emitting a received electromagnetic radiation as a plane wave. By using a passive or active radiation device according to the embodiment, electromagnetic radiation having a property suitable for examining the optical device can be provided.
Beispielsweise kann die Strahlungseinrichtung einen Kollimator aufweisen. Unter Verwendung eines Kollimators, der beispielsweise in Kombination mit einer Lochblende eingesetzt werden kann, kann ein paralleler Strahlenverlauf einer von einer Lichtquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden. Ein solch paralleler Strahlenverlauf kann die Charakteristik einer ebenen Welle aufweisen.For example, the radiation device may have a collimator. Using a collimator, which can be used for example in combination with a pinhole, a parallel beam path of an electromagnetic radiation generated by a light source can be generated. Such a parallel beam path can have the characteristic of a plane wave.
Die Strahlungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die elektromagnetische Strahlung mit einer parallel zu einer optischen Achse der optischen Abbildungsoptik ausgerichteten Ausbreitungsrichtung auszusenden. Dadurch kann erreicht werden, dass die elektromagnetische Strahlung parallel zu der optischen Achse auf die Abbildungsoptik auftrifft.The radiation device can be designed to emit the electromagnetic radiation with a propagation direction oriented parallel to an optical axis of the optical imaging optics. This can be achieved that the electromagnetic radiation in parallel to the optical axis impinges on the imaging optics.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Ablenkeinrichtung in der aktiven Position zwischen einer ersten Winkelstellung und zumindest einer zweiten Winkelstellung drehbar um eine Drehachse angeordnet sein, um einen Azimutwinkel der elektromagnetischen Strahlung einzustellen. Die Drehachse kann dabei parallel zu einem auf die Oberfläche der Ablenkeinrichtung auftreffenden Abschnitt des Strahlengangs der elektromagnetischen Strahlung sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Drehachse der optischen Achse der optischen Abbildungsoptik entsprechen. Durch die unterschiedlichen Winkelstellungen der Ablenkeinrichtung kann der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung vor dem Auftreffen auf die Abbildungsoptik in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden. Dadurch können unterschiedliche Azimutwinkel eingestellt werden, in denen die elektromagnetische Strahlung auf die Abbildungsoptik trifft. Vorteilhafterweise kann die Ablenkeinrichtung so ausgeführt sein, dass sich durch die Drehung der Ablenkeinrichtung nur der Azimutwinkel jedoch nicht der Einfallwinkel der elektromagnetischen Strahlung auf die optische Einrichtung verändert. Diese Eigenschaft ist ein herausragendes Merkmal der vorgeschlagenen Vorrichtung.According to one embodiment, in the active position between a first angular position and at least one second angular position, the deflection device can be arranged to be rotatable about an axis of rotation in order to set an azimuth angle of the electromagnetic radiation. The axis of rotation may be parallel to an incident on the surface of the deflector portion of the beam path of the electromagnetic radiation. According to one embodiment, the axis of rotation of the optical axis may correspond to the optical imaging optics. Due to the different angular positions of the deflecting device, the beam path of the electromagnetic radiation can be deflected in different directions before impinging on the imaging optics. As a result, different azimuth angles can be set in which the electromagnetic radiation strikes the imaging optics. Advantageously, the deflection device can be designed such that only the azimuth angle, but not the angle of incidence of the electromagnetic radiation on the optical device, changes as a result of the rotation of the deflection device. This feature is an outstanding feature of the proposed device.
Das Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung zur Untersuchung einer optischen Einrichtung kann einen Schritt des Drehens der Ablenkeinrichtung um eine Drehachse der Ablenkeinrichtung umfassen. Die Drehachse kann beispielsweise parallel zu der optischen Achse der Abbildungsoptik ausgerichtet sein oder der optischen Achse entsprechen. Der Schritt des Drehens kann ausgeführt werden, wenn die Ablenkeinrichtung in der aktiven Position angeordnet ist. Alternativ kann der Schritt des Drehens auch ausgeführt werden, wenn sich die Ablenkeinrichtung in der inaktiven Position befindet. Durch ein Verdrehen der Ablenkeinrichtung können, wie bereits ausgeführt, unterschiedliche Azimutwinkel der elektromagnetischen Strahlung eingestellt werden.The method of calibrating an optical device inspection apparatus may include a step of rotating the deflector about an axis of rotation of the deflector. The axis of rotation may, for example, be aligned parallel to the optical axis of the imaging optics or correspond to the optical axis. The step of rotating may be performed when the deflector is located in the active position. Alternatively, the step of turning may also be performed when the deflector is in the inactive position. By rotating the deflection device, as already stated, different azimuth angles of the electromagnetic radiation can be set.
Das Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung zur Untersuchung einer optischen Vorrichtung kann einen Schritt des Erfassens einer Charakteristik einer Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach Passieren der Abbildungsoptik umfassen. Der Schritt des Erfassens kann mehrmals wiederholt ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Schritt des Erfassens ausgeführt werden, während sich die Ablenkeinrichtung in der inaktiven Position befindet, um eine der inaktiven Position zugeordnete Kalibriercharakteristik zu erfassen. Ferner kann der Schritt des Erfassens ausgeführt werden, während sich die Ablenkeinrichtung in der aktiven Position befindet, um eine der aktiven Position zugeordnete Kalibriercharakteristik zu erfassen. Auf diese Weise können Charakteristika von aus unterschiedlichen Richtungen auf die Abbildungsoptik einfallende elektromagnetische Strahlungen erfasst werden.The method of calibrating an optical device inspection apparatus may include a step of detecting a characteristic of a wavefront of the electromagnetic radiation after passing through the imaging optics. The step of detecting may be repeatedly performed several times. For example, the step of detecting may be performed while the deflector is in the inactive position to detect a calibration characteristic associated with the inactive position. Further, the step of sensing may be performed while the deflector is in the active position to detect a calibration characteristic associated with the active position. In this way, characteristics of electromagnetic radiation incident on the imaging optics from different directions can be detected.
Vorteilhafterweise kann dabei der Schritt des Erfassens ausgeführt werden, während sich die Ablenkeinrichtung in der aktiven Position in einer ersten Winkelstellung befindet, um eine der ersten Winkelstellung zugeordnete Kalibriercharakteristik zu erfassen. Ferner kann der Schritt des Erfassens ausgeführt werden, während sich die Ablenkeinrichtung in der aktiven Position in einer zweiten Winkelstellung befindet, um eine der zweiten Winkelstellung zugeordnete Kalibriercharakteristik zu erfassen. In weiteren Schritten des Erfassens können weitere Kalibriercharakteristiken, die weiteren Winkelstellungen der Ablenkeinrichtung zugeordnet sind, erfasst werden. Eine Kalibriercharakteristik kann dabei wie bereits ausgeführt die Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung betreffen.Advantageously, the step of detecting can be carried out while the deflecting device is in the active position in a first angular position in order to detect a calibration characteristic assigned to the first angular position. Further, the step of sensing may be performed while the deflector is in a second angular position in the active position to detect a calibration characteristic associated with the second angular position. In further steps of the detection, further calibration characteristics associated with further angular positions of the deflection device can be detected. As already stated, a calibration characteristic can relate to the wavefront of the electromagnetic radiation.
Zum Bewegen der Ablenkeinrichtung kann die Vorrichtung eine Bewegungseinrichtung aufweisen. Die Bewegungseinrichtung kann ausgebildet sein, um die Ablenkeinrichtung ansprechend auf ein Steuersignal zwischen der aktiven Position und der inaktiven Position zu bewegen. Ferner kann die Bewegungseinrichtung ausgebildet sein, um die Ablenkeinrichtung ansprechend auf ein weiteres Steuersignal in der aktiven Position zwischen der ersten azimutalen Winkelstellung und der zumindest einen zweiten azimutalen Winkelstellung zu drehen. Die Bewegungseinrichtung kann beispielsweise eine elektromechanische Einrichtung sein, durch die die Ablenkeinrichtung automatisiert in eine gewünschte Stellung verfahren werden kann. Alternativ kann eine rein mechanische Bewegungseinrichtung eingesetzt werden, die es beispielsweise einem Bediener der Vorrichtung ermöglicht, die Ablenkeinrichtung in eine gewünschte Stellung zu bewegen.In order to move the deflection device, the device may have a movement device. The moving means may be configured to move the deflector between the active position and the inactive position in response to a control signal. Furthermore, the movement device can be designed to rotate the deflection device in the active position between the first azimuthal angular position and the at least one second azimuthal angular position in response to a further control signal. The movement device can be, for example, an electromechanical device by means of which the deflection device can be automatically moved to a desired position. Alternatively, a purely mechanical movement device can be used which, for example, allows an operator of the device to move the deflection device into a desired position.
Die Ablenkeinrichtung kann eine Eintrittsfläche für die elektromagnetische Strahlung und eine Austrittsfläche für die elektromagnetische Strahlung aufweisen. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche können als ebene Flächen ausgeführt sein. Die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche können einander gegenüberliegend und geneigt zueinander ausgerichtet sind. Durch eine geeignete Wahl eines Materials der Ablenkeinrichtung und eine geeignete Wahl eines Neigungswinkels zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche kann ein gewünschter Ablenkungswinkel für die auf die Ablenkeinrichtung einfallende elektromagnetische Strahlung vorgegeben werden.The deflection device may have an entrance surface for the electromagnetic radiation and an exit surface for the electromagnetic radiation. The entrance surface and the exit surface can be designed as flat surfaces. The entrance surface and the exit surface may be aligned opposite each other and inclined to each other. By a suitable choice of a material of the deflection device and a suitable choice of a tilt angle between the entry surface and the exit surface, a desired deflection angle for the incident on the deflection electromagnetic radiation can be specified.
Beispielsweise kann die Ablenkeinrichtung als eine Keilplatte ausgeführt sein. Eine solche Ablenkeinrichtung kann kostengünstig mit einer hohen Güte hergestellt werden und ist einfach zu handhaben. Alternativ kann die Ablenkeinrichtung auch als sogenanntes DOE (Diffraktives optisches Element) oder als Flüssigkeitskristall ausgeführt sein.For example, the deflection can be designed as a wedge plate. Such a deflector can be manufactured inexpensively with a high quality and is easy to handle. Alternatively, the deflection device can also be designed as a so-called DOE (Diffractive Optical Element) or as a liquid crystal.
Mit der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Untersuchen einer optischen Einrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Merkmale aufweist:
- – Kalibrieren einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6;
- – Bereitstellen der zu untersuchenden optischen Einrichtung in einem Strahlengang einer elektromagnetischen Strahlung, wobei eine Welleneigenschaft der elektromagnetischen Strahlung durch eine ebene Welle repräsentiert wird;
- – Bereitstellen der Abbildungsoptik im Strahlengang nach der zu untersuchenden optischen Einrichtung;
- – Erfassen einer Charakteristik einer Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung nach Passieren der Abbildungsoptik;
- – Berücksichtigen einer Kalibriercharakteristik gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
- - Calibrating a device according to one of claims 1 to 6;
- - Providing the optical device to be examined in a beam path of an electromagnetic radiation, wherein a wave property of the electromagnetic radiation is represented by a plane wave;
- - Providing the imaging optics in the beam path after the optical device to be examined;
- Detecting a characteristic of a wavefront of the electromagnetic radiation after passing through the imaging optics;
- - Considering a calibration characteristic according to one of claims 1 to 6.
Vorteilhafterweise umfasst der Schritt des Erfassens einer Charakteristik einer Wellenfront der elektromagnetischen Strahlung ein erstes Erfassen, wobei in diesem Schritt die elektromagnetische Strahlung keinen Einfallwinkel mit der Abbildungsoptik einschließt und ein zweites Erfassen, wobei die elektromagnetische Strahlung in diesem Schritt einen Einfallwinkel mit der Abbildungsoptik einschließt. Erfindungsgemäß wird unter dem technischen Merkmal „kein Einfallwinkel” ein Winkel von annähernd 0°, bevorzugt genau 0°, verstanden.Advantageously, the step of detecting a characteristic of a wavefront of the electromagnetic radiation comprises a first detection, wherein in this step the electromagnetic radiation does not include an angle of incidence with the imaging optic and a second detection, wherein the electromagnetic radiation in this step includes an angle of incidence with the imaging optic. According to the invention, the technical feature "no angle of incidence" is understood to mean an angle of approximately 0 °, preferably exactly 0 °.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Schritt des zweiten Erfassens durch eine Bewegung der Quelle der elektromagnetischen Strahlung realisiert. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Schritt des zweiten Erfassens nicht durch eine Bewegung der Quelle der elektromagnetischen Strahlung erreicht, sondern durch eine Mehrzahl von Strahlungsquellen. Beispielsweise kann diese Mehrzahl von Strahlungsquellen als eine Platine mit einer Mehrzahl von LEDs ausgeführt sein.In a further advantageous embodiment, the step of the second detection is realized by a movement of the source of the electromagnetic radiation. In a further advantageous embodiment, the step of second detection is achieved not by a movement of the source of the electromagnetic radiation, but by a plurality of radiation sources. For example, this plurality of radiation sources may be embodied as a board with a plurality of LEDs.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
Die Halteeinrichtung
Die Ablenkeinrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ablenkeinrichtung
In
So ist in
Die Halteeinrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Das Untersuchungsergebnissignal
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Steuereinrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine weitere Ablenkeinrichtung
Ferner ist es in einem weiteren Ausführungsbeispiel möglich, die Vorrichtung ohne die Abbildungsoptik
Gemäß dem in
Die Vorrichtung
Die Ablenkeinrichtung
Zur Erzeugung der ebenen Welle entlang der optischen Achse der zu messenden optischen Einrichtung und zur Erzeugung der ebenen Welle entlang der schiefen Feldrichtungen wird die Ablenkeinrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der beschriebene Ansatz zur Kalibrierung eines Wellenflächenprüfstandes verwendet. Die ebene Welle zur Kalibrierung des Wellenflächenprüfstandes wird auf die übliche Weise durch eine Lochblende, ein sogenanntes kleines „pin-hole”, die als Punktlichtquelle
Wenn sich die Ablenkeinrichtung
Wenn sich die Ablenkeinrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel soll die optische Einrichtung
Dazu wird im Zustand des Kalibrierens die Keilplatte
Dadurch wird ein unabhängiges und stabiles Kalibrierverfahren gewährleistet, das unabhängig von einem Kalibrierobjektiv und stabil aufgrund der Keilplatte
In einem Schritt
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen optionalen Schritt
Die
Die
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Punktlichtquelle
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder”-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 102102
- Halteeinrichtungholder
- 104104
- AblenkeinrichtungDeflector
- 106106
- elektromagnetische Strahlungelectromagnetic radiation
- 210 210
- Abbildungsoptikoptische EinrichtungOptical imaging device
- 212212
- Ablenkwinkeldeflection
- 214214
- optische Achseoptical axis
- 216216
- Drehbewegungrotary motion
- 220220
- Strahlungseinrichtungradiation device
- 222222
- Bewegungseinrichtungmover
- 224224
- Steuersignalcontrol signal
- 226226
- Steuereinrichtungcontrol device
- 228228
- Bewegungsrichtungmovement direction
- 230230
- Sensoreinrichtungsensor device
- 232232
- Sensorsignalsensor signal
- 234234
- Bestimmungseinrichtungdeterminer
- 236236
- UntersuchungsergebnissignalInvestigation result signal
- 238238
- Triggersignaltrigger signal
- 240240
- Trägerstruktursupport structure
- 270270
- optische Einrichtungoptical device
- 350350
- PunktlichtquellePoint light source
- 351351
- Ablenkwinkeldeflection
- 352352
- Kollimatorcollimator
- 561561
- erste Winkelstellungfirst angular position
- 562562
- zweite Winkelstellungsecond angular position
- 563563
- dritte Winkelstellungthird angular position
- 564564
- vierte Winkelstellungfourth angular position
- 565565
- Azimutwinkelazimuth angle
- 670670
- Schritt des HaltensStep of holding
- 672672
- Schritt des BewegensStep of moving
- 674674
- Schritt des BewegensStep of moving
- 676676
- Schritt des DrehensStep of turning
- 678678
- Schritt des ErfassensStep of grasping
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19722342 A1 [0004] DE 19722342 A1 [0004]
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19722342A1 (en) | 1997-05-28 | 1998-12-03 | Johannes Prof Dr Schwider | Method for absolute test of spherical surfaces |
DE10339473A1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-24 | Seidenader Maschinenbau Gmbh | Device for testing products |
DE102014216694A1 (en) * | 2014-08-22 | 2014-11-20 | Carl Zeiss Ag | Location determination of a spherical test surface |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19722342A1 (en) | 1997-05-28 | 1998-12-03 | Johannes Prof Dr Schwider | Method for absolute test of spherical surfaces |
DE10339473A1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-24 | Seidenader Maschinenbau Gmbh | Device for testing products |
DE102014216694A1 (en) * | 2014-08-22 | 2014-11-20 | Carl Zeiss Ag | Location determination of a spherical test surface |
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