DE10324222A1 - Adhesive bonding of an optical lens within a frame uses an electrically heated element held in contact - Google Patents

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Armin Müller
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Jürgen Dipl.-Phys. Hartmaier
Gerald Ammon
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Andreas Pfeiffer
Thomas Hipp
Tobias Pechtl
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Abstract

The optical lens [1] is placed on supports [9] and a frame [3] is placed in position with contact surfaces having an adhesive [4] against the lens. For bonding to take place a heated ring [6] is used. This has an electrical heating element [5] that applies heating locally in the vicinity of the adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auskleben eines optischen Elementes, insbesondere aus Glas, Quarz, CaF2, doppelbrechendem, einkristallinem oder polykristallinem Material, insbesondere einer Linse oder Spiegel, aus einer Fassung, wobei ein zwischen dem optischen Element und der Fassung befindlicher Kleber durch Energieeintrag, wie z.B. durch Wärme oder durch Lösemittel in seiner Haftkraft reduziert wird, wonach das optische Element eine Relativbewegung gegenüber der Fassung erfährt. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Auskleben eines optischen Elementes.The invention relates to a method for gluing an optical element, in particular made of glass, quartz, CaF 2 , birefringent, single-crystalline or polycrystalline material, in particular a lens or mirror, from a holder, wherein an adhesive located between the optical element and the holder by energy input , such as reduced by heat or by solvent in its adhesive force, after which the optical element undergoes a relative movement relative to the frame. The invention also relates to a device for gluing an optical element.

Bekannt ist es, Linsen in sogenannten Ausbacköfen und Ausklebebäder mit organischen Lösungsmitteln über mehrere Stunden auszubacken, wenn die Linse von ihrer Fassung gelöst werden soll. Die Ausbackung erfolgt häufig in einer Zeit bis zu 24 Stunden bei Temperaturen von ca. 200 °C. Die Innentemperatur des Ofens kann dabei örtlich variieren. Ein Problem ist dabei jedoch die mehr oder weniger unkontrollierte Erweichung der Kleberschicht durch welche die Linse, z.B. über Lagerglieder, mit der Fassung verbunden ist. Als Lagerglieder werden z.B. eine Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Lagerfüßchen der Fassung verwendet, auf denen die Linse deformationsentkoppelt aufliegt.It is known to use lenses in so-called Ausbacköfen and adhesive baths with organic solvents over several Bake for hours when the lens is detached from its mount should. Baking is common in a time up to 24 hours at temperatures of approx. 200 ° C. The inside temperature the furnace can be local vary. One problem, however, is the more or less uncontrolled Softening of the adhesive layer through which the lens, e.g. via bearing links, is connected to the socket. For example, a Variety of over uses the bearing feet of the socket distributed around the circumference, on which the lens rests without deformation.

Wenn der Erweichungspunkt der Klebeschicht erreicht ist, erfolgt mehr oder weniger eine unkontrollierte Lösung der Linse von der Fassung bzw. der einzelnen Lagerfüßchen, wozu zum Teil auch eine Gewichtsbelastung zum leichteren Ablösen auf die Linse aufgebracht wird. Diese unkontrollierte Lösung, die zum Teil in einem freien Fall resultiert, führt bei besonders empfindlichen optischen Elementen, z.B. Linsen aus Kalziumfluorid, zu Rissen oder gar örtlichen Ab- oder Ausbrüchen, womit die Linse nicht mehr oder nur noch bedingt verwendbar ist.If the softening point of the adhesive layer is reached, an uncontrolled solution of the Lens from the frame or the individual bearing feet, some of which also Weight load applied to the lens for easier detachment becomes. This uncontrolled solution, which sometimes results in a free fall, leads to particularly sensitive ones optical elements, e.g. Calcium fluoride lenses, cracked or even local Breakouts or breakouts, with which the lens can no longer be used or can only be used to a limited extent.

Darüber hinaus besteht ein weiterer Nachteil darin, dass häufig zwischen den Fassungselementen ein Abdichtmaterial, z.B. Teflonfett verwendet wird. Bei den zum Ausbacken im Ofen erforderlichen Temperaturen kann sich das Dichtmaterial auf den optischen Flächen der optischen Elemente niederschlagen. Dies kann zu Mehrarbeit und einer unerwünschten Kontamination der Prozesskette führen.There is also another one Disadvantage in that often a sealing material, e.g. Teflon grease is used. At the temperatures required for baking in the oven can the sealing material on the optical surfaces of the optical elements knock down. This can lead to overtime and an undesirable Lead contamination of the process chain.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Auskleben eines optischen Elementes, insbesondere einer Linse, und auch eine Vorrichtung hierfür zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist, insbesondere wobei es nicht zu Beschädigungen des optischen Elements oder zu einer Kontamination des optischen Elements kommt.The present invention lies hence the task of a method for gluing an optical Element, in particular a lens, and also to provide a device therefor, which does not have the disadvantages mentioned above, in particular taking no damage of the optical element or contamination of the optical Elements is coming.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Relativbewegung zwischen dem optischen Element und der Fassung geführt erfolgt.According to the invention, this object solved, that the relative movement between the optical element and the Version led he follows.

Anstelle einer unkontrollierten Lösung der Verbindung zwischen der Fassung und der auszuklebenden Linse wird diese nunmehr kontrolliert durchgeführt. Insbesondere wenn die Relativbewegung gedämpft wird, können Beschädigungen vermieden werden.Instead of an uncontrolled solution to the connection this is now between the frame and the lens to be glued carried out in a controlled manner. Damage can occur, especially if the relative movement is damped be avoided.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass das optische Element, insbesondere eine Linse aus einem CaF2-Material, und die Fassung jeweils wenigstens auf einem Auflager oder auf einem Auflageelement aufliegen, wobei das wenigstens eine Auflageelement relativ gegenüber dem optischen Element oder der Fassung beweglich ist.A device for carrying out the method according to the invention can consist in that the optical element, in particular a lens made of a CaF 2 material, and the mount each rest on at least one support or on one support element, the at least one support element relative to the optical element or the frame is movable.

In diesem Falle wird während des Erwärmungsvorganges z.B. eine Linse durch ein oder mehrere Auflageelemente entsprechend abgestützt. Ist der Erweichungspunkt der Kleberschicht erreicht, so können sich Fassung und Linse relativ zueinander bewegen, womit eine Lösung zwischen Linse und Fassung gegeben ist.In this case, during the heating process e.g. a lens through one or more support elements accordingly supported. Once the softening point of the adhesive layer has been reached, Move the frame and lens relative to each other, creating a solution between Lens and frame is given.

Je nach Auslegung der Vorspannkraft der Federmittel erfolgt diese Relativbewegung entweder gegen oder in Schwerkraftrichtung. Maßgebend ist lediglich, dass eine Relativbewegung stattfindet, wobei die Richtung sekundär ist.Depending on the design of the preload the spring means this relative movement is either against or in the direction of gravity. authoritative is only that a relative movement takes place, the Secondary direction is.

Erfindungsgemäß kann die Fassung durch entsprechend bewegliche Auflagen relativ zur Fassung bewegt werden.According to the version by movable supports are moved relative to the frame.

Alternativ dazu bzw. in Umkehrung kann vorgesehen sein, dass die Fassung stationär gehalten wird und das optische Element, z.B. die Linse auf Auflageelementen aufliegt, die gegenüber der Fassung beweglich sind. In diesem Falle führt somit das optische Element eine Relativbewegung gegenüber der Fassung nach Erreichen des Erweichungspunktes durch. Auch hier kann die Relativbewegung durch Federmittel gedämpft und entsprechend geführt und in oder gegen die Schwerkraft durchgeführt werden kann.Alternatively or in reverse can be provided that the frame is held stationary and the optical Element, e.g. the lens rests on support elements opposite the Are movable. In this case, the optical element leads a relative movement compared to the Version after reaching the softening point. Here too the relative movement damped by spring means and guided accordingly and in or can be done against gravity.

Wenn gleichzeitig anstelle einer Ausbackung in einem Ausbackofen lokal über eine entsprechende Einrichtung für Energieeintrag die Lagerglieder direkt erwärmt werden, so erfolgt eine gezielte und gleichmäßige Erhitzung, wobei Temperaturüberhöhungen vermieden werden. Auf diese Weise lässt sich z.B. eine Linse präziser und vor allen Dingen auch schneller von der Fassung lösen, wobei verhindert wird, dass es zu Ausdampfungen des Teflonfettes kommt.If at the same time instead of one Baking in a baking oven locally using a suitable device for energy input the bearing members heated directly targeted, uniform heating takes place, avoiding excessive temperatures become. That way e.g. a lens more precise and above all detach from the frame faster, whereby prevents the Teflon grease from evaporating.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen.Advantageous further training and Embodiments of the invention emerge from the remaining subclaims and from the exemplary embodiments described below with reference to the drawings.

Es zeigt.It shows.

1 eine Fassung mit einer Heizeinrichtung zum Auskleben einer Linse im Querschnitt; 1 a frame with a heating device for gluing a lens in cross section;

2 einen vergrößerten Schnitt entsprechend dem Kreis X in der 1; 2 an enlarged section corresponding to the circle X in the 1 ;

3 ein Auflageelement für eine Fassung; 3 a support element for a socket;

4 ausschnittsweise drei Auflageelemente mit einer Hebeleinrichtung für eine Linse; 4 sections of three support elements with a lever device for a lens;

5 eine Vorrichtung zum Auskleben mit einem Laser in Prinzipdarstellung; und 5 a device for sticking with a laser in principle; and

6 einen durch einen Laser mit einer Bifokal-Optik erzeugten Doppelspot. 6 a double spot created by a laser with bifocal optics.

Wie aus der 1 ersichtlich ist, ist eine Linse 1 als optisches Element (gestrichelte Darstellung) über eine Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Auflagefüßchen als Lagerglieder 2 mit einer Fassung 3 verbunden. Diese deformationsarme Verbindungsart ist allgemein bekannt, weshalb nachfolgend nicht näher darauf eingegangen wird.As from the 1 is visible is a lens 1 as an optical element (dashed line) over a plurality of support feet arranged around the circumference as bearing members 2 with a frame 3 connected. This low-deformation type of connection is generally known, which is why it is not discussed in more detail below.

Die Linse 1 ist über Klebeschichten 4, mit den Auflagefüßchen verbunden.The Lens 1 is about adhesive layers 4 , connected to the support feet.

Auf die von den Klebeschichten 4 abgewandten Seiten der Auflagefüßchen 2 wird eine Heizeinrichtung, z.B. in Form eines Heizringes 5 aufgelegt. Der Heizring 5 ist für einen besseren Wärmekontakt bzw. Wärmeleitung zu den Klebeschichten 4 in eine U-förmige Aufnahme einer Ringfassung 6 eingelegt. Die Ringfassung 6 sollte wenigstens annähernd in ihrem Durchmesser dem Durchmesser der Auflagefüßchen 2 entsprechen. Auf der den Auflagefüßchen 2 zugewandten Seite ist die Ringfassung 6 mit einer Wärmeleitfläche 7 versehen. Die Wärmeleitfläche 7 ist in ihrer Form auf der Unterseite der Oberflächenform der Auflagefüßchen 2 angepasst, damit ein vollflächiger Wärmeübergang möglich ist.On the adhesive layers 4 opposite sides of the support feet 2 becomes a heating device, for example in the form of a heating ring 5 hung up. The heating ring 5 is for better thermal contact or heat conduction to the adhesive layers 4 in a U-shaped receptacle of a ring setting 6 inserted. The ring setting 6 should be at least approximately in diameter the diameter of the support feet 2 correspond. On the support feet 2 facing side is the ring setting 6 with a heat conducting surface 7 Mistake. The thermal interface 7 is in its shape on the underside of the surface shape of the support feet 2 adjusted so that a full-surface heat transfer is possible.

Wie ersichtlich, erfolgt durch die Heizeinrichtung in Form des Heizringes 5 oder auch einer anderen Geometrie, z.B. eines mehreckigen Heizelementes lediglich eine lokale Erwärmung im Bereich der Klebeschichten 4, weshalb präzise und schneller und ohne die Gefahr von Ausdampfungen und An- oder Einrissen der Linse ein gleichmäßiges Auskleben der Linse 1 erfolgen kann.As can be seen, the heating device takes the form of the heating ring 5 or another geometry, for example a polygonal heating element, only local heating in the area of the adhesive layers 4 , why precise and faster and without the risk of evaporation and tearing or tearing of the lens evenly sticking the lens 1 can be done.

Zusätzlich kann noch ein Temperatursensor (nicht dargestellt) vorgesehen sein, der die genaue Temperatur überwacht. Der Temperatursensor kann hierfür z.B. in einer Ringnut der Ringfassung 6 aufgenommen sein.In addition, a temperature sensor (not shown) can be provided, which monitors the exact temperature. For this purpose, the temperature sensor can, for example, be in an annular groove in the ring holder 6 be included.

Zum Auskleben und zum Lösen der Linse 1 von der Fassung 3 ist nun eine Vorrichtung mit beweglichen Auflageelementen vorgesehen, durch die eine gezielte und gedämpfte Relativbewegung zwischen der Linse 1 und der Fassung 3 nach dem Erreichen des Erweichungspunktes der Klebeschicht 4 erfolgt.For gluing and releasing the lens 1 from the frame 3 a device with movable support elements is now provided, through which a targeted and damped relative movement between the lens 1 and the frame 3 after reaching the softening point of the adhesive layer 4 he follows.

Soll die Linse 1 stationär verbleiben und wird die Fassung 3 relativ zur Linse 1 verschoben, so wird man ein oder mehrere Auflager 9 am Umfang der Linse vorsehen, die auf einem kleineren Durchmesser liegen als die Linse 1. Die Fassung 3 liegt in diesem Falle dann auf ein oder mehreren, vorzugsweise drei, beweglichen Auflageelementen 10 auf, damit z.B. die Fassung 3 aufgrund der Schwerkraft nach Erreichen des Erweichungspunktes der Kleberschicht 4 sich um ein geringes Stück absenken kann. Die in der 1 nur skizziert und prinzipmäßig dargestellten Auflager 9 und Auflageelemente 10 können noch für eine gleichmäßige Ausrichtung und damit für ein gleichmäßiges Auskleben höhenverstellbar gegenüber einer Unterlage ausgerichtet sein.Shall the lens 1 remain stationary and will be the version 3 relative to the lens 1 moved, you become one or more supports 9 Provide on the circumference of the lens that are smaller in diameter than the lens 1 , The version 3 is then in this case on one or more, preferably three, movable support elements 10 so that, for example, the frame 3 due to gravity after the softening point of the adhesive layer is reached 4 can sink a little bit. The in the 1 only outlined and depicted in principle 9 and support elements 10 can still be height-adjustable relative to a base for even alignment and thus for even sticking.

Selbstverständlich können Fassung 3 und Linse 1 auch umgekehrt angeordnet sein; d.h. dass sich die Linse zum Auskleben über der Fassung 3 befindet. In diesem Falle sind Auflageelemente 10 für die Fassung 3, welche für eine geführte und gedämpfte Relativbewegung zwischen der Linse 1 und der Fassung 3 sorgen, so auszulegen, dass sich die Fassung 3 in Richtung der Schwerkraft relativ zur Linse 1 nach unten bewegt.Of course, you can version 3 and lens 1 also be reversed; ie that the lens to stick over the frame 3 located. In this case, there are support elements 10 for the frame 3 which are used for a guided and damped relative movement between the lens 1 and the frame 3 care to interpret so that the version 3 in the direction of gravity relative to the lens 1 moved down.

Es ist auch möglich, dass die Fassung 3 stationär auf Auflagern 9 liegt und die Linse 1 durch bewegliche Auflageelemente 10 beim Auskleben relativ zur Fassung 3 verschoben wird.It is also possible that the version 3 stationary on supports 9 lies and the lens 1 thanks to movable support elements 10 when sticking out relative to the socket 3 is moved.

Die 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Auflageelementes 10 für die Fassung 3. Jedes Auflageelement 10 ist, z.B. mit einem mit einer Spiralfeder 11 als federndes Element versehenen Stift 12 ausgerüstet. Der Stift 12 ist frei in einem Führungszylinder 13 in axialer Richtung verschiebbar. Der Führungszylinder 13 ist mit einer Innenbohrung 14 versehen, welche ein Gewinde aufweist. In das Gewinde ist ein Gewindefuß 15 eingeschraubt, durch den eine Höhenverstellbarkeit des Auflageelementes 10 gegenüber einer Unterlage erreicht wird, damit eine gleichmäßige Relativbewegung ohne ein Verkippen möglich wird.The 3 shows a possible embodiment of a support element 10 for the frame 3 , Every support element 10 with, for example, one with a spiral spring 11 as a resilient element 12 equipped. The pencil 12 is free in a guide cylinder 13 slidable in the axial direction. The guide cylinder 13 is with an inner bore 14 provided which has a thread. There is a threaded foot in the thread 15 screwed through which a height adjustment of the support element 10 compared to a base, so that a uniform relative movement without tilting is possible.

Je nach Stärke der Vorspannkraft der Spiralfeder 11 erfolgt die Relativbewegung der Fassung in Pfeilrichtung 16 gegenüber Linse 1 entweder nach oben oder nach unten bezüglich der Schwerkraftrichtung.Depending on the strength of the preload force of the coil spring 11 the frame moves in the direction of the arrow 16 opposite lens 1 either up or down with respect to the direction of gravity.

Die 4 zeigt in der Draufsicht in Prinzipdarstellung ausschnittsweise drei über den Umfang verteilt angeordnete Auflageelemente 16 für die Linse 1. Die Auflageelemente 16 können auf der der Linsenoberfläche zugewandten Seite mit einer weichen bzw. elastischen Schicht versehen sein, damit es zu keinen Beschädigungen der Linse kommt. Als Auflageschicht ist z.B. Teflon möglich. Die Auflageelemente 16 sind mit einer hebelartigen Einrichtung 17 verbunden, welche zentral mit einem Antriebsglied 18 versehen ist. Durch Betätigen des nicht näher dargestellten gemeinsamen Antriebsgliedes 18 werden die Auflageelemente 16 entsprechend der Pfeilrichtung in ihrer Höhenlage verändert. Dies bedeutet, nach Erreichen des Erweichungspunktes für den Kleber 4 wird durch eine zentrale Verstellung des Antriebsgliedes 18 die Linse 1 relativ gegenüber der fest gehaltenen Fassung 3 nach oben oder nach unten verschoben. Dabei reichen wenige Zehntel Millimeter aus, wonach dann die Linse 1 entfernt werden kann.The 4 shows a top view in a schematic representation of a section of three support elements arranged distributed over the circumference 16 for the lens 1 , The support elements 16 can be provided on the side facing the lens surface with a soft or elastic layer so that there is no damage to the lens. Teflon, for example, is possible as the overlay. The support elements 16 are with a lever-like device 17 connected, which centrally with a drive link 18 is provided. By actuating the common drive member, not shown 18 become the support elements 16 changed in height according to the direction of the arrow. This means after reaching the softening point for the adhesive 4 is achieved by central adjustment of the drive element 18 the Lens 1 relative to the fixed version 3 moved up or down. A few tenths of a millimeter are sufficient, after which the lens 1 can be removed.

Die Vorspannung der Auflageelemente 10 kann je nach Hebelübersetzung durch eine Kraftänderung, z.B. Kraftverstärkung zum Auskleben verändert werden.The preload of the support elements 10 can be changed depending on the lever ratio by changing the force, eg force amplification for gluing.

Der Hebelmechanismus, welcher z.B. mechanisch, hydraulisch über Zylinder oder über Magnetventile oder einen Seilzug betätigbar ist, kann entsprechend temperaturgesteuert über eine Elektronik gesteuert werden. Die Höhenverstellung der Hebeleinrichtung kann in Abhängigkeit von der Geometrie der Linse und der Fassung individuell eingestellt werden. Die Geschwindigkeit mit der sich die Linse relativ zur Fassung bewegt, kann z.B. über ein Magnetventil voreingestellt werden.The lever mechanism, which, for example, me can be actuated mechanically, hydraulically via cylinders or via solenoid valves or a cable pull, can be controlled in a temperature-controlled manner via electronics. The height adjustment of the lever device can be individually adjusted depending on the geometry of the lens and the frame. The speed at which the lens moves relative to the frame can be preset, for example, using a solenoid valve.

In vorteilhafter Weise kann man das Ausklebeverfahren auch elektronisch steuern. Die Elektronik kann dabei folgende Funktionen übernehmen:

  • 1. Überprüfen, ob die Erweichungstemperatur erreicht ist,
  • 2. Vorgabe der Haltezeit, welche individuell einstellbar ist,
  • 3. ob die Ausklebevoraussetzungen aufgrund der Erweichung der Klebeschicht erreicht ist und die vorgegebene Haltezeit abgelaufen ist,
  • 4. Freigeben des Anhebevorganges und/oder des Abhebevorganges für die Linse.
  • 5. Feststellen von Störungen während des Ausklebevorganges, z.B. ob sich die Fassung mitbewegt.
Advantageously, the sticking process can also be controlled electronically. The electronics can perform the following functions:
  • 1. Check whether the softening temperature has been reached,
  • 2. Specification of the holding time, which can be set individually,
  • 3. whether the prerequisites for adhesive bonding have been met due to the softening of the adhesive layer and whether the specified holding time has expired,
  • 4. Release the lifting process and / or the lifting process for the lens.
  • 5. Detecting faults during the gluing process, eg whether the frame is moving.

Anstelle einer Heizeinrichtung, z.B. in Form eines Heizringes 5 kann der Ausklebeprozess auch durch eine Laserstrahlung mit einem Laser 19 erfolgen, der durch eine gezielte Richtung des Laserstrahls 20 die Klebeschicht 4 zwischen der Linse und den Auflagefüßchen 2 als Auflageglieder erwärmt.Instead of a heating device, for example in the form of a heating ring 5 the gluing process can also be carried out by laser radiation with a laser 19 done by a targeted direction of the laser beam 20 the adhesive layer 4 between the lens and the support feet 2 heated as support members.

Als Laser zum Erweichen der Kleberschicht 4 und damit zur Trennung der Linse 1 von der Fassung bzw. von den Auflagefüßchen 2 hat sich ein Yag-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm als sehr gut geeignet gezeigt. Bei geeignetem Auftreffwinkel auf die Linse werden Reflexionen weitgehend vermieden und das Laserlicht kann mit hoher Energie auf die Kleberschicht 4 treffen. Als Vorteil hat sich ein senkrechtes Auftreffen des Laserstrahles 20 auf die Kleberschicht 4 herausgestellt. Selbstverständlich sind auch noch andere Auftreffwinkel möglich, wenn sich herausstellt, dass sich in Abhängigkeit von dem Linsenmaterial und der Linsenform gegebenenfalls zur Vermeidung von Reflexionen andere Winkel als besser geeignet erweisen. In der 5 ist in gestrichelter Darstellung ein Laserstrahl 20' dargestellt, der zum Beispiel parallel zur Linsenumfangswand geführt ist und der somit einen kürzeren Weg durch die Linse nehmen muss.As a laser to soften the adhesive layer 4 and thus to separate the lens 1 from the frame or from the support feet 2 a Yag laser with a wavelength of 1064 nm has proven to be very suitable. With a suitable angle of incidence on the lens, reflections are largely avoided and the laser light can hit the adhesive layer with high energy 4 to meet. A vertical impact of the laser beam has the advantage 20 on the adhesive layer 4 exposed. Of course, other angles of incidence are also possible if it turns out that, depending on the lens material and the lens shape, other angles may prove to be more suitable to avoid reflections. In the 5 is a laser beam in dashed lines 20 ' shown, which is guided parallel to the lens peripheral wall, for example, and which must therefore take a shorter path through the lens.

Die Laserparametervariation (Leistung über Zeit) und das Auslösen des Lasers selbst kann in geeigneter Weise über eine Computersteuerung erfolgen. Hierzu kann auch eine Temperaturmessung an jedem Bereich der Kleberschicht 4 vorgenommen werden. Wie in der 5 dargestellt, erfolgt der Energieeintrag durch den Laser über dessen Strahl 20 durch die Linse. Gegebenenfalls ist es jedoch auch möglich, von der Lagerseite her, d.h. von der Seite der Auflagefüßchen 2 aus, den Energieeintrag vorzunehmen. Allerdings erfolgt in diesem Fall nur eine indirekte Erwärmung der Kleberschicht 4.The laser parameter variation (power over time) and the triggering of the laser itself can take place in a suitable manner via a computer control. A temperature measurement can also be carried out on each area of the adhesive layer 4 be made. Like in the 5 shown, the energy input by the laser via its beam 20 through the lens. If necessary, however, it is also possible from the bearing side, ie from the side of the support feet 2 from making the energy input. In this case, however, the adhesive layer is only indirectly heated 4 ,

Nach jedem Bearbeitungsschritt kann die Fassung bis zur nächsten Kleberschicht bzw. Kleberstelle, d.h. bis zum nächsten Auflagefüßchen 2, weitergedreht werden, um dann mit einem neuen Laserimpuls die entsprechend nächste Kleberstelle 4 zu bearbeiten. Auf diese Weise wird die Fassung um 360° um ihre vertikale Achse, im allgemeinen die optische Achse 21, gedreht, wodurch alle Auflagefüßchen 2 mit ihren Kleberschichten 4 nacheinander durch den Laserbeschuss bzw. die Laserstrahlung zur Lösung der Kleberschicht 4 bearbeitet werden. Ein weiterer Vorteil liegt in der variablen Bearbeitung unterschiedlicher Durchmesser bei der Füßchenposition auf der Fassung. Das System lässt sich auf unterschiedliche Geometrieverhältnisse an der Fassung bzw. beim Füßchen frei einstellen.After each processing step, the frame can be made up to the next layer of adhesive or adhesive, ie to the next support foot 2 , be rotated further in order to then use a new laser pulse to locate the next adhesive spot 4 to edit. In this way, the frame becomes 360 ° around its vertical axis, generally the optical axis 21 , rotated, whereby all the support feet 2 with their adhesive layers 4 successively through the laser bombardment or the laser radiation to loosen the adhesive layer 4 to be edited. Another advantage is the variable processing of different diameters in the foot position on the frame. The system can be freely adjusted to different geometrical conditions on the frame or on the foot.

Von Vorteil kann es sein, wenn jede Kleberschicht 4 mehrmals von dem Laser 19 aus durch einen Strahl 20 bestrahlt bzw. beschossen wird. Dabei hat sich herausgestellt, dass man entsprechend der Größe der Kleberschicht 4 die Beschießung mit einem seitlich versetzten Laser-Spot (6) durchführen kann, um damit noch bessere Resultate zu erzielen. Hierfür kann zwischen dem Laser 19 und der Kleberschicht 4 im Strahl 20 eine Bifokal-Optik 22 eingebaut werden, wie dies in der 5 gestrichelt dargestellt ist. Durch die Bifokal-Optik 22 wird ein Doppelstrahl erzeugt, der dann an der Kleberschicht 4 zu einem Doppelspot führt.It can be an advantage if each layer of adhesive 4 several times by the laser 19 out by a beam 20 is irradiated or shot at. It turned out that according to the size of the adhesive layer 4 bombardment with a laterally offset laser spot ( 6 ) in order to achieve even better results. This can be done between the laser 19 and the adhesive layer 4 in the beam 20 a bifocal look 22 be installed as this in the 5 is shown in dashed lines. Through the bifocal optics 22 a double jet is generated, which then on the adhesive layer 4 leads to a double spot.

In vorteilhafter Weise wird man den Doppelspot bzw. die beiden Teilstrahlen des Lasers 19 so anordnen bzw. ausbilden, dass sich ein Überlappungsbereich ergibt. Durch einen derartigen Überlappungsbereich kommt ein besserer Energieeintrag in die Kleberschicht 4 zustande und damit eine bessere Ablösung bzw. Ausbacken der Kleberschicht 4. Die Größe des Überlappungsbereiches, wie dies in der 6 dargestellt ist, richtet sich nach der Größe der Kleberschicht 4. Bei einem Spotdurchmesser von z.B. 5,5 mm können in vorteilhafter Weise z.B. Überlappungsbereiche zwischen 1,5 und 3 mm gewählt werden. In der 6 ist der Durchmesser eines Spotes mit D z.B. 5,5 mm und der Abstand der Mittelpunkte der beiden Spots mit a angegeben, wobei a z.B. 2,0 bis 2,5 mm betragen kann.The double spot or the two partial beams of the laser are advantageously used 19 arrange or design such that there is an overlap area. Such an overlap area results in better energy input into the adhesive layer 4 and thus a better detachment or baking of the adhesive layer 4 , The size of the overlap area, as shown in the 6 is shown depends on the size of the adhesive layer 4 , With a spot diameter of, for example, 5.5 mm, overlap areas between 1.5 and 3 mm, for example, can advantageously be selected. In the 6 the diameter of a spot with D is, for example, 5.5 mm and the distance between the centers of the two spots is indicated with a, where a can be, for example, 2.0 to 2.5 mm.

Zwischen der Bifokal-Optik 22 und der Kleberstelle kann gegebenenfalls auch noch eine Vorsatzlinse 23 oder ein Satz von Vorsatzlinsen angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich eine noch bessere Strahlführung durch das Linsenmaterial und eine Verringerung von Reflexionsanteilen erreichen.Between the bifocal optics 22 and the adhesive point can optionally also be an attachment lens 23 or a set of front lenses. In this way, an even better beam guidance through the lens material and a reduction in the proportion of reflection can be achieved.

Anstelle einer Klebererweichung und Trennung von Linse und Fassung durch einen Laserbeschuss kann der Energieeintrag auch durch Ionenstrahlung, Elektronenstrahlung, Mikrowelle, Wirbelstrom erfolgen, die durch entsprechende Führung die Klebeschicht erwärmen.Instead of glue softening and The lens and frame can be separated by laser bombardment Energy input also through ion radiation, electron radiation, microwave, Eddy currents occur, which heat the adhesive layer by appropriate guidance.

Claims (24)

Verfahren zum kontrollierten Auskleben eines optischen Elementes, insbesondere aus Glas, Quarz, CaF2, doppelbrechendem, einkristallinem oder polykristallinem Material, insbesondere einer Linse oder Spiegel, aus einer Fassung, wobei ein zwischen dem optischen Element und der Fassung befindlicher Kleber durch Energieeintrag, wie z.B. durch Wärme oder durch Lösemittel in seiner Haftkraft reduziert wird, wonach das optische Element eine Relativbewegung gegenüber der Fassung erfährt, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen dem optischen Element (1) und der Fassung (3) geführt erfolgt.Process for the controlled sticking out of an optical element, in particular made of glass, quartz, CaF 2 , birefringent, single-crystalline or polycrystalline material, in particular a lens or mirror, from a holder, wherein an adhesive located between the optical element and the holder by energy input, such as its adhesive force is reduced by heat or by solvent, after which the optical element undergoes a relative movement with respect to the mount, characterized in that the relative movement between the optical element ( 1 ) and the version ( 3 ) guided. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung gedämpft wird.A method according to claim 1, characterized in that dampened the relative movement becomes. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (5,6) vorgesehen ist, wobei die Fassung (3) mit dem optischen Element (1) über Lagerglieder (2) verbunden ist, wobei das optische Element, insbesondere eine Linse aus einem CaF2-Material, und die Fassung (3) jeweils wenigstens auf einem Auflager (9) oder auf einem Auflageelement (10) aufliegen, wobei das wenigstens eine Auflageelement (10) relativ gegenüber dem optischen Element (1) oder der Fassung (3) beweglich ist.Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that a heating device ( 5 . 6 ) is provided, the version ( 3 ) with the optical element ( 1 ) via bearing elements ( 2 ) is connected, the optical element, in particular a lens made of a CaF 2 material, and the mount ( 3 ) at least on one support ( 9 ) or on a support element ( 10 ) rest, the at least one support element ( 10 ) relative to the optical element ( 1 ) or the version ( 3 ) is mobile. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Auflageelement (10) durch federnde Elemente (11) in oder gegen die Schwerkraftrichtung verschiebbar ist.Device according to claim 3, characterized in that the at least one support element ( 10 ) through resilient elements ( 11 ) can be moved in or against the direction of gravity. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (5,6) vorgesehen ist, wobei die Fassung (3) mit dem optischen Element (1) über Lagerglieder (2) verbunden ist, wobei das optische Element (1) auf wenigstens drei Auflage elementen (16) aufliegt, und wobei die wenigstens drei Auflageelemente (16), welche gegenüber der Fassung (3) zumindest um ein kleines Wegstück beweglich sind, nachdem der Kleber in seiner Haftkraft reduziert worden ist, über wenigstens ein Antriebsglied (18) in der Art bewegbar sind, dass das optische Element (1) eine Relativbewegung gegenüber der Fassung (3) ausführt.Device for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that a heating device ( 5 . 6 ) is provided, the version ( 3 ) with the optical element ( 1 ) via bearing elements ( 2 ) is connected, wherein the optical element ( 1 ) on at least three support elements ( 16 ) and the at least three support elements ( 16 ), which compared to the version ( 3 ) are movable at least by a small distance after the adhesive has been reduced in adhesive force, via at least one drive member ( 18 ) are movable in such a way that the optical element ( 1 ) a relative movement compared to the frame ( 3 ) executes. Vorrichtung zum Auskleben eines optischen Elementes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Auflageelemente (10) über eine hebelartige Einrichtung (17) mit dem wenigstens einen Antriebsglied (18) gekoppelt sind.Device for gluing an optical element according to claim 5, characterized in that the at least three support elements ( 10 ) via a lever-like device ( 17 ) with the at least one drive member ( 18 ) are coupled. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Antriebsglied (18) gemeinsam bzw. zentral betätigbar ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the at least one drive member ( 18 ) can be operated jointly or centrally. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Antriebsglied (18) temperaturgesteuert und/oder -geregelt betätigbar ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the at least one drive member ( 18 ) can be operated in a temperature-controlled and / or regulated manner. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung wenigstens ein ringförmiges oder mehreckiges Heizelement (5) aufweist, das mit den Lagergliedern (2) zwischen der Fassung (3) und der Linse (1) in Wärmekontakt gebracht ist.Apparatus according to claim 3 or 5, characterized in that the heating device has at least one annular or polygonal heating element ( 5 ), which with the bearing members ( 2 ) between the version ( 3 ) and the lens ( 1 ) is brought into thermal contact. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Heizelement (5) in einer wärmeleitenden Ringfassung (6) aufgenommen ist, die auf der den Lagergliedern (2) zugewandten Seite mit einer Wärmeleitfläche (7) versehen ist.Apparatus according to claim 9, characterized in that the annular heating element ( 5 ) in a heat-conducting ring setting ( 6 ) is included, which on the bearing members ( 2 ) facing side with a heat conducting surface ( 7 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Heizelement (5) in einer – im Querschnitt gesehen – U-Aufnahme der Ringfassung (6) aufgenommen ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the annular heating element ( 5 ) in a - seen in cross section - U-admission of the ring frame ( 6 ) is included. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfassung (6) mit einem Temperatursensor versehen ist.Device according to claim 11, characterized in that the ring holder ( 6 ) is provided with a temperature sensor. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor in einer Ringnut der Ringfassung (6) aufgenommen ist.Device according to claim 12, characterized in that the temperature sensor in an annular groove of the ring holder ( 6 ) is included. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizeinrichtung (5) ein Laser (19) vorgesehen ist, dessen Strahlungsenergie gezielt auf die Lagerglieder (2) gerichtet ist.Apparatus according to claim 3 or 5, characterized in that as a heating device ( 5 ) a laser ( 19 ) is provided, the radiation energy of which is directed onto the bearing members ( 2 ) is directed. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Laser ein Yag-Laser (19) mit einer Wellenlänge von 1064 nm vorgesehen ist.Device according to Claim 14, characterized in that a Yag laser ( 19 ) is provided with a wavelength of 1064 nm. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Lagerglied (2) durch den Laser (19) ein mehrfacher Laserbeschuss vorgesehen ist.Device according to claim 14 or 15, characterized in that for each bearing member ( 2 ) by the laser ( 19 ) multiple laser bombardment is provided. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (19) für einen Doppelspotbeschuss mit einem Überlappungsbereich vorgesehen ist.Device according to claim 14, 15 or 16, characterized in that the laser ( 19 ) is intended for a double spot fire with an overlap area. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (19) mit einer Bifocal-Optik (22) versehen ist.Device according to claim 17, characterized in that the laser ( 19 ) with a bifocal optic ( 22 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bifokal-Optik (22) und der Kleberschicht (4) im Laserstrahl (20) ein oder mehrere Vorsatzlinsen (23) angeordnet sind.Device according to claim 18, characterized in that between the bifocal optics ( 22 ) and the adhesive layer ( 4 ) in the laser beam ( 20 ) one or more auxiliary lenses ( 23 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (19) so angeordnet ist, dass die von ihm erzeugten Strahlen senkrecht auf die Kleberschicht (4) treffen.Device according to claim 14, characterized in that the laser ( 19 ) is arranged so that the rays it generates are perpendicular to the adhesive layer ( 4 ) to meet. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Energieeintrag eine Ionenstrahlerzeugungseinrichtung vorgesehen ist.Device according to claim 1, characterized in that an ion beam generating device is provided for the energy input is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Energieeintrag eine Elektronenstrahlerzeugungseinrichtung vorgesehen ist.Device according to claim 1, characterized in that an electron gun for energy input is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Energieeintrag eine Mikrowelleneinrichtung vorgesehen ist.Device according to claim 1, characterized in that a microwave device is provided for energy input. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Energieeintrag eine Wirbelstromeinrichtung vorgesehen ist.Device according to claim 1, characterized in that an eddy current device is provided for the energy input.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102004042023A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Wahl Optoparts Gmbh Optical lens group for guiding laser machining system has first concavo-convex lens facing light source and second aspherical lens with cylindrical sides fitting into cylindrical recess in first lens
DE102018201470A1 (en) * 2018-01-31 2019-01-10 Carl Zeiss Smt Gmbh LITHOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD

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