DE2148102A1

DE2148102A1 - Verfahren zum ausrichten von linsen in fassungen

Info

Publication number: DE2148102A1
Application number: DE2148102A
Authority: DE
Inventors: Knut Dipl Ing Heitmann
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1971-09-27
Filing date: 1971-09-27
Publication date: 1973-04-05
Also published as: FR2155361A5; JPS5547365B2; CH552817A; JPS4857644A; US3814958A; JPS5828456A; DE2148102B2; GB1365614A; DE2148102C3

Description

Verfahren zum Ausrichten von Linsen in Fassungen

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren von Linsen nach den Glockenspannverfahren, bei dem während des Ausrichtens der Linse die Spannvorrichtung in mechanische Schwingungen hoher Frequenz versetzt wird, sowie Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bekanntlich spielt bei der Fertigung optischer Systeme das Zentrieren der einzelnen Linsen für die spätere Qualität des Systems eine entscheidende Rolle. Das Zentrieren dient der Herstellung einer äußeren Begrenzung der Linse, die bei sphärischen Linsen in aller Regel rotationssymmetrisch ist. Dabei muß die Rotationsachse der Linse soweit wie irgend möglich mit der optischen Achse der Linse bzw. des Linsensystems übereinstimmen. Das Ausrichten der Linse an oder in einer Haltevorrichtung wird im Fachgebiet häufig bereits als Zentrieren bezeichnet. Bei diesem Vorgang sind grundsätzlich zwei unterschiedliehe Verfahren gebräuchlich.

Bei dem einen Verfahren wird die Linse am Halter einer Spindei aufgeklebt und bei langsamer Rotation unter optischer Kontrolle solange verschoben bis ihre optische Achse mit der Rotationsachse der Maschinenspindel übereinstimmt. Diesen Verfahren bringt zwar eine sehr hohe Genauigkeit l'ür <Jie erwünschte Ausrichtung, ist aber sein¹ aufwändig.

iJoini undwren Verfahren, tier sogenannten. G-lookeHzentrierung', wird die Linse zwischen zwei Spannelocken eingeführt, deren Achsen konzentrisch angeordnet sind, Die G¹ - akenränder,

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auch als Schneiden bezeichnet, drücken die sphärische Linse selbsttätig in die gewünschte Achslage. Die Zentrierbarkeit der Linse nach dem Glockenspannverfahren hängt von einer Reihe von Faktoren ab, so z.B. vom Krümmungsradius der Linse, vom Durchmesser der Glocke sowie vom Reibungskoeffizienten zwischen Glocke und Linse.

Es ist durch die DAS 1.001» 516 bereits bekannt, Spannglocken während des Zentrierens in mechanische Schwingungen längs ihrer Rotationsachse zu versetzen. Hierzu werden Ultraschallschwingungen verwandt. Nachteilig bei dem bekannten automatischen Glockenspannverfahren ist, daß bei der ersten Berührung zwischen Linse und bereits mit voller Amplitude schwingender Ringschneide der Spannglocke sehr leicht Beschädigungen der Linsenoberfläche auftreten können, welche erst nach Abschluß des Zentriervorganges offensichtlich werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das bekannte Glokkenspannverfahren dahingehend zu verbessern, daß Beschädigungen der Linsen durch die schwingenden Glocken beim Zentrieren vermieden werden.

Die Lösupg dieser Aufgabe bringt ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß mittels eines Regelkreises die Schwingungsenergie in Abhängigkeit vom Spanndruck geregelt und dann beim Überschreiten eines rorgegebenen Sohwoliwertes dos Spanndrucks vorzugsweise eutcTiatliicb abgeschaltet wird. Eine andere LösungsmöplichktVlt iai da.Ii-roh ge'r.iTizeiohnet, daß aiittsls eines Rege Ikvo? ν es ό if Scyy.ri.nguvgwierä'.s se " l'^bhäagig gesteuert und sowo',1. Beginn ■-;.'! g ,~n.dk :'es E ?&';.■- i /organges h'irfti.Hi.-'iv w<.::i'd^r ''IjI '''jJ}.-·! ira*" C~ ^c Z ^σ 2t'ia * C"'.n.--r der f>ne:cgl <- ei--vt naoV -v,- -irrur^ van. L-.'.as·^ ·.?".:■■ ,:.'; ly^ingz. ^h^^

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vorzugsweise automatisch ausgelöst werden. Vorteilhaft ist es, wenn der zur Schwingungserzeugung verwendete elektromechanisch« Wandler gleichzeitig die steuernde Regelgröße erzeugt. Demzufolge kann eine Einrichtung zur Durchführung dee Verfahrens als elektromechanischen Wandler ein piezokeramisches Bauelement aufweisen.

Das Verfahren ist nachfolgend anhand schematisch in der Zeichnung dargestellter Einrichtungen beispielsweise beschrieben.

Vie dargestellt sind zwei rotationssymmetrische Spann- d

glocken 1, 2 vorhanden, welche längs ihrer Rotationsachse beweglich gelagert sind. Die Glocke 1 ist an einem piezokeramischen Bauteil 3 befestigt, welches von einem Generator h in Schwingungen versetzt werden kann. Die Gegenglocke 2 ist in einer Führung 5 gelagert. Sie kann mittels eines nicht mit dargestellten Spannmechanismus mit einen vorgegebenen variablen Druck längs ihrer Rotationsachse bewegt werden. Der Generator k steuert das Bauteil 3 nicht direkt, sondern über einen Amplitudenmodulator 6 sowie einen Koppelkondensator 7 an. Der Amplitudenmodulator 6 besteht aus einem Transistor 8, dessen Basis vom Generator 4 geschaltet und dessen Kollektor über einen Widerstand 9 sowie eine Spannungsfolgeschaltung 10 mit einer ™ Steuerspannung U₁ beaufschlagt wird. Das Bauteil 3 ist ferner über einen aus einem Widerstand 11 sowie einem mit diesem in Reihe geschalteten Kondensator 12 bestehenden Tiefpaß mit dem Eingang eines LadeVerstärkers 13 verbunden, dessen Ausgang über einen Schalter 14 die obengenannte Steuerspannung U₁ an den Eingang des Amplitudenmodulators 6 liefert. Der Ausgang des Ladeverstärkers ist ferner an den Eingang jf eines bistabilen Schwellwertschalters 15 gelegt, dessen Ausgang über ein Relais 16 den Schalter 14 steuert. Mittels einer von Hand zu betätigenden Taste 17 bzw., eines beim Absenken der Glocke 2

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automatisch betätigten Kontaktes 18 kann der bistabile Schwellwertschalter 15 momentan in seine Ausgangslage zurückgebracht werden.

Die Funktion der soweit beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Im Ruhezustand ist der Schalter Ik geschlossen, und die beiden Glocken 1, 2 stehen soweit auseinander, daß eine auf die Glocke 2 aufgelegte Linse 20 noch keine Berührung mit der Glocke 1 hat. Daraus folgt, daß das Bauelement noch nicht auf Druck beansprucht ist und demzufolge keine Ladung in den Verstärker 13 fließt. Infolgedessen ist die Steuerspannung U₁ =0. Daraus resultiert, daß die Ausgangsspannung des Modulators 6 ebenfalls gleich Null ist. Wird nun/mehr die Glocke 2 in ihrer Führung 5 nach oben gehoben, so legt sich die Linse 20 an die Glocke 1 an und erzeugt im Bauelement 3 eine Druckspannung. Diese erzeugt im Bauteil 3 eine Ladungsänderung, die im Ladeverstärker 13 iⁿ eine proportionale Steuerspannung U₁ umgesetzt wird. Am Ausgang des Modulators 6 ergibt sich demit ei ie Wechselspannung, deren Amplitude der druckproportionalen Steuerspannung U entspricht. Diese Ausgangsspannung regt das Bauelement 3 ^zu mechanischen Schwingungen an, deren Frequenz durch den Generator k bestimmt ist. Wird die Glocke nunmehr mit zunehmendem Druck nach oben gepreßt, so erhöht sich die Ausgangsspannung des Ladeverstärkers 13 solange, bis sie das Schaltpotential des Schwellwertschalters 15 erreicht, so daß der Schalter 14 geöffnet wird. Dadurch wird die Schwingungeerregung des Bauteils 3 abgeschaltet. Um zu vermeiden, daß beim Absenken der Glocke 2 nach dem Absentieren die Schwingung erneut einsetzt und dann die Oberfläche der Linse beschädigt, muß der Schwellwertschalter 15 bistabil ausgeführt sein. Eine solche Schaltstufe bedarf zur Rückführung in ihren Aus gange ztstand bekanntlich

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eines Löschsignals, welches mittels der Kontakte 17 oder 18 zugeführt werden kann.

Modifikationen des Gezeigten sind möglich. So kann beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, der Ausgang des LadeVerstärkers 13 gleichzeitig an die Eingänge zweier Schwellwertschalter 21, 22 gelegt sein, von denen der Schalter 21 wie beschrieben bei Erreichen einer oberen Druckschwelie abschaltet. Dies geschieht hier mittels eines AND-Gatters 23. Die Schaltstufe 22 dagegen leitet J bei einem niedrigen Anfangsschwellwert den Beginn einer mittels eines Zeitkreises 24 gesteuerten Amplitudenvergrößerung der in den Amplitudenmodulator 6 eingespeisten Steuerspannung U ein.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Zentrieren von Linsen nach dem Olockenspannverfahren, bei dem während des Ausrichtens der Linse die Spannvorrichtung in mechanische Schwingungen hoher Frequenz versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Regelkreises die Schwingungsenergie in Abhängigkeit vom Spanndruck geregelt und dann beim Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes des Spanndrucks vorzugsweise automatisch abgestellt wird.

2. Verfahren zum Zentrieren von Linsen nach dem Glockenspannverfahren, bei dem während des Ausrichtens der Linse die Spannvorrichtung in mechanisch· Schwingungen hoher Frequenz versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Regelkreises die Schwingungsenergie zeitabhängig gesteuert und sowohl Beginn als Ende des Regelvorganges druckabhängig bestimmt werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschaltung der Schwingungsenergie erst nach Berührung von Linse und schwingender Schneide der Spannglocke vorzugsweise automatisch ausgelöst wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Schwingungserzeugung verwendete elekfcomechanische Wandler gleichzeitig die steuernde Regelgröße erzeugt.

5· Einrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromechanischer Wandler ein piezokeramisches Bauelement (3^ vorgesehen ist«

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