DE29807423U1 - Interferometer for measuring aspherical lenses - Google Patents
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Description
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Firma Schneider, Brückenstraße 21, 35239 SteffenbergSchneider Company, Brückenstrasse 21, 35239 Steffenberg
Interferometer sind Geräte, mit denen optische Linsen bezüglich der Präzision ihrer Geometrie vermessen werden. Als optische Geräte wurden sie bisher vorzugsweise in Meßräumen und weniger in Fertigungsbetrieben eingesetzt. Dies gilt schon für Interferometer zum Vermessen sphärischer Linsen, in noch weit höherem Maße jedoch für Geräte, mit denen asphärische Linsen vermessen werden können. Diese Interferometer sind entsprechend dem Stand der Technik empfindlich gegen mechanische Schwingungen (z. B. Bodenschwingungen) und aufwendig in der Bedienung.Interferometers are devices used to measure the precision of the geometry of optical lenses. As optical devices, they have so far been used primarily in measuring rooms and less in manufacturing plants. This applies to interferometers for measuring spherical lenses, but to an even greater extent to devices that can measure aspherical lenses. These interferometers are sensitive to mechanical vibrations (e.g. floor vibrations) and are difficult to operate, according to the state of the art.
&iacgr;&ogr; Das erfindungsgemäße Interferometer zum Vermessen asphärischer Linsen vermeidet diese und weitere Nachteile. Da asphärische Linsen wegen ihrer guten optischen Eigenschaften zunehmend Marktanteile gewinnen und heute auch problemlos gefertigt werden können, steigt die Bedeutung der Interferometer zum Vermessen dieser Linsenart.&iacgr;&ogr; The interferometer according to the invention for measuring aspherical lenses avoids these and other disadvantages. Since aspherical lenses are increasingly gaining market share due to their good optical properties and can now also be manufactured without any problems, the importance of interferometers for measuring this type of lens is increasing.
Bei Interferometern herkömmlicher Bauart zum Vermessen sphärischer Linsen wird kohärentes Licht mittels eines Lasers erzeugt und mit einer Kollimator-Optik auf einen größeren Durchmesser des Strahlenbündels aufgeweitet. Zwischen den Linsen der Kollimator-Optik ist als Strahlenteiler ein halbdurchlässiger Spiegel angeordnet, der die von der Lichtquelle erzeugten Strahlen passieren läßt. Das aufgeweiteteIn conventional interferometers for measuring spherical lenses, coherent light is generated using a laser and expanded to a larger diameter of the beam using collimator optics. A semi-transparent mirror is arranged between the lenses of the collimator optics as a beam splitter, allowing the rays generated by the light source to pass through. The expanded
Strahlenbündel trifft dann auf ein Meßobjektiv, deren erste Linse (die der Lichtquelle zugewandt ist), über eine Referenzoberfläche großer Präzision verfügt.The beam of rays then hits a measuring lens, the first lens of which (facing the light source) has a high-precision reference surface.
Von dem Meßobjektiv gelangt das Licht dann zu dem Prüfling, einer sphärischen Linse mit konvexen oder konkaven Oberflächen. Vermessen wird stets die Oberfläehe des Prüflings, die dem Meßobjektiv zugewandt ist. Für den Meßeffekt wird die Tatsache ausgenutzt, daß von der vermessenen Oberfläche des Prüflings etwa 4% der ankommenden Lichtstrahlung reflektiert wird, was auch für die Referenzoberfläche des Meßobjektivs gilt. Das von den Linsenoberflächen des Prüflings und des Meßobjektivs reflektierte Licht wird von dem Strahlenteiler rechtwinklig zur AchseThe light then travels from the measuring lens to the test object, a spherical lens with convex or concave surfaces. The surface of the test object that is facing the measuring lens is always measured. The measuring effect takes advantage of the fact that about 4% of the incoming light radiation is reflected by the measured surface of the test object, which also applies to the reference surface of the measuring lens. The light reflected by the lens surfaces of the test object and the measuring lens is directed by the beam splitter at right angles to the axis
&iacgr;&ogr; des Hauptstrahlengangs reflektiert, so daß dieser Nebenstrahl seitlich austritt und mit einer geeigneten Vorrichtung sichtbar gemacht werden kann. Hierzu werden vorzugsweise digitale Videokameras mit angeschlossenem Bildschirm benutzt (CCD-Kameras). γ of the main beam path, so that this secondary beam exits at the side and can be made visible using a suitable device. Digital video cameras with a connected screen (CCD cameras) are preferably used for this purpose.
Zum Messen wird der Prüfling so angeordnet, daß der Brennpunkt der zu vermessenden Oberfläche mit demjenigen des Meßobjektivs zusammenfällt. Wären dann die Oberfläche des Prüflings und die Referenzoberfläche des Meßobjektivs exakte Kugelkalotten, d. h. sphärisch gekrümmte Flächen ohne jede Abweichung, so würden die beiden an ihnen reflektierten Lichtanteile miteinander interferieren, ohne daß ein Muster entsteht. In Abhängigkeit von der Differenz in den Phasenwinkeln der beiden Lichtanteile würde lediglich ein helleres oder dunkleres Bild dargestellt, je nachdem, ob sich die Lichtanteile addieren oder subtrahieren.For measurement, the test object is positioned so that the focal point of the surface to be measured coincides with that of the measuring lens. If the surface of the test object and the reference surface of the measuring lens were exact spherical caps, i.e. spherically curved surfaces without any deviation, the two light components reflected on them would interfere with each other without creating a pattern. Depending on the difference in the phase angles of the two light components, a brighter or darker image would simply be displayed, depending on whether the light components add up or subtract.
Falls jedoch der Prüfling Unregelmäßigkeiten an der vermessenen Oberfläche aufweist (Rillen, Dellen oder Vorwölbungen), so ergeben sich Hell-Dunkel-Muster, wie z. B. Newton'sche Ringe, die auf die unterschiedlichen Wege der Lichtstrahlen und die damit zusammenhängenden Phasenverschiebungen in den Wellenfronten zurückzuführen sind. Je nach dem ob die Phasenverschiebung zu einer Addition oderHowever, if the test object has irregularities on the measured surface (grooves, dents or protrusions), light-dark patterns arise, such as Newton's rings, which are due to the different paths of the light rays and the associated phase shifts in the wave fronts. Depending on whether the phase shift leads to an addition or
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Subtraktion des Lichtes in den beiden reflektierten Strahlen führt, entstehen helle oder dunkle Streifen oder Ringe.Subtraction of the light in the two reflected beams results in light or dark stripes or rings.
Wenn es sich bei dem Prüfling um eine sphärische Linse handelt, kann mit ein und demselben Meßobjektiv und der zugehörigen Referenzoberfläche eine Vielzahl von unterschiedlichen Linsen vermessen werden. Diese können sich unterscheiden bezüglich der Krümmung (konvex oder konkav) und auch bezüglich des Krümmungsradius. Solange es möglich ist, die Brennpunkte von Meßobjektiv und Prüfling zur Deckung zu bringen, kann die Messung durchgeführt werden. Aus diesem Grund ist es auch wichtig, daß die mechanischen Verstellmöglichkeiten des &iacgr;&ogr; Interferometers genügend große Verfahrwege für das einjustieren des Prüflings zulassen. If the test object is a spherical lens, a large number of different lenses can be measured using one and the same measuring objective and the associated reference surface. These can differ in terms of curvature (convex or concave) and also in terms of the radius of curvature. As long as it is possible to align the focal points of the measuring objective and the test object, the measurement can be carried out. For this reason, it is also important that the mechanical adjustment options of the γ interferometer allow sufficiently large travel distances for adjusting the test object.
Sehr viel schwieriger ist das Vermessen von asphärischen Linsen mit einem Interferometer. Da diese Linsen individuell gestaltete Oberfläche haben, die nicht den einfachen geometrischen Regeln der sphärischen Oberflächen folgen, müßte prinzipiell für jeden Prüfling ein eigenes Meßobjektiv mit entsprechender Referenzoberfläche geschaffen werden. Die Kontur dieser Referenzoberfläche müßte derjenigen des Prüflings entsprechen.Measuring aspherical lenses with an interferometer is much more difficult. Since these lenses have individually designed surfaces that do not follow the simple geometric rules of spherical surfaces, in principle a separate measuring lens with a corresponding reference surface would have to be created for each test object. The contour of this reference surface would have to correspond to that of the test object.
Da die Meßobjektive mit den Referenzoberflächen wegen ihrer Präzision sehr teuer sind, verbietet sich schon aus Kostengründen das Arbeiten mit individuell an den Prüfling angepaßten Meßobjektiven. Statt dessen werden heute Hologramme benutzt, die an geeigneter Stelle zwischen das sphärische Meßobjektiv und den Prüfling geschaltet werden und den Strahlengang so beeinflussen (verzerren), daß er am Ort des Prüflings alle gewünschten Eigenschaften aufweist, die auch ein asphärisches Meßobjektiv erzeugen würde.Since the measuring lenses with the reference surfaces are very expensive due to their precision, working with measuring lenses that are individually adapted to the test object is not possible for cost reasons alone. Instead, holograms are used today, which are placed at a suitable point between the spherical measuring lens and the test object and influence (distort) the beam path in such a way that it has all the desired properties at the location of the test object that an aspherical measuring lens would also produce.
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Zur Herstellung der Hologramme werden die Linsendaten mit einer EDV erfaßt und das Hologramm berechnet. Als Träger für die Hologramme werden planparallele Glasplatten hoher Präzision benutzt. Es genügt jeweils ein Hologramm, angepaßt an die zu vermessende Linsenoberfläche.To produce the holograms, the lens data is recorded using a computer and the hologram is calculated. High-precision, plane-parallel glass plates are used as the carrier for the holograms. One hologram is sufficient, adapted to the lens surface to be measured.
Der Strahlenverlauf bei Interferometern zum Vermessen asphärischer Linsen entspricht im Prinzip demjenigen von Interferometern zum Prüfen sphärischer Linsen. Zum Vermessen von asphärischen Linsen wird jedoch zwischen Meßobjektiv und Prüfling ein Hologramm angeordnet, das den Strahlengang so verzerrt, daß die Wirkung einer asphärischen Referenzoberfläche entsteht. Nach der Reflektion an der zuThe beam path in interferometers for measuring aspherical lenses corresponds in principle to that of interferometers for testing spherical lenses. However, to measure aspherical lenses, a hologram is placed between the measuring lens and the test object, which distorts the beam path in such a way that the effect of an aspherical reference surface is created. After reflection at the
&iacgr;&ogr; vermessenden Oberfläche des Prüflings passiert das reflektierte Licht wieder das Hologramm, wobei es entzerrt wird und anschließend in den optischen Systemen mit sphärischen Linsen weiterverarbeitet werden kann. Das Hologramm täuscht sozusagen dem Prüfling das Vorhandensein eines asphärischen Meßobjektivs vor. Reflektiert werden an der zu vermessenden Oberfläche des Prüflings wieder ca. 4% des ankommenden Lichtes.On the surface of the test object to be measured, the reflected light passes through the hologram again, where it is rectified and can then be further processed in the optical systems with spherical lenses. The hologram, so to speak, fools the test object into thinking that an aspherical measuring lens is present. Approximately 4% of the incoming light is reflected again on the surface of the test object to be measured.
Für den praktischen Betrieb von Interferometern, die mit Hologrammen ausgerüstet sind, bedeutet dies, daß nicht nur der Haupt- und Nebenstrahlengang im Gerät selbst genau ausgerichtet sein muß und der Prüfling bezüglich seiner Lage, auf und zu der optischen Hauptachse, präzise justiert sein muß, sondern es muß auch das Hologramm in allen drei Raumachsen und bezüglich seiner Neigung zur Hauptachse ausgerichtet werden.For the practical operation of interferometers equipped with holograms, this means that not only must the main and secondary beam paths in the device itself be precisely aligned and the test object must be precisely adjusted with regard to its position on and to the main optical axis, but the hologram must also be aligned in all three spatial axes and with regard to its inclination to the main axis.
Die bekanntgewordenen Interferometer nach dem Stand der Technik verfügen zwar über eine Linsenaufnahme mit entsprechenden Verstellmöglichkeiten mit denen der Prüfling justiert werden kann, für das Ausrichten des Hologramms fehlen aber leicht bedienbare Einrichtungen, die das Verstellen in den drei Raumachsen und das Neigen der Hologrammebene zu der optischen Hauptachse ermöglichen. DesweiterenThe known state-of-the-art interferometers do have a lens mount with corresponding adjustment options with which the test object can be adjusted, but there are no easy-to-use devices for aligning the hologram that allow adjustment in the three spatial axes and inclination of the hologram plane to the main optical axis. Furthermore,
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sind die bekanntgewordenen Interferometer eher als Labor- denn als Werkstattgeräte konzipiert, d. h. der gesamte Aufbau ist relativ leicht. Auch die aufwendigen Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung, wie sie für den rauhen Werkstattbetrieb erforderlich sind, fehlen üblicherweise.The interferometers that have become known are designed more as laboratory devices than as workshop devices, i.e. the entire structure is relatively light. The complex devices for vibration damping, which are required for rough workshop operation, are also usually missing.
Wenn die bekanntgewordenen Interferometer mit einer horizontalen, optischen Hauptachse ausgerüstet sind, so erschwert dies erheblich das Einlegen und Justieren des Prüflings, insbesondere wenn es sich um große und damit schwere Linsen handelt. Wenn jedoch die optische Hauptachse senkrecht angeordnet ist, so muß die Linsenaufnahme mit dem Prüfling in senkrechter Richtung verstellbar sein damit dieser, entsprechend seinem Brennpunkte, einjustiert werden kann. Die Folge ist, daß für die Linsenaufnahme entsprechend hohe Führungen vorhanden sein müssen, die beim Transport erheblich stören können, wenn z. B. Türen passiert werden müssen. Solche Transporte kommen in der betrieblichen Praxis häufiger vor. Interferometer bei denen die Führungen umgeklappt werden können, wurden nicht bekannt. Dies ist ein weiterer Nachteil bei den Interferometern nach dem Stand der Technik.If the interferometers known to date are equipped with a horizontal, main optical axis, this makes it considerably more difficult to insert and adjust the test object, particularly when large and therefore heavy lenses are involved. However, if the main optical axis is arranged vertically, the lens holder must be adjustable in a vertical direction with the test object so that it can be adjusted according to its focal point. The result is that there must be correspondingly high guides for the lens holder, which can cause considerable interference during transport, for example when doors have to be passed. Such transports occur more frequently in operational practice. Interferometers in which the guides can be folded down have not been reported. This is another disadvantage of the interferometers according to the state of the art.
Bei dem erfindungsgemäßen Interferometer zum Vermessen asphärischer Linsen werden die genannten Nachteile vermieden.The interferometer according to the invention for measuring aspherical lenses avoids the disadvantages mentioned.
Das Gerät wurde als Interferometer mit senkrechter Hauptachse und waagerechter Nebenachse konzipiert. Es besteht aus einem Metallgestell mit Verkleidung, auf das eine schwere Granitplatte von z. B. 200 mm Dicke schwingungsgedämpft aufgelegt ist. Diese Granitplatte trägt das Meßobjektiv und einen senkrecht angeordneten Meßturm, an dem zwei vertikal verfahrbare Meßtische, für einerseits das Hologramm (unterer Meßtisch) und andererseits den Prüfling (oberer Meßtisch), angeordnet sind. Außerdem sind an der Unterseite der Granitplatte das Gerät zur Erzeugung des Laserstrahls, der Kollimator mit dem Strahlteiler und die CCD-Kamera angeordnet. Die Auswertelektronik ist z. T. mit auf der Granitplatte angeordnet.The device was designed as an interferometer with a vertical main axis and a horizontal secondary axis. It consists of a metal frame with a cover on which a heavy granite plate, e.g. 200 mm thick, is placed in a vibration-damped manner. This granite plate carries the measuring lens and a vertically arranged measuring tower on which two vertically movable measuring tables are arranged, one for the hologram (lower measuring table) and the other for the test object (upper measuring table). In addition, the device for generating the laser beam, the collimator with the beam splitter and the CCD camera are arranged on the underside of the granite plate. The evaluation electronics are partly arranged on the granite plate.
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Das erfindungsgemäße Interferometer wurde zwar zum Vermessen asphärischer Linsen konzipiert. Es kann jedoch bei Bedarf auch zum Prüfen sphärischer Linsen benutzt werden. In diesem Fall wird das Hologramm aus dem Gerät entnommen und mit dem direkten Strahlengang zwischen Meßobjektiv und Prüfling gearbeitet. Es wird dann nur ein Meßtisch genutzt. Der zweite Meßtisch (je nach Brennweite, der obere oder untere) und die damit verbundenen Einrichtungen wird dann nicht benötigt. Der Linsenhalter wird hierfür so konzipiert, daß er an beiden Meßtischen befestigt werden kann.The interferometer according to the invention was designed to measure aspherical lenses. However, it can also be used to test spherical lenses if required. In this case, the hologram is removed from the device and the direct beam path between the measuring lens and the test object is used. Only one measuring table is then used. The second measuring table (the upper or lower one, depending on the focal length) and the associated equipment are then not required. The lens holder is designed so that it can be attached to both measuring tables.
Die Ausgestaltungsmerkmale und die Vorteile der Erfindung sind im Einzelnen &iacgr;&ogr; wie folgt: The design features and advantages of the invention are as follows:
Das Metallgestell verfügt über Maschinenfüße, die bereits schwingungsdämpfende Eigenschaften haben. Im wesentlichen wird die Schwingungsdämpfung jedoch mittels luftgefüllter Gummikissen erreicht, die zwischen dem Metallgestell und der Granitplatte angeordnet werden. Diese Luftkissen ermöglichen Bewegungen in allen drei Raumachsen und ergeben zusammen mit dem sehr großen Gewicht der Granitplatte, eine nahezu ideale Schwingungsdämpfung. Schwingungen, die vom Boden auf das Metallgestell übertragen werden führen zwar an diesem zu Bewegungen, die Granitplatte verharrt auf Grund ihrer Massenträgheit jedoch in Ruhe. Die Differenzbewegung zwischen beiden Konstruktionselementen wird von den Luftkissen aufgenommen. Schwingungen der Raumluft können auf Grund ihres geringen Energieinhaltes verbunden mit der weichen Ankopplung, die große Masse der Granitplatte noch sehr viel weniger in unerwünschte Schwingungen versetzen, als die genannten Bodenschwingungen.The metal frame has machine feet that already have vibration-damping properties. However, the vibration damping is essentially achieved by means of air-filled rubber cushions that are placed between the metal frame and the granite slab. These air cushions enable movements in all three spatial axes and, together with the very large weight of the granite slab, result in almost ideal vibration damping. Vibrations that are transferred from the floor to the metal frame do cause it to move, but the granite slab remains at rest due to its inertia. The differential movement between the two construction elements is absorbed by the air cushions. Vibrations in the room air, due to their low energy content combined with the soft coupling, are far less likely to cause the large mass of the granite slab to vibrate undesirably than the floor vibrations mentioned.
Da das gesamte optische System mit allen Bauteilen an der Granitplatte befestigt ist, bleibt es ebenfalls frei von Schwingungen, die in seiner Umgebung auftreten können. Damit kann das erfindungsgemäße Interferometer auch in Räumlichkeiten aufgestellt werden, in denen Boden- und/oder Luftschwingungen auftreten, wie dies z. B. in Fertigungsbetrieben der Fall ist. Hieraus ergeben sich erhebliche Vorteile für die industrielle Praxis.Since the entire optical system with all components is attached to the granite plate, it also remains free from vibrations that can occur in its surroundings. This means that the interferometer according to the invention can also be installed in rooms in which floor and/or air vibrations occur, as is the case in manufacturing plants, for example. This results in considerable advantages for industrial practice.
Das in die Granitplatte eingelassene Meßobjektiv wird von einem Rahmen gehalten, der mit der Platte verbunden ist und horizontale Verstellmöglichkeiten in der X- undThe measuring lens embedded in the granite plate is held by a frame that is connected to the plate and has horizontal adjustment options in the X and
&iacgr;&ogr; Y-Richtung bietet, es aber auch ermöglicht, die Neigung der vertikalen optischen Achse zu korrigieren. Dieser Rahmen und das Meßobjektiv sind so gestaltet, daß das Objektiv bei Bedarf leicht und ohne großen Justieraufwand gegen ein anderes ausgewechselt werden kann. Hierzu können Paßflächen an den Meßobjektiven und dem Rahmen vorhanden sein, wobei dann die Meßobjektive über eine Voreinstellung verfugen, so daß ein Nachjustieren nach dem Auswechseln entfallen kann.Î Y-direction, but also makes it possible to correct the inclination of the vertical optical axis. This frame and the measuring lens are designed in such a way that the lens can be easily exchanged for another one if necessary and without great adjustment effort. For this purpose, fitting surfaces can be provided on the measuring lenses and the frame, whereby the measuring lenses then have a pre-setting so that readjustment after exchanging is not necessary.
Das Auswechseln des Meßobjektivs kann im Zusammenhang mit Besonderheiten an dem Prüfling notwendig werden. Insbesondere beim Einsatz des Interferometers in der Fertigung kommt es darauf an, daß das Meßobjektiv leicht ausgewechselt und justiert werden kann. Solche Geräte werden dort sowohl für die Fertigungskontrolle benutzt, als auch für das Nachjustieren der Fertigungseinrichtungen. Damit können die gegebenenfalls festgestellten Abweichungen an den Linsen in weiteren Arbeitsgängen korrigiert werden. In Fertigungsbetrieben, die üblicherweise mit einer Vielzahl von Linsenschleif- und Poliermaschinen ausgerüstet sind, können gleichzeitig sehr unterschiedliche Linsen bearbeitet werden; dementsprechend muß auch das Meßobjektiv häufiger gewechselt werden. Um so wichtiger ist es, daß die Bedienung des Interferometers, wozu auch das Auswechseln des Meßobjektivs gehört, ohneReplacing the measuring lens may be necessary in connection with special features of the test object. When using the interferometer in production, it is particularly important that the measuring lens can be easily replaced and adjusted. Such devices are used both for production control and for readjusting the production equipment. This allows any deviations in the lenses that are found to be corrected in subsequent work steps. In production plants that are usually equipped with a large number of lens grinding and polishing machines, very different lenses can be processed at the same time; accordingly, the measuring lens must also be changed more frequently. It is therefore all the more important that the operation of the interferometer, which also includes replacing the measuring lens, can be carried out without
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großen Zeitaufwand erfolgen kann, wie dies bei dem erfindungsgemäßen Interferometer gegeben ist.a large amount of time, as is the case with the interferometer according to the invention.
Der Ständer des Meßturms ist aus Gründen der Schwingungsfestigkeit aus dickwandigem Grauguß gefertigt und trägt über verschiedene Zwischenglieder die beiden Meßtische, wobei der obere zur Aufnahme des Prüflings dient und der untere das Hologramm aufnimmt. Zwischen den Meßtischen einerseits und dem Prüfling bzw. dem Hologramm andererseits sind zusätzlich Kreuztische und andere Justiereinrichtungen angeordnet. Beide Meßtische können in Z-Richtung, d. h. vertikal verfahren werden, wobei zur groben Voreinstellung ein Motorantrieb dient, während die Feinjustierung in Z-Richtung mittels einer Mikrometerschraube von Hand erfolgt.The stand of the measuring tower is made of thick-walled gray cast iron for reasons of vibration resistance and supports the two measuring tables via various intermediate links, whereby the upper one is used to hold the test object and the lower one holds the hologram. Cross tables and other adjustment devices are also arranged between the measuring tables on the one hand and the test object or the hologram on the other. Both measuring tables can be moved in the Z direction, i.e. vertically, with a motor drive being used for rough pre-setting, while the fine adjustment in the Z direction is carried out by hand using a micrometer screw.
Für die Vertikalbewegung der Meßtische sind an dem Meßturm rechts und links Führungen befestigt, die als Kugel- oder Rollenführungen ausgebildet sein können und zwei übereinander angeordnete und horizontal verlaufende Brücken tragen. An jeder dieser Brücken ist einer der beiden Meßtische vertikal verschieblich angeordnet. Hierzu ist an den Brücken, ebenfalls wieder rechts und links, je eine Führung befestigt. Die vertikale Bewegung der beiden Meßtische erfolgt dann im großen Verstellbereich durch motorisches Verfahren der entsprechenden Brücken mit den angehängten Tischen und im Feinbereich durch Verstellen der Meßtische relativ zu den Brücken mittels Mikrometerschrauben von Hand.For the vertical movement of the measuring tables, guides are attached to the right and left of the measuring tower. These can be designed as ball or roller guides and support two bridges arranged one above the other and running horizontally. On each of these bridges, one of the two measuring tables is arranged so that it can be moved vertically. For this purpose, a guide is attached to each of the bridges, again on the right and left. The vertical movement of the two measuring tables is then carried out in the large adjustment range by motor-driven movement of the corresponding bridges with the attached tables and in the fine range by adjusting the measuring tables relative to the bridges by hand using micrometer screws.
Für die schnelle Vertikalbewegung mit Motorantrieb im großen Verstellbereich wird jede der beiden Brücke mittels je einer Gewindespindel, die z. B. als Kugelrollspindel ausgebildet sein kann, angetrieben. Aus Gründen einer günstigen Schwerpunktlage wird der Motorantrieb vorzugsweise am unteren Ende der Gewindespindeln ange- For fast vertical movement with motor drive in the large adjustment range, each of the two bridges is driven by a threaded spindle, which can be designed as a ball screw, for example. To ensure a favorable center of gravity, the motor drive is preferably attached to the lower end of the threaded spindles.
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ordnet. Diese beiden Gewindespindeln sind parallel zu den vorgenannten Führungen angeordnet, die an ihrem oberen und unteren Ende mit dem Meßturm drehbar verbunden sind. Hierzu werden im oberen Bereich Wälzlager benutzt, die axiale und radiale Kräfte aufnehmen können, im unteren Bereich wird die Lagerung von dem Motorgetriebe mit übernommen. Damit in diesem Fall die Gewindespindeln infolge der angehängten Gewichtskräfte nicht auf Druck beansprucht werden (Gefahr der Knickung), werden sie in ihrer Achsrichtung vorgespannt, d. h. mit Zugkräften beaufschlagt. Hierzu wird pro Gewindespindel eines der beiden Wälzlager mit einer Verstelleinrichtung versehen, mit der die Vorspannung aufgebracht werden kann.These two threaded spindles are arranged parallel to the aforementioned guides, which are rotatably connected to the measuring tower at their upper and lower ends. For this purpose, rolling bearings are used in the upper area, which can absorb axial and radial forces, while in the lower area the bearing is taken over by the motor gear. To ensure that the threaded spindles are not subjected to pressure as a result of the attached weight forces (risk of buckling), they are preloaded in their axial direction, i.e. subjected to tensile forces. For this purpose, one of the two rolling bearings per threaded spindle is provided with an adjustment device with which the preload can be applied.
&iacgr;&ogr; Die Gewindespindeln durchdringen die beiden genannten Brücken, wobei jeweils eine der Gewindespindeln für den Antrieb einer der Brücken sorgt. Hierzu verfügt jede der beiden Brücken über eine Durchgangsbohrung, durch welche die sie nicht antreibende Spindel hindurchgeführt wird und über eine mit ihr verbundene Mutter, die im Zusammenwirken mit der Gewindespindel für den Antrieb sorgt. Zur Kontrolle dieser schnellen Vertikalbewegung wird der jeweilige Motorantrieb vorzugsweise mit Hilfe eines Joysticks angesteuert, mit dem sich die Bewegung starten und stoppen, aber auch in ihrer Geschwindigkeit beeinflussen läßt. Der Joystick ist vorzugsweise nur einmal vorhanden und läßt sich dann umschalten von dem unteren Meßtisch auf den oberen Meßtisch.&iacgr;&ogr; The threaded spindles pass through the two bridges mentioned, with one of the threaded spindles driving one of the bridges. For this purpose, each of the two bridges has a through hole through which the spindle that does not drive it is passed and a nut connected to it, which, in conjunction with the threaded spindle, provides the drive. To control this rapid vertical movement, the respective motor drive is preferably controlled using a joystick, which can be used to start and stop the movement, but also to influence its speed. The joystick is preferably only present once and can then be switched from the lower measuring table to the upper measuring table.
Für die feine Vertikalbewegung beider Meßtische, d. h. für das Justieren des genauen Meßpunktes im Feinbereich werden handbetriebene Mikrometerschrauben vorgesehen, die einerseits mit der Brücke und andererseits mit dem Meßtisch verbunden sind. Für diesen Justiervorgang lassen sich die Meßtische relativ zu der jeweiligen Brücke vertikal verschieben. Wie erwähnt verfügen die Brücken zu diesem Zweck über rechts und links angebrachte Führungen, von denen die Meßtische vertikal verschieblich gehalten werden. For the fine vertical movement of both measuring tables, ie for adjusting the exact measuring point in the fine range, hand-operated micrometer screws are provided, which are connected to the bridge on the one hand and to the measuring table on the other. For this adjustment process, the measuring tables can be moved vertically relative to the respective bridge. As mentioned, the bridges have guides on the right and left for this purpose, which allow the measuring tables to be moved vertically.
Damit die genaue Position eines jeden Meßtisches in Z-Richtung genau bestimmt werden kann, ist an dem Meßturm ein vertikaler Maßstab angebracht, der mittels geeigneter Meßsysteme, die an den Meßtischen befestigt sind, abgetastet werden kann. Diese Meßsysteme erzeugen z. B. digitale Signale, die einer entsprechenden Auswertelektronik zugeleitet werden. Die Ablesung erfolgt dann auf einem geeigneten Display oder auf dem Bildschirm des Rechners, der an das Interferometer angeschlossenen ist.In order to be able to determine the exact position of each measuring table in the Z direction, a vertical scale is attached to the measuring tower, which can be scanned using suitable measuring systems attached to the measuring tables. These measuring systems generate digital signals, for example, which are fed to the corresponding evaluation electronics. The reading is then made on a suitable display or on the screen of the computer that is connected to the interferometer.
Durch die Verteilung der Vertikalbewegung an den Meßtischen auf die beiden Systeme für schnelle und feine Bewegung ergeben sich erhebliche Vorteile durch &iacgr;&ogr; Zeitersparnis bei dem Meßvorgang, insbesondere wenn mit unterschiedlichen Prüflingen gearbeitet werden muß.By distributing the vertical movement of the measuring tables between the two systems for fast and fine movement, considerable advantages arise through time savings during the measuring process, especially when working with different test objects.
In jeden der beiden Meßtische ist, wie bereits erwähnt, ein Kreuztisch eingelegt, der im Feinbereich horizontale Bewegungen in X- und Y-Richtung zuläßt. Zum Auslösen und zur Kontrolle dieser Bewegungen werden Mikrometerschrauben eingesetzt, die entsprechend hohe Gütegrade haben. Die Justierbewegungen in X- und Y-Richtung sind erforderlich, damit sowohl das Zentrum des Hologramms, als auch die Mitte der zu prüfenden Linse, genau auf die optische Achse des Hauptstrahlengangs ausgerichtet werden kann. Der untere Meßtisch trägt dabei den unteren Kreuztisch mit dem Hologramm, während der obere Meßtisch den oberen Kreuztisch mit der zu prüfenden Linse trägt.As already mentioned, a cross table is inserted into each of the two measuring tables, which allows for fine horizontal movements in the X and Y directions. Micrometer screws are used to trigger and control these movements, which have a correspondingly high quality. The adjustment movements in the X and Y directions are necessary so that both the center of the hologram and the center of the lens to be tested can be aligned precisely with the optical axis of the main beam path. The lower measuring table carries the lower cross table with the hologram, while the upper measuring table carries the upper cross table with the lens to be tested.
Zwischen den Kreuztischen einerseits und sogenannten Zwischenplatten bzw. den Aufnahmen für Hologramm und Prüfling andererseits sind vertikale Verlängerungen angeordnet die es erlauben, das Hologramm und den Prüfling auf sehr kurze Abstände zusammenzufahren und auch den Abstand des Hologramms zu dem Meß-Between the cross tables on the one hand and the so-called intermediate plates or the holders for the hologram and the test object on the other hand, vertical extensions are arranged which allow the hologram and the test object to be moved together to very short distances and also the distance of the hologram to the measuring
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objektiv zu minimieren, wie dies bei bestimmten Linsengeometrien erforderlich sein kann. Da die Meßtische wegen der Führungen und der Antriebe eine gewisse Bauhöhe haben, könnten diese kurzen Abstände ohne die genannten Verlängerungen nicht realisiert werden. Damit der kurze Abstand zwischen Hologramm und Prüfling realisiert werden kann, haben der untere Meßtisch und der entsprechende Kreuztisch eine größere Ausnehmung durch welche die obere Zwischenplatte mit der Linsenaufnahme und dem Prüfling sowie den Verlängerungen bis unmittelbar vor das Hologramm hindurchgefahren werden können.to objectively minimize, as may be necessary with certain lens geometries. Since the measuring tables have a certain height due to the guides and drives, these short distances could not be achieved without the extensions mentioned. In order to achieve the short distance between the hologram and the test object, the lower measuring table and the corresponding cross table have a larger recess through which the upper intermediate plate with the lens holder and the test object as well as the extensions can be moved right up to the hologram.
Mit den Kreuztischen lassen sich das Hologramm und die Linse einfach und schnell &iacgr;&ogr; in X- und Y-Richtung justieren. Durch besondere konstruktive Maßnahmen konnte erreicht werden, daß einerseits der Abstand zwischen Hologramm und Linse und andererseits der Abstand zwischen Hologramm und Meßobjektiv minimiert werden. Aus diesen Vorteilen ergibt sich eine leichte Bedienbarkeit und auch die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Interferometer universell einzusetzen.The cross tables allow the hologram and the lens to be adjusted quickly and easily in the X and Y directions. Special design measures have made it possible to minimize the distance between the hologram and the lens and the distance between the hologram and the measuring objective. These advantages result in easy operation and also the possibility of using the interferometer according to the invention universally.
HologrammaufnahmeHologram recording
An den Verlängerungen des unteren Kreuztisches ist eine untere Zwischenplatte befestigt, welche die spezielle Hologrammaufnahme trägt, deren Aufnahmeebene um drei Achsen gedreht werden kann. Es sind dies die X- und die Y-Achse sowie die Winkelhalbierende dieser beiden Achsen. Mit dieser Justiermöglichkeit ist es möglich, das Hologramm genau senkrecht zur optischen Achse des Hauptstrahlengangs auszurichten. Außerdem verfügt die Hologrammaufnahme über eine Verdrehmöglichkeit um eine vertikale Achse, so daß das Hologramm zur Justierung nicht nur gekippt, sondern auch verdreht werden kann, woraus sich besondere Vorteile beim Justieren ergeben.A lower intermediate plate is attached to the extensions of the lower cross table, which carries the special hologram holder, the recording plane of which can be rotated around three axes. These are the X and Y axes as well as the bisector of these two axes. This adjustment option makes it possible to align the hologram exactly perpendicular to the optical axis of the main beam path. The hologram holder also has the option of rotating around a vertical axis, so that the hologram can not only be tilted for adjustment, but also rotated, which offers particular advantages when adjusting.
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An den Verlängerungen des oberen Kreuztisches ist eine obere Zwischenplatte befestigt, welche die Aufnahme für den Prüfling (Linsenaufnahme) trägt. Diese ist so gestaltet, daß die zu prüfende Linse leicht aufgelegt und nach der Prüfung wieder entnommen werden kann. Diese Linsenaufnahme kann zum Justieren mit ihrer Aufnahmeebene um die X- und die Y-Achse gedreht werden, so daß die optische Achse der Linse genau parallel zur Achse des Hauptstrahlengangs ausgerichtet werden kann. Zur Realisierung dieser Drehbewegungen um die X- und Y-Achse wird die Linsenaufnahme an drei Punkten auf der oberen Zwischenplatte abgestützt. DieAn upper intermediate plate is attached to the extensions of the upper cross table, which supports the holder for the test object (lens holder). This is designed so that the lens to be tested can be easily placed on it and removed again after the test. This lens holder can be rotated with its holder plane around the X and Y axes for adjustment so that the optical axis of the lens can be aligned exactly parallel to the axis of the main beam path. To realize these rotational movements around the X and Y axes, the lens holder is supported at three points on the upper intermediate plate. The
&iacgr;&ogr; Verbindungslinien dieser drei Punkte bilden ein rechtwinkliges Dreieck. Während die Abstützung an Punkt 1 (Position des rechten Winkels) nicht verstellbar ist, erfolgt die Abstützung an den Punkten 2 und 3, so daß in vertikaler Richtung eine Verstellbewegung ausgeführt werden kann. Hierzu können z. B. zwei vertikale Schrauben mit Feingewinde in die obere Zwischenplatte eingeschraubt werden, auf die sich die Linsenaufnahme auflegt. An Punkt 1 erfolgt die Abstützung z. B. mittels einer Stahlkugel. &iacgr;&ogr; Connecting lines of these three points form a right-angled triangle. While the support at point 1 (position of the right angle) is not adjustable, the support is provided at points 2 and 3, so that an adjustment movement can be carried out in the vertical direction. For this purpose, for example, two vertical screws with a fine thread can be screwed into the upper intermediate plate on which the lens holder rests. At point 1, the support is provided, for example, by means of a steel ball.
Eine andere Ausführung der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung sieht vor, daß die Unterstützung bei Punkt 1 zwar wieder mit einer Stahlkugel erfolgt, bei den Punkten 2 und 3 jedoch horizontale Schrauben in die obere Zwischenplatte eingeschraubt werden, die an ihrem vorderen Ende kegelförmig ausgebildet sind. Die Linsenaufnahme legt sich mittels entsprechender Adapter (z. B. Stahlkugeln) auf diese Kegelspitzen auf, so daß bei Verdrehen der betreffenden Schraube und ihrer damit verbundenen Axialbewegung, der Adapter auf der Kegelspitze mit Punktberührung entlanggleitet und dabei entsprechende Vertikalbewegungen ausführt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein besonders feinfühliges Verstellen möglich ist, da zu der Übersetzung, die sich aus dem Feingewinde der Schraube ergibt, eine zusätzliche Übersetzung entsprechend des Öffnungswinkels des Kegels hinzukommt.Another version of the adjustment device according to the invention provides that the support at point 1 is again provided by a steel ball, but at points 2 and 3 horizontal screws are screwed into the upper intermediate plate which are conical at their front end. The lens holder is placed on these cone tips by means of appropriate adapters (e.g. steel balls), so that when the screw in question is turned and its associated axial movement occurs, the adapter slides along the cone tip with point contact and thereby carries out corresponding vertical movements. This arrangement has the advantage that particularly sensitive adjustment is possible, since in addition to the transmission resulting from the fine thread of the screw, an additional transmission corresponding to the opening angle of the cone is added.
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Mit den genannten Justiereinrichtungen an der Linsenaufnahme können unterschiedliche Prüflinge mit ihrer Hauptebene leicht zum Hauptstrahlengang ausgerichtet werden, woraus sich Zeitvorteile beim Einrichten des erfindungsgemäßen Interferometers ergeben. Die optische Achse des Meßsystems muß die genannte Hauptachse rechtwinklig schneiden.With the adjustment devices mentioned on the lens holder, different test objects can be easily aligned with their main plane to the main beam path, which results in time savings when setting up the interferometer according to the invention. The optical axis of the measuring system must intersect the main axis mentioned at right angles.
Beim Einjustieren des Interferometers muß der Brennpunkt des Prüflings mit demjenigen des Meßobjektivs zur Deckung gebracht werden. Dies kann bei großen Brennweiten zu entsprechend großen Abständen zwischen Prüfling und MeßobjektivWhen adjusting the interferometer, the focal point of the test object must be aligned with that of the measuring lens. With large focal lengths, this can lead to correspondingly large distances between the test object and the measuring lens.
&iacgr;&ogr; führen. Damit die genannten großen Abstände, durch Verfahren des oberen Meßtisches mit der Linse an dem Meßturm, realisiert werden können, ist es zweckmäßig, diesen möglichst hoch vorzusehen. Bei niedrigen Meßtürmen müssen die Meßobjektive ausgewechselt werden, wenn ein Prüfling mit großer Brennweite vermessen werden soll und der Verfahrweg des oberen Meßtisches mit dem Prüfling nicht ausreicht. Je größer die Bauhöhe des Meßturms ist, um so weniger der teuren Meßobjektive werden benötigt. Diesem Vorteil steht jedoch der Nachteil gegenüber, daß hohe Meßtürme beim Transport hinderlich sind, insbesondere wenn Türen passiert werden müssen. Gerade wenn das Interferometer in der Fertigung aufgestellt wird, ist mit häufigem Wechsel des Aufstellungsortes zu rechnen. Erfindungsgemäß wird der Nachteil der großen Bauhöhe vermieden.&iacgr;&ogr; lead. In order to be able to achieve the large distances mentioned by moving the upper measuring table with the lens on the measuring tower, it is advisable to make the latter as high as possible. With low measuring towers, the measuring lenses must be replaced if a test object with a large focal length is to be measured and the travel path of the upper measuring table with the test object is not sufficient. The greater the height of the measuring tower, the fewer expensive measuring lenses are required. However, this advantage is offset by the disadvantage that high measuring towers are a hindrance during transport, especially when doors have to be passed. Especially when the interferometer is set up in production, the installation location must be changed frequently. According to the invention, the disadvantage of the large height is avoided.
Hierzu wird der Meßturm in seinem unteren, vorderen Bereich an der Granitplatte mittels eines Drehlagers so befestigt, daß er zum Transport nach vorne gekippt werden kann. Dadurch verringert sich die Bauhöhe des Interferometers soweit, daß es durch die üblichen Türen hindurch transportiert werden kann. Damit dieser Kippvorgang ohne Gefahr für Bediener und Gerät durchzuführen ist, sind an der Rückseite des Gerätes, im unteren Bereich des Meßturms bzw. des Geräterahmens, eine Gewindemutter und ein Widerlager vorhanden, die beide um eine horizontale AchseFor this purpose, the measuring tower is attached to the granite plate in its lower, front area using a pivot bearing so that it can be tilted forwards for transport. This reduces the height of the interferometer to such an extent that it can be transported through normal doors. To ensure that this tilting process can be carried out without danger to the operator and the device, a threaded nut and a support are provided on the back of the device, in the lower area of the measuring tower or the device frame, both of which rotate around a horizontal axis.
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geschwenkt werden können. Für den Kippvorgang werden beide mit einer Gewindespindel verbunden, die als Zubehör dem Gerät beiliegt. Durch Drehen der Gewindespindel mit Hand oder hilfsweise mit einer Bohrmaschine, bewegt sich die Gewindemutter mit dem unteren, hinten liegenden Teil des Meßturms nach oben und der Meßturm kippt um das Drehlager langsam nach vorne. Für den Transport wird der Meßturm zusätzlich mit angeschraubten Verstrebungen gesichert, die ihn mit dem Geräterahmen verbinden.can be swiveled. For the tilting process, both are connected to a threaded spindle, which is included with the device as an accessory. By turning the threaded spindle by hand or alternatively with a drill, the threaded nut moves upwards with the lower, rear part of the measuring tower and the measuring tower slowly tilts forwards around the pivot bearing. For transport, the measuring tower is additionally secured with screwed-on struts that connect it to the device frame.
Am Aufstellungsort kann der Meßturm durch umgekehrte Betätigung der Gewindespindel wieder aufgerichtet werden und legt sich dann gegen geschliffene Anschlage, so daß ein Ausrichten in der Vertikalen nicht erforderlich ist. Zur Fixierung in dieser Position sind an dem Drehlager Klemmstellen vorhanden, mit denen das Lager festgesetzt werden kann. Außerdem sind im Bereich der Anschläge Schraubenverbindungen vorgesehen, mit denen der Turm zusätzlich gesichert werden kann, die es jedoch auch erlauben, den Turm um einige Winkelgrade aus der Vertikalen heraus zu schwenken, falls dies in Ausnahmefällen erforderlich ist. Durch diese gezielte Schrägstellung des Meßturms wird auch die optische Hauptachse im Bereich des Meßturms schräggestellt. Dies kann nötig sein, wenn das Hologramm eine sogenannte Verkippung aufweist, d. h. der Strahlengang in dem Hologramm geringfügig abgeknickt wird. Diese Verkippung kann durch das leichte Schrägstellen des Meßturms kompensiert werden. Die genannte Schraubenverbindung wird für diese Justierarbeiten mit entsprechenden Feingewinden und Übersetzungen ausgerüstet. At the installation site, the measuring tower can be put back upright by turning the threaded spindle in reverse and then rests against ground stops, so that vertical alignment is not necessary. To fix it in this position, clamping points are provided on the pivot bearing with which the bearing can be secured. In addition, screw connections are provided in the area of the stops with which the tower can be additionally secured, but which also allow the tower to be swiveled out of the vertical by a few degrees if this is required in exceptional cases. This targeted tilting of the measuring tower also tilts the main optical axis in the area of the measuring tower. This can be necessary if the hologram has a so-called tilt, i.e. the beam path in the hologram is slightly bent. This tilt can be compensated by slightly tilting the measuring tower. The screw connection mentioned is equipped with appropriate fine threads and gear ratios for this adjustment work.
Durch die Möglichkeit den Meßturm zu kippen, bietet das erfindungsgemäße Interferometer daher nicht nur die besonderen Vorteile beim Transport, sondern es kann auch auf Hologramme mit Verkippung einjustiert werden.Due to the possibility of tilting the measuring tower, the interferometer according to the invention not only offers special advantages during transport, but it can also be adjusted to holograms with tilt.
Das erfindungsgemäße Interferometer wurde in der bisherigen Beschreibung als Ausführung mit zwei Meßtischen erläutert. Es sind aber auch Ausführungen mit zusätzlichen Meßtischen vorgesehen, die zur Aufnahme weiterer Hologramme, zusätzlicher Strahlteiler usw. vorgesehen sind. Desweiteren sind Ausführungen mit mehr als einer Z-Achse geplant, wobei die zusätzlichen Z-Achsen zur Aufnahme weiterer optischer Systeme dienen.The interferometer according to the invention has been explained in the previous description as a version with two measuring tables. However, versions with additional measuring tables are also provided, which are intended to accommodate additional holograms, additional beam splitters, etc. Furthermore, versions with more than one Z-axis are planned, with the additional Z-axes serving to accommodate additional optical systems.
Das erfindungsgemäße Interferometer wird nachstehend anhand eines Beispiels und der Abb. 1 bis 4 näher erläutert:The interferometer according to the invention is explained in more detail below using an example and Figures 1 to 4:
&iacgr;&ogr; In allen Abbildungen wurde das Gerät aus darstellerischen Gründen ohne Verkleidung gezeichnet. Der Faltenbalg (Staubschutz) im Bereich der Führungen und Gewindespindeln des Meßturms wurde ebenfalls nicht dargestellt, damit die darunter liegenden, konstruktiven Details sichtbar sind. In einigen Abbildungen wurden Bauteile geschnitten gezeichnet, die entsprechend Schnittflächen wurden mit Linienschraffuren versehen. Die Verlängerungen (19) und (28) sowie alle Linsen wurden mit einem Grauton hinterlegt, damit sie besser erkennbar sind.&iacgr;&ogr; In all illustrations, the device has been drawn without a cover for illustrative purposes. The bellows (dust protection) in the area of the guides and threaded spindles of the measuring tower have also not been shown so that the structural details underneath are visible. In some illustrations, components have been drawn cut out, and the corresponding cut surfaces have been provided with line hatching. The extensions (19) and (28) as well as all lenses have been highlighted in gray to make them easier to recognize.
Die Abbildungen zeigen im einzelnen:The figures show in detail:
Abb. 1: Strahlengang in dem Interferometer.Fig. 1: Beam path in the interferometer.
Abb. 2: grundsätzlicher Aufbau des Interferometers von der Bedienerseite aus gesehen.Fig. 2: Basic structure of the interferometer seen from the operator side.
Abb. 3: Seitenansicht des Interferometers (linke Seite der Darstellung vonFig. 3: Side view of the interferometer (left side of the illustration of
Abb. 2).Fig. 2).
Abb. 4: Interferometer mit gekipptem MeßturmFig. 4: Interferometer with tilted measuring tower
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Zu Abb. 1:Regarding Fig. 1:
In dieser Abbildung wird der Strahlengang in dem Interferometer dargestellt. Das zur Erzeugung der Interferenzbilder benötigte kohärente Licht wird in einem Laser (48) erzeugt, der das Licht als schmales Strahlenbündel einem Kollimator (47) zuleitet. In den beiden Linsen des Kollimators (47) wird das Strahlenbündel aufgeweitet und wieder parallel gerichtet, so daß es anschließend mit größerem Durchmesser dem Meßobjektiv (44) zugeleitet werden kann. In dem Meßobjektiv (44) wird das Strahlenbündel fokusiert und dem Hologramm (31) zugeleitet, nach dessen Passage es einen Brennpunkt (52) bildet.This figure shows the beam path in the interferometer. The coherent light required to generate the interference images is generated in a laser (48), which directs the light as a narrow beam to a collimator (47). In the two lenses of the collimator (47), the beam is expanded and made parallel again so that it can then be directed to the measuring lens (44) with a larger diameter. In the measuring lens (44), the beam is focused and directed to the hologram (31), after which it forms a focal point (52).
&iacgr;&ogr; Die zu prüfende Linse (23) wird durch Verfahren des oberen Meßtisches (6) im Strahlengang so angeordnet, daß ihr Brennpunkt mit dem gemeinsamen Brennpunkt (52) des Meßobjektivs (44) und Hologramms (31) zusammenfällt. Während das Licht das Hologramm (31) passiert, wird der Strahlengang so verändert (verzerrt), wie dies auch der Fall wäre, wenn die untere, sphärische Oberfläche (45) der Linse (46) als Referenzoberfläche asphärisch geformt wäre. Zum Einjustieren des Hologramms (31) wird der untere Meßtisch (7) in vertikaler Richtung entsprechend verfahren. Wenn das Licht anschließend auf die zu prüfende, asphärische Linse (23) fällt, so hat es die gleichen Eigenschaften, als wenn es in dem Meßobjektiv (44) eine asphärische Referenzoberfläche passiert hätte.&iacgr;&ogr; The lens (23) to be tested is arranged in the beam path by moving the upper measuring table (6) so that its focal point coincides with the common focal point (52) of the measuring objective (44) and hologram (31). As the light passes through the hologram (31), the beam path is changed (distorted) in the same way as would be the case if the lower, spherical surface (45) of the lens (46) were aspherically shaped as a reference surface. To adjust the hologram (31), the lower measuring table (7) is moved accordingly in the vertical direction. When the light then falls on the aspherical lens (23) to be tested, it has the same properties as if it had passed through an aspherical reference surface in the measuring objective (44).
Sowohl an der unteren, sphärisch gekrümmten Oberfläche (45) der Linse (46) des Meßobjektivs (44) als auch an der unteren Oberfläche (50) der zu prüfenden asphärischen Linse (23) wird ein Teil des auftreffenden Lichtes reflektiert (ca. 4%). Das an der Linse (23) mit der Oberfläche (50) reflektierte Licht passiert ein zweites Mal das Hologramm (31) wobei der Strahlengang so entzerrt wird, daß die vorher erzeugte Verzerrung im Strahlengang wieder aufgehoben wird. Als Referenzoberfläche kann dann die sphärisch gekrümmte untere Oberfläche (45) der Linse (46) in dem Meßobjektiv (44) benutzt werden. Das von beiden Linsenoberflächen reflektierteA portion of the incident light is reflected (approx. 4%) on both the lower, spherically curved surface (45) of the lens (46) of the measuring lens (44) and on the lower surface (50) of the aspherical lens (23) to be tested. The light reflected on the lens (23) with the surface (50) passes through the hologram (31) a second time, whereby the beam path is corrected so that the previously generated distortion in the beam path is eliminated. The spherically curved lower surface (45) of the lens (46) in the measuring lens (44) can then be used as a reference surface. The light reflected from both lens surfaces
Licht wird beim Zurücklaufen von dem Strahlteiler (49) um 90° nach rechts umgelenkt und trifft anschließend auf die fotosensitive Schicht (51) der CCD-Kamera (40). Dort werden die erzeugten Interferenzbilder in digitalisierte, elektrische Signale umgewandelt und auf dem Monitor (39) sichtbar gemacht.As it returns, light is deflected by 90° to the right by the beam splitter (49) and then hits the photosensitive layer (51) of the CCD camera (40). There, the interference images generated are converted into digitized, electrical signals and made visible on the monitor (39).
Die Interferenzbilder entstehen aus dem Gangunterschied der beiden reflektierten Strahlenbündel. Wenn die an der Reflektion beteiligten unteren Oberflächen (45) und (50) völlig fehlerfrei wären, d. h. die exakte Geometrie von Kugeloberflächen aufweisen würden, so wäre der Gangunterschied an jeder Stelle in einem beliebigen Querschnitt des Strahlenbündels genau gleich groß. Je nach Größe des Gangunterschieds, der von der Einstellung des oberen Meßtischs (6) abhängt, würden sich hellere oder dunklere Flächen auf dem Monitor (39) darstellen.The interference images arise from the path difference of the two reflected beams. If the lower surfaces (45) and (50) involved in the reflection were completely flawless, i.e. had the exact geometry of spherical surfaces, the path difference would be exactly the same at every point in any cross-section of the beam. Depending on the size of the path difference, which depends on the setting of the upper measuring table (6), brighter or darker areas would be displayed on the monitor (39).
Wenn der Prüfling jedoch fehlerbehaftet ist, d. h. an seiner unteren Oberfläche (50) Unregelmäßigkeiten aufweist (Vorwölbungen oder Dellen), so würden diese für andere Gangunterschiede sorgen, da die Reflektion dort an Flächen stattfindet, die im Strahlengang etwas weiter vorne oder hinten liegen. Diese Gangunterschiede wurden zu Interferenzbildern führen, die eindeutige Rückschlüsse auf die Unregelmäßigkeiten zuließen. Da die Interferenzen bereits innerhalb einer einzigen Lichtwellenlänge auftreten, ist die das Auflösungsvermögen des Interferometers dementsprechend hoch. Ein weiterer erheblicher Vorteil ist, daß mit einem einzigen Meßvorgang die gesamte Linsenoberfläche erfaßt wird.However, if the test object is defective, i.e. has irregularities on its lower surface (50) (bulges or dents), these would cause other path differences, since the reflection takes place on surfaces that are slightly further forward or further back in the beam path. These path differences would lead to interference images that would allow clear conclusions to be drawn about the irregularities. Since the interference occurs within a single wavelength of light, the resolution of the interferometer is correspondingly high. Another significant advantage is that the entire lens surface is recorded with a single measurement process.
Wenn die untere Oberfläche (50) der Linse (23) geprüft wurde, kann sie gewendet werden, damit auch ihre andere Oberfläche meßtechnisch erfaßt werden kann. Die Meßergebnisse aus dem Interferometer können direkt dazu benutzt werden, die Linsenoberflächen in weiteren Arbeitsgängen zu korrigieren. Hierzu werden Poliermaschinen eingesetzt, mit denen der entsprechend feine Materialabtrag möglich ist. Wenn genügend statistische Informationen im Zusammenhang mit diesen Korrektur-When the lower surface (50) of the lens (23) has been tested, it can be turned over so that its other surface can also be measured. The measurement results from the interferometer can be used directly to correct the lens surfaces in further work steps. For this purpose, polishing machines are used which enable the appropriate fine material removal. If sufficient statistical information is available in connection with these corrections,
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arbeitsgängen vorliegen, ist es möglich, die EDV des Interferometers mit derjenigen der Bearbeitungsmaschine zu verbinden und die übertragenen Daten in Maschinenparameter für die Korrektur der Linse umzurechnen, ohne daß ein manueller Eingriff nötig ist.operations, it is possible to connect the interferometer's computer system with that of the processing machine and convert the transmitted data into machine parameters for the correction of the lens without the need for manual intervention.
Zu Abb. 2:Regarding Fig. 2:
In dieser Abbildung wird das Interferometer in seinem konstruktiven Aufbau gezeigt, wie es sich von der Bedienerseite aus darstellt. Einige Bauteile werden im Schnitt gezeigt, wobei die Schnittebene parallel zur Zeichenebene liegt und die optische Hauptachse enthält.This figure shows the structural design of the interferometer as it appears from the operator's side. Some components are shown in section, with the section plane parallel to the drawing plane and containing the main optical axis.
&iacgr;&ogr; Auf ein Grundgestell (1), daß über schalldämmende Fußplatten (2) verfügt, ist eine dicke Granitplatte (3) unter Zwischenlage von luftgefüllten Gummikissen (4) aufgelegt, die schwingungsdämpfende Eigenschaften haben und im Zusammenwirken mit der großen Masse der Granitplatte (3) und den Fußplatten (2) dafür sorgen, daß Körperschwingungen vom Fußboden des Aufstellungsraums nicht auf das optische System des Interferometers übertragen werden.&iacgr;&ogr; A thick granite plate (3) is placed on a base frame (1) which has sound-absorbing foot plates (2) with air-filled rubber cushions (4) in between, which have vibration-damping properties and, in conjunction with the large mass of the granite plate (3) and the foot plates (2), ensure that body vibrations from the floor of the installation room are not transmitted to the optical system of the interferometer.
Auf ihrer Oberseite trägt diese Granitplatte (3) den Meßturm (5), mit dem oberen Meßtisch (6) und dem unteren Meßtisch (7). Die Meßtische (6) und (7) sind mit Brücken (13) und (25) verbunden, die mittels Führungen (8) an dem Meßturm (5) gehalten werden, die Bewegungen in Z-Richtung zulassen. In der genannten Bewegungsnchtung werden die Brücken (13) und (25) und damit die Meßtische (6) und (7) von Gewindespindeln (9) angetrieben, die an ihrem oberen Ende mittels längsverstellbarer Lager (10) mit dem Meßturm (5) verbunden sind, während sie an ihrem unteren Ende über jeweils einen Motorantrieb (11) verfugen, der gleichzeitig die Funktion einer Lagerung übernimmt und die Verbindung zu dem Meßturm (5) herstellt. On its upper side, this granite plate (3) supports the measuring tower (5), with the upper measuring table (6) and the lower measuring table (7). The measuring tables (6) and (7) are connected to bridges (13) and (25) which are held to the measuring tower (5) by means of guides (8) which permit movement in the Z direction. In the said direction of movement, the bridges (13) and (25) and thus the measuring tables (6) and (7) are driven by threaded spindles (9) which are connected to the measuring tower (5) at their upper end by means of longitudinally adjustable bearings (10), while at their lower end they each have a motor drive (11) which simultaneously performs the function of a bearing and establishes the connection to the measuring tower (5).
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Die linke Gewindespindel (9) steht mit einer Gewindemutter (12) in Verbindung, die fest mit der oberen Brücke (13) verbunden ist, während sie durch eine Bohrung in der unteren Brücke (25) hindurchführt, ohne diese zu berühren. Wenn sich die linke Gewindespindel (9) dreht, so wird die Gewindemutter (12) in Folge der Steigung des Gewindes, je nach Drehrichtung, nach oben oder unten bewegt und damit auch die obere Brücke (13) mit dem oberen Meßtisch (6). Die rechte Gewindespindel (9) dagegen steht mit einer Gewindemutter (34).in Verbindung, die der unteren Brücke (25) zugeordnet ist und durch eine Bohrung in der oberen Brücke (13) ohne Berührung hindurchgeführt wird. Diese rechts angeordnete Gewindespindel (9) treibtThe left threaded spindle (9) is connected to a threaded nut (12) which is firmly connected to the upper bridge (13) and passes through a hole in the lower bridge (25) without touching it. When the left threaded spindle (9) rotates, the threaded nut (12) is moved up or down as a result of the pitch of the thread, depending on the direction of rotation, and thus the upper bridge (13) is also moved with the upper measuring table (6). The right threaded spindle (9), on the other hand, is connected to a threaded nut (34) which is assigned to the lower bridge (25) and passes through a hole in the upper bridge (13) without touching it. This threaded spindle (9) arranged on the right drives
&iacgr;&ogr; damit die untere Brücke (25) mit dem daran befestigten unteren Meßtisch (7) in vertikaler Richtung an.Î thus the lower bridge (25) with the lower measuring table (7) attached to it in a vertical direction.
Zur Ansteuerung der beiden Antriebe (11) die der linken und der rechten Gewindespindel (9) zugeordnet sind, dient ein Joystick (43) der von dem einen auf den anderen Antrieb (11) umschaltbar ist und auf der Granitplatte (3) angeordnet wird. Mit ihm können die Antriebe nicht nur ein- und ausgeschaltet, sondern auch in ihrer Drehzahl beeinflußt werden. Damit ist ein präzises Anfahren der Voreinstellposition der beiden Meßtische(6) und (7) möglich.A joystick (43) is used to control the two drives (11) assigned to the left and right threaded spindles (9). This joystick can be switched from one drive (11) to the other and is arranged on the granite plate (3). This joystick can not only be used to switch the drives on and off, but also to influence their speed. This enables the two measuring tables (6) and (7) to be moved precisely to the preset position.
Außer dieser elektrisch angetriebenen Verstellmöglichkeit, die zur groben Vorjustierung des oberen Meßtisches (6) und des unteren Meßtisches (7) dient, verfügen beide auch über die Möglichkeit einer Feinjustierung. Hierzu ist der obere Meßtisch (6) gegenüber der oberen Brücke (13) in Z-Richtung verschieblich angeordnet, wozu eine Führung (14) zwischen beiden Bauelementen dient. Der obere Meßtisch (6) wird gegenüber der oberen Brücke (13) durch Verstellen einer vertikalen Mikrometerschraube (15) in Z-Richtung verschoben. In gleicher Weise ist der untere Meßtisch (7) mit Führungen (35) an der unteren Brücke (25) gehalten und kann mittels Mikrometerschraube (36) gegenüber dieser im Feinbereich verstellt werden.In addition to this electrically driven adjustment option, which is used for the rough pre-adjustment of the upper measuring table (6) and the lower measuring table (7), both also have the option of fine adjustment. For this purpose, the upper measuring table (6) is arranged so that it can be moved in the Z direction relative to the upper bridge (13), for which purpose a guide (14) between the two components is used. The upper measuring table (6) is moved in the Z direction relative to the upper bridge (13) by adjusting a vertical micrometer screw (15). In the same way, the lower measuring table (7) is held on the lower bridge (25) with guides (35) and can be adjusted in the fine range relative to it using a micrometer screw (36).
Damit die genaue Höhenlage des obereren Meßtisches (6) und des untereren Meßtisches (7) auch meßtechnisch genau bestimmt werden kann, ist an dem Meßturm (5) auch ein Maßstab (41) angebracht, der von Ableseeinrichtungen (nicht dargestellt), die mit den Meßtischen (6) und (7) verbunden sind, abgetastet wird. Diese Ableseeinrichtungen übertragen ihre Meßwerte auf das jeweilige Auswertegerät mit den zugehörigen Anzeigedisplays (42), die auf der Granitplatte (3) angeordnet sind. Die Anzeige der Höhenlage kann zusätzlich oder alternativ auch auf dem Monitor (39) bzw. auf dem Bildschirm des PC sichtbar gemacht werden.So that the exact height of the upper measuring table (6) and the lower measuring table (7) can also be determined precisely using measurement technology, a scale (41) is attached to the measuring tower (5), which is scanned by reading devices (not shown) that are connected to the measuring tables (6) and (7). These reading devices transmit their measured values to the respective evaluation device with the associated display screens (42) that are arranged on the granite plate (3). The display of the height can also be made visible on the monitor (39) or on the PC screen.
In den oberen Meßtisch (6) ist ein oberer Kreuztisch (16) eingelegt, der mittels der &iacgr;&ogr; horizontalen Mikrometerschraube (17) in X-Richtung verstellt werden kann, während er mittels der horizontalen Mikrometerschraube (18) in Y-Richtung zu verstellen ist. An dem oberen Kreuztisch (16) sind Verlängerungen (19) befestigt, die durch Öffnungen in dem unteren Meßtisch (7) und dem damit verbundenen unteren Kreuztisch (20) hindurchgeführt sind und an ihrem unteren Ende die obere Zwischenplatte (21) trägt. Auf diese ist die Linsenaufnahme (22) aufgelegt, welche die zu vermessende Linse (23) als Prüfling trägt. Die Linsenaufnahme (22) ist mit der oberen Zwischenplatte (21) mittels einer Dreipunktlagerung verbunden, die im dargestellten Beispiel über zwei vertikale Feingewindeschrauben (24) verfügt, über welche die Ebene der Linsenaufnahme (22) und damit die Linse (23) um die X- und Y-Achse geneigt werden kann.An upper cross table (16) is inserted into the upper measuring table (6), which can be adjusted in the X direction using the horizontal micrometer screw (17), while it can be adjusted in the Y direction using the horizontal micrometer screw (18). Extensions (19) are attached to the upper cross table (16), which are guided through openings in the lower measuring table (7) and the lower cross table (20) connected to it and which carry the upper intermediate plate (21) at their lower end. The lens holder (22) is placed on this, which carries the lens (23) to be measured as a test object. The lens holder (22) is connected to the upper intermediate plate (21) by means of a three-point bearing, which in the example shown has two vertical fine-thread screws (24) by means of which the plane of the lens holder (22) and thus the lens (23) can be tilted around the X and Y axes.
In den unteren Meßtisch (7) ist ein unterer Kreuztisch (20) eingelegt, der mittels der horizontalen Mikrometerschraube (26) in X-Richtung verstellt werden kann, während er mittels der horizontalen Mikrometerschraube (27) in Y-Richtung zu verstellen ist. An dem unteren Kreuztisch (20) sind Verlängerungen (28) befestigt, die an ihrem unteren Ende die untere Zwischenplatte (29) tragen. Auf diese ist die Hologrammaufnahme (30) aufgelegt, welche das, zum Vermessen asphärischer Linsen vorgesehene, Hologramm (31) trägt. Die Hologrammaufnahme (30) ist mit der unterenA lower cross table (20) is inserted into the lower measuring table (7), which can be adjusted in the X direction using the horizontal micrometer screw (26), while it can be adjusted in the Y direction using the horizontal micrometer screw (27). Extensions (28) are attached to the lower cross table (20), which carry the lower intermediate plate (29) at their lower end. The hologram holder (30) is placed on this, which carries the hologram (31) intended for measuring aspherical lenses. The hologram holder (30) is connected to the lower
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Zwischenplatte (29) mittels einer Dreipunktlagerung verbunden, die im dargestellten Beispiel über zwei vertikale Feingewindeschrauben (32) verfügt, über welche die Ebene der Hologrammaufnahme (30) und damit das Hologramm (31) um die X- und Y-Achse geneigt werden kann. Zusätzlich ist eine dritte Feingewindeschraube (33) vorgesehen, mit der die Hologrammaufnahme (30) mit dem Hologramm (31) zusätzlich um die Winkelhalbierende zwischen der X- und Y-Achse geneigt werden kann.Intermediate plate (29) is connected by means of a three-point bearing, which in the example shown has two vertical fine-thread screws (32) with which the plane of the hologram holder (30) and thus the hologram (31) can be tilted around the X and Y axes. In addition, a third fine-thread screw (33) is provided with which the hologram holder (30) with the hologram (31) can also be tilted around the bisector between the X and Y axes.
Auf der Granitplatte (3) ist auch ein Monitor (39) angeordnet, der die Signale von der CCD-Kamera (40) verarbeitet und als Interferenzbilder sichtbar macht. Hierzu ist eine Kabelverbindung zwischen der CCD-Kamera (40) und dem Monitor (39) vorhanden. Desweiteren ist ein PC vorgesehen (nicht dargestellt), der mittels entsprechender Software weitergehende Auswertungen ermöglicht und ebenfalls per Kabel mit der CCD-Kamera (40) verbunden ist.A monitor (39) is also arranged on the granite plate (3), which processes the signals from the CCD camera (40) and makes them visible as interference images. For this purpose, a cable connection is provided between the CCD camera (40) and the monitor (39). A PC is also provided (not shown), which enables further evaluations using appropriate software and is also connected to the CCD camera (40) by cable.
Eine Lagerung (37) ist im unteren Bereich des Meßturmes (5) vorgesehen, mit der dieser um eine horizontale Achse, die in X-Richtung ausgerichtet ist, für Transportzwecke gekippt werden kann. Diese Lagerung (37) ist mit der Granitplatte (3) fest verbunden und nimmt einen Lagerbolzen (38) auf, um den der Meßturm (5) gedreht werden kann. Der Kippvorgang wird im Zusammenhang mit Abb. 4 näher beschrieben. A bearing (37) is provided in the lower area of the measuring tower (5), with which it can be tilted around a horizontal axis aligned in the X direction for transport purposes. This bearing (37) is firmly connected to the granite plate (3) and accommodates a bearing bolt (38) around which the measuring tower (5) can be rotated. The tilting process is described in more detail in connection with Fig. 4.
In ihrem mittleren Bereich trägt die Granitplatte (3) das Meßobjektiv (44) mit welchem der von unten kommende, parallele Strahlengang fokusiert wird, so daß im Zusammenwirken mit dem Hologramm (31) ein Brennpunkt entsteht, der im oberen Bereich des Meßturmes (5) liegt und auf den der Brennpunkt des Prüflings ausgerichtet wird. Die untere Oberfläche (45) der Linse (46) dient als Referenzoberfläche für den eigentlichen Meßvorgang. In its middle area, the granite plate (3) carries the measuring lens (44) with which the parallel beam coming from below is focused so that, in conjunction with the hologram (31), a focal point is created which lies in the upper area of the measuring tower (5) and onto which the focal point of the test object is aligned. The lower surface (45) of the lens (46) serves as a reference surface for the actual measuring process.
Auf ihrer Unterseite trägt die Granitplatte (3) den Kollimator (47), der das von dem Laser (48) ausgehende, schmale Bündel parallelen Lichtes aufweitet und wieder parallel richtet. Im Strahlengang des Kollimators (47) ist auch der Strahlteiler (49) angeordnet, der das von der unteren Oberfläche (45) der Linse (46) sowie das von der unteren Oberfläche (50) der zu prüfenden Linse (23) reflektierte Licht um 90° umlenkt und der fotosensitiven Schicht (51) der CCD-Kamera (40) zuleitet. On its underside, the granite plate (3) carries the collimator (47), which expands the narrow bundle of parallel light emitted by the laser (48) and makes it parallel again. The beam splitter (49) is also arranged in the beam path of the collimator (47), which deflects the light reflected from the lower surface (45) of the lens (46) and from the lower surface (50) of the lens (23) to be tested by 90° and directs it to the photosensitive layer (51) of the CCD camera (40).
Zu Abb. 3:Regarding Fig. 3:
Diese Abbildung zeigt eine Seitenansicht des Interferometers ohne Schnittdarstellungen. Dargestellt ist die linke Seite, bezogen auf die Zeichnung in Abb. 2.This figure shows a side view of the interferometer without any cutaways. The left side is shown, relative to the drawing in Fig. 2.
&iacgr;&ogr; Die Granitplatte (3) liegt auf dem Grundgestell (1) auf, wobei zwischen beiden luftgefüllte Gummikissen (4) angeordnet sind und das Grundgestell (1) über schwingungsgedämpfte Fußplatten (2) verfügt. An der Unterseite der Granitplatte (3) ist der Kollimator (47) mit dem Laser (48) befestigt.&iacgr;&ogr; The granite plate (3) rests on the base frame (1), with air-filled rubber cushions (4) arranged between the two and the base frame (1) having vibration-damped foot plates (2). The collimator (47) with the laser (48) is attached to the underside of the granite plate (3).
An der Oberseite der Granitplatte (3) ist die Lagerung (37) für den Meßturm (5) befestigt, die den Lagerbolzen (38) aufnimmt, um den der Meßturm (5) nach vorne gekippt werden kann. Zur Arretierung des Meßturms (5) dient eine Klemmvorrichtung (nicht gezeichnet) im Bereich der Lagerung (37) und geschliffene Anschlagplatten (53), gegen die der Meßturm (5) mittels der Schrauben (54) angelegt werden kann, ohne daß eine Nachjustierung nötig ist. Im Bereich der Anschlagplatten (53) sind auch Einrichtungen wie z. B. Mikrometerschrauben (55) vorhanden, mit denen der Meßturm (5) gezielt um einige Winkelgrade nach vorne geneigt werden kann. Dies kann erforderlich sein, wenn Hologramme (31) mit einer sogenannten Verkippung benutzt werden sollen.The bearing (37) for the measuring tower (5) is attached to the top of the granite plate (3), which accommodates the bearing bolt (38) around which the measuring tower (5) can be tilted forwards. The measuring tower (5) is locked in place by a clamping device (not shown) in the area of the bearing (37) and ground stop plates (53), against which the measuring tower (5) can be placed using the screws (54) without any readjustment being necessary. In the area of the stop plates (53) there are also devices such as micrometer screws (55) with which the measuring tower (5) can be tilted forwards by a few degrees. This may be necessary if holograms (31) with a so-called tilt are to be used.
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An dem Meßturm (5) sind die Führungen (8) befestigt, von denen die beiden Brücken (13) und (25) so gehalten werden, daß sie in Z-Richtung, d. h. vertikal, verfahren werden können. Als Antrieb für diese Verfahrbewegung dienen die Gewindespindeln (9) mit den Antrieben (11), wobei die gezeichnete Gewindespindel (9) für den Antrieb der oberen Brücke (13) vorgesehen ist, die hierzu mit der Gewindemutter (12) verbunden ist. Mit der unteren Brücke (25) hat die gezeichnete Gewindespindel (9) keine Verbindung, sie führt dort mit Spiel durch eine entsprechende Bohrung (56).The guides (8) are attached to the measuring tower (5), which hold the two bridges (13) and (25) so that they can be moved in the Z direction, i.e. vertically. The threaded spindles (9) with the drives (11) serve as the drive for this movement, whereby the threaded spindle (9) shown is intended for driving the upper bridge (13), which is connected to the threaded nut (12) for this purpose. The threaded spindle (9) shown has no connection with the lower bridge (25), where it runs with play through a corresponding hole (56).
An den Führungen (14) der obere Brücke (13) ist der obere Meßtisch (6) in &iacgr;&ogr; Z-Richtung, d. h. vertikal verschieblich, angeordnet. Er kann gegenüber der oberen Brücke (13) mittel der vertikalen Mikrometerschraube (15) im Feinbereich verschoben werden. In gleicher Weise ist an den Führungen (35) der unteren Brücke (25) der untere Meßtisch (7) gehalten, der mittels einer Mikrometerschraube (36) in Z-Richtung verschoben werden kann.The upper measuring table (6) is arranged on the guides (14) of the upper bridge (13) in the Z direction, i.e. it can be moved vertically. It can be moved in the fine range relative to the upper bridge (13) using the vertical micrometer screw (15). In the same way, the lower measuring table (7) is held on the guides (35) of the lower bridge (25) and can be moved in the Z direction using a micrometer screw (36).
In den Meßtischen (6) und (7) sind Kreuztische (16) und (20) angeordnet, die in der horizontalen Ebene mittels der Mikrometerschrauben (17), (18), (26) und (27) in X- und Y-Richtung verschoben werden können. Die beiden Meßtische (16) und (20) tragen Verlängerungen (19) und (28), an denen die obere Zwischenplatte (21) und die untere Zwischenplatte (29) befestigt sind.Cross tables (16) and (20) are arranged in the measuring tables (6) and (7), which can be moved in the X and Y directions in the horizontal plane using the micrometer screws (17), (18), (26) and (27). The two measuring tables (16) and (20) have extensions (19) and (28) to which the upper intermediate plate (21) and the lower intermediate plate (29) are attached.
Die obere Zwischenplatte (21) trägt die Linsenaufnahme (22), die mittels der vertikalen Feingewindeschrauben (24) zum Justieren in ihrer Ebene geneigt werden kann und die Linse (23) aufnimmt. Die untere Zwischenplatte (29) trägt die Hologrammaufnahme (30), die mittels der Feingewindeschrauben (32) und (33) ebenfalls in ihrer Ebene geneigt werden kann und das Hologramm (31).aufnimmt.The upper intermediate plate (21) carries the lens holder (22), which can be tilted in its plane for adjustment using the vertical fine-thread screws (24) and holds the lens (23). The lower intermediate plate (29) carries the hologram holder (30), which can also be tilted in its plane using the fine-thread screws (32) and (33) and holds the hologram (31).
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Zu Abb. 4:Regarding Fig. 4:
In dieser Abbildung wird das Interferometer transportfertig, d. h. in gekippter Stellung gezeigt. Am hinteren, unteren Ende des Meßturms (5) ist eine Gewindemutter (57) mittels einem horizontalen Bolzen (58) drehbar befestigt. In die Gewindemutter (57) ist eine Gewindespindel (59) eingeschraubt, die an ihrem unteren Ende von einem Widerlager (60) gehalten wird. Diese Widerlager (60) ist ebenfalls mittels einem horizontalen Bolzen (61) drehbar gelagert. Durch die drehbare Lagerung der Gewindemutter (57) und des Widerlagers (60) können sich diese beiden Konstruktionselemente während des Kippvorgangs des Meßturms (5) immer genau in RichtungIn this illustration, the interferometer is shown ready for transport, i.e. in a tilted position. At the rear, lower end of the measuring tower (5), a threaded nut (57) is rotatably attached by means of a horizontal bolt (58). A threaded spindle (59) is screwed into the threaded nut (57), which is held at its lower end by an abutment (60). This abutment (60) is also rotatably mounted by means of a horizontal bolt (61). Due to the rotatable mounting of the threaded nut (57) and the abutment (60), these two construction elements can always move exactly in the direction of
&iacgr;&ogr; der Gewindespindel (59) ausrichten.Align the threaded spindle (59) with the screw (14).
Zum manuellen Antrieb der Gewindespindel (59) dient ein Sechskant (62), auf dem ein Schraubschlüssel aufgesetzt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, diesen Sechskant (62) mit einer Bohrmaschine zu verbinden. Vor dem Transport wird der Meßturm (5) noch zusätzlich durch zwei hintereinander liegende Verstrebungen (63) abgesichert, von denen nur eine auf der Zeichnung sichtbar ist. Die Verstrebungen (63) werden mittels Schrauben (64) an dem Meßturm (5) einerseits und dem Grundgestell (1) andererseits befestigt.A hexagon (62) on which a wrench can be placed is used to manually drive the threaded spindle (59). However, it is also possible to connect this hexagon (62) to a drill. Before transport, the measuring tower (5) is additionally secured by two struts (63) placed one behind the other, only one of which is visible in the drawing. The struts (63) are attached to the measuring tower (5) on the one hand and the base frame (1) on the other using screws (64).
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Claims (1)
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|---|---|---|---|
| DE29807423U DE29807423U1 (en) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Interferometer for measuring aspherical lenses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29807423U DE29807423U1 (en) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Interferometer for measuring aspherical lenses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29807423U1 true DE29807423U1 (en) | 1998-10-08 |
Family
ID=8056235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29807423U Expired - Lifetime DE29807423U1 (en) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Interferometer for measuring aspherical lenses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29807423U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009010019B4 (en) * | 2009-02-21 | 2012-05-31 | Jos. Schneider Optische Werke Gmbh | Method for the contactless measurement of the topography |
-
1998
- 1998-04-23 DE DE29807423U patent/DE29807423U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102009010019B4 (en) * | 2009-02-21 | 2012-05-31 | Jos. Schneider Optische Werke Gmbh | Method for the contactless measurement of the topography |
| US8908191B2 (en) | 2009-02-21 | 2014-12-09 | Jos. Schneider Optische Werke Gmbh | Method for zero-contact measurement of topography |
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