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Asphärisches optisches Glied
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Die Erfindung betrifft ein aspärisches optisches Glied mit einer sphärischen
oder planen Rückfläche. Derartige optische Glieder finden beispielsweise bei Kondensoren
für Polarisationsmikroskope und bei Fotoobjektiven so-.
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wie bei anderen Objektiven Anwendung. Die Abbildungsleistung dieser
asphärischen optischen Elemente sind in erster Linie von Herstellungstoleranzen
bezüglich der Abweichung des Krümmungsmittelpunktes der Rücklleche von der Halbachse
der Asphäre abhängig.
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Es sind bereits asphärische Linsen bekannt, die auf der einen Seite
eine sphärische Fläche und auf der anderen Seite eine asphärische Fläche besitzen
Um eine gute Abbildungsleistung zu erzielen, muß die optische Achse des asphärischen
Teiles so angeordnet sein, daß der Krümmungsmittelpunkt der Fläche des sphärischen
Teils auf dieser optischen Achse des asphärischen Teils liegt. Die Her stellung
einer derartigen asphärischen Linse ist soklrierig toleranzmäßig hinsichtlich der
Zentrierung zu beherrschen. Die Zentrierung muß innerhalb des Fertigungsprozesses
der Linse abgesichert werden. Schon geringe Abweichungen beim Spannen der Linse
während des Herstellungeprozesses führen zu Dezentrierungen, die nachträglich nicht
mehr gezielt korrigiert werden können.
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E ist technologisch allgemein bekannt, die Genauigkeit der Übereinstimmung
der geforderten Toleranzen im optischen schleif und Polierprozess zu erzielene Die
Notwendigkeit von verschiedenen Umspannungens verbunden mit toleranzbehafteten Justierungen,
sowie möglichen Lageänderungen beim Bearbeiten führen zu Fehlern hinsichtlich Zentrierung.
Eine weitere Fehlermgölichkeit liegt in der Notwendigkeit, das Bauteil anschließend
zu fassen, zu justieren und die Passung evtl. mechanisch zt bearbeiten bei ungenügender
Zentrierung3 um die optisch wirksame Gesamtachse (fehlerbehaftet vom Herstellungsprozeß)
in Übereinstimmung mit der Fassungsachse zu bringen. Eine vollständige Kompensation
ist nicht mögliche der Zentrierfehler zwischen asphärischer und sphärischer Fläche
wird nur gemittelt.
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Zel der Erfindung ist die Verbesserung der Abbildungsleistung von
asphärischen optischen Gliedern Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im
technologischen Herstellungsprozeß gut beherrschbares asphärisches optisches Glied
zu schaffen, bei welchem der Krümmungsmittelpunkt der Rückfläche exakt auf der Halbachse
der Asphäre liegt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem asphärischen optischen
Glied mit einer sphärischen oder planen Rückfläche dadurch gelöst, daß eine asphärische
und eine sphärische Linse gleichen Brechwertes mit jeweils einer optisch wirksamen
Fläche unabhängig voneinander zur optischen Achse der Asphäre an einer gemeinsamen
Trennfläche ohne optische Wirkung justierbar angeordnet sind.
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Es ist vorteilhaft, wenn das asphärische optische Glied eine plane
Trennfläche bei einer sphärischen Rückfläche bzw. eine sphärische Trennfläche bei
einer planen Rückfläche besitzt.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Trennfläche eine Anspreng-
oder Kittfläche ist.
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Darüber hinaus ist von Vorteil, wenn die sphärische un die asphärische
Linse in einer mechanischen Linsenfassung mit einer justierbaren Ringschneide gelagert
snd.
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Das asphärische optische Glied besteht aus einer asph:? rischen und
einer sphärischen Linse gleichen Brechwertes, die an einer gemeinsamen Trennfläche
ohne optische Wirkung zusammengefügt und unabhängig voneinander justierbar sind.
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Dadurch ist es möglich, nach dem Herstellungsprozeß der asphärischen
und sphärischen optisch wirksamen Flächen den Krümmungsmittelpunkt der sphärischen
Rückfläche des optischen Gliedes exakt zur optischen Achse der Asphäre zu justieren.
Diese Justierung erfolgt zweckmäßigerweise in einer mechanischen Linsenfassung mit
einer justierbaren Ringschneide. Damit ist eine nachträgliche Beeinflussung der
Abbildungsleistung des asphärischen Gliedes möglich-Die Erfindung soll nachstehend
anhand eines in derm Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert
werden.
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Es zeigen: Fig. 1 Aufbau des erfindungsgemäßen asphärischen optischen
Gliedes Fig. 2 Lagerung des asphärischen optischen Gliedes ri einer justierbaren
Fassung In Fig. 1 ist der Prinzipaufbau des asphärischen optischen Gliedes dargestellt.
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Eine asphärische Linse 1 mit einer optisch wirksamen asphärischen
fläche 2 und eine sphärische Linse 3 nilt einer optisch wirksamen sphärischen Fläche
4 bestehen aus einem Material gleichen Brechwertes und sind an einer Trennfläche
5 ohne optische Wirkung zusammengefügt. Die sphärische Linse 3 ist zur optischen
Achse 6 der asphärischen Linse 1 ausgerichtet.
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In Figur 2 Ist das asphärische optische Glied gemäß Figur 1 in einer
mechanischen Linsenfassung dargestellt.0 einer hochgenau laufenden Bezugaspindel
ist eine Justiervorrichtung 8 drehbar angeordnet0 Innerhalb der Justiervorrichtung
8 befindet sich eine Ringschneidenaufnahme 9, auf der die sphärische Linse 3 mit
der sphätischen Fläche 4 gelagert wird. Mit Hilfe eines aus Gründeu der Vereinfachung
und Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellten und an sich bekannten
Reflexbildgerätes wird der Krümmungsmittelpunkt 10 der sphariechen Fläche 4 auf
eine Bezugsachse 11 ausgerichtet, indem dir Ringschneidenaufnahme 9 durch Justierschrauben
12 verschoben wird. Durch Kippbewegungen der sphärischen Linse 3 auf der Ringschneidenaufnahme
9 wird die Plan flache der sphärischen Linse 3 an der Trennflache 5 rechtwinkling
zur Bezugsachse 11 ausgerichtete An der Tr6nnfläche 5 liegt die asphärische Linse.1
mit ihrer Planfläche auf der Planfläche der sphärischen Linse 3 auf und kahn mittels
Justiermanipulatoren 13 verschoben werden, so daß die optische Achse 6 der asphärischen
Linse 1 zum Krümmungsmittelpunkt 10 justierbar ist0 Durch die drehbare Justiervorrichtung
8, die verschiebbare Ringschneidenaufnahme 99 durch mögliche Kippbewegungen auf
der Ringschneidenaufnahme 99 sowie durch Lageveränderung der asphärischen Linse
1 mittels der Justiermanipulatoren 13 ist eine Reihe manueller oder automatischer
(eventueil rechnergestützterf Justiervorgänge der asphärischen Linse 1 und der sphärischen
Linse 3 zueinander oder miteinander z.B. gemeinsame Drehung um den Krümmungsmittelpunkt
10 möglich. Die Justierung kann zweckmäßigerweise mit in der Zeichnung nicht dargestellten
pneumatisch berührungslosen oder antastenden Meßfühlern durchgeführt werden. Erfindungsgemäß
ist durch die dargestellte Justierbarkeit des asphärischen optische gliedes nach
Figur 1 nach Vollendung des technologischen Herstellungsprizesses eine Lageveränderung
des Krümmungsmittelpunktes 10 zur optischen Achse 6 der asphärischen
Linse
1 möglich, so daß nachträglich (nach der Herstellung) die Abbildungsleistung beeinflußt
werden kann.
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Nach Justierung der Linsen kann ein Ansprengen der plane Ljnsenfläche
an der Trennfläche 5 durch Belastung der asphärischen Linse 1 erreicht werden. Es
ist ebenfalls möglich die asphärische Linsel mit der sphärischen Linse 3 an der
Trennfläche 5 zu verkitten. Der verwendete Kitt muß im Brechzahlenwert dem Brechzahlenwert
der aspharischen Linse 1 und der sphärischen Linse 3 eratsprechen, damit an der
Trennfläche 5 keine optische Strahlenbrechung erfolgt.