DE60132551T2

DE60132551T2 - Verfahren und apparat zur messung der geometrischen struktur eines optischen bauteils durch lichtübertragung

Info

Publication number: DE60132551T2
Application number: DE60132551T
Authority: DE
Inventors: Pierre Devie; Francis Bell; Gilles Le Saux
Original assignee: Essilor International Compagnie Generale dOptique SA
Current assignee: EssilorLuxottica SA
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2021-08-18
Also published as: US20030112426A1; FR2813391B1; JP2004507730A; EP1224448A1; JP5173106B2; ATE384940T1; ES2300355T3; EP1224448B1; US6909498B2; DE60132551D1; WO2002016902A1; FR2813391A1

Description

Die folgende Erfindung hat ein Verfahren und einen Apparat zum Messen der optischen oder geometrischen Struktur eines optischen Bauteils bzw. einer optischen Komponente zum Gegenstand.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es in absoluter Art eine oder mehrere polierte Flächen oder die Aufteilung des Index eines optischen Bauteils zu messen. Man versteht unter absoluter Messung eine Messung, welche keinerlei Vorwissen über das Bauteil bzw. die Komponente erfordert. Das Messen von polierten Flächen und/oder Aufteilungen bzw. Verteilungen des Index ist für verschiedene industrielle Anwendungen geeignet. Sie ist insbesondere auf ophthalmischen Gebiet nützlich für die Kontrolle oder das Messen ophthalmischer Linsen; in diesem Fall erfordert die Herstellung komplexer Flächen die gleichzeitige Bestimmung von Hunderten von Koeffizienten.
Die FR-A-2 710 162 oder EP-A-0 644 411 im Namen der Anmelderin beschreiben ein Deflektometriegerät in Reflexion oder in Transmission. Dieser Apparat bzw. dieses Gerät erlaubt die Messung der geometrischen Struktur eines optischen Bauteils mittels Reflexion oder Transmission. Das Prinzip eines solchen Messgeräts ist es, das zu messende optische Bauteil durch Bestrahlung mit einer bekannten Wellenfläche – im einfachsten Fall eine ebene Welle – zu messen und die Wellenfront nach Reflexion oder Transmission an dem zu messenden optischen Bauteil zu messen. Die Messung der Wellenfläche nach Reflexion oder Transmission erlaubt es auf die geometrischen Merkmale bzw. Charakteristika des zu messenden Bauteils zu schließen.
Die WO-A-9705467 beschreibt einen Apparat bzw. ein Gerät derselben Art. Dieses Dokument schlägt vor das Gerät durch Messen der transversalen Aberration eines Referenzstrahls nach Reflexion oder Transmission durch das zu messende Bauteil zu eichen.
Die in diesen Dokumenten beschriebenen Apparate bzw. Geräte funktionieren tatsächlich nur für eine einzige Fläche eines optischen Bauteils. Für ein Funktionieren in Reflexion erlauben es die Apparate die geometrische Struktur der Fläche zu bestimmen, an welcher das Licht der bekannten Wellenfläche reflektiert wird. Für ein Funktionieren in Transmission erlauben es die Apparate die geometrische Struktur einer der Flächen des optischen Bauteils zu bestimmen, wenn die andere Fläche und der Index des Bauteils bekannt sind. Alternativ kann in Transmission die Aufteilung des Index des Bauteils bestimmt werden, wenn die beiden Flächen des Bauteils bekannt sind. Darüber hinaus ist es von einem praktischen Punkt aus gesehen selten, dass alle Merkmale bzw. Charakteristika eines optischen Bauteils gemessen werden können ohne den Messstand zu verändern.
Es ist mit Hilfe dieser Apparate möglich, sukzessive in Reflexion die beiden Flächen eines optischen Bauteils zu messen um daraus das optische Bauteil abzuleiten; dieses Verfahren weist die folgenden Nachteile auf. Einerseits behindert, wenn eine Fläche mit einer Antireflexbeschichtung versehen ist, diese Beschichtung die Messung; solche Beschichtungen sind häufig an ophthalmischen Linsen vorgesehen. Andererseits kann die Messung in Reflexion es erforderlich machen, die hintere Seite des Bauteils zu mattieren bzw. aufzurauhen um Spiegelungen oder Störbilder zu vermeiden; schließlich muss, selbst wenn es gelingt die zwei Flächen separat zu messen, die Relativposition der Flächen bekannt sein um das Bauteil wieder zu finden, anders gesagt muss die Dicke des Bauteils oder das Prisma an zumindest einem Punkt bekannt sein; dieses relative Positionieren fügt eine Fehlerquelle hinzu.
Die US-A-5 825 476 schlägt einen Kartografierungsapparat eines optischen Bauteils vor. Dieses Dokument schlägt vor ein optisches Bauteil mittels eines Lichtes zu beleuchten, welches eine bekannte Wellenfront aufweist, danach in einem Netz von Mikrolinsen das durch das Bauteil transmittierte oder durch dieses reflektierte Licht aufzunehmen; die Mikrolinsen projizieren das reflektierte oder transmittierte Licht auf eine Mattscheibe; das Bild auf der Mattscheibe wird mittels einer Kamera gespeichert und analysiert um die Struktur der optischen Bauteils zu bestimmen, mittels Vergleichen mit einem Referenzbild. Das in Transmission erhaltene Ergebnis ist eine Stärkekarte des Bauteils und in Reflexion eine Höhenkarte des Bauteils.
In einer der Ausführungsformen schlägt dieses Dokument vor mit zwei Messungen zu verfahren, in zwei Positionen der Mattscheibe, aber ohne weitere Veränderungen in dem System als die Position der Mattscheibe. Diese zwei Messungen erlauben es für jede Mikrolinse den Strahl nach Transmission zu bestimmen, mittels der Kenntnis von zwei Punkten für zwei Positionen der Mattscheibe. Der Eintrittspunkt ist vor der Messung bekannt, da er einer Mikrolinse der am Eintritt platzierten Matrix entspricht. Mit Kenntnis einer der Flächen des Bauteils ist es somit möglich die zweite Fläche des Bauteils zu bestimmen.
Dieses Dokument erlaubt es daher lediglich, wie die drei vorhergehenden Dokumente, die Geometrie einer der Flächen des Bauteils zu bestimmen. Die Geometrie der anderen Fläche des Bauteils wird für die Berechnungen als bekannt angenommen.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Messgerät bzw. -apparat für Gläser, welches es erlaubt die verschiedenen Merkmale bzw. Charakteristika eines optischen Bauteils bzw. einer optischen Komponente zu bestimmen und insbesondere zwei Flächen dieser optischen Komponente bzw. Bauteils. Ein solches Gerät erlaubt es insbesondere effektiv progressive Gläser zu messen, indem in exakter Weise die Form von jeder ihrer beiden Seiten bestimmt wird ohne dass eine Hypothese für eine dieser Flächen formuliert werden muss.
Die Erfindung schlägt folglich ein Verfahren zum Messen der geometrischen Struktur eines optischen Bauteils bzw. einer optischen Komponente in Transmission vor, welches die Schritte umfasst:

– Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente durch ein erstes einfallendes Licht, dessen Wellenfront bekannt ist,
– Messen der Wellenfront des ersten Lichtes nach Transmission bzw. Übertragen durch das optische Bauteil,
– Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente durch ein zweites einfallendes Licht, dessen Wellenfront bekannt ist,
– Messen der Wellenfront des zweiten Lichtes nach Transmission bzw. Übertragen durch das optische Bauteil bzw. die optische Komponente, und
– Berechnen der geometrischen Struktur des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente ausgehend von den bei den Messschritten gemessenen Wellenfronten.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Wellenfronten an der Seite derselben Fläche des Bauteils bzw. der Komponente bei den verschiedenen Messschritten unterschiedlich.
Vorteilhafterweise kann für den Schritt des Messens eine Hartmann oder Shack-Hartmann-Deflektometrie oder eine Rand-Deflektometrie oder auch eine Messung durch Interferometrie verwendet werden.
Vorzugsweise umfassen die Beleuchtungsschritte die Beleuchtung des Bauteils bzw. der Komponente an einer ihrer Flächen, und die Beleuchtung des Bauteils bzw. der Komponente an der anderen ihrer Flächen. In diesem Fall können die ersten und zweiten Lichter identische Wellenfronten aufweisen. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsschritte das Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der Komponente durch ein gleiches bzw. selbes einfallendes Licht umfasst, wobei das Verfahren dann einen Schritt des Umdrehens des optischen Bauteils bzw. der Komponente umfasst.
In einer anderen Ausführungsform umfassen die Beleuchtungsschritte das Beleuchten des Bauteils bzw. der Komponente an einer einzigen ihrer Flächen. In diesem Fall können das erste und das zweite Licht unterschiedliche Wellenfronten aufweisen.
Es ist möglich, dass der Berechnungsschritt durch Optimierung einer Leistungs- bzw. Gütefunktion erfolgt, welche ausgehend von mindestens zwei Messschritten berechnet wird. Es kann auch ein Schritt des Messens der Dicke bzw. der Stärke der Komponente bzw. des Bauteils an zumindest einem Punkt vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zudem die folgenden Schritte:

– Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der Komponente mittels eines drittens einfallenden Lichtes, dessen Wellenfront bekannt ist, und
– Messen der Wellenfront des dritten Lichtes nach Transmission bzw. Übertragung durch das optische Bauteil bzw. die Komponente.

Die Erfindung schlägt auch einen Apparat bzw. ein Gerät zum Messen der geometrischen Struktur eines optischen Bauteils bzw. einer optischen Komponente in Transmission vor, umfassend:

– Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der Komponente mittels eines ersten einfallenden Lichtes, dessen Wellenfront bekannt ist,
– Mittel zum Messen der Wellenfront des ersten Lichtes nach Transmission durch das optische Bauteil bzw. die Komponente,
– Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente mittels eines zweiten einfallenden Lichtes, dessen Wellenfron bekannt und unterschiedlich ist;
– Mittel zum Messen der Wellenfront des zweiten Lichtes nach Transmission bzw. Übertragung durch das optische Bauteil bzw. die optische Komponente,
– Mittel zum Berechnen der geometrischen Struktur des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente ausgehend von den Wellenfronten, welche bei den Messschritten gemessen wurden.

In einer Ausführungsform umfassen die Mittel zum Messen eine Matrix bzw. Anordnung von Mikrolinsen. Sie können ebenfalls ein Netz bzw. Gitter umfassen.
Vorteilhafterweise beleuchten die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der Komponente durch ein erstes einfallendes Licht und die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils bzw. der Komponente durch ein zweites einfallendes Licht das Bauteil bzw. die Komponente an jeder ihrer Seiten beleuchten. In diesem Fall können das erste und zweite Licht identische Wellenfronten aufweisen.
In einer anderen Ausführungsform beleuchten die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein erstes einfallendes Licht und die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein zweites einfallendes Licht die gleiche bzw. selbe Fläche des Bauteils. In diesem Fall können das erste und zweite Licht unterschiedliche Wellenfronten aufweisen.
Der Apparat bzw. das Gerät kann auch Mittel zum Messen der Stärke bzw. Dicke des Bauteils umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst das Gerät bzw. der Apparat:

– Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils mittels eines dritten einfallenden Lichtes, dessen Wellenfront bekannt ist,
– Mittel zum Messen der Wellenfront des dritten Lichtes nach Transmission durch das optische Bauteil.

Es können noch Mittel zum Anzeigen bzw. Visualisieren von Mikrogravuren an dem Bauteil bzw. der Komponente vorgesehen sein.
Anderer Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, die lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die Zeichnungen gegeben werden, welche zeigen:
1 bis 5 schematische Darstellungen von verschiedenen Ausführungsformen eines Apparats für die Umsetzung der Erfindung;
6 eine schematische Darstellung der Berechnung einer Gütefunktion;
7 eine Darstellung ähnlich zu derjenigen der 6 für den Fall einer eben einfallenden Wellenfront;
8 bis 13 Merkmale einer Linse, erhalten durch mechanische Messung der Linse;
14 bis 16 die Merkmale der Linse der 8 bis 13, erhalten durch Rekonstruktion gemäß dem Stand der Technik;
17 bis 22 die Merkmale der Linse der 8 bis 13, erhalten durch das Verfahren der Erfindung.
Die Erfindung beruht, wie bei den in der FR-A-2 710 162 oder WO-A-9 705 467 beschriebenen Geräten der Anmelderin, auf der Analyse von Wellenfronten – oder von Strahlen die dazu senkrecht sind – nach und vor Transmission durch das zu messende Bauteil bzw. die Komponente. Es kann für das Messen der Wellenfront des Lichtes nach Transmission durch das Bauteil wie in diesen Dokumenten ein Verfahren der Randdeflektometrie oder auch ein sogenanntes Hartmann oder Shack-Hartmann-Deflektometrieverfahren verwendet werden. Es kann auch die Wellenfront des transmittierten Lichts durch interferometrische Verfahren und beispielsweise durch Mach-Zender-Interferometrie oder durch die Interferometrie gemäß dem „lateral shearing interferomtry" genannten Verfahren gemessen werden.
Die Erfindung schlägt vor mit zwei Transmissionsmessungen in zwei unterschiedlichen optischen Konfigurationen zu verfahren und daraus ohne vorherige Hypothesen bzw. Annahmen die zwei Flächen des Bauteils bzw. der Komponente sowie auch ihre relative Position abzuleiten. Eine mögliche Lösung besteht darin eine Güte- bzw. Leistungsfunktion zu minimieren oder zu maximieren, indem als Variablen das Ensemble bzw. die Gesamtheit der für die Geometrie des Glases repräsentativen Koeffizienten genommen wird, so dass, wenn die Gütefunktion minimal – oder maximal – ist, die durch die Variablen angenommenen Werte den Werte von jedem der Koeffizienten entsprechen, welche die geometrischen Merkmale des Bauteils definieren. Die optischen Konfigurationen sind unterschiedlich bei der Messung, bei der das Durchqueren der Komponente bzw. des Bauteils über verschiedene optische Pfade erfolgt.
Die Erfindung kann insbesondere für die Messung von fertigen Linsen angewendet werden. Bezüglich des Standes der Technik vermeidet sie eine der Flächen der Linsen als bekannt anzunehmen. Sie ist genauer und einfacher umzusetzen, als zwei Messungen in Reflexion an den zwei Seiten des Bauteils:

– die Erfindung kann umgesetzt werden, selbst wenn die Flächen des Bauteils mit einer Antireflexbehandlung beschichtet sind;
– die Erfindung wird umgesetzt ohne die hintere Fläche des zu messenden Bauteils zu mattieren bzw. aufzurauhen, um Störbilder zu vermeiden;
– die Erfindung vermeidet Probleme der relativen Positionierung der zwei durch Reflexion separat gemessenen Flächen.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, in welcher die Wellenflächen mittels sogenannter Hartmann oder Shack-Hartmann-Deflektometrie bestimmt werden; das Prinzip dieser Deflektometrie ist in der US-A-5 825 476 beschrieben. Wie in diesem Dokument erklärt, wird das zu messende optische Bauteil mittels eines Lichtes beleuchtet, welches eine bekannte Wellenfront aufweist. Das durch das optische Bauteil transmittierte Licht wird an ein Netz bzw. Gitter von Mikrolinsen appliziert, welche Bilder in einer auf einer Mattscheibe materialisierten Ebene oder mittels einer Matrix von charged coupled devices (CCD) formen. Die Position des Bildpunktes von jeder Mikrolinse hängt von der auf die Mikrolinse applizierten Wellenfront ab. Das Einbringen eines optischen Bauteils in das System induziert eine Veränderung der einfallenden Wellenfront an den Mikrolinsen, und somit eine Variation der Position des Bildpunktes von jeder Mikrolinse; die Analyse des Versatzes des Bildpunktes von jeder Mikrolinse erlaubt es die durch das Einbringen des optischen Bauteils in das System hervorgerufene Veränderungen der Wellenfront zu messen.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Geräts bzw. Apparates für die Umsetzung der Erfindung; in der Ausführungsform der 1 werden für die zwei Messungen in Transmission gemäß zweier unterschiedlicher Konfigurationen zwei verschiedene einfallende Lichter verwendet, und genauer gesagt ein Licht, welches eine ebene Wellenfront hat, und ein Licht, welches eines sphärische Wellenfront hat.
Das Gerät der 1 weist dabei einen Träger (nicht dargestellt) auf um ein optisches Bauteil bzw. eine optische Komponente 2 aufzunehmen, welche eine hintere Fläche 4 und eine vordere Fläche 6 aufweist; die Begriffe „vordere" und „hintere" sind hier lediglich verwendet um die Flächen zu identifizieren und entsprechen nicht notwendigerweise der weiteren Verwendung des Bauteils; anders gesagt, das Bauteil kann „umgedreht bzw. anders herum" in dem Gerät angeordnet werden.
Das Gerät weist zudem eine Lichtquelle auf, welche eine ebene Wellenfront aufweist. Es kann wie in der WO-A-9705467 eine punktuelle Quelle 8 und eine Linse 10 verwendet werden, welche ein einfallendes Licht an der hinteren Fläche 4 des zu messenden Bauteils mit einer ebenen Wellenfront erzeugen. Das Gerät weist auch eine Lichtquelle auf, welche eine sphärische Wellenfront aufweist. Es kann eine zweite punktuelle Quelle 12 verwendet werden, welche ein einfallendes Licht an der hinteren Fläche des Bauteils mit einer sphärischen Wellenfront generiert. Es wird eine semireflektierende bzw. halbreflektierende Einrichtung bzw. Schicht 14 verwendet um die hintere Fläche 4 des Bauteils mit den Lichtern, welche von den Quellen 8 und 12 kommen, zu beleuchten: das Licht, welches von der Quelle 8 und der Linse 10 kommt, quert die semireflektierende Einrichtung 14 während das Licht, welches von der Quelle 12 kommt, durch die Einrichtung 14 reflektiert wird. Es könnte auch eine gemeinsame Quelle für die beiden Lichter verwendet werden, beispielsweise indem vorgesehen wird, dass die Kollimationslinse 10 klappbar ist. Es ist dann in einem Gerät der Erfindung möglich die hintere Bauteil-Fläche 4 sukzessive mit zwei Lichtern zu beleuchten, wobei jedes eine bekannte Wellenfront aufweist.
Das Gerät kann auch Mittel aufweisen um an einem Punkt die Stärke bzw. Dicke des Bauteils zu messen. Es ist möglich beispielsweise eine Messung in Reflexion des Bauteils an der Achse der Vorrichtung vorzusehen, an einer und der anderen Seite des Bauteils. Eine solche Messung erlaubt es die Normale der Flächen des Bauteils am Schnittpunkt mit der Achse des Geräts zu bestimmen, sowie die Stärke bzw. Dicke des Bauteils an dieser Achse. Für diese Messungen können auf der Seite der hinteren Fläche wie auf der Seite der vorderen Fläche die in der FR-A-2 710 162 oder WO-A-9705467 beschriebenen Mittel verwendet werden, welche hier nicht von neuem beschrieben werden.
Eine solche Messung der Dicke ist bei der Umsetzung der Erfindung nicht unumgänglich; die Messung der Dicke erlaubt es die Bestimmung der Merkmale des Bauteils zu beschleunigen. Es bleibt möglich die Dicke des Bauteils nicht zu messen, und diese zu bestimmen, während der Optimierungssuche, welche weiter unten beschrieben ist.
Das Gerät weist weiter Mittel zum Bestimmen der Wellenfront des von dem Bauteil transmittiertenten Lichts auf. In der Ausführungsform der Figur kann, wie oben angedeutet, eine Hartmann-Deflektometrie oder eine Shack-Hartmann-Deflektometrie angewendet werden, wenn Mikrolinsen verwendet werden; das Gerät weist dann ein Netz bzw. eine Anordnung von Mikrolinsen 16 und eine Analyseebene 18 auf, an welcher die Mikrolinsen ein Bild formen. Diese Analyseebene könnte entweder aus einer Mattscheibe bzw. einem Mattglas oder direkt aus einer CCD bestehen. Wie weiter oben erklärt erlaubt es die Analyse des an der Analyseebene geformten Bildes die Wellenfront des durch das Bauteil transmittierten Lichtes zu bestimmen.
Typische Dimensionen des Geräts bzw. Apparats der 1 sind die Folgenden: die Linse 10 ist an der Hauptachse angeordnet, welche durch das zu messende Bauteil 2 und die Matrix 16 der Mikrolinsen verläuft; sie weist einen Durchmesser von 100 mm und einen Fokus bzw. eine Brennweite im Bereich von 110 bis 250 mm auf. Die separierende Einrichtung bzw. Schicht 14 weist einen Durchmesser von 150 mm auf. Der Abstand zwischen der zweiten Quelle 12 (angeordnet an einer Achse senkrecht zu der Hauptachse) und dem Schnittpunkt zwischen der 14 und der Hauptachse ist in der Größenordnung von 70 mm. Der Abstand zwischen diesem selben Punkt und der Fläche des optischen Bauteils 2 ist auch in der Größenordnung von 70 mm. Der Abstand zwischen dem Bauteil 2 und dem Shack-Hartmann kann auch im Bereich zwischen 0 und 30 mm sein. Die Quellen 8 und 12 können Laserdioden oder LEDs sein.
Das Gerät bzw. der Apparat der 1 erlaubt somit eine Messung der Wellenfront von zwei durch das Bauteil transmittierten Lichtern. In anderen Worten erlaubt es der Apparat bzw. das Gerät in zwei unterschiedlichen Konfigurationen die Transmission eines einfallenden Lichtes bekannter Wellenfront durch das zu messende Bauteil zu messen. Das Gerät kann gegebenenfalls auch eine Messung der Dicke bzw. Stärke des Bauteils an einem Punkt ermöglichen. In der 1 ist das Bauteil an der optischen Achse des Geräts zentriert; wie weiter unten erklärt ist es in dem Verfahren der Erfindung nicht notwendig, dass das Bauteil exakt auf der optischen Achse des Geräts zentriert ist, und ein gröberes Positionieren ausreicht.
Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Apparats bzw. Gerätes für die Umsetzung der Erfindung. In der Ausführungsform der 2 wird für die zwei Messungen in Transmission gemäß zweier unterschiedlicher Konfigurationen eine einzige Lichtquelle verwendet, aber das Bauteil gedreht um es an seinen zwei Seiten zu beleuchten. Der Apparat weist dann eine Lichtquelle 20 auf, welche ein Licht bekannter Wellenfront generiert – in dem Beispiel der Figur ein Licht mit sphärischer Wellenfront. Das Licht fällt auf ein an einem nicht dargestellten Träger montiertes Bauteil 22; das Bauteil weist eine hintere Fläche 24 und eine vordere Fläche 26 auf. Der Apparat weist weiter Mittel zum Bestimmen der Wellenfront des durch das Bauteil transmittierten Lichts auf; wie in der Ausführungsform der 1 wird ein Netz bzw. eine Anordnung von Mirkolinsen 28 und eine Analyseebene 30 verwendet.
Das Gerät der 2 erlaubt Messungen der Wellenfront des gemäß unterschiedlicher Konfigurationen durch das Bauteil transmittierten Lichtes, wie jetzt erklärt wird. Es wird mit dem Montieren des optischen Bauteils in dem Träger begonnen wie in der Figur dargestellt; das Licht, welches von der Quelle 20 kommt beleuchtet das Bauteil an der hinteren Seite 24 und die Wellenfront des transmittierten Lichtes wird mittels der Anordnung 28 und der Ebene 30 bestimmt. Das optische Bauteil 22 wird dann umgedreht, mittels Drehung des Trägers, wie mittels des Pfeils 32 in der 2 symbolisiert. Das von der Quelle 20 kommende Licht beleuchtet also das Bauteil an der vorderen Fläche 26 und die Wellenfront des transmittierten Lichtes wird mittels der Anordnung 28 der Ebene 30 bestimmt.
Anders gesagt entspricht die erste Konfiguration einer Beleuchtung des Bauteils an seiner hinteren Fläche 24 durch das von der Quelle 20 emittierte bekannte Licht. Die zweite Konfiguration entspricht einer Beleuchtung des Bauteils an seiner vorderen Fläche 26 durch das von der Quelle 20 emittierte bekannte Licht. Das Wichtige bei dem Gerät der 2 ist es die zwei Konfigurationen in einem selben bzw. einzigen mit dem Bauteil verbundenen Koordinatensystem versetzen zu können; eine Lösung dafür besteht darin, präzise die Natur des Umdrehens zu kennen; man kann dazu einfach einen Träger verwenden, welcher ein bekanntes Drehen des optischen Bauteils gewährleistet.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Apparats bzw. Gerätes für die Umsetzung der Erfindung. In der Ausführungsform der 3 werden für die zwei Messungen in Transmission gemäß zweier unterschiedlicher Konfigurationen zwei unterschiedliche Lichtquellen verwendet, welche das Bauteil an seinen zwei Flächen beleuchten.
Das Gerät der 3 weist einen Träger (nicht dargestellt) auf um ein optisches Bauteil 34 aufzunehmen, welches eine hintere Fläche 36 und eine vordere Fläche 38 aufweist. Das Gerät weist zudem eine Lichtquelle auf, welche eine ebene Wellenfront aufweist; diese Lichtquelle besteht aus einer punktuellen Quelle 40 und einer Linse 42, welche durch eine semireflektierende Einrichtung bzw. Schicht 44 ein auf die hintere Fläche 36 des zu messenden Bauteils einfallendes Licht mit einer ebenen Wellenfront generieren. Das durch das Bauteil transmittierte Licht wird von einer zweiten semireflektierenden Einrichtung bzw. Schicht 46 zu einem Netz bzw. einer Anordnung von Mikrolinsen 48 und einer CCD-Ebene 50 reflektiert.
Das Gerät weist auch eine Lichtquelle auf, welche eine sphärische Wellenfront aufweist, welche das Bauteil an der vorderen Seite beleuchtet. Es wird eine zweite punktuelle Quelle 52 verwendet, welche durch die semireflektierende Einrichtung bzw. Schicht 46 auf der vorderen Fläche 38 des Bauteils 34 ein mit einer sphärischen Wellenfront einfallendes Licht generiert. Das von der Quelle 52 kommende und von dem optischen Bauteil transmittierte Licht wird von der semireflektierenden Einrichtung bzw. Schicht 44 zu einer zweiten Anordnung von Mikrolinsen 54 und einer zweiten CCD-Ebene 56 reflektiert.
Das Gerät erlaubt offensichtlich eine Messung des von dem Bauteil gemäß zwei Konfigurationen transmittierten Lichtes. In der ersten Konfiguration wird das Bauteil in seiner als hintere qualifizierte Fläche 36 von einem Licht beleuchtet, welches eine ebene Wellenfront aufweist; in der zweiten Konfiguration wird das Licht an seiner als vordere qualifizierten Fläche 38 durch ein Licht beleuchtet, welches eine sphärische Wellenfront aufweist. Man kann selbstverständlich die Vorrichtung modifizieren um nur einen einzigen Satz von Messmitteln der transmittierten Wellenfront zu verwenden, beispielsweise mit Hilfe von Spiegeln oder zusätzlichen halbreflektierenden Schichten bzw. Einrichtungen.
Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Geräts zur Umsetzung der Erfindung. Das Gerät bzw. der Apparat der 4 unterscheidet sich von demjenigen der 3 lediglich dadurch, dass in der zweiten Konfiguration ein Licht verwendet wird, welches eine ebene Wellenfront aufweist; die punktuelle Quelle 52 der 3 ist dann in der 4 durch eine punktuelle Quelle 58 und eine Linse 60 ersetzt, welche die vordere Fläche 38 des Bauteils mit einem Licht beleuchtet, welches eine ebene Wellenfront aufweist.
Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines Apparats bzw. Gerätes für die Umsetzung der Erfindung. Das Gerät bzw. der Apparat der 5 weist den Vorteil auf nicht nur auf die Struktur des zu messenden optischen Bauteils bezogenen Daten anzuzeigen, sondern auch die Gravuren an diesem Bauteil. In dem Fall einer ophthalmischen Linse sind diese Gravuren für den Optiker wichtig: in der Tat werden sie als Referenz beim Ausführen des Schneidens bzw. Abränderns verwendet, was es erlaubt die Linse an die Form des von dem Träger gewählten Gestells anzupassen. Das Gerät der 5 weist weiter Beleuchtungs- und Messmittel gemäß zweier unterschiedlicher Konfigurationen auf. Eine CCD-Kamera, die an der Fläche der Linse ausgerichtet worden ist, erlaubt es die Gravuren zu Visualisieren.
Das gerät weist dabei einen Träger (nicht dargestellt) auf, um ein optisches Bauteil bzw. eine optische Komponente 62 aufzunehmen, welche eine hintere Fläche 64 und eine vordere Fläche 66 aufweist. Eine CCD-Kamera 68 wird mit Hilfe einer Linse 70 auf die Fläche des Bauteils fokussiert. Die Achse 72 der Kamera und der Linse sind im Wesentlichen mit der optischen Achse des Bauteils überlagert.
Das Gerät weist zudem eine Lichtquelle auf, welche eine ebene Wellenfront aufweist; diese Lichtquelle besteht aus einer punktuellen Quelle 74 und einer Linse 76, welche ein auf der vorderen Fläche 66 des zu messenden Bauteils mit einer ebenen Wellenfront einfallendes Licht generiert. Das Licht mit ebener Wellenfront wird von dem Bauteil auf eine Anordnung von Mikrolinsen 78 und eine CCD-Ebene 80 transmittiert. Das Licht mit ebener Wellenfront weist einen schiefen Einfallswinkel an dem zu messenden Bauteil auf um es zu erlauben die Gravuren des Bauteils zu visualisieren; Genauer ist der Winkel α zwischen der Achse 82 des Messpfades und der Achse 72 des Visualisierungspfades der Mikrogravuren größer als 10°.
Das Gerät weist auch eine Lichtquelle auf, welche eine sphärische Wellenfront aufweist, welche das Bauteil an der hinteren Fläche beleuchtet. Es wird eine zweite punktuelle Quelle 84 verwendet, welche ein auf der hinteren Fläche 64 des Bauteils mit einer sphärischen Wellenfront einfallendes Licht generiert. Das von der Quelle 84 kommende Licht wird von dem optischen Bauteil zu einer zweiten Anordnung von Mikrolinsen 86 und einer zweiten CCD-Ebene 88 transmittiert. Das Licht der sphärischen Wellenfront weist auch einen schrägen Einfallswinkel an dem zu messenden Bauteil auf, um es zu erlauben die Gravuren des Bauteils zu visualisieren; genauer ist der Winkel β zwischen der Achse 90 des Messpfades und der Achse 72 des Visualisierungspfades der Mikrogravuren größer als 10°.
Das Gerät bzw. der Apparat der 5 erlaubt eine Messung des durch das Bauteil bzw. die Komponente gemäß zweier zu denjenigen der 3 ähnlichen Konfigurationen transmittierten Lichtes, bei nahem bzw. ähnlichem Einfallswinkel. Es erlaubt zudem die Mikrogravuren der Linse zu visualisieren bzw. sichtbar zu machen und damit eine Messung des Bauteils bzw. der Komponente in einem mit den Mikrogravuren verbundenen Koordinatensystem bereitzustellen.
Es wird auch verstanden, dass man in dem Gerät der 5 Quellen verwenden könnte, welche eine Beleuchtung mit identischen Wellenfronten gewährleisten, oder auch Quellen, welche eine Beleuchtung einer selben Fläche des optischen Bauteils gewährleisten. In allen Fällen können, wie mit Bezug auf die 1 beschrieben, Mittel zum Messen der Dicke bzw. Stärke des Bauteils an einem Punkt vorgesehen sein.
Für alle beschriebenen Apparate können aufgrund der im Folgenden beschriebenen Optimierung die Flächen und die Dicke unabhängig von der Position des optischen Bauteils in dem Bezugssystem der Montage gefunden werden. Um dann die Flächen mit dem optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente verknüpfen zu können, kann es wichtig bzw. interessant sein, wie bei der 5 erklärt, die Position eines Punkts des optischen Bauteils in dem Bezugssystem zu bestimmen. Neben der bei der 5 vorgeschlagenen Lösung können dazu in dem Gerät Mittel zum Messen der Position eines Punktes an einer der Flächen des optischen Bauteils vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Autokollimatioin eines Lasers oder andere an sich bekannte Mittel verwendet werden, um die Position eines Punktes des optischen Bauteils in dem Bezugssystem des Apparats zu messen; es könnte auch der Winkel gemessen werden, den die Fläche des optischen Bauteils mit der optischen Achse des Apparats bildet. Diese Lösung erlaubt es auf die eine oder andere Art die aufgrund der Erfindung bestimmte Fläche des Bauteils und das optische Bauteil selbst zu assoziieren bzw. zu verknüpfen.
Ausgehend von diesen Messungen der Wellenfront in Transmission in zwei Konfigurationen schlägt die Erfindung vor die Struktur des Bauteils bzw. der Komponente zu bestimmen. Sie schlägt dazu vor ein Optimierungsverfahren bzw. eine Optimierungssuche der zwei Flächen des Bauteils zu verwenden, mit Hilfe einer Gütefunktion bzw. Leistungsfunktion, welche repräsentativ für die zwei in den zwei verschiedenen Konfigurationen transmittierten Wellenfronten ist. Die Definition der Gütefunktion ist unabhängig von den zwei Flächen und erlaubt in jedem Fall diese zwei Flächen zu finden. Im Gegensatz zu den Lösungen des Standes der Technik beruht die Erfindung auf der Feststellung, dass die gleichzeitige Auswertung der zwei Messungen es erlaubt die zwei Flächen des Bauteils zu bestimmen.
Wenn die Dicke des Bauteils nicht gemessen wurde, kann sie auch während dem Optimierungsverfahren bzw. bei der Optimierungssuche bestimmt werden. In diesem Fall zeigt es sich, dass die Gütefunktion lokale Minima für bestimmte Dickewerte aufweisen kann, aber immer ein absolutes Minimum für die reelle Dicke des Bauteils aufweist. Wenn die Dicke bekannt ist, kann man sich damit zufrieden geben das Minimum für diesen Dickewert zu suchen. In bestimmten Fällen erlaubt eine lokale Optimierung nicht die Dicke des Bauteils zu finden; dann erlaubt eine globale Optimierung es, das Extremum zu finden und somit die Dicke des Bauteils.
Das Prinzip eines Optimierungsverfahrens bzw. einer Optimierungssuche ist an sich bekannt. Man definiert Ausgangswerte für die vordere und hintere Seite des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente. Man definiert eine Gütefunktion, die dazu geeignet ist für die gängigen Werte der vorderen und hinteren Fläche des Bauteils berechnet zu werden; diese Gütefunktion ist dazu gedacht bzw. konzipiert einen minimalen oder maximalen wert aufzuweisen, wenn die gängigen bzw. gebräuchlichen Werte der vorderen und hinteren Fläche gleich zu den zu messenden Werten sind. Das Optimieren besteht darin mittels aufeinander folgenden Iterationen die gängigen Werte der vorderen und hinteren Fläche variieren zu lassen, ausgehend von den Ausgangswerten, bis ein Extremum der Gütefunktion gefunden wird.
Die 6 zeigt ein Beispiel einer Definition der Gütefunktion für die Berechnung der Flächen; die Erklärung in dem Fall der 6 ist eine Erklärung in Begriffen der Wellenfront für die Beleuchtung des Bauteils an seiner hinteren Fläche.
In der Figur ist der Verlauf bzw. der Gang des zu rekonstruierenden optischen Bauteils dargestellt, anders gesagt die laufenden bzw. gängigen Werte der hinteren Fläche 92 und der vorderen Fläche 94. In der Figur ist die bekannte Wellenfront 96 des an der hinteren Fläche 92 einfallenden Lichtes angetragen, sowie die gemessene Wellenfront 98 des durch das Bauteil transmittierten Lichts. Die Figur zeigt weiter einen Strahl 100, welcher nach der Transmission durch das Bauteil aufgenommen worden ist, in einer der Messkonfigurationen. Es ist möglich wenn die laufenden bzw. geläufigen Werte der hinteren Fläche 92 und der vorderen Fläche 94 bekannt sind, in dem Raum der einfallenden Wellenfront den einfallenden Strahl 102 mittels inverser Ausbreitung durch das optische Bauteil zu berechnen. Man kann somit den Schnittpunkt des einfallenden Strahls 102 mit der einfallenden Wellenfront 96, welche bekannt ist, bestimmen. Am so bestimmten Schnittpunkt werden die Differenzen des Richtungskosinus (x, y, z) des Strahls 102 und des Richtungskosinus (x ^, ŷ, ẑ) der Normalen 104 der Wellenfront berechnet. Man nennt hier Richtungskosinus bzw. leitender Kosinus die Koordinaten in einem Koordinatensystem mit einem Einheitsvektor, kollinear zu dem Strahl oder der Normalen.
Die Gütefunktion kann somit als Summe der Differenzen zum Quadrat der Richtungskosinusse für verschiedene Strahlen und für die zwei Messkonfigurationen ausgedrückt werden, d. h.:
Es ist klar, dass diese Definition einer Gütefunktion entspricht:

– sie ordnet eine reelle Zahl den laufenden bzw. gängigen Werten der Flächen zu;
– die Funktion ist positiv oder Null;
– sie wird Null, wenn in den zwei Messkonfigurationen die durch inverse Ausbreitung berechneten Strahlen identisch zu den einfallenden Lichtstrahlen sind, anders gesagt, wenn die laufenden Werte für die vordere und hintere Fläche identisch zu der realen vorderen und hinteren Fläche sind.

Anders gesagt, weist die Funktion ein Extremum auf, wenn die Werte der Flächen gleich zu den realen Flächen des Bauteils sind. Die Gütefunktion könnte aus jeder Funktion bestehen, welche den Abstand zwischen der augenblicklichen bzw. laufenden bzw. gängigen Wellenfronten der Referenzwellenfront quantifiziert.
Die 7 ist ähnlich zu der 6, zeigt aber den Fall einer einfallenden Referenzwellenfront, welche eben ist. In diesem Fall ist die Normale zu der einfallenden Wellenfront konstant über die gesamte Fläche des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente; sie ist somit identisch für alle Strahlen 102, was die Berechnungen vereinfacht; in der Tat ist es nur einmal notwendig den Führungs- bzw. Richtungskosinus der Normalen zur Wellenfront zu berechnen. In einer solchen Konfiguration reicht es aus den Richtungskosinus des Strahls 102 und die von der ebenen Wellenfront beleuchtete Fläche des Bauteils zu kennen ohne die inverse Ausbreitung des Strahls 102 nachzuverfolgen. In der Figur wurde ein zweiter Strahl 106 angetragen und der Strahl mittels inverser Ausbreitung 108 konstruiert.
Andere Gütefunktionen können verwendet werden. In allen Fällen wird die Gütefunktion ausgehend von der Transmission des Lichtes in den zwei oben genannten unterschiedlichen optischen Konfigurationen berechnet. Die Tatsache, eine ausgehend von zwei unterschiedlichen Konfigurationen berechnete Gütefunktion zu verwenden, erlaubt es gleichzeitig die zwei Flächen des optischen Bauteils bzw. der optischen Komponente zu bestimmen.
Die Erfindung erlaubt es mit Präzision die zwei Flächen eines optischen Bauteils nach zwei Transmissionsmessungen zu bestimmen. Es wird nun ein Beispiel der Umsetzung der Erfin dung für die Messung eines progressiven Glases gegeben. Das gemessene progressive Glas war ein von der Anmelderin unter der Marke Varilux Comfort vertriebenes Glas; die hintere Seite ist sphärisch; die vordere Seite ist progressiv. Die Linse weist eine Basis von 7,25 Dioptrien, eine Stärke von 5,00 Dioptrien, einen Verschreibungszylinder von Null, eine Addition von 2,00 Dioptrien auf. In dem Beispiel wurden zwei Messungen in Transmission mit zwei eben einfallenden Wellenfronten, welche das Bauteil in entgegen gesetzte Richtungen queren, verwendet. Die Matrix von Mikrolinsen weist eine Schrittweite von 2 mm auf und das einfallende Licht beleuchtet die Linse in einem Durchmesser von 50 mm; der Abstand zwischen der hinteren Seite des Glases und der Matrix der Sensoren war in jeder Richtung des einfallenden Lichtes 12 mm.
Für die Optimierung wurde eine Gütefunktion vom oben beschriebenen Typ verwendet, mit 845 Strahlen. Die für die hintere und vordere Fläche und die Dicke verwendeten Ausgangswerte waren die Folgenden:

– hintere Fläche: sphärische Fläche mit Radius 160 mm;
– vordere Seite: mittlere parabolische Fläche mit 1xr² vom Durchmesser 56 mm;
– Dicke des Bauteils 2 mm.

Die Optimierung erfolgt mittels eines Verfahrens geringer Quadrate bzw. kleinerer Quadrate, auf 461 Variablen, d. h. eine Modellierung mittels eines Zernike-Polynoms mit 230 Variablen für jede Fläche und einer Variablen für die Dicke. In zehn Iterationen erreicht die Gütefunktion einen Wert von 0,1 10^–14.
Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit den Resultaten einer mechanischen Messung von jeder Fläche des Bauteils mit Hilfe einer dreidimensionalen Messmaschine mit einer Präzision größer als 1 μm und einem Messschritt von 2 mm verglichen. In jedem Messpunkt und für jede Fläche ist der Unterschied zwischen der gemäß der Erfindung berechneten Höhe und der gemessenen Höhe geringer als 1 μm.
Die 8 bis 22 zeigen die Merkmale bzw. Charakteristika der Linse in diesem Umsetzungsbeispiel der Erfindung. Die 8 bis 13 zeigen die Merkmale der Linse, welche ausgehend von einer mechanischen Messung der Erfindung erhalten wurden, und im Detail:

– 8 die mittlere Sphäre und die maximale und minimale Krümmung des Meridians der vorderen Seite des Glases;
– die 9 die Karte der mittleren Sphäre er vorderen Seite;
– die 10 die Karte des Zylinders der vorderen Seite;
– die 11 die mittlere Sphäre und die maximale und minimale Krümmung des Meridians der hinteren Seite des Glases;
– die 12 die Karte der mittleren Sphäre der hinteren Seite;
– die 13 die Karte des Zylinders der hinteren Seite.

Für die 8 und 11 ist der Meridian durch drei Abschnitte definiert, wie in den Patenten FR-A-2 683 642 und FR-A-2 683 643 der Anmelderin erklärt.
Die 14 bis 16 zeigen die Ergebnisse einer Rekonstruktion gemäß dem Stand der Technik, was in der Praxis den mit dem in den Anmeldungen FR-A-2 710 162 oder EP-A-0 644 411 der Anmelderin beschriebenen Verfahren enthaltenen Resultaten entspricht, wobei angenommen wird, dass die hintere Seite perfekt sphärisch ist und einen Radius von 164,38 mm aufweist. Die Figuren zeigen:

– 14 die mittlere Sphäre und die maximale und minimale Krümmung des Meridians der vorderen Seite des Glases;
– die 15 die Karte der mittleren Sphäre der vorderen Seite;
– die 16 die Karte des Zylinders der vorderen Seite.

Die 17 bis 22 sind ähnlich zu den 8 bis 13, zeigen aber die mit dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Ergebnisse. Man stellt eine große Ähnlichkeit zwischen den entsprechenden Figuren fest. Insbesondere findet man dank der Erfindung die Fehler der hinteren Seite des Bauteils, die, wie angemerkt wird, perfekt sphärisch ist.
Zum Vergleich sind die 10 und 19 ziemlich unterschiedlich zu der 16, insbesondere was den oberen Abschnitt der Linse betrifft, welcher dem Fernsichtbereich entspricht. In anderen Worten erhält man dank der Erfindung dieselben Ergebnisse wie mit einer mechanischen Messung; aber diese Resultate sind unterschiedlich zu denjenigen, die erhaltenen werden, wenn angenommen wird, dass die hintere Seite der Linse perfekt sphärisch ist. Die Erfindung erlaubt es gegenüber dem Stand der Technik zu vermeiden, die Fehler der hinteren Seite auf die vordere Seite der Linse zu übertragen, wenn diese nicht exakt identisch zu ihrem Sollwert ist.
Genauso entspricht der in der 20 dargestellte Meridian gut dem in der 11 dargestellten gemessenen Meridian. In diesem Fall sind die Abstände bzw. Unterschiede bezüglich der hinteren als sphärisch angenommenen Fläche gering.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die lediglich beispielhaften beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist; daher können zum Bestimmen der Wellenfront des transmittierten Lichts andere Verfahren als die Hartmann-Deflektometrie verwendet werden, und beispielsweise ein Randdeflektometrieverfahren, wie in der FR-A-2 710 162 oder WO-A-9705467 , welche ein Ronchi-Netz verwenden. Es können auch interferometrische Verfahren verwendet werden. Das Verfahren ist nicht auf das Hervorbringen geringer Abstände beschränkt; die Erfindung erlaubt es von jeder der zwei Flächen beigebrachte Korrekturen zu bestimmen, ohne vorhergehende Hypothesen an diesen zwei Flächen.
In der Montage der 1, wie in derjenigen der 2, können andere Mittel zum Erzeugen der Lichter bzw. Beleuchtungen mit unterschiedlichen Wellenfronten verwendet werden; in der Ausführungsform der 1 könnte die Kollimationslinse 10 ausgetauscht werden oder eine zusätzliche Linse zugefügt werden. In der Ausführungsform der 2 könnte eine einzelne Quelle verwendet werden und das Bauteil gedreht werden. Man könnte auch die Ausführungsformen mischen und eine Lichtquelle mit ebener Wellenfront und eine Lichtquelle mit sphärischer Wellenfront in der Ausführungsform der 2 verwenden. Dies findet auch auf die 3 bis 5 Anwendung.
Wenn die Dicke des Bauteils im Zentrum oder an einen Punkt bekannt ist, können die Mittel zum Messen dieser Dicke weggelassen werden; alternativ können jegliche bekannten Mittel zum Bestimmen des Prismas oder der Dicke des Bauteils verwendet werden.
In den oben angegebenen Beispielen wurde vorgeschlagen zwei Messserien zu verwenden um die Merkmale der zwei Flächen der zwei Linsen zu bestimmen. Es ist auch möglich mit mehr als zwei Messserien zu verfahren, immer in Transmissionskonfigurationen. Wie weiter oben erklärt, werden unterschiedliche Konfigurationen verwendet, d. h. verschiedene transmittierte und einfallende Wellenfronten.
Mit mehr als zwei Messungen zu verfahren kann insbesondere nützlich sein um mittels Optimieren andere Merkmale des optischen Bauteils zu bestimmen. Beispielsweise könnten für ein optisches Bauteil mit variablem Index mit Hilfe von drei Messserien die Flächen des optischen Bauteils und die Verteilung des Index bestimmt werden. Es ist auch bekannt zwei optische Bauteile ausgehend von zwei Scheiben, welche eine ebene Seite und eine nicht ebene Seite aufweisen aufzubauen, welche an ihren ebenen Seite zusammen gesetzt werden. Für ein solches Bauteil erlaubt es die Erfindung nicht nur die Flächen und die Dicke des Bauteils zu bestimmen, sondern auch die Position der Schnittstelle bzw. Verbindung zwischen den zwei Scheiben.
In jedem der Fälle ist es vorteilhaft, dass das einfallende Licht die Gesamtheit der verwendeten Fläche des optischen Bauteils beleuchtet, d. h. den Abschnitt des Bauteils für den die Merkmale gesucht werden.

Claims

Verfahren zum Messen in Transmission der geometrischen Struktur eines optischen Bauteils (2) mit den folgenden Schritten: – Beleuchten des optischen Bauteils durch ein erstes einfallendes Licht (8, 10), dessen Wellenfront bekannt ist, – Messen (16, 18) der Wellenfront des ersten Lichts nach Transmission durch das optische Bauteil, – Beleuchten des optischen Bauteils durch ein zweites einfallendes Licht (12, 14), dessen Wellenfront bekannt ist, – Messen (16, 18) der Wellenfront des zweiten Lichts nach Transmission durch das optische Bauteil, – Berechnen der geometrischen Struktur des optischen Bauteils ausgehend von den bei den Messschritten gemessenen Wellenfronten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenfronten auf der Seite der gleichen Fläche des Bauteils bei den verschiedenen Messschritten unterschiedlich sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messschritt durch Hartmann- oder Shack-Hartmann-Deflektometrie ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messschritt durch Randdeflektometrie ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messschritt ein Messschritt durch Interferometrie ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsschritte das Beleuchten des Bauteils auf einer seiner Flächen und das Beleuchten des Bauteils auf der anderen seiner Flächen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Licht identische Wellenfronten aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsschritte das Beleuchten des optischen Bauteils durch ein gleiches einfallendes Licht aufweisen, und dass das Verfahren einen Umdrehschritt des optischen Bauteils aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsschritte das Beleuchten des Bauteils auf einer seiner Flächen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Licht unterschiedliche Wellenfronten aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungsschritt durch Optimieren einer Gütefunktion erfolgt, die ausgehend von mindestens zwei Messschritten berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Messens der Stärke des Bauteils in mindestens einen Punkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Beleuchten des optischen Bauteils durch ein drittes einfallendes Licht, dessen Wellenfront bekannt ist, – Messen der Wellenfront des dritten Lichts nach Transmission durch das optische Bauteil.
Gerät zum Messen in Transmission der geometrischen Struktur eines optischen Bauteils (2), umfassend: – Mittel (8, 10) zum Beleuchten des optischen Bauteils durch eine erstes einfallendes Licht, dessen Wellenfront bekannt ist, – Mittel zum Messen (16, 18) der Wellenfront des ersten Lichts nach Transmission durch das optische Bauteil, – Mittel zum Beleuchten (12, 14) des optischen Bauteils durch ein zweites einfallendes Licht, dessen Wellenfront bekannt und unterschiedlich ist, – Mittel zum Messen (16, 18) der Wellenfront des zweiten Lichts nach Transmission durch das optische Bauteil, – Mittel zum Berechnen der geometrischen Struktur des optischen Bauteils ausgehend von den Wellenfronten, die bei den Messschritten gemessen wurden.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel eine Mikronlinsen-Matrix (16) aufweisen.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel ein Gitter aufweisen.
Gerät des Anspruchs 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein erstes einfallendes Licht und die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein zweites einfallendes Licht jeweils das Bauteil an einer seiner Flächen beleuchten.
Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Licht identische Wellenfronten aufweisen.
Gerät nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein erstes einfallendes Licht und die Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein zweites einfallendes Licht die gleiche Fläche des Bauteils beleuchten.
Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Licht unterschiedliche Wellenfronten aufweisen.
Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 20, gekennzeichnet durch Mittel zum Messen der Stärke des Bauteils.
Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 21, gekennzeichnet durch – Mittel zum Beleuchten des optischen Bauteils durch ein drittes einfallendes Licht, dessen Wellenfront bekannt ist, – Mittel zum Messen der Wellenfront des dritten Lichts nach Transmission durch das optische Bauteil.
Gerät nach einem der Ansprüche 14 bis 22, gekennzeichnet durch Mittel (68, 70) zum Anzeigen von Mikrogravuren auf dem Bauteil.