AT5793U1

AT5793U1 - Zentriervorrichtung zur verkittung optischer linsen

Info

Publication number: AT5793U1
Application number: AT0014602U
Authority: AT
Inventors: Andreas Dr Matzner; Erhard Mag Ipp; Josef Niederberger; Josef Pell; Christian Leeb; Clemens Mandl; Markus Ully
Original assignee: Dienstleistungsbetr Htbl U Va
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2002-11-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentriervorrichtung, zur Zentrierung von Linsen beim Verkitten mit einer integrierten Messvorrichtung, wobei ein Laserstrahl direkt durch die beiden Linsen geschickt wird und auf einem positionsempfindlichen Sensor auftrifft, der Auftreffpunkt des Strahls auf dem Sensor messtechnisch erfasst wird und anschließend seine Position auf einem Anzeigegerät (z.B. Monitor) dargestellt wird.Die beschriebene Anordnung besteht darin, dass ein Laserstrahl (14), welcher vom Laser (3) ausgeht, durch ein sich durch einen Antriebsmotor (6) drehendes, mit dem Flachbandriemen (9) und den Riemenscheiben (8, 12) untersetztes, zu zentrierendes Linsenpaar (2, 5), welches mit den Exzenter (3) justiert und mit der Feder (1) verspannt auf der Linsenaufnahmescheibe (13) sitzt, tritt und abgelenkt wird (15), und dessen Abweichung von der optischen Achse des Linsenpaares (2, 5) mit einem optischen Sensor (11) erfasst und der Auftreffpunkt des Strahls (10) auf dem Sensor, welcher maßgebend für den Zentrierfehler ist, messtechnisch erfasst wird und anschließend seine Position auf einem Anzeigegerät dargestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung zur Zentrierung von Linsen beim Verkitten mit einer integrierten Messvorrichtung, wobei ein Laserstrahl direkt durch die beiden Linsen geschickt wird und auf einem positionsempfindlichen Sensor auftrifft, der Auftreffpunkt des Strahls auf dem Sensor, welcher massgebend für den Zentrierfehler ist, messtechnisch erfasst wird und anschliessend seine Position auf einem Anzeigegerät (z. B. Monitor) dargestellt wird.

Die Qualität von optischen Linsensystemen ist von der genauen Anordnung mehrerer Linsen und von der Lage der optischen Achsen, der einzelnen Linsen zueinander, abhängig.

Zur Zentrierung von Linsen beim Verkitten sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt : - Es sind spannglockenartige Vorrichtungen bekannt, bei denen die zu verbindenden
Linsen mit gegenüberstehenden Ringschneiden, die häufig mit Vakuumhalterungen versehen sind, so lange gehalten werden, bis der Optikkitt zwischen den Linsen ausgehärtet ist (US 3347088 A, GB 1143239 A, DE 2504214 A). Die Genauigkeit dieser Verfahren ist oft nicht ausreichend. Für bestimmte minimale Tangentenwinkel an der Linse ist das Spannglockenzentrieren ungeeignet.

- Höhere Genauigkeiten lassen sich mit manuell optischen Geräten erzielen, bei denen
Reflexbild- oder Durchlichtgeräte als Justierhilfen benutzt werden (DD 113 816 A,
DD 80998 A). Die Krümmungsmittelpunktablage bzw. die Gesamtschieflage der
Linse kann im Okular betrachtet werden. Anordnungen dieser Art sind sehr genau, weisen aber eine geringe Produktivität auf - Bekannt ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Zentrier- fehlermessung mit selbsttätigem Ausrichten der Linse zu einer Bezugsachse (DD
112316 A). Dieses Verfahren arbeitet bei rotierendem Prüfling, wobei sowohl die
Messung und das Ausrichten in Rotation vorgenommen werden.

- Weiterhin wird eine Anordnung zum Justieren optischer Achsen verkitteter optischer
Linsensysteme vorgeschlagen, die eine hohe Produktivität und eine hohe Genauigkeit bei einer selbsttätigen Erzeugung der Koinzidenz der optischen Achsen der zu verbindenden Linsen aufweist. Dabei ist ein zu justierendes Linsensystem zwischen eine Ringschneide und einen Stempel gespannt. Unterhalb des Linsensystems ist ein mit einem fotoelektrischen Detektor gekoppeltes Reflexbildgerät angeordnet. Vor dem
Detektor befinden sich eine drehbare Halbblende sowie ein Winkelmessgerät zur
Bestimmung der Phasenlage der Halbblende. Der Detektor und die
Winkelmesseinrichtung sind mit einem Steuergerät, welches über Stellglieder mit den zu justierenden Linsen und der Ringschneide gekoppelt ist, verbunden.

- Weiters ist ein Gerät bekannt/welches durch Unterdruck eine zusätzliche Lagefixie- rung der auf einer Ringschneide sitzenden unteren Linse erzeugt (DD 234501 A).

- Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen die zu einem Kittglied zu vereinenden Linsen getrennt auf Ringschneiden bei Anwendung des Auto- kollimationsverfahren zu justieren und dann im justierten Zustand auf diesen
Ringschneiden befindlich miteinander verbunden sind. Beim Justieren werden beide
Linsen auf den Ringschneiden verschoben, bis die Justierendlage hergestellt ist ("Optik" Nr. 10/1959 S. 652-659).

- Das Spannen zweier sphärischer Linsen zwischen zwei gegenüberliegende Ring-
Schneiden ist bekannt (DD 1596 77 A). Eine dieser Ringschneiden ist auf einer ebenen Verschiebeeinrichtung angeordnet, die um einen Kugelmittelpunkt kippbar ist.

Bei diesem Verfahren ist nur eine genaue Zentrierung eines Linsenpaares mit einem bestimmten Durchmesser möglich. Je mehr die Durchmesser der zu zentrierenden
Linsen vom idealen Durchmesser abweichen, desto geringer ist die Justiergenauigkeit.

Alle bereits bekannten Verfahren erweisen sich auf Grund ihres aufwendigen Aufbaus und der daraus resultierenden mangelnden Adaptionsfähigkeit ungeeignet für das Zentrieren von Linsen mit verschiedenen Linsendurchmessem.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die zur Erfassung des Zentrierfehlers bei einer Verkittung zweier optischer Linsen mit beliebigen Durchmessern, geeignet ist.

Dies wird bei einer Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass ein Laserstrahl durch das zu zentrierende Linsensystem tritt und dessen Abweichung von der optischen Achse erfindungsgemäss mittels einem optischen Sensor erfasst und auf einem geeignetem Anzeigegerät dargestellt werden.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Schnitt durch nicht zentrierte Linsenpaare.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen einen Schnitt durch zentrierte Linsenpaare.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch zwei Linsen mit Darstellung der Abweichung KIO" (Winkelsekunden).

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen Schnitte durch das zu zentrierende Linsensystem.

Fig. 8 zeigt eine 3-dimensionale Darstellung der erfindungsgemässen Zentriervorrichtung.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Zentriervorrichtung.

Fig. l und Fig2 zeigen Linsenpaare beim Verkitten, bei denen die beiden optischen Achsen der einzelnen Linsen nicht zusammenfallen und somit ein Zentrierfehler vorliegt.

In Fig. 3 und Fig. 4 geht man beim Zentrieren von Linsenpaaren davon aus, dass mindestens eine der zu verkittenden Linsen schon selbst zentriert ist und somit der Laserstrahl mit der optischen Achse zusammenfällt. Nach erfolgreiche Zentrieren fallen die beiden optischen Achsen und die beiden Bezugsachsen der beiden Linsen zusammen.

In Fig. 5 wird der Abweichungswinkel zwischen den optischen Achsen zweier zu zentrierenden Linsen dargestellt, indem man einen Lichtstrahl durch das Linsensystem schickt und den Winkel zwischen einfallenden und ausfallende Strahl bestimmt. Die Abweichung in Fig. 5 ist z. B. mit K=10" (Winkelsekunden) dargestellt und soll möglichst gering sein um später in einem optischen Gerät verwendet werden zu können.

In Fig. 6 und Fig. 7 wird ein Laserstrahl zur Bestimmung des Abweichungswinkels durch das zu zentrierende Linsensystem geschickt und dessen Abweichung von der optischen Achse mit einem optischen Sensor, z. B. mit einem PSD ("Position-Sensitive-Device) oder mit einer Quadrantdiode, erfasst wird.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Verfahren erhält man für eine ganz bestimmte Stellung der Linsen einen bestimmten Wert für den Abweichungswinkel K. Um die gesamte Abweichung 18 des Linsensystems messen zu könnenjmuss das System gedreht werden.

Fig. 8 zeigt die erfindungsgemässe Zentriervorrichtung mit Antriebseinrichtung und einer Einrichtung zur Aufnahme und Zentrierung von Linsen.

Durch die einfach wechselbare Linsenaufnahmescheibe 13 ist eine Zentrierung von Linsenpaaren 2 und 5 mit verschiedenen Durchmessern möglich.

Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der erfindungsgemässen Zentriervorrichtung.

Durch Drehen der beiden auf der Linsenaufnahmescheibe 13 montierten Exzenter 3 ist eine exakte Justierung der unteren Lmse 2 möglich, sodass der Laserstrahl mit der optischen Achse zusammenfällt.

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen wie die sichere und genaue Halterung der unteren Linse durch eine Feder 1 mit einer Spanneinrichtung realisiert wird. Durch die erfindungsgemässe spezielle Form der Feder 1 wird eine Kraft horizontal in Richtung der Exzenter 3, sowie vertikal in Richtung der Linsenaufnahmescheibe 13, erreicht.

Fig 4 zeigt die händische oder mechanische Ausrichtung der oberen Linse 5 zur konkavschaligen unteren Linse 2. Durch die Tendenz des Linsenschwerpunktes der oberen Linse wird eine stabile Gleichgewichtslage erreicht.

Das Zusammenfügen der beiden Linsen kann durch eine unter UV-Bestrahlung aushärtende, durchsichtige, dünnflüssige Kittflüssigkeit 16 erreicht werden. Diese wird vor dem Zentnervorgang an der Fügefläche der unteren Linse aufgetragen und gleichmässig verteilt. Beim Zentriervorgang dient die Kittflüssigkeit 16 im flüssigen Zustand gleichzeitig als Schmiermittel, sowie nach kurzer Bestrahlung mittels UV-Licht, als Klebstoff.

Die beschriebene Anordnung besteht darin, dass ein Laserstrahl 14 welcher vom Laser 4 ausgeht, durch ein sich durch den Antriebsmotor 6 drehendes mit dem Flachbandriemen 9 und den Riemenscheiben 8 und 12 untersetztes, zu zentrierendes Linsenpaar 2 und 5 tritt, welches mit den Exzentern 3 justiert und mit der Feder 1 verspannt auf der Linsenaufnahmescheibe 13 sitzt, abgelenkt wird 15, und dessen Abweichung von der optischen Achse des Linsenpaares 2 und 5

mit einem optischen Sensor 11 erfasst und der Auftreffpunkt des Strahls 10 auf dem Sensor/ welcher massgebend für den Zentrierfehler isgmesstechnisch erfasst wird und anschliessend seine Position auf einem Anzeigegerät dargestellt wird,

wobei keiner der einzelnen Punkte 10 der gesamten Abweichung 18 den zulässigen Bereich 17 überschreiten darf..

Claims

Ansprüche : 1. Zentriervorrichtung, zur Zentrierung von zwei Linsen beim Verkitten, mit einer integrierten Messvorrichtung, wobei ein Laserstrahl (14) direkt durch die beiden Linsen (5) und (2) geschickt wird und auf einem positionsempfindlichen Sensor (11) auftrifft, der Auftreffpunkt des Strahls (10) auf dem Sensor, welcher massgebend für den Zentrierfehler ist, messtechnisch erfasst wird und anschliessend seine Position auf einem Anzeigegerät (z. B. Monitor) dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der unteren Linse (2) zum Laserstrahl (14) durch Verdrehen von zwei Exzentern (3) erfolgt.
2. Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Linse (2) auf der Linsenaufnahmescheibe (13) mittels den beiden Exzentern (3) und einer Federvorrichtung (1) gehalten ist. EMI5.1