DD206591A1 - Vorrichtung und verfahren zum justieren eines optischen elementes - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE VORRICHTUNG UND EIN VERFAHREN ZUM JUSTIEREN EINES OPTISCHEN ELEMENTES MIT DENEN ES MOEGLICH WIRD, MITTELS EINER VORRICHTUNG DIE JUSTIERUNG DES OPTISCHEN ELEMENTES IN DER MECHANISCHEN FASSUNG SO DURCHZUFUEHREN , DASS SOWOHL DAS OPTISCHE ELEMENT IN DER FASSUNG ALS AUCH DIE MECHANISCHE FASSUNG SELBST GETRENNT VONEINANDER JUSTIERT WERDEN KOENNEN. DIESE JUSTIERUNG ERFOLGT DADURCH, DASS DAS OPTISCHE ELEMENT UND DIE MECHANISCHE FASSUNG SO ANGEORDNET SIND, DASS DURCH ZWEI UNABHAENGIG VONEINANDER ZU BETAETIGENDE BEWEGUNGSSYSTEME DIE MECHANISCHE UND DIE OPTISCHE ACHSE ZU EINER BEZUGSACHSE JEWEILS IN ZWEI KOORDINATEN VERSCHOBEN UND VERKIPPT WERDEN KOENNEN. DIESE VORRICHTUNG KANN MIT DEM DAZUGEHOERENDEN VERFAHREN BEI GERINGEM ZEITLICHEN UND TECHNISCHEN AUFWAND INSBESONDERE ZUR JUSTIERUNG DER OPTISCHEN ACHSE VON LINSEN UND LINSENKOMBINATIONEN IM OPTISCHEN PRAEZISIONSGERAETEBAU ANGEWENDET WERDEN.

Description

240335

Titel der Erfindung

Vorrichtung und Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes, insbesondere zur Justierung der optischen Achse von Linsen und Linsenkombinationen zu einer vorbestimmten mechanischen Aohse. Die Кг— findung kann im optischen Präzisionsgerätebau bei foto— lithografischen, mikroskopischen und anderen Geräten eingesetzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Vorrichtungen und Verfahren zur Justierung und Lagefixierung optisoher Elemente, bei denen die optischen Elemente in vorgearbeitete mechanische Fassungen eingebracht und mittels mechanischer oder chemischer Mittel lagefixiert werden (z. B. V/PC03C 235 255). Anschließend erfolgt zur Realisierung der Übereinstimmung zwischen der optischen und der mechanischen Bezugsaohse eine spanende Bearbeitung der mechanischen Kontaktflächen der Fassung (Justierdrehen).

Ein weiteres bekanntes Verfahren unter Zuhilfenahme bestimmter Vorrichtungen ist das Justierkleben (z. B. Hanke, P. "Verfahren zur Montage hochwertiger optischer Systeme".

Forschungsbericht T 78 - 19 der Optischen Werke G.Rodenatock/ERD 1978).

4003

240335 8

Hierbei werden die optischen Elemente in sehr genau gefertigte mechanische Passungen mittels chemischer Mittel so lagefixiert, daß die optische Achse der einzelnen Elemente mit der mechanischen Achse der Passung identisoh ist. Im US-PS 109 217 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zentrieren optischer Elemente angegeben, wobei eine genaue laterale und axiale Lagefixierung optischer Bauteile durch Riohtkleben ermöglicht wird. Dabei erfolgt die Justierung mehrerergenau zueinander anzuordnender optischer Elemente durch Variationen von drei Abstandsbolzen, deren Länge justierbar ist und nach ermittelter relativer Justierlänge über einen Prozeßrechner für jeden Justierschritt ermittelt wird

Alle bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Justierung optischer Elemente weisen den Nachteil auf, daß entweder nur eine begrenzte Genauigkeit erzielt wird, oder der Aufwand bezüglioh des Justiervorganges und des Umrüstens der Vorrichtung auf maßlich voneinander abweichender optischer Elemente sehr hoch ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit Hilfe einer Vorrichtung und eines dazugehörigen Verfahrens zur Justierung eines optischen Elementes den zeitlichen und technischen Aufwand bei einem hohen Genauigkeitsgrad zu verringern.

Darlegung des '.7esens der Erfindung

Der -Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Justieren eines optisohen·Elementes zu entwickeln, mit denen es möglich wird, mittels einer Vorrichtung die Justierung des optisohen Elementes in der mechanischen Passung so durchzuführen, daß sowohl das optische Element in der Passung als auch die mechanische Passung selbst zur Übereinstimmung von optischer und mechanischer Achse getrennt voneinander justiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Justieren eines optisohen Elementes mit einer, das optisohe Element und eine mechanische Passung zu einer vorbestimmten mecha-

4003

240335 8

nischen oder optischen Achse justierenden, verstell- und arretierbaren Einrichtung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das optische Element auf einer kardanisch aufgehängten und rechtwinklig zur Vorrichtungsachse verstellbaren Halterung lateral verschiebbar angeordnet ist, daß die in einer Aufnahme fixierte mechanische Fassung orthogonal zur Vorrichtungsachse, aber unabhängig vom Beivegungssystem der das optische "Element tragenden Halterung, verschiebbar gelagert ist und daß das optische Element sowie die mechanische Pas-IC sung über eine Kalotte gleichzeitig schwenkbar ist.

Die Aufgabe wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch ein Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes zu einer zugehörigen mechanischen Passung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer gemeinsamen Vorrichtung die mechanische Passung rechtwinklig und zentrisch zu einer vorgegebenen optischen oder mechanischen Achse justiert wird, anschließend das optische Element unabhängig von die Justierung der mechanischen Passung bewirkenden Bewegungssystem in einer kardanisch gelagerten Halterung zur mechanischen Passung zentrisoh verschoben und verkippt wird und mittels an sich bekannter chemischer Mittel in der mechanischen Passung eine Lagefixierung erhält.

!3ei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, daß das optische Element auf einer-Ringschneid-e gelagert ist.

or. Ausführun^sbeiSTJJel

Біе erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das dazugehörige Verfahren zur Justierung eines optischen Elementes zu einer mechanischen Passung sollen nachstehend anhand eines Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert werden.

Eine mechanische Passung 1 ist in einem als Halterung dienenden, auswechselbaren Bauteil 2 eingepaßt und mittels eines weiteren Bauteiles 3 in der Vorrichtung lageorientiert angeordnet. Eine Linse 4 mit den optisch wirksamen Pläehen 5 und б ist auf einer mit einer Ringschneide 7 versehenen Aufnahme 8 so angeordnet, daß zwischen der Linse 4 und der mechanischen Passung 1 ein Klebespalt 9 vorhanden ist. Die Aufnahme 8 befindet sich in zwei Koordinaten durch die

Л003

240335 8

Verstellelemente 10 justierbar auf einem Schwenklader, welches als kardanisches Lager ausgebildet ist. Dazu ist ein Bautej 1 11 mittels zweier in der Figur nicht dargestellter Zylinderstifte schwenkbar in einem Lagerring 12 gelagert, wobei die Zylinderstifte im Bauteil 11 fest eingepaßt und im Lagerring 12 drehbar angeordnet sind. Der Lagerring 12 ist mittels zweier Zylinderstifte 13 in einem Aufnahmeflansch 14 so gelagert, daß sie wiederum im Lagerring 12 drehbar und im Aufnahmeflansch 14, der duroli Verstellelemente 15 in zwei Koordinaten verschiebbar ist, fest eingebracht sind. Kittels der Verstelleleraente 16 ist das Bauteil 11 schwenkbar in zwei Koordinaten angeordnet. Die Verstellelemente 10, 15 und 16 befinden sich um 90° versetzt in den jeweiligen Justierebenen. Das Bauteil 3 besitzt am unteren Ende eine Kalotte 17, deren Krümmungsradius im kardanischen Sohwenkpunkt liegt. Die Kalotte 17 ist mittels vier um 90° versetzte Verstellelemente 13 in einer G-egenkalotte eines Bauteils 19 gelagert^ Das Bauteil 19 ist durch Verstelleleraente 20 in zwei Koordinaten verschiebbar auf einem GrundkUrper 21, der in einer Hihrung 22 dreh- und axial verschiebbar ist, angeordnet. Nachdem die Achse der mechanischen Passung 1, deren Außendurchmesser genau laufend zu den Planflachen gefertigt ist, mittels der Verstellelemente 18 senkrecht zur Vor— richtungs- oder zu einer vorgegebenen Bezugsachse ausgerichtet wird, erfolgt mittels der Verstellelemente 23 eine Justierung der zentrischen Lage der Achse der mechanischen Passung zur Bezugsachse. Anschließend erfolgt nach dem die Linse 4 auf die Ringschneide 7 aufgelegt wurde eine mittels der Verstellelemente 15 auszuführende Grundjustierung der Vorrichtung, das heißt, einmal die Justierung des kardanischen Sohwenkpunktes auf eine Bezugsachse und zum anderen eine Veränderung der relativen Lage der Krümmungsmittel— punkte der optisch wirksamen Fläche 5 und 6. Mittels der Verstellelemente 10 erfolgt die Justierung eines Krümraungsmittelpunktes der Linse 4 auf die Bezugsachse. Die Justierung des anderen Krümmungsmittelpunktes der Linse auf die Bezugsachse erfolgt durch die Verstellelemente

4003

240335 8

sich der erste KrUmraungsmittelpunkt nicht im kardanisehen Schwenkpunkt, kommt es zu einem Auswandern aus der Bezugsachse. Durch Gleichzeitige Betätigung der Verstellelemente 10 und 16 kann jede relative Auswanderung kompensiert werden«

.Durch die getrennte Justierung von mechanischer Passung 1 und Linse 4 ist es mö'glioh, in einer Vorrichtung eine яehr genaue Koinzidenz von optisoher und mechanischer Achse zu erzielen. Gleichzeitig kann das optische Element (Linse 4) mittels an sich bekannter chemischer Mittel in der Vorrichtung genau justiert zur meohanisohen Passung lagefixiert werden.

4003

Claims (3)

1. 240335 8

   Erfindunflsanspruoh

   1. Vorrichtung zum Justieren eines optischen Elementes mit einer, das optische Element und eine mechanische Passung zu einer vorbestimmten mechanischen oder op— tischen Achse justierenden verstell- und arretierbaren Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element auf einer kardanisch aufgehängten und rechtwinklig zur Vorriohtungsachse verstellbaren Halterung lateral verschiebbar angeordnet ist, daß die in einer Aufnahme fixierte mechanische Passung orthogonal zur Vorriohtungsachse, aber unabhängig vom Bewegungssystem der das optische Element tragenden Halterung, verschiebbar gelagert ist und daß das optische Element sowie die mechanische Fassung über eine Kalotte gleichzeitig schwenkbar sind.
2. 2. Verfahren zum Justieren eines optischen Elementes zu einer zugehörigen mechanischen Fassung, dadurch gekennzeichnet, daß in einer gemeinsamen Vorrichtung die mechanische Fassung rechtwinklig und zentrisch zu einer vorgegebenen optischen oder mechanischen Achse justiert wird, anschließend das optische Element unabhängig vom die Justierung der mechanischen Fassung bewirkenden Bewegungssystem in einer kardanisch gelagerten Halterung zur mechanischen Fassung zentrisoh verschoben und verkippt wird und mittels ansioh bekannter chemischer Mittel in der mechanischen Fassung eine Lagefixierung erhält.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element auf einer Ringsohneide gelagert ist.

   Hierzu eine Seite Zeiohnung

   4003