DD224661A1 - Anordnung zur pruefung von flachglas und optischen systemen grosser brennweite - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Pruefung produktionsbedingter optischer Abweichungen von Flachglas, welches insbesondere als Sichtscheibe fuer Augenschutzgeraete Verwendung finden soll, sowie zur Pruefung von optischen Systemen grosser Brennweite. Die automatisierte Pruefanordnung gewaehrleistet eine objektive und schnelle Ermittlung der sphaerischen, astigmatischen und prismatischen Aberrationen auch dann, wenn der Pruefling extrem geringes Transmissionsvermoegen besitzt. Die erfindungsgemaesse Loesung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abbildung einer ebenen oder quasi ebenen Wellenflaeche durch den Pruefling simuliert wird. Zu diesem Zweck sind im Strahlengang zwischen einer quasi raumkohaerenten Lichtquelle und einer fotoelektrischen Empfaengereinheit mit nachgeschalteter Messwerteverarbeitungseinheit ein das Lichtbuendel in vier symmetrische Partialbuendel teilendes Doppel-Biprisma mit grossem Prismenwinkel und ein nachfolgendes optisches System angeordnet, durch welches die Partialbuendel einen telezentrischen Verlauf erhalten. Die durch den Pruefling verursachten Abweichungen im Strahlengang werden mit der fotoelektrischen Empfaengereinheit elektronisch registriert und ueber die Messwerteverarbeitungseinheit in Toleranzklassen oder in Parametern der Wellenflaeche ausgegeben. Fig. 1

Description

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Die geschilderte Anordnung eignet sich insbesondere zur schnellen Prüfung von Flachglas von geringem bis extrem geringem Transmissionsvermögen im Produktionsprozeß. Dabei ist eine kontinuierliche Prüfung des Flachglases mit anschließender Mittelwertbildung möglich. Die Zahl der Meßstellen ist mindestens halb so groß wie die Anzahl der Koeffizienten der Wellenfläche bzw. die Anzahl der Meßgrößen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Anordnung ist in den Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen in schematischen Darstellungen gezeigt.

Bild 1 zeigt den zwischen Lichtquelle 1 mit Polarisationsfilter 2, Doppel-Biprisma 3 und optisches System 4 mit Stopblende 5 auf der einen Seite sowie eines optischen Systems 7, der fotoelektrischen Empfängereinheit 8 mit Meßwerteverarbeitungseinheit 9 auf der anderen Seite angeordneten Prüfling 6.

Im Bild 2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Doppel-Biprismas 3 mit dem nachfolgenden optischen System 4 und seiner Stopblende 5 gezeigt.

Im Bild 3 wird die Erzeugung der Partialbündel 10 und 11 (bzw. 12 und 13) durch das Doppel-Biprisma 3 sowie des telezentrischen Stralenganges durch das optische System 4 dargestellt.

Im Bild 4 sind zwei Ausführungsbeispiele der Meßwerteverarbeitungseinheit 9 dargestellt. Die von den Fotoelementen 21, 22, 23, 24 gemessenen Fotospannungen werden entweder über die elektronischen Baugruppen Strom-/Spannungswandler 14, DifferenzVAddierglied 15 und Quadrierglied 16 verarbeitet und als sphärische, astigmatische und/oder prismatische Abweichung mit der Anzeige 17 nachgewiesen — oder über StromVSpannungswandler 14, Selektierglied 18 und Analog-Digital-Umwandler 19 mit einem Kleinrechner 20 ausgewertet.

Bild 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel von vier Doppel-Fotoempfängern 21, 22, 23, 24. Die Anordnung ist so gewählt, daß Abweichungen jeweils nur eindimensional gemessen werden.

Claims (6)

1 Anordnung zur Prüfung von Flachglas und optischen Systemen großer Brennweite, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen einer quasi raumkoharenten Lichtquelle (1) und einer fotoelektnschen Empfangereinheit (8) mit nachgeschalteter Meßwerteverarbeitungseinheit (9) ein mit seiner Basisflache (3 0) der Lichtquelle (1) zugewandtes Doppel-Bipnsma (3) mit großem Pnsmenwinkel angeordnet ist, daß der Schnittpunkt der gebrochenen Partialbundel (10,11,12,13) etwa im objektseitigen Brennpunkt eines nachfolgenden optischen Systems (4) liegt und daß die fotoelektrische Empfangereinheit (8) entsprechend den durch das Doppel-Bipnsma (3) erzeugten symmetrischen Partialbundel (10 bis 13) paarig angeordnete Fotoempfanger (21 bis 24) aufweist.

2 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor dem Doppel-Biprisma (3) intensitatsregulierende Bauelemente (2) angeordnet sind

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Erfindungsanspruche.

3 Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als intensitatsregulierende Bauelemente Polarisationsfilter zur Anwendung kommen

4 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang eine Stopblende (5) und ein meßempfindlichkeitsvergroßerndes optisches System (7) angeordnet werden

5 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerteverarbeitungseinheit (9) im wesentlichen aus Stroirv/Spannungswandler (14), Differenz-/Addierglied (15) sowie Quadrierghed (16) und einer Anzeige (17) besteht

6 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerteverarbeitungseinheit (9) im wesentlichen einen Stronv/Spannungswandler (14), ein Selektierglied (18), einen Analog-Digital-Umwandler (19) und einen Kleinrechner (20) enthalt

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Prüfung produktionsbedingter optischer Abweichungen von Flachglas, welches insbesondere als Sichtscheibe fur Augenschutzgerate Verwendung finden soll Derartige Sichtscheiben dürfen das Sehen nur so wenig wie möglich beeinträchtigen, d h , neben den zulassigen Abbildungsfehlern auch das Transmissionsvermogen des Glases von Bedeutung ist Es werden ζ T Glaser mit extrem geringen Transmissionsvermogen eingesetzt Damit die fur den jeweiligen Arbeitsvorgang erforderliche Sehscharfe erhalten bleibt, schreibt ζ B die TGL 25212 vor, daß Schweißer-Filterscheiben außer in einer Randzone von 5mm Breite keine größeren Abweichungen fur die sphärische, astigmatische und prismatische Aberration haben dürfen, als die dort festgelegten Werte Desweiteren eignet sich die Erfindung auch zur Prüfung der Aberrationen optischer Systeme großer Brennweite

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Als Prüfgeräte zum Bestimmen der sphärischen, astigmatischen und prismatischen Abweichungen sind laut TGL 25212 ein Fernrohr mit einstellbarem Fadenkreuzokular, eine regelbare Lichtquelle mit Kondensor sowie eine Prüfplatte mit Strichbalken, Meßkreisen und Mittelpunktbohrung vorgesehen Die Durchfuhrung der Prüfung erfolgt entsprechend der Prüfvorschrift manuell, indem die Prüfplatte durch das zu prüfende Flachglas (Filterscheibe) abgebildet wird und die optischen Abweichungen des Prüflings mit Hilfe der Dioptrieskale des Fernrohres bzw des Fadenkreuzes des Okulars durch die Meßperson ermittelt werden

Die Nachteile dieser sogenannten Teleskopmethode sind in der recht zeitaufwendigen Prüfung sowie in den mit subjektiven Fehlern behafteten Meßergebnissen zu sehen

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung soll eine objektive und schnelle Feststellung der optischen Abweichung von Flachglas und optischen Systemen großer Brennweite erfolgen, wobei auch Glaser extrem geringen Transmissionsvermogens als Prüflinge in Frage kommen

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatisierte Prüfanordnung zu schaffen, mit der sphärische, astigmatische und prismatische Abweichungen angezeigt bzw registriert oder mit Hilfe eines Rechners weiterverarbeitet werden, um den Prüfling sofort bestimmten Guteklassen zuordnen zu können.

Die erfindungsgemaße Losung zeichnet sich dadurch aus, daß im Gegensatz zu der Prüfvorschrift nach TGL kein Objekt über das Flachglas bzw das langbrennweitige optische System — nachfolgend Prüfling genannt — abgebildet wird, sondern die Abbildung einer ebenen oder quasi ebenen Wellenflache durch den Prüfling simuliert wird Eine quasi raumkoharente Lichtquelle, die durch ein geeignetes optisches System ins Unendliche transformiert wird, liefert einen Lichtstrom, der durch den Doppel-Bipnsma mit großem Prismawinkel in vier gleiche, symmetrisch zueinander liegende Partialbundel geteilt wird Durch ein nachfolgendes optisches System, dessen objektseitiger Brennpunkt mit dem auf der optischen Achse liegenden Schnittpunkt der gebrochenen Lichtbundel zusammenfallt, erhalten die Partialbundel einen telezentnschen Verlauf und treffen als Normalen nach Passieren einer Stopblende auf den Prüfling Em nachgestelltes optisches System ermöglicht eine besonders vorteilhafte Veränderung der den Prüfling durchsetzten Lichtbundel zur Erhöhung des Ablageeffektes und damit der Meßempfindlichkeit

Die durch den Prüfling bedingten Abweichungen dieser Normalen von der ursprünglichen Richtung werden mit einer fotoelektrischen Empfangereinheit hinter dem Prüfling elektronisch registriert und über eine Meßwerteverarbeitungseinheit in Toleranzklassen oder in Parametern der Wellenflache ausgegeben Die Messung kann im statischen Zustand oder wahrend der Bewegung des Prüflings erfolgen

Zur Regulierung des Lichtstromes wird im Strahlengang vor dem Doppel-Bipnsma ein intensitatsregulierendes Bauelement, wie ζ B ein Polarisationsfilter, angeordnet

Die Meßwerteverarbeitungseinheit besteht im wesentlichen aus StronWSpannungswandler, DifferenzVAddierglied, Quadnerglied und Anzeige fur die ermittelten Aberrationen oder aus Strorrv/Spannungswandler, Selektierglied, Analog-Digital-Umwandler und Kleinrechner