DE102008028121A1 - Lens's centering error determining method, involves measuring displacement of energy center of gravity of image of blind on sensor during rotation of lens, and determining error of lens from value of displacement of centre of gravity - Google Patents
Lens's centering error determining method, involves measuring displacement of energy center of gravity of image of blind on sensor during rotation of lens, and determining error of lens from value of displacement of centre of gravity Download PDFInfo
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Zentrierfehlers einer Linse mittels einer Einrichtung zur optischen Antastung der Linsenoberfläche.The The invention relates to a method for determining the centering error a lens by means of a device for optical probing the Lens surface.
Eine
Linse
Der
Zentrierfehler einer einzelnen Linsenoberfläche K (siehe
Zentrierfehler entstehen bei der Randbearbeitung einer Linse. Er ist ein Fertigungsfehler.centering arise during edge processing of a lens. He is a manufacturing defect.
Stand der TechnikState of the art
Bei
einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (
Auch
bei einer anderen bekannte Vorrichtung (
Aufgabetask
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bestimmung des Zentrierfehlers von Einzellinsen sowie auch von Kittgliedern durch op tische Antastung der Linsenoberfläche zeitsparender realisieren zu können.task The invention is the determination of the centering error of individual lenses as well as of cemented components by op tical probing of the lens surface to realize time-saving.
Lösungsolution
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindung umfasst auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinationen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen.These Task is by the inventions with the characteristics of the independent Claims solved. Advantageous developments The inventions are characterized in the subclaims. The wording of all claims hereby by reference to the content of this description. The invention also includes all meaningful and especially all mentioned Combinations of independent and / or dependent Claims.
Im Folgenden werden einzelne Verfahrensschritte näher beschrieben. Die Schritte müssen nicht notwendigerweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, und das zu schildernde Verfahren kann auch weitere, nicht genannte Schritte aufweisen.in the Below individual process steps are described in more detail. The steps do not necessarily have to be in the specified Order to be performed, and the procedure to be described may also have other, unspecified steps.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen des Zentrierfehlers einer Linse mittels einer Einrichtung zur optischen Antastung der Linsenoberfläche wird zunächst die zu prüfende Linse auf einer Linsenaufnahme gelagert.at the inventive method for determining the centering error of a lens by means of an optical device Touching the lens surface is the first to be tested lens stored on a lens mount.
In einem weiteren Schritt wird die Linse durch einen Antrieb gedreht.In In a further step, the lens is rotated by a drive.
Eine Lichtquelle wird auf eine kreisförmige erste Blende fokussiert.A Light source is focused on a circular first aperture.
In Lichtrichtung hinter der ersten Blende ist eine zweite Blende angeordnet. Diese zweite Blende weist eine größere Blendenöffnung auf als die erste Blende.In Light direction behind the first aperture, a second aperture is arranged. This second aperture has a larger aperture on as the first aperture.
In einem nächsten Schritt wird das Licht unter einem Winkel mit einem ersten optischen System auf die Oberfläche der zu prüfenden Linse fokussiert.In In a next step, the light is at an angle with a first optical system on the surface of the focused lens to be tested.
Von der Oberfläche der zu prüfenden Linse wird das Licht in ein zweites optisches System reflektiert.From the surface of the lens to be tested becomes the Reflected light into a second optical system.
Der Fokus des Lichtes auf der Linsenoberfläche wird in dem zweiten optischen System auf eine kreisförmige dritte Blende abgebildet.Of the Focus of the light on the lens surface is in the second optical system on a circular third aperture displayed.
In Lichtrichtung hinter der dritten Blende wird ein bildgebender Sensor derart angeordnet, dass sich der Sensor in der Ebene eines reellen Bilds der zweiten Blende befindet.In the light direction behind the third diaphragm, an imaging sensor is arranged such that the sensor is in the plane of a real image of the second aperture.
Als nächster Schritt wird eine Verlagerung eines Energieschwerpunktes des Bilds der zweiten Blende auf dem bildgebenden Sensor während der Rotation der Linse gemessen. Denn liegt eine Verkippung der Oberfläche der zu prüfenden Linse gegenüber der Rotationsachse der Linse vor (siehe unten), so führt diese zu einer periodischen Flächenwinkel-Änderung und Verschiebung der Oberfläche in Richtung der Hauptachse Z der Einrichtung (siehe unten). Dies kann durch die daraus resultierende Verlagerung des Energieschwerpunktes des Bildes der zweiten Blende auf dem bildgebenden Sensor erkannt werden.When The next step is a shift of energy focus the image of the second aperture on the imaging sensor during measured the rotation of the lens. Because is a tilt of the Surface of the lens to be tested the axis of rotation of the lens before (see below), so leads this to a periodic change in the surface angle and displacement of the surface in the direction of the major axis Z of the facility (see below). This can be due to the resulting Displacement of the energy focus of the image of the second aperture be recognized on the imaging sensor.
Abschließend wird aus der Größe der Verlagerung des Energieschwerpunktes der Zentrierfehler der zu prüfenden Linse bestimmt. Bei der Rotation der Linse ist die Größe der Energieschwerpunktsverlagerung ein Maß für die Verkippung der Linse bezogen auf ihre Rotationsachse.Finally becomes from the size of the shift of the energy focus the centering error of the lens to be tested determined. at The rotation of the lens is the magnitude of the energy center shift a measure of the tilt of the lens relative to its axis of rotation.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Kombination des Reflexbildgerätes mit dem bildgebenden Sensor. Diese Kombination von Reflexbildgerät mit einem bildgebenden Sensor ermöglicht es, dass bei der erfindungsgemäßen Methode auch Verfahren der Bildverarbeitung angewendet werden können. Daher ist der hinter der dritten Blende angeordnete bildgebende Sensor vorzugsweise eine CCD-Flächenkamera.Especially advantageous is the combination of the reflective imaging device with the imaging sensor. This combination of reflex imaging device with an imaging sensor that allows for the method according to the invention also methods of image processing can be applied. Therefore, the third behind Aperture arranged imaging sensor preferably a CCD area camera.
Die Justage-Einstellungen, insbesondere in Richtung der Hauptachse Z (siehe unten), wird durch den bildgebenden Sensor erleichtert.The Adjustment settings, in particular in the direction of the main axis Z (see below) is facilitated by the imaging sensor.
Vorteilhaft ist auch, dass von der zu prüfenden Linse die Linsendaten nicht bekannt sein müssen.Advantageous is also that of the lens to be inspected the lens data need not be known.
Von besonderem Vorteil ist, dass der Verfahrensablauf zur Ermittlung des Zentrierfehlers relativ schnell ist. Die Erfindung ermöglicht es, dass aufgrund der bauartbedingten Rüstzeiten beispielsweise drei Linsen in weniger als fünf Minuten gemessen werden können. Das Messen von drei Linsen gleicher Bauart lässt sich schon in weniger als einer Minute realisieren. Bei bisher bekannten Vorrichtungen hingegen erforderte die Zentrierfehlermessung von drei Linsen unterschiedlicher Bauart wegen langer Rüstzeiten ca. 30 Minuten für die Ausführung.From It is particularly advantageous that the procedure for determining the centering error is relatively fast. The invention allows it, that due to the design-related set-up, for example, three Lenses can be measured in less than five minutes. The measurement of three lenses of the same design can already be realize in less than a minute. In previously known devices, however required the centering error measurement of three different lenses Due to long set-up times approx. 30 minutes for execution.
Für die Erfindung gibt es weitere Anwendungsgebiete, wie z. B. das Messen von Oberflächenhöhen.For the invention, there are other applications, such. B. measuring of surface heights.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die zweite Blende die Form eines Spalts auf. Auch kann die zweite Blende in einer anderen vorteilhaften Ausführung die Form eines Kreuzes haben.In an advantageous embodiment of the invention, the second aperture on the form of a gap. Also, the second aperture in another advantageous embodiment, the shape of a Have cross.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zum Bestimmen des Zentrierfehlers einer Linse durch optische Antastung der Linsenoberfläche mit:
- a) einer Linsenaufnahme, auf der die Linse gelagert wird;
- b) einem Antrieb, der die Linse dreht;
- c) einer Lichtquelle und Mitteln, die Lichtquelle auf eine kreisförmige erste Blende der Vorrichtung zu fokussieren;
- d) einer zweiten Blende, die in Lichtrichtung hinter der ersten Blende angeordnet ist, d1) wobei die zweite Blende eine größere Blendenöffnung als die erste Blende aufweist;
- e) einem ersten optischen System, welches das Licht unter einem Winkel auf die Oberfläche der zu prüfenden Linse fokussiert;
- f) einem zweiten optischen System, in welches das Licht von der Oberfläche der zu prüfenden Linse reflektiert wird;
- g) einer dritten Blende
230 , auf welche der Fokus des Lichtes auf der Linsenoberfläche206 durch das zweite optische System (228 ) abgebildet wird; - h) einem bildgebenden Sensor, der in Lichtrichtung hinter der dritten Blende angeordnet ist; h1) wobei der bildgebende Sensor in der Ebene eines reellen Bilds der zweiten Blende angeordnet ist;
- i) Mitteln, eine Verlagerung eines Energieschwerpunktes des Bilds der zweiten Blende auf dem bildgebenden Sensor während der Rotation der Linse zu messen; und
- j) Mitteln, aus der Größe der Verlagerung des Energieschwerpunktes den Zentrierfehler der zu prüfenden Linse bestimmt.
- a) a lens mount on which the lens is stored;
- b) a drive which rotates the lens;
- c) a light source and means to focus the light source on a circular first aperture of the device;
- d) a second diaphragm, which is arranged in the light direction behind the first diaphragm, d1) wherein the second diaphragm has a larger aperture than the first diaphragm;
- e) a first optical system which focuses the light at an angle on the surface of the lens to be tested;
- f) a second optical system in which the light is reflected from the surface of the lens to be tested;
- g) a third aperture
230 on which the focus of the light on the lens surface206 through the second optical system (228 ) is mapped; - h) an imaging sensor disposed in the light direction behind the third aperture; h1) wherein the imaging sensor is arranged in the plane of a real image of the second diaphragm;
- i) means for measuring a shift of an energy center of gravity of the image of the second aperture on the imaging sensor during rotation of the lens; and
- j) means, determined from the size of the displacement of the energy center the centering error of the lens to be tested.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.Further Details and features will become apparent from the following description of preferred embodiments in connection with the dependent claims. Here, the respective features alone or in combination with each other be realized. The possibilities to solve the task are not limited to the embodiments.
Die Ausführungsbeispiele sind in verschiedenen Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:The Embodiments are schematic in various figures shown. Identical reference numbers in the individual figures designate the same or functionally identical or with regard to their functions corresponding elements. In detail shows:
Der
optische Aufbau für die Zentrierfehlermessung an einer
Linse
Die
zu prüfende Linse
Die
Antriebsrolle
Die
Rotationsachse, um die sich die Linse
Sie kann mit der Hauptachse Z sowohl zusammenfallen als auch gegenüber der Hauptachse Z verkippt sein.she can coincide with the major axis Z as well as opposite the major axis Z tilted.
Zur
Bestimmung des Zentrierfehlers der Linsenoberfläche
Die
Verlagerung des Energieschwerpunktes des Lichtes wird durch eine
Verschiebung der verkippten Oberfläche
Für
die Messung des Zentrierfehlers der Linsenoberfläche
Bei
der in
Die
Linse
Die
Mantelfläche (Linsenrand)
Das
Aufnehmen von Linsen mit zwei zu messenden Flächenkippfehlern
wird in
Das
Messverfahren ist, wie oben beschrieben, identisch mit dem in
Die
Höhenverstellungen entlang der Hauptachse Z für
beide Messköpfe
Es
ist auch möglich, beide Linsenflächen
Beim Messen pendelt das Bild der zweiten Blende auf einem zur CCD-Flächenkamera gehörenden Anzeigedisplay synchron zur Linsendrehung. An Hand einer Skala wird die Summe der vom Bild überstrichenen Intervalle als Maß des Zentrierfehlers in Winkelminuten dargestellt.At the Measuring commutes the image of the second aperture on a CCD area camera associated with the display screen synchronously with the lens rotation. Based a scale becomes the sum of the images swept by the image Intervals as a measure of the centering error in angular minutes shown.
- 100100
- Linselens
- 102102
- geometrische Achsegeometric axis
- 104104
- optische Achseoptical axis
- 106106
- Linsenrand (Mantelfläche)lens edge (Lateral surface)
- 108108
- Linsenoberflächelens surface
- 110110
- Linsenoberflächelens surface
- 200200
- Mess-VorrichtungMeasuring device
- 202202
- Mess-KopfMeasuring head
- 204204
- Mess-KopfMeasuring head
- 206206
- Linsenoberflächelens surface
- 208208
- Linsenoberflächelens surface
- 210210
- Linsenaufnahme (Auflagering)lens holder (Support ring)
- 214214
- Mantelfläche (Linsenrand)lateral surface (Lens edge)
- 216216
- Antriebsrollecapstan
- 218218
- V-förmige AnlageV-shaped investment
- 220220
- Lichtquellelight source
- 222222
- erstes optisches System (Projektor)first optical system (projector)
- 224224
- erste Blendefirst cover
- 226226
- zweite Blendesecond cover
- 228228
- zweites optisches System (Empfänger)second optical system (receiver)
- 230230
- dritte Blendethird cover
- 232232
- bildgebender Sensor (CCD-Sensor)imaging Sensor (CCD sensor)
- 234234
- Sensor-Oberfläche im Bild der zweiten BlendeSensor interface in the picture of the second aperture
- 236236
- FlächenkippwinkelFlächenkippwinkel
- 240240
- Planfläche einer Linseplane surface a lens
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 3407074 C2 [0005] DE 3407074 C2 [0005]
- - US 4936676 [0006] US 4936676 [0006]
Claims (6)
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---|---|---|---|
DE200810028121 DE102008028121A1 (en) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | Lens's centering error determining method, involves measuring displacement of energy center of gravity of image of blind on sensor during rotation of lens, and determining error of lens from value of displacement of centre of gravity |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008028121A1 true DE102008028121A1 (en) | 2009-12-31 |
Family
ID=41360396
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200810028121 Withdrawn DE102008028121A1 (en) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | Lens's centering error determining method, involves measuring displacement of energy center of gravity of image of blind on sensor during rotation of lens, and determining error of lens from value of displacement of centre of gravity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008028121A1 (en) |
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2008
- 2008-06-13 DE DE200810028121 patent/DE102008028121A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120103 |