Radiusmessung

Die Stärke der Oberflächenkrümmung, optischer Elemente wird durch ihren Radius ausgedrückt. Seine Messung kann sowohl taktil, mit einem so genannten Sphärometer, als auch berührungslos erfolgen. Für beide Varianten bietet TRIOPTICS Lösungen.

Anwendung

UltraSpherotronic®

Taktile Messung

Einfach in der Handhabung, präzise und wiederholgenaue Messungen, schnell. Die taktile Messung eines Radius mittels Spherometer eignet sich perfekt für die Radiuskontrolle sphärischer Linsen während und nach der Fertigung.

OptiSpheric®

Berührungslose Messung

Berührungslose Messung des Krümmungsradius und weiterer optomechanischer Linsenparameter wie MTF, EFL, BFL und FFL

OptiSpheric® ist der Branchenstandard für die berührungslose Prüfung grundlegender axialer optischer und mechanischer Parameter und wird weltweit eingesetzt, um Einzellinsen – wie auch Intraokularlinsen – und optische Systeme vollständig zu messen und zu qualifizieren. Die größten Labore und die bedeutendsten Optikhersteller der Welt vertrauen auf die optischen Prüfsysteme von TRIOPTICS.

µPhase Tablett

Interferometrie

Berührungslose Messung des Krümmungsradius mittels Interferometrie. µPhase® Interferometer ermöglichen folgende Messungen und Anwendungen:

  • Messung planer, sphärischer, zylindrischer, torischer und asphärischer Oberflächen in Reflexion
  • Messung des absoluten Radius von sphärischen, torischen und asphärischen Linsen
  • Prüfung adaptiver Spiegel
  • Messung der Wellenfrontdeformation von transparenten Prüflingen
  • Messungen von Kontaktlinsen und Formwerkzeugen
  • Schnelle Offline- oder Online-Messung des Tool-Offsets von ultrapräzisen Diamantdrehmaschinen nach dem Werkzeugwechsel
  • Prüfung zahlreicher hochpräziser nicht-optischer Komponenten
  • Anwendungen im Automobilsektor
  • Medizinische Anwendungen

Knowledge base

Messprinzip

Voraussetzung für eine präzise Messung mit SpheroCompact®und Spherotronic ist die Kenntnis über die exakte Größe der verwendeten Ringe. So wird deren Radius während des Kalibriervorgangs bei TRIOPTICS mit äußerster Genauigkeit ermittelt und in einem individuellen Kalibrierungsblatt bescheinigt.

Vor Beginn der Messungen wird eine Präzisionsplanplatte auf den ausgewählten Sphärometerring aufgesetzt. Diese bestimmt die Referenzposition (den Nullpunkt) für die anschließende Probenmessung. Im zweiten Schritt wird der Prüfling auf den Ring aufgesetzt.

Das Sphärometer misst die sagittale Höhe der gekrümmten Linsenoberfläche. Der Krümmungsradius lässt sich schnell aus der Beziehung zwischen sagittaler Höhe und Radius ableiten.

Querschnittszeichung Spherometer

Ermittlung der Referenzposition mithilfe einer Präzisionsplanplatte.
Querschnittszeichung Spherometer

Aus dem bekannten Radius des Messrings (D/2) und der gemessenen sagittalen Höhe (s) wird der Krümmungsradius berechnet.

Gegenüber anderen Messmethoden, wie der Interferometrie, bietet die taktile Radienmessung wesentliche Vorteile:

  • Das Sphärometer ist eine kostengünstige Alternative und bietet eine vergleichbare Genauigkeit.
  • Die kurzen Rüstzeiten sorgen für einen schnellen Arbeitsablauf.
  • Die Messmethode ist einfach zu erlernen und anzuwenden. Der benötigt Schulungsbedarf ist sehr gering.
  • Unpolierte Flächen können vermessen werden.

Illustration Messung des Krümmungsradius
Der Krümmungsradius wird mit hoher Genauigkeit und ohne Berührung der Prüflingsoberfläche gemessen. Um den Krümmungsradius zu messen, wird das OptiSpheric® System im Reflexionsmodus genutzt. Im Falle einer konvexen Oberfläche wird eine Kopflinse mit großer Arbeitsentfernung vor dem Autokollimator des OptiSpheric® Systems angebracht. Das Licht, das im Reflexionsmodus in den Autokollimator eintritt, tritt aus der Kopflinse aus und wird in die Brennebene der Kopflinse fokussiert. Nun wird der gesamte Autokollimator so lange herunterbewegt, bis der Fokuspunkt die zu prüfenden Oberflächen erreicht. In diesem Fall erscheint ein Autokollimationsbild auf dem CCD. Diese Position wird im Programm abgespeichert. Im nächsten Schritt fährt der Autokollimator mit seiner Abwärtsbewegung fort, bis der Fokuspunkt den Mittelpunkt der Krümmung des Prüflings erreicht. In diesem Fall trifft das Licht, das aus der Kopflinse austritt, nahezu senkrecht auf die Prüflingsoberfläche. Ein Teil des Lichts wird in den Autokollimator zurückreflektiert. Diese Lichtstrahlen erfüllen die Autokollimationsbedingung. Ein scharfes Bild der Strichplatte erscheint auf dem CCD-Bildschirm. Der Abstand zwischen Scheitelpunkt und Zentrum der Krümmung entspricht dem Radius der Krümmung.

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