Die Fertigung von Freiformflächen in der Brillen- und Präzisionsoptik verlangt hohe Genauigkeit bei großer Neigungsdynamik und Asphärizität. Für kleine Stückzahlen oder Individualfertigung bei Gleitsicht-Brillengläsern muss das Messverfahren flexibel und einfach sein. Diese Anforderungen erfüllt die Deflektometrie.
Freiformflächen gewinnen in der Brillen- und Präzisionsoptik an Bedeutung. Zur Kontrolle des Fertigungsprozesses und zur Prüfung der Qualität sind Messsysteme erforderlich, die die vollflächige Bewertung der gefertigten Freiformbauteile mit einer Genauigkeit im Sub-Mikrometerbereich erlauben. Bestehende Verfahren wie die Interferometrie mit synthetischen Hologrammen (CGH) oder die Verwendung von Koordinatenmessmaschinen (CMM) erweisen sich als zu unflexibel und zu langsam für die Fertigungslinie.
rechts: Messung des Brechkraftverlaufs einer Konkavlinse mit UV-Deflektometrie
In einem Vorgängerprojekt wurde gezeigt, dass die phasenmessende Deflektometrie (PMD) das Potenzial besitzt, nahezu beliebige Freiformflächen mit hoher lokaler Genauigkeit in wenigen Sekunden zu vermessen. Allerdings gab es Einschränkungen, die eine Messung in der Fertigungslinie nicht allgemein erlaubten: Zum einen störte der Rückseitenreflex bei transparenten Proben (wie z. B. Brillengläsern). Weiterhin zeigt die Deflektometrie zwar eine lokale Sensitivität im Bereich von nur wenigen Nanometern, aber die globale Genauigkeit war verfahrensbedingt im Bereich mehrerer Mikrometer. Schließlich war die Winkeldynamik auf etwa +/- 12° bis 14° begrenzt, wodurch stark gekrümmte Proben nicht vermessen werden konnten. Im vorliegenden Projekt wurden diese Probleme gelöst. Deflektometrie wird nun im UV-Bereich mit Liniengittern betrieben, wobei kein Rückseitenreflex mehr auftritt. Weiter wurde ein neues Kalibrierkonzept entwickelt, das eine Verbesserung der Genauigkeit etwa um den Faktor 10 erlaubt und gleichzeitig auch für ungeübte Nutzer einfach durchführbar ist. Das Verfahren benötigt keine komplexen Kalibriernormale mehr und erlaubt eine deutlich größere Winkeldynamik. Es wurde ein erster Prototyp für die Messung von Gleitsichtgläsern aufgebaut. Damit eröffnet sich zukünftig für die Brillenglasfertigung erstmalig die Möglichkeit einer fertigungsintegrierten automatischen Messung.
