Design und Entwicklung eines hochauflösenden Mikroobjektives für Werkzeugvermessung

Stetig wachsende Anforderung an Fertigungstechniken lassen auch die Anforderungen an die notwendige, berührungslose Messtechnik steigen. Für die Vermessung von hochgenauen Werkzeugschneiden wurde ein kamerabasiertes, hochauflösendes Mikroobjektiv benötigt. Die Hauptaufgabe bestand hier in der Implementierung aller optischen und geometrischen Anforderung in einem optischen System. Ein großer freier Arbeitsabstand (10 mm), eine hohe Auflösung (1,4 µm; kameraabhängig), ein großes Objektfeld (1,5 mm*1,5 mm) sowie ein maximaler Fassungsdurchmesser von 20 mm waren die Vorgaben für das durchzuführende Optikdesign. Kommerziell erhältliche Mikroskopobjektive, welche die optischen Anforderungen erfüllen, scheitern jedoch an den geometrischen Spezifikationen. Aus diesem Grund wurde ein Mikroobjektiv mit einer NA von 0,27 und einer 10-fachen Vergrößerung optimiert und gefertigt. Der Designprozess bis hin zum Prototypenbau und der Charakterisierung des Mikroobjektivs wird dargestellt. Eine optische Auflösung von 800 LP/mm konnte experimentell nachgewiesen werden.