ISO 10110-Standard für optisches Zeichnen

ISO 10110 ist eine 13-teilige Norm, die die Erstellung von Zeichnungen für optische Komponenten und Systeme beschreibt. Jeder Teil deckt einen anderen Aspekt der optischen Zeichnung ab.

Teil   Fliese Indikation
1 Allgemein N/A
2 Materialfehler – Spannungsdoppelbrechung 0/
3 Materialfehler – Blasen und Einschlüsse 1/
4 Materialfehler – Inhomogenität und Schlieren 2/
5 Toleranzen der Oberflächenform 3/
6 Zentriertoleranzen 4/
7 Toleranzen für Oberflächenfehler 5/
8 Oberflächentextur  
9 Oberflächenbehandlung und Beschichtung λ
10 Tabelle mit Daten eines Linsenelements N/A
11 Nichttoleranzdaten N/A
12 asphärische Oberflächen N/A
13 Schadensschwelle durch Laserbestrahlung 6/

Teil 1 behandelt die mechanischen Aspekte optischer Zeichnungen, die spezifisch für die Optik sind und nicht bereits in einer der ISO-Normen für mechanische Zeichnungen abgedeckt sind. Wichtige Punkte, die es zu beachten gilt, sind

● Die Verwendung des metrischen Systems für Längenmaße ist etabliert, die Norm erlaubt jedoch die Verwendung des englischen Systems (und muss in der Zeichnung angegeben werden). Die Verwendung des metrischen Systems gemäß ASME Y14.5M entspricht den ISO-Standards, mit der Ausnahme, dass im ISO-Standard ein Komma anstelle eines Punkts zur Angabe des Dezimalpunkts verwendet wird.

● GD&T, wie im ISO-System beschrieben, wird zur Darstellung und Bemaßung optischer Elemente verwendet
Komponenten und Baugruppen. Die ISO-Standards sind ASME Y14.5M sehr ähnlich, es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede, die überprüft und verstanden werden sollten.

● Zur Veranschaulichung von Teilen wird die Erstwinkelprojektion verwendet (im Gegensatz zur in den USA vorherrschenden Drittwinkelprojektion).

Teil 2 behandelt die Spannungsdoppelbrechung des Teils. Die Angabe in der Zeichnung ist 0/X, wobei X die maximale Doppelbrechung in nm/cm ist. OPD aufgrund der Spannungsdoppelbrechung beträgt a*σ*K, wobei a die Weglänge in cm, σ die Restspannung in N/mm und K die Differenz der photoelastischen Konstanten in 10-7 mm/N ist. Eine Verzögerung > 20 nm/cm entspricht einer groben Ausheilung, und eine Verzögerung von < 10 nm/cm entspricht einer feinen Ausheilung.

Teil 3 behandelt Blasen und Einschlüsse. Die Angabe lautet 1/NxA, wobei N die Anzahl der zulässigen Blasen oder Einschlüsse und A die Seitenlänge eines Quadrats in mm ist. A2 ist der Bereich, den die Blase oder der Einschluss verdeckt. Der verdeckte Bereich kann in kleinere Blasen unterteilt werden, sofern der verdeckte Bereich nicht größer als vorgesehen ist. Eine typische Bezeichnung wäre 1/3x.1 (3 Blasen sind zulässig, wobei jede eine Fläche von nicht mehr als 0,12 = 0,01 mm2 abdeckt). Dieses System wird auch zur Bezeichnung von Oberflächenfehlern verwendet werden in Teil 7 behandelt.

Teil 4 behandelt Unvollkommenheiten aufgrund von Inhomogenität (Abweichungen des Brechungsindex vom Nennwert) und Schlieren (Abweichungen des Brechungsindex innerhalb des Glasteils). Die Beschriftung lautet 2/A;B, wobei A die Klassennummer für Inhomogenität und B die Klasse für Streifen ist.

Teil 5 beschreibt die Oberflächenformtoleranzen für die optischen Oberflächen. Dies ist in der Zeichnung mit 3/A(B/C) gekennzeichnet. A ist der maximale sphärische Durchhangfehler der Testplatte. A kann durch einen Bindestrich ersetzt werden, wenn die Radiustoleranz eine Bemaßung ist. B ist die maximale p-v-Unregelmäßigkeit und C ist der maximale rotationssymmetrische p-v-Figurfehler (asphärische Oberfläche mit bester Anpassung). Die Einheiten sind Streifen (eine halbe Wellenlänge von 546,07 nm) und die RMS-Spezifikation für Streifen kann verwendet werden. Beispielsweise bedeutet 3/4(1), dass die Durchhangtoleranz 4 Streifen beträgt und die p-v-Unregelmäßigkeit nicht größer als 1 Streifen ist. Eine Beschriftung von 3/-(2) impliziert eine p-v-Unregelmäßigkeit von 2 Streifen, und der Krümmungsradius entspricht der Toleranz gemäß der Radiusspezifikation, wenn die Oberfläche sphärisch ist (nicht toleriert, wenn sie plan ist).

Teil 6 behandelt Zentriertoleranzen (Zentrierung). Die Beschriftung lautet 4/α, wobei α der Winkel zwischen dem Bezugspunkt und der Oberfläche ist. Die Angabe ist für jede Oberfläche immer gleich, die Methode zur Angabe des Bezugspunkts folgt jedoch der mechanischen Zeichenpraxis. Eine polierte Oberfläche kann als Bezugspunkt dienen und ist oft die beste Wahl.

Teil 7 behandelt Oberflächenfehlertoleranzen. Die Beschriftung lautet 5/NxA und ähnelt der von Teil 3. Beschichtungsmängeln wird mit einem C vorangestellt, langen Kratzern mit einem L und Kantenabsplitterungen mit einem E. Beispiele sind: 5/NxA; CN’xA’; LN“xA“, EA’“. A‘“ ist der Spanüberstand von der Kante.

Teil 8 behandelt die Oberflächentextur und verwendet ein Textursymbol als Bezeichner. Dies bezeichnet die Qualität der Politur, die auf die optischen Oberflächen aufgetragen wird, und weist auf geschliffene Oberflächen hin (normalerweise auf Kanten aufgetragen).

Teil 9 legt Oberflächenbehandlungen und Beschichtungen fest. Die freie Apertur (in ISO 10110 als optisch wirksame Oberfläche bezeichnet) muss in der Zeichnung angegeben werden. Das Feld, in dem die Beschichtungsanforderungen aufgeführt sind, spezifiziert diese gemäß ISO 9211. A Ein gängiges Beispiel für eine Oberfläche mit einem Transmissionsbedarf von mehr als 0,9 für einen Wellenlängenbereich von 450 bis 750 nm wäre . Die Beschriftung kann sich auch auf ein Diagramm beziehen,

mit der Aufschrift „Spektrales Reflexionsvermögen wie in Grafik xx für Einfallswinkel < 15°“. Diagramm xx wäre dann an anderer Stelle in der Zeichnung angegeben. Die Beschichtung könnte auch als Handelsname der Beschichtung des Herstellers bezeichnet werden und müsste nicht auf der Zeichnung des optischen Elements wiedergegeben werden. Die Beschriftung der Beschichtung kann auch auf eine zu zementierende Oberfläche hinweisen.

ISO 10110-10 beschreibt, wie die Daten des Linsenelements in tabellarischer Form dargestellt werden. Während die Norm ISO 10110 versucht, optische Komponenten mit einem Minimum an Hinweisen darzustellen, kann die Menge der präsentierten Informationen imposant werden. Dies gilt insbesondere für einfache Linsenelemente, bei denen eine einfachere Methode zur Darstellung der Informationen verwendet werden könnte, um Mehrdeutigkeiten und Lesefehler zu vermeiden.

Teil 11 beschreibt die maximal zulässigen Toleranzen für Merkmale der optischen Elemente, wenn diese Toleranzen in der optischen Zeichnung nicht ausdrücklich angegeben sind. Dies unterscheidet sich von der Art und Weise, wie Toleranzen in den USA gehandhabt werden. Typischerweise werden in einer ASME Y14.5M-Zeichnung Block- (oder Werkstatt-)Toleranzen auf dem Teil angegeben, und diese sind in Y14.5M in keiner Weise standardisiert. Teil 11 von ISO 10110 ist ein Versuch zu garantieren, dass kein optisches Element mit geringeren Toleranzen als in der Norm angegeben hergestellt wird, es sei denn, dies ist in der Zeichnung ausdrücklich angegeben.

Teil 12 der ISO 10110 geht es um die Spezifikation asphärischer Oberflächen. Die Verfahren zur Angabe von Asphären auf optischen Zeichnungen ähneln bis auf wenige Ausnahmen denen für gewöhnliche Oberflächen. Zunächst sollte die Art der Oberfläche klar angegeben werden. Der Radius auf der Vorderseite der Zeichnung wird durch das Wort „Asphäre“ oder bei Standardtypen durch die Art der Asphäre ersetzt. Die Gleichung, die die Oberfläche beschreibt, sollte in einer Notiz angegeben werden. Neigungstoleranz und Probenahmelänge sollten angegeben werden. Bezugspunkte und Bezugssysteme werden in ISO 10110-12 anders definiert als in ISO 5459. Die Einzelheiten des in Teil 12 verwendeten Bezugssystems ergeben sich aus der Tatsache, dass asphärische Oberflächen häufig mechanisch lokalisiert werden während der Fertigung und im optischen System. Wenn ein alternatives Bezugssystem gewünscht wird, sollte in der Zeichnung ein Hinweis eingefügt werden, z. B. „Angaben von Bezugspunkten gemäß ISO 5459“.

Teil 13 beschreibt Hinweise auf Schäden durch Laserleistung oder Schadensschwellen durch Laserbestrahlung. Die Angabe erfolgt durch 6/Hth; λ; pdg; fp; nTS x np für gepulste Laser oder 6/Eth; λ; nTS für kontinuierliche Laser. Der 6/-Code ist den 3/-, 4/- und 5/-Codes in der Zeichnung zugeordnet. „6/“ ist die Angabe zur Laserschadensspezifikation. λ ist die Wellenlänge des Lasers. „pdg“ ist die Gruppennummer der Impulsdauer nach ISO 11254, „fp“ ist die Impulswiederholungsrate in Hz; „nTS“ ist die Anzahl der Teststellen auf der Probenoberfläche.