Способ измерения децентрировки асферической оптической поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки линз с асферическими поверхностями. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет выбора оптимальных точек асферической поверхности, в которых производится определение величины децентрировки, а также оптимальной ориентации узла регистрации измерительного датчика. Пучки лучей источника 1 излучения освещают тест-объект 2. Первоначально измерительный датчик находится в положении, при котором тест-объект фокусируется оптической системой 3 в точку пересечения асферической оптической поверхности 5 с осью I-I, в котоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки линз с асферическими поверхностями. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет выбора оптимальных точек асферической поверхности, в которых производится определение величины децентрировки , а также оптимальной ориентации узла регистрации измерительного датчика. рой при повороте измеряемой асферической поверхности на 360° определяют угол А у (х 0) кругового конуса, который описывает отраженный пучок лучей, Этот угол определяет величину децентрировки измеряемой асферической поверхности в точке при ее вершине. Для определения направления оси асферической поверхности 5 относительно оси И необходимо определение координат еще одной точки оси симметрии асферической поверхности. С этой целью смещают измерительный датчик в положение , при котором тест-объект 2 фокусируется в точку асферической поверхности 5, имеющей наибольшее по модулю значение аберрации нормали. Кроме того, узел 4 регистрации измерительного датчика поворачивают в положение, при котором угол между осью I-I поворота асферической поверхности и нормалью к плоскости узла регистрации будет равен заданному значению. После чего определяют угол А у (х), по которому рассчитывают величину децентрировки в измеряемой зоне. 2 ил. Ё На фиг.1 и 2 представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ, при двух его положениях . Устройство содержит измерительный датчик в виде источника 1 излучения, тест-объекта 2, оптической системы 3 и узла 4 регистрации и базировочный узел (не показан). Контролируемую асферическую поверхность 5 устанавливают в базировочный узел с возможностью поворота вокруг оси 1-1. С 00 00 о ю

СОЮЗ СОБЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧГСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 В 11/27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626445/28 (22} 27.12.88 (46) 30.10.91. Бюл. ¹ 40 (71) МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) А.Б.Семин (53) 531.715.27(088,8) (56)!.0 ptlcs. Paris, 1977, чо!.9, № 1, р. 31 — 44. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЦЕНТРИРОВКИ АСФЕРИЧЕСКОЙ ОПТИЧЕСКОЙ

ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки линз с асферическими поверхностями. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет выбора оптимальных точек асферической поверхности, в которых производится определение величины децентрировки, а также опти мал ьной ориентации узла регистрации измерительного датчика, Пучки лучей источника 1 излучения освещают тест-объект 2. Первоначально измерительный датчик находится в положении, при котором тест-объект фокусируется оптической системой 3 в точку пересечения асферической оптической поверхности 5 с осью Н, в котоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки линз с асферическими поверхностями.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет выбора оптимальных точек асферической поверхности, в которых производится определение величины децентрировки, а также оптимальной ориентации узла регистрации измерительного датчика. 42 ÄÄ 1688109 А1 рой при повороте измеряемой асферической поверхности на 360 определяют угол

Лу (х = О) кругового конуса, который описывает отраженный пучок лучей, Этот угол определяет величину децентрировки измеряемой асферической поверхности в точке при ее вершине, Для определения направления оси асферической поверхности 5 относительно оси Н необходимо определение координат еще одной точки оси симметрии асферической поверхности, С этой целью смещают измерительный датчик в положение, при котором тест-объект 2 фокусируется в точку асферической поверхности 5, имеющей наибольшее по модулю значение аберрации нормали. Кроме того, узел 4 регистрации измерительного датчика поворачивают в положение, при котором угол между осью !-! поворота асферической поверхности и нормалью к плоскости узла регистрации будет равен заданному значению. После чего определяют угол

Лу (х), по которому рассчитывают величину децентрировки в измеряемой зоне. 2 ил.

На фиг.1 и 2 представлена функциональная схема устройства, реализующего предложенный способ, при двух его положениях.

Устройство содержит измерительный датчик в виде источника 1 излучения, тест-объекта

2, оптической системы 3 и узла 4 регистрации и базировочный узел (не показан).

Контролируемую асферическую поверхность 5 устанавливают в базировочный узел с воэможностью поворота вокруг оси Н.

1б88109

Форма образующей асф рической поверхности вращения определяется гыпажением

Х = A1Z+ A2Z + A3Z 4где Х и Z — оси координат;

А1,А2,Аз — коэффициенты, Пучки лучей источника 1 излучения освещают тест-объект 2, Первоначально измерительный датчик находится в положении, при котором тест-обьект 2 фокусируется оптической системой 3 в точку пересечения асферической оптической поверхности с осью Н.

Б точке при вершине асферической оптической поверхности 5 (x = О) асферическая поверхность 5 точно аппроксимируется сферой с радиусом Ко. В этом случае при повороте измеряемой асферической поверхности 5 вокруг оси Н отраженный от нее пучок лучей описывает круговой конус с углом при вершине Лу (х =-- О), который определяет величину децентрировки контролируемой асферической поверхности 5 в точке при ее вершине.

Для определения направления оси асферической поверхности 5 относительно оси 1-1 необходимо определение координат еще одной точки оси симметрии асферической поверхности 5.

С этой целью помещают измерительный датчик в положение, при котором тестобъект 2 фокусируется в точку асферической поверхности 5, имеющую наибольшее по модулю значение аберрации нормали, и асферическая поверхность 5 достаточно точно аппроксимируется сферой радиусом, равным сагиттальному радиусу Rs асферической поверхности в указанной точке. Узел 4 регистрации измерительного датчика разворачивают в плоскости, образованной осью 1-1 вращения контролируемой поверхности и оптической осью оптической системы 3, При этом значение угла Р между осью Н и нормалью к плоскости узла 4 регистрации устанавливают из соотношения

cos P = (1 — 2; ) cos/3 +

Е4(х)

+ 2 /1 х з(пP, (1)

R,,() гдеP — угол между оптической осью формирующей оптической системы 3 и осью поворота 1-I контролируемой асферической поверхности, При повороте измеряемой асферической поверхности вокру(оси Н отраженный от нее пучок лучей описывает в пространстве эллиптический конус, определяемый максимал ьными угловыми размерами в плоскостях XnOZn u YnGZn в Лу„и Луу соответственно. Величины углов Лр< и Луу определяют величину децентрировки С контролируемой асферической поверхности 5 в

5 ее осесимметричной зоне, характеризуемой координатой Х, <,(.Р с= Х =

4(Й (х1 - x cosP - x sill p

10 т г... (2.) 4R (x1 - x casP + x 5 и (Ъ

4((2 — -rI о яр Г,li- " s, p) ((((x g (xl 3 Р () 15 Как видно из (2)„величины углов Лук и

Л при фиксированом значении С зависят от величины углаP между осью поворота 1-1 контролируемой поверхности и нормалью к плоскости регистрации. Это означает, что чувствительность измерения децентрировки может регулироваться за счет изменения угла P . Максимальное значение чувствительности измерения достигается при величине р, определяемой по соотношению (1).

Таким образом, предложенный способ обеспечивает повышение точности измерения децентрировки асферической поверхности 5 за счет определения величины децентрировки асферической поверхности

5 в такой ее точке, где эта величина имеет наибольшее значение, при этом плоскость регистрации поворачивают на заданный угол, обеспечивающий наибольшую чувствительность.

Формула изобретения

Способ измерения децентрировки асферической оптической поверхности относительно оси вращения, заключающийся в том, что освещают тест-объект пучком лучей, формируют изображение тест-объекта на измеряемой асферической поверхности в точке пересечения этой поверхности с осью вращения, регистрируют посредством узла регистрации изменение угла, под которым лучок лучей отражается от измеряемой поверхности при ее вращении относительно оси вращения, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, смещают тест-объект в положение, при ко5О тором его изображение формируется в точке измеряемой поверхности, имеющей максимальное значение модуля аберрации нормали измеряемой асферической поверхности, поворачивают узел регистрации на заданный угол, регистрируют посредством узла регистрации изменение угла, под которым пучок лучей отражается от измеряемой поверхности при ее вращении относительно

1688109 оси вращения, и рассчитывают величину С децентрировки по формула (ф(Д сОБД +хюлм ) q((g,-2x ) смр ж2х Ц и я пфg где Щх), Rs(x) — соответственно меридиональный и сагиттальный радиусы кривизны асферической поверхности в ее зоне с координатой х;

Х координата точки асферическои поверхности, имеющей максимальное значение модуля аберрации нормали;

P — угол между нормалью к плоскости

5 регистрации и осью вращения, Ар и Лу — наибольшие изменения угла, под которым пучок лучей отражается от измеряемой асферической поверхности при ее вращении относительно оси враще10 ния соответственно в плоскостях Хл02 и

Y>02,связанной с узлом регистрации системы координат Xn YnZn, ось 2л которой направлена по нормали к плоскости регистрации, а ось вращения и точка, в ко15 торой формируется изображение тест-образца, лежат в плоскости YnOZn.

1688109

Составитель А. Заболотский

Редактор Л, Веселовская Техред М.Моргентал Корректор М, Демчик

Заказ 3702 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101