Устройство для измерения аберраций Советский патент 1984 года по МПК G02B27/36 

Изобретение относится к оптическим контрольно-измерительным устройсвам, а более конкретно к оптическим системам для измерения аберраций компенсационным методом.

Известно устройство для введения аберраций в оптическую систему, позволяющее одновременно и независимо друг от друга вводить и измерять компенсационнымметодом две аберрации: сферическую и хроматическую аберрацию положения. Оно содержит телескопическую систему, установленную с возможностью перемещения вдоль оптической оси, и обектив из двух одиночных линз, установленных с возможностью взаимного перемещения вдоль оптической оси, причем одна из поверхностей объектива выполнена . гиперболической Л .

Однако оптическая система этого устройства не позволяет измерять кому, астигматизм и хроматическую аберрацию увеличения. Кроме того, наличи асферической поверхности вызывает дополнительные сложности при изготовлении устройства,

Известно устройство для измерений аберраций, содержащее силовой и три афокальных компонента, два из которых двухлинзовые, причем перёый компонент установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а второй состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету 2j,

Однако известная система не предусматривает возможности введения и, соответственно, измерения хроматических аберраций, она позволяет измеряттолько три монохроматических аберрации: сферическую аберрацию, кому и астигматизм.

Целью изобретения является увеличение числа независимо измеряемых монохроматических и хроматических аберраций.

Прставленная цель достигается тем что в устройстве для. измерения аберраций, содержащем силовой и три афокальных компонента, два из которых двухлинзовые, причем первый афокальный компонент установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси а второй состоит из положительной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету, силовой компонент состоит из двух одинаковых плосковыпуклых линз с увеличением , установленных с возможностью поворота вокру:- осей, проходящих через вершины их сферических поверхностей перпендикулярно оптической оси, первый афокальный компонент выполнен в виде плосковыпуклой одиночной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второй афокальный компонент установлен между линзами силового компонента с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через вершину первой поверхности положительной линзы перпендикулярно оптической оси причем положительная линза установлена за отрицательным мениском, а третий афокальный компонент выполнен в виде трехлинзового склеенного блока, состоящего из двух одинаковых плосковыпуклых линз с расположенной между ними двояковогнутой линзой, и установлен с возможностью перемещений вдоль оптической оси и перпендикулярно ей.

На фиг. 1 представлена оптическая схема предлагаемого устройства для измерения аберраций; на фиг. 2 - график аберраций. I

Система содержит силовой компонент 1, состоящий из двух одинаковых плосковыпуклых линз 2, имеющих возможность поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях вокруг осей 0 и On, проходящих через вершины сферических поверхностей этих линз перпендикулярно оптической оси, в пределах -10°- ++10, что обеспечивает введение астигматизма в пределах -1 - +1 мм и, соответственно, измерение в этих пределах.

Перед силовым компонентом установлен афокальный двуклиизовый компонент 3, состоящий из линз 4 и 5, имеющий возможность перемещения вдоль оптической оси в пределах -6 - +6 мм что обеспечивает введение и измерение сферической аберрации в пределах -1 - +1 мм.

Между линзами силового компонента установлен афокальный двухлинзовый компонент 6, состоящий из линз 7 и 8, имеющий возможность поворота вокруг оси О, проходящей через вершину первой поверхности второй линзы компонента перпендикулярно оптической оси в пределах -30 - +30, что 31 обеспечивает введение и измерение комы в пределах -1 - +1 мм. За силовым компонентом установлен третий афокальный компонент 9, выполйенный в виде трехлинзового склеенного блока и состоящий из двух одинаковых плосковыпуклых линз 10 и двояковогнутой линзы 11, Перемещение этого компонента вдоль оптической оси в пределах -10 - +10 мм и перпен дикулярно оптической оси в пределах -10 - +10 мм обеспечивает введение и измерение соответственно хроматической аберрации положения в пределах -1 - +1 мм и хроматической аберрации увеличения в пределах -0,5 +0,5 мм. Основные характеристики предлагаемой оптической системы следую и;ие фокусное расстояние f 123,7 мм; увеличение ,95 ; передняя аперту ра sin(,15; задняя апертура sin6 -0,16. Данные об аберрациях оптической системы для измерения аберраций пред ставлены на графиках фиг. 2, где 34 1| - перемещение первого афокального компонента опти 1еской оси; Л5 - сферическая аберрация; ср угол поворота второго афокального компонента; k - кома; Cfj разность углов поворотов линз силового компонента; - астигматизм; ty перемещение третьего афокального компонента (трехлинзового склеенного блока) вдоль оптической оси; S,p -ч хроматизм положения; h - перемещение третьего афокального компонента перпендикулярно оптической оси; У,. хроматизм увеличения. При этом положительным перемещением вдоль оптической оси.считается перемещение компонента по ходу луча (слева направо), угол поворота компонента считают положительным,если он происходит по часовой стрелке, а перемещение компонента перпендикулярно оптической оси положительного, если оптическая ось компонента будет располагаться вьппе оптической оси системы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБЕРРАЦИЙ, содержащее силовой и три афокальных компонента, два из которых двухлинзовые, причем первый афокальный компонент установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а второй состоит из поло жительной линзы и отрицательного мениСка, обращенного вогнутостью к пр мету, отличающееся тем, что, с целью увеличения числа незав симо измеряемых монохроматических и Плосхаст по(днето9 хроматических аберраций, силовой компонент состоит из двух одинаковых плосковыпуклых линз с увеличением , установленных с возможностью поворота вокруг осей, проходящих через вершины их сферических поверхностей перпендикулярно оптической оси, первый афокальный компонент выполнен в виде плосковыпуклой одиночной линзы и отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второй афокальный компонент установлен между линзами силового компонента с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через вершину первой поверхности положительной линзы перпендикулярно оптической оси, причем положительная линза установлена за отрицательным мениском, а третий афокальный компонент выполнен в виде трехлинзоврго склеенного блока, состоящего из двух одинаковых плосковыпуклых линз с расположенной между ними двояковогнутой линзой, и установлен с возможностью перемещений вдоль оптической оси и перпендикулярно ей. г ю п н) I L L / Д 7СДС«САП изображении