Способ измерения децентрировки асферической оптической поверхности Советский патент 1991 года по МПК G01B11/27 

Форма образующей асферической по верхности вращения определяется рыоаже- нием

X2 AiZ + A2Z2 + AsZ3 . ., где X и Z - оси координ.чт;

А1,А,Аз - коэффициенты.

Пучки лучей источника 1 излучения освещают тест-обьект 2, Первоначально измерительный датчик находится в положении, при котором тест-обьект 2 фокусируется оптической системой 3 в точку пересечения асферической оптической поверхности с осью I-I.

В точке при вершине асферической оп тической поверхности 5 (х 0) асферическая поверхность 5 точно аппроксимируется сферой с радиусом R0 В этом случае при повороте измеряемой асферической поверхности 5 вокруг оси I-I отраженный от нее пучок лучей описывает круговой конус с углом при вершине Ау (х - 0), который определяет величину децентрировки контролируемой асферической поверхности 5 в точке при ее вершине

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

С этой целью помещают измерительный датчик в положение, при котором тесг- объект2 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 I-I вращения контролируемой поверхности и оптической осью оптической системы 3. При этом значение угла между осью I-I и нормалью к плоскости узла 4 регистрации устанавливают из соотношения

2 cos ft (1 - 2-- ) cos / +

Rs ( )

ч 2 -{5-4-v /ТГЩхГ Tsm/9 , (1) П R,(x)

где/5- угол между оптической осью формирующей оптической системы 3 и осью поворота 1-1 контролируемой асферической поверхности

При повороте измеряемой асферической поверхности вокруг оси 1-1 отраженный от нее пучок лучей описывает в пространс.i- ве эллиптический конус, определяемый мак- симальными угловыми размерами в

плоскостях XnOZn и YnOZn в Дух и Дуу соответственно Величины углов Дух и Ауу определяют величину децентрировки С контролируемой асферической поверхности 5 в ее осесимметричной зоне, характеризуемой координатой X,

AJ1

4(Л«,(х)Л-х со5/3 -Х5 р

4R((3l4X s.nft

..

(Z)

R5(XlV R5U)2

5Как видно из (2), величины углов Аух и

Дуу при фиксированом значении С зависят от величины угла/3 между осью поворота I-I контролируемой поверхности и нормалью к плоскости регистрации Это означает, что чувствительность измерения децентрировки может регулироваться за счет изменения угла ft . Максимальное значение чувствительности измерения достигается при величине/3 , определяемой по соотношению (1).

5Таким образом предложенный способ

обеспечивает повышение точности измерения децентрировки асферической поверхности 5 за счет определения величины децентрировки асферической поверхности

0 5 в такой ее точке, где эта величина имеет наибольшее значение, при этом плоскость регистрации поворачивают на заданный угол, обеспечивающий наибольшую чувствительность

5

Формула изобретения Способ измерения децентрировки асферической оптической поверхности относительно оси вращения, заключающийся в

0 том, что освещают тест-объект пучком лучей, формируют изображение тест-обьекта на измеряемой асферической поверхности в точке пересечения этой поверхности с осью вращения, регистрируют посредством узла

5 регистрации изменение угла, под которым пучок лучей отражается от измеряемой поверхности при ее вращении относительно оси вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, смещают тест-обьект в положение, при ко0 тором его изображение формируется в точке измеряемой поверхности, имеющей максимальное значение модуля аберрации нормали измеряемой асферической поверхности, поворачивают узел регистрации на

5 заданный угол, регистрируют посредством узла регистрации изменение угла, под которым пучок лучей отражается от измеряемой поверхности при ее вращении относительно

оси вращения, и рассчитывают величину С децентрировки по формуле

с

R|(X|

- лу

4(TRf(xl -X coS|J XsihfV K. -хтсо5(3 4хз;п(5)

4(Rs-2)

где Rt{x), Rs(x) - соответственно меридиональный и сагиттальный радиусы кривизны асферической поверхности в ее зоне с координатой х;

X - координата точки асферической поверхности, имеющей максимальное значение модуля аберрации нормали;

- угол между нормалью к плоскости

регистрации и осью вращения;

Д}Ъ и Д} наибольшие изменения угла, под которым пучок лучей отражается от измеряемой асферической поверхности при ее вращении относительно оси враще0 ния соответственно в плоскостях XnOZn и Уп02п,свяэанной с узлом регистрации системы координат XnYnZn, ось Zn которой на- правлена по нормали к плоскости регистрации, а ось вращения и точка, в ко5 торой формируется изображение тест-образца, лежат в плоскости YnOZn.

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

/

У, 4

Фиг. 2

4