Способ определения децентрировки квазиконцентрических менисков Советский патент 1992 года по МПК G01M11/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для измерения и устранения децентри- ровки одиночных линз со сферическими поверхностями в процессе их изготовления и сборки оптических приборов.

Целью изобретения является повышение точности центрирования квазиконцентрических менисков.

На чертеже показана функциональная схема устройства для реализации способа.

На схеме обозначены источник 1 излучения, тест-объект 2, выполненный в отражающем покрытии наклонного зеркала, автоколлимационный объектив, состоящий из неподвижного 3 и подвижного 4 компонентов, измеряемый объект (мениск) 5, фто- ропластовое кольцо 6, призма 7, дополнительный объектив 8, сетка 9 и окуляр 10.

Способ осуществляют следующим образом.

При использовании для центрирования мениска отражений (рефлексов) k-ro порядка (к 3, 5, 7) создают изображение осевой трчки А тест-объекта в плоскости изображения центра кривизны Cj J-й поверхности мениска через предшествующую систему при (к - 1)/2 последовательных внутренних отражениях от поверхностей мениска и одном преломлении первой поверхностью (в обратном ходе).

В случае применения рефлексов k-ro порядка положение плоскости автоколлимации За определяется с помощью матричного метода расчета лучей как

с N ii/JPl1-S- WM/ t MlJ« «« 5л

V

О Ю 00

ю

««x/pCW-O r-f)

«я

где

rrijjqk - элементы матрицы Mk оптической системы, образованной (k - 1)/2 отражающими поверхностями и одной преломляющей поверхностью мениска.

Величина децентрировки при базировании мениска по 1-й поверхности определяется из соотношения

rf,-io,iH/P3.t(Vp,-Vpi-d Y

dd-0

где «з-i - угол между осью оптической системы и нормалью к (3 - )-й поверхности мениска;

р 1, pi кривизны первой и второй поверхностей мениска соответственно;

d - толщина мениска;

п - показатель преломления мениска;

Y - смещение автоколлимационного изображения тест-объекта с оси оптической системы.

При использовании для центрирования менисков третьего порядка (k 3) создают изображение точки А тест-объекта в плоскости изображения центра Ci кривизны первой поверхности мениска Q 1), Фрагмент установки, содержащей подвижный компонент объектива 4, при базировании контролируемого мениска по второй поверхности с помощью приспособления б, 7 для случая k 3 изображен на чертеже, где В - автоколлимационное изображение точки AI , полученное с помощью рефлекса 3-го порядка от поверхностей мениска; Ci - изображение центра кривизны Ci первой поверхности через оптическую систему, состоящую из отражающей второй и преломляющей первой поверхностей мениска. Центр кривизны С2 второй поверхности с помощью опорного кольца 6 совмещен с оптической осью прибора. Величина децентрировки при использовании рефлексов третьего порядка и базирования мениска по 1-й поверхности оценивается по зависимости

-.v(-n f,(Vf, fy,-j

Ift ttl-fi, lf,i

}pt(l-p,t l-f,}-{n.np,(i-ip,l-2p1(,J)) f

-+-JC О

где «з - I - угол между осью оптической системы и нормалью к свободной поверхности мениска в осевой точке;

р 1, р2-кривизнысоответственнопер- вой и второй поверхностей мениска; d - толщина мениска; п - показатель преломления материала мениска;

Y - смещение автоколлимационного изображения тест-объекта с оси оптической системы.

При использовании рефлексов третьего порядка для определения децентрировки менисков и тест-объекта в виде светящейся точки диаметром I освещенность Ез автоколлимационного изображения можно приближенно записать как

Ез s MoD3(l-p)2(l-o)412(l + lp)2, где Мо - светимость тест-объекта; Ip - диаметр кружка рассеяния рефлек- сирующей оптической системы третьего порядка;

о - коэффициент поглощения в стекле мениска по оси;

р - коэффициент френелевского отражения преломляющих поверхностей по оси. Формула изобретения 1. Способ определения децентрировки квазиконцентрических менисков, заключа- ющийся в том, что мениск базируют по 1-й поверхности, центрированной относительно исходной оси, тест-объект проецируют в плоскость, совпадающую с плоскостью его изображения, полученного за счет отраже- ния от (3 - 1)-й поверхности, и определяют децентрировку в виде угла наклона нормали этой поверхности к оптической оси, отличающийся тем. что, с целью повышения точности, величину децентри- ровки определяют по формуле

3-iQ.sM/Pt.itVWpi-)

SB-«/jpt + dff-0

где аз - i - угол между осью оптической системы и нормалью к (3 - )-й поверхности мениска в осевой точке;

р 1, р 2 - кривизны соответственно пер- вой и второй поверхностей мениска; d - толщина мениска; Y - смещение автоколлимационного изображения тест-объекта с оси оптической системы;

Sk удаление плоскости автоколлимационного изображения тест-объекта от первой поверхности контролируемого мениска, образованного отражениями k-ro порядка (k

- общее число отражений от поверхностей мениска, k 3, 5, 7,..,), причем

. .11к/Р11.5-0,5И/ ()/аЗ,

(5-°.

Т1К mfJK

jfK ziK

-пр, f

II1°

,5-0,S(-D l

при этом изображение мениском образуют за счет дополнительных отражений от его поверхностей.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что используется отражение третьего, порядка, причем величина децентрирова- ния при базировании мениска по 1-й поверхности оценивается по формуле:

ол-г) д,Г /я,-,-Лт

.-.lf,dtt-f,,d

(iptU-rtto-fA-ln- IfAi-lf.ipjtl-ftfu f

.df -l)

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для измерения и устранения де- центрировки одиночных линз со сферическими поверхностями в процессе их изготовления и сборки оптических приборов. Цель изобретения - повышение точности центрирования квазиконцентрических менисков. Цель достигается тем, что центрированный относительно исходной оси тест-объект проецируют в плоскость, совпадающую с плоскостью его изображения мениском. Предложенный способ может быть также использован при контроле центрировки многолинзовых оптических систем. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

где п - показатель преломления материала мениска,