DD213057A1 - Anordnung zur bestimmung der strahldurchstosspunkte von zu pruefenden optischen abbildungssystemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Abbildegeraete von optischen Abbildungssystemen mit dem Ziel, die Messgenauigkeit zu steigern. Die Aufgabe besteht darin, das Zentrum der Beugungsfiguren auf Hartmannplatten schaerfer zu definieren und die Ausmessung desselben zu verbessern. Die Anordnung betrifft eine Hartmannblende mit in Koordinaten ausgerichtet angeordneten Oeffnungen. Dabei ist an jedem Ort einer kreisrunden Oeffnung auf der Hartmannblende eine, eine strukturierte Beugungsfigur in einer Aufnahmeebene erzeugende Konfiguration von mindestens drei zentralsymmetrisch gelegenen Oeffnungen vorgesehen, wobei diese Oeffnungen durch lichtundurchlaessige Stege voneinander getrennt sind. Das Verhaeltnis vom Schwerpunktabstand dieser Oeffnungen zur Abmessung dieser Oeffnungen liegt im Bereich 1:1 bis 4:1. Die Oeffnungen koennen kreisfoermig, viereckig, dreieckig, hakenfoermig oder aehnlich ausgebildet sein.

Description

-A-

Anordnung zur Bestimmung der Strahlendurchstoßpunkte von zu prüfenden optischen Abbildungss.ystemen nach dem Hartmannverf ahren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Strahldurchstoßpunkte von zu prüfenden optischen Abbildungssystemen nach dem Hartmannverfahren, insbesondere zur Bestimmung der Güte der Abbildung der Systeme, welches für Linsen- und Spiegelsysteme Anwendung findet.

Charakteristik der "bekannten technischen Lösungen Alis der DD-PS 40 904 ist es bekannt, die beim Austritt eines Lichtbündels durch eine oder mehrere beugende Öffnungen erzeugten Interferenzfiguren unter Berücksichtigung ihrer Lageabhängigkeit von der Achsrichtung der sie erzeugenden Lichtbündel als Meßmarken zu verwenden. Dabei werden im Ausführungsbeispie.l als beugende Öffnungen parallele Schlitze im Sinne einer Doppelschlitzblende verwendet.

Aus dem Buch von Malacara "Optical Shop Testing", Itfew York 1978,.. Kapitel 10 sind ferner Methoden und Anordnungen zur Prüfung von Spiegeln und Linsensystemen bekannt, bei denen der Prüfling durch eine punktförmige Lichtauelle

4125

beleuchtet wird. Dabei wird die von der Lichtquelle ausgehende sphärische Wellenfront durch den Prüfling deformiert, d, h. die ihn verlassende Wellenfront · .weicht bei fehlerhaftem Prüfling von der sphärischen Form ab. An den lichtdurchlässigen Öffnungen einer dem Prüfling in Lichtrichtung nachgeordneten .Hartmannblende wird das den Prüfling verlassende Licht gebeugt und belichtet eine in einem Abstand vom Prüfling angeordnete- Fotoplatte (Hartmannplatte). Durch Ausmessen der auf dieser Fotoplatte entstehenden Beugungsscheibchen und" Vergleich mit der Lage der bei einer idealen Wellenfront entstehenden Beugungsscheibchen-mit Hilfe eines Computers können Informationen über die Abbildungsgüte des Prüflings erhalten werden.

Beim Einsatz visueller Zweikoordinaten-Meßgeräte wird das Zentrum dieser Beugungsscheibchen mit Hilfe von Ringmiren lokalisiert, wobei die Sihstellgenauigkeit selbst bei geübtenBeobachtern mit einer großen Unsicherheit behaftet ist, weil das Zentrum der meist verschwommen auf der Fotoplatte abgebildeten Beugungsscheibchen nicht scharf definiert ist. So kann die'.Güte der zu prüfenden, optischen Abbildungssysteme meist nicht genau genug in zwei- Koordinatenrichtungen .ermittelt werden.

Ziel der Erfindung ^:

Es ist der Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Meßgenauigkeit zu erhöhen,

Wesen, der Erfindung -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung zur Bestimmung der Strahldurchstoßpunkte von optischen Abbildungss.ystemen nach dem Hartmannverfahren das Zentrum der Beugungsfiguren auf Hartmannplatten schärfer

4125

zu definieren und die. Ausmessung dieses Zentrums in zwei Koordinatenrichtungen zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die' Aufgabe der Erfindung bei. einer derartigen Anordnung mit einer das zu "prüfende Abbildungssystem beleuchtenden punktförmigen Lichtquelle und mit einer die das Abbildungssystem verlassende-Wellenfront beugenden Hartmannblende, dadurch gelöst, daß anstelle eines jeden Hartmannloches eine Konfiguration von mindestens drei zentralsymmetrisch angeordneten, kreisförmigen, viereckigen, dreieckigen,., hakenförmigen oder ähnlichen Öffnungen vorgesehen ist, .'wobei das Verhältnis vom¹ Schwerpunktabstand dieser Öffnungen zur Ausdehnung, dieser Öffnungen im Bereich von 1:1 bis 4:1 liegt.

Durch diese Anordnung entsteht in-der Aufnahmeebene, die in Lichtrichtung gesehen, hinter der Hartmannblende liegt und in welcher eine Fotoplatte (Hartmannplatte) angeordnet ist, eine strukturierte Beugungsfigur, deren Zentralgipfel der Lichtintensität in beiden Koordinatenrichtungen durch je; zwei gut lokalisierbare Interferenslinien durchschnitten wird, so daß beim.Ausmessen dieser schärfer wiedergegebenen Figuren auf der Hartmannplatte mittels eines Koordinatenmeßgerätes die Symraetrieschärfe des' Auges des Ausmessenden voll genutzt werden kann. So ist die Prüfung der Abbil- - dungssysteme und eine Y/ellenf lächenanalyse dieser Systeme mit einer geringeren Meßunsicherheit durchführbar.

Au s führung s beispiel :

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.werden. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 das optische Schema der Gesamteinrichtung, Fig.. 2, 3 und 4 verschiedene Konfigurationen von Löchern der Hartmannblende,

Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Hartmannplatte mit Beugungsfiguren, -.

4125

Fig. 6 eine Konfiguration von drei Löchern und Fig. 7 einen Ausschnitt aus der Hartmannplatte mit Beugungsfiguren.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die gesamte Meßeinrichtung eine Lichtquelle 1, mit welcher über einen Kondensor 2 eine Blende 3 beleuchtet wird. Die die Blendenöffnung 4 der Blende 3 verlassende weitestgehend kugelförmige Wellenfront 5 beleuchtet ein zu prüfendes Abbildungssystem 6 und wird infolge von Fehlern dieses Systems- 6 deformiert. Die das System 6 verlassende deformierte Wellenfront 7 trifft auf eine mit Öffnungen 8 versehene Hartmannblende 9 und wird an den Öffnungen 8 gebeugt. Die Hartmannblende 9 ist senkrecht zur optischen Achse angeordnet. Sie kann auch im Strahlengang vor dem System liegen.

In Lichtrichtung gesehen ist hinter der Hartmannblende, 9 eine Fotoplatte 11 angeordnet, auf welcher sich die entstehenden Beugungsfiguren 12 (Fig. 5) in Koordinaten X, Y aufzeichnen. Die aufgezeichneten Beugungsfiguren 12 auf der als Hartmannplatte bezeichneten Fotoplatte 11 werden vorwiegend mittels Zweikoordinatenmeßgeräten vermessen und deren Orte mit den Sollorten verglichen,, welche durch eine nicht deformierte Wellenfront 13, die. dann entsteht, wenn das Abbildungssystem 6 fehlerfrei ist, erzeugt werden. Zur Veranschaulichung sind in Fig. 1 die Auftreffpunkte des gebeugten Lichtes auf der Fotoplatte mit 14 und 15 gekennzeichnet, wobei 14 den Ort bei idealem Abbildungssystem 6 und . 15 den Ort bei fehlerbehaftetem Abbildungssystem 6 angeben. Die Meßergebnisse werden mittels Rechner ausgewertet, wobei die Koordinaten der Orte 14 als Sollgrößen in den R_echner eingegeben werden.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen von Öffnungen der Hartmannblende 9, wobei anstelle

einer einzigen Öffnung eine Konfiguration von vier symmetrisch zu den Koordinaten gelegenen Öffnungen 17, 18, 19, 20 vorgesehen sind. Die Öffnungen 17, 18, 19, 20 können kreisförmig, quadratisch, dreieckig, hakenförmig oder ähnlich geformt sein. Diese Öffnungen sind durch lichtundurchlässige Stege 21 voneinander getrennt. Dabei ist es vorteilhaft, das Verhältnis der Schwerpunktabstände der Öffnungen zu den Abmessungen oder zur Ausdehnung dieser Öffnungen im Bereich 1:1 bis 4:1 vorzusehen, um gut auswertbare Beugungsfiguren 12 auf der Fotoplatte 11 zu erhalten.

Die Figur 6 zeigt eine Konfiguration von drei zentralsymmetrisch angeordneten Öffnungen 22 auf der Hartmannblende, mit welcher auf der Fotoplatte 11 ebenfalls eine zentralsymmetrische Beugungsfigur 23 erzeugt wird (Fig. 7), welche sich bequem in zwei Koordinaten aüsmessen läßt.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   Anordnung zur Bestimmung der Strahldurchstoßpunkte von zu prüfenden optischen Abbildungss.ystemen mit einer das Abbildungssystem beleuchtenden-, punktförmigen Lichtquelle und mit einer dem Abbildungsstrahlengang vor- oder nachgeordneten, in einer Aufnahmeebene in Abhängigkeit von der Achsrichtung der Lichtstrahlen Beugungs- · figuren erzeugenden Hartmannblende, gekennzeichnet dadurch, daß anstelle eines jeden Hartmannloches eine Konfiguration von mindestens drei, zentralsymmetrisch angeordneten kreisförmigen, viereckigen, dreieckigen, hakenförmigen oder ähnlichen Öffnungen vorgesehen ist, wobei.das Verhältnis vom Schwerpunktabstand dieser Öffnungen zur Ausdehnung dieser Öffnungen im Bereich von 1:1 bis 4:1 liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

   4125