DD243124A1

DD243124A1 - MEASURING OBJECTIVE FOR VISUAL OBSERVATION AND IMAGE PROCESSING

Info

Publication number: DD243124A1
Application number: DD28351185A
Authority: DD
Inventors: Gabriele Feller; Franz Irmisch; Johannes Schlichting; Kerstin Winkler
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1985-12-02
Filing date: 1985-12-02
Publication date: 1987-02-18
Also published as: GB2183865A; JPS62134614A; DE3633088A1; GB8628800D0; GB2183865B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messobjektiv fuer visuelle Beobachtung und Bildverarbeitung und kann in der Fertigungsmesstechnik zur visuellen Beobachtung und genauen Vermessung genutzt werden. Die Aufgabe, das Objektiv in einem grossen Spektralbereich verwendbar und ueber das ganze Feld verzeichnungsfrei anzugeben, ferner mit vermindertem sekundaeren Spektrum, telezentrischem Strahlengang und grosser Objektschnittweite auszuruesten, wird geloest, indem der Aufbau aus 3 optischen Gruppen gewaehlt wird und Flussspat in bestimmten Linsen zum Einsatz kommt. Diese Objektive sind fuer 450 bis 800 mm vorgesehen, sind bei einem Bildfelddurchmesser 20 mm verzeichnungsfrei, Farbquerfehler und sekundaeres Spektrum liegen unter der Beugungsgrenze. Die Definitionshelligkeit in der Bildebene ist 90%. FigurThe invention relates to a measuring objective for visual observation and image processing and can be used in production metrology for visual observation and accurate measurement. The object, the lens in a wide spectral range usable and over the whole field without distortion specify, also with reduced secondary spectrum, telecentric beam path and large object intercept, is solved by the structure of 3 optical groups is selected and fluorspar in certain lenses used comes. These lenses are designed for 450 to 800 mm, are distortion-free with a field of view diameter of 20 mm, lateral chromatic aberration and secondary spectrum are below the diffraction limit. The definition brightness in the image plane is 90%. figure

Description

Characteristic of the known technical solutions

Plcfnapochromatische Objektive zur vergrößerten Abbildung ebener oder quasi-ebener Objekte sind in der Mikroskopie seit langem bekannt.Plupnapochromatic objectives for magnified imaging of planar or quasi-planar objects have long been known in microscopy.

Sie werden z. B. beschrieben in Jenaer Rundschau 2 (1983) 66 und Jenaer Rundschau 1 (1985) 18.They are z. As described in Jenaer Rundschau 2 (1983) 66 and Jenaer Rundschau 1 (1985) 18.

Solche Objektive sind nicht im erforderlichen Maße verzeichnungsfrei und realisieren auch für das Anwendungsgebiet keine ausreichend großen Arbeitsabstände.Such lenses are not distortion-free to the required extent and realize also for the field of application not sufficiently large working distances.

Verzeichnungsfreie Objektive mit von 1 abweichendem Abbildungsmaßstab sind ebenfalls bekannt, z. B. in Feingerätetechnik 28Distortion-free lenses with a different magnification from 1 are also known, for. B. in Feingätetechnik 28th

(1979) 10, S.451. Sie sind aber nur in einem schmalen Spektralbereich beugungsbegrenzt korrigiert bzw. nicht apochromatisch.(1979) 10, p.451. However, they are only diffraction-limited corrected in a narrow spectral range or not apochromatic.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Meßobjekte zu schaffen, die die Nachteile des bekannten Standes der Technik nicht mehr enthalten.The aim of the invention is to provide DUTs that no longer contain the disadvantages of the known prior art.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Meßobjektive derart anzugeben, daß sie in einem großen Spektralbereich verwendbar und im gesamten Feld verzeichnungsfrei sind und ein vermindertes sekundäres Spektrum haben. Sie müssen außerdem objektseitig telezentrischen Strahlengang und große Objektschnittweite aufweisen.The invention has for its object to provide measuring lenses such that they can be used in a large spectral range and distortion-free throughout the field and have a reduced secondary spectrum. You must also have object-side telecentric beam path and large object intercept.

Diese Aufgabe löst ein Meßobjektivfür visuelle Beobachtung und Bildverarbeitung erfindungsgemäß dadurch, daß das Objektiv aus drei optischen Gruppen besteht, wobei die erste Gruppe aus einzelner Sammellinse und Verbundgruppe besteht, deren Sammellinse aus Flußspat gefertigt ist. Zwischen der ersten und zweiten Gruppe ist die Blende angeordnet, deren Lage die Telezentrie bestimmtThis object is achieved by a measuring objective for visual observation and image processing according to the invention in that the objective consists of three optical groups, the first group consisting of a single convergent lens and a composite group whose convergent lens is made of fluorspar. Between the first and second group, the diaphragm is arranged, whose position determines the telecentricity

In der zweiten Gruppe sind Variationen möglich. Sie besteht aus mindestens zwei Linsen, wobei mindestens eine Linse Flußspat enthält.In the second group variations are possible. It consists of at least two lenses, with at least one lens containing fluorspar.

Die dritte Gruppe ist eine Verbundgruppe mit negativer Brennweite.The third group is a composite group with negative focal length.

Mit diesem Aufbau wird erreicht, daß die telezentrischen Meßobjekte im Spektralbereich 450 bis 800 mm und Bildfelddurchmesser von 21 mm eine Verzeichnung < 2μ(η aufweisen und Farbquerfehler und sekundäres Spektrum unterhalb der Beugungsgrenze liegen. Sie sind somit für den Einsatz zur visuellen Beobachtung und Bildverarbeitung geeignet. Die Objektschnittweite ist größer 25 mm. Die nutzbare bildseitige Apertur ist größer als 0,02. Die Definitionshelligkeit in der Bildebene beträgt im gesamten Spektralbereich und gesamten Bildfeld größer oder gleich 90%.With this construction it is achieved that the telecentric measurement objects in the spectral range 450 to 800 mm and field of view diameter of 21 mm have a distortion <2μ (η) and lateral chromatic aberration and secondary spectrum are below the diffraction limit, making them suitable for use in visual observation and image processing The object section width is greater than 25 mm The usable image-side aperture is greater than 0.02 The definition brightness in the image plane is greater than or equal to 90% in the entire spectral range and the entire image field.

Bei diesem Objektiv ist die Korrektion der Pupillenabbildung ebenfalls ausgezeichnet, so daß die Blendenlage bei Bedarf und entsprechender konstruktiver Ausführung auch Pupilleneingriffe am Ort der Blende mit bekannten Mitteln zum Zwecke der optischen Bildverarbeitung bzw. -vorverarbeitung (Fourierfilterung) gestattet.In this lens, the correction of the pupil image is also excellent, so that the diaphragm position if required and corresponding constructive design also allows pupil interventions at the location of the diaphragm with known means for the purpose of optical image processing or preprocessing (Fourierfilterung).

Claims

Invention claim:

1. Measuring objective for visual observation and image processing, which consists of three optical functional groups, characterized in that the lens is characterized by the following constructive data:

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Field of application of the invention

The invention can be applied to measurement tasks in production metrology, to imaging two-dimensional objects for visual observation and highly accurate geometric measurement.