DE69215344T2

DE69215344T2 - Method and apparatus for measuring the optical properties of optical devices

Info

Publication number: DE69215344T2
Application number: DE1992615344
Authority: DE
Inventors: Eliezer Keren; Kathi Kreske; Ami Livnat
Original assignee: Rotlex 1994 Ltd
Current assignee: Rotlex 1994 Ltd
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2012-12-11
Also published as: DE69215344D1; IL100440A; IL100440A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von optischen Eigenschaften von optischen Vorrichtungen, insbesondere von sphärischen Spiegelflächen und Linsen.The present invention relates to a method and a device for measuring optical properties of optical devices, in particular of spherical mirror surfaces and lenses.

Das genauste bestehende Verfahren zum Prüfen von sphärischen Spiegeiflächen ist in der Figur 1 dargestellt. Dabei wird, wie in der Figur 1 gezeigt ist, ein interferometrischer Standardaufbau, der im allgemeinen mit 2 bezeichnet wird, verwendet, um einen kohärenten Strahl auf eine zu messende optische Oberfläche 3 zu fokussieren. Wie bekannt erzeugt das Interferometer 2 einen Referenzstrahl und einen Rückstrahl und misst die Phasendifferenz zwischen den zwei Strahlen. Das Objekt 3 kann entlang der optischen Achse verschoben werden, bis das auf dem Projektionsschirm des Interferometrs beobachtete Interferogramm anzeigt, dass der an der Oberfläche des Objekts reflektierte Strahl in Phase mit dem an einer Referenzoberfläche reflektierten Strahl ist, die üblicherweise als Referenzsphäre bezeichnet wird, wie sie in der Figur 1 bei 4 angezeigt wird. Die zu messe: de optische Oberfläche 3 wird zuerst bei der Position mit der unterbrochenen Linie 3' in der Figur 1 angeordnet, wo der Vorwärts- und der Rückstrahl in Phase sind, und wird dann z.B. entlang einer optischen Schiene oder eines optischen Tisches bis zur Position mit der durchgezogenen Linie 3 in der Figur 1 bewegt, wo die zwei Stahlen wiederum in Phase sind. Die Distanz zwischen diesen zwei Positionen auf der optischen Achse entspricht dem Krümmungsradius des geprüften Objekts. Unvollkommenheiten auf der Oberfläche des geprüften Objekts können aus der Form der verzerrten Ränder gemessen werden, die sie auf dem Projektionsschirm des Interferometers 2 erzeugen, wenn sich das geprüfte Objekt in der Position mit durchgezogener Linie der Figur 1 befindet. Somit zeigt der Betrag von lokalen Verschiebungen der Ränder die Oberflächenzahl an, nämlich die Differenz zwischen der aktuellen Oberfläche und einer idealen Sphäre, gemessen in Wellenlängen des durch das Interferometer verwendeten kohärenten Lichtes.The most accurate existing method for testing spherical mirror surfaces is shown in Figure 1. As shown in Figure 1, a standard interferometric setup, generally indicated at 2, is used to focus a coherent beam onto an optical surface 3 to be measured. As is known, the interferometer 2 produces a reference beam and a return beam and measures the phase difference between the two beams. The object 3 can be moved along the optical axis until the interferogram observed on the projection screen of the interferometer indicates that the beam reflected from the surface of the object is in phase with the beam reflected from a reference surface, commonly referred to as the reference sphere, as indicated at 4 in Figure 1. The optical surface 3 to be measured is first placed at the position with the broken line 3' in Figure 1, where the forward and the return beam are in phase, and is then moved, for example, along an optical rail or an optical table, to the position with the solid line 3 in Figure 1, where the two beams are again in phase. The distance between these two positions on the optical axis corresponds to the radius of curvature of the object under test. Imperfections on the surface of the object under test can be measured from the shape of the distorted edges they produce on the projection screen of the interferometer 2 when the object under test is in the solid line position of Figure 1. Thus, the magnitude of local displacements of the edges indicates the surface number, namely the difference between the actual surface and an ideal sphere, measured in wavelengths of the coherent light used by the interferometer.

Die Figur 1a stellt dar, wie das bestehende Verfahren verwendet wird, um konkave Oberflächen zu messen, und die Figur 1b stellt dar, wie es verwendet wird, um konvexe Oberflächen zu messen. Somit wird, wenn konkave Oberflächen gemessen werden (Fig. 1a), die konkave Oberfläche nach der Nullstellung des Systems vom Interferometer weg bewegt, wogegen wenn konvexe Oberflächen gemessen werden, sie gegen das Interferometer hin bewegt wird.Figure 1a illustrates how the existing method is used to measure concave surfaces and Figure 1b illustrates how it is used to measure convex surfaces. Thus, when measuring concave surfaces (Fig. 1a), the concave surface is moved away from the interferometer after zeroing the system, whereas when measuring convex surfaces, it is moved towards the interferometer.

Die Figur 2 stellt dieselbe Technik nach dem bekannten Stand der Technik dar, wie sie zum Prüfen von Linsen verwendet wird, wie bei 5 angezeigt wird. In diesem Fall wird ein flacher Spiegel 6 vor der zu prüfenden Linse 5 angeordnet, d.h. vom Interferometer 2 weg. Die zu prüfende Linse wird zuerst in der in der Figur 2 dargestellten Position mit der unterbrochenen Linie angeordnet, welche derjenigen des Strahls entspricht, der am hinteren Scheitelpunkt der Linse reflektiert wird, und sie wird dann zur Position mit der durchgezogenen Linie in der Figur 2 bewegt, bei welcher der hintere Fokus der Linse mit der Fokussierung des einfallenden Strahls zusammenfällt. In der letztgenannten Position wird der Strahl, der aus der Linse 5 gegen den flachen Spiegel 6 hin austritt, parallel gerichtet, so dass der Rückstrahl direkt dem Stahlengang zum Brennpunkt und in das Interferometer 2 hinein nachgeht. Die Distanz zwischen den Positionen mit der unterbrochenen Linie und mit der durchgezogenen Linie der Linsen ist gleich wie die hintere Brennweite (BFL) der Testlinse 5. Wiederum können Verzerrungen der Ränder verwendet werden, um die Aberrationen und die Variationen der Brechkraft über die Linse zu berechnen. Es können sowohl Negativals auch Positivlinsen geprüft werden. Somit wird, wenn Negativlinsen geprüft werden, die Linse von seiner Nulllage vom Interferometer weg bewegt, und wenn Positivlinsen geprüft werden, wird sie gegen das Interferometer hin bewegt.Figure 2 illustrates the same prior art technique as used for testing lenses, as indicated at 5. In this case, a flat mirror 6 is placed in front of the lens 5 to be tested, i.e. away from the interferometer 2. The lens to be tested is first placed in the position shown in Figure 2 with the broken line, which corresponds to that of the beam reflected at the rear vertex of the lens, and it is then moved to the position shown in Figure 2 with the solid line, where the rear focus of the lens coincides with the focus of the incident beam. In the latter position, the beam emerging from the lens 5 towards the flat mirror 6 is collimated so that the return beam follows directly the beam path to the focal point and into the interferometer 2. The distance between the dashed and solid line positions of the lenses is equal to the back focal length (BFL) of the test lens 5. Again, edge distortions can be used to calculate the aberrations and the variations in refractive power across the lens. Both negative and positive lenses can be tested. Thus, when negative lenses are tested, the lens is moved from its zero position away from the interferometer, and when positive lenses are tested, it is moved towards the interferometer.

Das obige traditionelle Verfahren ist sehr genau, und mit einer korrekten Technik der Ränderanalyse kann der Krümmungsradius besser als 0.1 Mikrometer genau gemessen werden. Wenn diese Auflösung nicht erforderlich ist, kann der reflektierte Strahl mit anderen Techniken zum Prüfen der Strahkollimation analysiert werden. Mögliche Alternativen sind Scherungsinterferometer, Schlieren- und andere räumliche Filtertechniken, Schattenaufnahmen usw. Diese Instrumente erfordern keinen Referenzstrahl und sind somit im Vergleich zu Interferometern viel weniger empfindlich auf Rauschen und Vibrationen.The above traditional method is very accurate and with a correct edge analysis technique the radius of curvature can be measured to better than 0.1 micron. If this resolution is not required, the reflected beam can be analyzed using other techniques to check beam collimation. Possible alternatives are shear interferometers, Schlieren and other spatial filtering techniques, shadow imaging, etc. These instruments do not require a reference beam and are thus much less sensitive to noise and vibrations compared to interferometers.

Das obige traditionelle Verfahren leidet jedoch an mehreren Nachteilen:However, the above traditional method suffers from several disadvantages:

1. Der Bereich von Krümmungsradien oder Brennweiten ist begrenzt. Wenn konvexe Oberflächen oder Negativlinsen gemessen werden, kann das Objekt nur gegen die Sammellinse hin verschoben werden (Figuren 1 und 2), bis sie sich berühren. Dies begrenzt den Radius oder die Brennweiten auf Werte, die kleiner sind als die Brennweite der Sammellinse. Ähnlich können Positivlinsen und Spiegel nicht über den Rand der optischen Schiene oder des optischen Tisches hinaus verschoben werden.1. The range of radii of curvature or focal lengths is limited. When measuring convex surfaces or negative lenses, the object can only be moved towards the converging lens (Figures 1 and 2) until they touch. This limits the radius or focal lengths to values smaller than the focal length of the converging lens. Similarly, positive lenses and mirrors cannot be moved beyond the edge of the optical rail or optical table.

2. Die dargestellte Vergrösserung, zum Beispiel in mm auf dem Projektionsschirm zu mm auf dem Objekt, ist nicht konstant, sondern sie hängt von der durchlaufenen Distanz ab (vgl. Fig. 1).2. The magnification shown, for example in mm on the projection screen to mm on the object, is not constant, but it depends on the distance travelled (see Fig. 1).

3. Eine genaue Analyse der Testoberfläche erfordert eine exakte Abbildung der Oberfläche auf den Beobachtungsschirm. Ein Fehler bei dieser Ausführung kann unerwünschte Effekte einführen wie Beugung und geometrische Verzerrung (d.h., es kann sein, dass ein Bildpunkt nicht exakt seinem massstabsgetreuen Punkt auf dem Objekt entspricht. Für einen gegebenen optischen Aufbau des Detektionssystems ist nur eine Position des Objekts auf der Schiene optisch zum Projektionsschirm konjugiert. Objekte mit unterschiedlichen Brennweiten werden in unterschiedlichen Positionen angeordnet, so dass sie alle nur abgebildet werden können, wenn das Detektionssystem eine Fokussiereinrichtung bereit stellt.3. Accurate analysis of the test surface requires an accurate image of the surface on the observation screen. Failure to do this can introduce undesirable effects such as diffraction and geometric distortion (i.e., an image point may not exactly correspond to its scaled point on the object). For a given optical setup of the detection system, only one position of the object on the rail is optically conjugated to the projection screen. Objects with different focal lengths are placed in different positions so that they can all be imaged only if the detection system provides a focusing device.

Die Nachteile 2 und 3 können überwunden werden, indem für jedes einzelne Objekt der Massstab neu berechnet und genau fokussiert wird. Diese Lösung ist jedoch nicht praktisch, wenn ein schneller Betrieb, wie bei einer Produktionslinie, erwünscht wird. Eine Bewegung einer Hilfssammellinse ist aus EP-A2 370 229 bekannt.Disadvantages 2 and 3 can be overcome by recalculating the scale and focusing precisely for each individual object. However, this solution is not practical if fast operation is desired, such as in a production line. A movement of an auxiliary convex lens is known from EP-A2 370 229.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Messen einer optischen Eigenschaft einer optischen Vorrichtung bereit gestellt, das umfasst: eine Hauptsammellinse, die eine Brennweite f&sub1; hat, vor einem optischen Messsystem anzuordnen, das eine Einrichtung hat, um die Kollimation eines Strahls zu messen; einen Träger bereit zu stellen, der eine Hilfssammellinse hat, um einen Strahl vom optischen Messsystem zu empfangen, und eine Einrichtung, welche die zu prüfende optische Vorrichtung umfasst, um über die Hilfssammellinse den Strahl zum optischen Messsystem zurück zu reflektieren, der vom optischen Messsystem durch die Hilfssammellinse hindurch ging; den Träger in einer ersten Position anzuordnen, in der die hintere Brennebene der Hilfssammellinse mit der vorderen Brennebene der Hauptsammellinse zusammenfällt; die zu prüfende optische Vorrichtung auf dem Träger in der vorderen Brennebene der Hilfssammellinse anzuordnen; und den Träger in eine zweite Position zu bewegen, in welcher das optische Messsystem feststellt, dass der über die Hilfssammellinse und die Hauptsammellinse zum optischen Messsystem zurück reflektierte Strahl parallel gerichtet ist.According to the present invention, there is provided a method for measuring an optical property of an optical device, comprising: arranging a main collecting lens having a focal length f₁ in front of an optical measuring system having means for measuring the collimation of a beam; providing a carrier having an auxiliary collecting lens for collimating a beam from optical measuring system, and means which comprises the optical device to be tested for reflecting back to the optical measuring system via the auxiliary collecting lens the beam which passed from the optical measuring system through the auxiliary collecting lens; arranging the carrier in a first position in which the rear focal plane of the auxiliary collecting lens coincides with the front focal plane of the main collecting lens; arranging the optical device to be tested on the carrier in the front focal plane of the auxiliary collecting lens; and moving the carrier to a second position in which the optical measuring system determines that the beam reflected back to the optical measuring system via the auxiliary collecting lens and the main collecting lens is parallel.

Wenn die optische Vorrichtung aus einer sphärischen Oberfläche besteht, wird die Distanz (ΔZ) zwischen der ersten und der zweiten Position gemessen und die Krümmung (C = 1/R) der zu prüfenden optischen Vorrichtung wird durch die folgende Gleichung bestimmt:If the optical device consists of a spherical surface, the distance (ΔZ) between the first and second positions is measured and the curvature (C = 1/R) of the optical device under test is determined by the following equation:

C = ΔZ/f&sub0;²C = ΔZ/f�0;²

Es ist zu sehen, dass bis zu unendlich grosse Radien gemessen werden können, sowohl bezüglich konvexen Oberflächen als auch bezüglich konkaven Oberflächen, wobei C und ΔZ in den letzteren Fällen das Vorzeichen ändern.It can be seen that up to infinitely large radii can be measured, both with respect to convex surfaces and with respect to concave surfaces, with C and ΔZ changing sign in the latter cases.

Die Figuren 1a, 1b und 2 sind Diagramme, welche das bestehende Verfahren zum Prüfen von Spiegelflächen und Linsen darstellen, wie oben beschrieben wurde;Figures 1a, 1b and 2 are diagrams illustrating the existing method for inspecting mirror surfaces and lenses as described above;

die Figuren 3a und 3b sind Diagramme, welche ein neues Verfahren zum Prüfen von Spiegelflächen gemäss der vorliegenden Erfindung darstellen;Figures 3a and 3b are diagrams illustrating a new method for inspecting mirror surfaces according to the present invention;

die Figur 4 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Prüfen von Linsen gemäss der vorliegenden Erfindung darstellt;Figure 4 is a diagram illustrating a method for inspecting lenses according to the present invention;

und die Figuren 5 und 6 sind Diagramme, die hilfreich sind für die Erklärung des Betriebs des dargestellten Systems.and Figures 5 and 6 are diagrams useful in explaining the operation of the system shown.

DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

Die Erfindung wird unten zum Zwecke eines Beispiels bezüglich eines besonderen Typs eines optischen Messsystems beschrieben, nämlich eines Moiré-Deflektometers, das eine Stahlengang-Alternative zur Interferometrie darstellt. Es beruht auf dem Moiré-Effekt, einem Phänomen, das verursacht, dass ein Muster aus Moirérändern erscheint, wenn zwei Gitter, in diesem Fall zwei rechteckige Wellengitter, interferieren. Wenn es einen kleinen Winkel zwischen den Gittern gibt, wird ein Moirémuster aus geraden Referenzrändern senkrecht zu den Streifen des Gitters beobachtet. In der Figur 3 kann ein schematisches teleskopisches Moiré-Deflektometersystem gesehen werden. Die zwei Gitter G&sub1; und G&sub2; sind in einer gewissen Distanz voneinander entfernt angeordnet, um die Empfindlichkeit zu vergrössern. Nach der Reflexion an der Testoberfläche und dem Rückweg durch das Teleskop hindurch geht der Strahl durch das erste Gitter hindurch und projiziert einen Schatten des ersten Gitters auf das zweite Gitter. Wenn der Strahl parallel gerichtet ist, wird der Schatten des ersten Gitters identisch zum zweiten Gitter sein, und es werden gerade Referenzränder beobachtet werden. Wenn Verzerrungen der Wellenfront im Strahl vorhanden sind, wird der Schatten nicht identisch sein, was Ränder erzeugt, die gewellt oder verzerrt sind oder einen Winkel gegenüber den Referenzrändern aufweisen.The invention is described below for the purpose of example with respect to a particular type of optical measuring system, namely a moiré deflectometer, which is a beam path alternative to interferometry. It is based on the moiré effect, a phenomenon that causes a pattern of moiré fringes to appear when two gratings, in this case two rectangular wave gratings, interfere. When there is a small angle between the gratings, a moiré pattern of straight reference fringes perpendicular to the fringes of the grating is observed. In Figure 3, a schematic telescopic moiré deflectometer system can be seen. The two gratings G₁ and G₂ are placed a certain distance apart to increase the sensitivity. After reflecting off the test surface and returning through the telescope, the beam passes through the first grating and projects a shadow of the first grating onto the second grating. If the beam is parallel, the shadow of the first grating will be identical to the second grating and straight reference edges will be observed. If wavefront distortions are present in the beam, the shadow will not be identical, producing edges that are wavy or distorted or at an angle to the reference edges.

Es ist jedoch zu erkennen, dass ein Moiré-Deflektometer nur ein Beispiel eines optischen Messsystems ist, das verwendet werden kann, und dass andere optische Messsysteme, einschliesslich verschiedener Formen von Interferometern, ebenso verwendet werden könnten.However, it should be recognized that a moiré deflectometer is only one example of an optical measurement system that can be used, and that other optical measurement systems, including various forms of interferometers, could also be used.

Die Figur 3b stellt ein Grundsystem zum Messen einer sphärischen Oberfläche gemäss der vorliegenden Erfindung dar, während die Figur 3a ein hilfreiches Diagramm ist, um das Grundkonzept des neuen Verfahrens zu erklären.Figure 3b illustrates a basic system for measuring a spherical surface according to the present invention, while Figure 3a is a useful diagram to explain the basic concept of the new method.

Somit verwendet, wie in der Figur 3b gezeigt wird, das Verfahren ein optisches Messsystem, bei diesem Beispiel ein Moiré-Deflektometer, das im allgemeinen mit 20 bezeichnet wird, das Einrichtungen hat, um einen Vorwärtsstrahl zu erzeugen und um den Rückstrahl zu messen, indem das Rändermuster davon mit einem Referenzmuster verglichen wird. Ein Hauptsammellinsensystem 22 ist vor dem optischen Messsystem 20 angeordnet und hat eine Brennweite, die als f&sub1; angegeben ist. Eine Hilfssammellinse 24 ist vor der Hauptsammellinse 22 angeordnet und hat eine Brennweite f&sub0;. Wie in der Figur 3b gezeigt wird, ist die Hilfssammellinse 24 so angeordnet, dass ihre hintere Brennebene mit der vorderen Brennebene der Hauptsammellinse 22 zusammenfällt.Thus, as shown in Figure 3b, the method uses an optical measuring system, in this example a Moiré deflectometer, generally designated 20, having means for generating a forward beam and for measuring the return beam by comparing the fringe pattern thereof with a reference pattern. A main collecting lens system 22 is arranged in front of the optical measuring system 20 and has a focal length indicated as f₁. An auxiliary convex lens 24 is arranged in front of the main convex lens 22 and has a focal length f₀. As shown in Figure 3b, the auxiliary convex lens 24 is arranged such that its rear focal plane coincides with the front focal plane of the main convex lens 22.

Die Hilfssammellinse 24 wird auf einer beweglichen, gemeinsamen Stützvorrichtung, wie einem optischen Tisch oder einer optischen Schiene, getragen, die schematisch mit 26 angezeigt wird, welche auch eine Halterung trägt, die schematisch mit 27 angezeigt wird, um die Testoberfläche des Testobjektes TO bei der vorderen Brennebene der Hilfslinse 24 anzuordnen. Die gemeinsame Stützvorrichtung umfasst auch eine Halterung 29 für die Hilfssammellinse 24, so dass sowohl die Hilfssammellinse 24 als auch das Testobjekt TO zusammen mit ihrer gemeinsamen Stützvorrichtung 26 verschoben werden.The auxiliary convex lens 24 is supported on a movable common support device, such as an optical table or optical rail, indicated schematically at 26, which also supports a holder, indicated schematically at 27, for locating the test surface of the test object TO at the front focal plane of the auxiliary lens 24. The common support device also includes a holder 29 for the auxiliary convex lens 24, so that both the auxiliary convex lens 24 and the test object TO are translated together with their common support device 26.

Wie in der Figur 3a gezeigt wird, wäre, wenn das Testobjekt TO ein flacher Spiegel ist, der bei der vorderen Brennebene der Hilfslinse 24 angeordnet ist, der Ausgangsstrahl von der Hilfslinse parallel gerichtet, wenn die Hilfslinse so angeordnet ist, dass ihre hintere Brennebene mit der vorderen Brennebene der Hauptsammellinse 22 zusammenfällt. Diese Position der Hilfssammellinse 24 ist die Referenz- oder Nullposition. In dieser Position wird ein Referenz- Rändermuster beobachtet.As shown in Figure 3a, if the test object TO is a flat mirror located at the front focal plane of the auxiliary lens 24, the output beam from the auxiliary lens would be collimated if the auxiliary lens is positioned so that its rear focal plane coincides with the front focal plane of the main converging lens 22. This position of the auxiliary converging lens 24 is the reference or zero position. In this position, a reference fringe pattern is observed.

Wenn die Testoberfläche jedoch konvex ist, wie durch das Objekt TO in der Figur 3b gezeigt wird, ist der Strahl, der zum optischen Messsystem zurückgeführt wird, nicht mehr parallel gerichtet, so dass der zum optischen Messsystem zurückgeführte Strahl nicht mehr in Phase mit dem Vorwärtsstrahl ist. Dies wird im optischen Messsystem 20 beobachtet werden. Das Testobjekt TO wird dann zusammen mit der Hilfslinse 24, die auf der gemeinsamen Stützvorrichtung 26 montiert ist, vom optischen Messsystem weg bewegt, bis der über die Hilfslinse 24 und die Sammellinse 22 zum optischen Messsystem 20 zurückgeführte Strahl erneut parallel gerichtet ist und ein Referenz-Rändermuster erzeugt. Die Distanz, um welche die Hilfslinse 24 und das Testobjekt TO für diesen Zweck bewegt wurden, ist in der Figur 3 als ΔZ angegeben.However, if the test surface is convex, as shown by the object TO in Figure 3b, the beam returned to the optical measuring system is no longer collimated, so that the beam returned to the optical measuring system is no longer in phase with the forward beam. This will be observed in the optical measuring system 20. The test object TO is then moved away from the optical measuring system together with the auxiliary lens 24 mounted on the common support device 26 until the beam returned to the optical measuring system 20 via the auxiliary lens 24 and the converging lens 22 is again collimated and produces a reference fringe pattern. The distance by which the auxiliary lens 24 and the test object TO were moved for this purpose is indicated in Figure 3 as ΔZ.

Es ist somit aus dem Diagramm der Figur 3b zu sehen, dass in der Gleichgewichtsposition, d.h., der Position, in welcher der Rückstrahl exakt auf seinen ursprünglichen Strahlengang fällt und im optischen Messsystem 20 Referenzränder erzeugt, das Krümmungszentrum des Testobjektes TO das optische Bild der Punktquelle beim Brennpunkt der Sammellinse 22 ist. Es kann dann Newton's Formel für dünne Linsen verwendet werden:It can thus be seen from the diagram in Figure 3b that in the equilibrium position, i.e. the position in which the return beam falls exactly on its original beam path and creates reference edges in the optical measuring system 20, the center of curvature of the test object TO is the optical image of the point source at the focal point of the converging lens 22. Newton's formula for thin lenses can then be used:

x&sub1;x&sub2; = -f&sub0;²x₁x₂ = -f₀²

wobei f&sub0; die Brennweite der Hilfssammellinse, x&sub1; die Distanz zwischen dem Objekt und ihrem ersten Brennpunkt und x&sub2; die Distanz zwischen dem Bild und dem zweiten Brennpunkt ist.where f�0 is the focal length of the auxiliary lens, x�1 is the distance between the object and its first focal point, and x�2 is the distance between the image and the second focal point.

Aus der Figur 3b ist zu sehen, dass x&sub1; gleich z ist, der Distanz, die zwischen der Referenzposition (wie in der Figur 3a) und der Gleichgewichtsposition mit dem Objekt zurückgelegt wurde. Der Krümmungsradius R ist gleich x&sub2;. Somit giltFrom Figure 3b it can be seen that x₁ is equal to z, the distance travelled between the reference position (as in Figure 3a) and the equilibrium position with the object. The radius of curvature R is equal to x₂. Therefore

RΔz = f&sub0;²RΔz = f₀²

C = 1/RC = 1/R

C = Δz/f²C = Δz/f²

Dies ist die Arbeitsgleichung des beschriebenen Verfahrens.This is the working equation of the described procedure.

Somit ist hier, im Gegensatz zum traditionellen Verfahren, wo Δz gleich R ist, Δz proportional zur Krümmung C = 1/R. Es können klarerweise bis zu unendlich grosse Radien geprüft werden. Dieselbe Formel gilt für konkave Oberflächen, wobei sowohl C als auch Δz das Vorzeichen ändern.Thus, in contrast to the traditional method where Δz equals R, here Δz is proportional to the curvature C = 1/R. Clearly, radii up to infinitely large can be tested. The same formula applies to concave surfaces, where both C and Δz change sign.

Die Figur 4 zeigt, wie dieses Verfahren auch zum Prüfen einer Linse, wie sie bei TL gezeigt wird, verwendet werden kann. Die Linse TL wird neben einem flachen Spiegel 29 bei der vorderen Brennebene der Hilfslinse 24 angeordnet. Die Brechkraft P = 1/f der Linse ersetzt die Krümmung C in der Arbeitsgleichung. Die Nullposition ist dieselbe. Die Testlinse wird zwischen der Hilfslinse 24 und dem Spiegel 29 in der vorderen Brennebene der Hilfslinse angeordnet.Figure 4 shows how this method can also be used to test a lens as shown at TL. The lens TL is placed next to a flat mirror 29 at the front focal plane of the auxiliary lens 24. The refractive power P = 1/f of the lens replaces the curvature C in the working equation. The zero position is the same. The test lens is placed between the auxiliary lens 24 and the mirror 29 in the front focal plane of the auxiliary lens.

Wenn die Testlinse positiv ist, werden die Hilfslinse, die Testlinse und der Spiegel gegen das optische Messsystem 20 hin verschoben.If the test lens is positive, the auxiliary lens, the test lens and the mirror are moved towards the optical measuring system 20.

Es kann bewiesen werden, dass das vorgeschlagene System die optische Abbildung unabhängig von der Messung des Objekts beibehält. Somit erzeugt, wenn das Objekt in der Brennebene der Hilfslinse angeordnet wird, jede Punktquelle auf der vorderen Brennebene einen parallel gerichteten Stahl, der auf die Sammellinse einfällt. Das Detektionssystem muss so ausgerichtet sein, dass dieser parallel gerichtete Strahl auf einen einzigen Punkt auf dem Beobachtungsschirm fokussiert wird. Weil jeder Punkt auf dem Objekt unabhängig des Krümmungsradius einen parallel gerichteten Strahl erzeugt, wird es auf einen einzigen Punkt auf dem Schirm abgebildet, womit die Abbildungsbedingungen erreicht werden. Es ist zu bemerken, dass eine Verschiebung der Hilfslinse und des Objektes den Strahlengang innerhalb des optischen Messsystems 20 nicht verändert (vgl. Figur 5).It can be proved that the proposed system maintains the optical imaging regardless of the measurement of the object. Thus, when the object is placed in the focal plane of the auxiliary lens, any point source on the front focal plane generates a collimated beam incident on the converging lens. The detection system must be aligned so that this collimated beam is focused on a single point on the observation screen. Since any point on the object generates a collimated beam regardless of the radius of curvature, it is imaged on a single point on the screen, thus achieving the imaging conditions. It should be noted that a displacement of the auxiliary lens and the object does not change the beam path within the optical measurement system 20 (see Figure 5).

Die Vergrösserung kann wie folgt berechnet werden: Weil die Strahlengänge innerhalb des Detektionssystems in den Figuren 3a und 3b identisch sind, ist es ausreichend, die Vergrösserung zwischen der Objektöffnung a' und der Eingangspupille a zu evaluieren. In der Referenzposition (Figur 3a) wird die Vergrösserung aus ähnlichen Dreiecken berechnet,The magnification can be calculated as follows: Because the ray paths within the detection system in Figures 3a and 3b are identical, it is sufficient to evaluate the magnification between the object aperture a' and the entrance pupil a. In the reference position (Figure 3a) the magnification is calculated from similar triangles,

a/a' = f&sub1;/f&sub0;a/a' = f₁/f�0;

wobei f&sub1; die Brennweite der Sammellinse und f&sub0; die Brennweite der Hilfslinse ist. In der Figur 3b wird diese Operation zweimal durchgeführt, where f₁ is the focal length of the converging lens and f₀ is the focal length of the auxiliary lens. In Figure 3b, this operation is performed twice,

In der Gleichgewichtsposition heben sich die zwei Ausdrücke in den Klammern auf, womit das von R unabhängige Resultat f&sub1;/f&sub0; übrig bleibt.In the equilibrium position, the two expressions in the brackets cancel, leaving the result f₁/f�0, which is independent of R.

Es ist somit zu sehen, dass das Positionieren des Objektes in der vorderen Brennebene der Hilfslinse das folgende erreicht:It can thus be seen that positioning the object in the front focal plane of the auxiliary lens achieves the following:

1. Die Distanz, die zwischen der Referenzposition und der Gleichgewichtsposition zurückgelegt wird, ist proportional zur Brechkraft oder Krümmung.1. The distance traveled between the reference position and the equilibrium position is proportional to the refractive power or curvature.

2. Wenn die Gleichgewichtsposition erreicht ist, wird die Objektfläche auf den Schirm abgebildet.2. When the equilibrium position is reached, the object surface is imaged on the screen.

3. Der Vergrösserungsmassstab auf dem Schirm ist unabhängig vom Objekt.3. The magnification scale on the screen is independent of the object.

Operation

Es wird nun die Art der Verwendung des dargestellten Systems beschrieben werden, insbesondere in Bezug auf die Figuren 5 und 6.The manner of using the system shown will now be described, with particular reference to Figures 5 and 6.

1. Das Detektionssystem 20 (Deflektometer, Interferometer usw.) wird so ausgerichtet, dass es mit einem flachen Spiegel (z. B. 29, Figur 3a) und ohne Sammellinse 22 sowie Hilfslinse 24 Referenzränder erzeugt.1. The detection system 20 (deflectometer, interferometer, etc.) is aligned so that it generates reference edges with a flat mirror (e.g. 29, Figure 3a) and without the collecting lens 22 and auxiliary lens 24.

2. Die Hilfslinse 24 wird auf dem Objektträger 26 zusammen mit dem flachen Spiegel 29 angeordnet, wobei ihr primärer Brennpunkt gegen das Detektionssystem 20 zeigt und ihre unendliche (vordere) Seite gegen den Spiegel zeigt. Die Sammellinse 22 ist noch nicht montiert.2. The auxiliary lens 24 is placed on the slide 26 together with the flat mirror 29, with its primary focus pointing towards the detection system 20 and its infinite (front) side pointing towards the mirror. The converging lens 22 is not yet mounted.

3. Der Objektträger 26 ist konstruiert, um sowohl die Hilfslinse 24 als auch das Objekt TO (Figur 3b) zu verschieben, während ein konstanter Zwischenraum (gleich f&sub0;) zwischen ihnen beibehalten wird. Dieser Zwischenraum kann erreicht werden, indem der Spiegel entriegelt und auf dem Träger gleitend bezüglich der Hilfslinse verschoben wird, bis der Strahl, der auf die Linse einfällt, exakt auf die Oberfläche fokussiert wird (Figur 6). Dies wird verifiziert, indem die Referenzränder auf dem Schirm beobachtet werden. Der Spiegel wird verriegelt, und von nun an bewegt er sich zusammen mit der Hilfslinse.3. The slide 26 is designed to move both the auxiliary lens 24 and the object TO (Figure 3b) while maintaining a constant gap (equal to f0) between them. This gap can be achieved by unlocking the mirror and sliding it on the slide with respect to the auxiliary lens until the beam incident on the lens is exactly focused on the surface (Figure 6). This is verified by observing the reference edges on the screen. The mirror is locked and from now on it moves together with the auxiliary lens.

4. Die Sammellinse 22 wird montiert und der Objektträger 26, der sowohl die Hilfslinse 24 als auch den Spiegel 29 festhält, wird entlang der Schiene verschoben, bis die Brennpunkte der beiden Linsen zusammenfallen (Figur 3b). Die exakte Position wird wiederum durch die Beobachtung der Referenzränder angezeigt. Diese Schienenposition ist der Referenzpunkt für die Messungen. Wenn eine elektronische Positionsablesung verfügbar ist, wird dieser Punkt auf Null gesetzt.4. The converging lens 22 is mounted and the slide 26, which holds both the auxiliary lens 24 and the mirror 29, is moved along the rail until the focal points of the two lenses coincide (Figure 3b). The exact position is again by observing the reference edges. This rail position is the reference point for the measurements. If an electronic position reading is available, this point is set to zero.

5. Wenn eine sphärische Kugelfläche gemessen wird, so wird der flache Spiegel entfernt und die Testoberfläche ersetzt ihn, so dass ihr Scheitelpunkt (der Punkt auf der optischen Achse) bündig zur Brennebene liegt (Figur 5), wo vorher der flache Spiegel war. Das System sollte eine Einrichtung zur Verifizierung dieser Position haben, besonders wenn kleine Radien gemessen werden (vgl. unten für Empfindlichkeit auf falsche Positionierung). Wenn keine solche Einrichtung vorhanden ist, welche die gewünschte Genauigkeit erreicht, können die Schritte 2 und 3 wiederholt werden, wobei die Testoberfläche den flachen Spiegel ersetzt.5. If a spherical surface is being measured, the flat mirror is removed and the test surface replaces it so that its vertex (the point on the optical axis) is flush with the focal plane (Figure 5) where the flat mirror was previously. The system should have a means of verifying this position, particularly when measuring small radii (see below for sensitivity to mispositioning). If no such means is available that achieves the desired accuracy, steps 2 and 3 can be repeated with the test surface replacing the flat mirror.

6. Wenn eine Linse gemessen wird, werden die Schritte 2 und 3 durchgeführt, wobei das Testobjekt den flachen Spiegel ersetzt. Eine unendlich konjugierte Linse sollte so angeordnet werden, dass ihre unendliche Seite gegen den Spiegel zeigt. Wenn die Hilfslinse auf die hintere Seite fokussiert ist, so wird die hintere Brennweite gemessen werden. Der flache Spiegel wird so nahe wie möglich beim Testobjekt und parallel zu ihm angeordnet. Wie in Schritt 5 sollte das System, wenn das Testobjekt ersetzt wird, eine Einrichtung zum Verifizieren haben, dass die hintere Seite des neuen Testobjektes bündig zur Brennebene der Hilfslinse liegt, besonders wenn grössere Brechkräfte gemessen werden.6. If a lens is being measured, steps 2 and 3 are performed with the test object replacing the flat mirror. An infinitely conjugated lens should be positioned so that its infinite side faces the mirror. If the auxiliary lens is focused on the rear side, the rear focal length will be measured. The flat mirror is positioned as close to and parallel to the test object as possible. As in step 5, if the test object is replaced, the system should have a means of verifying that the rear side of the new test object is flush with the focal plane of the auxiliary lens, especially when measuring larger powers.

7. Der Objektträger wird verschoben, bis die Referenzränder wieder hergestellt sind, um zu zeigen, dass der Vorwärts- und der Rückstrahl in Phase sind. Der Krümmungsradius oder die Brennweite wird mit der Arbeitsgleichung berechnet, indem die gemessene Distanz verwendet wird.7. The slide is moved until the reference edges are reestablished to show that the forward and back beams are in phase. The radius of curvature or focal length is calculated with the working equation using the measured distance.

Error analysis

Die Arbeitsgleichung wurde hergeleitet, indem die Formeln für dünne Linsen und paraxiale Optik verwendet wurden. Die Hilfslinse 24 muss aus einer guten Linse mit minimaler Aberration (bei unendlich konjugierten Brennpunkten) bestehen, so dass die gemessenen Ränder eher Unvollkommenheiten des Testobjektes als solche der Messoptik anzeigen. Dieses Erfordernis zwingt die Verwendung einer mehrelementigen Dicken Linse auf. Der Ausrichtungsvorgang (Schritt Nr. 3) gewährleistet, dass das Objekt in der vorderen Brennebene der Hilfslinse liegt, selbst wenn es dick ist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, gilt die Arbeitsgleichung noch immer. Exakte Sphären erfordern einen einzigen Parameter R, welcher in der Nähe der Fläche bei der Achse gemessen werden kann, selbst wenn die Flächen des Interferogramms, die von der Achse entfernt sind, Aberrationen der Messoptik vorbringen. Variationen in der Brechkraft ausserhalb der Achse werden genau gemessen, wenn die Brennweite oder der Krümmungsradius gross ist. In diesem Falle sind alle Strahlen nahezu paraxial und die Hilfslinse arbeitet nahe bei ihrem nominell unendlichen Konjugationsverhältnis. Wenn die gemessene Brechkraft vergrössert wird, weicht die Linse von ihrem optimalen Konjugationsverhätnis ab und es können Aberrationen abseits der Achse auftreten. Wenn dieses Merkmal ein Problem darstellt, kann es überwunden werden, indem ein Satz von austauschbaren Linsen konstruiert wird, von denen jede für einen begrenzten Bereich von Konjugationsverhältnissen optimiert ist. Zum Beispiel deckt eine Linse grosse positive Brechkräfte ab, eine zweite deckt grosse negative Brechkräfte ab und eine dritte ist für kleine Brechkräfte (positiv und negativ). Diese Anordnung ist ähnlich wie der Bereich von Linsen für nahe, mittlere und ferne Objekte in der Fotografie. Die für grosse Brennkräfte konstruierten Linsen können kürzere Brennweiten haben, um zu erlauben, dass ein grösserer Bereich von Brechkräften gemessen werden kann.The working equation was derived using the formulas for thin lenses and paraxial optics. The auxiliary lens 24 must be made of a good lens with minimal aberration (at infinity conjugate foci) so that the measured edges indicate imperfections of the test object rather than those of the measuring optics. This requirement forces the use of a multi-element thick lens. The alignment procedure (step #3) ensures that the object lies in the front focal plane of the auxiliary lens, even if it is thick. If this condition is met, the working equation still holds. Exact spheres require a single parameter R, which can be measured near the on-axis surface, even if the surfaces of the interferogram that are off-axis introduce aberrations of the measuring optics. Off-axis variations in power are measured accurately when the focal length or radius of curvature is large. In this case, all rays are nearly paraxial and the auxiliary lens operates close to its nominally infinite conjugation ratio. As the measured power is increased, the lens deviates from its optimal conjugation ratio and off-axis aberrations may occur. If this feature is a problem, it can be overcome by designing a set of interchangeable lenses, each optimized for a limited range of conjugation ratios. For example, one lens covers large positive powers, a second covers large negative powers, and a third is for small powers (positive and negative). This arrangement is similar to the range of lenses for near, intermediate, and far objects in photography. The lenses designed for large focal powers can have shorter focal lengths to allow a larger range of powers to be measured.

Ein anderer Fehler, der bei grossen Brechkräften auftreten kann, besteht in der Nicht-Linearität zwischen Δz und C in der Arbeitsgleichung, aufgrund des Fehlers durch die paraxiale N-herung. Das neue Verfahren kann bei kleinen Radien noch verwendet werden, wenn das folgende Vorgehen angewendet wird. Sphärische Spiegel mit verschiedenen (kleinen) Krümmungsradien R werden durch das in der Einführung beschriebene traditionelle Verfahren gemessen. Danach werden die Verschiebungen Δz für jeden der sphärischen Spiegeln mit dem neuen Verfahren gemessen. Es wird eine Grafik von C gegen Δz konstruiert, die anstelle der Arbeitsgleichung als Kalibrierungskurve verwendet wird. Das Kalibrierungsvorgehen wird auch für den linearen Bereich für den Fall empfohlen, dass das in der Arbeitsgleichung erscheinende f&sub0; nicht mit ausreichender Genauigkeit bekannt ist.Another error that can occur at high powers is the non-linearity between Δz and C in the working equation, due to the error of the paraxial approximation. The new method can still be used for small radii if the following procedure is applied. Spherical mirrors with different (small) radii of curvature R are measured by the traditional method described in the introduction. Then the displacements Δz for each of the spherical mirrors are measured using the new method. A graph of C against Δz is constructed, which is used as calibration curve is used. The calibration procedure is also recommended for the linear range in case the f₀ appearing in the working equation is not known with sufficient accuracy.

Sei δz der Fehler in der Messung von Δz. Dieser Fehler kann aus der Präzision der optischen Schiene, aus der Ränderauflösung beim Interferogramm / Deflektogramm oder aus einer Kombination von beidem resultieren. Der Fehler δC für die Messung der Krümmung beträgt Let δz be the error in the measurement of δz. This error can result from the precision of the optical rail, from the edge resolution in the interferogram / deflectogram, or from a combination of both. The error δC for the curvature measurement is

und der Fehler im Krümmungsradius ist and the error in the radius of curvature is

Wenn nur diese Fehlerquellen vorhanden wären, so wäre das traditionelle Verfahren genauer als das neue Verfahren, wenn R > f&sub0; ( oder P< P&sub0;), und weniger genau, wenn R < f&sub0; ( oder P> P&sub0;). In der Praxis wird jedoch das Messen von kleinen R (oder grossen P) mit dem neuen Verfahren durch die oben beschriebenen optischen Fehler gehandikapt sein, während mit dem traditionellen Verfahren keine Radien gemessen werden können, die grösser sind als seine Arbeitsdistanz.If only these sources of error were present, the traditional method would be more accurate than the new method if R > f₀ (or P< P₀), and less accurate if R < f₀ (or P> P₀). In practice, however, measuring small R (or large P) with the new method will be handicapped by the optical errors described above, while the traditional method cannot measure radii that are larger than its working distance.

Es ist verführerisch, den Fehler des vorliegenden Systems zu reduzieren, indem die Brennweite f&sub0; der Hilfslinse vergrössert wird. Es gibt jedoch sowohl eine praktische als auch eine theoretische Grenze für der maximalen Wert von f&sub0;. In der Praxis ist es nicht ratsam, ein längeres f&sub0; als das grösste gemessene R zu verwenden. Im Falle von konvexen Objekten (Figur 3b) nimmt die gemessene Fläche mit dem Verhältnis It is tempting to reduce the error of the present system by increasing the focal length f₀ of the auxiliary lens. However, there is both a practical and a theoretical limit to the maximum value of f₀. In practice, it is not advisable to use a longer f₀ than the largest measured R. In the case of convex objects (Figure 3b), the measured area decreases with the ratio

ab. Im Falle eines konkaven Objektes wird, wenn die Hilfslinse in der Figur 3a um mehr als f&sub0; nach links bewegt wird, bewirkt, dass der einfallende Strahl hinter der Linse fokussiert wird. Bei dieser Anordnung arbeitet die Hilfslinse entgegen ihrer beabsichtigten Bildkonjugation, und es werden Aberrationen und mögliche Verletzungen der paraxialen Näherung und der Näherung für dünne Linsen eingeführt, welche zur Arbeitsgleichung führten.In the case of a concave object, moving the auxiliary lens to the left in Figure 3a by more than f₀ will cause the incident beam to be focused behind the lens. In this arrangement, the auxiliary lens will operate against its intended image conjugation and aberrations and possible Violations of the paraxial approximation and the thin lens approximation were introduced, which led to the working equation.

Dasselbe gilt für die Messung der Brechkraft, wo eine grosse positive Brechkraft dieselben Probleme wie kleine konkave Radien bewirken wird, und eine grosse negative Brechkraft kann mit einem kleinen konvexen Radius verglichen werden.The same applies to the measurement of refractive power, where a large positive refractive power will cause the same problems as small concave radii, and a large negative refractive power can be compared to a small convex radius.

Die theoretische Abhängigkeit wird durch die Beugungsgrenze erzwungen, welche die Empfindlichkeit des Detektionssystems auf die Defokussierung Δz ausdrückt, The theoretical dependence is enforced by the diffraction limit, which expresses the sensitivity of the detection system to the defocus Δz,

wobei W die Verzerrung der Wellenfront ist, ausgedrückt in der Ränderverschiebung, fn0 = f&sub0;/a die f-Zahl der Linse ist, λ die Wellenlänge des Lichtes ist und k ein dimensionsloser Faktor ist, der vom Bruchteil eines Randes abhängt, der durch das Interferometer 5 aufgelöst werden kann. Ein ähnlicher Ausdruck mit einem etwas anderen Wert von k gilt für das Moiré-Deflektometer 6. Solange die Präzision von Δz durch die Ablesung an der Schiene bestimmt wird, verbessert das Vergrössern von f&sub0; tatsächlich die Genauigkeit der Messung von R. Wenn f&sub0; einen Wert erreicht, wo W unterhalb des Bereichs zu liegen kommt, wo das System noch fähig ist, eine Ränderverschiebung zu detektieren, wird die Genauigkeit nicht mehr ändern, weil sowohl δR als auch W in der selben Weise von f&sub0; abhängen.where W is the distortion of the wavefront expressed in fringe shift, fn0 = f0/a is the f-number of the lens, λ is the wavelength of the light and k is a dimensionless factor depending on the fraction of a fringe that can be resolved by the interferometer 5. A similar expression with a slightly different value of k applies to the Moiré deflectometer 6. As long as the precision of Δz is determined by the reading on the rail, increasing f0 actually improves the accuracy of the measurement of R. When f0 reaches a value where W falls below the range where the system is still able to detect an edge shift, the accuracy will no longer change because both δR and W depend on f0 in the same way.

Die Konstruktion der Hilfslinse ist ein Kompromiss zwischen verschiedenen Anforderungen wie dem Bereich der gemessenen Radien, der Notwendigkeit, über einen grossen Bereich von Konjugationsverhältnissen arbeiten zu können, und dem Erreichen einer maximalen Präzision in Abhängigkeit der Auflösungen der Schiene und des Systems.The design of the auxiliary lens is a compromise between various requirements such as the range of measured radii, the need to be able to work over a wide range of conjugation ratios and the achievement of maximum precision depending on the resolutions of the rail and the system.

Claims

1. A method for measuring an optical property of an optical device (TO; TL), comprising:

to arrange a main collecting lens (22) having a focal length f1 in front of an optical measuring system (20) having a device for measuring the collimation of a beam;

providing a carrier (26) having an auxiliary converging lens (24) for receiving a beam from the optical measuring system (20), and means containing the optical device (TO; TL) to be tested for reflecting the beam that passed from the optical measuring system (20) through the auxiliary converging lens (24) back to the optical measuring system (20) via the auxiliary converging lens (24);

to arrange the carrier (26) in a first position in which the rear focal plane of the auxiliary collecting lens (24) coincides with the front focal plane of the main collecting lens (22);

to arrange the optical device to be tested (TO; TL) on the carrier (26) in the front focal plane of the auxiliary collecting lens (24);

and to move the carrier (26) into a second position in which the optical measuring system (20) determines that the beam reflected back to the optical measuring system (20) via the auxiliary collecting lens (24) and the main collecting lens (22) is parallel.

2. Method according to claim 1, wherein the first position in which the auxiliary converging lens is arranged in front of the main converging lens is verified by arranging a flat mirror (29) after the auxiliary converging lens (24) and receiving a reference pattern which is observed again when the carrier (26) is in the second position.

3. Method according to claim 1, in which the optical device (TO) to be tested consists of a convex reflector surface (Figure 3b) and is moved away from the main collecting lens (22) together with the auxiliary collecting lens (24).

4. Method according to claim 1, in which the optical device (TO) to be tested consists of a concave reflector surface and is moved together with the auxiliary collecting lens (24) towards the main collecting lens (22).

5. Method according to claim 1, in which the distance (ΔZ) between the first and the second position is measured and the curvature of the optical device to be tested (TO; TL) is determined by the following equation:

C = ΔZ/f�0;²

6. Method according to claim 1, in which the distance (AZ) between the first and the second position is measured, wherein the optical device to be tested consists of a lens (TL) which has a focal length (f₀); the reflector device contains a flat mirror (29) in front of the lens (TL) to be tested and parallel to it and is moved together with the optical device (20) and the auxiliary collecting lens (24) from the first position to the second position; and the lens refractive power (P) of the optical device (20) is determined by the following equation:

P = ΔZ/f�0;²

7. Method according to claim 1, wherein the optical measuring system (20) consists of a deflectometer.

8. Method according to claim 1, wherein the optical measuring system (20) consists of an interferometer.

9. Device for measuring an optical property of an optical device (TO; TL), comprising:

an optical measuring system (20) having means for measuring the collimation of a beam received by the system;

a main collecting lens (22) in front of the optical measuring system (20), which has a focal length f₁;

a carrier (26) having an auxiliary collecting lens (24) for receiving a beam from the optical measuring system (20), and a Means containing the optical device (TO; TL) to be tested for reflecting the beam which passed from the optical measuring system (20) through the auxiliary collecting lens (24) back to the optical measuring system (20) via the auxiliary collecting lens (24);

means for arranging the optical device to be tested (TO; TL) in the front focal plane of the auxiliary collecting lens (24);

and a device which enables the carrier (26) to be moved from a first position in which the rear focal plane of the auxiliary collecting lens (24) coincides with the front focal plane of the main collecting lens (22) to a second position in which the optical measuring system (20) determines that the beam reflected back to the optical measuring system (20) via the auxiliary collecting lens (24) and the main collecting lens (22) is parallel.

10. Device according to claim 9, wherein the optical measuring system (20) consists of a deflectometer.