RU2025692C1 - Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering - Google Patents

Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering Download PDF

Info

Publication number
RU2025692C1
RU2025692C1 SU5018823A RU2025692C1 RU 2025692 C1 RU2025692 C1 RU 2025692C1 SU 5018823 A SU5018823 A SU 5018823A RU 2025692 C1 RU2025692 C1 RU 2025692C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measured
auxiliary lens
light beam
focal plane
lens
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.С. Васютин
Original Assignee
Салаватский оптико-механический завод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Салаватский оптико-механический завод filed Critical Салаватский оптико-механический завод
Priority to SU5018823 priority Critical patent/RU2025692C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2025692C1 publication Critical patent/RU2025692C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optical instrumentation engineering. SUBSTANCE: method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances, focal lengths and decentering lies in that converging light beam is focused close to front focal plane of auxiliary lens. Investigated optical system is placed near point in which focused converging light beam is focused. Size of section of light beam in rear focal plane of auxiliary lens is measured. Relative position of point in which converging light beam is focused is changed (in time or space) with reference to vertex of front surface of investigated system, size of section of light beam in rear focal plane of auxiliary lens is measured and required characteristic of investigated optical system is found from comparison of sizes of sections. EFFECT: improved authenticity and accuracy of measurements. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для измерения фокусных расстояний и децентрировки оптических систем. The invention relates to optical instrumentation and can be used to measure focal lengths and decentration of optical systems.

Известен способ измерения задних фокальных отрезков линз [1], при котором на линзу направляют параллельный пучок света и измеряют расстояние между вершиной последней поверхности линзы и плоскостью, в которой фокусируется параллельный пучок света после линзы. A known method of measuring the rear focal segments of the lens [1], in which a parallel beam of light is directed to the lens and the distance between the top of the last surface of the lens and the plane in which the parallel beam of light is focused after the lens is measured.

При измерении фокального отрезка микроскоп фокусируют на вершину последней поверхности линзы и снимают отсчет по шкале перемещений, затем фокусируют микроскоп на изображение тест-объекта и снимают второй отсчет. Разность отсчетов соответствует фокальному отрезку. When measuring the focal segment, the microscope is focused on the top of the last lens surface and a count is taken on the displacement scale, then the microscope is focused on the image of the test object and a second count is taken. The difference of the samples corresponds to the focal segment.

Недостатки этого способа: нельзя измерять большие фокальные отрезки, нельзя без изменения оптической схемы измерять отрицательные системы, высокие требования к точности базировки системы, так как надо измерение вести строго по оптической оси. The disadvantages of this method: it is impossible to measure large focal segments, it is impossible to measure negative systems without changing the optical scheme, high requirements for the accuracy of the system’s basing, since it is necessary to measure strictly along the optical axis.

Известен способ измерения задней вершинной рефракции очковых линз [2], при котором на линзу направляют пучок света от тест-объекта (сетки) и наблюдают изображение тест-объекта через зрительную трубу, добиваясь его резкого изображения изменение расходимости падающего на линзу пучка света. There is a method of measuring posterior vertex refraction of spectacle lenses [2], in which a light beam is sent from a test object (grid) to the lens and the image of the test object is observed through the telescope, achieving a sharp image of it changing the divergence of the light beam incident on the lens.

Недостатки этого способа: для точного измерения фокального отрезка необходимо центрировать линзу относительно оптической оси устройства, большое время измерения, так как надо центрировать линзу и проводить продольную фокусировку изображения сетки. The disadvantages of this method: for accurate measurement of the focal length, it is necessary to center the lens relative to the optical axis of the device, a long measurement time, since it is necessary to center the lens and conduct longitudinal focusing of the grid image.

Известен способ измерения рабочего отрезка оптической системы [3], при котором на оптическую систему направляют световой пучок, измеряют фототок в двух точках, находящихся на известном расстоянии от последней поверхности оптической системы, и определяют величину заднего фокального отрезка по формуле
S

Figure 00000001
=
Figure 00000002
+ Δr + ry, (1) где Δ r - расстояние между точками, в которых измеряется фототок;
ry - расстояние от последней поверхности оптической системы до одной из точек, где измеряются фототоки.A known method of measuring the working segment of the optical system [3], in which a light beam is directed to the optical system, measure the photocurrent at two points located at a known distance from the last surface of the optical system, and determine the magnitude of the back focal segment by the formula
S
Figure 00000001
=
Figure 00000002
+ Δr + r y , (1) where Δ r is the distance between the points at which the photocurrent is measured;
r y is the distance from the last surface of the optical system to one of the points where the photocurrents are measured.

Недостаток способа: необходимо совмещать оптическую ось измеряемой системы с осью светового пучка и знать децентрировку измеряемой системы, иначе появляется ошибка вследствие разных углов падения пучка лучей на фотоприемники, т. е. большое время на совмещение осей и ошибка измерения при неизвестной децентрировке системы. The disadvantage of this method is that it is necessary to combine the optical axis of the measured system with the axis of the light beam and know the decentration of the measured system, otherwise an error occurs due to different angles of incidence of the beam on the photodetectors, i.e., a long time for alignment of the axes and measurement error with an unknown decentration of the system.

Известен способ измерения фокусных расстояний (метод увеличения) объективов [1] , при котором тест-объект, расположенный в фокальной плоскости объектива коллиматора и освещенный источником света через конденсатор, проектируется измеряемым объективом в его фокальную плоскость. Изображение тест-объекта (сетка с вертикальными штрихами) рассматривают с помощью микроскопа и измеряют расстояние между выбранными штрихами сетки окуляр-микрометром, установленным на микроскопе. A known method of measuring focal lengths (zoom method) of lenses [1], in which a test object located in the focal plane of the collimator lens and illuminated by a light source through a capacitor, is projected by the measured lens into its focal plane. The image of the test object (a grid with vertical strokes) is examined using a microscope and the distance between the selected strokes of the grid is measured with an eyepiece-micrometer mounted on a microscope.

Фокусное расстояние измеряемого объектива определяется по формуле
f′= f

Figure 00000003
Figure 00000004
, (2) где fк - фокусное расстояние объектива коллиматора;
y - расстояние между штрихами тест-объекта.The focal length of the measured lens is determined by the formula
f ′ = f
Figure 00000003
Figure 00000004
, (2) where fк is the focal length of the collimator lens;
y is the distance between the strokes of the test object.

Недостаток способа: нельзя измерять большие фокусные расстояния, фокусные расстояния отрицательных систем, большое время на продольную фокусировку системы. The disadvantage of this method: it is impossible to measure large focal lengths, focal lengths of negative systems, long time for longitudinal focusing of the system.

Общим недостатком всех вышеперечисленных устройств является то, что устройством можно измерять только какой-то один параметр или фокусное расстояние, или фокальные отрезки оптических систем. A common drawback of all of the above devices is that the device can only measure any one parameter or focal length, or focal segments of optical systems.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ измерения фокусных расстояний объективов (метод Фабри-Юдина( [4], при котором на измеряемый объектив направляют параллельный пучок света с сечением известного размера, располагают за измеряемым вспомогательную линзу и, измеряя размер сечения пучка в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы, определяют фокусное расстояние измеряемого объектива f1 по формуле
f′=

Figure 00000005
f 1 2 , (3) где D - размер сечения пучка, падающего на объектив;
D' - размер сечения пучка в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы;
f1 2 - фокусное расстояние вспомогательной линзы.The closest in technical essence to the claimed method is a method for measuring the focal lengths of lenses (Fabry-Yudin method ([4], in which a parallel beam of light with a section of a known size is directed to the measured lens, placed behind the measured auxiliary lens and, measuring the size of the beam section in the rear focal plane of the auxiliary lens, determine the focal length of the measured lens f1 by the formula
f ′ =
Figure 00000005
f 1 2 , (3) where D is the size of the cross section of the beam incident on the lens;
D 'is the size of the beam section in the rear focal plane of the auxiliary lens;
f 1 2 is the focal length of the auxiliary lens.

При этом способе можно измерять и децентрировку измеряемого объектива. Если объектив децентрирован на величину C, то размер параллельного пучка от оси объектива в одном направлении будет

Figure 00000006
+ C , в другом
Figure 00000007
- C и соответственно размер пучка в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы от оси будет в одном направлении
D
Figure 00000008
=
Figure 00000009
· f 1 2 , в другом направлении
D
Figure 00000010
=
Figure 00000011
· f
Figure 00000012

Разность этих размеров будет
D
Figure 00000013
- D
Figure 00000014
= C
Figure 00000015
, откуда
C = f′
Figure 00000016
(4) Причем измеряемая величина фокусного расстояния не зависит от величины децентрировки, так как
D′ = D
Figure 00000017
+ D
Figure 00000018
=
Figure 00000019
f
Figure 00000020
(5)
Недостатки данного способа следующие: ограниченность диапазона измеряемых фокусных расстояний объективов, что связано с ограниченным полем зрения измерительного устройства; большее время измерения, связанное с необходимостью подбора диафрагм для каждого измеряемого фокусного расстояния, кроме того, при этом способе нельзя измерять фокальные отрезки оптических систем, если в этом возникает необходимость (например, в бинокулярных приборах нужно подбирать объективы по фокальным отрезкам и увеличению, т. е. по фокусному расстоянию) и нужно применять другие способы измерения фокальных отрезков, что опять-таки увеличивает время измерения.With this method, the decentration of the measured lens can also be measured. If the lens is decentered by the value of C, then the size of the parallel beam from the axis of the lens in one direction will be
Figure 00000006
+ C, in another
Figure 00000007
- C and, accordingly, the beam size in the rear focal plane of the auxiliary lens from the axis will be in one direction
D
Figure 00000008
=
Figure 00000009
F 1 2 in the other direction
D
Figure 00000010
=
Figure 00000011
F
Figure 00000012

The difference of these sizes will be
D
Figure 00000013
- D
Figure 00000014
= C
Figure 00000015
from where
C = f
Figure 00000016
(4) Moreover, the measured value of the focal length does not depend on the amount of decentration, since
D ′ = D
Figure 00000017
+ D
Figure 00000018
=
Figure 00000019
f
Figure 00000020
(5)
The disadvantages of this method are as follows: the limited range of the measured focal lengths of the lenses, which is associated with a limited field of view of the measuring device; longer measurement time, associated with the need to select apertures for each measured focal length, in addition, with this method it is impossible to measure the focal segments of optical systems if this is necessary (for example, binocular devices need to select lenses according to focal segments and magnification, t. i.e., by focal length) and other methods of measuring focal lengths need to be applied, which again increases the measurement time.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых фокусных расстояний оптических систем, уменьшение времени измерения, а также при необходимости измерения фокальных отрезков объективов. The aim of the invention is to expand the range of measured focal lengths of optical systems, reducing the measurement time, and also, if necessary, measuring the focal lengths of the lenses.

Цель достигается тем, что в способе измерения характеристик оптических систем фокусных расстояний и децентрировки сходящийся пучок света фокусируют вблизи передней фокальной плоскости вспомогательной линзы, устанавливают измеряемую оптическую систему вблизи точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света, и измеряют размер сечения пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы, затем изменяют (во времени или в пространстве) взаимное положение точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света, относительно вершины передней поверхности измеряемой системы и измеряют размер сечения пучка в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы и по сравнению измеренных размеров сечений определяют требуемую характеристику измеряемой оптической системы по формулам
f′ = 2α·f

Figure 00000021
Figure 00000022
(6)
-SF =
Figure 00000023
(7)
C = f′
Figure 00000024
(8) где f1 2 - фокусное расстояние измеряемой оптической системы;
- SF - передний фокальный отрезок измеряемой оптической системы;
D1', D2' - размер сечений пучка в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы для двух положений измеряемой оптической системы;
X1, X2 - расстояния от вершины передней поверхности измеряемой оптической системы до точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света;
2 α - угол между крайними лучами сходящегося пучка лучей;
f2' - фокусное расстояние вспомогательной линзы;
C - децентрировка измеряемой оптической системы;
(D')A, (D')B - размер сечения пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы от оси вспомогательной линзы до крайнего луча пучка света, измеренные в направлении децентрировки измеряемой системы и в противоположном направлении, для одного положения измеряемой оптической системы относительно точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света.The goal is achieved by the fact that in the method for measuring the characteristics of optical systems of focal lengths and decentration, the converging light beam is focused near the front focal plane of the auxiliary lens, the measured optical system is installed near the point at which the converging light beam is focused, and the cross-sectional size of the light beam in the rear focal plane is measured auxiliary lens, then change (in time or in space) the relative position of the point at which the converging beam of light is focused, relative to the defects of the front surface of the measured system and measure the size of the beam cross section in the rear focal plane of the auxiliary lens and, comparing the measured sizes of the cross sections, determine the required characteristic of the measured optical system using the formulas
f ′ = 2α
Figure 00000021
Figure 00000022
(6)
-S F =
Figure 00000023
(7)
C = f
Figure 00000024
(8) where f 1 2 is the focal length of the measured optical system;
- S F - front focal segment of the measured optical system;
D 1 ', D 2 ' - the size of the cross sections of the beam in the rear focal plane of the auxiliary lens for two positions of the measured optical system;
X 1 , X 2 - the distance from the top of the front surface of the measured optical system to the point at which the converging beam of light is focused;
2 α is the angle between the extreme rays of a converging beam of rays;
f 2 'is the focal length of the auxiliary lens;
C - decentration of the measured optical system;
(D ') A , (D') B is the cross-sectional dimension of the light beam in the rear focal plane of the auxiliary lens from the axis of the auxiliary lens to the extreme beam of the light beam, measured in the direction of decentration of the measured system and in the opposite direction, for one position of the measured optical system relative to the point at which the converging beam of light is focused.

Способ отличается от прототипа тем, что на измеряемую оптическую систему падает сходящийся пучок света, в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы измеряют сечение пучка лучей, близкого к параллельному (коллимированного), измерение сечений пучка проводят для двух положений измеряемых оптических систем, кроме того, этим способом определяется дополнительная характеристика оптической системы - фокальный отрезок. The method differs from the prototype in that a converging light beam is incident on the measured optical system, in the rear focal plane of the auxiliary lens, a beam section close to parallel (collimated) is measured, beam sections are measured for two positions of the measured optical systems, in addition, this method determines an additional characteristic of the optical system - the focal segment.

На фиг. 1 представлена схема, по которой осуществляется способ измерения характеристик измерения оптических систем: фокусных расстояний, фокальных отрезков и децентрировки; на фиг. 2, 3 - варианты устройств, на которых может быть реализован способ измерения характеристик оптических систем. In FIG. 1 is a diagram illustrating a method for measuring the measurement characteristics of optical systems: focal lengths, focal lengths, and decentration; in FIG. 2, 3 - variants of devices on which a method for measuring the characteristics of optical systems can be implemented.

Способ измерения характеристик оптических систем: фокусных расстояний и децентрировки, при котором сходящийся пучок с углом 2 α между крайними лучами A и B фокусируется в точке F1' вблизи передней фокальной плоскости F2' вспомогательной линзы 2.A method for measuring the characteristics of optical systems: focal lengths and decentration, in which a converging beam with an angle of 2 α between the extreme rays A and B is focused at a point F 1 'near the front focal plane F 2 ' of the auxiliary lens 2.

Измеряемую систему 1 с передним фокусным расстоянием -f и задним - f передним фокальным отрезком - -SF и децентрировкой C устанавливают вершиной передней поверхности вблизи точки F1' на расстоянии -Х, от вершины до F1' и измеряют размер сечения пучка в задней фокальной плоскости линзы 2.The measured system 1 with the front focal length -f and the back-f front focal length -S F and decentration C is set by the top of the front surface near the point F 1 'at a distance -X, from the top to F 1 ' and the beam cross-section size is measured in the back focal plane of the lens 2.

Из расчета хода лучей A и B размер сечения пучка в плоскости F2' от оси линзы 2 до луча A будет
(-D

Figure 00000025
)1= -αf
Figure 00000026
Figure 00000027
- f
Figure 00000028
Figure 00000029
(9) и размер сечения пучка в плоскости от оси линзы до луча B будет
(D
Figure 00000030
)1= -αf
Figure 00000031
Figure 00000032
+ f
Figure 00000033
Figure 00000034
(10)
Решая эти уравнения, получают
(D
Figure 00000035
)1-(-D
Figure 00000036
) = 2f
Figure 00000037
Figure 00000038
(11) откуда децентрировка измеряемой системы будет
C = f′
Figure 00000039
(8) и далее
D
Figure 00000040
= (D
Figure 00000041
)1+(-D
Figure 00000042
)1= 2αf
Figure 00000043
Figure 00000044
(12)
Затем изменяют взаимное положение точки F1 и вершины передней поверхности измеряемой системы на X2 и получают размер сечения D2' в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы 2
D
Figure 00000045
= - 2αf
Figure 00000046
Figure 00000047
(13)
Из (12) и (13) следует
F′ = 4αf
Figure 00000048
Figure 00000049

-SF =
Figure 00000050
X или при симметричном расположении вершины передней поверхности оптической системы относительно т. е. F', т. е. при
X1=-X2=X, (14) будет
f′ = 4αf
Figure 00000051
Figure 00000052
(15)
Способ может быть реализован в устройстве (фиг. 2), в котором изменение взаимного положения точки, в которой фокусируется сходящийся пучок относительно вершины передней поверхности измеряемой линзы, происходит во времени.Based on the calculation of the paths of rays A and B, the size of the beam section in the plane F 2 'from the axis of the lens 2 to beam A will be
(-D
Figure 00000025
) 1 = -αf
Figure 00000026
Figure 00000027
- f
Figure 00000028
Figure 00000029
(9) and the size of the beam cross section in the plane from the axis of the lens to beam B will be
(D
Figure 00000030
) 1 = -αf
Figure 00000031
Figure 00000032
+ f
Figure 00000033
Figure 00000034
(10)
Solving these equations, we get
(D
Figure 00000035
) 1 - (- D
Figure 00000036
) = 2f
Figure 00000037
Figure 00000038
(11) where will the decentration of the measured system be
C = f
Figure 00000039
(8) and further
D
Figure 00000040
= (D
Figure 00000041
) 1 + (- D
Figure 00000042
) 1 = 2αf
Figure 00000043
Figure 00000044
(12)
Then, the relative position of the point F1 and the vertices of the front surface of the measured system is changed to X 2 and the section size D 2 'is obtained in the rear focal plane of the auxiliary lens 2
D
Figure 00000045
= - 2αf
Figure 00000046
Figure 00000047
(thirteen)
From (12) and (13) it follows
F ′ = 4αf
Figure 00000048
Figure 00000049

-S F =
Figure 00000050
X or with a symmetrical arrangement of the vertices of the front surface of the optical system with respect to, i.e., F ', i.e., with
X 1 = -X 2 = X, (14) will be
f ′ = 4αf
Figure 00000051
Figure 00000052
(fifteen)
The method can be implemented in a device (Fig. 2), in which a change in the relative position of the point at which the converging beam is focused relative to the top of the front surface of the measured lens occurs in time.

Устройство содержит последовательно установленные источник 4 параллельного света, диафрагму 5 размером D и оптический канал, в котором установлены последовательно и соосно фокусирующая линза 6, базировочное приспособление 7, механизм 8 перемещения базировочного приспособления с отсчетным устройством 9, вспомогательная линза, передняя фокальная плоскость которой совпадает с задней фокальной плоскостью фокусирующей линзы, измерительное устройство 3, например матричный фотоприемник, чувствительная площадка, которая установлена в задней фокальной плоскости впомогательной линзы. The device comprises a parallel-mounted parallel light source 4, a diaphragm 5 of size D and an optical channel in which a focusing lens 6, a base device 7, a movement mechanism 8 of the base device with a readout device 9 are installed in series and coaxially, an auxiliary lens, the front focal plane of which coincides with rear focal plane of the focusing lens, measuring device 3, for example, a photodetector array, a sensitive area that is installed in the rear A locally plane of ancillary lens.

Источник параллельного света освещает диафрагму 5 размером D и падает на фокусирующую линзу 6 с фокусным расстоянием f1'. Сходящийся пучок света с углом α =

Figure 00000053
проходит измеряемую оптическую систему 1, установленную на базировочном приспособлении 7 на известном расстоянии X1 от вершины передней поверхности измеряемой системы до передней фокальной плоскости вспомогательной линзы 2, и вспомогательную линзу. С помощью измерительного устройства 3 измеряют размер сечения D1' пучка лучей в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы.A parallel light source illuminates the aperture 5 of size D and falls on the focusing lens 6 with a focal length f 1 '. Converging beam of light with angle α =
Figure 00000053
passes the measured optical system 1 installed on the base device 7 at a known distance X 1 from the top of the front surface of the measured system to the front focal plane of the auxiliary lens 2, and the auxiliary lens. Using the measuring device 3 measure the cross-sectional size D 1 'of the beam of rays in the rear focal plane of the auxiliary lens.

Перемещают базировочное приспособление 7 с измеряемой оптической системой на некоторое расстояние вдоль оптической оси и по отсчетному устройству 9 определяют расстояние -X2 от вершины передней поверхности измеряемой оптической системы до передней поверхности измеряемой оптической системы до передней фокальной плоскости вспомогательной линзы 2.The base device 7 with the measured optical system is moved a certain distance along the optical axis and the reading device 9 determines the distance -X 2 from the top of the front surface of the measured optical system to the front surface of the measured optical system to the front focal plane of the auxiliary lens 2.

С помощью измерительного устройства 3 измеряют размер сечения пучка D2' в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы 2.Using a measuring device 3 measure the size of the beam cross section D 2 'in the rear focal plane of the auxiliary lens 2.

Измеряемую оптическую систему желательно располагать вблизи переднего фокуса вспомогательной линзы, так как тогда на измерительное устройство падает пучок лучей, близкий к параллельному, и на измерительном устройстве (фотоприемнике) будет более контрастное пятно и точность измерения будет выше. Вместо отсчетного устройства 9 могут быть установлены два упора. В таком случае перемещение базировочного приспособления 7 не измеряется, а фиксируется в рабочих положениях по упорам. It is desirable to place the measured optical system near the front focus of the auxiliary lens, since then a beam of rays that is close to parallel will fall on the measuring device and there will be a more contrasting spot on the measuring device (photodetector) and the measurement accuracy will be higher. Instead of the reading device 9, two stops can be installed. In this case, the movement of the base device 7 is not measured, but is fixed in the working positions on the stops.

Способ может быть реализован также в устройстве (фиг. 3), в котором изменение взаимного положения точки, в которой фокусируется сходящийся пучок относительно вершины передней поверхности измеряемой линзы, происходит в пространстве. The method can also be implemented in a device (Fig. 3), in which a change in the relative position of the point at which the converging beam is focused relative to the top of the front surface of the measured lens occurs in space.

Устройство содержит последовательно установленные источник 4 параллельного света и два идентичных оптических канала, оси которых параллельны и смещены в осевом и поперечном направлениях друг относительно друга, и соосно установлена диафрагма 5, фокусирующая линза 6, вспомогательная линза 2, передний фокус которой совпадает с задним фокусом фокусирующей линзы, измерительное устройство 3, например матричный фотоприемник, чувствительная площадка, которая располагается в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы, симметрично осей обеих каналов и вблизи передних фокальных плоскостей вспомогательных линз расположено базировочное приспособление 7. The device contains sequentially mounted parallel light source 4 and two identical optical channels whose axes are parallel and offset in axial and transverse directions relative to each other, and aperture 5, focusing lens 6, auxiliary lens 2, the front focus of which coincides with the back focus of the focusing one, are coaxially mounted lenses, measuring device 3, for example, a photodetector array, a sensitive area that is located in the rear focal plane of the auxiliary lens, symmetrically to the axes beih channel and near the front focal planes of lenses arranged bazirovochnoe auxiliary device 7.

Параллельный пучок света от источника 4 в каждом канале проходит диафрагму 5 размером D, фокусирующая линзу 6 с фокусным расстоянием f1' и превращается в сходящейся. Сходящийся пучок света с углом между осью и крайним лучом α =

Figure 00000054
проходит измеряемую оптическую систему 1, установленную на базировочном приспособлении 7, и вспомогательную линзу 2 и падает на измерительное устройство 3.A parallel light beam from the source 4 in each channel passes through an aperture 5 of size D, the focusing lens 6 with a focal length f 1 'and turns into a converging one. Converging beam of light with an angle between the axis and the extreme beam α =
Figure 00000054
passes the measured optical system 1 installed on the base device 7, and the auxiliary lens 2 and falls on the measuring device 3.

Claims (2)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ: ФОКУСНЫХ РАССТОЯНИЙ И ДЕЦЕНТРИРОВКИ, заключающийся в измерении размера сечения пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы, отличающийся тем, что перед операцией измерения размера сечения пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы сходящийся пучок света фокусируют вблизи передней фокальной плоскости вспомогательной линзы, устанавливают измеряемую оптическую систему вершиной передней поверхности вблизи точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света, затем изменяют взаимное положение вершины передней поверхности измеряемой оптической системы и точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света, повторяют измерение размера сечения пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы и определяют фокусное расстояние по формуле
f′ = 2α·f
Figure 00000055
Figure 00000056
,
где f2 - фокусное расстояние вспомогательной линзы;
2α - угол между крайними лучами сходящегося пучка света;
x1, x2 - расстояния от вершины передней поверхности измеряемой оптической системы до точки, в которой фокусируется сходящийся пучок света;
D1 , D2 - размеры сечений пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы, соответствующие расстояниям x1, x2,
а фокальный отрезок измеряемой оптической системы определяют по формуле
-SF =
Figure 00000057
,
децентрировку измеряемой оптической системы определяют по формуле
C = f′
Figure 00000058
,
где DA , DB - размеры сечений пучка света в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы от оси вспомогательной линзы до крайнего луча пучка света, измеренные в направлении децентрировки линзы и противоположном направлении при одном положении измеряемой системы относительно сходящегося пучка света.
1. METHOD FOR MEASURING THE CHARACTERISTICS OF OPTICAL SYSTEMS: FOCUS DISTANCES AND DECENTRATION, which consists in measuring the size of the cross section of the light beam in the rear focal plane of the auxiliary lens, characterized in that before the operation of measuring the size of the cross section of the light beam in the rear focal plane of the auxiliary lens, a converging focus beam is focused near the front focal plane of the auxiliary lens the focal plane of the auxiliary lens, set the measured optical system with the top of the front surface near the point at which the converging Xia light beam then alter the mutual position of the front surface vertex of the measured optical system and the point at which the convergent light beam is focused, repeated measurement beam cross section size in the back focal plane of the auxiliary lens and the focal length determined by the formula
f ′ = 2α
Figure 00000055
Figure 00000056
,
where f 2 is the focal length of the auxiliary lens;
2α is the angle between the extreme rays of a converging beam of light;
x 1 , x 2 - the distance from the top of the front surface of the measured optical system to the point at which the converging beam of light is focused;
D 1 , D 2 - dimensions of the sections of the light beam in the rear focal plane of the auxiliary lens, corresponding to distances x 1 , x 2 ,
and the focal length of the measured optical system is determined by the formula
-S F =
Figure 00000057
,
decentration of the measured optical system is determined by the formula
C = f
Figure 00000058
,
where D A , D B are the dimensions of the cross sections of the light beam in the rear focal plane of the auxiliary lens from the axis of the auxiliary lens to the extreme beam of the light beam, measured in the direction of decentration of the lens and in the opposite direction at the same position of the measured system relative to the converging light beam.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения обработки результатов измерения, принимают x2=-x1=x, а f1 и -SF определяют как
f′ = 4α· f
Figure 00000059
Figure 00000060
и -SF =
Figure 00000061
X
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что размеры сечений в задней фокальной плоскости вспомогательной линзы измеряют с помощью матричного фотоприемника.
2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to simplify the processing of measurement results, take x 2 = -x 1 = x, and f 1 and -S F are defined as
f ′ = 4α
Figure 00000059
Figure 00000060
and -S F =
Figure 00000061
X
3. The method according to claim 1, characterized in that the cross-sectional dimensions in the rear focal plane of the auxiliary lens are measured using an array photodetector.
SU5018823 1991-12-26 1991-12-26 Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering RU2025692C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5018823 RU2025692C1 (en) 1991-12-26 1991-12-26 Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5018823 RU2025692C1 (en) 1991-12-26 1991-12-26 Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2025692C1 true RU2025692C1 (en) 1994-12-30

Family

ID=21592696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5018823 RU2025692C1 (en) 1991-12-26 1991-12-26 Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2025692C1 (en)

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Креопалова Г.В. и др. Оптические измерения. М.:Машиностроение, 1987, с.162, 156. *
2. Диоптриометр оптический ДО-3 ТУЗ-1120-81. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, с.6. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1080053, кл. G 01M 11/00, 1984. *
4. Кривовяз Л.М. Практика оптической и измерительной лаборатории, 1974, с.202, 203. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7298468B2 (en) Method and measuring device for contactless measurement of angles or angle changes on objects
CN101238348B (en) Device and method for measurement of surfaces
CN104568389A (en) Bilateral dislocation differential confocal element parameter measuring method
GB2144537A (en) Profile measuring instrument
CN106767545A (en) A kind of high accuracy high-space resolution angel measuring instrument and angle measurement method
EP0002428A1 (en) Optical system for use with apparatus for contouring surfaces with coherent light
US3447874A (en) Apparatus for testing lenses and method
US5410397A (en) Method and apparatus for holographic wavefront diagnostics
CN110736721B (en) Glass plate refractive index uniformity detection device and detection method based on diffraction grating
CN106052585A (en) Surface shape detection device and detection method
US20220137425A1 (en) Collimator
US5355210A (en) Method and apparatus for measuring optical properties of optical devices
US4281926A (en) Method and means for analyzing sphero-cylindrical optical systems
JP2005098933A (en) Instrument for measuring aberrations
Thomasset et al. Latest metrology results with the SOLEIL synchrotron LTP
US9677875B2 (en) Measuring surface curvature
US3619067A (en) Method and apparatus for determining optical focal distance
RU2025692C1 (en) Method of measurement of characteristics of optical systems: focal distances and decentering
US20160018259A1 (en) Method and apparatus for measuring the shape of a wave-front of an optical radiation field
JPH0755638A (en) Device and method for measuring focal length of optical system
US4758731A (en) Method and arrangement for aligning, examining and/or measuring two-dimensional objects
US20030090814A1 (en) Compact telephoto lens for grating scale position measuring system
JP2672771B2 (en) Through hole inner diameter measuring device
CN109990982B (en) Reflection type transverse subtraction differential confocal focal length measuring method
RU2082193C1 (en) Photoelectronic device for adjustment of optical system