RU2695085C2 - Способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием методом оптической дальнометрии - Google Patents
Способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием методом оптической дальнометрии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695085C2 RU2695085C2 RU2017137233A RU2017137233A RU2695085C2 RU 2695085 C2 RU2695085 C2 RU 2695085C2 RU 2017137233 A RU2017137233 A RU 2017137233A RU 2017137233 A RU2017137233 A RU 2017137233A RU 2695085 C2 RU2695085 C2 RU 2695085C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirror
- curvature
- measured
- radius
- ret
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/255—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring radius of curvature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием при контроле и настройке оптических элементов. Способ измерения радиуса кривизны оптических деталей больших размеров с центральным осевым отверстием содержит установку начального положения центра кривизны измеряемого зеркала любым прибором, позволяющим получить автоколлимационный ход лучей, проходящих через центр кривизны измеряемого зеркала. При этом в начальном положении направляют подвижным зеркалом световой пучок лазерного дальномера на поверхность измеряемого зеркала в пределах его апертурного угла под углом к оптической оси и через ее центр кривизны для получения расстояния D1 от дальномера до измеряемой поверхности через подвижное зеркало. После чего сдвигают подвижное зеркало и повторяют установку начального положения для зеркала известного радиуса Rэт, далее подвижное зеркало возвращают в прежнее положение, при котором световой пучок лазерного дальномера попадает на зеркало известного радиуса Rэт под тем же углом, что и для измеряемой поверхности, и проходит через центр кривизны зеркала известного радиуса Rэт, после чего, не изменяя положения дальномера, измеряют расстояние D2 от дальномера до измеряемой поверхности известного радиуса Rэт через подвижное зеркало, определяя искомый радиус контролируемой вогнутой оптической сферической поверхности Rз как разницу между этими двумя дальностями, плюс величина Rэт, т.е.
Rз=D1-D2+Rэт.
Технический результат – обеспечение возможности измерения вогнутых оптических сферических поверхностей с центральным осевым отверстием. 1 ил.
Description
1. Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к разработкам в области измерительных оптических систем и может применяться в системах контроля качества и других областях оптической промышленности.
2. Уровень техники
Задача измерения (определения) радиуса кривизны оптических поверхностей деталей больших размеров с осевым отверстием (крупногабаритной оптики) является достаточно важной и актуальной, особенно в области астрономических оптических систем.
Известен способ измерения радиуса кривизны оптической поверхности при отсутствии точной направляющей, который предполагает использование автоколлимационной трубы, а косвенное измерение радиуса кривизны оптической поверхности производится по формуле, в которую входят фокусное расстояние объектива автоколлимационной трубы, расстояние между вершиной измеряемой поверхности и передней главной плоскостью объектива и измеренная прямым способом величина перемещения окуляра автоколлимационной трубы. (См. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. «Оптические измерения».: М. Машиностроение. 1987 г. Стр. 89-91). Однако, в этом способе наличие нескольких составляющих в формуле увеличивает погрешность измерения радиуса кривизны.
Также известен способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с помощью метода дальнометрии (патент RU 2491504), в котором измерение ведется вдоль оптической оси, на которой расположена измеряемая поверхность и ось автоколлимационного микроскопа. Именно этот способ выбран в качестве прототипа. Такой способ исключает большинство погрешностей первого, но не позволяет измерять дальность до поверхности с центральным осевым отверстием.
В прототипном способе фокусируют автоколлимационный микроскоп в центр кривизны вогнутой оптической сферической поверхности и в этом положении фиксируют относительное расположение подвижного основания микроскопа и вогнутой оптической сферической поверхности. Далее при неподвижном положении вогнутой оптической сферической поверхности и автоколлимационного микроскопа, методом оптической дальнометрии, с помощью оптического пучка, проходящего по тому же оптическому тракту, что и визуальный пучок автоколлимационного микроскопа, определяют дальность до вогнутой оптической сферической поверхности. После этого устанавливают в центр кривизны вогнутой оптической сферической поверхности предмет и определяют дальность до этого предмета методом оптической дальнометрии, с помощью оптического пучка, проходящего по тому же оптическому тракту, что и визуальный пучок автоколлимационного микроскопа и находят разницу между этими двумя дальностями, которая и будет радиусом кривизны вогнутой оптической сферической поверхности.
Ограничением данного способа является невозможность измерения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием. Действительно, для измерения радиуса кривизны зеркала с осевым отверстием требуется направить луч дальномера под определенным углом на него (фиг. 1) и затем установить отражающий предмет в центр кривизны под тем же углом. В этом случае прототипный способ не будет работать, поскольку для предмета, установленного в фокусе автоколлимационного микроскопа будет очень большая погрешность в определении его угла расположения относительно оптической оси.
3. Раскрытие изобретения
Для решения поставленной задачи был разработан новый способ, в котором вместо установки в центре кривизны измеряемого зеркала предмета осуществляется введение в ход лучей оптической схемы эталонного вогнутого зеркала известного радиуса Rэт, так, чтобы его центр кривизны совпадал с таковым у измеряемого зеркала, после чего луч дальномера направляют на него под тем же углом, что и на измеряемое зеркало.
Таким образом, предлагаемый способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности 1 (фиг. 1) методом дальнометрии использует любой прибор, позволяющий получить автоколлимационный ход лучей, проходящих через центр кривизны измеряемого зеркала в измерительной схеме фиг. 1 для определения положения центра кривизны этого зеркала. Такими приборами могут быть, например, прибор с датчиком волнового фронта (патент № RU 2623702), автоколлимационный микроскоп, либо интерферометр, позволяющие совместить точку фокусировки выходящего из них пучка с центром кривизны измеряемого зеркала. Прибор закрепляют на платформе 6, на которой установлены дальномер 4, неподвижное зеркало 2 и подвижное зеркало 3, а точку фокусировки выходящего из него пучка сначала совмещают с центром кривизны измеряемой вогнутой оптической сферической поверхности при убранном подвижном зеркале 3, после чего в этом положении в пределах апертурного угла измеряемой вогнутой оптической сферической поверхности вводят подвижное зеркало 3 и выбирают его угол наклона относительно оптической оси так, чтобы измерительный пучок лазерного дальномера попадал на эту поверхность через ее центр кривизны (фиг. 1) и фиксируют расстояние D1, после чего сдвигают подвижное зеркало 3 и устанавливают эталонное вогнутое зеркало известного радиуса Rэт 7 (фиг. 1), совмещая его центр кривизны с центром кривизны измеряемого зеркала, далее сдвигают подвижное зеркало в прежнее положение и снова направляют измерительный пучок лазерного дальномера на зеркало известного радиуса через его центр кривизны под тем же углом (зеркало 3 смещается перпендикулярно оптической оси, сохраняя угловое положение как в предыдущем измерении), что и для измеряемой поверхности и фиксируют полученное расстояние D2, В этом случае искомый радиус контролируемой вогнутой оптической сферической поверхности Rз будет равен разнице между этими двумя дальностями, плюс величина Rэт, т.е. Rз=D1-D2+Rэт.
Принципиальным отличием является измерение расстояния дальномером не вдоль оптической оси, а в пределах апертурного угла измеряемой вогнутой оптической сферической поверхности через ее центр кривизны. Благодаря такому изменению хода измерительного пучка лазерного дальномера и введению измерения расстояния до зеркала известного радиуса Rэт предлагаемый способ позволяет измерить радиус кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием.
Перечень фигур
На фиг. 1 изображена функциональная оптическая схема для осуществления предлагаемого способа измерения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием, где:
1 - измеряемое зеркало;
2 - неподвижное зеркало;
3 - подвижное зеркало;
4 - дальномер;
5 - автоколлимационный микроскоп;
6 - общая платформа для закрепления дальномера, измерительного прибора и неподвижного зеркала;
7 - эталонное зеркало известного радиуса.
4. Осуществление изобретения.
Пример осуществления изобретения Для проверки работоспособности предлагаемого к патентованию способа измерения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием в МГТУ им. Н.Э.Баумана в рамках НИР был создан макетный образец измерительного прибора (патент № RU 2623702) с дополнительной системой зеркал, указанных на фиг. 1.
Для измерения зеркал с радиусами кривизн в диапазоне от 985 мм до 1976 мм использовался метод дальнометрирования. Осевое отверстие имитировалось непрозрачной круговой диафрагмой. Погрешность измерения этим методом составила 0,05-0,08%. Результаты испытаний макетного образца прибора по методу дальнометрирования приведены в таблице.
Результат измерения дистанции дальномером имеет разброс значений меньше последнего отображаемого разряда, поэтому в качестве СКО взято паспортное значение СКО дальномера «Leica DISTO Х310» для дистанций от 1 до 8 м.
Claims (2)
- Способ измерения радиуса кривизны оптических деталей больших размеров с центральным осевым отверстием, содержащий установку начального положения центра кривизны измеряемого зеркала любым прибором, позволяющим получить автоколлимационный ход лучей, проходящих через центр кривизны измеряемого зеркала, отличающийся тем, что в начальном положении, направляют подвижным зеркалом световой пучок лазерного дальномера на поверхность измеряемого зеркала в пределах его апертурного угла под углом к оптической оси и через ее центр кривизны для получения расстояния D1 от дальномера до измеряемой поверхности через подвижное зеркало, после чего сдвигают подвижное зеркало и повторяют установку начального положения для зеркала известного радиуса Rэт, далее подвижное зеркало возвращают в прежнее положение, при котором световой пучок лазерного дальномера попадает на зеркало известного радиуса Rэт под тем же углом, что и для измеряемой поверхности, и проходит через центр кривизны зеркала известного радиуса Rэт, после чего, не изменяя положения дальномера, измеряют расстояние D2 от дальномера до измеряемой поверхности известного радиуса Rэт через подвижное зеркало, определяя искомый радиус контролируемой вогнутой оптической сферической поверхности Rз как разницу между этими двумя дальностями, плюс величина Rэт, т.е.
- Rз=D1-D2+Rэт.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137233A RU2695085C2 (ru) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием методом оптической дальнометрии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137233A RU2695085C2 (ru) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием методом оптической дальнометрии |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017137233A3 RU2017137233A3 (ru) | 2019-04-25 |
RU2017137233A RU2017137233A (ru) | 2019-04-25 |
RU2695085C2 true RU2695085C2 (ru) | 2019-07-19 |
Family
ID=66321691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137233A RU2695085C2 (ru) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием методом оптической дальнометрии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2695085C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1007512A1 (ru) * | 1981-10-16 | 1985-03-15 | Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии | Фотоэлектрическое устройство дл определени перемещений объекта |
RU2058523C1 (ru) * | 1991-03-04 | 1996-04-20 | Тульский государственный технический университет | Устройство для контроля формы поверхности |
US8797520B2 (en) * | 2007-08-27 | 2014-08-05 | Nikon Corporation | Wavefront aberration measuring device and method and wavefront aberration adjusting method |
RU2623702C1 (ru) * | 2016-07-19 | 2017-06-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Устройство и способ определения радиуса кривизны крупногабаритных оптических деталей на основе датчика волнового фронта |
-
2017
- 2017-10-24 RU RU2017137233A patent/RU2695085C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1007512A1 (ru) * | 1981-10-16 | 1985-03-15 | Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии,Аэрофотосъемки И Картографии | Фотоэлектрическое устройство дл определени перемещений объекта |
RU2058523C1 (ru) * | 1991-03-04 | 1996-04-20 | Тульский государственный технический университет | Устройство для контроля формы поверхности |
US8797520B2 (en) * | 2007-08-27 | 2014-08-05 | Nikon Corporation | Wavefront aberration measuring device and method and wavefront aberration adjusting method |
RU2623702C1 (ru) * | 2016-07-19 | 2017-06-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Устройство и способ определения радиуса кривизны крупногабаритных оптических деталей на основе датчика волнового фронта |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017137233A3 (ru) | 2019-04-25 |
RU2017137233A (ru) | 2019-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9891050B2 (en) | Measuring device having a function for calibrating a display image position of an electronic reticle | |
JP4820753B2 (ja) | 高精度試験体の角度依存アライメントの検査または校正の方法 | |
CN108871733B (zh) | 大口径光学系统近场检测装置及其测量方法 | |
CN109387163B (zh) | 一种大口径便携式光轴平行性校准方法 | |
US7859649B2 (en) | Laser range sensor system optics adapter and method | |
JPH01101432A (ja) | 距離シミュレーション光学システム | |
TW200528698A (en) | Eccentricity measuring method and eccentricity measuring apparatus | |
CN100526832C (zh) | 离轴反射光学镜头焦距的检验方法 | |
CN101672726B (zh) | 空间光通信终端通信探测器定位测试装置及方法 | |
CN108437448B (zh) | 一种微纳尺寸3d打印设备的光路精密装调方法 | |
RU2695085C2 (ru) | Способ определения радиуса кривизны вогнутой оптической сферической поверхности с центральным осевым отверстием методом оптической дальнометрии | |
US4423957A (en) | Optical instruments | |
JP2983673B2 (ja) | 曲率半径測定方法および装置 | |
RU161643U1 (ru) | Автоколлимационная центрировочная труба | |
RU2478185C1 (ru) | Устройство определения пространственной ориентации объектов | |
JPH10253331A (ja) | 面形状測定装置および測定方法 | |
RU2710976C1 (ru) | Устройство с разнесенными ветвями для измерения радиусов кривизн вогнутых оптических деталей | |
CN117991493B (zh) | 一种基于哈特曼检测的天文望远镜光学系统现场装调方法 | |
RU203510U1 (ru) | Устройство юстировки двухзеркальной центрированной оптической системы | |
SU420870A1 (ru) | Устройство для измерения смещения фокусирующего элемента визирной трубы | |
Tsvetkov et al. | Measurement of optical characteristics of catadioptric retroreflectors | |
RU2369835C1 (ru) | Лазерный профилометр | |
Walker | Optical Metrology Applications In The Testing Of Military Optical Systems | |
Langehanenberg et al. | Decenter measurement of singlets and assembled optics containing cylindrical surfaces | |
RU43361U1 (ru) | Устройство для проверки положения визирной оси объектива при его перефокусировании |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201025 |