SU1044969A1 - Способ измерени профил оптических поверхностей - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ , ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, заключающийс - в том, что направл ют на измер емую поверхнос1 Ь пучок параллельных лучей света, о т л и ч а ющ и   с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  и измерени  профил  различных видов поверхностей , направл ют пучокпараллельных лучей света перпендикул рно плоскости, проход щей через измер емый профиль поверхности, так, чтобы одна часть пучка лучей света отражалась от поверхности, а друга  часть пучка лучей света проходила мимо нее, наблюдают интерференцибнную картину, возникающую в результате взаимодействи  лучей света , отраженных от поверхности и проi шедших мимо нее, и по параметрам этой картины суд т о профиле опти (О ческой поверхности. 4:: 4 :о о:)

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испол зовано дл  измерени  и контрол  пр фил  сферических и асферических поверхностей оптических деталей. Известен способ измерени  и кон рол  профил  оптических поверхностей , основанный на применении этс1лонных поверхностей, калибров, шаб лонов, пробных стекол и других всп могательных оптических и механических элементов, с помощью которы сравниваетс  измер емый профиль поверхности с ее теоретическим видом 1J . Основные недостатки данного спо ба заключаютс  в том, что дл  их реализации необходимо применение эталонных оптических или механических деталей сложных, в изготовл нии и пригодных дл  контрол  огран ченных видов поверхностей. Кроме того, они имеют недостаточно высок точность, а область их применени  ограничена. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ измерени  профил  оптических поверхностей, заключающийс  в том, что направл ют на измер емую поверхность пучок параллельных лучей наклонно к поверхности , причем угол наклона  вл етс  параметром, с помощью которого определ ют параметр профил  (радиус сферической поверхности) , Структуру всех лучей пучка, отр женных от поверхности, измер ют пу тем измерени  астигматической разности пучка лучей, сфокусированных объективом зрительной трубы 12 Известный способ применим дл  измерени  радиусг в сферических поверхностей и практически не применим дл  измерени  профил  других видов поверхностей, например асферических . Кроме того, способ не по звол ет измер ть малые радиусы сфе ческих поверхностей и имеет недостаточно высокую точность измерени профил  поверхности. Цель изобретени  - повышение то ности измерени  и измерение профил  различных видов поверхностей.. Поставленна  цель достигаетс  тем, чт}р согласно способу измерени профил  оптических поверхностей, заключающемус  в том, что направл  ют на измер емую поверхность пучок параллельных лучей света, направл  пучок параллельных лучей света перпендикул рно плоскости, проход щей через измер емый профиль поверхности , так, чтобы одна часть пучка лучей света отражалась от по верхности, а друга  часть пучка лу чей света проходила мимо нее, наблюдают интерференционную картину, возникающую в результате взаимодействи  лучей света, отраженных от :поверхности и прошедших мимо нее и по параметрам этой картины суд т о профиле поверхности. На, фиг,1 изображена, принципиальна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ измерени  профил  оптических поверхностей; на фиг,, 2 - устройство, вид сверху; на фиг.З - схема преобразовани  интерференционной картины в случае измерени  профил  сферической поверхности с радиусом R и центром С кривизны; на фиг.4 - теоретический вид интерференционной картины, представл ющий собой систему интерференционных кривых эквидистантных кривой .ил  поверхности. Устройство содержит п ледовательно расположенные узел, создающий параллельный пучок -лучей, например коллиматор 1, проекционный объектив 2 и регистратор 3 интерференционной картины, например фотопластинку или мозаичный фотоэлемент . . Способ осуществл ют следующим образом. Исследуемую поверхность 4 освещают пучком параллельных лучей, выход щих ,например из коллиматора 1, причем поверхность 4 ориентируют так, чтобы плоскость 5, содержаща  измер емый профиль поверхности 4, располагалась перпендикул рно пучку параллельных лучей, часть которых отражаетс  от поверхности 4, а часть идет мимо нее. На фиг.З показаны луча 5 и б, принадлежащих пучку, выход щему из коллиматора 1. Луч 6 падает на поверхность 4 в точку М, отражаетс  от нее и встречаетс  с когерентным лучом 5 в точке А, расположенной в полости Т.. Лучи 5 и 6 образуют между собой угол 2, где f- угол наклона нормали МС к нормали ОС в вершине О поверхности 4 (фиг.З). Так как ширина интерференционных полос зависит только от длины волны света и угла между интерференцирующими лучами, то в плоскости Т образуетс  система интерференционных полос переменной ширины (фиг.4) локализованных в плоскости Т„ Проекционный объектив 2 строит оптически резкое изображение интерференционной картины в плоскости Р, оптически сопр женной с плоскостью Т. Таким образом, в плоскости Р образуетс  система интерференционных полос, точно повтор ющих измер емый профиль поверхности в ее меридиональном сечении. Измер   параметры интерференционной картины (длину хорды ДЕ и стрелку прогиба R фиг.4), определ ют профиль поверхности.

Повышение точности измерени  обеспечено за счет того, что главный источник информации о профиле поверхности - интерференционна  картина представл ет собой, систему контрастных интерференционных полос, параметры которьах могут быть измерены значительно точнее, чем асиг-г ма ическа  разность в прототипе. Процесс измерени  может быть автоматизирован . Так как изображение интерференционных полос, созданных проекционным объективом, представл ет собой Ьистему плоских кривых, то в качестве регистратора интерференционной картины может быть использована матрица фотоэлементов, соединенна  с ЭВМ. Это дает впзможнЪсть создать замкнутый технологический цикл обработки поверхностей по схеме: станок-контроль-ЭВМ.

Предлагаемый способ позвол ет измер ть профиль практически всех видов оптических поверхностей, в том числе асферических поверхностей вращени , цилиндрических торических, выпуклых и вогнутых поверхностей оптических деталей. Наиболее эффектив0 ное применение способа может найти дл  измерени  профил  крутых асферических поверхностей малого диаметра , например, поверхности роговицы человеческого глаза, поверхностей {контактных линз дл  коррекции зре5 ни , асферических линз микрообъектиВОВ и т.д.

-7-7

-п/

фив2

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, заключающийся- в том, что направляют на измеряемую поверхности, пучок параллельных лучей света, отличающийся тем, что, с целью повы шения точности измерения и измерения профиля различных видов поверхностей, направляют пучок'параллельных лучей света перпендикулярно плоскости, проходящей через измеряемый профиль поверхности, так, чтобы одна часть пучка лучей света отражалась от поверхности, а другая часть пучка лучей света проходила мимо нее, наблюдают интерференционную картину, возникающую в результате взаимодействия лучей света, отраженных от поверхности и прошедших мимо нее, и по параметрам этой картины судят о профиле оптической поверхности.