Способ определения фокусного расстояния оптической системы

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при определении фокусных расстояний оптических элементов. Изобретение позволяет повысить точность определения фокусных расстояний за счет двойного прохождения излучения через контролируемую оптическую систему и выбора оптимальной величины ее перемещения. За объективом 1 коллиматора соосно устанавливают оптическую систему 2, а за ней - сферическое зеркало 3, проецируют излучение коллиматора системой 2, перемещением зеркала 3, используя коллимацию, совмещают его центр кривизны с плоскостью проецирования излучения коллиматора. Затем, установив между объективом 1 коллиматора и системой 2 дополнительный объектив 4, смещают зеркало 3 до совмещения его центра кривизны с плоскостью проецирования излучения объективом 4 и системой 2, измеряют величину а<SB POS="POST">1</SB> его перемещения от первого положения до второго и, используя а<SB POS="POST">1</SB>, определяют необходимую величину смещения Δ<SP POS="POST">*</SP> системы 2 из соотношения δ<SP POS="POST">*</SP>=F<SP POS="POST">1*</SP>/а<SB POS="POST">1</SB>(а<SB POS="POST">1</SB>-F<SP POS="POST">1*</SP>), где F<SP POS="POST">1*</SP>- номинальное фокусное расстояние оптической системы 2. После этого, переместив систему 2 на округленную ранее расчитанную величину Δ, повторяют операции по совмещению центра кривизны зеркала 3 с плоскостью проецирования излучения коллиматора и измеряют действительную величину Δ перемещения оптической системы 2, а также зеркала 3 от первого положения до третьего. Фокусное расстояние оптической системы определяют из соотношения F<SP POS="POST">1</SP>=√A<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>Δ(A<SB POS="POST">2</SB>-Δ)/A<SB POS="POST">1</SB>+Δ-A<SB POS="POST">2</SB>. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1493904 А1

Д11 4 С 01 М 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУА 1РСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ

Ао иэоБРетекиям и ОтнРытие4 пРи Гннт сссР (21) 4317665/24-10 (22) 15.10.87 (46) 15.07.89.Бюл. Р 26 (72) А.В.Бакеркин и Ю.П.Контиевский (53) 535.818 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1280369, кл. G 01 М 11/00, 30.12.86

Авторское свидетельство СССР

У 1109590, кл. G 01 M 11/00, 23.08.84 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОКУСНОГО

РАССТОЯНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при определении фокусных расстояний оптических элементов. И : >ретение позволяет повысить точность определения фокусных расстояний эа счет двойного прохождения излучения через контролируемую оптическую систему и выбора оптимальной величины ее перемещения. За объективом I коллиматора соосно устанавливают оптическую систему 2, а эа ней — сферическое зеркало 3, проеци-, руют излучение. коллиматора системой

2, перемещением зеркала 3, используя коллимацию, совмещают его центр кривизны с плоскостью проецирования излучения коллиматора. Затем> уста.новив между объективом I коллимато149390

15 ра и системой 2 дополнительный объектив 4, смещают„зеркало 3 до совмещения его центра кривизны с плоскостью проецирования излучения объек5 тивом 4 и системой 2, измеряют величину а, его перемещения от первого положения до второго и, и:пользуя а,, определяют необходимую величину х смещения д системы 2,иэ соотношех Ix

<х <х ни я h = — — (а — f ) где а, номинальное фокусное расстояние оптической системы 2. После этого

4 4 переместив систему 2 на округленную ранее рассчитанную величину A, повторяют операции по совмещении центра кривизны зеркала 3 с плоскостью проецирования излучения коллиматора и измеряют действительнуи величину Д перемещения оптическбй системы 2, а также зеркала 3 от первого положе-: ния до третьего. Фокусное расстояние оптической системы определяют а b (a>- Д) из соотношения а +Д вЂ” а

6 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при определении фокусных расстояний объективов линз и других оптических систем при их производстве и исследовании.

Целью изобретения является повышение точности определения фокусного расстояния, На фиг.1 представлена схема расположения объектива коллиматора, 30 контролируемой оптической системы и сферического зеркала в исходном состоянии при исследовании оптичес-, кой системы с положительной величиной фокусного расстояния; на фиг.2 — 35 то же, после введения дополнительного объектива; на фиг.3 — то же, после смещения оптической системы; на фиг.4 — схема расположения объектива коллиматора контролируемой опти- 40 ческой системы и сферического зеркала в исходном состоянии при исследовании оптической системы с отрицательной величиной фокусного расстояния; на фиг.5 — то же, после введения до- 45 полнительного объектива; на фиг.6 то же, после смещения системы.

Контролируемуи оптическуи систему устанавливают соосно за объективом

1 коллиматора (фиг.1 и 4). Сферическое зеркало устанавливают по ходу излучения за оптической системой 2, при этом добиваются совмещения центра кривизны сферического зеркала 3 и плоскости проецирования оптической системы 2 излучения коллиматора, т.е. организуется автоколлимационный ход излучения, и фиксируют положение зеркала 3 и системы 2. Затем между объ-.

1 ективом 1 коллиматора и оптической системой 2 соосно с ней устанавливают дополнительный объектив 4 (фиг. 2 и 5) и проецируют излучение коллиматора в новуи плоскость, с которой совмещают центр кривизны сферического зеркала 3 путем его смещения вдоль оптической оси системы 2. По автоколлимационному ходу излучения в полученной схеме регистрируется наличие совмещения центра кривизны сферического зеркала 3 с новой плоскостью проецирования. Измеряют расстояние а, между первым положением зеркала

3 и достигнутым вторым его положением и по измеренной величине а< рассчитывают необходимое смещение Д опх тической системы 2, приводящее к ми нимальным погрешностям определения фокусного расстояния по соотношении (х х 1Х (а — f ), а

1

1х где f — номинальная величина фокусного расстояния, известная иэ чертежа или измеренная любым способом.

Затем смещают оптическую систему 2 х на округленную величину b (фиг.3 и 6) и повторяют операции по совмещении центра кривизны сферического зеркала 3 и плоскости проецирования излучения коллиматора дополнительным объективом 4 и оптической системой 2 до создания автокаллимационного хода лучей в системе. Фиксируют достигнутые положения системы 2 и зеркала 3 и измеряют действительное смещение Д оптической системы и расстояние а между первым и третьим

z полонением зеркала 3, а фокусное

I расстояние f оптической системы 2 определяют по формуле

1493904 6 деляют необходимую величину смещения оптической системы из соотношения х f.

1к

1к

d — -- (а - f ), 5 а, Величины а < Ь и а следует подставлять в формулу с учетом правила знаков, приянтого в геометрической оптике, формула изобретения

Способ определения фокусного расстояния рптической системы, включающий проецирование оптической системой излучения коллиматора, смещение оптической системы, измерение величины смещения и с ее учетом определение фокусного расстояния оптической системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, устанавливают за оптической системой сферическое зеркало, центр кривизны которого совмещают с плоскостью проецирования излучения коллиматора, затем устанавливают дополнительный объектив между объективом и оптической системой, перемещают сферическое зеркало до совмещения его центра кривизны с плоскостью проецирования излучения коллиматора допблнительным объективом и оптической системой, измеряют величину перемещения сферического зеркала от первого полонения до второго, опре30 где f

35 а, +Ь вЂ” а определяемое фокусное расстояние оптической системы; измеренная величина смещения оптической системы; измеренная величина смещения сферического зеркала от первого полонения до третьего.

I где Ь вЂ” необходимая величина смещения оптической системы;

4к

f — номинальная величина фокус10 ного расстояния оптической системы; а — измеренная величина смеще1 ния сферического зеркала от первого положения до

15 второго округляют ее, смещают оптическую систему на эту величину, после чего смещают сферическое зеркало до совмещения его центра кривизны с плос- .

20 костью проецирования иэлу-кения коллиматора дополнительным объективом и оптической системой, измеряют величину смещения сферического зеркала от первого положения до

25 третьего, а фокусное расстояние оптической системы определяют по формуле

1493904

Составитель В.Сячинов

Техред Л. Сердюкова Корректор Т.Колб

Редактор М.Питкина

Заказ 4095/40 . Тиразк 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Умгород, ул. Гагарина, 101