Способ определения величины фокусного расстояния и положения заднего фокуса оптической системы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СеаетскнкСоцкалкстмческмнРеспубпмк нн 932341(5 )М. Кл. Ь 01 М 11/00 1.ваударатееювй камнтет СССР аа денем нзебретеннй н аткрытнйата опубликования описания 30.05.82 фф%ЮВ%рг.(7) Заявител СОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ. ФОКУСНОГО РАССТОЯНИ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАДНЕГО ФОКУСА ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ(54 ес по преимукой сиприодиничность мы (в ного фоособ оптичесниометрический сп ных расстояний ляюшийся наиболее я длиннофокусныхупот- истем Наиболее близким является способ опре фокусного расстояния го фокуса оптической ющийся в получении мационного изображе прн двойном прохожд ка через испытуемую предлагаемому ения величиныположения задне мы, заключао автокоплиточника света ветового пучму при отраснстерезког я ис ии с Изобретение относится к -оптиприборостроению и может быть изовано для определения фокусногояния и положения заднего фокусащественно длиннофокусной оптичестемы. Наиболее важной областьюменения является оптическое гетерование, где требуется высокая тустановки в задний фокус систеплоскость кружка Эри) гетеродинтоцриемника.Известен гоизмерения фокуских систем, явбительным дл13,женин его от одной из двух поверхнос- .тей вспомогательного оптического элемента, фиксации этого изображения и измерении эквивалентной оптической силыиспытуемой системы и вспомогательногоэлемента 2.Однако этот способ не позволяет одновременно с определением положениязаднего фокуса оптической системы определить значение ее фокусного расстояния. Кроме того, точность определенияположения заднего фокуса зависит отточности изготовления плоской поверхности зеркала, что особенно для высокоапертурных систем, является трудной 15технологической задачей, На практикеплоские поверхности получаются сферамис радиусами кривизны, равными десяткам метров и километров, При этом по- Овышение точности фиксации положения автоколлимационного блика и статистическая обработка измерений не могут устранить систематическую ошибку, вызван-,ную кривизной поверхности зеркала.93231 1 где Д 45 50 Ф Ий -а 1" Й 55 Иепь изобретения - повьцпение точности измерений при контропе различныхтипов оптических систем.Поставленная цель достигается тем,что фиксируют резкое автокоплимационное изображение от второй отражающейповерхности вспомогательного оптического эпемента при напичии одной и той жеиспытуемой системы, измеряют расстоя-,ние между резкими автокоппимвционными изображениями, полученными приучастии каждой иэ поверхностей вспомогатепьного оптического элемента, в затем вычисляют величину фокусного расстояния и положение заднего фокуса испытуемой оптической системы.На чертеже представлен один из вариантов оптического устройства, реализукшего этот способ.Излучение от осветителя 1 освещаетавтокоппимационную сетку 2, отражается От светодепительной поверхности светодепитепьного устройства 3, проходитиспытуемую оптическую систему 4, отражается от одной из поверхностей вспомогатепьной линзы 5 и возвращаясь черезоптическую систему 4 и светодепитепьное устройство 3, строит изображениеавтокоплимационной сетки 2 вбпизиппоскости сетки 6 автокоппимационногоблока 7, Анапизируюшее устройство 8Опредепяет степень резкости изображенияв плоскости сетки 6. Индекс 9 отсчетного устройства 10 жестко связан с сеткой 6. Перемещая вдоль оси автокоплимационный блок 7 с помощью анапизируюшего устройства 8, находят положениерезкого изображения сетки 2 в ппоскостисетки 6 и производят регистрацию по отсчетному устройству, позвопяющему определить перемещение сетки 6 вдоль оптической оси,Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известными видно из следующего примера измерений параметров объектива с фокусом 17,7 м. Дпя нахождения фокусного расстояния объектива известными гониометрическими способами использована образцовая шкала дпиной 100 мм, установленная в заднем фокусе, и высокоточный теодолит Т 05. Средняя квадратическая ошибка измерений угла теодопитом составляет 0,5 , что приво)/дит к ошибке в подсчете фокусного расстояния 7,6 мм.Для нахождения положения заднего фокуса системы известным автоколлимвционным способом использована отражающая поверхность стекпянной ппвстины с,Отстуяпениями от ппоскости в 0,08 кольца на диаметре 120 мм, что соответствует радиусу кривизны 80 км. В ре зультате влияния сферичности поверхности пластины положение заднего фокусаполучается с ошибкой 4 мм. При измерении по предлагаемому способу использованы две плоскопарвллельные стеклянныепластины, которые иэ-за сферичности поверхностей явпяются длиннофокуснымилинзами, У используемых пластин изме-.,ряют спедуюшие отступпения От ппоскостности: 1 пластина -1,3 копьцв и 0,08 кольцв; 2 пластина - 0,13 кольца и 0,22кольца.Измерения проводят по предлагаемомуспособу с помощью устройства (фиг, 1),11 ля расчетов использованы формулы прий водимъ)е ниже, составпяюшие систему"И 2822+(И 2-)(д 2-821, (8) разница отсчетов первого икаждого из поспедующих отсчетов;величина, обратно пропорциональная расстоянию от заднейглавной точки объектива доосевой точки автоколлимационного изображения, соответствующего первому измерению;оптическая сила объектива;радиусы кривизны первой ивторой поверхности первойлинзы;радиусы кривизны первой ивторой пове 1)х)ости второйлинзы;5 9 ЗгздЬ ид 6- расстояние между передней1 гглавной точкой объектива иобращенными к объективу поверхностями первой и второйлинз; 5д ид- толщины первой и второй4линз;ИИ- показатели преломления мате,Ириалов первой и второй линздля рабочей длины волны. ОПреимушеством предлагаемого способа является снижение трудоемкости работ по измерению величины фокусного расстояния и регистрации заднего фокуса,этого изображения и измерении эквивалентной оптической сипы испытуемой системы и вспомогательного элемента,отл и ча,ю ш и й с я тем, что, с цепьюповышения точности измерений при контроле различных типов оптических систем,фиксируют резкое автоколлимационноеизображение от второй отражающей поверхности вспомогательного оптическогоэлемента при наличии одной и той же испытуемой системы, измеряют расстояниемежду резкими автоколлимационными изображениями, полученными при участии каждой из поверхностей вспомогательногооптического элемента, а затем вычисляют величину фокусного расстояния и положение заднего фокуса испытуемой оптической системы. форму па изобретения Способ определения величины фокусного расстояния и положения заднего фоку са оптической системы, заключающийся в получении резкого автоколлимационного изображения источника света при двойном прохождении светового пучка через испытуемую систему при отражении его 25 от одной из двух поверхностей вспомогательного оптического элемента, фиксации Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кривовяз Л. М. и др, Практика оптической измерительной лаборатории, М., "Машиностроение", 1974.2. Афанасьев В, Л, Оптические измерения М, "Недра", 1968 (прототип). ВПИИПИ Заказ 3765/61 Тираж 883 Подписно Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,