Допуски и качество оптического изображения - Сокольский М.Н.
ISBN 5-217-00547-5
Скачать (прямая ссылка):
1,0 0,1 0,5 0,1 10,0 2 1,0 0,2 2,0 0,2 1,0 0,2 5,0 0,5
1,0 1,0 0,2 0,1 0,5 1,0 0,1 0,2 10,0 3,0 2 0,3 2,0 0,3 0,2 0,1 2,0 0,2 1,0 1,0 0,2 0,3 3,0 5,0 0,2 0,5
Таблица 2.11 Относительная трудоемкость изготовления
оптических поверхностей в зависимости от точности изготовления для светового диаметра до 50 мм
Поверхность N AN Q'
1,0 0,1 2,0
Сферическая 2,0 0,5 1,4—1,5
5,0 1,0 1,0
1,0 0,1 1,8—2,0
Цилиндрическая 3,0 0,3 1,3—1,5
5,0 0,5 1,0
1,0 0,1 1,5
Плоская 3,0 0,2 1,25
5,0 0,5 1,0
138 Таблица 2.12
Ориентировочные допустимые отклонения формы поверхностей типовых систем
Допустимое отклонение
поверхностей
Оптические системы
N AN
Объективы фотографические, киносъемочные с от-
носительным отверстием
до 1 : 4 5 1
(1 : 4) (1 : 2) 2—3 0,3—0,5
св. 1 : 2 1—2 0,2—0,3
Микрообъективы с апертурой А:
более 0,65 1—2 0,1—0,2
менее 0,65 2-3 0,2—0,3
зеркальные 0,5—1 0,05—0,1
Окуляры 3—5 0,3—0,5
Конденсоры 5—10 1—2
Перископические системы с числом поверхностей 1 0,2
р "> 404-50 (на диаметр осевого пучка);
Визирные системы с увеличением 1—12х 2 0,3
емкость в зависимости от требований к точности (табл. 2.11). За единицу принята трудоемкость для N = 5. Процесс изготовления детали в целом, без учета нанесения покрытия, включает в себя следующие операции: заготовительные, шлифования и полирования, центрировки. Для большинства оптических деталей наибольшая трудоемкость относится к операциям шлифования и полирования, которые могут составлять 70—80 % от общей трудоемкости изготовления детали. В табл. 2.11 Q' — относительная трудоемкость.
Из табл. 2.11 видно, что с ужесточением допуска до N = 1 AN = 0,1. Трудоемкость изготовления увеличивается для сферических и цилиндрических поверхностей в два раза, для плоских — в 1,5 раза.
В табл. 2.12 приведены требования к форме оптических преломляющих, граничащих с воздухом, и отражающих зеркальных поверхностей.
Ориентировочные значения AN можно определить, воспользовавшись одной из формул (2.27), (2.29) (2.32), и принять N = = (5-=-10) AN. Глава З
РАСЧЕТ ДОПУСКОВ ЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗ И ОПТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ
При изготовлении оптических систем неизбежна децентри-ровка оптических поверхностей, которая возникает при механической обработке краев линз, установке оптических компонентов в оправы. При этом оптическая ось линзы — ось, проходящая через центры кривизны сферической поверхности, не совпадает с геометрической осью (осью симметрии обработанного края линзы) или с некоторой другой относительной осью, определяемой базовыми поверхностями линзы. Децентрировка вызывает появление дополнительных аберраций — аберраций децентрировки AWt ухудшающих качество изображения.
Расчет допустимых децентрировок производят на основе анализа влияния параметров (смещений и наклонов оптических поверхностей) на качество изображения. Выбор допусков децентрировки линз осуществляют одновременно с оценкой возможных способов крепления линз, которая включает выбор базовых поверхностей и зазоров для установки линз в оправы и оправы в корпус, обоснование необходимости введения юстировочных подвижек элементов и т. д.
Прежде чем перейти к рассмотрению связи волновой аберрации с децентрировкой, определению допустимых значений децентрировок, кратко остановимся на определениях децентрировок, методах контроля и сборки линз в оправах.
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЦЕНТРИРОВКИ, СПОСОБЫ НОРМИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ
Определение децентрировки. В соответствии с ГОСТ 2.412—81
на чертеже оптической детали и сборочной единицы с плоскими и сферическими поверхностями децентрировка задается одним из следующих допусков: позиционным, формы заданной поверхности и перпендикулярности. К позиционному допуску относится смещение центра кривизны нормируемой поверхности Ca от оси, определяемой базовыми поверхностями (рис. 3.1, а, б). Допуск формы заданной поверхности представляет собой разность толщины линзы на краю, т. е. наибольшее допустимое отклонение то-
140- 3)
Лч/V б
Геометричес-. _ кяя ось І С Cb
"Os
Оптическая c* ось
Рис. 3.1. Способы определения децентрировки по ГОСТ 2.412—81
чек реальной поверхности от номинальной относительно заданных базовых поверхностей (рис. 3.1, б). Допуском перпендикулярности задается децентрировка плоской поверхности, т. е. наибольшее допустимое отклонение угла между плоскостью и базовой осью от прямого угла (90°), выраженное в угловых единицах (рис. 3.1, г). Данные определения децентрировки введены взамен ранее существующих: допусков децентрировки каждой из поверхностей А И Б (сд, Сб) — смещений центров кривизны ^поверхностей А И Б и геометрической оси линзы (рис. 3.1,3); суммарного допуска децентрировки (с) — расстояния между оптической и геометрической осями в пространстве, ограниченное ее поверхностями (рис. 3.1,3). Несмотря на недостатки, отмеченные ниже, этих определений децентрировки, ими еще пользуются на практике.
Способы контроля децентрировки. Распространены следующие способы контроля децентрировки: коллимационный, автоколлимационный, механический [62 , 63].
