Допуски и качество оптического изображения - Сокольский М.Н.
ISBN 5-217-00547-5
Скачать (прямая ссылка):
Коллимационный способ контроля децентрировки показан на рис. 3.2, а. На рисунке обозначены: ЛА, ЛБ — центры кривизны поверхностей А и Б; Н, H' — главные плоскости линзы; ?? — угол между оптической осью и ос + ю вращения. Контроль
141- а)
Рис. 3.2. Способы контроля децентрировки: а — коллимационный; б — автоколлимационный
децентрировки выполняют в проходящем свете. Параллельный пучок света, выходящий из коллиматора, образует изображение перекрестия в фокальной плоскости F' линзы, наклеенной на патрон по кольцу Г. С помощью микроскопа оценивают биение изображения при вращении линзы с опорой на V-образную призму D. При этом изображение сетки коллиматора паремещается по окружности радиуса /Б.
Установим связь измеряемых величин /g, Ia с децентриров-кой сд и сь при базировании линзы на поверхность Б. Из рис. 3.2 находим
где ?? —¦ угол между оптической осью линзы и осью ее вращения; Rд, Rb — радиусы кривизны поверхностей А и Б линзы; S'h' — расстояние от задней главной плоскости до вершины поверхности Б; d —¦ толщина линзы по оси. По принятому нормированию радиус поверхности Б будет отрицательным, а поверхности А — соответственно положительным.
Если перебазировать линзу на поверхность А, то при вращении линзы изображение сетки коллиматора будет описывать окружность радиуса
M') - -?B [Яв - ] '
Rbd
п
/A = ?A (Ra-Sn) = Pa[Ra +
RAd
n(Ro-RA) + (n-l)dj>
142- где Sh — расстояние передней главной плоскости от вершины поверхности А; ?A — угол между оптической осью и осью вращения.
В коллимационном методе контролируется смещение узловых точек от оси вращения, определяемой базовыми поверхностями. Из рис. 3.2 следует, что значения сА = ?B (—і?б+!#а — a); сБ = = ?'A (—¦^A + Rb — d). При постановке значений ?A, ?B из предыдущих формул находим:
(-Да + ДВ-Ф _
Cx = I
Б (-?-?.)
Rbd I-1
= (-? + Rx-d) [яБ- a(RB-R*) + (n-l)d] /в;
л _ / t(J?A — J?B — 4) _ Ra-SH
= (AA - - d) [ДА + „ (ДБ_ (»_ 1) d ]
Для линзы с толстым краем положение геометрической оси как оси симметрии края детали однозначно определено, и по старому определению децентрировки для нахождения величин с, с\А, с'Б требуются трудоемкие вычисления по формулам, приведеннный в работе [62], при этом линзу следует базировать как на поверхность А, так и на поверхность Б. По новому определению децентрировки эта неопределенность исключена.
Рассмотрим случай тонкой линзы с острым краем. Положим, что d, S'H>, Sh < Ra, Rб- Тогда
Са ^ Re
1а (-яа + яб) = ^(1--?-);
Данное выражение можно преобразовать. Обозначим через Г — фокусное расстояние линзы, где \jf ^ (п — 1) (1 /Ra — — I/Re). Тогда
г -/ Ra ¦ с 1аИъ
/' (Я-1) ' Г (п — 1)
Обозначив через 0 — угол наклона небазовой поверхности, т. е. угол клина линзы, получим
Ih = Ix = Г (п - 1)16 = /' (п - 1) -?- = Г(п- 1) -?-. (3.1)
Таким образом, для тонкой линзы с острым краем, для которой геометрическая ось однозначно не определена и ее можно провести вдоль оси вращения, децентрировки по старому и новому определениям связаны между собой соотношениями:
с = Ik = /Б; с' = сА; с б = Cb-
143- Угол клина также может служить мерой децентрировки линзы с тонким краем.
Автоколлимационный способ контроля децентрировки показан на рис. 3.2, б. Автоколлимационный микроскоп сфокусирован в центр кривизны 0Л поверхности А. Поверхность Б опирается на кольцо Г, а поверхность В — на призматический упор D, плоскость ножей которого проходит через точку пересечения геометрической оси линзы с ее осью вращения. При вращении линзы автоколлимационное изображение центра кривизны поверхности А перемещается по окружности радиуса 2Ia = 2сд, где Ia = = Рб (Ra— Rs— d). При пребазировании линзы на поверхность А изображение центра кривизны 0Б поверхности Б описывает окружность радиусом 2/Б, где Ib = ?B (Ra — Rb — d).
Автоколлимационным методом находят смещение центра кривизны от оси вращения, определенной базовыми поверхностями, т. е. определяют непосредственно величины сА, сб в соответствии с ГОСТ 2.412—81. Данным методом, как и предыдущим, величины Ca, с б смещения центров кривизны от геометрической оси могут быть вычислены только путем трудоемких расчетов [62]. Для линз с тонкими краями, для которых геометрическая ось определяется неоднозначно и может совпадать с осью вращения, децентрировки Сд = Ca, с'б = сБ, т. е. могут быть измерены и их величины сопадают со значениями децентрировок, определяемыми ГОСТ 2.412—81.
Механические способы контроля децентрировки основаны на измерении разнотолщинности At линзы по краю и применяются при контроле, например, крупногабаритных оптических деталей, менисков с близкими значениями радиусов и др. При использовании в качестве бокового упора V-образной призмы с ножевидным лезвием и установке последнего в плоскости, перпендикулярной к оси опорного кольца и проходящей через точку пересечения оси этого кольца, являющейся осью вращения линзы, и геометрической оси линзы, можно получить разнотолщинность линзы или ее клиновидность 9, определяемую формулой 9 = At/D, где D — диаметр линзы.
