6. Контроль параметров линзы

Все технические средства измерения при изготовлении линз можно подразделить на следующие виды: для измерения линейных размеров, радиусов кривизны поверхности, оптических параметров и для оценки качества поверхности и наличия дефектов в стекле.

В зависимости от средства измерения (инструмент, прибор, установка) различают контактный и бесконтактный способы измерения. Контактный способ характеризуется непосредственным соприкосновением измерительных поверхностей инструмента с измеряемой поверхностью линзы. Примерами контактного способа являются измерения индикатором, радиусным шаблоном. Бесконтактный способ характеризуется отсутствием контакта между измерительным элементом инструмента или прибора и измеряемой поверхностью детали. Примерами бесконтактного способа являются измерения с помощью инструментального микроскопа, гониометра.

Основным и наиболее точным способом измерения кривизны сферических и плоских поверхностей является интерференционный способ. Измерение осуществляется пробными стеклами, интерферометрами.

Пробные стекла изготавливаются диаметром до 130 мм трех типов: ОПС – основные пробные стекла, называемые часто эталонными, применяются для проверки поверхностей контрольных пробных стекол, КПС – контрольные пробные стекла для проверки поверхностей рабочих пробных стекол, РПС – рабочие пробные стекла для проверки поверхностей деталей. Отклонение полированной поверхности от заданной проверяется интерференционным способом - путем наложения РПС на деталь. Перед наложением РПС поверхности РПС и детали протирают салфеткой, смоченной спиртом, и смахивают с них пыль мягкой обезжиренной кистью. Затем осторожно накладывают РПС на деталь. Между поверхностями детали и РПС возникает интерференционная картина, по которой судят о характере и величине отклонения от заданной плоскостности или кривизны. Характер интерференционной картины зависит от толщины воздушного зазора между поверхностями детали и РПС.

Наиболее характерными видами цвета являются однотонная окраска, яма и бугор. Качественная оценка отклонения радиуса кривизны детали от радиуса кривизны РПС производится визуально по числу колец. Отступление в одно кольцо соответствует воздушному зазору, равному 0, 25 мкм для зеленого цвета. Количество концентрических колец обозначается N и называется отступлением от радиуса. Местные ошибки, в том числе и разность между количеством колец в двух взаимно перпендикулярных направлениях, обозначаются Δ N.

Кольцевые контактные сферометры. Предназначены для измерения радиусов сферических поверхностей. Относительно высокая точность, большие пределы измерения при высокой стабильности и надежности обусловили широкое распространение сферометров. Для контроля размеров сферических поверхностей и толщины линзы по центру или краю широко применяют кольцевой контактный сферометр.

Для вычисления радиуса R проверяемой поверхности используется формула

.

        Лупы измерительные. Согласно ГОСТ 11141-76 для чистоты полированных поверхностей оптических деталей, кроме шероховатости поверхности, установлены 12 классов: 3 класса чистоты (0–10, 0–20 и 0–40) для поверхностей деталей, расположенных в плоскости действительного изображения или в плоскости предмета оптической системы, и 9 классов (I–IX) чистоты для поверхностей деталей, расположенных вне плоскости изображения.

Для первых трех классов чистота поверхности нормируется по трем зонам, ограниченным окружностями в 1/3 и 2/3 светового диаметра. В центральной зоне царапины, точки, пузыри и выколки не допускаются.

Основным методом контроля шлифованных поверхностей является их тщательный осмотр с помощью лупы 6х. Осмотр выполняют при освещении лампой мощностью 60—100 Вт или осветительным устройством с сильным конденсором.

Полированные поверхности деталей в процессе обработки и на операционном контроле проверяют без разблокировки в скользящем отраженном свете лупами с увеличением 6х—8х при тех же условиях освещения.

Для контроля размеров фасок на оптических деталях преимущественно используют измерительные лупы с увеличением 10х—16х, имеющие стеклянную или металлическую шкалу с ценой деления 0, 1 мм.

Толщиномеры. Для контроля толщины линз используются толщиномеры. Как правило они являются контактными приборами Проверяемую линзу помещают на столик прибора и центрируют относительно оси опорной пяты. Затем наконечники измерительного стержня и пяты приводят в соприкосновение с поверхностями линзы и снимают отсчет по шкале. Второй отсчет производят после удаления линзы и приведения в соприкосновение измерительного стержня с опорной пятой. Непосредственные измерения могут быть выполнены в пределах 0 – 100 мм с точностью 2мм.

Скобы. Для контроля диаметров цилиндрических поверхностей линз, зеркал, сеток и размеров призм, обработанных по 2-4-му классам точности, применяются предельные калибры — скобы.

Контроль децентричности. При проверке одиночных линз на СТ-41, их устанавливают на специальное неметаллическое кольцо и вращают вручную прижимая боковой поверхностью к т. н. призме. Ось вращения линзы совпадает с её геометрической осью и проходит через центр сферической поверхности, лежащей на кольце. Проверять эту поверхность не стоит.

Если автоколлимационная точка второй поверхности не лежит на оси вращения, то при вращении линзы изображение креста будет описывать окружность, диаметр которой измеряют по шкале окулярной сетки. Цену деления сетки отсчитывают по шкале тубуса объектива против индекса.

Автоколлимационная точка, в плоскости положения которой производят измерения децентричности, есть изображение центра сферы. Поэтому при измерении допустимой величины «биения» следует учитывать угловое увеличение в сопряжённых плоскостях, которое определяют при расчёте автоколлимационных точек.