DIN 58172-1-2007 Testing of optical systems - Part 1 Deviations from symmetry《光学系统测试 第1部分 对称性偏差》.pdf

1、Juli 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 37.020!,wWM“9845242www.din.deDDIN 581

2、72-1Prfung von optischen Systemen Teil 1: SymmetrieabweichungenTesting of optical systems Part 1: Deviations from symmetryExamination des systmes optiques Partie 1: Deviations de la symmtrieAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 58172-1:1982-10www.beuth.deGesamtum

3、fang 7 SeitenDIN 58172-1:2007-07 2 Vorwort Diese Norm wurde vom Normenausschuss Feinmechanik und Optik (NAFuO), Arbeitsausschuss Grundnormen fr die Optik“ erstellt. nderungen Gegenber DIN 58172-1:1982-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Abschnitt 3 der Ausgabe 1982 (Bezeichnung des Verfahre

4、ns) wurde ersatzlos gestrichen; b) Abschnitt 4 der Ausgabe 1982 (Systeme mit ausgedehntem Bildfeld) wurde an DIN ISO 9334 und DIN ISO 9335 angepasst; c) Beschreibung des Interferometers und der interferometrischen Messung wurde gestrichen bzw. durch Verweisung auf ISO 14999-4 ersetzt. Frhere Ausgabe

5、n DIN 58172-1: 1982-10 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr die Prfung des Einflusses von Symmetrieabweichungen von optischen Systemen auf deren Abbildungseigenschaften. Symmetrieabweichungen beruhen auf Zentrierfehlern nach DIN ISO 10110-6, unsymmetrischen Passfehlern nach DIN ISO 10110-5 und nic

6、ht rotationssymmetrischen Inhomogenitten des Werkstoffes, wobei auch Auswirkungen der Fassungen eingeschlossen sind. Diese Norm gilt nicht fr Systeme, die in zwei zueinander senkrechten Schnitten verschiedene Eigenschaften aufweisen sollen, z. B. Anamorphote. 2 Normative Verweisungen Die folgenden z

7、itierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN ISO 9334, Optik und optische Instrum

8、ente Optische bertragungsfunktion Begriffe und mathematische Beziehungen DIN ISO 9335, Optik und optische Instrumente Optische bertragungsfunktion Prinzipien und Messverfahren DIN ISO 10110-5, Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen fr optische Elemente und Systeme Teil 5: Passfehl

9、er DIN ISO 10110-6, Optik und optische Instrumente Erstellung von Zeichnungen fr optische Elemente und Systeme Teil 6: Zentriertoleranzen ISO/FDIS 14999-4:2007, Optics and photonics Interferometric measurement of optical elements and optical systems Part 4: Interpretation and evaluation of tolerance

10、s specified in ISO 10110 DIN 58172-1:2007-07 3 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gilt der folgende Begriff. 3.1 Symmetrieabweichung Abweichungen des optischen Systems von der geometrisch idealen Lage, deren Wirkungen auf die Abbildungseigenschaften, bezogen auf die fr den Anwendungsfall g

11、eltende Referenzachse, nicht rotationssymmetrisch sind ANMERKUNG 1 DIN ISO 10110-6 gibt Hinweise fr die Auswahl der Referenzachse. ANMERKUNG 2 Solche Symmetrieabweichungen setzen sich aus den Symmetrieabweichungen der Einzelteile und Teilsysteme sowie den bei der Montage entstehenden Symmetrieabweic

12、hungen (seitlicher Versatz, Verkippung und unsymmetrische Deformation) zusammen. Beide Gruppen von Fehlereinflssen berlagern sich nicht notwendig additiv; gewisse Kompensationen sind mglich. 4 Anwendungsklassen Grundstzlich werden in dieser Norm zwei Gruppen optischer Systeme unterschieden: a) Syste

13、me mit ausgedehntem Bildfeld (z. B. Photoobjektive). Bei diesen Systemen werden Abweichun-gen der Abbildungseigenschaften aueraxialer Bildpunkte gleicher Bildhhe fr unterschiedliche Referenzwinkel untersucht und als Symmetriekriterium benutzt. Die Abbildungseigenschaften werden bestimmt und beschrie

14、ben durch die optische bertragungsfunktion nach DIN ISO 9334 und DIN ISO 9335. b) Systeme ohne ausgedehntes Bildfeld (z. B. Objektive fr Messfernrohre, Kollimatoren). Diese Systeme sind beugungsbegrenzt oder nahezu beugungsbegrenzt. Als Symmetriekriterium wird die Abweichung der Wellenfront von der

15、idealen Symmetrie bei der Abbildung eines axialen Punktes betrachtet. Die Wellenfront wird mithilfe interferometrischer Verfahren bestimmt. 5 Prfung der Symmetrieabweichung fr Systeme mit ausgedehntem Bildfeld 5.1 Prfgerte und Hilfsmittel a) Gerte zur Messung der optischen bertragungsfunktion nach D

16、IN ISO 9335, b) Prflingshalterung und Justiereinrichtung, die eine Aufnahme des Prflings in praxisgerechter Anwen-dung sowie eine spielfreie Rotation des Prflings um die Referenzachse ermglicht. 5.2 Durchfhrung Die Referenzachse des Prflings muss mit der Drehachse der Halterung mit ausreichender Gen

17、auigkeit bereinstimmen. Die in DIN ISO 9335 beschriebenen Einstellungen und berprfungen sind vorzunehmen. Der Symmetriezustand wird durch Messung einzelner Werte der Modulationsbertragungsfunktion (MTF) bei mindestens einer Ortsfrequenz r fr mindestens zwei Bildhhen, vorzugsweise fr das 0,5-fache un

18、d 0,85-fache der maximalen Bildhhe1), in tangentialer und radialer Orientierung des Abtastelements einer Apparatur zum Messen der optischen bertragungsfunktion (OTF) fr verschiedene Referenzwinkel des Prflings (durch Drehen der Halterung um die Achse) bestimmt. 1) Siehe auch DIN ISO 9335. DIN 58172-

19、1:2007-07 4 Die Differenz zwischen Maximal- und Minimalwert der MTF ist fr beide Bildwinkel und fr beide Orientie-rungen (tangential und radial) anzugeben. 5.3 Auswertung Als Ma fr die Symmetrieabweichung dienen die nach 5.2 bestimmten MTF-Differenzen. 6 Prfung der Symmetrieabweichung fr Systeme ohn

20、e ausgedehntes Bildfeld 6.1 Prfgert und Hilfsmittel a) Interferometer zur Messung der Wellenfrontaberration; b) Prflingshalterung und Justiereinrichtung. 6.2 Durchfhrung Der Prfling ist in der Prflingshalterung so zu dem Interferometer zu justieren, dass die Messung der Wellenfrontaberration auf der

21、 Referenzachse erfolgt. 6.3 Auswertung Das Ma fr die Symmetrieabweichung des Prflings ist der Peak-to-valley-Wert des asymmetrischen Anteils der Wellenfront im einfachen Durchgang 3.3.4 von ISO/FDIS 14999-4:20072), PV(fWRV) fr eine anwendungsgerechte Bezugswellenlnge . Erfolgt die Prfung bei einer a

22、nderen Wellenlnge p, so sind die Wellenfrontaberrationen nach der Gleichung () ( ) /pp= ww umzurechnen. 7 Prfbericht 7.1 Symmetrieabweichungen fr Systeme mit ausgedehntem Bildfeld Im Prfbericht sind neben den Angaben ber den Prfling auch das OTF-Messgert und alle in DIN ISO 9335 erwhnten Prfbedingun

23、gen, die bei der Messung benutzten Bildhhen und Ortsfrequenzen, die Maximal- und Minimalwerte der MTF sowie der dazugehrige Referenzwinkel, bezogen auf ein Kennzeichen am Prfling, anzugeben. 2) Nationale bernahme als DIN ISO 14999-4 ist vorgesehen. DIN 58172-1:2007-07 5 Beispiel 1 fr einen Prfberich

24、t: Prflingsbezeichnung: xyz Seriennummer: 12345 Grte relative ffnung: 1 : 4 Brennweite: 100 mm Objektentfernung: Referenzachse: Gewinde mit Anlageflche Referenzmarke: Roter Punkt Bildformat: 6 6 cm2Maximale Bildhhe: 39 mm Bildhhe 1: 19,5 mm Bildhhe 2: 27,3 mm Prfung bei relativer ffnung: 1 : 5,6 Prf

25、gert: ABC Prfwellenlnge: = 546 nm Ortsfrequenz r1: 18 mm1Ortsfrequenz r2: 25 mm1Gegebenfalls sind weitere, das Messergebnis beeinflussende Parameter anzugeben. r11/mm r21/mm Bildhhe 1 mm Bildhhe 2 mm Bildhhe 1 mm Bildhhe 2 mm MTF Referenz-winkel MTF Referenz-winkel MTF Referenz- winkel MTF Referenz-

26、winkel MTFmax MTFmin tangential MTF MTFmax MTFmin radial MTF DIN 58172-1:2007-07 6 7.2 Symmetrieabweichungen fr Systeme ohne ausgedehntes Bildfeld Im Prfbericht sind neben den Angaben ber den Prfling das Messgert und die ermittelten Symmetrieabweichungen anzugeben. Beispiel 2 fr einen Prfbericht: Pr

27、flingsbezeichnung: xyz Seriennummer: 6789 Eintrittspupillen-Durchmesser: 40 mm Brennweite: 200 mm Objektentfernung: Prfwellenlnge: 633 nm Referenzachse: Achse bei kleinster Symmetrieabweichung des Bildes Prfgert: ABC Symmetrieabweichung: w633= 0,17 w546= 0,2 Gegebenenfalls sind weitere, das Messerge

28、bnis beeinflussende Parameter anzugeben. DIN 58172-1:2007-07 7 Literaturhinweise DIN ISO 11421, Optik und optische Instrumente Genauigkeit von Messungen der optischen bertragungsfunktion ISO TR 14999-1, Optics and photonics Interferometric measurement of optical elements and optical systems Part 1:

29、Terms, definitions and fundamental relationships ISO TR 14999-2, Optics and photonics Interferometric measurement of optical elements and optical systems Part 2: Measurement and evaluation techniques ISO TR 14999-3, Optics and photonics Interferometric measurement of optical elements and optical systems Part 3: Calibration and validation of interferometric test equipment and measurements