Resumen
Optoelectronic device and methods for determining optical parameters of a lens or a lens system. The present invention relates to an optoelectronic device for determining optical parameters of a lens, a lens system or an optical imaging system 5, such as the position of the main planes and the focal planes and the focal distances, and to methods to determine these parameters. The device comprises a collimation element 2, a diffraction network 4 of known period p, a detection system 6, which may be a matrix of linear or two-dimensional photodetectors ccd or cmos, one or more data processing elements 7 and a displacement device 8, for example a linear motor, for moving the detection system 6 along the optical axis of the device. The lens, lens system or incognito image-forming optical system 5 is placed between the diffraction grating 4 and the detection system 6. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. 5 2. 10 3. 15 4. 20 5. 25 6. 30 7. 35 8. 40 9. 45 10. 50 11. 1. Dispositivo optoelectronico para determinar los parametros opticos de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5 que incluye: 12. - una fuente de luz 1; 13. - un sistema de colimacion 2; 14. - una red de difraccion 4 de periodo p conocido; 15. - un sistema de detection 6; 16. - un dispositivo de desplazamiento 8 para desplazar el sistema de deteccion 6 a lo largo del eje optico del dispositivo; 17. - uno o mas elementos de procesamiento de datos 7; 18. donde los distintos elementos estan situados en el orden dado, a lo largo del eje optico del dispositivo, y la lente, sistema de lentes o sistema optico formador de imagenes incognita 5 se situa entre la red de difraccion 4 y el sistema de deteccion 6, a lo largo del eje optico del dispositivo. 19. 2. Dispositivo optoelectronico segun la revindication 1 en el que la fuente de luz 1 es un laser. 20. 3. Dispositivo optoelectronico segun cualquiera de las reivindicaciones 1-2 en el que el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 incluye lentes refractivas y/o difractivas. 21. 4. Dispositivo optoelectronico segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el que el sistema de deteccion 6 es una matriz de fotodetectores lineal o bidimensional eco o 22. 5. Dispositivo optoelectronico segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que el dispositivo de desplazamiento 8 es un motor lineal. 23. 6. Dispositivo optoelectronico segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4 en el que el dispositivo de desplazamiento 8 es un posicionador manual. 24. 7. Dispositivo optoelectronico segun cualquiera de las reivindicaciones 1-6 en el que el elemento de tratamiento de datos 7 es un ordenador, una placa procesadora o un microprocesador. 25. 8. Metodo para determinar la position de uno de los planos principales H o H' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes que incluye los siguientes pasos: 26. a- obtener la constante zC colocando un sistema de deteccion 6 en el vertice de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5, siendo el vertice el punto del eje central de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes por el que pasa el eje optico del conjunto; 27. 5 28. 10 29. 15 30. 20 31. 25 32. 30 33. 35 34. 40 35. 45 36. 50 37. b- desplazar el sistema de detection 6 a lo largo del eje optico, separandolo de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5; 38. c- capturar un numero n de autoimagenes generadas por un haz de luz colimado 3 que atraviesa una red de difraccion 4 de periodo p conocido y, a continuation, atraviesa la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 cuyo plano principal H o H' se desea conocer; 39. d- obtener el perfil de intensidad de cada una de las n autoimagenes mediante integration de la imagen paralelamente a las rendijas de la red de difraccion 4; 40. e- determinar el periodo p de cada una de las n autoimagenes obtenidas a cada distancia Z entre el sistema de deteccion 6 y el vertice de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 mas cercano al sistema de deteccion 6; 41. f- realizar la interpolation lineal de los datos obtenidos en el paso e-; 42. g- determinar la distancia Z entre el sistema de deteccion 6 y el vertice de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 mas cercano al sistema de deteccion 6, para la que el periodo p de la autoimagen es igual al periodo p de la red de difraccion 4, es decir, p = p, y calcular la incertidumbre dada por la interpolacion lineal; 43. donde n> 2 44. 9. Metodo para determinar la position de uno de los planos principales H o H' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5, segun la revindication 8, en el que el haz de luz colimado 3 del paso c- es monocromatico. 45. 10. Metodo para determinar la posicion de uno de los planos principales H o H' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5, segun cualquiera de las reivindicaciones 8-9, en el que la determination del periodo p' del paso e-se realiza mediante la funcion variograma y segun la ecuacion 2 y = ([/(* + A) — /(*)] :>x, y una interpolacion lineal de los rmnimos del variograma: x = np' y una interpolacion lineal de los periodos obtenidos en funcion de la distancia Z, p =a Z + b, donde (> representa el valor medio, n es el orden de los rmnimos del variograma, x es la coordenada paralela a las franjas, / es la serial periodica obtenida y h es la distancia entre plxeles del sistema de deteccion. 46. 11. Metodo para determinar la posicion de uno de los planos focales F o F' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5, que incluye los siguientes pasos: 47. a- determinar la constante zC colocando un sistema de deteccion 6 en el vertice de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5, siendo el vertice el punto del eje central de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes por el que pasa el eje optico del conjunto; 48. b- desplazar el sistema de deteccion 6 a lo largo del eje optico, separandolo de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5; 49. 5 50. 10 51. 15 52. 20 53. 25 54. 30 55. 35 56. 40 57. 45 58. c- capturar un numero n de autoimagenes generadas por un haz de luz colimado 3 que atraviesa una red de difraccion 4 de periodo p conocido y, a continuation, atraviesa la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 cuyo plano focal F o F' se desea conocer; 59. d- obtener el perfil de intensidad de cada una de las n autoimagenes mediante integration de la imagen paralelamente a las rendijas de la red de difraccion 4; 60. e- determinar el periodo p' de cada una de las n autoimagenes obtenidas a cada distancia z entre el sistema de detection 6 y el vertice de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 mas cercano al sistema de deteccion 6; 61. f- realizar la interpolation lineal de los datos obtenidos en el paso e-; 62. g- determinar la distancia z' entre el sistema de deteccion 6 y el vertice de la lente, el sistema de lentes o el sistema optico formador de imagenes incognita 5 mas cercano al sistema de deteccion 6, para la que el periodo p' de la autoimagen es 0, es decir, p' = 0, y calcular la incertidumbre dada por la interpolacion lineal; 63. donde n > 2. 64. 12. Metodo para determinar la position de uno de los planos focales F o F' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5, segun la revindication 11, en el que el haz de luz colimado 3 del paso c- es monocromatico. 65. 13. Metodo para determinar la posicion de uno de los planos focales F o F' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5, segun cualquiera de las reivindicaciones 11-12, en el que la determination del periodo p' del paso e- se realiza mediante la funcion variograma y segun la ecuacion 2y = ([/(* + fr) -/(*)] :>x, una interpolacion lineal de los minimos del variograma: x = np' y una interpolacion lineal de los periodos obtenidos en funcion de la distancia z', p' =a z' + b, donde () representa el valor medio, n es el orden de los minimos del variograma, x es la coordenada paralela a las franjas, I es la senal periodica obtenida y h es la distancia entre pixeles del sistema de deteccion. 66. 14. Metodo para determinar la distancia focal f o f' de una lente, un sistema de lentes o un sistema optico formador de imagenes incognita 5 que incluye los siguientes pasos: 67. a- determinar la posicion del plano principal H o H' segun cualquiera de las reivindicaciones 7-9; 68. b- determinar la posicion del plano focal F o F' segun cualquiera de las reivindicaciones 10-12; 69. c- determinar la distancia entre el plano principal H o H' obtenido en el paso a- y el plano focal F o F' obtenido en el paso b-, y calcular la incertidumbre como propagation de errores del plano principal y plano focal.
