ISO 10110-8:1997
(Main)Optics and optical instruments — Preparation of drawings for optical elements and systems — Part 8: Surface texture
Optics and optical instruments — Preparation of drawings for optical elements and systems — Part 8: Surface texture
Optique et instruments d'optique — Indications sur les dessins pour éléments et systèmes optiques — Partie 8: État de surface
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Relations
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10110-8
First edition
1997-11-01
Optics and optical instruments —
Preparation of drawings for optical
elements and systems —
Part 8:
Surface texture
Optique et instruments d'optique — Indications sur les dessins pour
éléments et systèmes optiques —
Partie 8: État de surface
Reference number
A
ISO 10110-8:1997(E)
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ISO 10110-8:1997(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be represented
on that committee. International organizations, governmental and non-
governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 10110-8 was prepared by Technical
Committee ISO/TC 172, Optics and optical instruments, Subcommittee
SC 1, Fundamental standards.
ISO 10110 consists of the following parts, under the general title Optics
and optical instruments — Preparation of drawings for optical elements and
systems:
— Part 1: General
— Part 2: Material imperfections — Stress birefringence
— Part 3: Material imperfections — Bubbles and inclusions
— Part 4: Material imperfections — Inhomogeneity and striae
— Part 5: Surface form tolerances
— Part 6: Centring tolerances
— Part 7: Surface imperfection tolerances
— Part 8: Surface texture
© ISO 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Printed in Switzerland
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— Part 9: Surface treatment and coating
— Part 10: Table representing data of a lens element
— Part 11: Non-toleranced data
— Part 12: Aspheric surfaces
— Part 13: Laser irradiation damage threshold
Annex A forms an integral part of this part of ISO 10110. Annexes B and C
are for information only.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO ISO 10110-8:1997(E)
Optics and optical instruments — Preparation of drawings for
optical elements and systems —
Part 8:
Surface texture
1 Scope
ISO 10110 specifies the presentation of design and functional requirements for optical elements in technical
drawings used for manufacturing and inspection.
This part of ISO 10110 specifies rules for the indication of the texture of surfaces on optical elements.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part of
ISO 10110. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision, and
parties to agreements based on this part of ISO 10110 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid
International Standards.
ISO 1302:1992, Technical drawings — Method of indicating surface texture.
ISO 4287:1997, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions
and surface texture parameters.
ISO 10110-10:1996, Optics and optical instruments — Preparation of drawings for optical elements and systems —
Part 10: Table representing data of a lens element.
3 Definitions
For the purposes of this part of ISO 10110, the following definitions apply.
3.1 surface texture: Global statistical property relating to the profile of an optical surface.
NOTE — Localized defects, known as surface inperfections, are covered in ISO 10110-7.
3.2 matt surface: Optical surface for which the height variation of the surface texture is not considerably smaller
than the wavelength of the visible light.
NOTE — Matt surfaces are usually produced by brittle grinding of glass or other dielectric material, or by etching.
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3.3 specular [optically smooth] surface: Optical surface for which the height variation of the surface texture is
considerably smaller than the wavelength of the visible light.
NOTES
1 Due to the smaller height variation, the amount of light scattered is small.
2 Specular optical surfaces are usually produced by polishing or moulding.
3.4 microdefect: Small irregularity (generally less than 1 mm in size) in a specular surface.
NOTES
1 Usually, microdefects are pits remaining after an incomplete polish, although they may also be due to mishandling and
contamination during polishing. Microdefects are of concern because they produce large-angle scattering.
2 Microdefects are not considered surface imperfections as treated in ISO 10110-7 because they are reasonably uniformly
distributed over the surface and thus have a global characteristic associated with texture.
4 Description of surface texture
4.1 General
Surface texture is a global statistical characteristic of the profile of the optical surface, and it is assumed for this part
of ISO 10110 that the character and magnitude of the texture in any one area of the surface is similar to that in all
other areas of the same surface. This assumption is made so that a measurement made in one part of the surface
may be considered representative of the entire surface.
1)
Unless stated otherwise, the indication of surface texture applies to surfaces before coating .
The texture is usually measured over a small part of the surface so that the long spatial periods normally associated
with form error are not included in the designation of texture. Because the magnitude of the measured roughness is
2)
a function of the sampling length , this part of ISO 10110 provides for the indication of the sampling length.
This part of ISO 10110 makes use of the terminology of profilometry. Although the main effect of surface roughness
is optical scattering, no reference is made to scattering measurements, because there are causes of scattering
other than texture. (The relationship between surface texture and optical scattering is discussed in the references in
annex C.)
Surface texture specifications are applicable to matt or ground surfaces as well as to specular surfaces made by
polishing or moulding. In this part of ISO 10110, texture also refers to microdefects such as pits left from an
incomplete polish that are nominally uniformly distributed over a specular surface.
Depending on the application of a surface and the magnitude of surface height variation, one or more methods
outlined below may be appropriate for describing surface texture numerically.
4.2 Description of matt surfaces
Matt surfaces shall be specified by indication of the root-mean-square (r.m.s.) height variation, Rq (see
ISO 4287:1997, 5.11). This quantity depends on the sampling length. For this reason it may be necessary to specify
a lower limit or, if desired, lower and upper limits of the sampling length.
In some cases, functional requirements may dictate a roughness criterion other than Rq. In such cases, that other
criterion shall be indicated as shown in ISO 1302:1992, table B.2.
___________
1) This is a specific exception to the general statement in ISO 10110-1:1996, clause 3, first paragraph.
2) Sampling length is the length used for identifying the irregularities characterizing the surface texture (see ISO 4287:1997,
3.1.9).
2
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4.3 Description of specular surfaces
There are three methods of describing specular surfaces: by means of the r.m.s. surface roughness, Rq; by
indication of the density of microdefects; or by using a power spectral density (PSD) function.
4.3.1 R.M.S. surface roughness
Specular surfaces are commonly specified by indication of the r.m.s. surface roughness, Rq.
If the surface height variations obey certain statistical distribution properties, the r.m.s. value, Rq, can be related to
the magnitude of the optical scattering (see annex B). Note that the r.m.s. description is incomplete without
indicating lower and upper limits of the sampling length.
4.3.2 Quantification of microdefects
Microdefects can be understood as being very localized pits in an otherwise “smooth” surface. They are quantified
by lightly drawing a sharp stylus of a mechanical profilometer across the surface to be measured and noting the
number of times, N, that the stylus deviates markedly from the otherwise “smooth” surface in a 10 mm long scan.
An optical profilometer, a microscope or a microscopic image comparator may also be used to quantify
microdefects.
4.3.3 Power Spectral Density (PSD) function
The PSD function is the frequency spectrum of the surface roughness measured in inverse length units. It allows a
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10110-8
Première édition
1997-11-01
Optique et instruments d'optique —
Indications sur les dessins pour éléments
et systèmes optiques —
Partie 8:
État de surface
Optics and optical instruments — Preparation of drawings for optical
elements and systems —
Part 8: Surface texture
A
Numéro de référence
ISO 10110-8:1997(F)
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ISO 10110-8:1997(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 10110-8 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 172, Optique et instruments
d'optique, sous-comité 1, Normes fondamentales.
L'ISO 10110 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Optique et instruments d'optique �
Indications sur les dessins pour éléments et systèmes optiques:
Partie 1: Généralités
Partie 2: Imperfections des matériaux � Biréfringence sous contrainte
Partie 3: Imperfections des matériaux � Bulles et inclusions
Partie 4: Imperfections des matériaux � Hétérogénéité et stries
Partie 5: Tolérances de forme de surface
Partie 6: Tolérances de centrage
Partie 7: Tolérances d'imperfection de surface
Partie 8: État de surface
Partie 9: Traitement de surface et revêtement
Partie 10: Tableau représentant les données d'une lentille
Partie 11: Données non tolérancées
Partie 12: Surfaces asphériques
Partie 13: Seuil de dommage au rayonnement laser
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de l’ISO 10110. Les annexes B et C sont données
uniquement à titre d’information.
© ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 10110-8:1997(F)
Optique et instruments d'optique — Indications sur les dessins
pour éléments et systèmes optiques —
Partie 8:
État de surface
1 Domaine d'application
L’ISO 10110 prescrit la représentation des exigences de conception et des exigences fonctionnelles des éléments
et systèmes optiques, dans les dessins techniques utilisés pour la fabrication et le contrôle.
La présente partie de l'ISO 10110 prescrit les règles d'indication de l'état de surface des éléments optiques.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 10110. Au moment de la publication, les éditions indiquées
étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente
partie de l’ISO 10110 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur
à un moment donné.
ISO 1302:1992, Dessins techniques � Indication des états de surface.
ISO 4287:1997, Spécification géométrique des produits (GPS) � État de surface: Méthode du profil � Termes,
définitions et paramètres d'état de surface.
ISO 10110-10,1996, Optique et instruments d'optique � Indications sur les dessins pour éléments et systèmes
optiques � Partie 10: Tableau représentant les données d'une lentille.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 10110, les définitions suivantes s’appliquent.
3.1 état de surface
Caractéristique statistique globale relative au profil d’une surface optique.
NOTE Les défauts localisés, connus comme imperfections de surface, sont traités dans l’ISO 10110-7.
3.2 surface dépolie
Surface optique pour laquelle la variation de hauteur de l’état de surface n’est pas de beaucoup inférieure à la
longueur d'onde de la lumière visible.
NOTE Les surfaces dépolies sont habituellement obtenues par dépolissage jusqu'au point de fragilité du verre ou d'un autre
matériau diélectrique, ou par corrosion.
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3.3 surface spéculaire [lisse de point de vue optique]
Surface optique pour laquelle la variation de hauteur de l'état de surface est considérablement inférieure à la
longueur d'onde de la lumière visible.
NOTES
1 À cause de la variation de hauteur plus petite, la quantité de lumière diffusée est faible.
2 Les surfaces optiques spéculaires sont habituellement produites par polissage ou moulage.
3.4 micro-défaut
Légère irrégularité (de taille généralement inférieure à 1 mm) sur une surface spéculaire.
NOTES
1 Les micro-défauts sont habituellement des trous qui restent après un polissage incomplet, bien qu'ils puissent aussi être
dus à une mauvaise manipulation et à des salissures pendant le polissage. Les micro-défauts sont ennuyeux car ils entraînent
un grand angle de diffusion.
2 Les micro-défauts ne sont pas considérés comme des imperfections de surface telles que celles traitées dans
l’ISO 10110-7 car ils sont répartis de façon suffisamment uniforme sur la surface et possèdent ainsi une caractéristique globale
associée à l'état de surface.
4 Description de l'état de surface
4.1 Généralités
L'état de surface est une caractéristique statistique globale du profil de la surface optique. Dans le cadre de la
présente partie de l’ISO 10110, on suppose que la nature et l'amplitude de l'état de surface d'une zone donnée de
la surface sont similaires à celles de toutes les autres zones de la même surface. Cette supposition permet de
considérer un mesurage effectué sur une partie de la surface comme représentatif de la totalité de la surface.
1)
Sauf indications contraires, l'indication de l'état de surface s'applique aux surfaces avant traitement.
L'état de surface est habituellement mesuré sur une petite partie de la surface, si bien que les grandes variations
périodiques normalement associées aux erreurs de forme ne sont pas incluses dans la désignation de l'état de
2)
surface. L'amplitude de la rugosité mesurée étant fonction de la longueur de base , la présente partie de
l’ISO 10110 prévoit l'indication de la longueur de base.
La présente partie de l’ISO 10110 utilise la terminologie de la profilométrie. Bien que l'effet principal de la rugosité
de surface soit la diffusion optique, aucune référence n'est faite aux mesurages de la diffusion car il existe des
causes de diffusion autres que l'état de surface. (La relation entre l'état de surface et la diffusion optique est
exposée dans les références citées à l'annexe C.)
Les spécifications de l'état de surface s'appliquent aux surfaces dépolies ainsi qu'aux surfaces spéculaires
obtenues par polissage ou moulage. Dans la présente partie de l’ISO 10110, l'état de surface fait également
référence aux micro-défauts résultant d'un polissage incomplet et qui sont répartis uniformément sur une surface
spéculaire.
Selon l'application prévue pour la surface et l'amplitude de la variation de la hauteur de la surface, une ou plusieurs
des méthodes présentées ci-dessous peut (peuvent) convenir à la description chiffrée des états de surface.
4.2 Description des surfaces dépolies
Les surfaces dépolies doivent être spécifiées par l'indication de la moyenne quadratique de la variation de la
hauteur, Rq (voir l’ISO 4287:1997, 4.2.2). Cette valeur dépend de la longueur de base. Pour cette raison, il peut être
1) er
Ceci constitue une exception spécifique aux règles de base données dans l'ISO 10110-1:1996, article 3, 1 paragraphe.
2)
La longueur de base est la longueur utilisée pour identifier les irrégularités caractérisant le profil à évaluer (voir
l'ISO 4287:1997, 3.1.9).
2
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ISO 10110-8:1997(F)
nécessaire de spécifier une valeur limite inférieure ou, si souhaité, les valeurs limites inférieure et supérieure de la
longueur de base.
Dans certains cas, les exigences fonctionnelles peuvent requérir un critère de rugosité autre que Rq. Cet autre
critère doit alors être indiqué comme exposé dans l'ISO 1302:1992, tableau B.2.
4.3 Description des surfaces spéculaires
Il existe trois méthodes de description des surfaces spéculaires:
au moyen de la moyenne quadratique de la variation de la hauteur, Rq;
par indication de la densité des micro-défauts; ou
par utilisation d'une fonction de densité spectrale de puissance (PSD).
4.3.1 Moyenne quadratique de la rugosité de surface
Les surfaces spéculaires sont couramment spécifiées par indication de la moyenne quadratique de la rugosité de
surface, Rq.
Si les variations de hauteur de la surface obéissent à certaines propriétés de distribution statistique, la valeur
moyenne quadratique, Rq, peut être liée à l'amplitude de la diffusion optique (voir l’annexe B). Noter que la
description par moyenne quadratique est incomplète si les valeurs limites inférieure et supérieure de la longueur de
base ne sont pas indiquées.
4.3.2 Quantification des micro-défauts
Les micro-défauts peuvent être comparés à des trous très localisés dans une surface "lisse" par ailleurs. Pour les
quantifier, on déplace légèrement un stylet effilé ou un profilomètre mécanique en travers de la surface à mesurer,
en notant le nombre de fois N que le stylet dévie de façon significative pendant son trajet de 10 mm sur la surface
"lisse". Un profilomètre optique, un microscope ou un comparateur d'images électronique peut également servir à la
quantification des micro-défauts.
4.3.3 Fonction de densité spectrale de puissance (PSD)
La fonction PSD est le spectre de fréquence de la rugosité de surface, mesuré en inverse d'unités de longueur. Elle
permet une description complète des caractéristiqu
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.