УСТРОЙСТВО ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ СООТВЕТСТВИЯ ДИАМЕТРОВ ВХОДНЫХ ЗРАЧКОВ ФОТООБЪЕКТИВА ДИАМЕТРАМ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК G01M11/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле диаметров входных зрачков фотообъективов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения диаметра входного зрачка фотографического объектива фотоэлектрическим методом [1]
Устройство содержит источник света, конденсор, диафрагму, расположенную в фокальной плоскости объектива коллиматора, калибровочную диафрагму, фотоэлектрический шар, в стенке которого закреплен фотоэлектрический умножитель и регистрирующий прибор. При измерениях контролируемый объектив устанавливается между коллиматором и фотометрическим шаром. Диаметр коллиматора должен быть больше диаметра контролируемого объектива. Фотометрический шар устанавливается вблизи фокальной плоскости контролируемого объектива так, чтобы весь поток, прошедший через объектив, попал в шар. Рассеянный световой поток преобразуется умножителем в фототок, который регистрируется гальванометром или другим измерительным прибором, без калибровочной диафрагмы I₁, и с калибровочной диафpагмой I₂.

Недостатком устройства является невозможность оперативного контроля диаметров входных зрачков фотообъективов, т.к. при измерении диаметра диафрагм размер калибровочной диафрагмы предварительно выбирают равным диаметру входного зрачка, рассчитанному по значениям номинального относительного отверстия и фокусного расстояния контролируемого объектива. В процессе измерений размер калибровочной диафрагмы уточняют из условия I₂<I₁, не более, чем на 10-15%
Технической задачей изобретения является создание устройства оперативного контроля диаметров входного зрачка фотообъектива с погрешностью не более 1%
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные источник света, коллиматор, калибровочную диафрагму, контролируемый объектив, расположенный в фокальной плоскости контролируемого объектива фотоприемник и измерительный прибор, введены регулируемый блок питания, соединенный с источником света и фильтр, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход с измерительным прибором.

Технический результат заявляемого решения заключается в следующем. При неизменной величине светового потока перед объективом величина фототока, регистрируемая измерительным прибором, зависит от величины светового потока, прошедшего через контролируемый объектив и параметров фотоприемника. При неизменных параметрах фотоприемника значение фототока будет определяться только параметрами объектива; диаметром входного зрачка и коэффициентом пропускания. При неизменной величине коэффициента пропускания возможна градуировка шкалы прибора в нормированных значениях диаметра входного зрачка с помощью эталонного объектива и набора эталонных диафрагм, рассчитанных соответствующим образом. При этом на шкале прибора отмечается значение соответствующее величине потока, ограниченного только внешней калибровочной диафрагмой установленной перед объективом. Тогда при установке в прибор контролируемого объектива с установленной перед ним калибровочной диафрагмой плавной регулировкой источника питания можно установить отмеченное ранее значение фототока. При этом относительно эталонного, окажется скомпенсированным коэффициентом пропускания контролируемого объектива, а также температурная и временная нестабильность всего устройства в целом, приводящая к изменению масштаба шкалы прибора. Таким образом, появляется возможность оперативного контроля диаметра входного зрачка. Так как значение диаметра входного зрачка для каждого фиксированного положения шкалы диафрагм может находиться в пределах своего допуска относительно номинального, рассчитанных в соответствии с техническими условиями на контролируемый объектив, то нет необходимости в изготовлении и градуировке новой шкалы прибора. Можно воспользоваться имеющейся, записав в таблицу значения фототока, соответствующие границам диапазона допустимых значений для каждого фиксированного положения шкалы диафрагм при градуировке, и пользоваться таблицей при контроле. На чертеже представлена схема устройства, которое состоит из последовательно соединенных регулируемого источника 1 питания, оптически связанных источника света 2, коллиматора 3, калибровочной диафрагмы 4, контролируемого объектива 5 и соединенных последовательно между собой фотоприемника 6, фильтра 7 и измерительного прибора 8.

В качестве источника света в устройстве используется полупроводниковый светодиод с требующимся спектральным диапазоном. Модуляция светового потока осуществляется питанием светодиода однополярными импульсами тока с плавной регулировкой амплитуды, которые формируются источником питания 1. Плавная регулировка источника питания необходима для компенсации светопропускания контролируемых объективов, температурной и временной нестабильности устройства. Примененный источник света 2 позволяет при малой потребляемой мощности использовать максимально простую конструкцию коллиматора из одной положительной линзы. Калибровочная диафрагма 4 конструктивно устанавливается на контролируемом объективе 5. Размер калибровочной диафрагмы 4 выбирают меньше диаметра входного зрачка, соответствующего нижней границе допуска на максимальное значение относительного отверстия контролируемых объективов и используется для устранения влияния разброса фокусного расстояния контролируемых объективов. В качестве фотоприемника 6 используется полупроводниковый фотодиод. Фильтр 7 используемый в приборе, является простейшим фильтром верхних частот и используется для исключения влияния внешнего светового фона. Частотная фильтрация полезного сигнала осуществляется дополнительно фотоприемником, работающим как фильтр нижних частот, и милливольтметром, имеющим цепь частотнозависимой отрицательной обратной связи. Число поддиапазонов измерения выбирается в зависимости от числа контролируемых значений, вида индикаций (стрелочная или цифровая), допустимой погрешности отсчета и удобства пользования прибором. Для стрелочной индикации с целью сохранения неизменной погрешности отсчета число поддиапазонов измерений удобно выполнить равным числу контролируемых положений шкалы диафрагм и с отличием верхних пределов измерений двух соседних поддиапазонов друг от друга приблизительно в два раза, т.е. отслеживающими закон изменения величины светового потока.

Устройство работает следующим образом.

Свет от источника света 2, который питается регулируемым источником питания 1 коллимируется объективом 3, далее падает на контролируемый объектив 5 и фокусируется на фотоприемнике 6, преобразованная в фототок световая энергия проходит через фильтр 7 и измеряется прибором 8. При установке на прибор контролируемого объектива 5 первоначально осуществляется коррекция коэффициента пропускания данного объектива с помощью регулируемого источника питания 1 и учета фокусного расстояния данного объектива (точнее говоря, увеличения части оптической системы стоящей перед диафpагмой объектива по ходу луча) с помощью калибровочной диафрагмы 4. Затем, сравнивая показания измерительного прибора 8 с табличными на различных значениях диафрагм данного объектива, делается вывод о годности объектива.

Использование: приборостроение. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно расположенные и оптически связанные источник света 2, коллиматор 3, калибровочную диафрагму 4, контролируемый объектив 5, расположенный в фокальной плоскости контролируемого объектива 5 фотоприемник 6 и измерительный прибор 8, регулируемый источник 1 питания, соединенный с источником света 2, вход фильтра 7 соединен с выходом фотоприемника 6, выход - с измерительным прибором 8. 1 ил.

1 Устройство оперативного контроля соответствия диаметров входных зрачков фотообъектива диаметрам допустимых значений, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные источник света, коллиматор, калибровочную диафрагму, контролируемый объектив, расположенный в фокальной плоскости контролируемого объектива фотоприемник и измерительный прибор, отличающееся тем, что введены регулируемый блок питания, соединенный с источником света, и фильтр, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход с измерительным прибором.