СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКОГО ПРИБОРА Российский патент 2000 года по МПК G02B7/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в технологии юстировки оптико-механических и оптико-электронных приборов.

Аналогами заявленного изобретения являются способы, изложенные в монографии: Погарев Г. В. Юстировка оптических приборов. Л.: Машиностроение, 1982; в учебном пособии: Ельников Н.Т., Дитев А.Ф. и Юрусов И.К. Сборка и юстировка оптико-механических приборов. М.: Машиностроение, 1974; в учебниках: Ефремов А.А. и др. Сборка оптических приборов. М.: Высшая школа, 1983; Пер А.Г. Производство оптико-механических приборов. Государственное издательство оборонной промышленности. М., 1959. Недостатками способов аналогов является раздельная юстировка параметров в поле зрения и в зрачках при влиянии одной подвижки оптических элементов одновременно на параметры в поле зрения и в зрачках, что ведет к неоднозначности результата юстировки.

Наиболее близкими по технической сущности и принятыми за прототип являются способы юстировки оптических приборов, изложенные в монографии: Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов. Л.: Машиностроение, 1982, в которых для всех оптических приборов и их отдельных частей операции юстировки и контроля в плоскости изображения и выходного зрачка выполняют раздельно:
- в плоскости изображения центрируют, фокусируют, ориентируют изображение, направление визирных осей и их параллельность в бинокулярных приборах, измеряют оптические характеристики, разрешающую способность, частотно-контрастные характеристики, качество изображения;
- в плоскости выходного зрачка определяют форму, центрировку зрачка, измеряют размер, виньетирование, удаление выходного зрачка.

Операции юстировки и контроля в общем случае проводят как минимум два исполнителя, один из которых юстирует (регулирует), а другой - контролирует результат регулировки. Между исполнителями нет одновременной обратной информационной связи, возможна лишь последовательная во времени обратная связь: контролирующий исполнитель, пользуясь приборами контроля параметров в плоскости изображения, определяет вид необходимой подвижки элемента и дает указания регулировщику. Последний выполняет указание, не видя результата подвижки элемента. Контролирующий наблюдает результат и дает новое указание регулировщику. Процесс повторяется до получения приемлемого результата в плоскости изображения. Но так как подвижка одного и того же элемента может влиять как на параметры в плоскости изображения, так и в плоскости выходного зрачка, то после описанной юстировки переходят к контролю и юстировке параметров в плоскости выходного зрачка в той же последовательности как и в плоскости изображения, но уже с помощью других контрольных и измерительных приборов. Затем возобновляют контроль и корректировку изменений параметров в плоскости изображения. Процесс повторяют до тех пор, пока параметры в плоскостях изображения и выходного зрачка не будут удовлетворять требованиям ТУ.

Лишь в частных случаях юстировка отдельных оптических элементов и простых компактных узлов и приборов может производиться одним исполнителем, выполняющим регулировку и контролирующим одновременно результат.

Недостатками способов прототипа является неопределенность результата юстировки в плоскостях изображения и выходного зрачка после каждого шага итерации, отсутствие обратной связи между исполнителями операций контроля и юстировки, многошаговый итерационный процесс юстировки и вызванные этим большие затраты времени на юстировку, превышающие 50% от общих производственных затрат.

Предлагаемым изобретением решается задача исключения неоднозначности результата юстировки, повышения производительности и качества оптического прибора тем, что при юстировке и контроле применяют специальные контрольно-информационные приборы, которыми сводят изображения поля зрения и выходного зрачка в одну плоскость и одновременно производят юстировку и контроль параметров в поле зрения и выходном зрачке, одновременно получают информацию об изменении всех параметров в поле зрения и в выходном зрачке при юстировке оптического прибора и его отдельных частей.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Известная технология юстировки оптических приборов построена на основе фундаментального свойства оптических систем - разделение в пространстве плоскостей изображения и выходного зрачка и, вследствие этого, невозможность наблюдения изображения предмета и выходного зрачка одновременно. В соответствии с этим свойством юстировка изображения в поле зрения и выходном зрачке ведется раздельно во времени и контролируется разными приборами.

Другим свойством оптических систем является многостороннее влияние одной подвижки оптического элемента, особенно призм и зеркал, одновременно на параметры изображения и выходного зрачка.

Многообразие влияния смещений зеркально-призменных систем (ЗПС) определяется числом так называемых пространственных передаточных коэффициентов, которое для ЗПС, расположенных в сходящихся пучках равно 10, причем одно смещение призмы или зеркала может вызвать изменение двух параметров в плоскости изображения и выходном зрачке, а также деформацию волновой поверхности, определяющую качество изображения.

Это свойство находится в противоречии с раздельной юстировкой изображения в поле зрения и выходного зрачка и ведет к неоднозначности действия регулировочных подвижек оптических элементов, превращению юстировки в итерационный процесс с неопределенным результатом после каждого шага итерации, увеличению затрат времени на юстировку, понижению производительности и возникновению скрытых дефектов юстировки.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6.

На фиг. 1 изображены:
1 - коллиматор, 2 - револьверная головка со сменными оправами, 3 - оправа с сеткой коллиматора, 4 - оправа с точечной диафрагмой, 5 - оправа с мирой Фуко, 6 - осветитель, 7 - юстируемый оптический прибор, 8 - призмы, 9 - объектив, 10 - коллектив, 11 - оборачивающие линзы, 12 - призма, 13 - окуляр, 14 - выходной зрачок юстируемого оптического прибора, 15 - контрольно-информационный прибор (совмещенные микроскоп с телескопической системой - МТС), 16 - отклоняющая система, 17 - проекционная насадка, 18 - экран, на который проецируются изображения, 19 - сетка коллиматора, 20 - сетка юстируемого прибора, 21 - выходной зрачок прибора.

На фиг. 2 изображены:
22 - передающая насадка видеоконтрольного устройства на окуляр МТС, 23 - электронный блок формирования видеосигнала, 24 - монитор видеоконтрольного устройства с изображениями сеток коллиматора, юстируемого прибора и его выходного зрачка.

На фиг. 3 изображены:
25 - волоконный жгут, 26 - окуляр, 27 - вид поля зрения в окуляре.

Окончательная юстировка по схеме фиг. 1 производится следующим образом.

В юстируемый оптический прибор устанавливают сборочные единицы 8, 9, 10, 11, 12, 13 (предварительно отъюстированные). Перед входным зрачком юстируемого прибора устанавливают коллиматор 1 со сменными оправами 3, 4, 5 и осветителем 6. За выходным зрачком прибора помещают контрольно-информационные приборы с проекционной насадкой, проецирующей изображение поля зрения МТС на экран 18 (фиг. 1), либо с передающей насадкой видеоконтрольного устройства 22 (фиг. 2), образующей поля зрения МТС на экране монитора 24, либо окуляр 26 с волоконным жгутом 25 (фиг. 3).

Изображения сеток коллиматора, юстируемого прибора и его выходного зрачка юстировщик одновременно наблюдает либо на экранах 18 и 24, либо через волоконный жгут в окуляр 26. Юстировщик одновременно юстирует и наблюдает результат своих действий и, в случае необходимости, корректирует свои действия, что устраняет неопределенность результата юстировки. При этом он юстирует и контролирует одновременно все параметры, изменяющиеся при одной подвижке оптического элемента или узла.

При контроле качества изображения вместо оправы с сеткой 3 револьверной головки 2 включают поочередно оправы 4 и 5 соответственно со светящейся точкой и мирой Фуко.

По предлагаемой схеме могут юстировать как оптический прибор в целом, так и его отдельные узлы и сборочные единицы.

Совмещенные микроскоп с телескопической системой (МТС) могут быть построены по различным схемам, приведенным на фиг. 4, 5 и 6.

Фиг. 4 - схема двухзрачковой МТС с бифокальным окуляром: 28 - объектив, 29 - окуляр из трех компонентов с фокусом F2, 30 - сетка, 31 - окуляр из трех компонентов с фокусом F4, 32м - выходной зрачок микроскопа, 32т - выходной зрачок телескопической системы. При совмещении зрачка глаза со зрачком 32м наблюдают выходной зрачок юстируемого прибора, при совмещении зрачка глаза со зрачком 32т наблюдают изображение поля зрения, в промежуточном положении зрачка глаза наблюдают выходной зрачок прибора и его поле зрения.

Фиг. 5 - схема двухзрачковой МТС с приблизителем-полулинзой:
28 - объектив, 33 - окуляр, 30 - сетка, 34 - приблизитель-полулинза, образующая вместе с объективом 28 объектив микроскопа. В телескопической системе используется половина объектива 28.

Фиг. 6 - схема МТС с приблизителем-линзой с отверстием:
28 - объектив, 33 - окуляр, 30 - сетка, 35 - линза-приблизитель с отверстием, образующая с объективом 28 объектив микроскопа. При наблюдении в МТС зрачок глаза совмещают с половинками выходного зрачка МТС либо с центральными и кольцевыми зрачками, либо проецируют изображения полей МТС с помощью насадок на экраны (фиг. 1 и 2), либо наблюдают изображения в поле зрения МТС через окуляр с волоконным жгутом (фиг. 3).

Предлагаемый способ позволяет решить задачу повышения производительности при юстировке, исключить скрытые дефекты и повысить качество оптических приборов.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в технологии юстировки оптико-механических и оптико-электронных приборов. Способ заключается в совмещении плоскостей изображения в поле зрения и выходном зрачке в одну плоскость с помощью совмещенных микроскопа и телескопической системы, наблюдении их одновременно и воспроизведении юстировки сразу в поле зрения и выходном зрачке, исключая неопределенность результата юстировки, а также выведении изображений поля зрения и выходного зрачка, совмещенных в одну плоскость, на экран или в поле зрения окуляра с волоконным жгутом и наблюдении их с рабочего места юстировщика, производящего одновременно юстировку и контроль. Технический результат - повышение производительности при юстировке оптического прибора, исключение скрытых дефектов и повышение качества оптических приборов. 6 ил.

Способ юстировки оптического прибора, включающий операции регулировки и контроля параметров в поле зрения и выходном зрачке, отличающийся тем, что изображения поля зрения и выходного зрачка сводят в одну плоскость, регулируют все параметры в поле зрения и в выходном зрачке, одновременно получая информацию о результатах регулировки и осуществляя контроль этих параметров.