Устройство для фокусировки Советский патент 1983 года по МПК G02B27/40 G02B27/16 

1О

4ib

00

о

СХ)

Изобретение относится к изме|1Итепьной те«шке и может быть испопьзовано цпя фокусиро&ки оптических сиотем, измерения раоиуссв кривизны сферических поверхностей, измерения фокусньтх отрезков и т.п.

Известно устройство, соцержашее объктив, окуляр и расположенную мен цу ними систему, разделяющую попе зрения на две части и состоящую из цвух положительных линз куба приемы и цвух прямс 5тольных призм, ппн тенузные грани которых параллельны цвум взаимно перпендикулярным граням куба-призмы. В этом устройстве фоку- сировка осуществляется иоминальным совмещением овух изображений объев та. При нарушении фокусировки изобра жения объекта взаимно смещаются в направлении границы разоела поля зрв-

ния flT .

Оцнако это устройство имеет нецостаточную точность, которая определяется погрешностью ном1гаального совмщения, составпяпощей за окуляром 8-1О угловых секуно.Наиболее близким техническим реш&нием к изобретению является устройств во Ш1Я фокусировки, воцержащее объекти бкупяр и расположенную между ними сяо тему, разделяющую поле зрения на две части и состоящую из светоделитеяьной призмы, выполненной в виде двух со диненных гипотенузными гранями прямоугольных призм, по месту соединения которых нанесено светоделительное покрытие, куба-призмы, гипотенузная грань которой частично покрыта зеркаль ным споем, и двух призм с двумя от ражениями, остановленных с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном гипотенузной грани призмы со ев его делительным покрытием (Х)

Однако изготовление светоделителя, делящего световой поток на две равные частя, практически весьма слондао. Поэт му в известном устройстве имеет мео то различная освещенность сравнимаямых изображений, причем невозможно точно указать соотношение интенсивноо тей разделенных световых потоков. Это обстоятельство приводит к появлению систематической ошибки.

Цепью изобретения является увеличенка точности фокусировки путем повышения равномерности освешеннооти полей зрения.

Указанная цепь достигается тем, что в устройство для фокусировки, содержащее объектив, окуляр и расположи -, кую межцу ними систему, разделяющую поле на две части и состоящую из светоделительной призмы, вьгаолнен ной в виде двух соединенных гипотеиу ными гранями прямоугольных призм со светоделзпгельным покрытием по мео ту их соединения, куба- призмы, гипотенузная грань которой частично покрыта зеркальным слоем, и двух призм с двумя отражениями, установленных с возможностью перемещения в напра& лении, перпендикулярном гипотенузной грани приданы со свето делительным

5 покрытием, введено зеркало, расположенное на оси окуляра параллельно грани соединения куба-, призмы, при этом пшотенузные грани светоделитепьной призмы и куба- призмы установлены

во взаимно перпендикулярных плоскоотях, а щ)измы с двумя отражениями выполнены в виде прямоуг-ольных призм и установлены гипотенузными гранями параллельно двум взаимно перпендикулярнь1м граням светоделительной призмы.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для фокусировки.

0 Оптическая; схема содержит объектив 1, окуляр 2 и расположенную ними систему, разделяющую поле зрения на две части и состоящую из последовательно расположенных мы 3 со свето делительным покрытием 4, куба- призмы 5, гипотенузная грань которой частично покрыта зеркальным оем 6 и установлена перпендикуля1 но светоделительной грани 4 призмы 3,

0 призм 7 и 8с двумя отражениями, выполненных в виде прямоугольных призм и установленных своими гипотенузными гранями параллельно двум взаимно перпендикулярным граням све5 тоделительной призмы 3, и зеркала 9, установленного на оптической оси оку, лярв 2 параллельно гипотенузной грани куба-призмы 5. Благодаря взаимно перпендикулярному расположению свето.

делительной грани 4 призмы 3 и гипотенузной грани куба-призмы 5 оптичеокие оси объектива 1 и окул$фа 2 также взаимно перпендикулярны.

Устройство работает следующим oft5 разам,

Световой поток, прошедший через объектив 1, делится светоделительной призмой 3 на две части. Часть лучей, отразившись от светоделитетгьного слоя 4

; Призмы dt отражвется ова раза от бо- . ковых граней 1физмы 7 и, пройоя через светопешргель 4, зеркалом 9 Haivравляется в плоскость,, проходящую через край зеркального покрытия 6

Приамы 5. Другая часть прохоцит через светоцелительный слой 4, отражается ова раза от боковых граней призмы 8 и светоцелителем 4 направляется на зеркальное покра 1тие 6 призмы 5.

Кажаый из лучков лучей, строящих изображения по разные стороны от края зфкального покрытия 6 куба-призмы 5, являющегося границей, разцела поля зре ния, в преогагаемом устройстве ощт

раз отражается от светоделительного покрытия и один .раз проходит это по- крытие. Следовательно, сюв1ешеш1ости . сравниваемых изображений в преолага мом устройстве практически одинаковы, даже если коэффициент отражения свето делительного покрытия не равен его коэффициенту пропускания. Оценка :энергетической эквивалентности разделенных световь1х потоков показывает, что число отражений в каждой ветви ошшаково (по 4), потери на поглощение г в стекле равны (ход лучей в стекле ооинаков в обеих ветвях). Как извест- . но, при одновременном нанесении зеркал ных слоев 9 и 6 коэффициенты их от аженвя могут отличаться не более, чем на 2% (эта величина соответствует пределу ошибки измерения). Таким образом, глазом сшератора дут регистрироватъся изображения объекта одинаковой субъектявной яркости (т.е. разгахчлв в яркостях в указанных пределах глазом не воспринимается).

Устройство работает по компенсационному принципу - фокусировка осуществляется до уравнивания контраста двух изображений объекта фокусировки, расположенных по разные стороны линии раздела поля зрегшя. Угол попя зрения при компенсационных (или фотометрических) измерениях принято выбирать равным -или чуть большим углового размера желтого пятна сет чатки глаза оператора, а именно 3-4f

В предлагаемом устройстве в качестве объекта фокусировки применен один растр с синусоидальным распрецёлени иг 1фкости, что позволяет существенно расширить область его применение. Например, реализация принципа навед йия по эквивалентности контраста двух разделенных по глубине изображений при фокусировке на плоские объекты oaei возможность использования устройства для радиусов кривизны вог нутых сферических поверхностей,

В предлагаемом устройстве чувспвительность к искажению фронта волны в выходном зрачке, обусловленному расфокусировкой, вьфаженная в волновой мере, составит величину л д /160О (что соответствует чувствительност к перемещениям объекта фокусировки при апертуре 0,05, выраженной в линейной мере величиной «0,01 мкм). При ST (эезультаты измерения погрещйости фокусировки в предлагаемом устройстве будут достаточно нааежными и достоверными.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФСКУСИРОВКИ, срцержашее объективР окуляр, и рйспопоженную межау ними сист му, разаел5пошую поле зреияя на цве . части и состоящую из светоцелительной прнэмы, выполненной в вице двух со цинёяшлх гйпотенузными гран51ми nps мс опьйых призм, по месту соесцшения котфых нанесено светооелительное покрытве призмы, гвпотенузная грань которой частично покрыта зеркальным слоем, и двух призм с двумя отражениями, установленных с возможностью перемещения в направлении, перпенщь купярном гипотенузной гршш призмы со светоаелйтельным покрытием, о т л № ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ув личения точности фокусировки путем повышения I равномерности освешенностя полей зрения, в него введено зеркало, расположенное на оси окул5фа параллелг но грани соеоинения ку6е , при этом гипотенузные грани светоае ггел1 ной призмы и призмы установлены во взаимно перпенцикуляр}вых П/1ОСКОО тях, а призмы с цвумя отражениями выполнены в вице прямоугольных.призм (Л и установлены гипотенузными грйнями . параллельно цвум взаимно перпенсшкулярным гран51м светоцелительной .