Способ контроля децентрировки элемента оптической системы Советский патент 1987 года по МПК G01M11/00 G01B11/26 

112901

Изобретение относится к измерительной Технике и может быть использовано для контроля элемента оптической системы и одиночных линз.

Цель изобретения - повышение точ- 5 ности контроля.

На фиг.I представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - функциональная схема генератора вспомо- 0 гательных сигналов; на фиг.З - коор- динатно-чувствительный фотоприемник, на котором показаны два вращающихся.

вектора А ,и А„ и оси координат.

1 Устройство содержит оптически свя-

занные осветитель 1, точечную диафрагму 2, апертурную диафрагму 3, светоделительный элемент 4, коллими- рующий объектив 5, фокусирующий объектив 6, диафрагму 7 фотоприемника, ординатно-чувствительный фотоприемник 8, блок 9 выделения информационных сигналов, входы которого подключены к координатно-чувствительному фотопри- - емнику 8, дифференциальные усилители 10.и Г1, первые входы которых подключены к выходам блока 9 выделения информационных сигналов, генератор 12 дополнительных сигналов, выходы которого соединены с вторыми входами дифференциальных усилителей 10 и 11, привод 13, кинематически связанный с фокусирующим объективом 6, выход привода 13 связан с управляющим входом генератора 12 вспомогательных сигналов, 35 блок 14 индикации, входы которого подключены к выходам дифференциальных усилителей 10 и 11, индикатор 15, подключенный к выходу блока 9 выделения информационных сигналов,

30

40

Генератор 12 вспомогательных сигналов выполнен в виде растра 16, половина поверхности которого затемнена и который кинематически связан с при- 45 водом 13, светодиода 17, фотодиода 18,,полосового фильтра 19 и фазовращателя 20.

На базировочных элементах 21 - 23 устанавливают контролируемый объек- Q тив 24.

Способ реализуют следующим образом.

Осветитель 1 освещает точечную диафрагму 2, установленную в фокальной 55 плоскости коллимирующего объектива 5. Параллельные пучки лучей, формируемые коллимирующим объективом 5, фокусируются фокусирующим объективом 6 на кон

;

О - 5

0

0

5

Q

5222

1,

тролируемую поверхность элемента объектива 24.

Частично отраженные от контролируе- .мой поверхности элемента объектива 24 пучки лучей в обратном ходе с помоп ью фокусирующего объектива 6, коллимирующего объектива 5, светоделительного элемента 4 строят изображение точечной диафрагмы 2 в плоскости диафрагмы 7 фотоприемника, за которой установлен координатно-чувствительный фотоприемник 8. Апертурная диафрагма 3 ограничивает пучки лучей, проходящие в коллимирующий объектив 5.

Узловая точка фокусирующего объектива 6 смещена относительно его оси вращения и оптической оси коллимируто- щего объектива 5. При вращении фокусирующего объектива 6 приводом 13 расфокусированное изображение точечной диа- фрагМы 2 описывает по поверхности ко- ординатно-чувствительного фотоприемника 8 окружность.

На выходе блока 9 выделения информационных сигналов формируются два сигнала, каждый из которых пропорционален отклонению пучков лучей, падающих на координатно-чувствительный фотоприемник 8. Эти сигналы содержат постоянную величину децентрировки Ъ (фиг.З) элемента объектива 24 по каждой из коррдинат и переменную синусоидальную составляющую А, (фиг.З), частота которой равна частоте вращения привода 13.

Растр 16, входящий в генератор дополнительных сигналов, вращающийся синхронно с приводом 13, периодически перекрьшает световой поток, формируемый светодиодом 17 (фиг.2). На выходе фотоприемника 18 формируется прямоугольный сигнал, который преобразуется в синусоидальный сигнал по- лосовьш фильтром 19, поступающий на второй вход дифференциального усилителя 11, на первый вход которого подается информационный сигнал с выхода блока 9 выделения информационных сигналов.

Синусоидальнь1й сигнал, снимаемый с выхода полосового фильтра 19, поступает на фазовращатель 20, осуществляющий, сдвиг синусоидального сигнала на 90°. Сигнал с выхода фазовращателя 20 поступает на второй вход дифференциального усилителя 10, на первый вход которого подается информаци3

онный сигнал с выхода блока 9 выделения информационных сигналов.

Дифференциальные усилители 10 и 11 осуществляют вычитание переменных составляющих из сигналов, снимаемых с блока 9 выделения информационных сигналов..

На выходе дифференциальных усилителей 10 и 11 формируются сигналы, амплитуда и знак которых пропорциональны величине и знаку децент- рировки элемента объектива 24 , которые фиксируются блоком 14 индикации.

Фокусировка на констролируемую поверхность элемента объектива 24 осуществляется путем перемещения вдоль оптической оси фокусирующего объектива 6 по максимуму сигнала, снимаемого с выхода блока 9 вьщеле- ния информационных сигналов, который индицируется индикатором 15.

Использование предлагаемого спосо ба позволяет повысить точность контроля тонких линз за счет уменьшения влияния пучков лучей, отражающихся от поверхностей неконтролируемых эле ментов оптической системы.

fO

290122

Формула изобретения

Способ контроля децентрировки элемента оптической системы, включаюпшй формирование отраженного от элемента оптической системы изображения тест- объекта, сканирование элемента оптической системы, преобразование пространственного положения изображения тест-объекта в плоскости анализа, расположенной за плоскостью изображения тест-объекта, в два информационных электрических сигнала, амплитуда и знак которых пропорциональны соответственно величине и знаку смещения

5 изображения тест-объекта, и по амплитуде и знаку электрических сигналов судят о величине децентрировки элемента оптической системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, осуществляют круговое сканирование, формируют два дополнительных электрических сигнала, сдвинутых по фазе на 90 °, частота которых совпадает с частотой кругового сканирования, а сигналы, по которым судят о величине и знаке децентрировки, формируют путем получения разностных сигналов между информационными и соответствующими им дополнительными

30 сигналами.

20

25

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность контроля. Способ реализуется следующим образом. Формируют отраженное от элемента оптической системы изображение тест-объекта в плоскости анализа, расположенной за плоскостью изображения тест-объекта. Преобразуют пространственное положение изображения тест-объекта в два информационных электрических сигнала коор- динатно-чувствительным фотоприемником 8 и блоком 9 выделения информационных сигналов. Осуществляют круго-. вое сканирование изображения тест- объекта децентрированным фокусирующим объективом 6, вращаемым приводом 13. Формируют два дополнительных сигнала, сдвинутых по фазе на 90°, с частотой сканирования генератора 12 дополнительных сигналов. Формируют разностные сигналы между информационными и дополнительными сигналами дифференциальными усилителями 10 и 11, по амплитуде и знаку ко- торых с помощью блока 14 индикации . судят о величине и знаке децентриров- ки элемента оптической системы. 3 ил. а (Л N3 ю

(puiZ

Редактор А.Лежнина

Составитель А. Добрыднев

Техред Л.Олейник Корректор Т. Колб

Заказ 7891/37

Тираж 799 Подписное ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4