Устройство для измерения параметров объектива Советский патент 1988 года по МПК G01M11/02 

- 6

Изобретение относится к фотоэлектрическим устройствам измерения фокусного расстояния и аберраций объективов,

Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измерения параметрЪв объектива; на фиг. 2 - вид штрихов сетки и соответствующих им эпюр видеоимпульсов на выходе формирователя видеоимпульсов и сигнала образцовой частоты синхрогенератора,

Устройство для измерения параметров объективов содержит коллиматор 1, в состав которого входят осветитель 2 с набором оптических фильтров 3, сетка 4 с центральным и полезным штрихами и объектив 5. Объектив 5 может быть как зеркальным, так и линзовым.

Фотоэлектрический анализатор 6 установлен на каретке 7 механизма пере- мещения и отсчета по координатам X, .Y и Z. Привод 8 обеспечивает перемещение анализатора 6 вдоль оптической оси коллиматора 1. Чувствительный элемент фотоэлектрического анализа- тора 6 выполнен в виде фотоприемной матрицы 9 с зарядовой связью (ПЗС- матрицы).

Электронный блок 10 состоит из формирователя 11 видеоимпульсов,счетчика 12 импульсов, вычислительного устройства (вычислителя) 13, синхрогенератора 14, цифрового индикатора 15 информации. Причем формирователь 11 видеоимпульсов, счетчик 12 импуль сов и вычислительное устройство 13 последовательно подключены к ПЗС- матрице 9, а к каждому из них подключены выходы синхрогенератора 14. Выход вычислительного устройства 13 подключен к Индикатору 15 информации и приводу 8 механизма продольных перемещений фотоэлектрического анализатора 6.

Формирователь 11 видеоимпульсов представляет собой электронный блок, содержащий схему формирования огибающей видеосигнала и схему формирования из огибающей видеоимпульса, которые в свою очередь состоят из устройства выборки - хранения и фильтра нижних частот (не показаны).

Вычислительное устройство 13 выполнено из известных элементов вычис

Q 5

0

5 О

...

0

5

5

лительной техники: сумматоров, цифровых компараторов, регистров (не показаны) .

Устройство дЛя измерения фокусного расстояния работает следующим образом.

Испытуемый объектив 16 устанавливается на оптической оси объектива 5 коллиматора 1, В фокальной плоскости коллиматорного объектива 5 расположена сетка 4 с двумя или несколькими штрихами, центральным 17 (фиг. 2) и полевыми - 18.

Изображение сетки формируется в фокальной плоскости испытуемого объектива 16.

Это изображение анализируется фотоэлектрическим анализатором 6 с обработкой информации в электронном блоке 10. Перемещениями вдоль осей X, У и Z. фотоэлектрический анализатор (чувствительная площадка ПЗС-матрицы 9) устанавливается в фокальной плоскости испытуемого объектива 16. Признаком размещения чувствительной площадки ПЗС-матрицы 9 в фокальной плоскости является информация, снимаемая с цифрового индикатора 16 о минимальной ширине видеоимпульса 19, вызываемого центрсшьным прозрачнь М штрихом 17 сетки 4.

Видеоимпульсы 19 и 20 формируются из видеосигналов, поступающих с ПЗС- матрицы 9, формирователем 11 видеоимпульсов .

Расстояние между прозрачными штрихами сетки 4 и размеры штрихов oi.,. oij можно измерить заранее на универсальном микроскопе или компараторе с высокой точностью.

После установки ПЗС-матрицы 9 (фиг. 1 и 2) в фокальной плоскости испытуемого объектива 16 с цифрового индикатора 15 (фиг. 1) снимают информацию о расстоянии между видеоимпульсами 19 и 20, вызываемыми изображениями прозрачных штрихов 17, 18 сетки 4.

Фокусное расстояние испытуемого объектива f равно

f

с

Oij

-к

где ц - фокусное расстояние коллиматора.

Измерение ширины видеоимпульсов и расстояния между ними производится с помощью известного способа заполнения измеряемых интервалов N,, Nj.,

N,, N4 (фиг. 2) импульсами 21 образцовой частоты синхрогенератора 14 с последующим их подсчетом счетчиком 12. Причем расстояние между видео- импульсами определяется между их центрами. При выдаче информации с вы числитёлвного устройства 13 о размерах центрального видеоимпульса поступают команды на привод 18 механиз ма продольных перемещений фотоэлектрического анализатора 6 на перемещение анализатора до момента фиксации в вычислительном устройстве 13 минимальной ширины центрального видео- импульса 19. Сравнением величин aij и cij с учетом увеличения системы объектив - коллиматор определяют дистор- сию.

Установка дополнительных диафрагм между испытуемым объективом 16 и коллиматором 1 с последующим измерением кружков рассеяния и продольных перемещений фотоэлектрического анализатора 6 позволяет оценить величину продольной и поперечной сферических аберраций.

Замена сетки 4 с прозрачными штрихами по миру ГОИ и переключение ПЗС- матрицы 9 на режим телевизионного приемника дают возможность визуально

го (но уже интегрального) контроля качества объектива по всему полю по изображению миры ГОИ на кинескопе.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров объектива, содержащее коллиматор с осветителем, сеткой и объективом, фотоэлектрический анализатор,установленный с возможностью перемещения и отсчета перемещения вдоль оптической оси испытуемого объектива с помощью привода, и электронный блок,, соединенный с фотоэлектрическим анализатором, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, фотоэлектрический анализатор выполнен Б виде фотоприемной матрицы с зарядовой связью, а электронный блок выполнен из формирователя видеоимпульсов, счетчика, вычислителя, индикатора, последовательно соединенных между собой, и синхрогенератора,выход которого подключен к формирователю видеоимпульсов, счетчику и вычислителю, при этом выход вычислителя подключен к приводу фотоэлектрического анализатора.

Изобретение относится к фотоэлектрическим устройствам. Цель изобретения - повьшение точности и расширение области применения. Изображение сетки 4 анализируется фотоэлектрическим анализатором 6 с обработкой информации в электронном блоке 10. Установка дополнительных диафрагм между испытуемым объектом 16 и коллиматором 1 с последующим измерением кружков рассеяния и продольных перемещений фотоэлектрического анализатора 6 позволяет оценить величину продольной и поперечной сферических аберраций. Замена сетки 4 на миру ГОИ и переключение ПЗС-матрицы 9 на режим телевизионного приемника дают возможность визуального контроля качества объектива по всему полю по изображению миры ГОИ на-кинескопе. 2 ил. &

п

я