Устройство для контроля рабочего отрезка объективов Советский патент 1988 года по МПК G01M11/02 

&д 4

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить номенклатуру и спектральный диапазон контролируемых объективов при выполнении операции контроля величины рабочего отрезка объектива. Испытуемый объектив 5 с помощью специальных механизмов движется вдоль оптической оси. Испытуемым.объективом 5 формируется изображение тест- объекта 2 на фотоприемнике 9. Сигнал с фотоприемника 9 усиливается по двум каналам избирательными усилителями 10 и 11, соответствующиьо высокой и низкой пространственной частотам тест-объекта 2, детектируется, далее дополнительно усиливается в одном канале до получения превьшения разностной составляющей сигналов, превышающей уровень компарирования UK. Дифференциальный усилитель выделяет разностный сигнал. Разностный сигнал компарируется по уровню и с целью получения меток X, и Хд, по которым делается заключение о величине рабочего отрезка объектива. с (Л

Фие.1

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для технологического и аттестационного контроля величины рабочего отрезка объективов в различных спектральных диапазонах длин волн.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет расширения номенклатуры и спектрального диапазона контролируемых объективов.

На фиг. 1 представлена функцио- нальная схема устройства; на фиг. 2 - графики напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит последовательно расположенные осветитель 1, тест- объект 2, выполненный, например, в виде двухдорожечного растрового модулятора, приводимого во вращение двигателем, объектив коллиматора 3, в фокальной плоскости которого расположен тест-объект 2, объективодержа- тель 4, на который устанавливается контролируемый объектив 5. Объективо- держатель 4 совместно с контролируемым объективом 5 перемещается вдоль оптической оси устройства с помощью привода 6. Положение объективодержа- теля 4 вдоль оптической оси регистрируется датчиком 7 линейного перемещения. Изображение тест-объекта, построенное объективом 5, анализируется анализатором 8, выполненным, напри- мер, в виде щелевой диафрагмы. Фотоприемное устройство 9 преобразует оптическое изображение в электрический сигнал. Электрический сигнал с выхода фотоприемного устройства 9 поступает на вход избирательных усилителей 10 и 11 с частотами пропускания .f, и f соответственно. С выходов избирательных усилителей 10 и 11 сигнал поступает на входы амплитудных детекторов 12 и 13. Выход детектора 12 подключен к входу усилителя 14, выход которого подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя 15. Выход детектора 13 подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя. 15, выход которого подключен к входам компараторов 16 и 17. Выход компаратора 16 подключен к входу первой логической схемы 18, а выход компаратора 17 - к входу второй логической схемы 19. Вькод логической схемы 18 подключен к управляющему входу первой ключевой

Q

5

0 5 0 5 0 д

0

5

схемы 20, выход которой подключен к компаратору 17 и к управляющему входу второй ключевой схемы 21, вход которой подключен к датчику 7 линейного перемещения, а выход - к сумматору 22. Выход логической схемы 19 подключен к управляющему входу ключевой схемы 21 и к блоку 23 управления приводом.. Выход сумматора 22 подключен к входу масштабирующего устройства 24, выход которого подключен к индикатору 25, выход датчика 26 исходного положения и установки контролируемого объектива подключен к входу блока 23 управления приводом.

Устройство работает следующим образом. I

После установки контролируемого об7эектива датчик 26 начального положения и установки объектива формирует сигнал начала цикла измерения. Под действием этого сигнала блок 23 управления приводом вырабатывает сигнал, поступающий на привод 6 и перемещающий вдоль оптической оси объективо- держатель 4 и контролируемый объектив 5 из крайнего левого положения. При этом изображение тест-объекта 2, построенное с помощью контролируемого объектива 5, анализируется анализатором 8. Фотоприемное устройство 9 преобразует оптическое изображение в электрический сигнал. Избирательный усилитель 10 вьщеляет сигнал, соответствующий высокой пространственной частоте тест-объекта, а избирательньй усилитель 11 выделяет сигнал, соответствующий низкой пространственной частоте тест-объекта. Сигналы с выходов избирательных усилителей 10 и 11 детектируются амплитудными детекторами 12 и 13. Сигнал с амплитудного детектора 12 подается на вход усилителя 14. Коэффициент усиления усилителя 14 должен быть таким, чтобы при совмещении фокальной плоскости объектива 5 с плоскостью анализа анализатора 8 величина сигнала, соответствующего высокой пространственной частоте тест-объекта, на выходе усилителя 14 была больше величины сигнала, соответствующего низкой пространственной частоте тест-объекта на выходе детектора 13. Зависимость величины сигнала на выходе усилителя 14 и на выходе детектора 13 от положения вдоль оптической оси контролируемого объектива 5 представлена на фиг.2а

(кривые 1 и 2 соответственно). Дифференциальный усилитель 15 осуществля- ет вычитание сигнала на выходе детектора 13 из сигнала на выходе усили- теля 14. Зависимость сигнала на выходе дифференциального усилителя 15 от положения вдоль оптической оси контролируемого объектива 5 представлена на фиг. 26. Когда контролируе- мый объектив, перемещаемый механизмом привода 6, будет находиться в положении X , при котором сигнал на выходе дифференциального усилителя. 15 превысит (на величину погрешности компарирования) уровень их компариро- вания (фиг. 26), сработает компаратор 16. Логическая схема 18 сформирует сигнал, которьш .через ключевую схему 20 подготовит к включению ком- паратор 17 и который поступит на управляющий вход схемы 21, При этом запоминающее устройство сумматора 22 считывает величину X;, (фиг. 2а и б) с датчика 7 линейного перемещения. При дальнейшем перемещении объективо- держателя 4 с контролируемым объективом 5 вдоль оптической оси в момент, когда объектив 5 будет находиться

в положении Х (см. фиг. 26), т.е.

когда уровень компарирования превысит (на величину погрешности компарирования) сигнал на выходе дифференциального усилителя 15, сработает компаратор 17. Логическая схема 19 сформирует сигнал, который поступит на управляющий вход ключевой схемы 21, что обеспечит считывание запоминающим устройством сумматора 22 величины Xg с датчика 7 линейного перемещения. Сигнал с выхода логической схемы 19 поступит на вход блока 23 правления приводом, который сформирует сигнал на перемещение объективо- держателя 4 с контролируемым объективом 5 в крайнее левое положение. Устройство. 24 масштабирования обеспечивает пересчет суммы значений X и Х в измеренную величину рабочего отрезка. Результат измерения отображается на индикаторе, который подключен к выходу масштабирующего устройства.

Возможна реализация устройства, в котором считывание координат производится при прямом (слева направо) и при обратном (справа налево) ходе объективодержателя.

В некоторых случаях целесообразна реализация устройства с неподвижным

объективодержателем контролируемого объектива и перемещающемся вдоль оптической оси объективом коллиматора. В этом случае механизм 6 перемещения обеспечивает движение объектива коллиматора 3, а датчик 7 перемещений регистрирует положение объектива коллиматора.

Формула изобретения

Устройство для контроля рабочего отрезка объективов, содержащее последовательно установленные осветитель, тест-объект, объектив коллиматора, объективодержатель, выполненный с возможностью смещенля вдоль оптической оси устройства, привод объективо- держателя, фотоприемное устройство, два избирательных усилителя с различными частотами, входы которых подключены к выходу фотоприемного устройства, первьй и второй детекторы, входы которых подключены соответственно к выходам избирательных усилителей, блок управления приводом,- выход которого подключен к приводу объективодержателя и датчик линейного перемещения, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за счет расширения номенклатуры и спектрального диапазона контролируемых объективов, оно снабжено усилителем, вход которого подключен к выходу первого детектора, дифференциальным усилр телем, входы которого подключены к выходу усилителя и второго детектора, первым и вторым компараторами, входы которых подключены к выходу дифференциального усилителя, первой и второй логическими схемами, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго компараторов, первой ключевой схемой, вход которой подключен к дополнительному выходу первой логической схемы, а выход - к управляющему входу второго компаратора, второй ключевой схемой, вход которой подключен к выходу датчика линейного перемещения, а управляющие входы подключены к выходам первой и второй логических схем, причем выход второй логической схемы подключен к первому входу блока управления приводом, датчиком исходного положения и установки контролируемого объектива, выход которого подключен к второму входу блока управления приводом, сумматором, вход которого подключен к выходу второй ключевой схемы, устaifiiii

Составитель Г.Мельников Редактор М.Келемеш Техред м.Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 3774/44

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ройством масштабирования, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к индикатору.

X

Подписное