Способ определения фокусного расстояния объектива Советский патент 1991 года по МПК G01M11/00 

TV,

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для определения фокусного расстояния объективов, линз и дру гих оптических систем.

Целью изобретения является повышение точности измерения фокусного расстояния.

На фиг. 1 показана предваритель- ная установка элементов устройства; на фиг. 2 - установка дополнительной светоделительной пластины; на фиг.З- установка испытуемого объектива; на фиг. 4 - установка дополнительного плоского зеркала; на фиг. 5 - создание автоколлимационной схемы из дополнительной светоделительной пластины и плоского зеркала и испытуемого объектива, на фиг. 6 - элементы устройства, поясняющие способ определения фокусного расстояния.

Устройство для реализации способа состоит из коллимирующей системы, состоящей из лазера 1 и расширителя 2 светового пучка, светоделителя 3, плоских зеркал 4-6, составляющих зеркальный блок, и приемной системы, состоящей из объектива 7, камеры 8 с видиконом и монитора 9. Между светоделительной пластиной 3 и зеркалом 6 зеркального блока расположены дополнительная светоделительная пластина Ю, испытуемый объектив 11 и дополнительное плоское зеркало 12. Дополнительная светоделительная пластина 10 закреплена в держателе 13 с встроенной гайкой и связана через винт 14 с приводом 15 и со шкалой 16 с нониусом. Испытуемый объектив 11 помещен в узел 17 крепления и связан через винтовую пару 18 с приводом 19. Дополнительное плоское зеркало 12 закреплено в держателе 20 с встроенной гайкой и связано через винт 21 с приводом 22 и со шкалой 23 с нониусом.

Определение фокусного расстояния испытуемого объектива осуществляют следующим образом.

Коллимирующую и приемную системы, светоделительную пластину 3 и зер- кальь-ын блок (фиг. 1) устанавливают так, чтобы пучки лучей, прошедшие соответственно зеркала 4,5,6 и 6,5,4 были параллельны. Это достигается с помощью интерференционной картины в виде нулевой полосы (светлое или темное поле) или с. конечным числом по

-

Q 5 0

5

5

0

5

0

5

0

лос, возникающей после светоделительной пластины 3 при совмещении этих пучков лучей, направляемых объективом 7 на видикон 8, и наблюдаемой на экране монитора 9.

Затем (фиг. 2) за светоделительной пластиной 3 перпендикулярно пучкам лучей устанавливают в держатель 13 дополнительную светоделительную пластину 10, что наблюдается на мониторе 9 по интерференционной картине, содержащей то же число полос, как в предыдущей операции, и возникающей после светоделительной пластины 3 при совмещении пучков лучей, отраженных от светоделительной плоскости светоделительной пластины 10 с противоположных ее сторон. При этом фиксируют положение дополнительной светоделительной пластины 10, снимая отсчет А,, по шкале 16 с нониусом.

Далее (фиг. 3) за дополнительной светоделительной пластиной 10 в узел 17 крепления устанавливают испытуемый объектив 11, перемещают его с помощью привода 19 и винтовой пары 18 вдоль оптической оси до совмещения фокальной плоскости испытуемого объектива 11 с делительной плоскостью дополнительной светоделительной пластины 10. Точность совмещения контролируют также по интерференционной картине, возникающей после светоделительной пластины 3 при совмещении пучков лучей, отраженных от делительной плоскости дополнительной светоделительной пластины 10 с противоположных ее сторон.

Затем (фиг. 4) симметрично дополнительной светоделительной пластине 10 относительно испытуемого объектива 11 устанавливают в держатель 20 дополнительное плоское зеркало 12 и пер емещают его с помощью привода 22 и винта 21 вдоль оптической оси до совмещения другой фокальной плоскости испытуемого объектива 11 с отражающей плоскостью дополнительного плос- |кого зеркала 12. Точность совмещения контролируют по интерференционной картине, возникающей после дополнительной светоделительной пластины 12 при совмещении пучков лучей, отраженных от делительной плоскости дополнительной светоделительиой пластины 10 и дополнительного плоского зеркапа 12. При этом фиксируют полозеркала 12, снимая отсчет А по шкал 23 с нониусом, у и у1 вычисляются по формулам:

У - 1 А1, - А,1;

А2- А41.

У 1

« -

Для точек 0 и О1 (фиг. 6) их положение относительно переднего и заднего фокусов испытуемой оптической системы определяется формулой Ньютон

5

женне допопнительного плоского зеркала 12, снимая отсчет Лг по другом шкале 23 с нониусом.

После этого держатель 13 (фиг. 5 с дополнительной светоделительной пластиной 10 с помощью привода 15 и винта 14 перемещают вдоль оптической оси на величину у от испытуемого объектива 11, а держатель 20 дополнительным плоским зеркалом 12 перемещают с помощью привода 22 и винта 21 вдоль оптической оси на величину у1 в противоположном направлении от испытуемого объектива 1 1 до получения автоколлимацнонного хода лучей между элементами 10,11 и 1 Возникновение автоколлимационного хода лучей оценивается по интерференционной картине, возникающей после дополнительной светоделительной пластины 10 путем совмещения пучка лучей, отраженного от делительной плоскости дополнительной светоделительной пластины 10, и пучка лучей, прошедшего последовательно (фиг. 6) элементы 10,11,12,11,10,11,12 и обратно. При этом фиксируют конечные положения дополнительной пластины 10, снимая отсчет Лj по шкале 16 с нониусом, и дополнительного плоского

I

f Г

(О

Из геометрического хода луча (фиг. 6) видно, что

z 2у: у 2у .

(2)

0

Подставив (2) в (1), получим зависимость для вычисления фокусного расстояния испытуемого объектива.

Для упрощения устройства можно изготавливать винты 14 и 21 одинакового шага и различных заходов и приводить

При

их в движение от одного привода, этом расстояния у и у будут равны, а фокусное расстояние будет вычисляться из соотношения

f 2у. 0 Формула изобретения

Способ определения фокусного расстояния объектива, заключающийся в создании автоколлимационного хода лу5 чей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения , создают автоколлимационный ход лучей от светоделительной пластины, установленной в передней фокалькой плоскости объектива, создают автоколлимационный ход лучей от зеркала, установленного в задней фокальной плоскости объектива, и перемещают светоделительную пластину -и зеркало вдоль оптической оси на величины у и у соответственно, а фокусное расстояние f объектива определяют из соотношения

(

40

.

Чи.2

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для определения фокусного расстояния объективов, линз и других оптических систем при их производстве и испытаниях. Изобретение позволяет повысить точность определения фокусного расстояния. Устройство для реализации способа состоит из коллимиру- ющей и приемной систем, светодели- тельной пластины 3 и зеркального блока, состоящего из трех плоских зеркал 4-6. Между светоделительной пластиной 3 и зеркалом установлены на оптической оси устройства перпендикулярно к ней с возможностью продольного перемещения вдоль нее дополнительная светоделительная пластина 10, учел 17 крепления с испытуемым объективом 11 и дополнительное плоское зеркало 12. Способ заключается в создании автоколлимационного хода лучей, в совмещении дополнительной светоделительной пластины 10 с одним фокусом испытуемого объектива 11 и фиксировании положения дополнительной свстодглительной пластины 10, совмещении дополнительного плоского зеркала 12 с другим фокусом испытуемого объектива 11 и фиксировании положения дополнительного плоского зеркала 12. Затем дополнительную светоделительнуто пластину 10 перемещают на величину у от испытуемой оптической системы 11, а дополнительное плоское зеркало 12 - на величину у до получения автоколлимационного хода лучей, при этом величину фокусного расстояния определяют по формуле Ј 42 уу . 6 ил. (/) О СЛ ND оо СП ьо

18 jfl

з 4о Ј -кмга

Pui.6

Составитель А.Тулубенский Редактор А.Лежнина Техред Л.Сердюкова, Корректор С.Шекмар

Заказ 1767 Тираж 356Подписное

ВИНИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5