Устройство для контроля децентрировки линз и объективов Советский патент 1991 года по МПК G01B11/27 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децеитрмровки линз и объективов.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет уменьшения размера изображения автоколлимационной марки, обусловленное нелинейностью выходной характеристики блоха регистрации.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - распределение освещенности в изображении марки.

Устройство содержит осветитель 1 и последователь чо установленные походу лучей осветителя 1 отражатель 2, на оси которого выполнена марка 3, выполненная в виде отверстия, проекционный объектив 4, установленный с возможностью смещения вдоль оптической оси осветителя 1, и объектив 5, оптически связанный через отражатель 2 с проекционным объективом 4, два поляризатооа 6. оптически связанные через объектив 5 и отражатель 2 с проекционным объективом 4 и установленные с возможностью поворота каждого из них вокруг олтио оз

ческой оси объектива 5, блок 7 регистрации, выполненныйв виде телевизионного преобразователя изображения, состоящего из передающей телевизионной установки 8 и монитора 9.

Телевизионный преобразователь изображения имеет нелинейную выходную характеристику типа

В

к -в

d

ЭКр ч. - )

где Вэкр - яркость точек изображения марки 2 на экране монитора 9 блока 7 регистрации ;

К - коэффициент пропорциональности;

В - яркость точек изображения марки 2 на входе блока 7 регистрации;

у-показатель нелинейности, у 1,5-2,

Марка 3 выполнена в виде отверстия, диаметр которого должен удовлетворять соотношению122s

Sin U1

где S - длина волны осветителя.

d - диаметр отверстия;

U - апертурный угол проекционного объектива 4 в пространстве предметов (марки 3),

Контролируемую линзу 10 устанавливают на оптической оси проекционного объектива 4 в базировочный узел (не показан).

Смещением проекционного объектива 4 совмещают изображения марки 3, форми- руемое проекционным объективом 4, с автоколлимационной точкой контролируемой поверхности линзы 10.

Устройство работает следующим образом. Пучки лучей осветителя 1, пройдя через марку 3, попадают в проекционный объектив 4, который формирует в автоколлимационной точке контролируемой поверхности линзы 10 изображениемаркиЗ. Пучки лучей, отразившись от контролируемой поверхно- сти линзы 10, проходят через проекционный объектив 4, отражаются от отражателя 2, проходят через объектив 5, поляризаторы 6 и попадают на вход блока 7 регистрации, где проекционный объектив 4 и объектив 5 фор- мируют увеличенное изображение марки 3.

На выходе блока 7 регистрации (на экране монитора 9) будет увеличенное изо- бражение марки 3. Децентрмровка контролируемой поверхности линзы 10 (смещение центра кривизны контролируемой поверхности линзы 10с оси ее базовой поверхности) приведет к тому, что при ее вращении относительно оси ее базовой по- верхнее™ изображение марки 3 на входе блока 7 регистрации, а следовательно, и на экране монитора 9, будет описывать окружность, диаметр которой пропорционален величине децентрировки контролируемой поверхности линзы 10.

Погрешность измерения диаметра окружности, которую описывает изображение марки 3 на экране монитора 9 (то есть величины децентрировки) будет тем меньше, чем меньше размер изображения марки 3. Однако,минимальный размер изображения марки 3, который формирует оптическая система в виде проекционного объектива 4, контролируемой поверхности линзы 10 и объектива 5 в общем случае ограничен дифракционными эффектами, при этом наименьший диаметр отверстия марки 3 будет ограничен дифракцией на входном зрачке проекционного объектива 4 и зависит от апертурного угла U этого объектива 4 в пространстве предметов. Иными словами, уменьшение диаметра

1 22 S диафрагмы d меньше,чем d -- --грне ПРИ

ведет к уменьшению размера изображения марки 3 на входе блока 7 регистрации.

Для указанного выше размера отверстия марки 3 распределение освещенности в изображении марки 3 на входе блока 7 регистрации будет иметь вид, представленный кривой 11 на фиг.2.

Так как телевизионный преобразователь изображения имеет нелинейную выходную характеристику, при этом показатель нелинейности у 1,5-2, то на экране монитора 9 распределение освещенности в изображении марки 3 будет иметь вид кривой 12, представленной на фиг.2.

Изменяя освещенность в изображении марки 3 на входе блока 7 регистрации с помощью взаимного разворота в противоположных направлениях поляризаторов 6, можно уменьшить диаметр изображения марки 3 на экране монитора 9 за счет того, что наиболее широкая часть дифракционного изображения марки 3 будет ниже порога чувствительности, в пределах которого оператор может регистрировать изображение на экране монитора 9.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности контроля децентрировки за счет повышения точности отсчета положения изображения марки 3 на выходе блока 7 регистрации, обусловленное уменьшением размера изображения марки 3, при этом уменьшение размера изображения марки 3 на выходе блока 7 регистрации определяется нелинейностью его выходной характеристики.

Формула изобретения

Устройство для контроля децентрировки линз и объективов, содержащее осветитель и последовательно установленные по ходу пучка лучей осветителя отражатель, на оси которого выполнена марка, установлен- к оси осветителя, проекный под углом 45°

ционный объектив, установленный с возможностью смещения вдоль оси осветителя, объектив, оптически связанный через отражатель с проекционным объективом, блок регистрации, оптически связанный с объективом, отличающееся тем, что с целью повышения точности контроля, оно снабжено двумя поляризаторами, установленными между объективом и блоком регистрации с возможностью поворота каждого из них вокруг оптической оси объектива, блок регистрации выполнен в виде телеви/

0

эионного преобразователя изображения с нелинейной выходной характеристикой, а марка выполнена в виде отверстия, диаметр которого должен удовлетворять соотношению

1,22 S

sin U где S - длина волны осветителя;

d - диаметр отверстия;

U - апертурный угол проекционного объектива в пространстве предметов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки линз и объективов. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет уменьшения размера изображения автоколлимационной марки, обусловленное нелинейностью выходной характеристики блока регистрации. Пучки лучей осветителя 1, пройдя через марку 3, попадают в проекционный объектив 4, который формирует в автоколлимационной точке контролируемой яоверхности линзы 10 изображение марки 3. Оптическая система в виде контролируемой поверхности линзы 10, проекционного объектива 4, отражателя 2 объектива 5 и поляризаторов 6 формирует на входе блока 7 регистрации, выполненного в виде телевизионного преобразователя изображения, увеличенное изображение марки 3. Децентрировка контролируемой поверхности линзы 10 приведет к тому, что при ее вращении вокруг оси ее базовой поверхности изображение марки 3 на-входе блока 7 регистрации, а следовательно, и на его выходе будет описывать окружность, диаметр которой пропорционален величине децечтрировки, при этом погрешность измерения диаметра траектории перемещения изображения марки 3 будет тем меньше, чем меньше изображение самой марки 3. Так как блок 7 регистрац к имеет нелинейность выходной характеристики, то изменяя с помощью поляризаторов 6 уровень освещенности в изображении марки 3 на входе блока 7 регистрации можно получить требуемый размер изображения марки 3 на выходе блока 7 регистрации. 2 ил. I 1Г«т&

ГУ