Устройство для контроля призменных блоков Советский патент 1992 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к контрольно-, измерительной технике и может быть использовано для контроля клиновидности блоков, состоящих из плоскопараллельной пластины с нанесенной на нее рамкой, ограничивающей поле зрения системы (ограничительной рамкой), и призм, а также для контроля положения ограничительной рамки относительно оптической оси. В частности, изобретение может быть использовано на завершающем этапе сборки призменных цветоделительных блоков оптико-механических комплексов (ОМК) для телевизионной техники.

В настоящее время контроль склеенных призменных блоков для ОМК осущест- вляется следующим образом: определяется клиновидность блока и проверяется точность расположения ограничительной рамки относительно оптической оси блока.

Для определения клиновидности используется гониометр, а точность расположения ограничительной рамки относительно оптической оси блока проверяется на самом ОМК после приклеивания пластины на блок. Отечности расположения ограничительной рамки судят по неравномерности освещенности поля зрения, которая замеряется по соответствующей методике.

Такой способ склейки и контроля призменных блоков, который не позволяет установить ограничительную рамку в необходимое положение в процессе склейки, приводит к значительному проценту брака, для исправления которого необходимо осуществить разборку блока, что в условиях

GJ О

о- о

серийного производства требует значительных затрат средств и времени. Поэтому воз- никает необходимость проведения юстировки положения ограничительной рамки относительно оптической оси блока при одновременном контроле суммарной клиновидности блока в самом процессе склейки.

Известны автоколлимационные устройства, совмещенные с микроскопом, для измерения центрировки светоделительных призм, разворачивающихся в плоскопараллельную пластину, и их клиновидности . С помощью этого устройства, состоящего из автоколлиматора и кольцевой линзы, образующей с объективом автоколлиматора объектив микроскопа, измеряют величину клина плоскопараллельной пластины по изображению отраженной автоколлимационной марки от поверхности пластины с ограничительной рамкой и абсолютные размеры самой ограничительной рамки. Однако расположение самой ограничительной рамки относительно оптической оси определить с помощью этого прибора невозможно и, следовательно невозможно подправить положение ограничительной рамки и обеспечить необходимую точность ее расположения относительно оптической оси блока.

В качестве прототипа выбрано устройство, с помощью которого осуществляется относительный контроль призменных блоков путем сравнения с эталонной призмой 1. Известное устройство содержит источник света и последовательно расположенные коллимационную систему, светоделитель, эталонный блок, объектив и плоскость регистрации и наблюдения, В фокальной плоскости объектива расположена сетка, по которой оценивают разность.отсчетов положения изображения коллимационной марки, полученной от эталонной и контролируемой призм, и таким образом определяют клиновидностъ контролируемой призмы. Поскольку устройство не позволяет получить изображение ограничительной рамки, так как работает с бесконечности, то определить точность его расположения относительно оптической оси склеенного блока невозможно.

Целью изобретения является повышение производительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник света, коллимационную систему, включающее последовательно расположенную по ходу луча марку и объектив коллиматора, светодели- тельный блок, объектив, эталонный блок, снабжено вторым объективом, установленным между объективом и светоделительным блоком, второй коллимационной системой, зеркально установленной к основной коллимационной системе, причем фокусное расстояние объектива составляет 1,8-2,2 фокусного расстояния объектива, а световой диаметр объектива составляет 2,2 - 3.6 светового диаметра объектива первого. Введение второго объектива позволяет

0 совместить плоскость изображения для системы, работающей с бесконечности, с плоскостью изображения для системы, работающей с конечного расстояния. Это позволяет наблюдать коллимационное изо5 бражение от поверхностей призменного блока и изображение ограничительной рамки одновременно в одной плоскости, а это, в свою очередь, дает возможность в процессе приклеивания пластины с ограничитель0 ной рамкой (КОР) производить ее юстировку относительно эталонной ограничительной рамки (ЭОР) эталонного блока и одновременно контролировать клиновидность относительно эталонного блока по положению

5 автоколлимационной марки дополнительной коллимационной системы в поле допуска.

При величине фокусного расстояния второго объектива меньшем, чем указано в

0 формуле, изображение ограничительной рамки находится между плоскостью коллимационного изображения и первым объективом, при величине фокусного расстояния

5 второго объектива большем, чем указано в формуле, изображение ограничительной рамки располагается за коллимационным изображением. В обоих случаях не происходит совмещения изображений в одной пло0 скости, что не позволяет вести одновременное наблюдение, т.е. при величине фокусного расстояния репродукционного объектива, выходящей за указанные в формуле пределы, происходит рассогласо5 вание положения плоскостей изображения систем, работающих с бесконечности и с конечного расстояния, и, следовательно, не достигается цель изобретения. Поскольку в заявляемом устройстве центральная свето0 вая зона репродукционного объектива работает совместно с фокусирующим объективом, в суммарном фокусе которого находится коллимационное изображение от поверхностей призменного блока, а зона по

5 краю второго объектива проецирует изображение рамки, то соотношение световых диаметров репродукционного объектива и фокусирующего объектива являются существенным. При уменьшении диаметра этого объектива относительно указанного преде- ла будет происходить срезание фокусирующим объективом изображения ограничительной рамки, а при увеличении размера светового диаметра относительно указанного возникают аберрации высших порядков и снижается качество изображения репродукционного.объектива на краю поля зрения. Это приведет к нерезкости изображения ограничительной рамки и. следовательно, к невозможности ее контроля относительно оптической оси. Исправление же аберраций высших порядков приведет к усложнению конструкции репродукционного объектива, так как потребует увеличения его апертуры, что при неизменной апертуре фокусирующего объектива ведет к диспропорции освещенности на ЭЛТ. Это привело бы к худшению условий наблюдения и, следовательно, к снижению производительности труда.

На чертеже приведена оптическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 света, коллимационную систему 2, светоделитель 3, обьектив 4, эталонный блок 5, второй объектив б, вторую коллимационную систему 7. состоящую из источника 8 света, коллимационной марки 9 и объектива 10.

Контролируемый призменный блок 11 помещается на базовую опорную плоскость и располагается за светоделителем от объективов. Плоскость контролируемого приз- менного блока, в которой находится ограничительная рамка (КОР), оптически сопряжена с плоскостью ограничительной рамки эталонного блока (ЭОР).

Свет от источника 1 черезкрллимацион- ную систему 2 попадает на светоделитель 3 (куб-призму), где разделяется на эталонную и рабочую ветви. В эталонной ветви установлен эталонный блок 5, в рабочей - контролируемый призменный блок, состоящий из блока призм и пластины с ограничительной рамкой.

Эталонная рамка (ЭОР) с помощью объектива б проецируется в плоскость наблюдения, в которую в данном случае помещен

катод электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Одновременно КОР, нанесенная на пластине, объективом б проецируется в ту же плоскость.

5Параллельный пучок лучей, отраженный от входной и выходной поверхностей контролируемого блока с пластиной, объективами 4 и 6 проецирует изображение коллимационной марки системы 2 в плоско0 сть наблюдения ЭЛТ. Коллимационная марка 9 коллимационной системы 7 через объективы 4, 6, 10 также проецируется в плоскость наблюдения на ЭЛТ, В результате в поле зрения наблюдается изображение

5 рамок эталонного и контролируемого блоков, а также коллимационные изображения от поверхностей контролируемого блока и допустимый диапазон клиновидности в виде окружности, диаметр которой равен ве0 личине допуска на клиновидность.

Контроль расположения КОР относительно ЭОР осуществляется путем наблюдения рамок в плоскости поля зрения, причем видимая на глаз асимметрия рамок

5 относительно друг друга не превышает 0.1 мм по каждой стороне, что соответствует разрешающей способности трубки ЭЛТ. Формула изобретения

0 Устройство для контроля призменных блоков, содержащее источник свете и последовательно расположенные коллимационную систему светоделитель, эталонный блок, объектив и плоскость регистрации и

5 наблюдения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля, оно снабжено второй коллимационной системой зеркально установленной относительно светоделителя к первой сис0 теме, расположенным между светоделителем и первым объективом, вторым объективом с фокусным расстоянием, равным 1,8-2,2 фокусного расстояния первого объектива, и со световым диаметром, рав5 ным 2,2 - 3,6 светового диаметра первого объектива.

п

I

злт

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля клиновидности блоков. Целью изобретения является повышение производительности контроля. В процессе контроля определяется клиновид- ность всего призменного блока, для чего излучение от светоделителя направляется соответственно на эталонный и контролируемый блоки. Параллельный пучок лучей, отраженный от входной и выходной поверхностей контролируемого блока, проецирует изображение марки в плоскость регистрации и наблюдения. Одновременно туда же проецируется эталонная рамка эталонного блока. В результате в поле зрения наблюдается изображение рамок эталонного блока и контролируемого блоков, а также коллимационные изображения от поверхностей контролируемого блока и допустимый диапазон клиновидности в виде окружности, диаметр которой равен величине допуска на клиновидность. 1 ил. ё