Способ контроля чистоты поверхности оптических элементов зрительной трубы Советский патент 1992 года по МПК G01N21/88 

СП

Г

Ь«чз«

Сущность изобретения: диафрагмируют осветитель до величины d S где S - минимальный линейный размер ожидаемого дефекта, после чего фокусируют оптическую систему зрительной трубы на точечный источник света и совмещают его изображение с центром поля зрения зрительной трубы, затем производят расфокусировку зрительной трубы относительно точечного источника света до получения максимального масштаба изображения дефекта и анализируют видимую картину при перемещении точечного источника в плоскости, перпендикулярной оптической оси зрительной трубы. 2 ил.

Изобретение относится к прикладной оптике, точнее к оптическим методам контроля прозрачных объектов, и предназначено для контроля оптических элементов зрительных труб теодолитов, нивелиров, микроскопов и других оптических приборов.

Известен способ контроля чистоты поверхности оптических деталей, предусматривающий освещение исследуемого объекта точечным световым источником и визуальный анализ теневой картины на непрозрачном экране, установленном за объектом исследования.

Этот способ контроля чистоты поверхности оптических деталей, используется при исследовании отдельных заготовок из оптического стекла или оптических дета- лейи не может быть применим для контроля сложных оптических систем, например, зрительной трубы теодолита.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля чистоты поверхности оптических элементов зрительной трубы по изображению звезды, в котором освеша- ют испытуемую оптическую систему коллиматором, в фокусе которого рэсположена точечная диафрагма диаметром 0,32-0,03 мм, освещаемая лампой накаливания через конденсор. Дифракционное изображение точечной диафрагмы наблюдается через микроскоп. Для наведения на резкое изображение дифракционного кружка микроскоп или каретка с испытуемой оптической системой перемещаются вдоль оси коллиматора.

Качество оптических элементов зрительной трубы определяют по геометрии дифракционного изображения точечной диафрагмы.

Этот способ не позволяет наблюдателю увидеть мельчайшие пылевые частицы на

Х| VJ

О

сю

ON О

поверхности линз, что объясняется тем, что одиночная пылевая частица, илм группа таких частиц, не изменяет геометрии дифракционной картины точечной диафрагмы.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Данная цель достигается тем, что в способе контроля чистоты поверхности оптиче- ских деталей зрительной трубы, заключающемся в освещении зрительной трубы точечным источником света и анализе изображения источника света через окуляр зрительной трубы, фокусируют оптическую систему зрительной трубы на точечный источник света и совмещают его изображение с центром поля зрения зрительной трубы, после чего производят расфокусировку зрительной трубы относительно точечного источника света до получения максимального масштаба изображения дефекта, перемещают точечный источник в плоскости, перпендикулярной оптической оси зрительной трубы, и определяют параллактические смещения теневых изображений дефектов.

На фиг.1 показано формирование изображения в контролируемой оптической системе зрительной трубы; на фиг.2 - поле зрения зрительной трубы.

Оптическая система зрительной трубы, например, нивелира, содержит обьекшв 1 и окуляр 2.

Пусть на поверхности линзы объектива 1 имеется инородная частица 3 штриховой формы, а на поверхности линзы окуляра 2 инородная частица 4. Освещают объектив 1 зрительной трубы осветителем 5, содержащим лампу б накаливания, конденсорную линзу 7 и сменную диафрагму 8. Диафрагма 8 представляет собой пластину, в которой выполнен ряд сквозных отверстий различного диаметра например 0,01 мм, 0,05мм, 0,1 мм. Диафрагму можно перемещать относительно оптической оси осветителя и тем самым регулировать величину точечного источника света. Осветитель 5 закреплен посредством скользящей посадки на направляющем стержне 9. что позволяет изменять положение осветителя относительно оптической оси зрительной трубы.

Осветитель 5 формирует расходящийся световой пучок, которым освещается объектив 1 зрительной трубы. При этом световая волна освещает инородные частицы 3 и Л и частично затеняется ими. Зона затенения световой волны отмечена точками. При рас- фокусивке зрительной трубы относительно точечного источника света на сетчатке 10 глаза 11 наблюдателя, как на проекционном экране, появляются действительные теневые изображения 12 и 13 инородных частиц

3 и 4. При увеличении расфокусировки возрастает и масштаб теневого изображения. При этом в поле зрения визирной трубы наблюдатель видит освещенный точечным

источником света входной зрачок 14 объектива, затененный инородными частицами (фиг,2). Изображение 15 инородной частицы 3 объектива 1 будет иметь большую нерезкость, чем изображение 16 инородной частицы 4 окуляра 2. Это происходит по причине большей удаленности частицы 3 от глаза наблюдателя.

Методика выполнения способа контроля чистоты поверхности оптических деталей

зрительной трубы предусматривает выполнение следующих последовательных операций.

Вначале подбирают рабочее отверстие диафрагмы d, которое должно удовлетворять следующей зависимости d S, где S - минимальный линейный размер ожидаемого дефекта. Эта зависимость устанавливается экспериментально. Например, при проверке запыленности линз зрительной

трубы d 0,05 мм. а при поиске трещин оптических деталей d S 0,01 мм. Через выбранное рабочее отверстие диафрагмы освещают объектив зрительной трубы. Наблюдая в окуляр зрительной трубы фокусируют оптическую систему на точечный источник света (диафрагмальное отверстие осветителя) и путем взаимного перемещения осветителя и зрительной трубы совмещают изображение диафрагмы с центром

поля зрения трубы.

Далее производят расфокусировку зрительной трубы относительно точечного источника света до получения максимального масштаба изображения дефекта и анализируют видимую картину при перемещении осветителя в плоскости, перпендикулярной оптической оси зрительной трубы. Последняя операция необходима для уточнения местоположения выявленного дефекта. При

перемещении осветителя 5 по направляющему стержню 9 происходит параллактическое смещение теневого изображения инородных частиц, Величина параллактического смещения изображения инородных

частиц объектива будет значительно больше параллактического смещения теневого изображения инородных частиц окуляра. Это связано с более близким расположением объектива к осветителю.

Формула изобретения Способ контроля чистоты поверхности оптических элементов зрительной трубы, заключающийся в освещении зрительной

трубы точечным источником света и анализе изображения источника света через окуляр зрительной трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, фокусируют оптическую систему зрительной трубы на точечный источник света и совмещают его изображение с центром поля зрения зрительной трубы, после чего

5

производят расфокусировку зрительной трубы относительно источника света до получения максимального масштаба изображения дефекта, перемещают точечный источник в плоскости, перпендикулярной оптической оси зрительной трубы и определяют параллактические смещения теневых изображений дефектов.

и

14

Фиг. 2