Фотоэлектрический микроскоп Советский патент 1977 года по МПК G01B19/34 G01B9/04 

нен с соответствующим входом схемы вычитания длительностей импульсов блока фиксации момента совмещения импульсов, а вторые выходы схем преобразования импульсов фототока, предназначенные для выделения импульсов, например, отрицательной полярности, перекрестно соединены со вторыми входами логических схем ИЛИ.

Кроме того, для исключения неудобств при работе делитель световых потоков от прямого и перевернутого изображений визируемого щтриха может быть выполнен в виде диафрагмы в форме полудиска и объектива, размещенных между основным объективом и призмой двойного изображения, и светоделительной призмы, установленной между диафрагмой сканатора и фотоприемниками, плоскость расположения полудисковой диафрагмы и плоскость предметов объектива совпадают с плоскостью изображений основного объектива, а изображение диаметра полудиска в плоскости диафрагмы и ребро светоделительной призмы ориентированы параллельно поперечной оси диафрагмы сканатора и нроходят через оптическую ось системы.

На фиг. 1 изображена функциональная схема оптической (в двух проекциях) и электронной частей ФЭМ; на фиг. 2 показано поле зрения в плоскости полудисковой диафрагмы; на фиг. 3 - ноле зрения в плоскости щелевой диафрагмы.

Оптическая система ФЭМ состоит из последовательно расположенных осветителя 1, объектива 2, щтриховой щкалы 3, полудисковой диафрагмы 4, установленной так, что диаметр полудиска проходит через оптическую ось системы и перпендикулярен к длинной оси изображения щтриха, на который производится наведение объектива 5, нлоскость предметов которого сопряжена с плоскостью расположения полудисковой диафрагмы 4 и с плоскостью изображений объектива 2, призмы 6 двойного изображения по Кёстерсу, поворотной призмы 7, окуляра 8 и сканирующего зеркала 9 с вибратором 10 (см. фиг. 1). За щелевой диафрагмой 11, установленной в плоскости изображений объектива 5, расположена светоделительная призма 12. В разделенных световых потоках расположены фотоприемники 13 и 14, связанные соответственно с входами схем 15 и 16 преобразования импульсов фототока, каждая из которых содержит последовательно соединенные истоковый повторитель 17, усилитель 18, триггер Шмитта 19, дифференцирующую цепочку 20 и диодные ограничители 21 и 22. Выходы а диодных ограничителей, предназначенные в каждой схеме для выделения импульсов одной и той же, например, положительной полярности, соединены соответственно через инверторы 23 и 24 с одними из входов логических схем ИЛИ 25 и 26, выходы которых соединены соответственно с триггерами 27 и 28 со счетным входом.

Одноименные выходы каждого из триггеров 27 и 28 связаны с соответствующими входами устройства 29 вычитания длительностей импульсов, к выходу которого подключен индикатор 30 момента точного наведения. При этом выходы б диодных ограничителей, предназначенные для выделения импульсов, например, отрицательной полярности, перекрестно связаны со вторыми входами схем ИЛИ 25 и 26.

С вибратором 10 электрически связаны последовательно установленные фазовращатель 31, триггер Шмитта 32, дифференцирующая цепочка 33 и диодный ограничитель 34, выход которого соединен с входами «установка нуля триггеров 27 и 28.

Устройство работает следующим образом.

При освещении поверхности щтриховой щкалы 3 осветителем 1 и объективом 2 последний образует в плоскости диафрагмы 4 действительное изображение визируемого щтриха. Половина этого изобрал ения срезается диафрагмой 4 (см. фиг. 2), оставщаяся же половина проектируется объективом 5, призмой 6 двойного изображения по Кёстерсу, поворотной призмой 7, окуляром 8 и зеркалом 9 в плоскость щелевой диафрагмы 11. При этом, благодаря применению призмы двойного изображения в плоскости щели диафрагмы 11, кроме прямого изображения (см. фиг. 2), образуется также и второе изображение щтриха, перевернутое по отнощению к прямому слева - направо и сверху - вниз (см. фиг. 3).

При относительном смещении фотоэлектрического микроскопа и щкалы 3 в направлении, перпендикулярном к щтрихам, изображения щтриха в плоскости диафрагмы И перемещаются в разные стороны в зависимости от направления смещения. В момент точного наведения изображения щтриха должны быть расположены таким образом, чтобы их продольные оси служили продолжениями одна другой.

При включении вибратора 10 зеркало 9 сканирует изображения щтриха относительно щели диафрагмы 11. При этом неременные световые потоки от каждой половины поля зрения отражающими гранями светоделительной призмы 12 направляются на соответствующие фотоприемники 13 и 14, на выходе которых образуются последовательности импульсов фототока. Полученным импульсам фототока на выходах схем 15 и 16 соответствуют кратковременные импульсы, распределяемые диодными ограничителями 21 к 22 в соответствии с полярностью таким образом, что на вход логической схемы ИЛИ 26 поступают импульсы, соответствующие передним фронтом прямоугольных импульсов, формируемых в схеме 15 (триггером 19), и предварительно инвертированные инвертором 24 импульсы, соответствующие задним фронтам прямоугольных импульсов, формируемых в схеме 16, а на вход логической схемы ИЛИ 25 поступают импульсы, соответствующие передним фронтам прямоугольных импульсов, формируемых

в схеме 16, и предварительно инвертированные инвертором 23 импульсы, соответствующие задним фронтам прямоугольных импульсов, формируемых в схеме 15. Эти последовательности импульсов преобразуются триггерами 27 и 28 в последовательности прямоугольных импульсов.

При относительном смещении изображений штриха в плоскости диафрагмы 11 длительность импульсов одной из последовательности убывает, а другой - возрастает, уравниваясь в момент, когда продольные оси изображений штриха составляют продолжение друг друга. При этом, если до прохождения момента «равновесия длительность импульсов первой последовательности меньше длительности импульсов второй последовательности, то после прохождения момента «равновесия соотношение длительностей изменяется на обратное. Поэтому на выходе устройства 29 вычитания импульсов образуется сигнал, изменяющийся не только по величине, но и по знаку в зависимости от величины и знака смещения системы наведения от положения, соответствующего точному наведению на щтрих. Этот сигпал обращается в нуль в момент точного наведения, что и фиксируется оператором по индикатору 30. Цепочка элементов 31-32-33- 34 предназначена для предотвращения неправильной работы триггеров 27 и 28 при включениях и выключениях устройства, а также при случайных сбоях этих триггеров, когда может измениться нолярность формируемых ими импульсов.

Устройство позволяет пе только производить индикацию момента точного наведепия, но и ипдипировать величину и знак смещения от положения точного наведения путем измерения величины и определения знака разности последовательностей импульсов, формируемых схемами 15 и 16.

Формула изобретения

1. Фотоэлектрический микроскоп по авт. св. № 494602, отличающийся тем, что, с целью обеспечения чувствительности к знаку

смещения системы наведения от положения, соответствующего точному наведению на щтрих, и повышения чувствительности к смещениям, он снабжен делителем отраженных световых потоков, вторым фотоприемником, соединенной входом с его выходом схемой преобразования импульсов фототока, идентичной схеме преобразования импульсов фототока блока фиксации момента совмещения импульсов, и соединенными входами с одним из выходов, предназначенных для выделения импульсов одиой и той же, папример, положительной полярности, соответственно каладой из схем преобразования двумя цепочками, содержащими инвертор, логическую схему ИЛИ и триггер со счетным входом, в каждой из которых выход инвертора соединен с входом триггера, один из выходов последнего, одноименный в каждой цепочке, соединен с соответствующим входом схемы вычитания длительностей импульсов блока фиксации момента совмещения импульсов, а вторые выходы схем преобразования импульсов фототока, предназначенные для выделения импульсов, нанример, отрицательной полярности, перекрестно соединены со вторыми входами логических схем ИЛИ.

2. Фотоэлектрический микроскоп по п. 1, отличающийся тем, что делитель световых потоков вьшолнен в виде диафрагмы в форме полудиска и объектива, размещенных между основным объективом и призмой двойного изображения, и светоделительной призмы, установленной между диафрагмой сканатора и фотоприемниками, плоскость расположения полудисковой диафрагмы и илоскость предметов объектива совпадают с плоскостью изображений основного объектива, а изображение диаметра полудиска в плоскости диафрагмы и ребро светоделительной прпзмы ориентированы параллельно поперечной оси диафрагмы скапатора и проходят через оптическую ось системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 0 0494602, кл. G 01В 19/34, 1975.