Способ измерения коэффициента передачи модуляции оптических систем Советский патент 1980 года по МПК G01M11/02 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Изобретение относится к области и мерительной техники и может быть использовано для контроля качества изображения оптических систем. Известен способ контроля качества объектов, основанный на измерении коэффициента передачи модуляции для двух или одной пространственной частоты 1. Прото гипом является способ измере ния частотно-контрастных характеристик оптических систем, заключающийся в формировании изображения щелевой диафрагмы, пространственной фильтрации этого изображения тремя частотами, одна из которых нормирующая, регистрации, детектировании и сравнении полученных сигналов 2 . Однако при реализации этого способа децентрировка испытуемого объек тива приводит к тому, что при поворо те испытуемого объектива в посадочно месте изображение щелевой диафрагмы будет перемещаться по катоду фотоприемника. Фотокатоды фотоэлектронных умножителей (используемых в подобных устройствах в качестве фотоприемников) имеют различную чувствительность в различных точках и эта раяность может достигать 30% и более Отношение электрических сигналов, снимаемых с различных участков фотоприемника, на каждый из которых попа дает световой поток, характеризующий коэффициент передачи модуляции одной из пространственных частот, также изменяется, что приводит к увеличению погрешности измерения. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что проводят сканирование изображения щелевой диафрагмы, прошедшего пространственную фильтрацию. по плоскости анализа, тем усредняется освещенность изображения щелевой диафрагмы и чувствительность фотоприемника по катоду.. На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа) на фиг, 2 - растр, посредством которого проводят пространственную фильтрацию изображения щелег вой диафрагмы и сканирование его по катоду фотоэлектронного умножителя. Устройство содержит лампу 1, конденсатор 2, щелевую диафрагму 3, объектив коллиматора 4 и испытуемый объектив 5, вспомогательный объектив 6, диск анализатора 7, фотоприемнйк 8, электродвигатель 9, приводной механизм 10, электромеханический генератор 11, электродвигатель 12, усилитель 13, полосовые фильтры ;14, 15, 16; детекторы 17,18, 19; сглаживающие фильтры 20, 21, 22; сумматор 23/ фаэочуйствительную схему 24, состоящую из синхронного детектора 25, сглаживающего фильтра .26, усилителя 27, пороговую схему регистрации 28, содержащую переменные резисторы 29, 30, компараторы 31, 32,. схему ИЛИ 33, индикатор 34; выключатель 35. .

Устройство работает следующим образом. . . ; . , . - .

Тело накаливания лампы 1 проектируется с помощью конденсатора 2 на щелевую диафрагму 3. Изображение. Щелевой диафрагмы 3 (тест-объекта) расположенное в фокусе объектива коллиматора 4, строится испытуемым объективом 5 в плоскости анализа, которая переносится вспомогательным объективом 6 на поверхность диска анализатора 7, приводимого во вращение двигателем 12. Анализатор 7 проводит пространственный анализ спектра изображения щелевой диафрагмы 3, имеющей спектр близкий к непрерывному с учетом функции передачи модуляции испытуемого объектива.

Световой поток , промодулированный частотами, определяемыми частото нанесения штрихов На диске 7, попадает на катод фотоприемника 8.

Штрихи решетки растра расположены на несовпсщающих дорожках (фиг. 2 Растр на диске анализатора с дискретно изменяющимися по частоте штриховыми решетками разбит на п+1 секторов, где п - число анализируемых пространственных частот, при чем в каждом из секторов на различных кольцевых дорожках последовательно нанесены штриховые решетки, соответствующие нулевой и анализируемым .пространственным частотам, .при. перемещении с одного сектора на другой, последовательность нане.сения дорожек смещается на одну кольцевую дорожку. Решетка 36 с пространственной частотой,близкой к нулю, предназначена для нормирования сигнала, т. к. коэффициент передачи контраста для такой частоты не зависит от качества.испытываемого объектива.

Решетки 37, 38 имеют две другие заданные частоты. Изображение щели 39 перекрывает все три решетки одновременно, и прошедаий световой поток попадает на расположенйый за растром катод фотоприемника 8. Напряжение, снимаемое с анода фотоприемника 8, усиливается предварите ным усилителем 13 и поступает на полосовые фильтры 14, 15, 16.

Частота настройки фильтров равна частоте нанесения решеток на диск анализатора; с учетом его скорости вращения, задаваемой электродвигателем 12.

Электрический сигнал, снимаемый с выходов фильтров, поступает на детекторы 17, 18, 19 и далее на сглаживающие фильтры 20, 21, 22.осуществляющие сглаживание пульсирующего нпряжения.

Постоянное напряжение с выхода фильтра 20, пропорциональное коэффициенту передачи модуляции на пространственной частоте,близкой к нулевой, подается -на переменные резисторы 29, 30, движки которых соединены с первыми входами компараторов 31, 32, вторые входы которых соединены с выходами фильтров 21, 22.

Переменными резисторами 29, 30 задается величина напряжений, пропорциональных минимальным значениям коэффициента передачи модуляции испытуемого объектива на проверяемых пространственных частотах.

В случае, если испытуемый объектив имеет ..коэффициент передачи модуляции на одной из анализируемых частот ниже, чем заданная величина, установленная переменными резисторами 29, .30, один или оба компаратора сработают и через схему .ИЛИ 33 включат индикатор 34.

Вспомогательный объектив б, установленный на электромеханическом генераторе 11, осуществляет глубинное сканирование изображения щелевой диафрагмы .3 и тем самым модулирует вы ходные сигналы частотойj равной частоте собственных колебаний.

Напряжение с выходов фильтров 20, 22 суммируется сумматором 23 и поступает на диод синхронного детектора 25, на управляющий вход которого поступает опорное напряжение с генератора 11 через выключатель 35.

Синхронный детектор осуществляет частотную фильтрацию входного сигнала с учетом фазы колебаний.

Пульсирующее напряжение с выхода синхронного детектора , величина которого пропорциональна отклонению фокальной плоскости испытуемого объет ва б от плоскости максимального 1 оэффициента модуляции, а знак - направлению необходимого смещения, сглаживается фильтром 26, усиливается усилителем 27 и поступает на об.мотку управления, электродвигателя 9, перемеща.ющего через приводной механизм 10 испыту.емый объектив 5 в плоскость максимального коэффициента модуляции на заданной пространственной частоте.

После окончанияпроцесса фокусирования выключатель 35 отключает опоную частоту от входа детектора 25.