Устройство для определения плоскостиизОбРАжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01M11/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения плоскости наилучшей установки в любой части спектрального диапазона при контроле кино- и фотоприборов в процессе их изготовления и юстировки.

Известны автоколлимациЪнные устpoйcтвia для определения плоскости изображения, содержащие автоколлиматоры, в фокальной плоскости объективов которых установлены тест-об1 екты, испытуемые систекы, состоящие из объектива с юстировочным зеркалом, и анализирующие системы с фотоприемником 1J.

Однако вследствие чувствительности этих устройств к взаи1 ой децентрировке анализирующей и испытуемой систем они не находят применения в производстве кино- и фотоаппаратуры.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения плоскости изображения, содержащее коллиматор, в фокальной плоскости объектива которого установлен тестобъект, светоделитель, испытуемую систему, включающую объектив с гостировочным зеркалом, ;анализирующую, систему с фокусировочными клйньякш

и фоторегистрирующук систему 2 . Кроме того, данное, устройство снабжено вторым тест-объектом, находящимся в плоскости, оптически сопряженной с фокальной, и фотопрнемником.

Изображение первого тест-объекта проецируется через светоделитель объективом автоколлиматрра и объек0тивом исследуемой системы на юстировочное зеркало. Отразившись от зеркала, световые лучи проходят в обратном направлении через оба объектива, светоделитель, второй тест5объект и попадают на фотоприенник. Так как оба тест-объекта одинаковы по площади, то при полном совмещении тест-объектов, что соответствует наилучшей резкости, на фотоприемник

0 прохОдит максиму;м или минимум света, в зависимости от рисунка и взаимного расположения тест-объектов.

Однако в зтом устройстве плоскость фокусировки зависит от точности положения тест-объекта к тому же де-. центрировка испытуемой cиcтe ы вызывает смещение изображения первого тест-объекта относительно второго, что приводит к проявлению ложного сиг0нала на фотоприемнике. Кроме этого. система не позволяет определить знак дефокусировки, т.е. сигнал, снимаемый с фотоприёмника, не указывает в какую сторону надо смешать объектив испытуемой системы относительно юстировочного зеркала для устранения дефокусировки. Эти недостатки привод к тому t что устройство не обеспечивает требуемой точности и надежности работы. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройств Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения плоскости изображения введены опорный канал из отражателя и модулятор светоделитель установлен между объе тивами коллиматора и испытуемой сис темы, а плоскость анализа фокусировочных клиньев оптически сопряжена с плоскостью позиционно-чувствитель ного элемента фоторегистрирующей системы, причем модулятор выполнен с возможностью поочередного перекрытия опорного канала и канала испы туемой системы. Фоторегистрирукяцая система выпол Йена в виде последовательно соединенных позиционно-чувствительного элемента, синхронного детектора и исполнительного устройства. Устранение влияния децентрировки испытуемой системы позволяет повысить точность и надежность устройства, чему способствует и достигаемая предлагаемой конструкцией нерасстраиваемость анализирующей си темы. На фиг.1 приведена принципиальна схема устройства на фиг.2 - схема включения фотоприемника; на фиг.З вид сигнала фотоприемника. Устройство для определения,плоскости изоброокения содержит колпиматор 1 тест-объект 2, находящийся в ; фокальной плоскости объектива (2 и изображения тест-объекта в плос кости позиционно-чувствительного фотоприемника, формируемых соответственно первым и вторым фокусировоч ными клиньями), отражающий элемент светоделитель 4, объектив 5 испытуе мого устройства, юстировочное зеркёшо б, модулятор 7, анёшизирующую систему 8, фокусировочные клинья 9, объектив 10 анализирующей системы, коллектив 11, оборачивающую линзу 1 апертурную диафрагму 13, конденсор позиционно-чувствительный фотоприемник 15 (ПЧФ), избирательный усилитель 16, синхронный детектор 17, исполнительное устройство 18, Коллиматор 1 формирует параллель ный пучок лучей от находящегося в ф кЕшь1)ой плоскости его объектива тес объекта 2.1 Этот пучок лучей, отразившись от светоделителя 4, частично направляется на отражающий элемент 3. Отразившись от отр ажающего элемента, лучи возвращаются обратно по тому же направлению и, образуя опорный канал, попадают в анализирующую систему. Остальная часть лучей, образуя основной канал, проходит светоделитель 4 и фокусируется объективом 5 на юстировочное зеркало 6, отражается от него и возвращается обратно через объектив 5, отражается от светоделителя 4 и направляется в анализирующую систему 8. Объектив 10 фокусирует лучи основного и опорного каналов и плоскость фокусировочных клиньев 9. Изображение тест-объекта, получаемое в плоскости клиньев, переносится оборачивающей линзой 12 и конденсором 14 на ПЧФ 15, при этом апертурная диафрагма 13 срезает паразитные пучки. Модулятор 7 приводится электродвигателем во вращение с постоянной скоростью и попеременно перекрывает лучи опорного канала и испытуемой системы. Сигнал с ПЧФ усиливается избирательным усилителем 16 и подается на синхронный детектор 17, опорное напряжение которого синхронизировано с угловым положением модулятора. В качестве опорного напряжения может быть использовано, например, напряжение двигателя модулятора. Устройство работает следующим образом. В случае, когда пучки лучей опорного канала перекрыты модулятором и юстировочное зеркало 6 нахо.дится в фокальной плоскости объекти;ва 5,в плоскости,сопряженной с плоскостью фокусировочных клиньев, изображения 2и 2совмещены. Для того, чтобы исключить влияние возможного смещения изображений 2 относительно фотоприемника и регистриро- . вать сигнал,пропорциональный лишь. их взаимному смещению,диагонально расположенные площадки фотоприемника включены параллельно, а электроды, соединяющие таким образом пары площадок, образуют выходную цепь фотоприемника (фиг.2), в которую в качестве сопротивления нагрузки включен регистрирующий прибор или вход усилителя. Таким образом,при отсутствии взаимного сдвига изображений 2 и 2 сигнал на выходе ПЧФ равен нулю. При этом предполагается, что чувствительности отдельных площадок ПЧФ одинаковы. Дефокусировка объектива 5 приводит к взаимному смещению изображений 2 и 2 и появлению на выходе ПЧФ электрического сигнала, пропорционсшьного величине дефокусировки. Направление тока ПЧФ определяется знаком дефокусировки. В случае отсутствия дефокусировки,но разной чувствительности плЬщадок (дрейф нуля ПЧФ) в его выходной цепи имеет место ложный сигнал. К этому же эффекту Приводит разъюстировка опти|Ческих элементов анализирующей сис7 темы. Таким образом, существует вероятность появления в сигнале, соответствующем испытуемой системе, Ujic ложной составляющей. С целью исключения ложного сигнала в устройство введен опорный канал, образующий в плоскости ПЧФ изображения Зи момент выключения из хода лучей испытуемой системы модулятором 7. При дрейфе нуля или разъюстировке анализирующей системы в выходной цепи ПЧФ имеет место опорный сигнал Uee . Этрт сигнал при отсутствии дефокусировки испытуемой системы равен ложному сигналу. Указанное раleeHCTBO может быть легко достигнуто подбором коэффициента отражения- элемента отражающего или диафрагмированием лучей опорного канала. При вращении модулятора и дефокусировке испытуемой системы на выходе ПЧФ наблюдается переменный информационный сигнал и, (Фиг.З), равньгй разности сигналов Unct,-UOH- Данный переменный сигнал усиливается избирательным усилителем и подается на синхронный детектор, опорное напряжение которого синхронизировано с угловым положением модулятора. Постоянное напряжение на выходе синхронного детектора соответствует величине дефокусировки испытуемой система, а его полярность - знаку дефокусировки. 1

Снимаемый с выхода синхронного детектора сигнал может быть использован для регистрац|1И наличия величины дефокусировки или для управления системой обратной связи, устраняющей дефокусировку.

Формула изобретения

1.Устройство для определения плоскости изобретения, содержащее коллиматор, в фокальной плоскости объектива которого установлен тестобъект, светоделитель, испытуемую

5 систему, включающую объектив с юстировочным зеркалом/ анализирующую систему с фокусировочными клиньями и фоторегистрирующую систему, отличающееся тем, что, с

целью повышения точности и надежности контроля положения плоскости изображения, в него введены опорный канал из отражателя и модулятор, светоделитель, установленный между объективами коллиматора и испытуемой системы, а плоскость анализа фокусировочных клиньев оптически сопряжена с плоскостью позиционно-чувствительного элемента фоторегистрирующей

0 системы, причем модулятор выполнен с возможностью поочередного перекрытия опорного канала и канала испытуемой системы.

2.Устройство ПОП.1, ОТЛИ- ,

r чающееся тем, что фоторегистрирующая система выполнена в виде последовательно соединенных позиционно-чувствительного элемента, синхронного детектора и исполнительного устройства.

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т. Исследование и контроль оптических систем. М.,Машиностроение, 1978

5 с.48-63.

2.Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т. Исследование и контроль оптических систем. М.,Машиностроение, 1978, с.48 (прототип).

/УХ УуУХУУ У J