Оптико-электронное устройство для стендовой фокусировки фотообъективов Советский патент 1982 года по МПК G01M11/00 G03B3/00 

(5) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕНДОВОЙ ФОКУСИРОВКИ ФОТООБЪЕКТИВОВ

I

Изобретение относится к оптике - электронным системам, предназначенным для осуществления автоматического контроля положения плоскЬсти наилучшего изображения при сборке и юстировке оптических приборов, а также для автоматического измерения фокусных отрезков оптических элементов .

Известные аналогичные устройства., как правило, строятся по схеме автЬколлиматора, в фокальной плоскости объектива которого установлен тестобъект , а в боковой оптический канал, образованный светоделителем, также в фокальной плоскости объектива, вводится соответствующий аналигзирующий элемент, сопряженный с оптико-электронной системой выделения и обработки измерительной информации. Испытуемая система располагается в параллельном пучке лучей.за объективом устройства, а в предлагаемой плоскости наилучшего изображения

устанавливается зеркало или фотопленка 1.

Вследствие чувствительности этих устройств к взаимной децентрировке . анализирующей и испытуемой систем они не нашли применения в производстве кино-и фотоаппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения плоскости изображения,содержащее коллиматор с размещенным в фокальной плоскости его объектива тест-объектом, светоделитель, образующий два опти.ческих канала,в одном из которых установлен испытуемый фотообъектив с юстировочным зеркалом, анализирующую систему с объективом, фойусировочными клиньями, :конденсором апертурной диафрагмой, и блок фоторегистрации 2 J.

Известное устройство обеспе чивает высокую точность определения положения плоскости наилучшего изображения, однако при дефокусировке испытуемои системы относительно анализирующей на входном зрачке послед ней происходит несимметричное среза ние крайних лучей основного канала. Это приводит к перераспределению энергии 8 изображении тест-объекта и как следствие - к появлению на выходе фоторегистрирующейсистемы ложного сигнала рассогласования. К ошибке faKMe приводят паразитные фоновые засветки, которые присутств ют в плоскости фотоприемника. иель изобретения - устранение указанных ,недостат1(ов и повышение точности. Указанная цель достигается тем, чтЪ оптико-электронное устройство для стендовой фокусировки фотообъек тивов снабжено электромагнитным Вибратором и генератором его питания, а блок фоторегистрации выполнен, в виде щелевой диафрагмы, установленной в плоскости изображения анализнрукмцей системы на якоре элек ромагнитного вибратора, раздваивающей призмы, образующей два тракта, каждый ИЗ- которых выполнен из фото- приейннка,подк/тченного через избир тельный усилитель к синхронному де тектору, причем второй вход синхронного детектора каждого из тракт соединен с соотв етс т вующим выходом генератора питания электромагнитног вибратора, вход которого соединен с выходом одного из синхронных детекторов,при этом выход другого син хронного детектора являе.тс1Я выходом устройства. На чертеже представлена структур ная оптическая схема устройства. Устройство содержит коллиматор 1, щелевую диафрагму 2, светоделитель 3, испытуемый фотообъектив , фотопленку 5 с зеркальным покрытием, объектив анализирующего устро ства 6, фокусировочные клинья 7, коллектив 8, первую линзу 9 оборачи ваЮщей системы, апертуриую диафраг 10, вторую линзу 11 оборачивающей системы, вибрирующую щель 12, элект ромагнитный вибратор 13, генератор И питания вибратора,раздваивающую призму 15, фотоприемники 16, избира тельные усилители 17, синхронные де текторы 18. Коллиматор 1 формирует пучок параллельных лучей от находящейся в фокальной плоскости его объектива щелевой диафрагмы 2, который направляется в объектив i испытуемого фотоаппарата. В фильмовом канале последнего установлена пленка 5 с нанесенным на нее покрытием.. При фокусировке фотоаппарата на бесконечность, выходящий из объектива i пучок лучей сохраняет параллельную структуру. Этот пучок претерпев отражения от светоделителя 3, поступает в объектив 6 анализирующего устройства и формирует изображение диафрагмы 2 в плоскости фокусировочных клиньев 7, наклеенных на коллектив 8, Указанное изображение переносится оборачивающей системой 9 и 11 в плоскость вибрирующей щели 12, установленной на якоре электромагнитного вибратора 13 управляемого генератором 14 i Фокусировочные клинья раздваивают входной зрачок объектива 6 анализирующей системы, Причем для исключения паразитных пучков противо,положные части в изображений этих зрачков экранируют апертурной диафрагмой 10. Вследствие разделения пучков лучей на фокусировочных клиньях изображение целевой диафрагмы в плоскости вибрирующей щели состоит из двух частей, которые при отсутствии дефокусировки нониально совмещены. За вибрирующей щелью 12 установлена . призма 15, разделяющая пучки лучей от изображений соответственно на два фотоприемника 16, Устройство выделения и обработки сигналов рассогласования, снимаемых с отдельных фотоприемников, идентичны и состоят из избирательногр усилителя 17, настроенного на частоту колебания вибрирующей щели, выход которого подключен к одному из входов синхронного детектора 18. На второй вход синхронного детектора подается опорное напряжение с генератора И, питающего вибратора 13. При совпадении центра колебаний вибрирующей щели и центров изображений щелевой диафрагмы 2, сигнал с соответствующего фотоприемника содержит только четные гармоники частоты колебаний щели и в случае нониального совмещения этих изображений напряжение на выходах избирательных усилителей равно нулю. Также равно нулю и напряжение на выходах синхронных детекторов. Лефокусировка объектива фотоаппарата приводит к несовпадению изображения щелевой диафрагмы 2с плос- -. костью фокусировочных клиньев. Благо даря действию последних, изображения частей щелевой диафрагмы оказываются смещенными в противоположных направлениях. При этом направление их смещения определяется знаком дефокусировки. Для регистрации взаимного смещения изображений сигнал с одного из приемников после обработки подается в цепь обратной связи, которая управляя электромагнитным вибратором совмещает центр колекбаний щели с цен ром одного из указанных изображений. Таким образом, амплитуда первой гармоники в сигнале, снимаемом со второ го фотоприемника, соответствует iseличине взаимного смеце ния изрб эжений. После описанной выше обработки данный сигнал используется для ре-; гистрации дефокус(1ро0ки или yniiaefle ния системой, устраняющей дефокусировку . Наличие обратной связи делает систему некритичной к возможной незн чительной децентрировке испытуемого фотоаппарата по отношению к оОъейтив анализирующей системы приводящей к одинаковому по величине и направлению сдвигу линий энергетической симметри изображений в плоскости вибрирующей щели. Равенство величин указанных сдвигов возможно лишь при налимий равномерного распределения яркости по зрачку анализирующей системы. Поэтому для расширения допуска на децентрировку фотоаппарата диаметр D входного зрачка объектива анализирующей системы выполнен заведомо меньше диаметра d пятна засветки и выбирается из условия D d где Д. С - величина наибольшего смещения пятна засветки в плоскости объектива анализирующей :истекы, вызванного взаимной, децентрировкой испытуемой и анализирующей систем. Экспериментальное исследование предлагаемого устройства проводят на макете, обладающем следующими параметрами: фокусное расстояние объектива коллиматора 200 мм; диаметр его выходного зрачка 20 мм; фокусное расстояние объектива анализирующей системы 100 мм; диаметр его выходного зрачка 5 мм; угол фокусировочных клиньев 7, увеличение оборачивающей системы частота колебаний вибрирующей щели 83 Гц;..в качестве фотоприемников используют фотодиоды типа ФД24К. В результате серии из тридцати измерений получено, что среднеквадратическая погрешность уста новки объектива фотоаппарата на.бесконечность, приведенная к плоскости фокусировомных клиньев, составляет 1 мкм. Формула изобретения Оптико-электронное устройство для стендовой фокусировки фотообъективов, содержащее колпиматор с размещенным в фокальной плоскости его объектива тест-объектом, светоделитель, образующий два оптических канала , в одном из KOTOpbix установлен испытуемый фотообъектив с юстировоч ным зеркалом, анализирующую систему с объективом, фокусировомными клинья ми, конденсором и апертурной диафрагмой и бгюк фоторегистрации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышейия точности, оно снаб- ; жено электромагнитным вибратором и генератором его питания, а блок регистрации выполнен в виде щелевой диафрагмы, установленной в плоскости изображения анализирукидей системы на якоре электромагнитного вибратора, раздваиёающей призмы, образующей два тракта, каждый из которых выполнен из фотрприемника, подключенного через избирательный усилитель к синхронному детектору, причем вход синхронного детектора каждого из трактов соединен с соответствукяцИм выходом генератора питаний электромагнитного вибратора, вход соединен с выходом одного из синхронных детекторов, при этом выход другого синхронного детектора является выходом устрюйства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Т. Креапалова Г,В., Пуряев Д.Т. сследование и контроль оптических истем. М., Машиностроение, 1978, . . 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Vf 2769102/18-10, кл.601 М 11/00. 12.06.79.